[农林牧渔]第4章 固相析出分离技术.pptVIP

第4章 固相析出分离技术;第4章 固相析出分离技术; 沉淀法：在固相析出过程中，析出物为无定形固体时则称为沉淀法。 ?;4.1? 盐析法;一、盐析法的原理 (蛋白质) ;盐析沉淀的原理;二、盐析常用的盐 ;盐析剂;三、影响盐析的因素 ;四、盐析操作（以硫酸铵为例） ;（2）直接加固体硫酸铵;硫整硫酸铵终浓度,%饱和度;2. 操作注意事项;4.2? 有机溶剂沉淀法;? 缺点：①有机溶剂沉淀法易使蛋白质等生物大分子变性，操作需在低温下进行；②需要耗用大量有机溶剂，成本较高；③有机溶剂???般易燃易爆，所以贮存比较困难或麻烦。; 有机溶剂的选择主要考虑以下几个方面的因素：①介电常数小，沉淀作用强。②对生物大分子的变性作用小。③毒性小，挥发性适中。④一般需能与水无限混溶。;进行有机溶剂沉淀时，欲使原溶液达到一定的溶剂浓度，需加入有机溶剂的量可通过下式计算;pH多控制在待沉蛋白质的等电点附近。 ??;一般在有机溶剂沉淀时中性盐浓度以0.01～0.05mol/L为好，常用的中性盐为醋酸钠、醋酸铵、氯化钠等。 ;4.3? 其他沉淀法; ③ 选择性的酸碱变性。; ? 常用的有机多聚物：不同分子量的聚乙二醇（PEG）、聚乙烯吡咯烷酮和葡聚糖等，应用较多的是相对分子质量6000～20 000的PEG 。 ? ;影响PEG沉淀效果的因素:;几种主要沉淀方法比较;4.4 结晶;一、基本原理;二、结晶的过程;结晶包括三个过程： 过饱和溶液的形成； 晶核的形成； 晶体的生长。; 蒸发法是使溶液在加压、常压或减压下加热，蒸发除去部分溶剂达到过饱和溶液的结晶方法。这种方法主要适用于溶解度随温度的降低而变化不大的场合或溶解度随温度升高而降低的场合。; ③ 化学反应结晶; 解析法是向溶液中加入某些物质，使溶质的溶解度降低，形成过饱和溶液而结晶析出。这些物质被称为抗溶剂或沉淀剂，它们可以是固体，也可以是液体或气体。解析法常用固体氯化钠作为抗溶剂使溶液中的溶质尽可能地结晶出来，这种结晶方法称为盐析结晶法。解析法还常采用向水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂，如甲醇、乙醇、丙酮等，降低溶质的溶解度，使溶质结晶析出，这种结晶方法称为有机溶剂结晶法。 ;工业生产实例;晶核是在过饱和溶液中最先析出的微小颗粒。晶核的大小通常在几个纳米到几十个纳米。单位时间内在单位体积溶液中生成的新晶核数目，称为成核速度。;①温度一定时，当过饱和度超过某一值时，成核的速度随饱和度的增加而加快，但过饱和度太高时，溶液的粘度会显著增大，分子运动减慢，成核速度反而减小。 ②成核的速度随温度升高而升高，但达到最大值后，温度再升高，速度下降。 ③成核速度和溶质种类有关，阳离子或阴离子的化合价增加，越不容易形成晶核，在相同的化合价下，含结晶水越多，越不容易成核。对于有机物质，结构越复杂，分子量越大，成核速度越慢。;(1) 如有现成晶体，可取少量研碎后，加入少量溶剂，离心除去大的颗粒，再稀释至一定浓度（稍微过饱和），使悬浮液中具有很多小的晶核，然后倒进待结晶的溶液中，用玻璃棒轻轻搅拌，放置一段时间后即有结晶析出。;(2) 如果没有现成晶体，可取1～2滴待结晶溶液置表面玻璃皿上，缓慢蒸发除去溶液，可获得少量晶体，或者取少量待结晶溶液置于一试管中，旋转试管使溶液在管壁上形成薄膜，使溶剂蒸发至一定程度后，冷却试管，管壁上即可形成一层结晶。用玻璃棒刮下玻璃皿或试管壁上所得结晶，蘸取少量接种到待结晶溶液中，轻轻搅拌，并放置一定时间，即有结晶形成。;诱导晶核形成的常用方法;在过饱和溶液中已有晶核形成或加入晶种后，以过饱和度为推动力，晶核或晶种将长大，这种现象称为晶体生长。晶体生长速度也是影响晶体产品粒度大小的一个重要因素。如果晶核形成速度大大超过晶体生长速度，则过饱和度主要用来生成新的晶核，因而得到细小的晶体，甚至无定形；如果晶体生长速度超过晶核形成速度，则得到粗大而均匀的晶体。;影响晶体生长速度的因素主要有杂质、过饱和度、温度、搅拌速度等。杂质的存在对晶体生长有很大的影响，有的杂质能完全制止晶体的生长；有的则能促进生长。 过饱和度增高一般会使结晶速度增大，但同时黏度增加，结晶速度受阻。 温度升高有利于扩散，因而结晶速度增快。经验还表明，温度对晶体生长速度的影响要比成核速度显著，所以在低温下结晶得到的晶体较细小。 搅拌能促进扩散，加快晶体生长，同时也能加速晶核形成，搅拌越剧烈，晶体越细。;二、影响结晶析出的主要条件;溶液的浓度应根据工艺和具体情况实验确定。一般地说，生物大分子的浓度控制在3％～5％比较适宜，小分子物质如氨基酸浓度可适当增大。 ;大多数生物分子需要有一定的纯度才能够结晶析出。一般来说，结晶母液中目的物的纯度应达到50％以上，纯度越高越容易