第6章吸附分离法..
第六章--吸附分离法2009
✓ 粉末状，颗粒状，锦纶活性炭
✓ 是吸附能力很强的非极性吸附剂
✓ 溶剂中吸附力：
水>乙醇>甲醇>酯>丙酮>氯仿
✓ 去色素、热原，用量0.02-1%
✓ 加热活化
pH影响
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活性炭的种类
粉末状活性炭：颗粒极细呈粉末状，是活性炭 中吸附力最强的一类。
颗粒状活性炭：由粉末状活性炭制成的颗粒， 便于装柱使用。
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四、白陶土(Kaolin )
可作为助滤剂与去除热原的吸附剂。
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五、氢氧化铝凝胶
将氨水或碱液 加入铝盐形 成的无定形 凝胶；
吸附能力和陈 化程度有关。
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六、氧化铝(Aluminum oxide)
氧化铝的吸附能力很强，可以活化到不同程度，重 演性好，再生容易，故是常用的吸附剂之一。
氧化铝的活性与其含水量有很大的关系。水分会掩 盖活性中心，故含水量愈高，活性愈低。
A 定向力： 极性分子的永久偶极静电力。 B 诱导力： 极性分子与非极性分子之间的吸引力。 C 色散力： 非极性分子之间的引力（瞬间偶极）。
D 氢键力： 介于库仑引力与范德华引力之间的特殊 分子间定向作用力。
分子引力/范德华力的总能量
U范德华 = U定向 + U诱导 + U色散
四、吸附等温线
如果不考虑溶剂的吸附，当固体吸附剂与溶液 中的溶质达到平衡时，其吸附量m应与溶液中 溶质的浓度和温度有关。 当温度一定时，吸附量只和浓度有关， m=f （c），这个函数关系称为吸附等温线。 吸附等温线表示平衡吸附量，
吸附分离法
10
同系物吸附量变化有规律
对于同系列物质的吸附，分子愈大，极性愈差，因而越 容易为非极性吸附剂所吸附，越难为极性吸附剂所吸附。
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氢键
吸附物若能与溶剂形成氢键，则吸附物易溶于溶剂中， 吸附物就不易被吸附剂所吸附。如果吸附物能与吸附剂形 成氢键，则可提高吸附量。
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（三）环境的影响 1、溶剂：单溶剂易吸附，混合溶剂易解吸 2、pH值：PI 3、温度 4、盐的浓度：可能阻止、可能促进
影响因素： (1) Al2O3的颗粒度要均匀，流速控制要很慢； (2) 温度宜在 20℃以下层析，洗脱在室温中进行； (3) 利用B12在丙酮中不溶的特性，在冰冻条件 下结晶3天，结晶析出。
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七、硅胶(Silica gel)
2019年3月24日10时46分
SiO2· nH2O 硅胶表面的硅羟基能吸附多量的水，称自由水，活性随自 由水含量增加而下降。
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可分为非极性、中等极性、极性和强极性吸附剂 四类。
美国罗姆-哈斯公司：Amberlite系列； 日本三菱化成公司：Diaion系列。
一、大孔网状聚合物吸附剂的类型 和结构
39
Amberlite大网格吸附剂的物理性质
40
Diaion大网格吸附剂的物理性质
41
比表面积：单位质量的树脂的表面积。 空隙度：系指吸附剂中空隙所占的体积百分率。 孔容度：指每1g吸附剂所含的空隙体积。 骨架密度：系指吸附剂骨架的密度，即每1ml骨架(不包括空 隙)的重量(g) 。 湿真密度：指空隙充满水时的密度，在实际使用时湿真密度 不能小于1，否则树脂上浮。 偶极矩：表征极性的强弱，越大，极性越强。
第六章吸附分离法
它在中性表面甚至在与吸附离子带相同电荷符号的表面 也能进行吸附作用。
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水合氧化物对金属离子的专属吸附与非专属
吸附的区别 项目
吸附分离操作的基本概念
• 化学吸附：又称活性吸附，是由吸附剂和吸附质之间发生化 学反应而引起的，其强弱取决于两种分子之间化学键力的大 小。 • 如石灰吸附CO2 → CaCO3 • 吸附热大，一般在较高温下进行； • 具有选择性，单分子层吸附； • 化学键力大时，吸附不可逆。
