第五章固相析出分离法.ppt

结晶的概念 溶液中的溶质在一定条件下，因分子有规则的排列而结合成晶体，晶体的化学成分均一，具有各种对称的晶体，其特征为离子和分子在空间晶格的结点上呈规则的排列 固体有结晶和无定形两种状态 结晶 析出速度慢，溶质分子有足够时间进行排列，粒子排列有规则 无定形固体 析出速度快，粒子排列无规则 结晶操作的特点 只有同类分子或离子才能排列成晶体，因此结晶过程有良好的选择性。 通过结晶，溶液中大部分的杂质会留在母液中，再通过过滤、洗涤，可以得到纯度较高的晶体。 结晶过程具有成本低、设备简单、操作方便，广泛应用于氨基酸、有机酸、抗生素、维生素、核酸等产品的精制。 结晶过程分析——几个概念 饱和溶液：当溶液中溶质浓度等于该溶质在同等条件下的饱和溶解度时，该溶液称为饱和溶液； 过饱和溶液：溶质浓度超过饱和溶解度时，该溶液称之为过饱和溶液； 溶质只有在过饱和溶液中才能析出； 结晶过程的实质 结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出，形成新相的过程 这一过程包括： 溶质分子凝聚成固体 分子有规律地排列在一定晶格中 这一过程与表面分子化学键力变化有关； 因此，结晶过程是一个表面化学反应过程。 结晶的步骤 过饱和溶液的形成 晶核的形成 晶体生长 其中，溶液达到过饱和状态是结晶的前提；过饱和度是结晶的推动力。 过饱和溶液的形成 蒸发法 温度诱导法 盐析法 这是生化制药中应用最多的结晶方法。其作用是通过向结晶溶液中引入中性盐，逐渐降低溶质的溶解度使其过饱和，经过一定时间后晶体形成并逐渐长大。 4.透析法 5.有机溶剂结晶法 6.等电点法 7.微量扩散法 8.化学反应结晶法 9.共沸蒸馏结晶 提高晶体质量的方法 晶体质量包括三个方面的内容： 晶体大小、形状和纯度 影响晶体大小的因素： 过饱和度、温度、晶核质量、搅拌等 影响晶体形状的因素： 改变过饱和度、改变溶剂体系、杂质 影响晶体纯度的因素： 母液中的杂质、结晶速度、晶体粒度及粒度分布 晶体结块 晶体结块是一种导致结晶产品品质劣化的现象，导致晶体结块的主要原因有： 结晶理论：由于某些原因造成晶体表面溶解并重结晶，使晶粒之间在接触点上形成固体晶桥，呈现结块现象； 毛细管吸附理论：由于晶体间或晶体内的毛细管结构，水分在晶体内扩散，导致部分晶体的溶解和移动，为晶粒间晶桥的形成提供饱和溶液，导致晶体结块。 重结晶 经过一次粗结晶后，得到的晶体通常会含有一定量的杂质。此时工业上常常需要采用重结晶的方式进行精制。 重结晶是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同，将晶体用合适的溶剂再次结晶，以获得高纯度的晶体的操作。 1、常用的蛋白质沉淀方法有哪些？ 2、何谓盐析？其原理是什么？盐析操作时常用的盐是什么？ 3、影响盐析的主要因素有哪些？ 4、简述有机溶剂沉析的原理。影响有机溶剂沉析的主要因素有哪些？ 5、简述等电点沉析的原理。 6、饱和溶液和过饱和溶液的概念 7、结晶的一般步骤是什么？ 8、提高晶体质量的途径有哪些？ 思考题 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 目标 掌握：盐析的原理及影响因素；有机沉淀的原 理、常用有机溶剂，等电点沉淀的机制 饱和溶液和过饱和溶液的概念 熟悉：盐析的操作过程和注意事项；有机沉淀 操作条件的控制，操作过程中应注意事项 结晶的一般步骤 了解：其他沉淀法 第五章 固相析出分离法 一、概述 1.定义——改变溶液条件使目标产物或杂质的溶解度降低而形成固体沉淀从溶液中分出的操作技术 析出物为晶体时称为结晶，析出物为无定形固体时称沉淀法 2.特点——浓缩倍数高、操作简便、经济、纯化倍数低 3.缺点：针对复杂体系而言，分离度不高、选择性不强 4、类型 盐析沉淀法 有机溶剂沉淀法 等电点沉淀法 高分子聚合物沉淀法 金属离子沉淀法 6) 结晶法 一般沉析操作的过程 Step 1 在经过滤或离心后的样品中加入沉析剂； Step 2 沉淀物的纯化，促进晶体生长； Step 3 离心或过滤，收集沉淀物； 沉析器 二、盐析沉淀法 1.定义——是利用各种生物分子在浓盐溶液中溶解度的差异，通过向溶液中引入一定数量的中性