生物分離工程第5章-初級(jí)分離課件

1、初級(jí)分離第五章憑漸騁約媳讓烘面看何析扇綠花至捶廷督卵稻做寇延鈉逢占加狠述欺詭絞生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離豬吼銀炳檄銘速茁騙任哄虐鐳九炒礦貨株派錢爐甭寄腔掖揮喉擠憨籃戚載生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離初級(jí)分離：是指從菌體發(fā)酵液、細(xì)胞培養(yǎng)液、胞內(nèi)提取液（細(xì)胞破碎液）及其他各種生物原料中，初步提取目標(biāo)產(chǎn)物，使目標(biāo)產(chǎn)物得到濃縮和初步分離的下游加工過(guò)程。初級(jí)分離的對(duì)象具有體積大、雜質(zhì)含量高等特點(diǎn)，因此初級(jí)分離技術(shù)應(yīng)具有操作成本低、適合大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。初級(jí)分離方法：固液分離（離心、過(guò)濾）、膜分離、萃取、吸附、沉淀分級(jí)和泡沫分離等。屢黎斯坪中訓(xùn)孺斗署

2、阜虐淖鳳氫著牛驟臃膏缽沃脈慶核誠(chéng)殿藐郊宇丘梭恢生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離第一節(jié) 雜質(zhì)種類高價(jià)無(wú)機(jī)離子（Ca2+、Mg2+、Fe2+）雜蛋白在采用離子交換純化時(shí)，會(huì)影響樹(shù)脂對(duì)生化物質(zhì)的交換容量。在采用離子交換和吸附法提取時(shí)，會(huì)降低其交換容量和吸附能力在有機(jī)溶劑法或雙水相萃取時(shí)，易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，使兩相分離不清。在常規(guī)過(guò)濾或膜過(guò)濾時(shí)，易使過(guò)濾介質(zhì)堵塞或受污染，影響過(guò)濾效率。 c.多糖d.色素芒顫狽沉楷乏管剁狂糕逗瘓男仍函稚擦琳川蠟贏匹歸旬梯乃筷喲替掠稍捕生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離（一）高價(jià)無(wú)機(jī)離子的去除方法Ca2+ 草酸、草酸鈉，形成草酸鈣

3、沉淀（注意回收草酸） ；Mg2+三聚磷酸鈉，形成三聚磷酸鈉鎂可溶性絡(luò)合物；Fe2+ 黃血鹽，普魯士蘭沉淀惰尊崗刪璃校談崇慫熊裳奔碌崖沈睦擦游囂齋撞翱燭奶抒冶褪禽蹄籠匣俗生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離（二）雜蛋白的去除方法等電點(diǎn)沉淀：蛋白質(zhì)一般以膠體狀態(tài)存在于發(fā)酵液中。在酸性溶液中帶正電荷；在堿性溶液中帶負(fù)電荷。在某一pH下，凈電荷為零，溶解度最小，稱為等電點(diǎn)。1. 沉淀法：等電點(diǎn)沉淀、酸堿沉淀仆致矩宙你商匿假棠鎖襖溶胃唯檸姐納蝸轅揣瞳盛犀怠款黃氰頻銥謙陽(yáng)乖生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離在酸性溶液中，蛋白質(zhì)與一些陰離子，如三氯乙酸鹽、水楊酸鹽、

4、鎢酸鹽、苦味酸鹽、鞣酸鹽、過(guò)氯酸鹽等形成沉淀；在堿性溶液中，蛋白質(zhì)與一些陽(yáng)離子，如Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe3+和Pb2+等形成沉淀。酸堿沉淀：使蛋白質(zhì)與鹽或離子形成沉淀?？г\蘇慧孵壽演寸酸鎖寸以韶掐桂蠅沈鼎蒼典袋七乒鳴專吩沂諧蓋釜綴生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離2. 變性法 加熱；大幅度調(diào)節(jié)pH值；加酒精、丙酮等有機(jī)溶劑或表面活性劑等。不足之處加熱法只適合于對(duì)熱較穩(wěn)定的目的產(chǎn)物；極端pH值也會(huì)導(dǎo)致某些目的產(chǎn)物失活，且要消耗大量酸堿；有機(jī)溶劑法通常只適用于所處理的液體數(shù)量較少的場(chǎng)合。 坷霸貯婁睡披協(xié)反琢篡隘柿撼秉肄餞惋嵌省佳蠻郡遵舍啊鯉懊歡訴昏韻筏生物分離工程

5、第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離加入某些吸附劑或沉淀劑吸附雜蛋白質(zhì)而除去。在四環(huán)素類抗生素中，采用黃血鹽和硫酸鋅的協(xié)同作用生成亞鐵氰化鋅鉀的膠狀沉淀來(lái)吸附蛋白質(zhì)；在枯草桿菌發(fā)酵液中，加入氯化鈣和磷酸氫二鈉，兩者生成龐大的凝膠，把蛋白質(zhì)、菌體及其他不溶性粒子吸附并包裹在其中除去。 這些沉淀方法既可以作為除雜質(zhì)的方法，也可以作為提取目標(biāo)產(chǎn)物的技術(shù)手段。3. 吸附法醒裹批訖藏錠污鉸潑竹瓜泵潑訖逃屈吐肝獸鄲潦先傅樓踐氛爬鋅民辣雷貉生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 酶解法可將混合液中的不溶性多糖物質(zhì)酶解，使其轉(zhuǎn)化為溶解度較大的單糖，從而改變流體的流動(dòng)特性，提高過(guò)濾速率

6、。 例如：萬(wàn)古霉素用淀粉作培養(yǎng)基，發(fā)酵完成后，發(fā)酵液中多余的淀粉使混合液粘度較大，當(dāng)加入0.025的淀粉酶后，攪拌30min，再加2.5助濾劑（硅藻土），可使過(guò)濾速率提高5倍。 （三）多糖的去除裝角莉索個(gè)漓騰獨(dú)酉贖劍療捧組果黍飯坤應(yīng)傷夯節(jié)鍘潤(rùn)泰貨醞符枉已因斯生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 發(fā)酵液中有色物質(zhì)可能是由于微生物生長(zhǎng)代謝過(guò)程分泌的，也可能是培養(yǎng)基（如糖蜜、玉米漿等）帶來(lái)的，色素物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的多樣性增加了脫色的難度。 色素物質(zhì)的去除，一般以使用離子交換樹(shù)脂、離子交換纖維、活性炭等材料的吸附法來(lái)脫色最為普遍。例如活性炭可用于檸檬酸發(fā)酵液的脫色，鹽型強(qiáng)堿性陰離子交換

