离子交换色谱ppt展示
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离子交换柱色谱ppt课件
（二）分离方式 1、利用样品组分选择性系数不同来分离 2、利用各组分离解度的差别来分离 3、形成配离子后进行离Байду номын сангаас交换分离
11
三、操作方法 ·一般在柱中进行，避免产生逆交换
（一）树脂的处理和再生 ·处理：·除杂
·阳离子交换树脂转变为氢型： 浸蒸馏水水溶胀—5%-10%盐酸处理—蒸馏水洗至中性
·阴离子交换树脂转变为氯型或羟基型： 浸蒸馏水水溶胀—10%NaOH或10%NaCl处理—蒸馏水洗至中 性
·特点：热稳定性高、不溶于水和许多有机溶剂、化学性质稳 定
5
2）阴离子交换树脂——以阴离子作为交换离子
·基团：通常含—NH2、—NHR、—NR2或—N⁺R3X⁻等活性基 团
①强碱性阴离子交换树脂：含季铵
·特点：·在酸、碱和有机溶剂中较稳定 ·可在酸性、碱性和中性溶液中进行阴离子交换 ·交换容量不随溶液PH值而变
9
二、影响选择系数的因素及分离方式
库仑力
（一）主观因素
电荷、离子裸半径
离子水合程度
·Ks与电荷成正比，与水合离子半径成反比，与离子裸半径成
正比
·主、客观因素及规律：书P260 ①常温、稀溶液：阳离子电荷越高，亲和力越大（优先考虑电 荷）
②常温、稀溶液：等价阳离子半径越大，亲和力越大
③阴离子亲和力顺序
·低交联度树脂：·渗透性好 ·易变形、耐压差
2）交换容量 ·每克干树脂中真正参加交换反应的基团数，单位：mmol/g 或mmol/ml ·表示离子交换树脂进行离子交换能力的大小
7
3）溶胶 ·树脂存在大量极性基团，具有强吸湿性，当树脂侵入水中， 大量水进入树脂内部，引起树脂膨胀的现象
·交联度高，溶胀小 ·交联度低，溶胀大
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三、操作方法 ·一般在柱中进行，避免产生逆交换
（一）树脂的处理和再生 ·处理：·除杂
·阳离子交换树脂转变为氢型： 浸蒸馏水水溶胀—5%-10%盐酸处理—蒸馏水洗至中性
·阴离子交换树脂转变为氯型或羟基型： 浸蒸馏水水溶胀—10%NaOH或10%NaCl处理—蒸馏水洗至中 性
·特点：热稳定性高、不溶于水和许多有机溶剂、化学性质稳 定
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2）阴离子交换树脂——以阴离子作为交换离子
·基团：通常含—NH2、—NHR、—NR2或—N⁺R3X⁻等活性基 团
①强碱性阴离子交换树脂：含季铵
·特点：·在酸、碱和有机溶剂中较稳定 ·可在酸性、碱性和中性溶液中进行阴离子交换 ·交换容量不随溶液PH值而变
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二、影响选择系数的因素及分离方式
库仑力
（一）主观因素
电荷、离子裸半径
离子水合程度
·Ks与电荷成正比，与水合离子半径成反比，与离子裸半径成
正比
·主、客观因素及规律：书P260 ①常温、稀溶液：阳离子电荷越高，亲和力越大（优先考虑电 荷）
②常温、稀溶液：等价阳离子半径越大，亲和力越大
③阴离子亲和力顺序
·低交联度树脂：·渗透性好 ·易变形、耐压差
2）交换容量 ·每克干树脂中真正参加交换反应的基团数，单位：mmol/g 或mmol/ml ·表示离子交换树脂进行离子交换能力的大小
7
3）溶胶 ·树脂存在大量极性基团，具有强吸湿性，当树脂侵入水中， 大量水进入树脂内部，引起树脂膨胀的现象
·交联度高，溶胀小 ·交联度低，溶胀大
离子交换PPT课件
交换容量 表征活性基团的性能参数
每克干树脂所能交换的物质的量（mmol)。 决定于网状结构中活性基团的数目。 交换容量由实验测得
27
影响离子交换选择性的因素
