生物分离工程07
《生物分离工程》知识点整理
《⽣物分离⼯程》知识点整理⽣物分离⼯程第⼀章(绪论)⽣物分离⼯程的定义和过程⽣物分离⼯程定义（名词解释）：为提取⽣物产品时所需的原理、⽅法、技术及相关硬件设备的总称，指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集⽣物产品的过程。
过程：⽬标产物捕获⽬标产物初步纯化(萃取、沉淀、吸附等⽅法)⽬标产物⾼度纯化和精制细胞分离三种⼿段：重⼒沉降离⼼沉降过滤第⼆章离⼼分离原理和⽅法：原理：离⼼沉降是在离⼼⼒的作⽤下发⽣的。
单位质量的物质所受到的离⼼⼒：式中：r为离⼼半径，即从旋转轴⼼到沉降颗粒的距离；ω为旋转⾓速度；N为离⼼机的转数，s－1⽅法：（1）差速离⼼分级（2）区带离⼼（差速区带离⼼、平衡区带离⼼）离⼼分离设备：离⼼⼒（转速)的⼤⼩：低速离⼼机、⾼速离⼼机、超离⼼机按⽤途：分析性、制备性按⼯业应⽤：管式离⼼机、碟⽚式离⼼机实验室⽤以离⼼管式转⼦离⼼机，离⼼操作为间歇式悬浮液的预处理⽅法和⽬的：⽅法：1.加热：最简单和最廉价的处理⽅法。
黏度、促凝聚、固体成分体积、破坏凝胶结构、增加空隙率调pH值：⽅法简单有效、成本低廉2.凝聚：在凝聚剂(如铝盐、铁盐、⽯灰和NaCl)作⽤下，细胞蛋⽩质等胶体去稳定，并聚集成1mm⼤⼩的凝聚块的过程。
（机理：破坏双电层，⽔解后胶体吸附，氢键结合等）3.絮凝：在絮凝剂⾼分⼦聚合电解质的作⽤下，胶体颗粒和聚合电解质交连成⽹，形成10mm⼤⼩的絮凝团过程。
（机理：絮凝剂主要起中和电荷、桥架和⽹络作⽤）4.惰性助滤剂：⼀种颗粒均匀、质地坚硬的粒状物质，⽤于扩⼤过滤表⾯的适应围，减轻细⼩颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞。
（使⽤⽅法：预涂层；按⼀定⽐率混合。
助滤剂种类：硅藻⼟、纤维素、未活化的炭、炉渣、重质碳酸钙等。
）⽬的：提⾼过滤速度和过滤质量是过滤操作的⽬标。
各种细胞破碎技术原理和优缺点：原理：许多⽣物产物在细胞培养过程中保留在细胞，需破碎细胞，使⽬标产物选择性地释放到液相。
生物分离工程
第一章绪论1.生物分离工程是指从发酵液、酶反应也活动植物培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2.生物分离的一般流程：发酵液的预处理；提取；精制；成品加工。
第二章发酵液的预处理1.过滤和离心是最基本的单元操作。
2.凝集是指在投加的化学物质作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。
3.絮凝是指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
4.调节pH法：在进行pH调节时，一般采用草酸等有机酸或某些无机酸来进行。
Ca+经常选用酸化剂为草酸；Mg+的去除是采用加入磷酸盐，如三磷酸钠；Fe+通常加入黄血盐。
5.影响发酵液过滤的因素：菌种；发酵液粘度。
6.发酵液的过滤设备形式很多，按过滤的推动力分为：重力式过滤器、压力式过滤器、针孔式过滤器和离心式过滤器。
7.目前国内外对过滤液的分离和过滤常采用的设备为：板框式压滤机；板式压滤机；自动板框式压滤机和真空过滤机。
第三章细胞分离技术1.细胞破碎的方法可分为：机械破碎发、物理破碎法、化学渗透法及酶溶法。
2.变性剂的加入，可削弱氢键的作用，使胞内产物相互之间的作用力减弱，从而易于释放。
3.包埋病毒粒子具一定形状和大小的蛋白结晶体，在相差显微镜下呈现强的折光性，由单一多肽构成。
第四章沉淀技术1.盐析：蛋白是在搞离子强度溶液中溶解度降低，以致从溶液里沉淀出来的现象称为盐析。
2. 常用脱盐处理的方法有：透析法、超滤法及凝胶过滤法。
3．有机溶剂沉淀法的原理：①传统观点认为向蛋白质溶液中加入丙醇或乙醇等有机溶剂，水的活度程度降低，水对蛋白子表面的水化程度降低，即破坏了蛋白子表面的某水化蹭；另外，溶液的介电常数下降，蛋白子分之间的静电引力增大，从而聚集和沉淀。
②新观点认为，有机溶剂可能破坏蛋白质的某种键，使其空间结构发生某种程度的变化，致使一些原来包在内部的疏水基团暴露于表面并与有机溶剂的疏水基团结合形成疏水层，从而是蛋白子沉底，而当蛋白子的空间结构发生变形超过一定程度时，使会导致完全的变性。
《生物分离工程》课程教学大纲