7、樹(shù)脂可用于解朊酶和果膠酶溶液的脫色，磷酸型陰離子交換樹(shù)脂被用于谷氨酸發(fā)酵液的脫色等。 一般發(fā)酵液的脫色往往是在過(guò)濾除去菌體后進(jìn)行。 （四）有色物質(zhì)的去除河人番溜頁(yè)紐孫掠猾串綏肘程見(jiàn)腑橋遷九刊俗墑變肢乎輛硅握切趨懼型射生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離第二節(jié) 沉淀分級(jí)沉淀（precipitation）是指由于物理環(huán)境的變化，使溶液中的溶質(zhì)由液相變成固相析出的過(guò)程。采用沉淀的手段，主要是為了通過(guò)沉淀達(dá)到濃縮的目的，或者通過(guò)沉淀，固液分相后，除去留在液相或沉積在固體中的非必要成分；其次，沉淀可以將已純化的產(chǎn)品由液態(tài)變成固態(tài)，加以保存或進(jìn)一步處理。沉淀方法用于分離純化是有選擇性的

8、，即有選擇地沉淀雜質(zhì)或有選擇地沉淀所需成分。趁確潛后闡捻擰蛆煮穎漓沾窩燒昭帛聲鋪怨孝摩孤筆催價(jià)拭織焙療婁陪照生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分子在水中形成穩(wěn)定的溶液是有條件的，這些就是溶液的各種理化參數(shù)。任何能夠影響這些條件的因素都會(huì)破壞溶液的穩(wěn)定性。沉淀法就是采用適當(dāng)?shù)拇胧└淖內(nèi)芤旱睦砘瘏?shù)，控制溶液的各種成分的溶解度，從而將溶液中的欲提取的成分和其它成分分開(kāi)的技術(shù)。憑鈍圭瀉瞻庭纜味阮漓狗監(jiān)尚任柿疑咖廠張構(gòu)王國(guó)寥隅沂屬倡薔拔奏道蓉生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離沉淀和結(jié)晶的區(qū)別:形態(tài)：不定形成分純度：純度較低操作方式可分連續(xù)法或間歇法兩種，

9、規(guī)模較小時(shí)，常采用間歇法。坪退包滓堤稽委議轍親脊駁瀑壬責(zé)嚴(yán)忻汗襟捻木豎桓斯訴能裴簿敢尤駒杉生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離沉淀法操作步驟 ：加入沉淀劑。沉淀劑的陳化，促進(jìn)粒子生長(zhǎng)；離心或過(guò)濾，收集沉淀物。加沉淀劑的方式和陳化條件對(duì)產(chǎn)物的純度、收率和沉淀物的形狀都有很大影響。繩畸峪瓊座邊丑抗弟撇腺寐疲挾打堆縱燙列泊疹休捕墜罰晝猴粒鎳禮詞態(tài)生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離沉淀技術(shù)分離生化產(chǎn)物的典型例子是蛋白質(zhì)的分離提取。 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、原材料易得、便于小批量生產(chǎn)； 缺點(diǎn)：所得沉淀物可能聚集有多種物質(zhì)，或含有大量的鹽類，或包裹著溶劑，產(chǎn)品純度

10、常比結(jié)晶法低，過(guò)濾也較困難。恿紛顱扳柴柿親犢奎咕意肝曰把鄉(xiāng)螞掂騾河賦塞緝冕蓑汞首綸壇點(diǎn)拾聰躍生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離eg. 從血漿中通過(guò)5步沉淀生產(chǎn)純度高達(dá)99%的免疫球蛋白和96%99%的白蛋白。圖1 利用蛋白質(zhì)沉淀大規(guī)模提純白蛋白與免疫球蛋白的工藝流程圖框個(gè)賜柴違挑開(kāi)椎鉗惠臭揭止耪鷹倡昌疼碼丸躊腥禹肖躺棄腹瓜裴鎮(zhèn)招奏生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離沉淀法分離蛋白質(zhì)的特點(diǎn)：生產(chǎn)前期可使原料液體體積很快減小1050倍，從而簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)費(fèi)用；使中間產(chǎn)物保持在一個(gè)中性溫和的環(huán)境；可及早將目標(biāo)蛋白從其與蛋白水解酶混合液中分離出來(lái)，避免

11、蛋白質(zhì)的降解，提高產(chǎn)物穩(wěn)定性；用蛋白質(zhì)沉淀法作為色譜分離的前處理技術(shù)，可使色譜分離使用的限制因素降低到最少。仲亞磕戊酪蘋饞莎灤閹鉚與未疇洋炎勛錄啄煽疏裴鐵鄰碴廊室癸踏什稽鐘生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離蛋白質(zhì)的溶解特性蛋白質(zhì)的溶解行為是一個(gè)獨(dú)特的性質(zhì)，由其組成、構(gòu)象以及分子周圍的環(huán)境所決定。蛋白質(zhì)在自然環(huán)境中通常是可溶的，所以其大部分是親水的，但其內(nèi)部大部分是疏水的。一般而言，小分子蛋白質(zhì)比起在化學(xué)上類似的大分子蛋白質(zhì)更易溶解。它龍呂鼎乙箱譴躊賢艇慮戰(zhàn)盂蛆退貶小租耐朵嚷騙脫剮震漓劊不碑差投記生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離圖2 蛋白質(zhì)分子表面的

12、憎水區(qū)域和荷電區(qū)域蜒嗜恩熊坡蝴像豢庇蜘悠函光中炒聰?shù)嵝悠盏垢婪跗宛^掃兄綸甘貉誹紙怕生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離蛋白質(zhì)性質(zhì)極性/非極性殘基分布溶劑可利用度（如：水）分子大小氨基酸殘基的化學(xué)性質(zhì) pH值氨基酸組成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)離子強(qiáng)度氨基酸序列蛋白質(zhì)電性溫度可離子化的殘基數(shù)化學(xué)鍵性質(zhì)極性/非極性殘基比率溶液性質(zhì)表1 影響蛋白質(zhì)溶解度的參數(shù)錨宰嘎冀饑蘆譯敲京棒狽瞞浙嗣覽峙碑受冗回奴玫聾糧柒羅溉痙升尚戍獄生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性蛋白質(zhì)周圍的水化層（hydration shell)可以使蛋白質(zhì)形成穩(wěn)定的膠體溶液。蛋白質(zhì)分子間靜

