生物分离技术,自己整理的笔记~.doc

分配系数m： 式中，cs和cm分别为组份在固定相和流动相中的浓度。 m类型：A、B型曲线是一条典型的吸附等温线，吸附色谱法属于这类曲线。C和D型吸附等温线很少遇到。C曲线为线性分配等温线。 线性色谱：溶质浓度低时，m为常数时的色谱 意义：容易理解，溶质流过色谱柱时，m大的组份通过色谱柱所需要的时间长，m小的组份需要的时间短；当样品中各组份在两相的m不同时，就能实现差速迁移，达到分离的目的。 按原理分类(P122 掌握) 吸附等温线 当吸附剂与溶液中的溶质达到平衡时，其吸附量q*同溶液中溶质的平衡应与温度有关。 当温度一定时，吸附量只和浓度有关，q* = f(c) 吸附等温线。 A)、Henry type 在一定温度下，平衡时吸附剂吸附溶质浓度q*与液相溶质浓度c之间的关系为线性函数： m为分配系数。 适应条件：在低浓度范围之内成立。当浓度较高时，上式无效。 B)、Freundlich type 其经验公式为 其中，k和β为常数，β一般在0.1-1之间。 当吸附剂对溶质的吸附作用非常大的时候，β可能小于0.1，此时游离浓度对吸附浓度的影响很小。 Freundlich等温线可以描述大多数抗生素、类固醇、甾类激素等在溶液中的吸附过程。 C)、Langmuir type 当吸附剂对溶质的吸附作用非常大时，这时存在 β0.1 ，或用前式表示Kb非常大，这时游离的溶质浓度对吸附浓度影响极小，接近不可逆吸附。 D)、Rectangle type 如在固定化单克隆抗体的免疫亲和吸附中，一般存在β0.1。 1.塔板理论（plate theory） 塔板理论的假设： (1) 在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到； (2) 将载气看作成脉动（间歇）过程； (3) 试样沿色谱柱方向的扩散可忽略； (4) 每次分配的分配系数相同。 n称为理论塔板数(theoretical plate number)。与精馏塔一样，色谱柱的柱效随理论塔板数n的增加而增加，随塔板高H的增大而减小。 n与半峰宽及峰底的关系式为: 式中tr(或Y1/2)应采取同一单位(时间或距离)。上式示：在tR一定时，如果色谱峰越窄，则说明n越大，H越小，柱效能越高。 在实际工作中，按上式计算出来的n和H值有时并不能充分地反映色谱柱的分离效能，因为采用tR计算时，没有扣除死时间tM，所以，常用有效塔板数n有效表示柱效： 有效塔板高为： 例2 已知一根1米长的色谱柱的有效塔板数为1600块，组份A在该柱上的调整保留时间为100秒，试求A峰的半峰宽及有效塔塔板高度。 塔板理论的特点和不足 (1)当色谱柱长度一定时，塔板数 n 越大(塔板高度 H 越小)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。 (2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。 (3)柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数K相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。 (4)塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气(流动相)流速下柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。 速率方程（也称范.弟姆特方程式）影响柱效的因素 他们吸收了塔板理论中塔板高的概念，并同时考虑影响塔板高的动力学因素，指出：谱峰扩宽受三个动力学因素的控制，即涡流扩散，分子扩散项，传质阻力项。这样, 上述塔板高方程表示 H = A + B/u + C·u H：理论塔板高度， u：载气的线速度(cm/s) A─涡流扩散项 A = 2λdp dp：固定相的平均颗粒直径 λ：固定相的填充不均匀因子 固定相颗粒越小dp↓，填充的越均匀，A↓，H↓，柱效n↑。表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。 B/u —分子扩散项 B = 2 νDg ν ：弯曲因子，填充柱色谱，ν1。 Dg：试样组分分子在气相中的扩散系数（cm2·s-1） (1) 存在着浓度差，产生纵向扩散; (2) 扩散导致色谱峰变宽，H↑(n↓)，分离变差; (3) 分子扩散项与流速有关，流速↓，滞留时间↑，扩散↑; (4) 扩散系数：Dg ∝(M载气)-1/2 ； M载气↑，B值↓。 C·u —传质阻力项 传质阻力包括气相传质阻力Cg和液相传质阻力CL即： C =（Cg + CL） 载气流速高时： 传质阻力项是影响柱效的主要因素，流速(，柱效(。 载气流速低时：