吸附分离操作的基本概念
在固定温度下，当吸附达到平衡时，颗粒物表面的吸附
量（Q）与溶液中溶质平衡浓度（C）之间的关系可用吸附等
温线表达。
➢ Henry 型等温线为直线型
Q = k ·C
k：分配系数
➢ Freundlich 型等温线
Q = k ·C1/n
lgQ = lgk + 1/n lgC
k为吸附能力的大小； n为非线性指数 ➢ Langmuir 型等温线
较少引起生物活性物质的变性失活。 缺点： (1) 选择性差，收率不高。 (2)一些无机吸附剂性能不稳定。
4
第一节 吸附法基本概念
生物制药工艺学第6章吸附分离法08-3-20
（二）吸附物 能使表面张力降低的物质，易为吸附 溶解度：较小易吸附 极性吸附剂易吸附极性吸附物 同系物吸附量变化有规律 氢键
7
吸附剂及被吸附物极性对吸附的影响
极性吸附剂易吸附极性物质，非极性吸 附剂易吸附非极性物质；
极性吸附剂适宜从非极性溶剂中吸附极 性物质；
非极性吸附剂适宜从极性溶剂中吸附非 极性物质。
的 浓 缩 液 A l2 O 3吸 附 ,2 0 ℃ 以 下
丙 酮 ,水 (8 0 % )
丙 酮 5 ~ 6倍
(4 0 0 0 u /m l)
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活性炭为吸附剂
洗脱剂从极性高的开始逐渐降低极性。
次序：水、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、氯仿。
[提取制霉菌素]
菌丝——————→
制霉菌素 [板框过滤] ↗
3、适合弱电解质及非离子型化合物分离。
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一、大孔网状聚合物吸附剂的类型和结构
可分为非极性、中等极性、极性和强极 性吸附剂四类。 美国罗姆-哈斯公司：Amberlite系列； 日本三菱化成公司：Diaion系列。
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Amberlite大网格吸附剂的物理性质
30
Diaion大网格吸附剂的物理性质
在树脂聚合时加入惰性的致孔剂，待网格 骨架固化和链结构单元形成后，用溶剂萃取或 蒸馏水洗将致孔剂去掉，形成不受外界环境条 件影响的孔隙，其孔径远大于2～4nm，可达 100nm，故称“大孔”。 吸附能力不同 分子量大小
《分离工程》思考题及习题(整理)(1)
《生化分离工程》思考题及习题
第一章绪论
2、生化分离工程有那些特点？
3、简述生化分离过程的一般流程？
第二章预处理与固-液分离法
1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？
2、何谓絮凝？何谓凝聚？各自作用机理是什么？
3、发酵液中去除杂蛋白的原因是什么？方法主要有那些？
7、何谓密度梯度离心？其工作原理是什么？
第三章细胞破碎法
1、革兰氏阳性菌和阴性菌在细胞壁在组成上有何区别？
2、细胞破碎主要有那几种方法？
3、机械法细胞破碎方法非机械破碎方法相比有何特点？
4、何谓化学破碎法？其原理是什么？包括那几种？
5、何谓酶法破碎法？有何特点？常用那几种酶类？
第四章萃取分离法
1、何谓溶媒萃取？其分配定律的适用条件是什么？
2、在溶媒萃取过程中pH值是如何影响弱电解质的提取？
3、何谓乳化液？乳化液稳定的条件是什么？常用去乳化方法有那些？
5、某澄清的发酵液中含260mg/l放线菌D, 现用醋酸丁酯进行多级萃取。已知平衡常数K=57.0，料液流量450升/时，有机相流量20升/时。为达到此抗生素收率为98%的要求，需要多少级的萃取过程？(计算题)
8、何谓双水相萃取？双水相体系可分为那几类？目前常用的体系有那两种？
9、为什么说双水相萃取适用于生物活性大分子物质分离？
第五章沉淀分离法
1）何谓盐析沉淀？其沉淀机理是什么？有何特点？
2) 生产中常用的盐析剂有哪些？其选择依据是什么？
3) 何谓分步盐析沉淀？
4）何谓等电点沉淀？其机理是什么？pH是如何影响pI的？
第六章吸附分离法
1、吸附作用机理是什么？
2、吸附法有几种？各自有何特点？
第六章 吸附分离
（3） 交换吸附: 吸附剂吸附后同时放出等 当量的离子到溶液中
第六章 吸 附 分 离
物理吸附与化学吸附的特点
项目
物理吸附
化学吸附
作用力
范德华力
化学鍵力
吸附热
较小,接近液化热 较大,接近反应热
选择性 吸附速度 吸附分子层
较差
较快，需要的活 化能很小 单分子层或多分 子层