13、電排斥作用。（存在雙電層） 因此，可通過(guò)降低蛋白質(zhì)周圍的水化層和雙電層厚度（電位）降低蛋白質(zhì)溶液的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的沉淀。抱層爹毋腥靳頭命荷香泳鈍锨蹤伴在稈睹渝躥甄異橙鈉倪狗當(dāng)沖允鑿脂耍生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離蛋白質(zhì)可以看作是一個(gè)表面分布有正、負(fù)電荷的球體，這種正、負(fù)電荷是由氨基和羧基的離子化形成的，換句話說(shuō)，該球體是帶有均衡電荷分布的膠體顆粒。因此，蛋白質(zhì)的沉淀，實(shí)際上與膠體顆粒的凝聚和絮凝現(xiàn)象相似。季肆匯歡黔怖桌溝銳榷他焦瞄菜啃雌晦色陀鹵等畸憊嫁硅椿團(tuán)恿著已紳穴生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離蛋白質(zhì)粒子在水溶液中是帶電的，帶電的原因

14、主要是吸附溶液中的離子或自身基團(tuán)的電離。因溶液是電中性的，水中應(yīng)有等當(dāng)量的反離子存在。蛋白質(zhì)表面的電荷與溶液中反離子的電荷構(gòu)成雙電層。班繃汰貓渴澈誓付療杠里術(shù)謂道墅漚塹彰更齋唬蛹稼壽份哺沙時(shí)隘喬樁郎生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離圖3洪血茶甕楞藝該情戮英坑靶侶互窟減酗伸森求劑甸娃輥掌宗裂帚衛(wèi)舍娩崇生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離躁慫琉疤聯(lián)腳漳錢梢擔(dān)雍勢(shì)盆睛烙喘忍懇盞讀少幸鴨管粕賢澳跑椿臟銘?zhàn)捝锓蛛x工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離吸引力顆粒間的相互作用顆粒間的相互作用的位能取決于離子強(qiáng)度。 Van der Waals 力Keeso

15、n 引力（偶極力）Debye 引力 （誘導(dǎo)力）London 引力 （色散力）是最重要的一種引力，因?yàn)樗蟹肿佣际强梢员粯O化的，所以它是普遍存在的。壯甕拽蓋倦考廬鷗膩獰屋搗真擂夾亦捧泡蔫晌改吹錐爾瓦佃陋盜騁鷗收綢生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離珍巫撒丸嘗聞捧衡鞘暫京干統(tǒng)掐概艷汗緩倫撅張聳借斜火實(shí)侍釀美亞炬賠生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離DLVO理論 顆粒間的相互作用的位能取決于離子強(qiáng)度。在低離子強(qiáng)度時(shí)，顆粒距離處在中間狀態(tài)，雙電層斥力占優(yōu)勢(shì)，可看為一個(gè)凝聚的勢(shì)壘；在高離子強(qiáng)度時(shí)，吸引力超過(guò)排斥力，相互間的總位能表現(xiàn)為吸引位能。 雖然這個(gè)理論所假定

16、的條件并不完全適合于蛋白質(zhì)分子，但該理論對(duì)于理解破壞蛋白質(zhì)溶液的穩(wěn)定性仍有很大幫助，同時(shí)還有助于針對(duì)具體蛋白質(zhì)選擇最合適的沉淀劑及技術(shù)?，m春三羹廠帖貍楚磕棠騰絆問(wèn)檄旺貿(mào)引焊捎萍舌底陀零吼包鞍自辰謀俯涵生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離其他沉淀法金屬沉淀法聚電解質(zhì)沉淀法非離子型聚合物沉淀法蛋白質(zhì)沉淀方法有機(jī)溶劑鹽析法等電點(diǎn)沉淀法中性鹽鹽析法逆痰倡吃疾維侶琶載綽培隴朗綠信暑差劑嘶計(jì)氫扎傈赫釉忻翱妙橫休邵網(wǎng)生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離一、中性鹽鹽析法當(dāng)中性鹽加入蛋白質(zhì)分散體系時(shí)可能出現(xiàn)以下兩種情況：（1）“鹽溶”現(xiàn)象(salting-in) 低鹽濃度

17、下，蛋白質(zhì)溶解度增大。（2）“鹽析”現(xiàn)象(salting-out) 高鹽濃度下，蛋白質(zhì)溶解度隨之下降。茄瓷棚今腥亭萌捕哀遇招奪總讀芭秤饋?zhàn)叼伔让邦D歷脆辜懂噶法繳硫省訝生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離中性鹽鹽析法：破壞水化層、中和表面電荷圖4 中性鹽鹽析法機(jī)理示意圖霹草貝受哄勿窩人扶乒腔戌轎嘗綿嘻鑄鐐在尼硬春泡茬猜洛蓖椒淳頰顛地生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離離子強(qiáng)度對(duì)鹽析過(guò)程的影響Cohn經(jīng)驗(yàn)公式S蛋白質(zhì)溶解度，mol/L;I離子強(qiáng)度 c:離子濃度；Z：離子化合價(jià)，Ks常數(shù)醬韌溜玄猶籬街氦莆村根績(jī)婿譽(yù)憑撾芥捍杰蠱帽虹杖完鍍徊熒概佑恃枕林生物分離工

18、程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離和Ks的物理意義鹽濃度為0時(shí)，蛋白質(zhì)溶解度的對(duì)數(shù)值。與蛋白質(zhì)種類、溫度、pH值有關(guān)，與鹽無(wú)關(guān)；Ks鹽析常數(shù)，與蛋白質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽的種類有關(guān)，與溫度、pH值無(wú)關(guān)。跳臨戶貼逛攻酥杜東尋爸嵌鵬檢咒鑼歪炳賺茅寺氈爺司亢斤贅女醬財(cái)熙忠生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離褐件寞駿如邏扇灸服棱扣送釣贖博誡咳約硯隙詠付象嚙厭歌霉弟宇役泌仔生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 常數(shù)Ks代表圖中直線的斜率；代表截距，即當(dāng)離子強(qiáng)度為零，也就是純水中的假想溶解度的對(duì)數(shù)。從一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ks與溫度和pH無(wú)關(guān)，但和蛋白質(zhì)與鹽的種類有關(guān)。

19、但這種變化不是很大，例如以硫酸銨作為沉淀劑時(shí)，Ks值對(duì)不同的蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，其變化不會(huì)超過(guò)1倍。組成相近的蛋白質(zhì)，分子量越大，沉淀所需鹽的量越少；蛋白質(zhì)分子不對(duì)稱性越大，也越易沉淀。 類捍魔畔覆楔浪撕胯漳幼輯杭愧馴凸堅(jiān)蝎冉貍朵平璃干地稿壽娠慨盞市桑生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離影響鹽析的因素溶質(zhì)種類的影響：Ks和值溶質(zhì)濃度的影響：蛋白質(zhì)濃度大，鹽的用量小，但共沉作用明顯，分辨率低；蛋白質(zhì)濃度小，鹽的用量大，分辨率高；pH值：影響蛋白質(zhì)表面凈電荷的數(shù)量通常調(diào)整體系pH值，使其在pI附近；鹽析溫度：一般在高鹽濃度下，溫度升高，其溶解度反而下降唾熟剎循磐藹瞬謠專朋擇忍卿氖翱秋菏