生物分离工程课程教学大纲课程名称：生物分离工程英文名称：Bioseparations Engineering课程编号：x3030041学时数：32其中实验学时数：8 课外学时数：0课程学分：2.0适用专业：生物工程一、课程简介《生物分离工程》是生物工程专业学生必修的一门专业课。
本课程主要讲授生物工程产品分离纯化的基本原理、方法，对分离过程进行设计和优化，并在授课中体现相应分离技术的前沿知识和工业化生产相关信息。
通过《生物分离工程》课程基本理论的学习，一方面可以促进学生对专业知识的掌握，同时培养学生具有正确的认知观和唯物辩证思想方法，为从事物质分离相关领域或行业提供理论支撑和基本保障。
另一方面可以培养学生具有一定的分析和解决生物分离单元操作中遇到实际问题的能力，为拓宽学生后续的职业方向奠定坚实的基础。
二、课程目标与毕业要求关系表三、课程教学内容、基本要求、重点和难点第一章绪论（2）1、教学内容：生物分离工程定义、特点与重要性、生物分离流程、分离技术选择原则、分离步骤设计考量、生物工程未来发展方向。
2、基本要求：了解《生物分离工程》这门课的研究方向和内容；掌握生物分离工程与生物工程的关系。
3、重点：生物分离工程概念、特点与重要性、生物分离流程。
4、难点：分离步骤设计考量。
第二章发酵液的预处理（2）1、教学内容：发酵液的基本特性、去除高价无机离子的方法、去除杂蛋白的方法和原理、减低发酵液黏度的方法、调节pH、絮凝和凝聚的定义、常用试剂和应用领域。
2、基本要求：了解为什么进行预处理和目的；熟悉杂质去除过程；掌握改善发酵液物理性质的方法。
3、重点：杂质种类、杂蛋白去除方法、发酵液物理性质改善方法。
4、难点：絮凝和凝聚。
第三章细胞的破碎（2）1、教学内容：微生物（真菌、细菌和酵母菌）的细胞壁结构及组成、细胞破碎常用技术和方法、每种技术的作用机理以及各自优势、常用设备、破碎技术研究方向。
2、基本要求：了解微生物的细胞壁结构及组成；熟悉细胞破碎的目的；掌握细胞破碎技术。
生物分离工程07
总体学习目的和要求
了解色谱原理，掌握各种常用色 谱方法的操作与应用 。
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目录
• 色谱原理与分类 • 色谱过程理论模型 • 分离度 • 凝胶过滤色谱 • 离子交换色谱 • 疏水性相互作用色谱 • 流通色谱
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色谱原理与分类－学习要点
• 识记：色谱方法分类 • 理解：色谱原理
cm
f 'cm
v
洗脱时间短
• 吐舌现象
非优惠吸附中：
c m f 'cm
v
洗脱时间短
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色谱过程理论模型
－理论板模型 p255
• 模型假设
溶质的分配平衡不能瞬间完成，需要一定的柱高
• 模型示意
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色谱过程理论模型
－理论板模型的特性值 p257
•
平均洗脱时间
R
tR
1mH
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2. 系统平衡：连接各装置，用缓冲液洗涤柱 子，并打开检测器，使检测器稳定
新柱装好后，要用洗脱缓冲液平衡， 一般用3--5倍体积的缓冲液在恒压下流过 柱床。
新装好的柱要检验其均匀性－可用带 色的高分子物质如蓝色葡聚糖-2000配成 2mg/mL的溶液过柱，观察色带是否均匀下 降。也可以对光检查，看其是否均匀或有 无气泡存在。
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色谱过程理论模型
－平衡模型 p253
• 模型假设
整个层析柱中不存在传质阻力，分配平衡瞬 间完成
流动相的流动为平推流
▪ 模型描述
根据假设1：
cs fcm
根据假设2： cm1csucm0
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生物分离工程
生物分离工程生物分离工程是指采用物理、化学和生物学方法将生物体或其组成部分从混合物中分离出来，并纯化得到目标物质的一种工程领域。
