《吸附法修改版》PPT课件

吸附分离技术和理论,生技z级gfs班afjhlhup,吸附分离技术和理论,吸附概述,吸附的基本原理,1,2,常见吸附剂及其生产应用,吸附的操作工艺,3,4,吸附概述,吸附法,吸附法(adsorptionmethod)：利用吸附剂对活性物质和杂质间吸附能力的差异，将样品中的生物活性物质或杂质吸附于适当的吸附剂上，达到浓缩和提纯目的的方法。,吸附法,典型的吸附过程包括四个步骤：,待分离的料液通入吸附剂,吸附质被吸附在吸附剂表面,料液流出,吸附质解吸吸附剂再生,吸附法特点,优点：(1)设备简单、操作简便、价廉、安全。(2)少用或不用有机溶剂，吸附过程中pH变化小，较少引起生物活性物质的变性失活。缺点：(1)选择性差，收率不高。(2)一些无机吸附剂性能不稳定,常用的吸附剂,大网格树脂聚合物吸附剂活性碳：助滤，脱色，去热原氧化铝硅胶羟基磷灰石（磷酸钙）沸石分子筛,吸附法的发展,吸附法在各种层析技术中应用最早一战期间发展起来的活性炭吸附后来使用的凝胶型离子交换树脂、分子筛和纤维素等近些年发展的大网格吸附剂,吸附的基本原理,吸附法基本原理,界面上的分子同时受到不相等的两相分子的作用力，界面分子的力场不饱和，即存在一种固体的表面力，能从外界吸附分子、原子或离子，并在吸附剂表面附近形成多分子层或单分子层。,一、吸附作用,吸附法基本原理,吸附作用力:定向力,诱导力,色散力定向力:极性分子间产生的作用力,分子极性越大,定向力越大,与热力学温度成反比.诱导力:极性分子和非极性分子之间的吸引力,与温度无关.色散力:非极性分子之间的引力,随最外层电子数增多而增加,不取决于温度.,吸附作用：物质从流体相（气体或液体）浓缩到固体表面从而达到分离的过程称为吸附作用吸附剂：在表面上能发生吸附作用的固体微粒称为吸附剂吸附物：被吸附的物质称为吸附物。,吸附法的基本概念,吸附的类型,（1）物理吸附:放热，可逆，单分子层或多分子层，选择性差（2）化学吸附:放热量大，单分子，选择性强（3）交换吸附:吸附剂吸附后同时放出等当量的离子到溶液中正吸附：吸有效成分负吸附：吸杂质,物理吸附与化学吸附的特点,吸附的类型,发酵工业常用的吸附剂可分为:疏水或非极性吸附剂:从极性溶媒(如水)内吸附溶质,典型吸附剂是活性炭.亲水或极性吸附剂:适用于非极性或极性较小的溶媒,如硅胶,氧化铝,活性土等.离子交换树脂吸附剂:属于极性吸附剂,因为是两性化合物,具有离子交换剂的性质.,影响吸附的因素,1.吸附剂的特性吸附容量吸附剂表面积越大，吸附量越多活化可增加吸附剂的吸附容量活化：通过处理使其表面具有一定的吸附特性或增加表面积吸附速度：颗粒度、孔径机械强度（使用寿命）,2.吸附物的性质（1）能使表面张力降低的物质易为表面吸附（2）极性吸附剂易吸附极性物质，非极性吸附剂易吸附非极性物质（3）溶质从较易溶解的溶剂中被吸附时，吸附量较少。（4）同系列物质分子越大，极性越差，易为非极性吸附剂吸附，越难为极性吸附剂吸附（5）吸附物-溶剂形成氢键，不易吸附吸附物-吸附剂形成氢键，易于吸附,影响吸附的因素,3.吸附的条件温度（吸附热，溶解度）：经验pH（解离度）：两性物质，等电点附近盐的浓度：可能阻止、可能促进，经验溶剂：单溶剂易吸附，混合溶剂易解吸,影响吸附的因素,吸附物浓度：浓度高吸附量大，但选择性下降适当稀释调高选择性浓度乙醇甲醇乙酸乙酯丙酮二氯甲烷,37,辅酶A制备,磷酸钙凝胶,在蛋白质的分离、精制中，较为常用形式：磷酸钙、磷酸氢钙、羟基磷灰石活性部位：钙离子，与蛋白质负电基团结合,在无机吸附剂中，磷酸钙是唯一的适用于生物活性高分子物质（如蛋白质、核酸）的分离的吸附剂。羟基磷灰石主要适用于蛋白质的层析分离，也适用于较小的核酸，如转移RNA的分离。,39,胰岛素纯化,三氧化铝,氧化铝的吸附能力很强，可以活化到不同程度，重演性好，再生容易，故是常用的吸附剂之一。分酸性、碱性和中性三种，酸性氧化铝(pH4-5)适合于分离酸性化合物，碱性氧化铝(pH9-10)适合于分离碱性化合物，中性氧化铝(pH7)适合于分生物碱、挥发油、萜类、甾体及在酸、碱中不稳定的甙类、酯类等化合物。,硅胶,硅胶是应用很广的一种极性吸附剂。可与极性化合物或不饱和化合物形成氢键而使硅胶具较强的吸附力。主要优点是化学惰性，具有较大的吸附量，易制备。,沸石分子筛,是结晶铝硅酸金属盐的水合物。由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在其空穴外，起到筛分分子的作用，故得名分子筛。,（a）A型（b）X型两种常用沸石分子筛的结构,吸附分离的常见应用方式,1)分批操作法2)吸附剂片过滤吸附法3)柱式法,静态操作法动态操作法,分批式与连续式吸附,分批式吸附,操作过程：,1）搅拌含生物分子和吸附剂的溶液1015分钟2）沉降吸附剂，倾出上清液3）将下层浆液注入布氏漏斗中真空过滤4）用缓冲液洗涤吸附剂5）抽干湿吸附剂，倒入烧杯6）用洗涤的缓冲液再将吸附剂制成浆液7）重新真空抽干，根据需要重复多次,连续搅拌罐中的吸附,恒定浓度YF的料液，以流速H连续流入搅拌罐，罐内的初始时装有纯溶剂及量为W的新鲜吸附剂，吸附剂上溶质浓度为q并随时间而变，溶液不断流出反应罐，浓度Y随时间而变，罐内搅拌均匀，等于出口浓度。,ThankYou!,树脂的网络骨架,吸附pH选择,例：林可、红霉素、SPM弱碱性，pH吸附量；赤霉素弱酸性，pH，吸附量；维生素B12中性，pH无影响，实验证实：XAD-2上吸附，pH37吸附量