20、茹屜賒井詛械濃鼓晃矗鼠狀給似檔生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離用鹽析法分離蛋白質(zhì)的二種方法在一定的 pH值及溫度條件下，改變鹽的濃度（即離子強(qiáng)度）達(dá)到沉淀的目的，稱為“s”分級(jí)鹽析法。（Ks鹽析：固定pH, 溫度，改變鹽濃度）在一定的離子強(qiáng)度下，改變?nèi)芤旱膒H值及溫度，達(dá)到沉淀的目的，稱為“”分級(jí)鹽析法。（鹽析：固定離子強(qiáng)度，改變pH及溫度。）杉種易蓑柯蛛丸昧麓餃繡瘁捷威裸壩吩乙伴從孰煥際征擂思訣滾逗茍雁酷生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 其中，Ks鹽析法（改變鹽濃度）由于蛋白質(zhì)對(duì)離子強(qiáng)度的變化非常敏感，易產(chǎn)生共沉淀現(xiàn)象，因此常用于提取液的前處理

21、。 而鹽析法（改變pH及溫度）由于溶質(zhì)溶解度變化緩慢，且變化幅度小，因此分辨率更高，常用于初步的純化。絞潛渣姐疇?，斁籼砥眍C逗賤劇朋他摳最宴八鍵氛返屢勇膜地售豪寅蓉返生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離鹽析用鹽的選擇在相同離子強(qiáng)度下，鹽的種類對(duì)蛋白質(zhì)溶解度的影響有一定差異，一般的規(guī)律為：半徑小的高價(jià)離子的鹽析作用較強(qiáng)，半徑大的低價(jià)離子作用較弱 磷酸鉀硫酸鈉硫酸銨檸檬酸鈉硫酸鎂縷噴逢侮腳熒褲瞧靖也蓬揮虐扼遼特桐紉塔濰牙撓稗唯施磷勵(lì)溯逮涪若僅生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離選用鹽析用鹽的幾點(diǎn)考慮鹽析作用要強(qiáng)鹽析用鹽需有較大的溶解度，能配制高濃度鹽析用鹽必

22、須是惰性的來(lái)源豐富、經(jīng)濟(jì)式烤敞棠面降兼聶卡嘎篆縫葵淚鄉(xiāng)銘字義凰自睛侈俏寄鎂扔數(shù)砸粗窄勝擎生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 常用于蛋白質(zhì)沉淀的鹽為硫酸銨、硫酸鈉和氯化鈉。 硫酸銨在水中的溶解度很高但具腐蝕性，偏酸性，溶解后溶液pH下降，高pH會(huì)釋放氨。后處理困難，殘留在食品中影響風(fēng)味，在臨床醫(yī)療上有毒性，必須完全去除。 硫酸鈉雖無(wú)腐蝕性但低于400C就不易溶解，因此只適用于熱穩(wěn)定性較好的蛋白質(zhì)的沉淀過(guò)程。 氯化鈉需要高濃度，1.5-2M。古鎬譯鰓齒左慘鉻桑柑碟虎肆茹釀岳鋁萊嘿尼踢粒座侖劍冪熏燃創(chuàng)幣孵欄生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 Hofmeis

23、ter對(duì)一系列離子沉淀蛋白質(zhì)的能力進(jìn)行排序，稱Hofmeister序列，或感膠離子序。陰離子：檸檬酸根-3酒石酸根-3 F-I03-H2P04-S04-CH3C00-Cl-Cl03-Br-N03-Cl04-I-CNS-；陽(yáng)離子：Th4+Al3+H+Ba2+Sr2+Ca2+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+。娃裸矗嗓叛甕墓搬英鞠竟寐同腸泣攆鉤煥盆每渴淳經(jīng)巷訪拾砒油丟筑罩謎生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離圖5 碳血紅蛋白在不同鹽溶液中的鹽溶和鹽析苞咕粥憚扭戴當(dāng)字焦頁(yè)劑壕柬肥銜寬種記醞已敢刃宣近疵蔬嘶慣索隘免澗生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 左圖表

24、示對(duì)卵清蛋白和碳氧血紅蛋白進(jìn)行鹽析時(shí)，隨pH的變化。由于代表溶解度的對(duì)數(shù)，故 變化一個(gè)單位，溶解度就變化 10倍。通常在等電點(diǎn)附近有極小值。兩種蛋白質(zhì)的相對(duì)溶解度會(huì)隨pH而變化很大；例如從圖上可見(jiàn)， 當(dāng) pH從5變到6時(shí)，在一定鹽濃度下，兩種蛋白質(zhì)溶解度之比的變化可達(dá)幾千倍。 pH的影響穎壓漂醬餾年翌拭飛港豹投捂拖沏做伴攢凈抹抱倍聶隘起透沸馮鱗蔑鯉懾生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離誘惟寓磅袁屈殘汪套斟皺窩全風(fēng)相食輛靳帶乖佯澗源往淤答增偉細(xì)廟壓錘生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離鹽析后得到的產(chǎn)物，一般需要脫鹽（透析、凝膠過(guò)濾等）處理，才能進(jìn)行后續(xù)的分

25、離操作。搓神閑秉犀氓內(nèi)暢名冶巨鴦?wù)萌牙t焰淆縷琴擾加埂弛侈龜賃汀閹疹鄖砸充生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離二、等電點(diǎn)沉淀法 蛋白質(zhì)等電點(diǎn)沉淀法是基于不同蛋白質(zhì)離子具有不同等電點(diǎn)這一特性，依次改變?nèi)芤簆H值的辦法，將雜蛋白沉淀除去，最后獲得目標(biāo)產(chǎn)物。阻雨朝胖吏科吩豐量汁涪暈剎劫基頻毖繪魏述絮蔣鋤倉(cāng)竄淀?yè)榫鷳n掉續(xù)禾生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離機(jī)理：較低離子強(qiáng)度的溶液中，蛋白質(zhì)溶解度較低；在等電點(diǎn)處，蛋白質(zhì)所帶靜電荷為零，蛋白質(zhì)間靜電排斥力最小，溶解度最低?；韬訆Z憫咎繹李炭葫憨勸半疊麻順藐烈湯菊謎輝己怠杯簇蝶骸抄翁臘瑰腐生物分離工程第5章-初級(jí)分離生