该领域涉及到许多专业知识，包括生物学、生化学、物理化学等多个学科的理论和技术，应用广泛。
生物分离工程的目的是将生物体中的目标物分离出来，以便进行药物发现、分析化学以及生命科学研究等方面的应用。
生物分离工程包括生物分离过程、分离器设备及工艺控制等多个方面。
生物分离过程是将混合物中的目标物通过特定的工艺流程进行分离，得到纯化的目标物质。
一般包括以下几个步骤：（1）前处理：对样品进行初步处理，如细胞破碎、离心、过滤等。
（2）初步分离：将混合溶液通过某些技术方法进行初步分离，如各种色谱技术、电泳分离、凝胶柱分离等。
（3）中间分离：在初步分离的基础上，对样品进一步处理，如双向电泳、反渗透膜分离、超重力分离等。
（4）终极分离：最后通过某些技术，将目标物质从混合物中完全分离出来，如聚集素层析、反转移层析、凝胶电泳等。
分离器设备是指在生物分离过程中使用的各种设备，根据不同的分离过程，分离器设备也有所不同。
例如，在分离蛋白质时，最常用的分离器设备是各种色谱技术和电泳分离设备，而在分离细胞时，采用的设备则主要是离心机、过滤器等。
工艺控制是指对生物分离工程中各个步骤进行控制和调节，以确保分离工艺的有效性和纯化度的提高。
常用的工艺控制手段包括调节温度、压力、流量等系列参数的控制，并且可以采用自动化操作，进一步提高生物分离工程的自动化程度。
生物分离工程的应用非常广泛，包括生命科学研究、药物研发、食品工业以及纯化工程、环境保护等方面。
例如，在药物研发中，生物分离工程用于分离制备药物，提高药物纯度和效果；在食品工业中，生物分离工程用于提高食品的品质和安全性；在环境保护中，生物分离工程可用于处理污水和有害气体等。
总之，生物分离工程是一项复杂、细致的研究领域，在各个行业都有广泛的应用。
随着科技的发展和人们对生命科学研究的不断深入，生物分离工程将会越来越得到关注和重视，为人们的生活和健康做出更大的贡献。
生物分离工程
绪论1、生物分离工程的定义：从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2、生物分离工程特点：1发酵液或培养液是产物浓度很低的水溶液；2培养液是多组分的混合物；3生化产品的稳定性差；4对最终产品的质量要求高。
3、生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？答：1、发酵液的预处理与固液分离，过滤(filtration) 、离心(centrifugation) 2、初步纯化，沉淀(precipitation) 、萃取(extraction) 、吸附(adsorption )、膜分离(membrane separation) 3、高度纯化，色谱(chromatography )、电泳(electrophoresis) 4、成品加工，结晶(crystallization) 、干燥(drying)。
4、在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？答：1、产品价值2、产品质量3、产物在生产过程中出现的位置4、杂质在生产过程中出现的位置。
5、产品和主要杂质独特的物化性质6、不同分离方法的技术经济比较。
5、阐述生物分离工程的发展动向。
答、1、基础理论研究2、提高分离过程的选择性3、开发分离介质4、提高分离纯化技术5、清洁生产6、规模化、工程化研究6、分离效率的评价：目标产物的浓缩程度、分离纯化程度、回收率第二章细胞分离与破碎Cell isolation and disruption1 如何预处理发酵液？答：1.高价无机离子的去除方法去除钙离子：通常使用草酸。
去除镁离子：加入三聚磷酸钠，与镁离子形成络合物。
用磷酸盐处理，也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。
去除铁离子：加入黄血盐，使其形成普鲁士蓝沉淀而除去。
2、杂蛋白质的除去：沉淀、吸附法、变性法、凝聚Coagulation和絮凝flocculation 3.有色物质的去除及其他：使用吸附剂去除有色物质(离子交换剂、离子交换纤维、活性炭等) 、用工业酶制剂可净化发酵产物，除去干扰性浑浊物、使用惰性助滤剂、加入反应剂2 凝聚和絮凝的区别答：凝聚：向胶体悬浮液中加入电解质，由于双电层电位降低，使胶体体系不稳定，胶体粒子间因相互碰撞而产生凝集(1mm左右)的现象。
