第6章_層析和離子交換設(shè)備

1、第六章第六章 層析設(shè)備和離子交換設(shè)備層析設(shè)備和離子交換設(shè)備第一節(jié)第一節(jié) 層析設(shè)備層析設(shè)備 凝膠層析的固定相是惰性的珠狀凝膠顆粒，凝膠顆粒的內(nèi)部具有立體網(wǎng)狀凝膠層析的固定相是惰性的珠狀凝膠顆粒，凝膠顆粒的內(nèi)部具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成很多孔穴。當(dāng)含有不同分子大小的組分的樣品進(jìn)入凝膠層析柱后，結(jié)構(gòu)，形成很多孔穴。當(dāng)含有不同分子大小的組分的樣品進(jìn)入凝膠層析柱后，各個(gè)組分就向固定相的孔穴內(nèi)擴(kuò)散，組分的擴(kuò)散程度取決于孔穴的大小和組各個(gè)組分就向固定相的孔穴內(nèi)擴(kuò)散，組分的擴(kuò)散程度取決于孔穴的大小和組分分子大小。比孔穴孔徑大的分子不能擴(kuò)散到孔穴內(nèi)部，完全被排阻在孔外，分分子大小。比孔穴孔徑大的分子不能擴(kuò)散到孔穴內(nèi)

2、部，完全被排阻在孔外，只能在凝膠顆粒外的空間隨流動(dòng)相向下流動(dòng)，它們經(jīng)歷的流程短，流動(dòng)速度只能在凝膠顆粒外的空間隨流動(dòng)相向下流動(dòng)，它們經(jīng)歷的流程短，流動(dòng)速度快，所以首先流出；而較小的分子則可以完全滲透進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，經(jīng)歷快，所以首先流出；而較小的分子則可以完全滲透進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，經(jīng)歷的流程長(zhǎng)，流動(dòng)速度慢，所以最后流出；的流程長(zhǎng)，流動(dòng)速度慢，所以最后流出； 利用流動(dòng)相中溶質(zhì)的分子量大小差異而進(jìn)行分離的一種方法，利用流動(dòng)相中溶質(zhì)的分子量大小差異而進(jìn)行分離的一種方法，稱之為排阻層析。稱之為排阻層析。 第六章 層析和離子交換設(shè)備 圖10-31 凝膠過(guò)濾層析原理示意圖多孔介質(zhì)顆粒;大小不同的分子;液流

3、21流動(dòng)相儲(chǔ)罐進(jìn)樣閥樣品多孔顆粒柱子檢測(cè)器2檢測(cè)器1數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)洗脫時(shí)間信號(hào)色譜圖泵圖10-39 凝膠層析原理示意圖(a)混合蛋白物(b)A280分段收集分段數(shù)圖10-32 兩組分的凝膠層析分離及洗脫曲線 利用固定相球形介質(zhì)表面利用固定相球形介質(zhì)表面活性基團(tuán)經(jīng)化學(xué)鍵合方法，活性基團(tuán)經(jīng)化學(xué)鍵合方法，將具有交換能力的離子基將具有交換能力的離子基團(tuán)在固定相上面，這些離團(tuán)在固定相上面，這些離子基團(tuán)可以與流動(dòng)相中離子基團(tuán)可以與流動(dòng)相中離子發(fā)生可逆性離子交換反子發(fā)生可逆性離子交換反應(yīng)而進(jìn)行分離的方法，稱應(yīng)而進(jìn)行分離的方法，稱之為離子交換層析。之為離子交換層析。利用固定相載體上偶聯(lián)的疏水性較強(qiáng)的配基，在一定

