吸附分離法課件

吸附分離法2吸附法(adsorptionmethod)：指利用吸附作用，將樣品中的生物活性物質(zhì)或雜質(zhì)吸附于適當(dāng)?shù)奈絼┥?，利用吸附劑對活性物質(zhì)和雜質(zhì)間吸附能力的差異，使目的物和其它物質(zhì)分離，達到濃縮和提純目的的方法。3例：從人尿中提取尿激酶4優(yōu)點：(1)設(shè)備簡單、操作簡便、價廉、安全。(2)少用或不用有機溶劑，吸附過程中pH變化小，較少引起生物活性物質(zhì)的變性失活。缺點：(1)吸附選擇性差，收率不高，難連續(xù)操作。(2)天然吸附劑（無機吸附劑）性能不穩(wěn)定。5第一節(jié)吸附法基本原理一、吸附法基本概念：

吸附作用(adsorption)：物質(zhì)從流體相（氣體或液體）濃縮到固體表面從而達到分離的過程稱為吸附作用；吸附劑（adsorbent）：在表面上能發(fā)生吸附作用的固體微粒稱為吸附劑；吸附物（adsorbate）：被吸附的物質(zhì)稱為吸附物。6正吸附：吸附提取液中的有效成分稱為正吸附，如從發(fā)酵液中提取抗生素，從人尿中提取尿激酶；負附劑：吸附用于去除提取液中的雜質(zhì)稱為負吸附，如活性炭脫色；

物理吸附：吸附劑與吸附物之間作用力是通過分子間引力產(chǎn)生的吸附稱為物理吸附；

化學(xué)吸附：吸附劑與吸附物之間有電子轉(zhuǎn)移，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生化學(xué)鍵，這種吸附稱為化學(xué)吸附。

7二、吸附類型及特點項目物理吸附化學(xué)吸附作用力吸附熱選擇性吸附速度吸附分子層范德華力較小,接近液化熱幾乎沒有較快,需要的活化能很小單分子或多分子層化學(xué)鍵力較大,接近反應(yīng)熱有選擇性慢,需要一定的活化能單分子8三、影響吸附的因素（一）吸附劑特性

吸附容量：比表面積、種類、活化方法吸附速度：顆粒度、孔徑機械強度9（二）吸附物

1.能使表面張力降低的物質(zhì)，易吸附；

2.溶質(zhì)溶解度大，吸附較?。?/p>

3.極性吸附劑易吸附極性物質(zhì)；

4.同系物吸附量變化有規(guī)律；

5.氫鍵10吸附劑及被吸附物極性對吸附的影響極性吸附劑易吸附極性物質(zhì)，非極性吸附劑易吸附非極性物質(zhì)；極性吸附劑適宜從非極性溶劑中吸附極性物質(zhì)；非極性吸附劑適宜從極性溶劑中吸附非極性物質(zhì)。11同系物吸附量變化有規(guī)律對于同系列物質(zhì)的吸附，分子愈大，極性愈差，因而越容易為非極性吸附劑所吸附，越難為極性吸附劑所吸附。12氫鍵吸附物若能與溶劑形成氫鍵，則吸附物易溶于溶劑中，吸附物就不易被吸附劑所吸附。如果吸附物能與吸附劑形成氫鍵，則可提高吸附量。13（三）環(huán)境的影響1、溶劑：單溶劑易吸附，混合溶劑易解吸2、pH值：PI3、溫度4、鹽的濃度：可能阻止、可能促進14（四）吸附物濃度和吸附劑用量1、吸附物濃度：一般吸附物濃度大時，吸附量也大。但是由于雜質(zhì)的存在，吸附物濃度增加后吸附雜質(zhì)的量也增加了吸附選擇性降低，因此一般將料液進行稀釋以提高吸附選擇性。如對蛋白質(zhì)或酶進行分離時要求濃度在1%以下。2、吸附劑用量：綜合考慮各種因素，通過實驗來確定。第二節(jié)常用吸附劑1516無機吸附劑：白陶土、氧化鋁、硅膠、硅藻土等有機吸附劑：活性炭、纖維素、大孔吸附樹脂等一、活性炭(activatedcarbon)

粉末狀，顆粒狀，錦綸活性炭是吸附能力很強的非極性吸附劑溶劑中吸附力：水>乙醇>甲醇>酯>丙酮>氯仿去色素、熱原，用量0.02~1%

加熱活化pH影響17輔酶A制備

活性炭除可以用于除雜外，也可以用于生化藥物的分離，如：18活性炭提取放線酮19二、人造沸石(zeolite)2023/6/3023:42人造沸石：是人工合成的一種無機陽離子交換劑。分子式：Na2Al2O4·xSiO2·yH2O，在溶液中呈：Na2Al2O4=2Na++Al2O42-，以Na2Z代表沸石，以M+表示溶液中的陽離子，則21

例如以人造沸石提取細胞色素C22三、磷酸鈣凝膠按制備方法不同，主要有：磷酸鈣、磷酸氫鈣、羥基磷灰石。主要是其中的鈣與蛋白質(zhì)的負電基團結(jié)合，用于蛋白質(zhì)的分離、精制。例如：胰島素的純化23胰島素純化

