第17章吸附与离子交换

，具体操作是将硫酸铵沉淀的蛋白质悬浮液，添
加到一个用硫酸铵预平衡的吸附柱中，然后用递 减的盐浓度展开，达到分离的目的。
17.8.3 亲和吸附
关于亲和吸附在吸附等温线一节已有所介绍，在此再
作些补充。
亲和吸附系借助于溶质（生物大分子）和吸附剂之间 特定的生物结合力而实现的吸附过程。 亲和吸附剂由载体和配基两部分组成，载体并不与溶 质反应，仅通过共价键或离子键偶合配基（见表17.9）
。 当介质颗粒直径较小时（雷诺数Re小于20），起始流态化速度为 ：
而自由沉降速率Ut，在离心分离一章中已有介绍，由stokes
公式给出：
17.5.4 膨胀床吸附技术的应用
详见教材
17.6 移动床和模拟移动床吸附
移动床吸附具有吸附速度快、产品质量均匀、 连续化生产、便自动控制等优点。
模拟移动床是一种既克服了移动床吸附技术上
17.9 免疫吸附
17.10 固定金属亲和吸附
固定金属亲和吸附，它包含了金属离子经 螯合被固定在吸附剂基质上并与蛋白质上 氨基酸中电子供体形成金属配合物。 固定金属亲和吸附的操作过程包括向柱中添加带有金 属的螯合吸附剂，使一个很浓的（5omol/m3）金属
盐的小脉冲流过柱子，然后用水洗涤。
17.11 羟基磷灰石和磷酸钙凝胶吸附
17.7.2 离子交换材料
（１）离子交换剂类型 ①第一类是包含合成树脂骨架的多孔弹性颗粒 ②第二类离子交换剂是多糖类骨架的离子交换树脂
（２）离子交换剂的预处理
（３）离子交换剂的选择性
17.7.2 离子交换材料
17.7.2 离子交换材料
17.7.3 离子交换吸附技术的应用
（１）反离子的交换
（２）物质的浓缩 （３）相似物质的分离 （４）离子排出 （５）在离子交换树脂上进行的分配色谱
17.8 其他类型的吸附
1
疏水作用吸附
盐析吸附
2 3
亲和吸附
染料配位体吸附
4
17.8.1 疏水作用吸附
利用溶质（蛋白质）和吸附剂表面之间弱的疏水性 相互作用而被吸附的过程称为疏水作用吸附。 （１）疏水作用吸附剂 （２）疏水作用吸附应用
17.8.2 盐析吸附
这类吸附是由疏水吸附和盐析沉淀组合而成的
17 吸附与离子交换
1 概述
2 吸附过程的理论基础
3 分批式与连续式吸附
4 固定床吸附 5 膨胀床（EBA）吸附 6 移动床和模拟移动床吸附
17 吸附与离子交换
6 移动床和模拟移动床吸附
7 离子交换吸附
8 其他类型的吸附
9 免疫吸附 10 固定金属亲和吸附 11 羟基磷灰石和磷酸钙凝胶吸附
17.1 概述
（１）分批式吸附的特点 （２）分批吸附过程的计算
分批吸附有两个基本限制条件
：1.吸附平衡和吸附的质量平 衡。 2.吸附与离子交换附平 衡制约条件是等温线。
17.3.2 连续搅拌罐中的吸附
。
17.4 固定床吸附
1.固定床吸附法是分离溶质最普
遍、最重要的形式。 2.固定床操作特征用近似方法按比例放大，具体有： ①穿透曲线的数学模型法； ②两参数模型法；
17.8.3 亲和吸附
17.8.3 亲和吸附
17.8.4 染料配位体吸附
当亲和吸附剂中的配基是活性染料时，由于其中有
一些染料能对蛋白质有识别作用产生专一性、可逆的合
。 描述一个染料配位体吸附剂有三个要素： ①基质的特性； ②染料的结构；
③染料的取代程度。
17.8.4 染料配位体吸附
17.9 免疫吸附
抗体（多克隆或单克隆）不仅对确切的氨基酸序列
和维结构非常专一，而且对它们的抗原有非常高的结合 系数Kd，即它们的结合亲和力极强，因此，用适当的方 法将抗原或抗体偶联到固相载体上（如琼脂糖-4B），便 可用来有效地分离和纯化各自互补的免疫物质。这种利