水合离子半径：半径越小，亲和力越大； 离子化合价：高价离子易于被吸附； 溶液pH：影响交换基团和交换离子的解离程度，但不
影响交换容量； 离子强度：越低越好； 有机溶剂：不利于吸附； 交联度、膨胀度、分子筛：交联度大，膨胀度小，筛
（可交换离子）
3
树脂的网络骨架
4
5
离子交换的分类
按活性基团分类，可分为阳离子交换树 脂(cation exchange)（含酸性基团）和 阴离子交换树脂(anion exchange)（含 碱性基团）。
具体又可以分为：强阳、弱阳 强阴、弱阴
6
7
常用的离子交换树脂
强酸性阳离子交换树脂：活性基团是-SO3H （磺酸基）和-CH2SO3H（次甲基磺酸基）；
17
DEAE anion exchanger
18
离子交换纤维素具有开放性的支持骨架，大分 子能自由地进入和迅速地扩散，故对大分子的 吸附容量较大。
离子交换纤维素上交换基团引起大分子的变性，同时 它有较理想的回收率。
离子交换纤维素 树脂骨架为纤维素，根据活性基团的性质可分为阳 离子交换纤维素和阴离子交换纤维素两类
特点：骨架松散、亲水性强、表面积大、交换容量大、 吸附力弱、交换和洗脱条件温和、分辨率高
常用的离子交换纤维素有： 甲基磺酸纤维素、羧甲基纤维素、二乙基氨基乙基 纤维素
16
CMC Cation Exchanger
*多糖基离子交换树脂：固相载体为多糖类
物质，亲水性强、交换空间大、对生物大分子 物质变性作用小。
每克干树脂所能交换的物质的量（mmol)。 决定于网状结构中活性基团的数目。 交换容量由实验测得
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影响离子交换选择性的因素
水合离子半径：半径越小，亲和力越大； 离子化合价：高价离子易于被吸附； 溶液pH：影响交换基团和交换离子的解离程度，但不
影响交换容量； 离子强度：越低越好； 有机溶剂：不利于吸附； 交联度、膨胀度、分子筛：交联度大，膨胀度小，筛
（可交换离子）
3
树脂的网络骨架
4
5
离子交换的分类
按活性基团分类，可分为阳离子交换树 脂(cation exchange)（含酸性基团）和 阴离子交换树脂(anion exchange)（含 碱性基团）。
具体又可以分为：强阳、弱阳 强阴、弱阴
6
7
常用的离子交换树脂
强酸性阳离子交换树脂：活性基团是-SO3H （磺酸基）和-CH2SO3H（次甲基磺酸基）；
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DEAE anion exchanger
18
离子交换纤维素具有开放性的支持骨架，大分 子能自由地进入和迅速地扩散，故对大分子的 吸附容量较大。
离子交换纤维素上交换基团引起大分子的变性，同时 它有较理想的回收率。
离子交换纤维素 树脂骨架为纤维素，根据活性基团的性质可分为阳 离子交换纤维素和阴离子交换纤维素两类
特点：骨架松散、亲水性强、表面积大、交换容量大、 吸附力弱、交换和洗脱条件温和、分辨率高
常用的离子交换纤维素有： 甲基磺酸纤维素、羧甲基纤维素、二乙基氨基乙基 纤维素
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CMC Cation Exchanger
*多糖基离子交换树脂：固相载体为多糖类
物质，亲水性强、交换空间大、对生物大分子 物质变性作用小。
第二章 离子交换色谱
分离柱长度
分离柱的长度影响理论塔板数（即柱效）。若两支 分离柱串联，得到分离效率的增加将导致相似保留特 性的离子之间较好的分离，同时保留时间也增加。
分离柱的长度也影响柱子的交换容量。当样品中被 测离子的浓度远小于其他离子的浓度时，推荐用长分 离柱以增加柱容量。
（2）固定相
固定相—分离的核心
• • • • 不同分离模式所采用的固定相不同； 最常用固定相是离子交换剂（树酯）； 载体（基质）与功能基团； 固定离子与可交换离子。