利用生成的磷酸鈣凝膠吸附胰島素2023/6/3023:42四、白陶土(Kaolin)25可分為天然白陶土和酸性白陶土兩類，常作某些活性成分的吸附劑，也可作為助濾劑與去除熱原的吸附劑2023/6/3023:42五、氫氧化鋁凝膠27將氨水或堿液加入鋁鹽形成的無定形凝膠；常用于蛋白質(zhì)和酶的制備中。吸附能力和陳化程度有關(guān)。2023/6/3023:42六、氧化鋁(Aluminumoxide)29適用于親脂成分的分離1、堿性氧化鋁：2、中性氧化鋁：3、酸性氧化鋁：30氧化鋁吸附層析純化維生素B12影響因素：(1)Al2O3的顆粒度要均勻，流速控制要很慢；(2)溫度宜在20℃以下層析，洗脫在室溫中進行；(3)

利用B12在丙酮中不溶的特性，在冰凍條件下結(jié)晶3天，結(jié)晶析出。2023/6/3023:42七、硅膠(Silicagel)32SiO2·nH2O

硅膠表面的硅羥基能吸附多量的水，稱自由水，活性隨自由水含量增加而下降。

能吸附非極性化合物和極性化合物33CoQ10制備

34洗脫劑的選擇極性溶質(zhì)：極性大的溶劑洗脫能力就大；非極性溶質(zhì)：極性小的溶劑洗脫能力就大。常用洗脫劑排序（極性增大）：石油醚<甲苯<乙醚<氯仿<乙酸乙酯<丙酮<乙醇<甲醇<水<乙酸35氧化鋁或硅膠為吸附劑洗脫劑從極性低的開始逐漸增加極性。次序：石油醚、甲苯、氯仿、乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、水、乙酸。36活性炭為吸附劑洗脫劑從極性高的開始逐漸降低極性。次序：水、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、氯仿。37第三節(jié)大孔網(wǎng)狀聚合物吸附劑

大網(wǎng)格吸附劑(macroreticularadsorbent)（大孔網(wǎng)狀樹脂，macroreticularresin）在樹脂聚合時加入惰性的致孔劑，待網(wǎng)格骨架固化和鏈結(jié)構(gòu)單元形成后，用溶劑萃取或蒸餾水洗將致孔劑去掉，形成不受外界環(huán)境條件影響的孔隙，其孔徑遠大于2～4nm，可達100nm，故稱“大孔”。吸附能力不同分子量大小38特點1、選擇性好、解吸容易、理化性質(zhì)穩(wěn)定、機械強度好、可反復(fù)使用等優(yōu)點。2、其孔隙大小、骨架結(jié)構(gòu)和極性，可按照需要，根據(jù)不同的原料和合成條件而改變，因此可適用于吸附各種有機化合物。3、適合弱電解質(zhì)及非離子型化合物分離。39一、大孔網(wǎng)狀聚合物吸附劑的類型和結(jié)構(gòu)

可分為非極性、中等極性、極性和強極性吸附劑四類。

美國羅姆-哈斯公司：Amberlite系列；日本三菱化成公司：Diaion系列。40

Amberlite大網(wǎng)格吸附劑的物理性質(zhì)

41Diaion大網(wǎng)格吸附劑的物理性質(zhì)

42比表面積：單位質(zhì)量的樹脂的表面積?？障抖龋合抵肝絼┲锌障端嫉捏w積百分率?？兹荻龋褐该?g吸附劑所含的空隙體積。骨架密度：系指吸附劑骨架的密度，即每1ml骨架(不包括空隙)的重量(g)。濕真密度：指空隙充滿水時的密度，在實際使用時濕真密度不能小于1，否則樹脂上浮。偶極矩：表征極性的強弱，越大，極性越強。4344二、大孔網(wǎng)狀聚合物吸附劑吸附機理“類似物容易吸附類似物”的原則：一般非極性吸附劑適宜于從極性溶劑(水)中吸附非極性物質(zhì)。一般極性吸附劑適宜于從非極性溶劑(有機溶劑)中吸附極性物質(zhì)。而中等極性的吸附劑則對上述兩種情況都具有吸附能力。45三、大孔網(wǎng)狀吸附劑的應(yīng)用特點

吸附：選擇合適的孔徑：孔徑等于溶質(zhì)分子直徑之6倍比較合適。水溶液中，一般分子量越大，極性越弱，吸附量就越大。無機鹽會使吸附量增大溶液的pH會影響弱電解質(zhì)的解離程度，因此也影響其吸附量。

46解吸:常用低級醇、酮或其水溶液解吸.解吸溶劑能使大孔網(wǎng)狀聚合物吸附劑溶脹;選用溶劑應(yīng)容易溶解吸附物。對弱酸性物質(zhì)可用堿來解吸，弱堿性物質(zhì)可用酸來解吸吸附在高濃度鹽類溶液中，用水洗能解吸下來。47四、大孔網(wǎng)狀吸附劑的實驗操作（一）大孔吸附樹脂的選擇1、預(yù)處理甲醇、乙醇、丙酮洗滌至洗出液加水不渾濁2、靜態(tài)吸附動態(tài)吸附48（二）吸附條件選擇

1、樣品濃度

2、pH值、鹽濃度

3、流速（吸附時間）（三）洗滌（四）洗脫

1、流動相選擇

2、流速49五、大孔網(wǎng)狀聚合物吸附劑應(yīng)用

應(yīng)用廣泛，如四環(huán)素、土霉素、竹桃霉素、紅霉素、