生物分离工程总结
1，生物分离工程：是指从发酵液，酶反应液或动植物细胞培养液中分离，纯化生物产品的过程。
它描述了生物产品的分离，纯化过程的原理，方法和设备，因为它处于整个生物产品生产过程的后端，所以也称为生物工程下游技术。
2，凝集：通过加入无机盐，在无机盐作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成块状絮凝体的过程。
3，絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
4，离心分离：是指在离心场的作用下，将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。
5，过滤：发酵液通过一种多孔介质，固体颗粒被截留的过程。
6，滤饼过滤：固体颗粒沉积于过滤介质表面形成滤渣层。
7，深层过滤：固体颗粒进入并沉积于多孔孔道内，溶液经孔道缝隙流过滤渣。
8，细胞破碎：是采用一定的方法，在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术，是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质的基础。
9，机械破碎法：通过机械运动产生的剪切力使组织细胞破碎。
10，物理破碎法：通过各种物理因素作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。
生物分离工程（下游加工过程）11，化学破碎法：通过各种化学试剂对细胞膜的作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。
12，通过细胞本身酶系或外加酶催化剂的催化作用，使外层结构破坏。
13，超声破碎法：在超声波作用下，液体发生空化作用，空穴的形成，增大和闭合产生极大的冲击波和剪切力，使细胞破碎。
14，空化作用：指存在于液体中的微气核空化泡在声波作用下发生变化，声压达到一定值，在声波纵向传插负压区，空泡化增大，在声波传播的正压区，空泡闭合，在反复增大，闭合中，空泡化崩溃，崩溃的瞬间，产生巨大的剪切力。
15，酶解法：利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞，使细胞壁受到破坏后，再利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜。
16，酶解—自溶作用：利用生物体自身产生的酶来溶胞，而不需要外加其他酶。
《生物分离工程》课程教学大纲
《生物分离工程》教学大纲一、课程基本信息1、课程代码：201342262、课程名称（中/英文）：生物分离工程/Bioseparation Engineering3、课程类别：专业核心课程4、课程学分：3.05、课程学时：56（其中，授课学时：40；实践环节学时：16）6、开课单位：生物与化学工程学院7、教学对象：生物工程专业8、先修课程：物理化学、化工原理、工业微生物学、生物化学二、课程简介生物分离工程是生物工程专业较为重要的一门专业必修课，重在培养学生的工程应用能力与专业技术能力。
生物产品分离起始原材料具有浓度稀、成分多、不稳定的特点，而生物产品对纯度的要求却很高，这就对生物分离方法及工艺提出了很高的要求。
现有的生物分离方法包括生物大分子和生物小分子的分离纯化。
分离方法多式多样，同一产品可用不同的方法进行分离，一种方法亦可分离多种产品；对某一具体产品，在分离工艺上又有多种选择。
本课程的学习任务是：让学生掌握生物分离纯化过程的基本原理，并能在实践中加以灵活应用，提高分析问题和解决实际问题的能力。
同时结合基本原理适当介绍前沿技术进展，使学生了解生物分离工程规模化、集成化、极端条件分离、分子水平分离等技术动态和发展趋势。
三、课程的教学目的和基本要求教学目的：使学生掌握典型的生物工程产品的提取流程，和生物分离纯化过程常规单元操作方法，以及生物体系分离纯化特点和过程所依据的基本原理，并使学生具有进行生物分离过程的工艺设计、过程放大、有关设备的选型和设计的初步能力。
同时，通过进一步阅读参考资料和完成所列习题，使学生加深对生物分离技术的原理、流程和方法的理解，并对生物分离技术的发展趋势有所了解，为今后从事生物工程相关行业打下良好的技术基础。
