生物分离工程07重点.ppt

生物分离工程 液相色谱 总体学习目的和要求 了解色谱原理，掌握各种常用色谱方法的操作与应用 。 目录 色谱原理与分类 色谱过程理论模型 分离度 凝胶过滤色谱 离子交换色谱 疏水性相互作用色谱 流通色谱 色谱原理与分类－学习要点 识记：色谱方法分类 理解：色谱原理 色谱原理与分类－定义（chromatograph） 定义 p250 色谱是根据混合物中溶质在互不混溶的两相间分配行为的差别而引起移动速度的不同而进行分离的方法。 色谱原理与分类－原理（2） 色谱操作中互不混溶的两相分别称为固定相和流动相。固定相填充于柱内形成固定床，在柱的入口端加入料液后，连续输入流动相，料液中溶质在流动相与固定相之间扩散传质，产生分配平衡 色谱原理与分类－原理（2） 色谱原理与分类－流动相分类 气相色谱 液相色谱 超临界色谱（p290） 色谱原理与分类－固相分类 类型 分配色谱（固定相为液相） 吸附色谱（固定相为固相） 形状 纸色谱 薄层色谱 柱色谱 色谱原理与分类－操作压力分类 低压液相色谱（0.5 MPa） 中压液相色谱（0.5-4.0 MPa） 高压液相色谱（4.0 MPa） 色谱原理与分类－流动相流动方式分类 p252 轴向流色谱 色谱原理与分类－分离操作方式分类 p252 洗脱色谱 迎头色谱 顶替展开（置换色谱 p298） 色谱原理与分类－机理分类 凝胶过滤色谱 离子交换色谱 反相色谱 疏水性相互作用色谱 亲和色谱 色谱过程理论模型－平衡模型 p253 模型假设 整个层析柱中不存在传质阻力，分配平衡瞬间完成 流动相的流动为平推流 模型描述 色谱过程理论模型－平衡模型 溶质在色谱柱中移动速度： 洗脱时间 洗脱体积 色谱过程理论模型－平衡模型解释某些色谱现象 p254 拖尾现象 色谱过程理论模型－理论板模型 p255 模型假设 溶质的分配平衡不能瞬间完成，需要一定的柱高 模型示意 色谱过程理论模型－理论板模型的特性值 p257 平均洗脱时间 散度 底线处切线峰宽 ?高度处峰宽 理论板 色谱过程理论模型－理论板模型特点 仅用一个理论板数或HETP描述层析柱分离性能，使用方便； 适用于低料液浓度的色谱过程 无法确定影响分离性能的因素 色谱过程理论模型－轴向扩散模型及等板高度 p259 轴向扩散模型方程形式 等板高度 色谱过程理论模型－Van Deemter方程 分离度－学习要点 识记：分离度的概念 理解：如何分离度判断两个相邻洗脱峰的分离程度 分离度－定义及表述 p260 定义 分离度又称分辨率，是表达两种洗脱曲线相邻的溶质相互分离的程度 分离度的表达 Gauss洗脱曲线的分离度 分离度的其它表征方法－容量因子和选择性 容量因子 容量因子是固定相与流动相间溶质分配量之比，用k’表示 选择性 选择性为洗脱峰相邻的两种溶质的容量因子之比 凝胶过滤色谱－学习要点 理解：凝胶过滤的原理和操作，凝胶过滤介质的要求和影响分离特性的因素 应用：掌握凝胶色谱的应用及特点 凝胶过滤色谱－定义 凝胶过滤色谱利用凝胶粒子为固定相，是根据料液中溶质相对分子量的差别进行分离的液相色谱法 凝胶过滤色谱－原理 在GFC柱中，分子量大的溶质不能进入凝胶介质，而沿介质空隙流过 分子量很小的溶质能够进入所有的细孔中，其洗脱体积接近柱体积 分子两介于两者之间的溶质能够进入部分细孔中 凝胶过滤色谱－原理(2) 凝胶过滤色谱－分配系数 凝胶过滤色谱的分配系数可用下式表示 GFC的分配系数在0～1之间，分离精度有限。 凝胶过滤色谱－影响分配系数因素 相对分子量 相对分子量一定的溶质的m值为常数，为凝胶介质对该溶质的有效孔隙率εp； 分配系数随相对分子量的 增加而降低； 分子形状 凝胶结构 凝胶过滤色谱－介质应满足条件p263 亲水性高，表面惰性 稳定性好，在较宽的pH和离子强度范围及化学试剂中保持稳定，使用寿命长； 具有一定的孔径分布范围； 机械强度高，允许较高的操作压力； 凝胶过滤色谱－常用的GFC介质 葡聚糖凝胶介质 葡聚糖（右旋糖酐）与环氧氯丙烷合成 琼脂糖凝胶介质 琼脂糖与环氧氯丙烷合成 其他亲水性高分子合成的凝胶介质 多种多糖制备的凝胶介质 凝胶过滤色谱－凝胶特性参数p265 排阻极限 不能扩散到凝胶网络内部的最小分子的相对分子质量 分级范围 能为凝胶阻滞并且相互之间可以得到分离的溶质的相对分子量范围 溶胀率 介质溶胀后每千克干凝胶所吸收的水分的百分数 其他参数 凝胶粒径、床体积、空隙体积 凝胶过滤色谱－影响操