用抗原抗体的亲和反应来进行分离纯化的方法称为免
疫吸附。
2.物质从流体相（气体或
液体）浓缩到固体表面从
而实 现分离的过程称为 吸附作用。
17.2.2吸附的类型
吸附作用根据其相互作用力的不同来分类。 （１）物理吸附
（２）化学吸附
（３）交换吸附
17.2.2吸附的类型
17.2.3 物理吸附力的本质
物理吸附作用的最根本因素是吸附质和吸附剂之间的作用力
（１）定向力 （２）诱导力 （３）色散力
③线性吸附模型法，
④微分接触模型法。
17.4 固定床吸附
1.固定床吸附法是分离溶质最普
遍、最重要的形式。 2.固定床操作特征用近似方法按比例放大，具体有： ①穿透曲线的数学模型法； ②两参数模型法；
③线性吸附模型法，
④微分接触模型法。 被吸附溶质的吸附速率可以表示为：
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17.4 固定床吸附
17.5 膨胀床（EBA）吸附
水合磷酸钙凝胶，适合于分批吸附，由于其单位 质量的比表面积大，所以有高的吸附容量。
吸附与离子交换的内容是很丰富的，过程的机理是
多种多样的，而操作方法仅为间歇法和连续法两种 ，其中连续法以柱式为主。
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的困难，又保持移动床操作的优点。
17.6 移动床和模拟移动床吸附
17.7 离子交换吸附
1 2 3
离子交换理论 离子交换材料
离子交换吸附技术的应用
17.7.1 离子交换理论
离子交换树脂是能在水溶液中交换离子的固体，其分子
可以分成两部分： 1.一部分是不能移动的多价高分子基团，构成树脂的骨架 ，不溶于酸、碱和有机溶剂，化学稳定性良好； 2.另一部分是可移动的离子，称为活性离子。
1
概述 膨胀床吸附过程的设备与操作
2
3 4
膨胀床吸附过程的数学分析
膨胀床吸附技术的应用
17.5.1 概述
膨胀床吸附是近年来首先由H.A.chase等人在研究流
化床吸附的基础上发展起来的，能在床层膨松状态下实现
平推流的扩张床吸附技术。
17.5.1 概述
17.5.2 膨胀床吸附过程的设备与操作
（１）膨胀床的设备及结构
通常，一种物质从一相移动到另外一相的现象称为吸
附。如果吸附仅仅处在表面上，就称为表面吸附；如果
被吸附的物质遍及整个相中，则称为吸收。
吸附法有4点特点，详见教材。
17.2 吸附过程的理论基础
1 2
基本概念 吸附的类型
3 4
物理吸附力的本质
吸附等温线
17.2.1 基本概念
1.固体可分为多孔和非多孔性两类。 固体表面分子（或原子）处于特殊的状态。由图17.1可见。
（２）吸附介质 （３）膨胀床吸附的操作步骤 ①床层的稳定膨胀和介质的平衡 ②进料吸附 ③洗涤 ④洗脱
⑤再生和清洗
17.5.2 膨胀床吸附过程的设备与操作
17.5.3 膨胀床吸附过程的数学分析
膨胀床是一种广义流化床，属散式流态化，其弗劳德数
应小于１，其中Umf为起始流态化速度，d为粒径，g为重力加速度
（４）氢键
（５）推斥力
17.2.4 吸附等温线
17.2.4 吸附等温线
（１）弗罗因德利希等温线
（２）兰格缪尔等温线 （３）离子交换等温线 （４）亲和吸附等温线
17.2.4 吸附等温线
17.2.4 吸附等温线
17.3 分批式与连续式吸附
分批（间歇）式吸附
连续搅拌罐中的吸附
1
2
17.3.1 分批（间歇）式吸附