生物分离工程第三版课件 教学课件 作者 孙彦 著07.ppt

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1、生物分离工程液相色谱总体学习目的和要求了解色谱原理，掌握各种常用色谱方法的操作与应用。目录色谱原理与分类色谱过程理论模型分离度凝胶过滤色谱离子交换色谱疏水性相互作用色谱流通色谱色谱原理与分类－学习要点识记：色谱方法分类理解：色谱原理色谱原理与分类－定义（chromatograph）定义色谱是根据混合物中溶质在互不混溶的两相间分配行为的差别而引起移动速度的不同而进行分离的方法。色谱原理与分类－原理（2）色谱操作中互不混溶的两相分别称为固定相和流动相。固定相填充于柱内形成固定床，在柱的入口端加入料液后，连续输入流动相，料液中溶质在流动相与固定相之间扩散传质，产生分配平衡色谱原理与分类－

2、原理（2）在色谱过程中，分配系数大的溶质在固定相上存在的概率大，随流动相移动速度小。由此，溶质之间由于移动速度的不同而得到分离。色谱原理与分类－流动相分类气相色谱液相色谱超临界色谱色谱原理与分类－固相分类类型分配色谱（固定相为液相）吸附色谱（固定相为固相）形状纸色谱薄层色谱柱色谱纸层析薄层层析色谱原理与分类－操作压力分类低压液相色谱（<0.5MPa）中压液相色谱（0.5-4.0MPa）高压液相色谱（>4.0MPa）色谱原理与分类－流动相流动方式分类轴向流色谱径向流色谱色谱原理与分类－分离操作方式分类洗脱色谱迎头色谱顶替展开色谱原理与分类－机理分类凝胶过滤色谱离子交换色谱反相色谱疏水

3、性相互作用色谱亲和色谱色谱过程理论模型－平衡模型模型假设整个层析柱中不存在传质阻力，分配平衡瞬间完成流动相的流动为平推流模型描述根据假设1：根据假设2：色谱过程理论模型－平衡模型溶质在色谱柱中移动速度：洗脱时间洗脱体积模型特点：平衡模型形式简单，但信息量少，可用于解释一些基本色谱现象色谱过程理论模型－平衡模型解释某些色谱现象拖尾现象优惠吸附中：洗脱时间短吐舌现象非优惠吸附中：洗脱时间短色谱过程理论模型－理论板模型模型假设溶质的分配平衡不能瞬间完成，需要一定的柱高模型示意色谱过程理论模型－理论板模型的特性值平均洗脱时间散度底线处切线峰宽½高度处峰宽理论板色谱过程理论模型－理论板模型特

4、点仅用一个理论板数或HETP描述层析柱分离性能，使用方便；适用于低料液浓度的色谱过程无法确定影响分离性能的因素色谱过程理论模型－轴向扩散模型及等板高度轴向扩散模型方程形式等板高度色谱过程理论模型－VanDeemter方程轴向扩散系数Dz轴向分子扩散流速的不均匀现象与u无关与udp成正比通用方程：A－eddydiffusionB－longitudinaldiffusionC－masstransferresistance分离度－学习要点识记：分离度的概念理解：如何分离度判断两个相邻洗脱峰的分离程度分离度－定义及表述定义分离度又称分辨率，是表达两种洗脱曲线相邻的溶质相互分离的程度分离度的

5、表达Gauss洗脱曲线的分离度分离度的其它表征方法－容量因子和选择性容量因子容量因子是固定相与流动相间溶质分配量之比，用k’表示选择性选择性为洗脱峰相邻的两种溶质的容量因子之比凝胶过滤色谱－学习要点理解：凝胶过滤的原理和操作，凝胶过滤介质的要求和影响分离特性的因素应用：掌握凝胶色谱的应用及特点凝胶过滤色谱－定义凝胶过滤色谱利用凝胶粒子为固定相，是根据料液中溶质相对分子量的差别进行分离的液相色谱法凝胶过滤色谱－原理在GFC柱中，分子量大的溶质不能进入凝胶介质，而沿介质空隙流过分子量很小的溶质能够进入所有的细孔中，其洗脱体积接近柱体积分子两介于两者之间的溶质能够进入部分细孔中凝胶过滤色

6、谱－原理(2)凝胶过滤色谱－分配系数凝胶过滤色谱的分配系数可用下式表示GFC的分配系数在0～1之间，分离精度有限。Smallestsolute:(acetone)Fullaccesstothepores,Vt;Largestsolute:(BlueDx2000)Excludedfromthepores,V0凝胶过滤色谱－影响分配系数因素相对分子量相对分子量一定的溶质的m值为常数，为凝胶介质对该溶质的有效孔隙率εp；分配系数随相对分子量的增加而降低；分子形状凝胶结构凝胶过滤色谱－介质应满足条件亲水性高，表面惰性稳定性好，在较宽的pH和离子强度范围及化学试剂中保持稳定，使用寿命长；具有

7、一定的孔径分布范围；机械强度高，允许较高的操作压力；凝胶过滤色谱－常用的GFC介质葡聚糖凝胶介质葡聚糖（右旋糖酐）与环氧氯丙烷合成琼脂糖凝胶介质琼脂糖与环氧氯丙烷合成其他亲水性高分子合成的凝胶介质多种多糖制备的凝胶介质SephadexGSepharoseCL/FFTSKSuperose凝胶过滤色谱－凝胶特性参数排阻极限不能扩散到凝胶网络内部的最小分子的相对分子质量分级范围能为凝胶阻滞并且相互之间可以得到分离的溶质的相对分子量范围溶胀率介质溶胀后每千克干凝胶所吸收的水分