吸附剂一般为多孔微粒，具有极大的比表面积。 常用的有活性碳（750~1500m2/g），硅胶（40~ 700），活性氧化铝（50~300），硅藻土（约10）。
第六章 吸 附 分 离
常用的吸附剂
• 大网格聚合物吸附剂： • 活性碳：助滤，脱色，去热原 • 使用:偏酸性(pH 5-7),加热(50-60℃) • 搅拌30min • 活性白土：脱组胺类过敏物，脱色。 • 硅藻土：助滤，澄清
第六章 吸 附 分 离
一般吸附操作在恒温下进行，m只是浓度c的函数。 m与c的关系曲线称为吸附等温线。
m=k c
k:分配系数 c:溶液浓度 m: 吸附浓度
吸附等温线可以表示平衡 吸附量，判断吸附作用力 的大小以及吸附剂的性能 和结构。
第六章 吸 附 分 离
吸附等温线
Freundlich等温线 单分子层
第六章 吸 附 分 离
第六章 吸附分离法
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一、大孔网状聚合物吸附剂的类型和结构
据骨架极性强弱分为 非极性、中等极性、极性、 非极性、中等极性、极性、强极性吸附剂 美国罗姆-哈斯公司： 系列； 美国罗姆 哈斯公司：Amberlite系列； 哈斯公司 系列 日本三菱化成公司： 系列。 日本三菱化成公司：Diaion系列。 系列
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比表面积： 比表面积： 空隙度： 空隙度：系指吸附剂中空隙所占的体积百分 率。 孔容度：指每1g吸附剂所含的空隙体积。 1g吸附剂所含的空隙体积 孔容度：指每1g吸附剂所含的空隙体积。 骨架密度：系指吸附剂骨架的密度，即每1ml 骨架密度：系指吸附剂骨架的密度，即每1ml 骨架(不包括空隙)的重量(g) 骨架(不包括空隙)的重量(g) 。 湿真密度：空隙充满水时的密度，>1， 湿真密度：空隙充满水时的密度，>1， 偶极矩：表征极性的强弱，越大，极性越强。 偶极矩：表征极性的强弱，越大，极性越强。
3
第一节 吸附的基本原理 第二节 常用吸附剂 第三节 大孔网状聚合物吸附剂
第一节 吸附法基本原理
一、吸附作用
界面上的分子同时受到不相等的两相分子的作 界面上的分子同时受到不相等的两相分子的作 用力，界面分子的力场不饱和，即存在一种固 用力，界面分子的力场不饱和，即存在一种固 体的表面力，能从外界吸附分子、原子或离子， 体的表面力，能从外界吸附分子、原子或离子， 并在吸附剂表面附近形成多分子层或单分子层。 并在吸附剂表面附近形成多分子层或单分子层。
第六章吸附法
•吸附法(adsorption method)指利用吸附作用，将样品中的生物活性物质或杂质吸附于适当的吸附剂上，利用吸附剂对活性物质和杂质间吸附能力的差异，使目的物和其它物质分离，达到浓缩和提纯目的的方法。
优点：
(1)设备简单、操作简便、价廉、安全。
(2)少用或不用有机溶剂，吸附过程中pH变化小，较少引起生物活性物质的变性失活。
缺点：
(1) 选择性差，收率不高。
(2)一些无机吸附剂性能不稳定。
第一节吸附法
一、吸附：
物质从流体相（气体或液体）浓缩到固体表面从而达到分离的过程称为吸附作用(adsorption)，在表面上能发生吸附作用的固体微粒称为吸附剂（adsorbent），而被吸附的物质称为吸附物（adsorbate）。
二、吸附类型
项目物理吸附化学吸附
作用力
吸附热
选择性
吸附速度吸附分子层范德华力
较小,接近液化热
几乎没有
较快,需要的活化能很小
单分子或多分子层
化学键力
较大,接近反应热
有选择性
慢,需要一定的活化能
单分子
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三、影响吸附的因素
（一）吸附剂
吸附容量：比表面积、种类、活化状况吸附速度：颗粒度、孔径
机械强度
（二）吸附物
能使表面张力降低的物质，易为吸附溶解度：较小易吸附
极性吸附剂易吸附极性吸附物
同系物吸附量变化有规律
氢键
吸附剂及被吸附物极性对吸附的影响•极性吸附剂易吸附极性物质，非极性吸
附剂易吸附非极性物质；
•极性吸附剂适宜从非极性溶剂中吸附极性物质；
•非极性吸附剂适宜从极性溶剂中吸附非极性物质。
（三）环境的影响
1、溶剂：单溶剂易吸附，混合溶剂易解吸
2、pH值：PI
3、温度
4、盐的浓度：可能阻止、可能促进
6生物制药工艺学习题集 吸附分离法
第六章吸附分离法（习题）
一、填空
1、吸附剂按其化学结构可分为两大类：一类是有机吸附剂，如、、
等；另一类是无机吸附剂，如、、、等。