4、非極性利用固定相載體上偶聯(lián)的疏水性較強(qiáng)的配基，在一定非極性的溶劑中能夠與溶劑中的疏水分子發(fā)生作用，以非極性配基的溶劑中能夠與溶劑中的疏水分子發(fā)生作用，以非極性配基為固定相，極性溶劑為流動(dòng)相來(lái)分離不同極性的物質(zhì)的方法，為固定相，極性溶劑為流動(dòng)相來(lái)分離不同極性的物質(zhì)的方法，稱之為反相層析。稱之為反相層析。利用固定相載體上偶聯(lián)的疏利用固定相載體上偶聯(lián)的疏水性配基與流動(dòng)相中的一些水性配基與流動(dòng)相中的一些疏水分子發(fā)生可逆性結(jié)合而疏水分子發(fā)生可逆性結(jié)合而進(jìn)行分離的方法，稱之為疏進(jìn)行分離的方法，稱之為疏水層析。水層析。在固定相載體表面偶聯(lián)具有特殊親在固定相載體表面偶聯(lián)具有特殊親和作用的配基，這些配基可以與流

5、和作用的配基，這些配基可以與流動(dòng)相中溶質(zhì)分子發(fā)生可逆的特異性動(dòng)相中溶質(zhì)分子發(fā)生可逆的特異性結(jié)合而進(jìn)行分離的一種方法，稱之結(jié)合而進(jìn)行分離的一種方法，稱之為親和層析。為親和層析。 L L LS LS LS LS雜質(zhì)1-酶與底物反應(yīng)產(chǎn)生酶底復(fù)合物 2-活性基質(zhì)與配體結(jié)合產(chǎn)生親和吸附劑3-親和吸附劑與樣品中有效成分（S）結(jié)合產(chǎn)生偶聯(lián)復(fù)合物和未結(jié)合的物質(zhì)（雜質(zhì)） 4、偶聯(lián)復(fù)合物經(jīng)解體后，得到純有效成分（S）43 2 1圖10-42 親和層析的原理示意圖CH2-NCH2COOHCH2COOHCu+2CH2-NCH2CH2+2CuO H HOC=OOC=OPOCH2CH2CH2-NC=OOCu+2C=OP(

6、IDA Cu-H2O)(IDA Cu-P)(IDA).圖1043 固定化IDA與Cu 形成的鰲合結(jié)構(gòu)及吸附蛋白質(zhì)的平面示意圖 （P蛋白質(zhì)）2HIS3CHIS PKCI PKCI3CHISGST3CGSTGST2Ab.溶液裂解 親水標(biāo)識(shí)物相同。C.溶液裂解 親水標(biāo)識(shí)物不同。a.柱內(nèi)裂解 親和柱： 谷胱甘肽-Sepharose清洗液親和柱Ni-NTA親和柱1Ni-NTA PKCIGST3C PKCI親和柱2：谷胱甘肽- 瓊脂糖 PKCI2A His-六組氨酸肽鏈2A-目標(biāo)蛋白GST-谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（glutathione S-transferase）PKCI-蛋白激酶c抑制劑（inhibito

7、r of protein kinase c）Ni-NTA-鎳-腈三乙酸（nickel-nitriontriacetic acid）圖10-55 融合蛋白酶裂解融合蛋白的三種方式基基因因重重組組融融合合蛋蛋白白的的純純化化谷物提取物毒素甲醇毒素圖10-46 免疫親和層析技術(shù)用于分離示意圖裝有毒枝菌素抗體的珠子蠕動(dòng)泵工作原理蠕動(dòng)泵工作原理就象用手指夾擠一根充滿流體的軟管，隨著手指向前滑動(dòng)管內(nèi)流體向前移就象用手指夾擠一根充滿流體的軟管，隨著手指向前滑動(dòng)管內(nèi)流體向前移動(dòng)。蠕動(dòng)泵也是這個(gè)原理只是由滾輪取代了手指。通過(guò)對(duì)泵的彈性輸送軟管交動(dòng)。蠕動(dòng)泵也是這個(gè)原理只是由滾輪取代了手指。通過(guò)對(duì)泵的彈性輸送軟管交

