《現(xiàn)代酶工程》課件第十章 離子交換、吸附與層析分離設(shè)備

第十章離子交換、吸附與層析分離設(shè)備萃取是一個(gè)重要的提取方法和分離混合物的單元操作。這是因?yàn)檩腿》ň哂校孩賯髻|(zhì)速度快、生產(chǎn)周期短，便于連續(xù)操作、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；②分離效率高、生產(chǎn)能力大等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用相當(dāng)普遍；③能量消耗較少，設(shè)備投資費(fèi)用不高；④采用多級(jí)萃取可使產(chǎn)品達(dá)到較高純度，便于下一步處理，減少以后工序的設(shè)備和操作費(fèi)用第一節(jié)離子交換過(guò)程原理與設(shè)備一、離子交換過(guò)程原理（一）離子交換樹(shù)脂的分類（二）離子交換樹(shù)脂的性能評(píng)價(jià)離子交換樹(shù)脂必須具備一定的理化性能。1．外觀2．膨脹度3．交聯(lián)度4．交換容量5．滴定曲線（三）離子交換的理論基礎(chǔ)1．靜力學(xué)2．動(dòng)力學(xué)（四）離子交換平衡（五）離子交換樹(shù)脂和操作條件的選擇二、離子交換設(shè)備（一）間歇式離子交換設(shè)備

1．反吸附離子交換罐

2．固定床離子交換設(shè)備

3．薄膜壓濾式離子交換設(shè)備

4．活動(dòng)式自動(dòng)化離子交換設(shè)備（二）半連續(xù)移動(dòng)床式離子交換設(shè)備（三）連續(xù)式離子交換設(shè)備

2．ISEP系統(tǒng)（1）ISEP系統(tǒng)的工作原理（2）ISEP系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)（3）ISEP的操作方式（4）ISEP系統(tǒng)的應(yīng)用（四）離子交換膜與電滲析1．離子交換膜

2.電滲析技術(shù)三、離子交換設(shè)備的計(jì)算（一）固定床的放大

1．據(jù)單位樹(shù)脂床體積中所通過(guò)的溶液的體積流量相同的原則進(jìn)行放大

2．根據(jù)單位樹(shù)脂床截面積上所通過(guò)溶液的體積流量相同的原則進(jìn)行放大（二）連續(xù)逆流離子交換設(shè)備的計(jì)算第二節(jié)吸附過(guò)程原理及設(shè)備

一、吸附過(guò)程與原理（一）吸附法基本概念（二）常用吸附劑1．活性炭2．硅膠3．氧化鋁4．大孔網(wǎng)狀聚合物吸附劑5．W-Way沸石（三）吸附劑的性能要求1．大的比表面積2．顆粒大小均勻3．具有一定的吸附分離能力4．具有一定的商業(yè)規(guī)模及合理的價(jià)格（四）吸附平衡二、吸附操作方式（一）分批（間歇）式吸附（二）連續(xù)式吸附三、吸附設(shè)備（一）固定床吸附1．固定床吸附的理論基礎(chǔ)（二）擴(kuò)張床吸附1．?dāng)U張床吸附劑2．?dāng)U張床的吸附過(guò)程3．?dāng)U張床的設(shè)備結(jié)構(gòu)4．?dāng)U張床的操作5．?dāng)U張床吸附技術(shù)的應(yīng)用和前景展望(三)流化床吸附

(四)移動(dòng)床和模擬移動(dòng)床吸附第三節(jié)層析原理與設(shè)備一、凝膠層析（一）基本原理（二）凝膠的分類與特性1．凝膠的分類（1）聚丙烯酰胺凝膠（2）聚丙烯酰胺葡聚糖凝膠（3）聚乙烯醇凝膠（4）瓊脂糖凝膠（5）葡聚糖凝膠（6）SuperdexPharmacia公司提供的新型凝膠過(guò)濾介質(zhì)2．凝膠特性參數(shù)（1）排阻極限（exclusionlimit）（2）分級(jí)范圍（fractionationrange）（3）溶脹率：溶脹率＝100％×（溶脹處理平衡后重量－干燥重量）/干燥重量（4）凝膠粒徑（5）床體積（bedvolume）（6）空隙體積（voidvolume）（四）凝膠層析操作1．裝柱2．加樣3．洗脫（五）凝膠柱的再生和保存1．再生2．保存（六）凝膠層析設(shè)備1．柱層析裝置2．薄層凝膠層析裝置3．AM90-1型凝膠層析儀4.封閉連續(xù)柱層析裝置（七）應(yīng)用1．脫鹽2．分離提純3．測(cè)定高分子物質(zhì)的分子量4．高分子溶液的濃縮二、親和層析過(guò)程與設(shè)備（一）概述（二）基本原理（三）親和吸附介質(zhì)的制備1.親和配基（1）酶的抑制劑（2）抗體（3）A蛋白（4）凝集素（5）輔酶和磷酸酰苷（6）過(guò)渡金屬離子（7）組氨酸（8）肝素2．親和吸附介質(zhì)（1）溴化腈活化法（2）環(huán)氧基固定法（A）直接固定化法（B）間接固定化法(a)氧化法（b）碳二亞胺法（c）戊二醛活化法（3）硅膠的活化3．間隔臂（四）親和層析過(guò)程及其分析計(jì)算1．分離過(guò)程2．分析計(jì)算（五）親和層析設(shè)備1．親和層析柱（六）應(yīng)用舉例1．2-胰凝乳蛋白酶的提純（1）親和吸附劑（Σ-氨基-N-乙酰-Ｄ-色氨酸）的制備

（2