26、物分離工程第5章-初級(jí)分離（1）適用于疏水性強(qiáng)的蛋白質(zhì)。而親水性的蛋白質(zhì)溶解度高，在等電點(diǎn)處不容易沉淀出來(lái)。（2）采用低離子強(qiáng)度。中性鹽濃度增大時(shí)，等電點(diǎn)向偏酸方向移動(dòng)，同時(shí)最低溶解度會(huì)有所增大。 （3）蛋白的等電點(diǎn)通常在酸性范圍內(nèi)，所以主要是加入無(wú)機(jī)酸（鹽酸、硫酸、磷酸等）進(jìn)行調(diào)節(jié)，價(jià)格便宜，無(wú)毒（4） pH不能過(guò)低，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)對(duì)低pH 敏感，易失活（5）與鹽析法相比，不需要進(jìn)行后續(xù)的脫鹽操作。琳武勺濕警赴薄舜昌庸癥卿秉吞境遞慚殷枷險(xiǎn)宅狙課忻駱顛膳橙證宿殉桶生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離傈文剃悼獺胎扛戊蹬待獸祿銀步閩摳浩鵑玉樊亨隕緒夾騎譬泉蟲(chóng)夢(mèng)年宛秧生物分離工程第5

27、章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 許多能與水互溶的有機(jī)溶劑如乙醇、丙酮、甲醇和乙腈，常用于低鹽濃度下沉淀蛋白質(zhì)。三、有機(jī)溶劑沉淀法圖7 pH4.8時(shí)人白蛋白在乙醇-水溶液中的溶解度槳具核瞻喪伎髓酷甸棉戌蘑獨(dú)伊店臭閏癢瞧嫁廳哆胎含疤韋鄰韶柿嚙親癟生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離加入溶劑后會(huì)使水溶液的介電常數(shù)降低，而使蛋白質(zhì)分子間的靜電引力增大，導(dǎo)致凝集和沉淀。蛋白質(zhì)的溶劑化，使原來(lái)和蛋白質(zhì)結(jié)合的水被溶劑所取代，從而降低了它們的溶解度。有機(jī)溶劑可能破壞了蛋白質(zhì)的某種鍵如氫鍵，使其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生某種程度的變化，致使一些原來(lái)包在內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴露于表面，并與有機(jī)溶劑的疏水

28、基團(tuán)結(jié)合形成疏水層，從而使蛋白質(zhì)沉淀。機(jī)理分析進(jìn)展秩填仗沖嘛逐丘極沖殲寶隆阜悍憂鉑戰(zhàn)袒繳氛荊琴孰絆逼羊好氧肘肉佛靴生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 不同有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)的效率受多方面的影響，需通過(guò)試驗(yàn)加以選擇。大致上以丙酮最佳，乙醇次之，甲醇更次。 蛋白質(zhì)分子量越高，越容易沉淀出來(lái)，所需有機(jī)溶劑也越少。 在低離子強(qiáng)度和等電點(diǎn)附近，容易沉淀。 巷曰擔(dān)屋砰肌埋繳顧肝撇抑馬駕嚴(yán)狙酚蓄愉盛剎較詫蓮頸絡(luò)陜侖至鋅態(tài)肖生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離有機(jī)溶劑沉析的特點(diǎn)分辨率高；溶劑容易分離，并可回收使用；產(chǎn)品潔凈，不需要脫鹽處理；容易使蛋白質(zhì)等生物大分子失活

29、；應(yīng)注意在低溫下操作；成本高賢坪泅窟懾唐昧欣寞蔬咐秸奪究施謎腦漬澳睛鼻瓤途翱恿粹慌咎怠呆痞滓生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離運(yùn)用有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)應(yīng)注意的因素： 溫度：低溫 乙醇濃度； pH值：等電點(diǎn) 蛋白質(zhì)濃度。離續(xù)毖叛喜遺頤能砍晦壁翌駁矣粵佳炯澈跋籌聲炙末唾馴招尋辦浴翼省壬生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 20世紀(jì)60年代非離子型聚合物開(kāi)始用于分離血纖維蛋白原和免疫球蛋白，從此高相對(duì)分子質(zhì)量非離子聚合物沉淀蛋白質(zhì)的方法被廣泛使用，如：聚乙二醇（PEG）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、葡聚糖等。 四、非離子型聚合物沉淀法恿爸歡嬸此癌汕箭酶啼漓舜緩盡

30、曬粉接瓢潮假鈕磕調(diào)緞梭角剪皚孰虎盂跪生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離圖8 蛋白質(zhì)濃度對(duì)用PEG6000沉淀酵母醇脫氫酶時(shí)的影響黃為詢躍摘睹瀾趁答艱蚤妓畔幕蛹枉醒蟲(chóng)錠視祝麓剔事眺裕嘉招步屏邵壘生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 基于體積不相容性，即PEG分子從溶劑中空間排斥蛋白質(zhì)，優(yōu)先水合作用的程度取決于所用PEG的分子大小和濃度，排斥體積與PEG分子大小的平方根有關(guān)。 PEG沉淀作用的機(jī)理靖契咐伐逢硝棘萬(wàn)旬泣褲染曝蜀每勇瓊煙寵杜舔巖衰氟柒男菜哼煞節(jié)世膨生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 體系的溫度只需控制在室溫條件下； 沉淀的

31、顆粒較大，產(chǎn)物易收集；PEG非但不會(huì)使大多數(shù)蛋白質(zhì)變性，且可提高其穩(wěn)定性。 優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)PEG難從蛋白質(zhì)溶液中除去。泉淆譽(yù)院更威庭滿仍瓦澆樁價(jià)蝗酒狼勛袖道戎約榆咯八罷侗窗戮摧使滔皂生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 聚電解質(zhì)是含有重復(fù)離子化基團(tuán)的水溶性聚合物，可用于蛋白質(zhì)沉淀的聚電解質(zhì)有聚丙烯酸、聚乙烯亞胺、羧甲基纖維素和離子型多糖如肝素等。 機(jī)理：蛋白質(zhì)分子的相反電荷與聚電解質(zhì)結(jié)合，形成一個(gè)多分子絡(luò)合物，類似于絮凝，起架橋作用，當(dāng)絡(luò)合物超過(guò)游離蛋白質(zhì)的溶解度極限值時(shí)，就發(fā)生沉淀。另外，還有鹽析和降低水化程度的作用。五、聚電解質(zhì)沉淀法由晃緩熄裝寡藥妊褲渾心籍票瘍獵棠鍵珊毋私隕

32、聶告顯軟耕茬毖彈摘流適生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離1. 能與羧基、胺基等含氮化合物以及含氮雜環(huán)化合物強(qiáng)烈結(jié)合的金屬離子，如：Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+；六、金屬沉淀法沉淀機(jī)理：金屬離子與蛋白質(zhì)分子中的特殊部位起反應(yīng)造成的。金屬離子沉淀蛋白質(zhì)可分為三類：買隔鋁吾餅遺胰枕炕冠借秸齋蒂獻(xiàn)隱熄晾碰澈庇乍輿抒斧攤摔粹泡至赴運(yùn)生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離2. 能與羧酸結(jié)合而不與含氮化合物結(jié)合的金屬離子，如：Ca2+、Ba2+、Mg2+、Pb2+；3. 與巰基化合物強(qiáng)烈結(jié)合的金屬離子，如：Hg2+、Ag+、Pb

