20离子交换层析.ppt

项目二 离子交换层析 一、认识离子交换层析 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离子能进行可逆的交换性质来分离离子型化合物的层析方法。 ? 即溶液中的离子同离子交换剂上功能基团交换反应的过程。 一、认识离子交换层析 离子交换剂（离子交换层析介质、离子交换树脂）在惰性载体上引入带有电荷的活性基团 即离子交换剂。 按活性功能基团带电荷性质不同 阳离子交换剂 — 带负电荷，与阳离子交换 阴离子交换剂 — 带正电荷，与阴离子交换 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。 依据树脂功能基的类别： 1.离子交换树脂：主要有聚苯乙烯树脂 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 交联度大，网孔变小，大分子量的离子不能进入树脂颗粒内发生离子交换。 在不影响分离的情况下，以采用交联度较高的树脂为好，这样可以提高树脂对离子的选择性 。 树脂resin（据所含交换基团的性质分） 阳离子交换树脂 强酸型 含磺酸基团 (R-SO3H) 中等酸型 含磷酸基团 (-O-PO2H4) 弱酸型 含酚基、羧基 阴离子交换树脂 强碱型 含季胺基团 [-N+(CH3)3] 弱碱型 含叔胺、伯胺基团[-N(CH3)2 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。 2.离子交换纤维素 阴离子交换纤维素 —如: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—如:CM-纤维素 一般pH4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） 1. 离子交换剂的选择 原则：根据被分离产物所带电荷种类、分子大小、物理化学性质等因素选择适宜的离子交换层析介质，包括选择适宜的功能基团。 即：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，以保证通过离子交换层析后能得到比较满意的结果。 对离子交换剂电荷基团的选择 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 强酸或强碱型分离一些小分子物质或在极端pH值下的分离。弱酸或弱碱型分离蛋白质等大分子。 (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 根据分离过程的实验条件 强酸强碱—应用广泛(pH范围广) 弱酸型—只能在碱性pH范围内使用 弱碱型—只能在酸性pH范围内使用 3. 洗脱剂 原则：(1)所用洗脱液比吸着物质具有更活 泼的离子或基团 (2)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 2. 缓冲液的选择 原则：不能发生化学反应，所带电荷应与样品一致。避免使样品变性 二、离子交换层析的知识准备 （四）离子交换层析介质的选用 二、离子交换层析的知识准备 （四）离子交换层析介质的选用 4．离子交换层析介质粒度的大小 颗粒较细，交换速率快，交换过程达到平衡的时间也快； 颗粒较粗，交换速率慢，交换过程达到平衡的时间也慢；离子交换层析介质柱容易流穿。 二、离子交换层析的知识准备 （四）离子交换层析介质的选用 5．再生剂的消耗 强酸、强碱型：较多的再生剂； 弱酸、弱碱型：理论量的酸或碱就可； 再生剂的消耗量对弱型的阳离子交换层析介质的离子交换操作的影响较小。 应控制再生剂的消耗量。 二、离子交换层析的知识准备 （四）离子交换层析介质的选用 （五）离子交换层析介质的制备 1．苯乙烯系列的制备 以聚苯乙烯类为母体结构，经过功能基团化后，可以衍生出多种不同类型的离子交换层析介质。 聚苯乙烯类离子交换剂 2．丙烯酸系列的制备 丙烯酸类的离子交换层析介质具有交换容量高、抗有机污染强、易于再生等优点。通过多种功能化反应可衍生出弱酸性、弱碱性及强碱性等多种离子交换层