2、常用的吸附剂有、和等。
3、大孔网状聚合物吸附剂是在树脂聚合时加入致孔剂，待网格骨架固化和链结构单元形成后，用溶剂萃取或蒸馏水洗将致孔剂去掉，形成不受外界环境条件影响的，其孔径远大于2～4nm，可达，故称“大孔”。
4、大孔网状聚合物吸附剂按骨架的极性强弱，可分为、、和
吸附剂四类。
二、选择题
1、用大网格高聚物吸附剂吸附的弱酸性物质，一般用下列哪种溶液洗脱（）
A.水
B.高盐
C.低pH
D. 高pH
2、“类似物容易吸附类似物”的原则,一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质
（）
A.极性溶剂
B.非极性溶剂
C.水
D.溶剂
3、“类似物容易吸附类似物”的原则, 一般非极性吸附剂适宜于从下列何种溶
剂中吸附非极性物质。（）
A.极性溶剂
B.非极性溶剂
C.三氯甲烷
D.溶剂
4、下列属于无机吸附剂的是：（）
A.白陶土
B.活性炭
C.淀粉
D.纤维素
5、活性炭在下列哪种溶剂中吸附能力最强？（）
A.水
B.甲醇
C.乙醇
D.三氯甲烷
6、关于大孔树脂洗脱条件的说法，错误的是：（）
A .最常用的是以高级醇、酮或其水溶液解吸。
B. 对弱酸性物质可用碱来解吸。
C. 对弱碱性物质可用酸来解吸。
D.如吸附系在高浓度盐类溶液中进行时，则常常仅用水洗就能解吸下来。
三、名词解释
1、吸附法(adsorption method)：
2、大网格高聚物吸附剂（macroreticular adsorbent）：
四、问答题
第六章 吸附分离法xiti
第六章吸附分离法（习题）
一、填空
1、吸附剂按其化学结构可分为两大类：一类是有机吸附剂，如、、
等；另一类是无机吸附剂，如、、、等。
2、常用的吸附剂有、和等。
3、大孔网状聚合物吸附剂是在树脂聚合时加入致孔剂，待网格骨架固化和链结构单元形成后，用溶剂萃取或蒸馏水洗将致孔剂去掉，形成不受外界环境条件影响的，其孔径远大于2～4nm，可达，故称“大孔”。
4、大孔网状聚合物吸附剂按骨架的极性强弱，可分为、、和
吸附剂四类。
二、选择题
1、用大网格高聚物吸附剂吸附的弱酸性物质，一般用下列哪种溶液洗脱（）
A.水
B.高盐
C.低pH
D. 高pH
2、“类似物容易吸附类似物”的原则,一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质
（）
A.极性溶剂
B.非极性溶剂
C.水
D.溶剂
3、“类似物容易吸附类似物”的原则, 一般非极性吸附剂适宜于从下列何种溶
剂中吸附非极性物质。（）
A.极性溶剂
B.非极性溶剂
C.三氯甲烷
D.溶剂
4、下列属于无机吸附剂的是：（）
A.白陶土
B.活性炭
C.淀粉
D.纤维素
5、活性炭在下列哪种溶剂中吸附能力最强？（）
A.水
B.甲醇
C.乙醇
D.三氯甲烷
6、关于大孔树脂洗脱条件的说法，错误的是：（）
A .最常用的是以高级醇、酮或其水溶液解吸。
B. 对弱酸性物质可用碱来解吸。
C. 对弱碱性物质可用酸来解吸。
D.如吸附系在高浓度盐类溶液中进行时，则常常仅用水洗就能解吸下来。
三、名词解释
1、吸附法(adsorption method)：
2、大网格高聚物吸附剂（macroreticular adsorbent）：
四、问答题
生物制药工艺学习题选择填空
第一章生物药物概述
一、填空：
1、我国药物的三大药源指的是化学药物、生物药物、中药
2、现代生物药物已形成四大类型，包括基因重组多肽和蛋白质、基因药物、天然生化药物、合成与部分合成的生物药物
二、选择题：
1、以下能用重组DNA技术生产的药物为（B）
A、维生素
B、生长素
C、肝素
D、链霉素
2、下面哪一种药物属于多糖类生物药物（C）
A、洛伐他汀
B、干扰素
C、肝素
D、细胞色素C
3、能用于防治血栓的酶类药物有（D）
A、SOD
B、胰岛素
C、L-天冬酰胺酶
D、尿激酶
4、环孢菌素是微生物产生的（A）
A、免疫抑制剂
B、酶类药物
C、酶抑制剂
D、大环内酯类抗生素
5、下列属于多肽激素类生物药物的是（D）
A、ATP
B、四氢叶酸
C、透明质酸
D、降钙素
6、蛋白质工程技术改造的速效胰岛素机理是（D）
A. 将猪胰岛素B30位改造为丙氨酸，使之和人胰岛素序列一致
B. 将A21位替换成甘氨酸，B链末端增加两个精氨酸，使之在pH4溶液中可溶
C. 将B29位赖氨酸用长链脂肪酸修饰，改变其皮下扩散和吸收速度
D. 将人胰岛素B28位与B29位氨基酸互换，使之不易形成六聚体
第二章生物制药工艺技术基础
一、填空题