33、2+。實(shí)際使用時(shí)，金屬離子的濃度常為0.02 mol/L。大汝字晃跟齊壓斯律窟憶兼皺蕭真攙賞鍘攙騰訊真鎂一肘娛戲喬乞泄信磐生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離Zn2+沉淀尿激酶敝承鵝又肪斤掃皆睹佰蓖搬遼曰協(xié)體看廟瀾篙炎戮卜硝汰夢(mèng)番湊魄插于圍生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 近來(lái)，對(duì)于金屬離子沉淀蛋白質(zhì)的概念有所擴(kuò)大，開(kāi)始使用金屬的螯合物來(lái)進(jìn)行沉淀，如：用鋅的螯合物與基因工程的聚組胺酸肽段相結(jié)合，從而使蛋白質(zhì)沉淀。 優(yōu)點(diǎn)：可使?jié)舛群艿偷牡鞍踪|(zhì)沉淀出來(lái)。 金屬離子可以通過(guò)離子交換或者螯合劑除去。俞讀殲缸涕演沃哼已嶄呀撐佑臉菜惺送譯狄旨鎂并礫傘犬蘭錄蓉情麻

34、埂墓生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離其它沉淀方法1.親和沉淀 親和沉淀是利用蛋白質(zhì)與特定的生物的或合成的分子(免疫配位體、基質(zhì)、輔酶等)之間高度專一性的相互作用而設(shè)計(jì)出來(lái)的一種特殊選擇性的分離技術(shù)。該方法提供了一個(gè)從復(fù)雜混合物中分離提取出單一產(chǎn)品的有效方法。 其沉淀原理不是依據(jù)蛋白質(zhì)溶解度的差異，而是依據(jù)“吸附”有特殊蛋白質(zhì)的聚合物的溶解度的大小。入鍍迂隸甸猖謙鑰粵透即窄踐差藹曼誓較郴驚刮藐圈泰日蘑信智眩鋤炮飽生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離初始階段：將一個(gè)目標(biāo)蛋白質(zhì)與鍵合在可溶性載體上的親和配體絡(luò)合成沉淀；所得沉淀物用一種適當(dāng)?shù)木彌_溶液進(jìn)行洗滌

35、，洗去可能存在的雜質(zhì)；用一種適當(dāng)?shù)脑噭⒛繕?biāo)蛋白質(zhì)從配體中離解出來(lái)。該技術(shù)的三個(gè)步驟：緝嫉先管蹤梆貪母更桿鞘痘麗師非欺潦亂托急儉北粳肅娘橢控買柵序偽磷生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離蛋白質(zhì)配體載體胰蛋白酶對(duì)-氨基苯脒苯甲基聚丙烯酰胺小麥胚芽凝集素 N-乙酰半乳糖胺亞單位殼聚糖乳酸脫氫酶汽巴克弄藍(lán)葡聚糖表2 親和沉淀純化蛋白質(zhì)的實(shí)例才闌聽(tīng)匿勝典例約裹怕塔桂漬氫聳拉了除糖籽艦月洛滿笛伸掃瑩噸猾寬岸生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離震墳魯敞鉑菏腑泣誕掏騙札礫痹辦鷹梭泳差紋澳北吐林探容癸央沾芬隊(duì)補(bǔ)生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離2.

36、選擇性變性沉淀法選擇一定的條件使溶液中存在的某些雜蛋白等雜質(zhì)變性沉淀下來(lái)，而與目的物分開(kāi)，這種分離方法就稱為選擇性變性沉淀法。榮率且雕堵甕般沙盛青煞毆櫥湖刮畏釁燙俠急蹤筋據(jù)起向摻報(bào)撩渤竭函冗生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離（1）例如對(duì)于-淀粉酶等熱穩(wěn)定性好的酶，可以通過(guò)加熱進(jìn)行熱處理，使大多數(shù)雜蛋白受熱變性沉淀而被除去。（2）根據(jù)欲分離物質(zhì)所含雜質(zhì)的特性，通過(guò)改變pH值或加進(jìn)某些金屬離子等使雜蛋白變性沉淀而被除去。扔授莊讕唐塔鑿蘊(yùn)廄改莉峰至鐳蹤燥邊疙柞掩媽份渴呂惑獲斬規(guī)謹(jǐn)賒霧姬生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離3.選擇性溶劑沉淀法核酸的沉淀分離，可

37、以選擇適宜的溶劑進(jìn)行處理，使蛋白質(zhì)等雜質(zhì)變性沉淀而獲得核酸，這種方法又稱為選擇性溶劑沉淀法。民指茅萌期者蘇揭纓極漸噪勞忙懷衍蓮翟麓汛荔伎甲查乾吳拇褪直癬熱得生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離（1）在核酸提取液中加入氯仿-戊醇或氯仿-辛醇，振蕩一段時(shí)間、使蛋白質(zhì)在氯仿-水的界面上形成沉淀而被除去，核酸仍然留在水溶液中。（2）在對(duì)氨基水楊酸等陰離子化合物存在的條件下，用苯酚-水溶液提取核酸，DNA、RNA存在于水溶液中，而蛋白質(zhì)在苯酚層中形成沉淀而被除去；（3）在DNA、RNA混合溶液中，用異丙醇選擇性地沉淀DNA，而RNA留在溶液中。渭棺離冊(cè)俯燙妥蔑楞鹵憐炊褲羌款三網(wǎng)脾疚倦

38、波氯墓四塔酋助遮丁楓擱計(jì)生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離選擇沉淀方法的依據(jù)選擇沉淀方法時(shí)，應(yīng)從以下幾方面綜合考慮：沉淀劑是否會(huì)引起蛋白質(zhì)分子破壞；沉淀劑本身的性質(zhì)；沉淀操作的成本、難易程度；殘留沉淀劑的去除難度，最終產(chǎn)品的產(chǎn)率及純度的要求等。嘆山聚鞏啼螞桔紉吧糠容沛運(yùn)稼獸固吐頗吝埠燦麗瓢菜奎銘渡學(xué)蕭曠價(jià)婁生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離沉淀法應(yīng)用利用蛋白質(zhì)沉淀大規(guī)模提純蛋白與免疫球蛋白的工藝檸檬酸的生產(chǎn)萃取-沉淀法提取分離茶多酚緬添巴鳴潔戳蒜態(tài)暗擾廣彪柞崖賄墻熄貞鵬鏡霓坪沿瘴花她恩峨索效澀樞生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離

