3.化学反应结晶
• 加入反应剂或调节PH生成一种新的溶解度 更低的物质，当其浓度超过溶解度时，晶 体析出。
4.解析法
• 向溶液中加入某些物质，使溶质的溶解度 降低，形成过饱和溶液而结晶析出。 • 盐析结晶法 • 有机溶剂结晶法 • 水析结晶法
解析法特点
• 优点：(1)与冷却法结合，提高溶质从母液 中的回收率 • (2)结晶过程可将温度控制较低水平，有利 于热敏性物质的结晶 • (3)杂质保留在母液中，简化了晶体的提纯。 • 缺点：需处理母液，分离溶剂与抗溶剂等， 增加回收设备。
5．温度
• 生化物质的结晶温度一般控制在0～20℃。 但有时温度过低时，由于溶液粘度增大会使 结晶速度变慢，这时可在析出晶体后，适当 升高温度。另外，通过降温促使结晶时，降 温快，则结晶颗粒小；降温慢，则结晶颗粒 大。
结晶操作
分批结晶
连续结晶
1.分批结晶
分批结晶有以下4种操作方式： (1) 不加晶种，迅速冷却
影响结晶析出的主要条件 1．溶液浓度
• 溶液的浓度应根据工艺和具体情况实验 确定。一般地说，生物大分子的浓度控 制在3％～5％比较适宜，小分子物质如 氨基酸浓度可适当增大。
2．样品纯度
• 大多数生物分子需要有一定的纯
度才能够结晶析出。一般来说， 结晶母液中目的物的纯度应达到 50％以上，纯度越高越容易结晶。
液中析出的过程。
• 由于只有同类分子或离子才能排列 成晶体，所以通过结晶，溶液中的 大部分杂质会留在母液中，使产品 得到纯化。
基本原理
当溶液处于过饱和状态时，分子间 的分散或排斥作用小于分子间的相 互吸引作用，便于开始形成沉淀或 结晶。
结晶的操作注意事项
• 调整溶液，缓慢趋向过饱和点
• 调整溶液的性质和环境条件，使尽可能多 的溶质分子相互碰撞，形成结晶
(2) 不加晶种，缓慢冷却
(3) 加晶种，迅速冷却 (4) 加晶种而缓慢冷却
2.连续结晶
连续结晶的操作中往往要采用： (1) 细晶消除
(2) 粒度分级排料
(3) 清目 (4) 加晶种而缓慢冷却
连续结晶的优点:
①冷却法和蒸发法采用连续结晶操作费用低，经 济性好。
②结晶工艺简化，相对容易保证质量。 ③生产周期短，节约劳动力费用。 ④连续结晶设备的生产能力可比分批结晶提 高数倍甚至数十倍，相同生产能力则投资少， 占地面积小。 ⑤ 连续结晶操作参数相对稳定，易于实现自动化 控制。
结晶溶剂要具备以下几个条件：
• ①溶剂不能和结晶物质发生任何化学反应。 • ②溶剂对结晶物质要有较高的温度系数。 • ③溶剂应对杂质有较大的溶解度，或在不 同的温度下结晶物质与杂质在溶剂中应有 溶解度的差别。 • ④溶剂如果是容易挥发的有机溶剂时，应 考虑操作方便、安全。
4．pH值
• 一般来说，两性生化物质在等电点附近溶 解度低，有利于达到过饱和而使晶体析出， 所选择pH值应在生化物质稳定范围内，尽 量接近其等电点。
3．溶剂
• 对于大多数生物小分子来说，水、乙醇、 甲醇、丙酮、氯仿、乙酸乙酯、异丙醇、 丁醇、乙醚等溶剂使用较多。尤其是乙 醇，既亲水又亲脂，而且价格便宜、安 全无毒，所以应用较多。对于蛋白质、 酶和核酸等生物大分子，使用较多的是 硫酸铵溶液、氯化钠溶液、磷酸缓冲溶 液、Tris缓冲溶液和丙酮、乙醇等。
结晶技术
Байду номын сангаас
结晶法：在固相析出过程中，析
出物为晶体时称为结晶法。 沉淀法：在固相析出过程中，析出 物为无定形固体时则称为沉淀法。 • 结晶:析出速度慢，溶质分子有足够 时间排列，粒子排布有规则。 • 沉淀：析出速度快，粒子排布无规则。
概念
• 结晶是使溶质以晶态（外观形状一
定，内部的分子在三维空间进行有规则 的排列而产生的物质存在状态）从溶
所以，过饱和溶液的形成是结晶的前提， 过饱和度是结晶的推动力
过饱和溶液的制备方法 1.饱和溶液冷却
• 直接降低溶液的温度，使之达到过饱和状 态，溶质结晶析出。
• 适用于溶解度随温度降低而显著减小的场 合
2.部分溶剂蒸发
• 使溶液在加压减压或常压下加热，蒸发除 去溶剂达到过饱和溶液的结晶方法。 • 适用于溶解度随温度降低变化不大的场合 或溶解度随温度升高而降低的场合
晶体的生长
• 概念：在过饱和溶液中已有晶核形成 或加入晶种后，以过饱和度为推动力， 晶核或晶种将长大，称为晶体的生长。
• 影响晶体生长速度的因素
1）杂质：改变晶体和溶液之间界面的滞留层
特性，影响溶质长入晶体、改变晶体外形， 因杂质吸附导致晶体生长缓慢； 2）搅拌：加速晶体生长，加速晶核形成； 3）温度：促进表面化学反应速度的提高，增 加结晶速度； 4）过饱和度：增高一般会使结晶速度增大， 但同时引起粘度增加，结晶速度受阻。
结晶的过程
• 过饱和溶液的形成 • 晶核的形成 • 晶体的生长
过饱和溶液的形成
• 如果溶液浓度未达到饱和，固体的溶解速 度大于沉积速度。 • 如果溶液浓度达到饱和，固体的溶解速度 等于沉积速度，溶液处于平衡状态，不能 析出晶体。 • 如果溶液浓度超过饱和状态，固体的溶解 速度小于沉积速度，晶体析出。
晶核的形成
• 晶核：在过饱和溶液中最先析出的微小颗 粒，是以后结晶的中心。 • 成核速度：单位时间内在单位体积溶液中 生成的新晶核数目。
• 晶核的诱导：
1）有现成晶体时，取少量现成晶体研碎后，稀 释至一定浓度（稍稍过饱和），倒进待结晶的 溶液中，用玻棒轻轻搅拌，放置一段时间后即 有结晶析出。 2）无现成晶体时，取1-2滴结晶溶液置表面玻璃 皿上，缓慢蒸发除去溶剂，可获得少量晶体。 或取少量待结晶溶液置于一试管中，旋转蒸发 至一定程度后冷却试管，管壁上即可形成一层 结晶。 3）玻璃微粒作为异种晶核。 4）蛋白质和酶结晶时，常加入金属离子才能形 成晶核。
连续结晶的缺点:
①换热面和器壁上容易产生晶垢，并不断 积累，使运行后期的操作条件和产品质量 逐渐恶化。 ②与分批结晶相比，产品平均粒度较小。 ③操作控制上比分批操作困难，要求严格。