1、从生物材料中提取天然大分子药物时，常采用的措施有采用缓冲系统、添加保护剂、抑制水解酶作用等。
2、生化活性物质浓缩可采用的方法有盐析浓缩、有机溶剂沉淀浓缩、超滤浓缩、真空减压浓缩或薄膜浓缩、用葡聚糖凝胶浓缩、用聚乙二醇浓缩
3、生化活性物质常用的干燥方法有减压干燥、喷雾干燥、冷冻干燥
4、冷冻干燥是在低温、低压条件下，利用水的升华性能而进行的一种干燥方法。
吸附分离法
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四、大孔网状吸附剂的实验操作
（一）大孔吸附树脂的选择 1、预处理 甲醇、乙醇、丙酮洗涤至洗出液加水不浑浊 2、静态吸附 动态吸附
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（二）吸附条件选择 1、样品浓度 2、pH值、盐浓度 3、流速（吸附时间） （三）洗涤 （四）洗脱 1、流动相选择 2、流速
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五、大孔网状聚合物吸附剂 应用
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可分为非极性、中等极性、极性和强极性吸附剂 四类。
美国罗姆-哈斯公司：Amberlite系列； 日本三菱化成公司：Diaion系列。
一、大孔网状聚合物吸附剂的类型 和结构
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Amberlite大网格吸附剂的物理性质
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Diaion大网格吸附剂的物理性质
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比表面积：单位质量的树脂的表面积。 空隙度：系指吸附剂中空隙所占的体积百分率。 孔容度：指每1g吸附剂所含的空隙体积。 骨架密度：系指吸附剂骨架的密度，即每1ml骨架(不包括空 隙)的重量(g) 。 湿真密度：指空隙充满水时的密度，在实际使用时湿真密度 不能小于1，否则树脂上浮。 偶极矩：表征极性的强弱，越大，极性越强。
活化者却易吸附碱而不吸附酸。
2019年3月24日10时46分
洗脱液————→粗制品——————→溶解液————→结晶 (放线酮 90%)
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二、人造沸石(zeolite )
吸附分离原理
吸附分离原理
吸附分离原理是指通过吸附剂与待处理物质之间的吸附作用，将混
合物中的不同组分分离开来的一种分离技术。它在实际应用中具有广
泛的用途，可以用于废水处理、气体净化、分离纯化等多个领域。本
文将从理论原理、应用案例以及技术发展等方面进行探讨。
一、理论原理
吸附分离原理的核心在于吸附剂对待处理物质的选择性吸附作用。
吸附剂通常是多孔性材料，具有较大的比表面积和一定的化学活性。
当混合物中的组分通过吸附剂时，各组分根据其与吸附剂的相互作用
力不同而被吸附在材料表面上。这些组分在吸附剂上停留的时间也不同，从而实现了分离作用。
吸附分离的选择性取决于吸附剂和待处理物质之间的相互作用力。
常见的吸附作用力包括物理吸附和化学吸附。物理吸附是由于吸附剂
和待处理物质之间的范德华力而产生的，通常在低温和高压下易发生。而化学吸附则是由于吸附剂和待处理物质之间的化学键形成而产生的，具有较高的选择性和较强的化学稳定性。
二、应用案例
1. 废水处理
吸附分离技术被广泛应用于废水处理中，用于去除废水中的有机物
和重金属离子等污染物。例如，活性炭常被用作吸附剂，通过物理吸
附将有机物质吸附在活性炭表面，达到净化水体的目的。此外，离子
交换树脂也常用于去除废水中的重金属离子，通过化学吸附将离子交
换树脂上的离子与废水中的金属离子进行置换，实现分离和回收。
2. 气体净化
吸附分离技术也广泛应用于气体净化领域，用于去除有毒气体、恶
臭气体和挥发性有机物等。例如，活性炭可以吸附有机气体分子，净
化空气中的污染物。此外，分子筛和硅胶等材料也常用于去除水分和
第六章-吸附分离PPT课件
要求吸附剂有一定粒径和/或密度分布，可形 成稳定膨胀床。多糖包埋石英晶体、玻璃微球， 磁性粒子等。
43
• 对介质的要求：
1. 有一定密度，能够呈稳定的流化状态； 2. 介质与料液中固形颗粒间有明显差异； 3. 有良好孔道结构，不易被污染； 4. 应具有活性基团，可以进行修饰提高目标产物
30