固定相组成
阴离子交换剂类型
强碱型：季胺基（-N+(CH3)3OH-）
弱碱型：伯、仲、叔胺基
（3）淋洗液
抑制型电导检测阴离子交换色谱常用淋洗液
淋洗剂 Na2B4O7 NaOH 抑制产物 H3BO3 H2O 淋洗强度 很弱 弱
NaHCO3
NaHCO3 + Na2CO3 H2NCH(R)COOH + NaOH
Column: Eluent: Eluent Source: Temperature: Flow Rate: Inj. Volume: Detection: IonPac CG16, CS16 (5 mm) 26 mM Methanesulfonic acid EG40 30 °C 1.5 mL/min 10 µL Suppressed Conductivity CSRS®-ULTRA AutoSuppression® recycle mode 1. 2. 3. 4. 5. 6. Lithium <0.2 mg/L (ppm) Sodium 200 Ammonium 0.03 Potassium 0.5 Magnesium 8.0 Calcium 20
第二章 离子交换色谱
离子交换色谱课件
离子交换色谱的实验操作
实验前的准备
01
02
03
04
仪器准备
确保离子交换色谱仪处于良好 工作状态，检查泵、检测器、
色谱柱等部件是否正常。
试剂准备
根据实验需求，准备所需的离 子交换剂、缓冲液、洗脱液等
。
样品处理
对样品进行预处理，如离心、 过滤等，确保样品清澈无杂质
。
实验环境
确保实验室干净整洁，避免灰 尘、震动等因素影响实验结果
串联色谱分离
将多个色谱柱串联起来， 可以实现多级分离，提高 目标离子的纯度和分离效 果。
反相色谱的应用
在离子交换色谱中引入反 相色谱技术，可以拓展其 应用范围，提高分离效果 和分析灵敏度。
实验仪器的升级与改进
高性能色谱柱
在线检测器
采用高性能的色谱柱，可以提高分离 效果和分析灵敏度，同时延长色谱柱 的使用寿命。
离子交换色谱的原理
离子交换色谱基于带电分子与离 子交换剂之间的静电相互作用。
带电分子在流动相中经过离子交 换柱时，与离子交换剂上的可交 换离子进行交换，从而实现分离
。
分离效果取决于带电分子与离子 交换剂之间的电荷性质和数量。
离子交换色谱的应用
离子交换色谱广泛应用于生物分子分离和纯化，如蛋白质、核酸、多肽等的分离和 纯化。
技术进步与拓展
随着技术的不断进步，离子交换色谱在多个领域得到广泛应用，如 蛋白质组学、生物医药、环境监测等。
当前研究与应用
目前，离子交换色谱已经成为一种重要的分离和分析手段，尤其在 生命科学领域பைடு நூலகம்具有不可替代的作用。
离子交换色谱的研究现状与进展
新型离子交换剂的开发
01
研究者们不断开发新型的离子交换剂，以提高分离效果和拓宽
实验前的准备
01
02
03
04
仪器准备
确保离子交换色谱仪处于良好 工作状态，检查泵、检测器、
色谱柱等部件是否正常。
试剂准备
根据实验需求，准备所需的离 子交换剂、缓冲液、洗脱液等
。
样品处理
对样品进行预处理，如离心、 过滤等，确保样品清澈无杂质
。
实验环境
确保实验室干净整洁，避免灰 尘、震动等因素影响实验结果
串联色谱分离
将多个色谱柱串联起来， 可以实现多级分离，提高 目标离子的纯度和分离效 果。
反相色谱的应用
在离子交换色谱中引入反 相色谱技术，可以拓展其 应用范围，提高分离效果 和分析灵敏度。
实验仪器的升级与改进
高性能色谱柱
在线检测器
采用高性能的色谱柱，可以提高分离 效果和分析灵敏度，同时延长色谱柱 的使用寿命。
离子交换色谱的原理
离子交换色谱基于带电分子与离 子交换剂之间的静电相互作用。
带电分子在流动相中经过离子交 换柱时，与离子交换剂上的可交 换离子进行交换，从而实现分离
。
分离效果取决于带电分子与离子 交换剂之间的电荷性质和数量。
离子交换色谱的应用
