磁性分离技术一PPT课件

磁性分离技术,01,PARTONE,磁固相萃取技术,01,简介,磁固相萃取技术(MSPE)是一种基于磁性材料为吸附剂的固相萃取技术SPE，吸附剂通常指磁性铁氧化物，如磁铁矿(Fe3O4)和磁赤铁矿(-Fe2O3)，粒径一般为纳米级。与普通SPE最大的区别在于，MSPE无需将吸附剂填充于SPE小柱，磁性纳米颗粒(MNP)作为吸附剂直接被分散于样品溶液或悬浮液中，通过外磁场可实现与样品基质的快速分离。然而，表面未经修饰的MNP却存在易发生团聚、选择性及稳定性差、萃取效率低等问题，不适于复杂样品基质的样品前处理，所以，MSPE中所用的吸附剂通常为衍生化MNP。,参考文献：田竞.磁性分散固相萃取技术及干扰素分离纯化工艺改进研究,2015.,01,简介,碳纳米管和石墨烯也可以同时结合磁性粒子作为磁性固相分散萃取中的吸附剂进行实际应用，该复合材料作为吸附剂应用于分离领域具有很大的潜力，如用于制药生产废水中土霉素药物的萃取分离。但磁性石墨烯/碳纳米管材料传统制备方法繁琐耗时，且制得材料易团聚，导致比表面积减小，吸附能力降低，仍需进行相应改进。,参考文献：田竞.磁性分散固相萃取技术及干扰素分离纯化工艺改进研究,2015.,01,磁固相萃取过程,样品置于棕色瓶中，加入适量磁性石墨烯/碳纳米管复合材料，涡旋充分混匀。用磁铁吸附吸附剂材料于瓶壁上，倒出液体。之后向试管中加入洗脱剂，涡旋混匀后，外加磁场分离吸附剂。将洗脱剂倒入小试管中，此时洗脱液中便含有目标物，可使用高效液相色谱仪器进行分析检验。,参考文献：田竞.磁性分散固相萃取技术及干扰素分离纯化工艺改进研究,2015.,01,结果,所得结果：可见复合材料含有大量石墨烯典型的波浪状褶皱片层结构，表面可见圆形粒子点缀，点缀的圆形粒子即合成的磁核，能够用于磁性分散萃取。本实验制备的材料含有磁核，表明石墨烯/碳纳米管成功修饰上了Fe3O4磁性粒子，证明合成了目标材料磁性石墨烯/碳纳米管复合材料。,参考文献：田竞.磁性分散固相萃取技术及干扰素分离纯化工艺改进研究,2015.,01,效率评估,表1磁性固相萃取与其它方法比较,参考文献：田竞.磁性分散固相萃取技术及干扰素分离纯化工艺改进研究,2015.,01,小结,磁性石墨烯/碳纳米管材料作为吸附剂发展磁性固相分散萃取法，在药物分离样品前处理领域中有较好的发展潜力。磁固相萃取法技术这一技术操作简单、提取效率高、有机溶剂用量少、样品处理范围更广泛，在很大程度上克服了传统样品预处理技术的一些缺点。磁性固相萃取法在外部磁场作用下，便于实现吸附剂的分离和循环再利用，同时避免了二次污染，洗脱过程简单，可实现吸附剂再生，节约成本，工业生产实际应用价值大，发展前景更广阔。,参考文献：田竞.磁性分散固相萃取技术及干扰素分离纯化工艺改进研究,2015.,02,PARTTWO,免疫磁珠技术,02,简介,免疫磁珠是指包被有相关免疫配基（-NH2、-COOH等）的磁性微粒，利用抗原抗体反应的特异性地从混合液中分离靶物质，具有高度专一性、操作简单、不需要昂贵的仪器设备等特点。,参考文献：王延昭.利用免疫磁珠技术富集肠炎沙门氏菌和金黄色葡萄球菌,2010.,02,应用,免疫磁珠技术在生物领域中的应用（分离）,1、细胞分离与检测（舒赛男等采用免疫磁珠分选系统分离大鼠骨髓干细胞群，试验结果表明，该方法能有效分选大鼠骨髓干细胞群，分选后细胞纯度、回收率、细胞活力的保持好）2、核酸分离与纯化（在高浓度PEG-8000和盐存在下，DNA选择性地结合到表面连有羧基的磁性微粒上，两者结合后，在洗脱液的作用下可将磁性复合物分离，得到高纯度的核酸）,参考文献：王延昭.利用免疫磁珠技术富集肠炎沙门氏菌和金黄色葡萄球菌,2010.,02,应用,3、蛋白质分离与纯化（与常规的分离方法相比较，利用磁性分离技术进行蛋白质分离具有简便、耗能少、减少蛋白质损失等特点。从中药中分离到有效的蛋白质成分很困难，李静等使用末端带有-NH2的磁性纳米微粒，表明该方法能从混合液中分离到有用的中药成分，差异显著）4、分离培养细菌（何静云等使用抗泰泽氏病原体的单克隆抗体包被磁珠，从感染大鼠肝脏中富集和纯化泰泽氏病原体，同时使用该方法直接检查隐性感染大鼠肠道上皮细胞，结果表明，利用免疫磁珠技术能有效地富集和纯化到泰泽氏病原体，可检测到少量寄生在大鼠盲肠上皮细胞中的泰泽氏病原体，为血清学抗原检查隐性感染提供了新思路）,参考文献：王延昭.