基本要求：通过对本课程的系统学习，使学生掌握不同来源（微生物发酵、细胞培养、生物转化、生物催化等）的生物工程产品的常用分离纯化方法，理解针对性的操作方法和工艺要点，牢固建立起“纯度”和“质量”专业意识。
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L 2
' 2 1
2Dz mH u 30De 1 m H 2
2 dp u
色谱过程理论模型
－Van Deemter方程
轴向分子扩散 轴向扩散系数Dz 流速的不均匀现象 与u无关 与udp成正比
A 通用方程： HETP B Cu u
A－eddy diffusion涡流扩散
凝胶过滤色谱－分配系数
凝胶过滤色谱的分配系数 可用下式表示 V V0 m Vt V0
GFC的分配系数在0～1 之间，分离精度有限。
Smallest solute: (acetone) Full access to the pores, Vt; Largest solute: (Blue Dx 2000) Excluded from the pores, V0
洗脱体积与相对分子质量的关系
1.大豆蛋白酶抑制剂；2.细丙二聚体；胰蛋白酶原；4.卵清蛋 白；5.血清蛋白；6.血清蛋白二聚体；7.IgG；8.甲状腺球蛋 白；9。蔗糖；10.糖原；11.细丙551；12.细丙；13.Rnase;14. α乳清蛋白；15.肌红蛋白 上方曲线为G-75；下方曲线为G-100
蛋白质通过凝胶柱的速度即洗脱体积与其分子 量有关 （Ve为洗脱体积） LogM=k1-k2Ve
LogM
先测得几种标准蛋白质的 Ve，并以其分子量对数对 Ve作图得一直线，再测出 待测样品的Ve，查标准曲 线即可确定分子量。
A
B LogM测 C
V测
三. 仪器和试剂
柱层析装臵 (恒流泵 层析柱 收集器 主机 记录仪等5件套)
定义
p250
色谱是根据混合物中溶质在互不混溶的两相间分 配行为的差别而引起移动速度的不同而进行分离 的方法。
色谱原理与分类
－原理（2）
色谱操作中互不混溶的 两相分别称为固定相和流 动相。固定相填充于柱内 形成固定床，在柱的入口 端加入料液后，连续输入 流动相，料液中溶质在流 动相与固定相之间扩散传 质，产生分配平衡
凝胶过滤色谱
－影响分配系数因素
相对分子量
相对分子量一定的溶质的m值为常数，为凝胶介质对该 溶质的有效孔隙率εp； 分配系数随相对分子量的 增加而降低；
分子形状 凝胶结构
凝胶过滤色谱－介质应满足条件p263
亲水性高，表面惰性
稳定性好，在较宽的pH和离子强度范围及化 学试剂中保持稳定，使用寿命长； 具有一定的孔径分布范围； 机械强度高，允许较高的操作压力；
3. 上样：分别加标准分子量蛋白质和样品。
由于凝胶层析的稀释作用，似乎样品浓度 应尽可能大才好，但样品浓度过大往往导致粘 度增大，而使层析分辨率下降（下图）。一般 要求样品粘度小于0.01Pa·s（帕斯卡秒），这 样才不致于对分离造成明显影响。对蛋白质类 样品浓度以不大于4％为宜。如果样品浑浊， 应先过滤或离心除去颗粒后上柱。分析用量一 般为每100mL床体积加样品1--2mL，制备用量 一般为每100 mL床体积加样品20--30 mL，这 样可使样品的洗脱体积小于样品各组分之间的 分离体积，获得较满意的分离效果。 加样时应尽量减少样品的稀释，及凝胶床 面的搅动。这一点在分级分离时尤为重要。
根据假设2：
c m c c 1 s u m 0 t t z
色谱过程理论模型
－平衡模型
溶质在色谱柱中移动速度：
v dz u dt 1 Hf ' cm
L L 1 Hf ' c m 1 Hf ' c m v u
操作步骤
1.装柱：凝胶溶胀后，湿法装柱，以柱床均 匀、无气泡表面平整为佳
一般选用细长的拄作凝胶过滤。进行脱盐时，柱高 50cm比较合适；分级分离时，100cm就足够了。 一般是在柱内先装入约 1/3 高度的水或缓冲液，然 后将溶胀好的凝胶在搅拌成稀浆的情况下慢慢倒入柱内， 使其自然沉降。如此连续操作，可以得到一个均匀的柱床。 柱装得不好往往造成洗脱区带加宽，甚至使一些本来可以 分开的区带重叠。如装柱时的操作压力太大，会使凝胶床 压得太实，从而降低流速。
凝胶粒径
凝胶过滤色谱－应用
分离纯化 脱盐 相对分子量测定
凝胶过滤色谱－特点p270