8、替進(jìn)行擠壓和釋放來(lái)泵送流體。就象用兩根手指夾擠軟管一樣替進(jìn)行擠壓和釋放來(lái)泵送流體。就象用兩根手指夾擠軟管一樣,隨著手指的移動(dòng)隨著手指的移動(dòng),管內(nèi)形成負(fù)壓管內(nèi)形成負(fù)壓,液體隨之流動(dòng)液體隨之流動(dòng). 蠕動(dòng)泵就是在兩個(gè)轉(zhuǎn)輥?zhàn)又g的一段泵管形成蠕動(dòng)泵就是在兩個(gè)轉(zhuǎn)輥?zhàn)又g的一段泵管形成“枕枕”形流體。形流體?！罢碚怼钡捏w積取決于泵管的內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子的幾何特征。流量取決的體積取決于泵管的內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子的幾何特征。流量取決于泵頭的轉(zhuǎn)速與于泵頭的轉(zhuǎn)速與“枕枕”的尺寸、轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的的尺寸、轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的“枕枕”的個(gè)數(shù)這三項(xiàng)參數(shù)的個(gè)數(shù)這三項(xiàng)參數(shù)之乘積。之乘積?！罢碚怼钡某叽缫话銥槌Ａ浚ū盟驼承蕴貏e大的流體時(shí)除外）

9、。拿轉(zhuǎn)子的尺寸一般為常量（泵送粘性特別大的流體時(shí)除外）。拿轉(zhuǎn)子直徑相同的泵相比較，產(chǎn)生較大直徑相同的泵相比較，產(chǎn)生較大“枕枕”體積的泵，其轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈所輸送的流體積的泵，其轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈所輸送的流體體積也較大，但產(chǎn)生的脈動(dòng)度也較大。這與膜閥的情形相似。而產(chǎn)生較小體體積也較大，但產(chǎn)生的脈動(dòng)度也較大。這與膜閥的情形相似。而產(chǎn)生較小“枕枕”體積的泵，其轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈所輸送的流體體積也較?。欢?，快速、連體積的泵，其轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈所輸送的流體體積也較??；而且，快速、連續(xù)地形成的小續(xù)地形成的小“枕枕”使流體的流動(dòng)較為平穩(wěn)。這與齒輪泵的情形相似。使流體的流動(dòng)較為平穩(wěn)。這與齒輪泵的情形相似。 蠕動(dòng)泵的優(yōu)點(diǎn)：蠕動(dòng)泵

10、的優(yōu)點(diǎn)： 無(wú)沾染-液體只接觸泵管 耐久-適合各種工業(yè)或?qū)嶒?yàn)室條件 易于清洗和清潔-只需簡(jiǎn)單更換泵管就可重新工作 多用途-柔和，低剪切流動(dòng)適合用于液體，氣體，兩相流以及高粘流體 低維護(hù)-無(wú)密封件，無(wú)閥門 很好的自吸功能-非虹吸，可干轉(zhuǎn)并自吸 隔膜泵一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。采用壓縮空氣為動(dòng)力源，對(duì)于各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體，高粘度、易揮發(fā)、易燃、劇毒的液體，均能予以抽光吸盡。隔膜泵設(shè)備系統(tǒng)，由一個(gè)或多個(gè)雙側(cè)泵組成，例如一個(gè)氣動(dòng)雙隔膜泵。泵上的集合管分開(kāi)，使泵的每一側(cè)泵出多成分材料中的一種成分，一個(gè)積累器與兩側(cè)的輸出相連，使泵的異相輸出變?yōu)橥?。隔膜式隔離閥可選用在泵的每一側(cè)出口，從而防止混合

