分離工程朱家文第六章吸附與制備色譜(文件)
【正文】 分離法是較成熟的一種方法，但其能耗大，設(shè)備投資和生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品純度略低。變壓吸附一般是常溫操作，循環(huán)周期短，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。擴(kuò)張床吸附將固液分離和 吸附分離 集成為一個(gè)操作 過程，簡(jiǎn)化了分離工藝，提高了產(chǎn)品回收率，是一項(xiàng)應(yīng)用前景廣闊的生物 分離新技術(shù)。 吸附與制備色譜 分離工程 擴(kuò)張床吸附過程原理 吸附與制備色譜 分離工程 應(yīng)用擴(kuò)張床吸附簡(jiǎn)化生物分離過程 吸附與制備色譜 分離工程 蛋白質(zhì)制備色譜 以大分子蛋白質(zhì)類產(chǎn)品為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化分離提純技術(shù)的開發(fā)研究是分離技術(shù)的前沿研究方向，其產(chǎn)品來源包括基因工程菌發(fā)酵、細(xì)胞培養(yǎng)和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物等，它有著與傳統(tǒng)化工分離技術(shù)極為不同的分離對(duì)象、系統(tǒng)和特點(diǎn)： 分離對(duì)象是具有特定的生物活性的生物大分子產(chǎn)品，分離過程設(shè)計(jì)中不恰當(dāng)?shù)奈锢砗突瘜W(xué)環(huán)境等（如溫度、 pH 值、緩沖液選擇、有機(jī)溶劑、攪拌和剪切力等）皆有可能引起其蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而使之失活； 我們所需要的目標(biāo)產(chǎn)物往往存在于含有許多性質(zhì)十分相似的雜質(zhì)的稀溶液中，如何從這樣一種復(fù)雜的稀溶液中經(jīng) 濟(jì)有效地提取產(chǎn)物是生物分離技術(shù)面臨的重大課題； 從衛(wèi)生和安全角度出發(fā)，對(duì)于治療用基因工程產(chǎn)品，有著極高的純度和同一性要求，對(duì)其中的有害雜質(zhì)去除率要求極高 。離子交換層析介質(zhì)（固定相）上的配基帶有固定化的離子基團(tuán)，它們可以在庫侖力的作用下吸附帶有其反離子的溶質(zhì)。 由于具有多種強(qiáng)或弱、陰離子或陽離子交換凝膠可供選擇 ，流動(dòng)相的電荷以及離子強(qiáng)度也可在廣泛的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，離子交換色譜具有廣泛的適用性。 吸附與制備色譜 分離工程 本章結(jié)束 。 吸附與制備色譜 分離工程 實(shí)例： 人血清白蛋白的離子交換色譜分離 人血清白蛋白的大規(guī)模制備以前都是通過乙醇低溫沉淀法來生產(chǎn)的。蛋白質(zhì)是一種兩性大分子，在 pH 值偏離其等電點(diǎn)（ pI ）的溶液條件下，帶有正電荷或負(fù)電荷，因而可以被帶有相反電荷的離子交換載體所吸附。在這些色譜過程中，分離介質(zhì)是相應(yīng)的吸附劑（色譜固定相） ， 它們 通常是各種具有良好親水性和生物 相容性的凝膠和有機(jī)聚合物多孔介質(zhì) ， 并 偶聯(lián) 有不同 的 能 可逆 結(jié)合 蛋白質(zhì) 的 功能 基團(tuán) 。擴(kuò)張床技術(shù)已用于多種生物制品的分離過程中。 目前其主要的應(yīng)用領(lǐng)域有：空氣干燥；高純度氫的生產(chǎn)純度，生產(chǎn)成本比常規(guī)的深冷法和滌氣法低 5% ～ 7% ；從含有支鏈異構(gòu)體和環(huán)烴的混合物中分離正構(gòu)烷烴，由于相對(duì)揮發(fā)度十分接近，用蒸餾法不能輕易實(shí)現(xiàn)這一分離 ；空氣分離，對(duì)于生產(chǎn)規(guī)模不大，純度要求也不是很高（氧氣低于 95% ，氮?dú)獾陀?% ）時(shí)，變壓吸附已被證明是比深冷法更為經(jīng)濟(jì)的方法，而應(yīng)用于煉鋼、有色金屬冶煉、造紙工業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保、惰性氣體保護(hù)、食品保鮮等各方面。工業(yè)化實(shí)現(xiàn)后發(fā)展很快，并已用到其它異構(gòu)體的分離、烯烴和烷烴的分離和檸檬酸提取等。然而，在液固（氣固）接觸的吸附和層析過中，由于難以使固相與流動(dòng)相之間實(shí)現(xiàn)真實(shí)逆流運(yùn)動(dòng)，直接運(yùn)用逆流操作方式是很困難的。為了定量地定義超載，有人建議：與理想的線性色譜過程相比，當(dāng)容量因子 k（即溶質(zhì)的分配比）下降 10 ％時(shí)，即為超載。一般總希望一次能分離盡可能多的樣品，或者，為了分離同樣的樣品，可使用較小的色譜柱和較少的流動(dòng)相。 色譜的傳質(zhì)過程 吸附與制備色譜 分離工程 分析型色譜和制備型色譜 分析型色譜（層析）用于分離和鑒別樣品中的組分，為此希望能在盡可能小的進(jìn)樣量的情況下，提供盡可能高的組分分辨率和線性的分離特性。是目前在色譜操作中常用的洗脫方法。即洗脫劑的濃度在洗脫過程中是逐漸增加的，以逐步增強(qiáng)“洗脫力”。當(dāng) α = 1 時(shí)，兩組分將完全不能分離。 相對(duì)保留值是色譜分離的分離因子。 “等板高度” 吸附與制備色譜 分離工程 在一個(gè)復(fù)雜
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