溶质与介质不发生任何形式的相互作用，因此可采 用恒定洗脱法洗脱展开，操作条件温和，产品收率 接近100%；
分离结束后无需苛刻的介质清洗或再生，循环操作 易实现，提高了产品纯度；
作为脱盐手段，GFC比透析法速度快、精度高； 与超滤法相比，剪切应力小，蛋白活性收率高；
N
1 mH
底线处切线峰宽 W 4 41 m H ½ 高度处峰宽 理论板
W 1 2.354
2
R N
2
R 16 R 5.54 W1 W 2
2
2
色谱过程理论模型
层析柱
（a）自制简易层祈柱（1．玻璃管；2.橡皮塞； 3．尼 龙网）；（b）普通商品柱；（c）双底板层析柱（1.洗 脱液进出口；2.多孔底板； 3 ．柱床；4．恒温水进口； 5．恒温水出口；6．可调节的塞子）
层析系统连接示意图
1．密封橡皮塞；2．恒压管，3，恒压瓶； 4，层析流出液，5．可调蜾旋夹；6.自动收集器； 7.核酸一蛋白质检测仪
B－longitudinal diffusion纵向扩散 C－mass transfer resistance界面
传质阻力
分离度
－学习要点
识记：分离度的概念ห้องสมุดไป่ตู้
理解：如何分离度判断两个相邻洗脱峰 的分离程度
分离度
－定义及表述 p260
定义 分离度又称分辨率，是表达两种洗脱曲线相 邻的溶质相互分离的程度 分离度的表达
RS 2 R2 R1 W1 W2
Gauss洗脱曲线的分离度 1 4 m2 m1 N 2 RS 2 2 m1 F m2 F
分离度的其它表征方法
－容量因子和选择性
容量因子
容量因子是固定相与流动相间溶质分配量之比，用k’表示
1 k '2 k '1 RS N 2 4 1 k '2
－理论板模型特点
仅用一个理论板数或HETP描述层析柱 分离性能，使用方便； 适用于低料液浓度的色谱过程
无法确定影响分离性能的因素
色谱过程理论模型
－轴向扩散模型及等板高度 p259
轴向扩散模型方程形式
cm 2 cm cm c s Dz u H t z t z 2
等板高度
选择性
选择性为洗脱峰相邻的两种溶质的容量因子之比
1 1 RS N 4
' k2 1 k ' 2
1
2
凝胶过滤色谱
－学习要点
理解：凝胶过滤的原理和操作，凝胶过
滤介质的要求和影响分离特性的因素
应用：掌握凝胶色谱的应用及特点
凝胶过滤色谱－定义
凝胶过滤色谱利用凝胶粒子为固定
相，是根据料液中溶质相对分子量的差
别进行分离的液相色谱法
凝胶过滤色谱－原理
在GFC柱中，分子量大的溶质 不能进入凝胶介质，而沿介质 空隙流过 分子量很小的溶质能够进入所 有的细孔中，其洗脱体积接近 柱体积 分子两介于两者之间的溶质能 够进入部分细孔中
凝胶过滤色谱－原理(2)
排阻极限
不能扩散到凝胶网络内部的最小分子的相对分子质量
分级范围
能为凝胶阻滞并且相互之间可以得到分离的溶质的相对分子 量范围
溶胀率
介质溶胀后每千克干凝胶所吸收的水分的百分数
其他参数
凝胶粒径、床体积、空隙体积
凝胶过滤色谱－影响操作的因素p266
线速度
料液体积
料液浓度
分子量与分配系数关系
cm
f ' cm
洗脱时间短
v
色谱过程理论模型
－理论板模型 p255
模型假设
溶质的分配平衡不能瞬间完成，需要一定的柱高
模型示意
色谱过程理论模型
－理论板模型的特性值 p257
平均洗脱时间 R 散度
tR
2 2 1 m H 2 2 N
形状
纸色谱 薄层色谱 柱色谱 纸层析
薄层层析
色谱原理与分类
－操作压力分类
低压液相色谱（<0.5 MPa）
中压液相色谱（0.5-4.0 MPa）
高压液相色谱（>4.0 MPa）
色谱原理与分类
－流动相流动方式分类 p252
轴向流色谱
径向流色谱
色谱原理与分类
－分离操作方式分类
p252
例：凝胶柱层析分析蛋白 质分子量大小
实验原理 — 凝胶层析
当某组分的Ka=0时(即Ve=Vo)，说明该组分完 全不进入凝胶颗粒微孔，洗脱时最先流出 若某组分的Ka=1(即Ve=Vo+Vi)时，说明该组分 可自由地扩散进入凝胶颗粒内部的微孔中，洗脱 时，最后流出 Ka在0-1之间的组分，洗脱时Ka值小的先流出 ， Ka值大的后流出。在限定的条件下，Vi和Vo都 是恒定值 在一般情况下，凝胶对组分没有吸附作用。当 洗脱液的体积等于Vo+Vi时，所有组分都应该被 洗脱出来，即Ka的最大值为1。然而在某种情况 下Ka值会大于1。这种反常现象说 明这一层析过 程不是单纯的凝胶层析，其中可能还夹杂有吸附 或离子交换等过程