• 6.4 固定床吸附
吸附分离操作大多数时候采用固定床（fixed bed， packed bed）吸附设备——吸附柱或吸附塔。
吸
分析仪
附
塔
料液
液泵
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• 穿透曲线（breakthrough curve）
吸附过程中吸附柱出口溶质浓度的变化曲线 称为穿透曲线。
一般将出口浓度达到入口浓度5～10％的时间 称为穿透时间。
20
• 离子交Baidu Nhomakorabea容量：单位质量或单位体积的离 子交换剂所能吸附的一价离子的量（毫摩 尔数），是表征离子交换能力的主要参数。
21
• 吸附剂的制备
苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的聚合物最为常用，对其 侧链进行改造也可成为离子交换介质。
聚合过程中加入一种惰性成分，不参与反应，但能与 单体互溶，当用悬浮聚合合成时，它还必需不溶于水或微 溶于水。这种惰性组分可以是线性高分子聚合物，也可以 是能溶胀或不能溶胀聚合物的溶剂，其中以不能溶胀聚合 物的溶剂效果最好，用的也较普遍，称为致孔剂。在聚合 过程中，在聚合的液滴内，逐渐形成无数的凝胶微粒，四 周为惰性组分所包围。聚合结束后，利用溶剂萃取或水蒸 气蒸馏的方式将溶剂去除，因而留下了孔隙，形成大网格 结构。一般大网格吸附剂的颗粒直径为0.5mm～数mm左右。
08第六章-吸附分离法
常用吸附剂
按其化学结构可分为两大类 无机吸附剂：白陶土、氧化铝、硅胶、硅藻土、磷酸钙 有机吸附剂：活性炭、淀粉、纤维素、大孔吸附树脂等
一、活性炭(activated carbon )
一种被广泛应用的优良的吸附剂。 是吸附能力很强的非极性吸附剂 对色素、细菌和热原等杂质有很强的吸附能力。 一般用木屑、兽骨、兽血或煤屑等为原料高温
子的电场作用会诱导非极性分子极化，产生诱导偶极矩。
C 色散力： 非极性分子之间的引力（瞬间偶极）。
D 氢键力： 介于库仑引力与范德华引力之间的特殊分
子间定向作用力。
氢键是一种静电作用，有键长、 键能，饱和性、方向性
分子引力/范德华力的总能量
U范德华 = U定向 + U诱导 + U色散
五、吸附平衡理论
吸附物-吸附剂形成氢键，易于吸附
22
吸附剂及被吸附物极性对吸附的影响
极性吸附剂易吸附极性物质，非极性吸附剂易 吸附非极性物质；
极性吸附剂适宜从非极性溶剂中吸附极性物质； 非极性吸附剂适宜从极性溶剂中吸附非极性物
质。
23
3、吸附环境条件的影响
✓ 溶剂：单溶剂易吸附，混合溶剂易解吸；
✓ pH值：解离度，两性物质，等电点附近； ✓ 温度：经验
q* =
q∞ bC ————
其中b=
K1 —
1 + bC
制药分离工程 第六章 吸附分离技术(69张)
——吸附剂颗粒尺寸分布尽量均匀最好
第六章 吸附分离技术
第二节 吸附剂及其特性
二、吸附剂主要性能参数
2.比表面积 ——每克吸附剂颗粒的总表面积，cm2/g；越大越好！ ——颗粒越细，并且又致孔，则比表面积越大！ ——使用专门的比表面积测定仪测定(BET吸附等温方程法)
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以下哪些性能指标可用来表征吸附剂的物理性能？
A 颗粒大小 B 致孔率 C 孔大小 D 比表面积
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第六章 吸附分离技术
第二节 吸附剂及其特性
三、常用吸附剂
1. 常用吸附剂
活性炭类
硅胶类
氧化铝类
沸石类
高分子聚合物类
第六章 吸附分离技术
第二节 吸附剂及其特性
以下哪些物质可以用做吸附剂使用？
A 活性炭 B 硅胶 C 硅藻土 D 沸石
E 氧化铝 F 玻璃微珠 G 蒙脱土 H 聚苯乙烯
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第六章 吸附分离技术
第三节 吸附过程的基本原理
一、吸附平衡
1.吸附平衡的含义 在一定温度、压力、浓度下，经过一段时间后，吸附质在吸 附剂表面和本相中重新分配达到宏观上的平衡
——利用吸附方程，已知吸附质的浓度或者分压，测算被吸附 量的大小
第六章 吸附分离技术
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七、硅胶(Silica gel)
SiO2· nH2O 硅胶表面的硅羟基能吸附多量的水，称自 由水，活性随自由水含量增加而下降。
能吸附非极性化合物和极性化合物
