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离子交换层析 原理 步骤 详细


苯乙烯 母体
二乙烯苯 交联剂
聚苯乙烯
聚丙烯酸—阳离子交换树脂
甲基丙烯酸
二乙烯苯
特点:高交换量 p质
①、一般离子交换剂的特性
• 多孔性:疏松、多孔网状,活性基团在网孔内 • 不溶性:不溶于稀酸、稀碱、有机溶剂 • 稳定性: • 离子交换性:具相当数量的可交换或带电基团 ②、交换量:指交换剂中可交换的离子数
弱酸型 羧基 阴离子交换树脂 强碱 季胺基团 [-N+(CH3)3] 弱碱
叔胺、仲胺、伯胺基团
(4)离子交换树脂对离子的亲和力 ■ 离子取代顺序:
电荷高者
离子大者 浓度大者
++ +
+ + + + ++ + + + + + +
> > >
+ + +
(4)离子交换树脂对离子的亲和力
①阳离子树脂 + ++ +++<Ti++++ 电价数:Na <Ca <Al 原子价数相同,原子序数 Li+<Na+<K+<Pb+ ②阴离子 强碱性交换树脂 CH3COO-<F-<OH-<HCOO-<CL-<SCN-<Br-<CrO4=<NO3-<I<C2O4=<SO4= 弱碱性交换树脂 F-< CL-< Br-= I- =CH3COO<Mo4=<PO4=<NO3-<酒石酸根< 柠檬酸根<C2O4=<SO4=<OH
2.离子交换纤维素
阴离子交换纤维素 —DEAE-纤维素 pH8.6 以下分离中性或酸性物质 , 具二乙 胺乙基阳离子交换纤维素
—CM-纤维素 一般pH>4条件下使用,具有羧甲基
3.离子交换凝胶—分离大分子物质 如:葡聚糖(Sephadex) 聚丙烯酰胺(PAG) 琼脂糖(Sepharose)
操作过程: 1.装柱 2.离子交换 3.洗脱
三、结果要求:
指出2个洗脱峰分别出现在几号管?
分别是哪个氨基酸?
与树脂结合力
胶体
洗脱
二、离子交换剂的类型
胶 体
在惰性载体上引入带有电荷的活性基团 (一)按活性功能基团带电荷性质不同 阳离子交换剂 胶 —— 带负电荷,与阳离子交换 体 阴离子交换剂 ——带正电荷,与阴离子交换 阴离子交换树脂对化学试剂及热都不如 阳离子交换树脂稳定。
(二)按载体种类不同
1.离子交换树脂: (1)类型 聚苯乙烯树脂:
四、应用
分离多肽蛋白、氨基酸、核酸 及其他带电的生物分子
实验:
离子交换层析分离氨基酸
一、原理:
pI 9.7 Mr 147 pI 2.97 Mr 133
pH
4.2
++
※Dowex50阳离子交换树脂
一、操作注意点:
1、装柱和加样同凝胶层析 2、洗脱液(NaOH和柠檬酸)别混淆 3、控制流速:20滴/min
离子交换层析
ion exchange chromatography
一、原理
离子交换层析是用离子交换剂(具 有离子交换性能的物质)作固定相,利 用它与流动相中的某种离子进行可逆的 交换性质来分离子型混合物的层析方法
去吸附
分离结束 高 盐
低 盐
不同蛋白质在特定pH值下有不同带电特性
带电荷
离子交换树脂如何分离蛋白质
③ 、交联度: 合成树脂时所用的交联剂在原料总重量中所占 的百分比
苯 乙 烯 + 二 乙 烯 苯 聚 苯 乙 烯 (单体) (交联剂) 二乙烯苯 交联度 = ———————— × 100% 苯乙烯 + 二乙烯苯
交联度越大 树脂的网孔越小 膨胀性小 交换量少
交联度越小 树脂的网孔越大 膨胀性大 交换量大 膨胀性增加易引起树脂的机械变形破损
根据分离过程的实验条件 强酸强碱—应用广泛 弱酸型—只能在碱性范围内使用 弱碱型—只能在酸性范围内使用
3.被分离物质所处的环境 4.被分离物质的物理化学性质 5.被分离物质的大概数量
(二)缓冲液的选择
原则: 不能发生化学反应,避免使样品变性
(三)洗脱剂
原则: 所用洗脱液比吸着物质具有更活泼的离 子或基团 改变pH或离子强度 增强洗脱液与离子交换剂的结合力 降低分离物与离子交换剂的结合力 洗脱方式:梯度洗脱
目数: 离子交换树脂的颗粒直径大小
Dowex50 为20-50目 Dowex 100 149m Dowex 50 297m Dowex 20 840m 目数越大表示直径越小
(3)可引入的解离基团
阳离子交换树脂 强酸型 磺酸基 中等酸型 磷酸根 -SO3-H+ -O-PO2H2 亚磷酸根 -O-POH2 -COOH
※带电荷量少,亲和力小的先被洗脱下来 ※带电荷量多,亲和力大的后被洗脱下来
三、操作注意点
(一)离子交换剂的选择
原则: 根据被分离物质的性质选择—同一性 质离子交换剂中选用对被分离物质各组 分之间结合力差异大的型号交换剂
考虑因素:
1.被分离物质带何种电荷 2.被分离物质分子的大小 大分子物质选用凝胶,其次选用纤维素
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