[离子交换色谱]离子交换层析、凝胶色谱、离子交换纤维素色谱法教案

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1、[离子交换色谱]离子交换层析、凝胶色谱、离子交换纤维素色谱法[离子交换色谱]离子交换层析、凝胶色谱、离子交换纤维素色谱法篇一:离子交换层析、凝胶色谱、离子交换纤维素色谱法离子交换层析是以离子交换剂为固定相，依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别而进行分离的1种层析方法。1848年，Thompson等人在研究土壤碱性物质交换过程中发现离子交换现象。本世纪40年代，出现了具有稳定交换特性的聚苯乙烯离子交换树脂。50年代，离子交换层析进入生物化学领域，应用于氨基酸的分析。目前离子交换层析仍是生物化学领域中常用的1种层析方法，广泛

2、的应用于各种生化物质如氨基酸、蛋白、糖类、核苷酸等的分离纯化。常用的离子交换剂有:离子交换纤维素、离子交换葡聚糖和离子交换树脂。离子交换层析中，基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂;而带有负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以用于蛋白质的分离纯化。由于蛋白质也有等电点，当蛋白质处于不同的pH条件下，其带电状况也不同。因为蛋白质分子在PH高于其等电点的溶液中-COOH会部分解离释放质子从而带负电。蛋白质带有负电荷时叫做阴离子交换，蛋白质带有正电荷时叫做阳离子交换。阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质，所以这类蛋白质被留在柱子

3、上，然后通过提高洗脱液中的盐浓度等措施，将吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。反之阳离子交换基质结合带有正电荷的蛋白质，结合的蛋白可以通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的pH值洗脱下来。离子交换层析法分离氨基酸原理:所用样品为天冬氨酸和组氨酸的混合液，分别属酸性氨基酸、碱性氨基酸，用强酸型阳离子交换树脂Dowex50，在一定的洗脱条件下洗脱，将它们分离。利用氨基酸可与茚三酮反应生成有色化合物进行氨基酸鉴定1、层析:将Dowex50装柱后，用0.1mol/LNaOH清洗树脂5分钟。再用pH4.2柠檬酸缓冲液平衡10分钟。加样8

4、滴。当样品进入树脂后，加入pH4.2柠檬酸缓冲液洗脱加样后立即收集，每管收集3ml。当第一峰一出现，换用0.1mol/LNaOH作洗脱液，直至第二峰收集完毕。用pH4.2缓冲液再平衡10分钟，再生。2、检测:从第2管起每收集管中加入2ml茚三酮显色液，充分混合，沸水浴15分钟，自来水冷却，观察氨基酸与茚三酮的显色反应，若生成紫色化合物，则说明收集到氨基酸。第四节离子交换色谱LujiangYuanSchoolofPharmaceuticalScienceSouthwestUniversity离子交换色谱的发展?1903年，泡沸石:离子交换剂的分类阳离子交换剂:

5、强酸型和弱酸型?可电离的基团磺酸基磷酸基羧酸基酚羟基阴离子交换剂:强碱型和弱碱型可电离的基团伯胺基仲胺基叔胺基季胺基一、阳离子交换树脂1强酸型阳离子交换树脂阳离子交换树脂具有酸性基团，如应用最广泛的强酸性磺酸型聚苯乙烯树脂，它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合，经浓硫酸磺化而制得的聚合物。化学性质稳定，5,10年，耐强酸、强碱、氧化剂和还原剂,不溶于酸、碱及常见的有机溶剂。耐热超过100?C。2弱酸型子交换树脂?甲基丙烯酸和二乙烯苯基聚合，功能基羧基。根据活性基团离解出H+能力的大小不同，阳离子交换树脂分为强酸性和弱酸性两种。例如含-SO3的为强酸性阳离子交换树脂，常

6、用R-SO3H表示，含COOH和-OH的弱酸性阳离子交换树脂，分别用R-COOH和R-OH表示。强酸性阳离子交换树脂应用较广泛，弱酸性阳离子交换树脂的H+不易电离，所以在酸性溶液中不能应用，但它的选择性较高而且易于洗脱。二、阴离子交换树脂???与阳离子交换树脂具有同样的有机骨架，只是所联的活性基团为碱性基团。季胺3)H+不易电离，强碱性阴离子交换树脂;伯胺基、仲胺基和叔胺基2)的树脂为弱碱性阴离子交换树脂。水化:R-NH3OH、R-NH2CH3OH、R-NH2OH和RN3OH,OH-可被阴离子交换和洗脱。,阴离子交换树脂的化学稳定性及耐热性能都不如阳离子交换

7、树脂稳定。交联度?树脂中所合交联剂的百分率称为重量交联度。例如强酸性阳离子交换树脂:苯乙烯聚合而成为长的链状分子,二乙烯苯把各链状分子联成立体型的网状体。如果二乙烯苯在原料总量中占10%。则称该树脂的交联度为10,。交联度树脂的交联度越大，则网眼越小，交换时体积大的离子进入树脂便受到限制。但提高了交换的选择性:另外，交联度大时，形成的树脂结构紧密，机械强度高。但是如果交联度过大则对水的膨胀性能差，交换反应的速度慢，因此要求树脂的交联度一般为4-14,。交换容量??每克干树脂所含活性基团的物质的量，而实际交换容量是指在实验条件下，每克干树脂能交换离子的物质的量

8、。称取干树脂1克，置于250mL锥形瓶中、准确加入0