离子交换色谱广泛应用于生物分子分离和纯化，如蛋白质、核酸、多肽等的分离和 纯化。
技术进步与拓展
随着技术的不断进步，离子交换色谱在多个领域得到广泛应用，如 蛋白质组学、生物医药、环境监测等。
当前研究与应用
目前，离子交换色谱已经成为一种重要的分离和分析手段，尤其在 生命科学领域பைடு நூலகம்具有不可替代的作用。
离子交换色谱的研究现状与进展
新型离子交换剂的开发
01
研究者们不断开发新型的离子交换剂，以提高分离效果和拓宽
离子色谱的色谱柱技术ppt课件
阳离子交换树脂 (接枝型)
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－ ＣＯＯ－ ＣＯＯ－
ＨＰＯ３－
ＣＯＯ－
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
ＨＰＯ３－ ＣＯＯ－ ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
分离阴离子
Column ： IonPac AG12A / AS12A
Eluent ： 2.7mM Na2CO3
2 4 6 8 10 12 14 Retention time (min)
离子排斥法分离机理
ＳＯ３－ Ｈ＋ ＳＯ３－ Ｈ＋
Ｈ２Ｏ Ｈ２Ｏ
ＣＯＯ－ Ｈ＋
固定相
ＳＯ３－ Ｈ＋
Ｈ２Ｏ Ｈ＋ Ｃｌ－
流动相
２Ｈ＋（ＣＯＯ－）２
ＣＯＯ－ Ｈ＋
Ｈ２Ｏ
（ＣＯＯＨ）２
ＳＯ３－ Ｈ２Ｏ ＳＯ３－ Ｈ＋ Ｈ２Ｏ
Ｈ＋ ＣＨ３ＣＯＯ－
交换容量 (meq; 4 x 250色谱柱) 65 120 225
16072
各类阴离子柱固定相的性质
色谱柱
乳胶或 交换容量 接枝 (每4 mm色谱柱)
功能基
IonPac® AS4A-SC L 20 meq
季铵烷醇
IonPac AS9-SC L 30-35 meq
季铵烷
IonPac AS9-HC L 190 meq
5 µS
0 0
离子排斥法分离有机酸
3 2
4 1
Column ： IonPac ICE AS1 Eluent ： 0.4 mM Octonesulfonic acid Flow rate ： 1.0 mL/min Suppressor ： AMMS-ICEⅡ Regenerator liquid ：
离子色谱培训ppt课件
分 离 原 理 示 图
精品课件
一.离子色谱法概述
1.4.广泛应用
对于阴离子除可检测常规的F-、Cl-、NO2-、PO43-、Br-、NO3-、SO42外；还可检测ClO2-、ClO3-、BrO3-、TeO42-、SeO32-、SeO42-、AsO42-、 CO32-、HCO3-、C2O42-、Ac-等。
要求
2.2.2.高压泵系统 主要用于为整个分析系统提供动力
➢使用非金属材质 ➢无离子溶出 ➢具有一定的耐压性能 ➢可方便安装空气过滤装置及外接惰气
要求
➢脉动小，多用双柱塞往复泵 ➢耐酸碱腐蚀，通常使用PEEK材料 ➢耐高压，30Mpa内可正常运行 ➢流量精确，重复性在0.5%以内 ➢流速在0.01-5.00mL/min内可调
狭义而言, 离子色谱法是以低交换容量的离子交换树脂为 固定相，对离子性物质进行分离, 用电导检测器连续检测流出 物质电导变化的一种色谱方法。
根据分离机理
高效离子交换色谱(HPIC) 离子对色谱(MPIC)
离子排斥色谱(HPIEC)
根据是否有抑制器
精品课件
抑制型离子色谱 非抑制型离子色谱
一.离子色谱法概述
CIC-200型离子色谱仪具有两种检测模式： 抑制电导检测阴离子分析模式 直接电导检测阳离子分析模式 应用不同类型色谱柱可分析多种阴阳离子。
精品课件
二.离子色谱仪结构及流程
2.1.结构流程图
离子色谱结构流程图如图所示：
离子色谱结构流程图
精品课件
二.离子色谱仪结构及流程
2.2.液相输送系统
2.2.1.淋洗液贮瓶 主要用于盛装存放淋洗液
