生物分离技术,自己整理的笔记~

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1、分配系数m：式中，cs和cm分别为组份在固定相和流动相中的浓度。m类型：A、B型曲线是一条典型的吸附等温线，吸附色谱法属于这类曲线。C和D型吸附等温线很少遇到。C曲线为线性分配等温线。线性色谱：溶质浓度低时，m为常数时的色谱意义：容易理解，溶质流过色谱柱时，m大的组份通过色谱柱所需要的时间长，m小的组份需要的时间短；当样品中各组份在两相的m不同时，就能实现差速迁移，达到分离的目的。按原理分类(P122掌握)吸附等温线当吸附剂与溶液中的溶质达到平衡时，其吸附量q*同溶液中溶质的平衡应与温度有关。当温度一定时，吸附量只和浓度有关，q*=f(c)---吸附等温线。A)、Henryt

2、ype在一定温度下，平衡时吸附剂吸附溶质浓度q*与液相溶质浓度c之间的关系为线性函数：m为分配系数。适应条件：在低浓度范围之内成立。当浓度较高时，上式无效。B)、Freundlichtype其经验公式为其中，k和β为常数，β一般在0.1-1之间。当吸附剂对溶质的吸附作用非常大的时候，β可能小于0.1，此时游离浓度对吸附浓度的影响很小。Freundlich等温线可以描述大多数抗生素、类固醇、甾类激素等在溶液中的吸附过程。C)、Langmuirtype当吸附剂对溶质的吸附作用非常大时，这时存在β<0.1，或用前式表示Kb非常大，这时游离的溶质浓度对吸附浓度影响极小，接近不可逆吸附

3、。D)、Rectangletype如在固定化单克隆抗体的免疫亲和吸附中，一般存在β<0.1。1.塔板理论（platetheory）塔板理论的假设：(1)在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到；(2)将载气看作成脉动（间歇）过程；(3)试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；(4)每次分配的分配系数相同。ln称为理论塔板数(theoreticalplatenumber)。与精馏塔一样，色谱柱的柱效随理论塔板数n的增加而增加，随塔板高H的增大而减小。n与半峰宽及峰底的关系式为:式中tr(或Y1/2)应采取同一单位(时间或距离)。上式示：在tR一定时，如果色谱峰越窄，则说明n越大，H越小，

4、柱效能越高。l在实际工作中，按上式计算出来的n和H值有时并不能充分地反映色谱柱的分离效能，因为采用tR计算时，没有扣除死时间tM，所以，常用有效塔板数n有效表示柱效：有效塔板高为：例2已知一根1米长的色谱柱的有效塔板数为1600块，组份A在该柱上的调整保留时间为100秒，试求A峰的半峰宽及有效塔塔板高度。塔板理论的特点和不足(1)当色谱柱长度一定时，塔板数n越大(塔板高度H越小)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。(2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。(3)柱效不能表示被分离组

5、分的实际分离效果，当两组分的分配系数K相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。(4)塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气(流动相)流速下柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。l速率方程（也称范.弟姆特方程式）---影响柱效的因素他们吸收了塔板理论中塔板高的概念，并同时考虑影响塔板高的动力学因素，指出：谱峰扩宽受三个动力学因素的控制，即涡流扩散，分子扩散项，传质阻力项。这样,上述塔板高方程表示H=A+B/u+C·uH：理论塔板高度，u：载气的线速度(cm/s)lA─涡流扩散项A=2λdpdp：固定相的平均颗粒直径λ：固定相的填充不均匀因子固定相颗

6、粒越小dp↓，填充的越均匀，A↓，H↓，柱效n↑。表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。lB/u—分子扩散项B=2νDgν：弯曲因子，填充柱色谱，ν<1。Dg：试样组分分子在气相中的扩散系数（cm2·s-1）(1)存在着浓度差，产生纵向扩散;(2)扩散导致色谱峰变宽，H↑(n↓)，分离变差;(3)分子扩散项与流速有关，流速↓，滞留时间↑，扩散↑;(4)扩散系数：Dg∝(M载气)-1/2；M载气↑，B值↓。lC·u—传质阻力项传质阻力包括气相传质阻力Cg和液相传质阻力CL即：C=（Cg+CL）载气流速高时：传质阻力项是影响柱效的主要因素，流速Ý，柱效ß。载气流速

7、低时：分子扩散项成为影响柱效的主要因素，流速Ý,柱效Ý。l速率理论的要点1)组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配平衡不能瞬间达到等因素是造成色谱峰扩展柱效下降的主要原因。(2)通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载气流速可提高柱效。(3)速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。(4)各种因素相互制约，如载气流速增大，分子扩散项的影响减小，使柱效提高，但同时传质阻力项的影响增大，又使柱效下降；柱温升