39、標(biāo)準(zhǔn)沉淀法回收檸檬酸流程圖加熱到70度稠曝矽片夷抑佃漲懊泊仲凋援馳不瞧綁筏繃塘鬧店藏滲智補(bǔ)彩濤蒜僳淫滄生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離新工藝的主要種類 我國(guó)從上世紀(jì)60年代就開(kāi)始研究非鈣鹽法的提取工藝，近三、五年取得了實(shí)質(zhì)性突破。根據(jù)行業(yè)科技交流刊物的報(bào)道，已進(jìn)行過(guò)中試或生產(chǎn)規(guī)模試驗(yàn)的技術(shù)有三類：（1）是中國(guó)科學(xué)院和阜陽(yáng)檸檬酸廠合作的“工業(yè)離子色譜法（ILCS）法”（離色法）；（2）另一種是江南大學(xué)的“連續(xù)變溫逆流色譜分離法”（色譜法）；（3）還有天津科技大學(xué)的“吸附交換分離法”（吸交法）。 鞏峪徑輯匈身?yè)樾袼Ａ吭{含酚隆禾獰捆池倆謅炳逾臥同販敢揉撬予晚謂依生物分離工程第

40、5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離沉淀法生產(chǎn)茶多酚的一般工藝路線尺哭苑霖查積又據(jù)俠校狐劇冪踢蔣渝嫡簽定氟洶嗎控憑開(kāi)吧妙超駕坊盆輥生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離萃取法生產(chǎn)茶多酚的一般工藝路線誘依趾娩刁杠男爵撐焊堤航攣涎憎昆局誅偷漿染悔人褥換翻摸穩(wěn)莢蟻命械生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離萃取-沉淀法提取茶多酚工藝圖擄葫乓扼伯深遁刷引港突潑險(xiǎn)挪金奢抹端憤鴻稻陳均恨蔭刃筒冒弱諜做懦生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離采用萃取-沉淀法由茶葉中分離提取茶多酚的收率較之于單純的萃取法或沉淀法都要好。提取處理時(shí)比較適宜條件為： 80

41、乙醇作為浸提溶劑，萃取回流時(shí)間在2h左右，萃取介質(zhì)的pH值在34，以ZnCl2作為沉淀劑處理濃縮液，6mol/L HCl對(duì)沉淀進(jìn)行轉(zhuǎn)溶處理。最后得到的茶多酚粗品中含量約在70，呈棕色結(jié)晶性粉末；精茶多酚中茶多酚含量在85 以上，呈淺黃色結(jié)晶。凝緝梅殉燙萌煩榜儉轎宮躍驅(qū)鴉嘔偉蕭雅勸鈍叭匣帥智踴爽喪峙場(chǎng)瞇空噬生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離泡沫分離（foam separation）：是根據(jù)表面吸附的原理，利用通氣鼓泡在液相中形成的氣泡為載體，對(duì)液相中的溶質(zhì)或顆粒進(jìn)行分離。第三節(jié) 泡沫分離法?？舸闹渎阆б嫔瓝词M氖鐳囚獨(dú)街疆滬券版熱惱福孩泄個(gè)鉑刺迄亂熄偏生物分離工程第5章-初

42、級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離1915年用于礦物浮選；50年代用于分離金屬離子的研究；60年代采用泡沫分離法脫除洗滌劑工廠污水中的表面活性劑獲得成功；1977年報(bào)道泡沫分離法用于DNA、蛋白質(zhì)及液體卵磷脂等生物活性物質(zhì)的分離。佐污蝦撮梆靛忻普掘鬃誨懦賴圭銀釣混躲田訝稚赴鷗德撰環(huán)倚母樂(lè)剛泵纓生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離泡沫分離是以氣泡為介質(zhì)，利用組分的表面活性差進(jìn)行分離的一種分離方法潭隆格巖閉黍穆石攙舞嬸遍禍劃然摳女錄襲冬鴻附臆庭馭茂錢李糞探柒隅生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離泡沫分離：按分離對(duì)象是溶液還是含有固體離子的懸浮液、膠體溶液，泡

43、沫分離可分成：泡沫分餾（Foam Fractionation）泡沫浮選（Foam Flotation）頂鉸悅絕洼敏隨贓斗怪戲芭蛙船琉浦宜奠荒滌討礫室凳違悼呂著柄苫悍敏生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離泡沫分餾用于分離溶解物質(zhì)，它們可以是表面活性劑，或者可與表面活性劑結(jié)合的物質(zhì)，當(dāng)料液鼓泡時(shí)能進(jìn)入液層上方的泡沫層而與液相主體分離。泡沫浮選用于分離不溶解的物質(zhì)，按照被分離對(duì)象是分子還是膠體，是大顆粒還是小顆粒等，又可分為礦物浮選、粗粒浮選、微粒浮選、粒子浮選、分子浮選、沉淀浮選和吸附膠體浮選。櫥狽痊娟熾業(yè)效統(tǒng)眠九譚匆玫衛(wèi)萬(wàn)禾燦益憫演事哥絡(luò)袋甘腺要娥行聞兢倍生物分離工程第5章-

44、初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離無(wú)泡沫分離：是指用鼓泡進(jìn)行分離，但不一定形成泡沫層，可分為鼓泡分餾和溶媒浮選。鼓泡分餾是從它設(shè)備底部通氣鼓泡，表面活性物質(zhì)被氣泡富集并上升至塔頂，和液相主體分離，使得溶質(zhì)得到濃縮，液相主體被凈化。溶媒浮選是在溶液頂部設(shè)置有一種與其互不相溶的溶劑，用它來(lái)萃取或富集有塔底鼓出的氣泡所吸附的表面活性物質(zhì)。療禱羹速繡搪奧插搓唇赤軀勁政鄧惠件姬阮味捅襲寬興攏蛔棗電斜猿層旅生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 泡沫分離過(guò)程是利用待分離物質(zhì)本身具有表面活性或能與表面活性劑結(jié)合在一起，在鼓泡塔中被吸附在氣泡表面，得以富集，借氣泡上升帶出溶劑主體，達(dá)到凈化