11、材料回流。如果需要1：1以外的混合比，可以采用一個(gè)以上的這種泵一起使用，從而達(dá)到多種混合比。 工作時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出控制脈沖使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，而步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲桿將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)注射器的活塞進(jìn)行注射輸液，實(shí)現(xiàn)高精度，平穩(wěn)無(wú)脈動(dòng)的液體傳輸。注射速度可由操作人員通過(guò)鍵盤操作進(jìn)行設(shè)定。注射泵啟動(dòng)后，CPU借助于D/A轉(zhuǎn)換提供電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓。電機(jī)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路為一組光電耦合電路，通過(guò)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，這一脈沖信號(hào)反饋到CPU，CPU根據(jù)這一反饋控制電機(jī)電壓，以便獲得設(shè)定的轉(zhuǎn)速。 單片機(jī)，全稱單片微型計(jì)算機(jī)（英語(yǔ)：Single-Chip Microcomputer），又稱微控制器（Microc

12、ontroller），是把中央處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器（Timer/Counter）、各種輸入輸出接口等都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。與應(yīng)用在個(gè)人電腦中的通用型微處理器相比，它更強(qiáng)調(diào)自供應(yīng)（不用外接硬件）和節(jié)約成本。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小，可放在儀表內(nèi)部，但存儲(chǔ)量小，輸入輸出接口簡(jiǎn)單，功能較低。由于其發(fā)展非常迅速，舊的單片機(jī)的定義已不能滿足，所以在很多應(yīng)用場(chǎng)合被稱為范圍更廣的微控制器；由于單芯片微電腦常用于當(dāng)控制器故又名single chip microcontroller，但是目前在中國(guó)大陸仍多沿用“單片機(jī)”的稱呼。 柱塞泵是液壓系統(tǒng)的一個(gè)重要裝置。它依靠柱塞柱塞泵是液壓系統(tǒng)的一

13、個(gè)重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使密封工作容腔的容積發(fā)生在缸體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，泛應(yīng)用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，諸如液壓機(jī)、工程機(jī)械和船舶中。諸如液壓機(jī)、工程機(jī)械和船舶中。柱塞泵是往復(fù)泵的一種，屬于體積泵，其柱塞靠泵軸的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其吸入和排出閥都是單向閥。當(dāng)柱塞外拉時(shí)，工作室內(nèi)壓力降低，出口閥關(guān)閉，低于進(jìn)口壓力時(shí)，進(jìn)口閥打開(kāi)，液體進(jìn)入

14、；柱塞內(nèi)推時(shí)，工作室壓力升高，進(jìn)口閥關(guān)閉，高于出口壓力時(shí)，出口閥打開(kāi)，液體排出。當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)時(shí)，斜盤將柱塞從缸體中拉出或推回，完成吸排油過(guò)程。柱塞與缸孔組成的工作容腔中的油液通過(guò)配油盤分別與泵的吸、排油腔相通。變量機(jī)構(gòu)用來(lái)改變斜盤的傾角，通過(guò)調(diào)節(jié)斜盤的傾角可改變泵的排量。 層析柱通常是玻璃的?？偟恼f(shuō)來(lái)，長(zhǎng)柱層析柱通常是玻璃的?？偟恼f(shuō)來(lái)，長(zhǎng)柱分辨好。但大量物質(zhì)的處理則用粗的柱分辨好。但大量物質(zhì)的處理則用粗的柱比較適宜。層析柱的基本裝置如圖。比較適宜。層析柱的基本裝置如圖。紫外檢測(cè)儀是生物大分子液相色譜中常用的紫外檢測(cè)儀是生物大分子液相色譜中常用的檢測(cè)儀器，可用于連續(xù)測(cè)量液體流的紫外吸檢測(cè)儀器，可用于連續(xù)測(cè)量液體流的紫外吸收，用與其相連接的記錄儀記錄下吸光值的收，用與其相連接的記錄儀記錄下吸光值的變化情況，廣泛應(yīng)用于生物大分子的分離純變化情況，廣泛應(yīng)用于生物大分子的分離純化?；?。生物工業(yè)當(dāng)中常用的離子交換劑：生物工業(yè)當(dāng)中常用的離子交換劑：離子交換