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CoQ10制备
•
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洗脱剂的选择
• 极性溶质：极性大的溶剂洗脱能力就大； • 非极性溶质：极性小的溶剂洗脱能力就 大。
• 常用洗脱剂排序（极性增大）： 石油醚<甲苯< 乙醚<氯仿< 乙酸乙酯< 丙酮< 乙 醇<甲醇 <水 <乙酸
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二、人造沸石(zeolite )
无机阳离子交换剂 Na2 Al2O4·xSiO2·yH2O Na2Al2O4=2Na++Al2O42-
Na 2 Z 2M M2 Z 2Na
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•
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三、磷酸钙凝胶
磷酸钙 磷酸氢钙 羟基磷灰石
主要是其中的钙与蛋白质的负电基团结合
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胰岛素纯化
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氧化铝或硅胶为吸附剂
• 洗脱剂从极性低的开始逐渐增加极性。
• 次序：石油醚、甲苯、氯仿、乙酸乙酯、 丙酮、乙醇、甲醇、水 、乙酸。
[层 析] 的浓缩液 Al2O3 吸附,20℃以下 (4000u/ml) [洗 脱] 丙酮,水(80%) [冷冻结晶] 丙酮 5~6 倍
维生素 B12 ——————→ 吸附柱层析 ————→ 洗脱液 —————→维生素 B12 结晶
[层 析] 的浓缩液 Al2O3 吸附,20℃以下 (4000u/ml) [洗 脱] 丙酮,水(80%) [冷冻结晶] 丙酮 5~6 倍 维生素 B12 ——————→ 吸附柱层析 ————→ 洗脱液 —————→维生素 B12 结晶
影响因素： • (1) Al2O3的颗粒度要均匀，流速控制要很慢； • (2) 温度宜在 20℃以下层析，洗脱在室温中进行； • (3) 利用B12在丙酮中不溶的特性，在冰冻条件 下结晶3天，结晶析出。
洗脱液————→粗制品——————→溶解液————→结晶 (放线酮 90%)
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第三节 大孔网状聚合物吸附剂
大网格吸附剂(macroreticular adsorbent ) （大孔网状树脂，macroreticular resin ） 在树脂聚合时加入惰性的致孔剂，待网格 骨架固化和链结构单元形成后，用溶剂萃取或 蒸馏水洗将致孔剂去掉，形成不受外界环境条 件影响的孔隙，其孔径远大于2～4nm，可达 100nm，故称“大孔”。 吸附能力不同 分子量大小
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特点
1、选择性好、解吸容易、理化性质稳定、 机械强度好、可反复使用等优点。 2、其孔隙大小、骨架结构和极性，可按 照需要，根据不同的原料和合成条件而 改变，因此可适用于吸附各种有机化合 物。 3、适合弱电解质及非离子型化合物分离。
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辅酶A制备
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活性炭提取放线酮
[提取制霉菌素] 菌丝——————→ 制霉菌素 [板框过滤] ↗ [吸附] 活性炭 [减压浓缩] [溶解] 用醋酸丁酯溶解 [解吸] 用氯仿洗脱 2 次 [脱色] 活性炭 发酵液—————→ 滤液————→炭饼————————→
洗脱液————→粗制品——————→溶解液————→结晶 (放线酮 90%)
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（三）环境的影响 1、溶剂：单溶剂易吸附，混合溶剂易解吸 2、pH值：PI 3、温度 4、盐的浓度：可能阻止、可能促进
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（四）吸附物浓度和吸附剂用量
对蛋白质或酶进行分离时要求浓度 1%以下。 吸附剂用量。