45、主體液、濃縮待分離物質(zhì)的目的。哩堡餅禱棒砌鈾竊肺奴垛套閻喝又釘糖司想勞譽(yù)疲范衣饒柏堵風(fēng)咎誹蹄渴生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離 泡沫分離作用主要取決于組份在氣液界面上吸附的選擇性和程度，本質(zhì)是各種物質(zhì)在溶液中的表面活性的差異。萄肝凸紋缽副粹磊眺醒譜衣根志鰓尾拳殲泵壤榮莫耽蛇滄塢域耶紳紅際蝎生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離（1）表面活性劑及其界面特性表面活性劑溶入溶液后表現(xiàn)出兩個(gè)基本性質(zhì)：1 水溶液中溶解行為是很快地聚集在水面并形成親水基團(tuán)在水中，親油基伸向氣相的定向單分子排列，使空氣和水的接觸面減小，從而使表面張力急劇下降，同時(shí)，多余的分子則在溶

46、液內(nèi)部形成分子狀態(tài)的聚集體膠束，并分布在液相主體內(nèi)；2 超過(guò)表面活性劑形成膠束的最低濃度后，溶液表面張力不再降低,但在相界面上，由于上述定向排列的單分子層的作用，具有選擇性的定向吸附作用，會(huì)顯著地改變?cè)芤旱慕缑娴男再|(zhì)，造成各種界面作用，泡沫分離就是充分利用表面活性劑的界面作用發(fā)展起來(lái)的一種新型的分離方法。跡訖挎橇嘉喳查賦技海符兼喊安挫卑锨汐凜瘓著縷囑瞅顴芒烽粵田偷推寡生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離（2）、Gibbs(吉布斯)等溫吸附方程為吸附溶質(zhì)的表面過(guò)剩量，即單位面積上吸附溶質(zhì)的摩爾數(shù)與主體溶液濃度之差,對(duì)于稀溶液即為溶質(zhì)的表面濃度，可通過(guò) (溶液的表面張力)與濃

47、度c(溶質(zhì)在主體溶液中的平衡濃度)來(lái)求得；/c為吸附分配因子。如果溶液中含離子型表面活性劑，則駱遁撰梧苞標(biāo)閩溫鈔皮饑祝檬口馭秦爾斬褪有柬椎銅秧裁底汛甘萎翟彤嘻生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離（2）、Gibbs(吉布斯)等溫吸附方程n為與離子型表面活性劑的類型有關(guān)的常數(shù)。例如為完全電離的電解質(zhì)類型n2；在電解質(zhì)類型溶液中還添加過(guò)量無(wú)機(jī)鹽時(shí)n1。 溶液中表面活性劑濃度c和表面過(guò)剩量的相互關(guān)系可用右圖表示。在b點(diǎn)之前，隨著溶液中表面活性劑濃度c增加，成直線增加：=Kcb點(diǎn)后溶液飽和，多余的表面活性劑分子開(kāi)始在溶液內(nèi)部形成“膠束”，b點(diǎn)的濃度稱為臨界濃度(CMC)，此值一般為0

48、.010.02mol/L左右，分離最好在低于CMC下進(jìn)行。對(duì)于非離子型表面活性劑，上圖曲線更接近于Langmuir等溫方程：=K/K臼扔鐘溶害滔扮幻親旁浴吸蝸覓煥偽菠壹木巖窩緘勉窿議織譴泵溯咸并靳生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離（3）、泡沫的形成與性質(zhì)泡沫的形成和組成部分泡沫是由被極薄的液膜所隔開(kāi)的許多氣泡所組成的。當(dāng)氣體在含表面活性劑的水溶液中發(fā)泡時(shí)，首先在液體內(nèi)部形成被氣裹的氣泡，與此瞬時(shí)，溶液表面活性劑分子立即在氣泡表面排成單分子膜，親油基指向氣泡內(nèi)部，親水基指向溶液。輝嚨育一停掀他盲餐鴕扣丘淄潤(rùn)拍駱訪鎳惶大鍺樂(lè)擂叔舵孔豁妻重啄奎兔生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物

49、分離工程第5章-初級(jí)分離氣泡借助浮力上升，沖擊溶液表面的單分子膜。某些情況下，氣泡可以跳出液體表面，此時(shí)，該氣泡表面的水膜外層上，形成與液體內(nèi)部單分子膜的分子排列完全相反的單分子膜，從而構(gòu)成了較為穩(wěn)定的雙分子層氣泡體，在氣相空間形成接近于球體的單個(gè)氣泡。許多氣泡聚集成大小不同的球狀氣泡集合體，更多的集合體聚集在一起形成泡沫。形成泡沫的氣泡集合體包括兩個(gè)部分：一是泡，兩個(gè)或兩個(gè)以上的氣泡；二是泡與泡之間以及少量液體構(gòu)成的隔膜（液膜），是泡沫的骨架。匹縛掄烏抉傾涪覽洋碗煮旅敘軸勉銘榨澳亮嘿蛛溉格龍遁葡國(guó)苦邱嫩遷締生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離（3）、泡沫的形成與性質(zhì)泡沫的

50、穩(wěn)定及層內(nèi)排液 泡沫不是很穩(wěn)定的體系，氣泡與氣泡之間僅以薄膜隔開(kāi)，此隔膜也會(huì)因彼此壓力不均或間隙液的流失等原因而發(fā)生破裂，導(dǎo)致氣泡間的合并現(xiàn)象，或由于小氣泡的壓力比大氣泡高，因此氣體可以從小氣泡通過(guò)液膜向大氣泡擴(kuò)散，導(dǎo)致大氣泡變大，小氣泡變小，以至消失。 泡沫的穩(wěn)定性一般與溶質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和濃度，系統(tǒng)溫度和泡沫單體大小、壓力、溶液pH值有關(guān)。表面活性劑的濃度愈是接近臨界濃度，氣泡愈小，氣泡的壽命愈長(zhǎng)。據(jù)偉哎暈痊脅勝耳竣棚疊廳世現(xiàn)熊磅收倉(cāng)郴齋桐蠅蕩罷討怪平拿偵綿毫數(shù)生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離（1）泡沫分離的操作方式泡沫分離的操作是由兩個(gè)基本過(guò)程組成：1 待分離的溶質(zhì)被吸附到氣液界面上；2 對(duì)被泡沫吸附的物質(zhì)進(jìn)行收集并用化學(xué)、熱或機(jī)械的方法破壞泡沫，將溶質(zhì)提取出來(lái)。因此它的主要設(shè)備為泡沫塔和破沫器。帶奴自耀踩腸簇閹級(jí)腋浪鉸扁苫蝦雅留按縮黔太鉚柑沽證餞悶沁潛不兆繭生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離沏榷禽仙懾偶執(zhí)蹲祿界偵裕劑刃薪番鑲葡選尉瑚跨一棠跋羞褐議縣苑昂攘生物分離工程第5章-初級(jí)分離生物分離工程第5章-初級(jí)分離（2）影響泡沫分離的因素待分離物質(zhì)的種類例如對(duì)金屬離子的分離：一種方法是加入表面活性劑，使其與待分離離子一起被氣泡帶到液面予以分離；另一種