利用免疫磁珠技术富集肠炎沙门氏菌和金黄色葡萄球菌,2010.,02,结果,扫描电镜SEM观察纳米粒子，结果表明Fe3O4纳米粒子的平均粒径约为30nm-100nm。,参考文献：王延昭.利用免疫磁珠技术富集肠炎沙门氏菌和金黄色葡萄球菌,2010.,02,小结,由于磁珠与抗体的结合是以共价键连接的，而且在整个操作过程需要多次洗涤，因此在操作过程中，力度要轻，不能用力过大，否则会使已经连接上的抗体或复合物发生断裂。将磁性微粒置于磁场上时，时间不能太短或太长，太长会部分磁性微粒因长时间的聚集而不易分散，形成大颗粒，太短会使部分磁性微粒随废弃液而弃去，最终降低结果的精确度，所以在进行该部分试验操作时要仔细。,参考文献：王延昭.利用免疫磁珠技术富集肠炎沙门氏菌和金黄色葡萄球菌,2010.,03,PARTThree,高梯度磁分离技术,03,简介,高梯度磁分离技术利用有效的电和永磁体产生较强的背景磁场，同时通过聚磁介质产生较高的磁场梯度，对磁性颗粒的捕集能力大大增强，从而达到分离物料的目的。磁场强度梯度与产生它的磁极形状有关，形状较钝、曲率较小的磁极产生的磁力线呈束状，梯度较小；形状尖锐、曲率较大的磁极产生的磁力线呈放射状，梯度较大。增大磁极的曲率，可提高场强梯度。,原理,参考文献：佟泽源.高梯度磁分离技术的研究,2015.,03,应用,在环境工程领域，主要包括去除污水中的各种污染物、矿物的选择、磁性除尘以及从介质中分离出磁性颗粒等。在水处理方面的应用非常广泛，曹雨平等分别借助纳米四氧化三铁磁种、微米四氧化三铁磁种及硬脂酸表面改性普通磁种处理含污深井水，同时污水中加入絮凝剂（这里选用的为聚合氯化铝铁），絮凝剂能够与水中的污染物及加入的磁种相结合，再通过磁分离的方法将其从水中分离出来。,参考文献：佟泽源.高梯度磁分离技术的研究,2015.,03,水处理过程,参考文献：佟泽源.高梯度磁分离技术的研究,2015.,03,分离效率,参考文献：佟泽源.高梯度磁分离技术的研究,2015.,03,应用,在医学、生物学、生物医药领域亦有广泛应用，用于细胞类RNA与DNA的提纯、排序、生物组织和免疫技术的分离。如血液分离中利用脱去氧的红细胞相对于水的磁化率比CuO的磁化率低两个数量级，用高梯度进行磁分离来生产低红细胞或准备非常纯的红细胞群；在贵重微量元素的提取中，利用藻类生物的吸附作用，将这些元素离子吸附在藻体上，这样形成的离子的磁化率就会大大增强，就可利用高梯度磁分离技术提纯贵重微量元素。,参考文献：佟泽源.高梯度磁分离技术的研究,2015.,04,PARTFOUR,磁泳,04,简介,磁场诱导微粒定向移动技术即磁泳，指粘性介质中的磁性粒子在外加磁场作用下的运动，可与粘性介质中带电粒子在外加电场作用下产生的电泳运动相类比。在细胞生物学、生物技术、生物医学、临床研究等领域中用于细胞的分选、RNA和DNA的分离、制备、纯化和测序。,按照操作模式可以分为间歇式和连续式分离，连续式磁泳分离技术包括磁性分流薄层分级、四极磁场流动分离和微芯片上自由流分级技术。,参考文献：车津晶,万谦宏.基于磁泳的生物分离分析技术J化学进展,2015,18(2):344-348.,04,分离装置,样品粒子被载流体携带通过分离通道时磁性微粒会受到外磁场的作用力在分离通道的径向上发生磁泳迁移。载液流速通常高于样品溶液的流速,以便减小样品粒子因扩散而引起的区带扩张。两个入口液流间的边界层称入口分流层ISP,两个出口液流间的边界层称出口分流层OSP。ISP和OSP的位置由两个入口和两个出口流股的相对流速决定。具有较低场致流速的粒子沿分离通道移动而不会越过OSP,在出口b流出；具有较高场致流速的粒子朝着磁场方向移动并越过OSP在出口a流出。因此,磁性分流薄层分级技术可以根据粒子的场致流速的差别,对不同磁化率的粒子进行分离。,载体溶液,样品溶液,参考文献：车津晶,万谦宏.基于磁泳的生物分离分析技术J化学进展,2015,18(2):344-348.,04,分离装置,包括4个双曲型的永磁铁，在这4个永磁铁的中心位置有一个与其同心的空心圆筒，其内部有一个与圆筒同心且长度相同的实心圆柱棒，在圆筒与圆柱之间存在与它们同心的两个短圆