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第二节 几种常用的吸附剂
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无机：白陶土、氧化铝、硅胶、硅藻土 有机：活性炭、纤维素、大孔吸附树脂等 一、活性炭(activated carbon ) 粉末状，颗粒状，锦纶活性炭 是吸附能力很强的非极性吸附剂 溶剂中吸附力： 水>乙醇>甲醇>酯>丙酮>氯仿 去色素、热原，用量0.02~1% 加热活化 pH影响
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活性炭为吸附剂
• 洗脱剂从极性高的开始逐渐降低极性。
• 次序：水、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、氯 仿。
[提取制霉菌素] 菌丝——————→ 制霉菌素 [板框过滤] ↗ [吸附] 活性炭 [减压浓缩] [溶解] 用醋酸丁酯溶解 [解吸] 用氯仿洗脱 2 次 [脱色] 活性炭 发酵液—————→ 滤液————→炭饼————————→
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三、影响吸附的因素
（一）吸附剂 吸附容量：比表面积、种类、活化状况 吸附速度：颗粒度、孔径 机械强度
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（二）吸附物 能使表面张力降低的物质，易为吸附 溶解度：较小易吸附 极性吸附剂易吸附极性吸附物 同系物吸附量变化有规律 氢键
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吸附剂及被吸附物极性对吸附的影响
• 极性吸附剂易吸附极性物质，非极 性吸附剂易吸附非极性物质； • 极性吸附剂适宜从非极性溶剂中吸 附极性物质； • 非极性吸附剂适宜从极性溶剂中吸 附非极性物质。
第六章 吸附分离法
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• 吸附法(adsorption method)指利用吸附 作用，将样品中的生物活性物质或杂质吸 附于适当的吸附剂上，利用吸附剂对活性 物质和杂质间吸附能力的差异，使目的物 和其它物质分离，达到浓缩和提纯目的的 方法。
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优点： (1)设备简单、操作简便、价廉、安全。 (2) 少用或不用有机溶剂，吸附过程中 pH 变化小， 较少引起生物活性物质的变性失活。 缺点： (1) 选择性差，收率不高。 (2)一些无机吸附剂性能不稳定。
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第一节 吸附法基本概念
一、吸附： 物质从流体相（气体或液体）浓缩到固体 表面从而达到分离的过程称为吸附作用 (adsorption)，在表面上能发生吸附作用 的固体微粒称为吸附剂（adsorbent），而 被吸附的物质称为吸附物（adsorbate）。
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二、吸附类型
项目 作用力 吸附热 选择性 吸附速度 吸附分子层 物理吸附 范德华力 较小,接近液化热 几乎没有 较快,需要的活化能很小 单分子或多分子层 化学吸附 化学键力 较大,接近反应热 有选择性 慢,需要一定的活化能 单分子
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四、白Βιβλιοθήκη Baidu土(Kaolin )
可作为助滤剂与去除热原的吸附剂
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五、氢氧化铝凝胶
将氨水或碱液 加入铝盐形 成的无定形 凝胶； 吸附能力和陈 化程度有关。
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六、氧化铝(Aluminum oxide)
适用于亲脂成分的分离 1、碱性氧化铝： 2、中性氧化铝： 3、酸性氧化铝：
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氧化铝吸附层析纯化维生素B12