七蛋白质溶液的透析原理.PPT

学习重点 1、膜分离技术的特点、分类及应用 2、透析原理及操作技术 3、超滤原理及操作技术 4、微滤、反渗透和电渗析分离技术的基本原理 第一节 概述 一、膜分离技术的概念与分类 1、概念 利用天然或人工合成的、具有选择透过性的薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分体系进行分离、分级、提纯或富集的过程 2、膜分离技术的分类 （1）微滤 （2）超滤 （3）纳米过滤 （4）反渗透 （5）透析 （6）电渗析 分离粒子大小范围 第二节 透析 一、原理 利用具有一定孔径大小、高分子溶质不能透过的亲水膜，将含有高分子溶质和其他小分子溶质的溶液与纯水或缓冲液分隔，由于膜两侧的溶质浓度不同，在浓度差的作用下，高分子溶液中的小分子溶质透向水侧。 二、透析膜 天然：禽类嗦囊、兽类的膀胱、羊皮纸、玻璃纸、硝化纤维薄膜 人工合成：多以纤维素的衍生物作为材料。如赛珞玢透析膜 三、透析的操作与应用 1．旋转透析器 2．平面透析器 圆筒形透析管虽然使用较方便，孔径易控制，但透析面积较小。用塑料框把透析管张开，成为很薄的平面透析管，然后把它的两端连接到转动装置上，效率比管状旋转透析又有所提高。 3．连续透析器 4．浅流透析器 第三节 超滤技术 一、超滤原理 以特殊的超滤膜为分离介质，以膜两侧的压力差为推动力，将不同分子量的物质进行选择性分离 。 特点：超滤的优点是没有相的转移，无需添加任何强烈化学物质，可以在低温下操作，过滤速度较快，便于做无菌处理等。 二、超滤膜 （一）超滤膜的构造 早期的膜：“各向同性膜”。膜的厚度较大，孔隙为一定直径的圆柱形。这种膜流速低，易堵塞。 现在应用：“各向异性膜”。膜质分为两层，“功能层”，“海绵层”。这种膜不易堵塞，流速要比各向同性膜快数十倍。 （二）超滤膜的特性 1、孔道特征 2、水通量 3、截留率和截断分子质量 三、超滤装置 （一）超滤膜组件 1、管式膜组件 2、平板式膜组件 3、螺旋卷式膜组件 4、中空纤维式膜组件 （二）超滤器 1、搅拌式超滤器 2、小棒超滤器 3、浅道系统超滤装置 4、中空纤维式超滤器 四、超滤的操作与应用 1、错流过滤 料液流动方向与膜面平行，流动剪切作用可减轻浓差极化现象，使透过通量维持在较高水平。 2、超作方式 浓缩模式 间歇操作 透析过滤模式 连续操作 单级操作 多级操作 五、超滤膜的污染与清洗 （一）浓差极化现象 外源压力迫使分子量较小的溶质通过薄膜，而大分子被截留于膜表面，并逐渐形成浓度梯度，这就是所谓“浓差极化”现象。可逆的。 克服：加强搅拌，提高液体温度。 （二）膜污染 使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。 原因：理化作用或机械作用引起膜孔径变小或堵塞。 第四节 其他膜分离技术 一、微滤 二、反渗透 三、电渗析 实验七 蛋白质溶液的透析 目的要求 原理 材料用具 （一）双缩脲反应 卵清蛋白溶液加10%CuSO4和10%NaOH，进行双缩脲反应 （二）检查透析袋 将透析管一端扎紧，装入蒸馏水，轻轻挤压，检查膜有无水渗出。若有水渗出，说明有小孔，不能使用。 （三）装样透析 1、在透析袋（或玻璃纸装入蛋白质的氯化钠溶液后，留出一段空袋，排除空袋中的空气，再扎紧袋口，系于一横放在烧杯中的玻璃棒上）中装入10～15ml蛋白质的氯化钠溶液并放在盛有蒸馏水的烧杯中。 2、1h后，自烧杯中取水1～2ml，加10%HNO3溶液数滴使成酸性，再加入1%AgNO31～2滴，检验氯离子的存在。3、从烧杯中取水1~2ml水，进行双缩脲反应，检验是否有蛋白质的存在。 4、不断更换烧杯中的蒸馏水（并用电磁搅拌器不断搅动蒸馏水），加速透析过程。 （四）终点判定 数小时后，从烧杯中的水中不再能检出氯离子。此时停止透析并检查透析袋内容物是否有蛋白质或氯离子存在（此次应观察到透析袋中球蛋白沉淀的出现，这是因为球蛋白不溶于纯水的缘故）。 思考 题 * 第五章 膜分离技术 实验原理 2 材料用具 3 操作方法 4 目的要求 2 1 5 5 注意事项 掌握透析膜处理； 掌握透析脱盐的操作技术。 透析是利用蛋白质分子不能通过半透膜的性质， 使蛋白质和其它小分子物质如无机盐、单糖等分 开。常用的半透膜是玻