对于多数样品不用预分离一次进样即可同时分离、检测，分析速度 快，灵敏度高。
精品课件
一.离子色谱法概述
1.4.广泛应用
对于阴离子除可检测常规的F-、Cl-、NO2-、PO43-、Br-、NO3-、SO42外；还可检测ClO2-、ClO3-、BrO3-、TeO42-、SeO32-、SeO42-、AsO42-、 CO32-、HCO3-、C2O42-、Ac-等。
要求
2.2.2.高压泵系统 主要用于为整个分析系统提供动力
➢使用非金属材质 ➢无离子溶出 ➢具有一定的耐压性能 ➢可方便安装空气过滤装置及外接惰气
要求
➢脉动小，多用双柱塞往复泵 ➢耐酸碱腐蚀，通常使用PEEK材料 ➢耐高压，30Mpa内可正常运行 ➢流量精确，重复性在0.5%以内 ➢流速在0.01-5.00mL/min内可调
狭义而言, 离子色谱法是以低交换容量的离子交换树脂为 固定相，对离子性物质进行分离, 用电导检测器连续检测流出 物质电导变化的一种色谱方法。
根据分离机理
高效离子交换色谱(HPIC) 离子对色谱(MPIC)
离子排斥色谱(HPIEC)
根据是否有抑制器
精品课件
抑制型离子色谱 非抑制型离子色谱
一.离子色谱法概述
CIC-200型离子色谱仪具有两种检测模式： 抑制电导检测阴离子分析模式 直接电导检测阳离子分析模式 应用不同类型色谱柱可分析多种阴阳离子。
精品课件
二.离子色谱仪结构及流程
2.1.结构流程图
离子色谱结构流程图如图所示：
离子色谱结构流程图
精品课件
二.离子色谱仪结构及流程
2.2.液相输送系统
2.2.1.淋洗液贮瓶 主要用于盛装存放淋洗液
对于多数样品不用预分离一次进样即可同时分离、检测，分析速度 快，灵敏度高。
离子交换色谱ppt课件
（二）交换剂装柱 （1）离子交换色谱柱的选用 （2）装柱
垂直装柱，严防气泡和断层。
14
当所用的交换剂与待分离物质各组分之间亲和力差 不多而需要交换剂体积较大时，以增加柱长为宜， 使待分离组分被洗脱后再结合于交换剂上的概率增 加。柱的直径与高度比以1:20左右为宜。
如采用离子强度较大的洗脱液梯度洗脱时，以选用 粗而短的柱子为宜，因为当柱上洗脱液的离子强度 高到足以完全取代被吸附离子时，这些被置换的离 子则以同洗脱液等速率向下移动，如果柱细长，就 增加了脱附离子扩散的机会。
3
2、平衡常数
离子交换反应和其他化学反应一样，完全服从质量作用定律，且 离子交换剂与溶液中的离子或离子化合物所进行的离子交换反应 是可逆的。 阳离子交换剂RA，在溶液中解离出阳离子A+与溶液中的阳离子B+ 发生可逆交换反应：RA+B+ ⇋RB+A+
离子交换剂对溶液中不同离子具有不同的结合力，离子交换剂的 选择性可用平衡常数K表示：
1、离子交换剂应具备高度的不溶性，保证在各种溶剂 中不会发生溶解； 2、具备稳定的理化性质，不能因物理化学变化而发生 分解； 3、具有较大的表面积或疏松的孔状结构，确保交换离 子自由地发生扩散和交换。
6
离子交换剂
1、疏水性离子交换剂
与水亲和力较小的人工合成树脂 （1）阳离子交换剂 阳离子交换树脂具有酸性基团，电荷基团带负电，反离子带正电， 可与溶液中的阳离子或带正电荷的化合物进行交换反应。 （2）阴离子交换剂 阴离子交换树脂是在基质骨架上引入伯胺[-NH2]、仲胺[-NHCH3]、 叔胺[-N(CH3)2]和季胺[-N+(CH3)3]基团后构成的。
15
（三）样品上柱、洗脱和收集 （1）上柱 （2）洗脱 IEC中的洗脱是至关重要的一步，从交换剂上把被吸附 的物质洗脱下来，有两种方法：一种是增加离子强度， 置换出被吸附的离子；另一种是改变pH，使被吸附的 离子解离度降低，减弱其对交换剂的亲和力而被脱附。 （3）收集 用部分收集器分部收集，收集体积一般为柱体积的 1%~2%。
垂直装柱，严防气泡和断层。
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当所用的交换剂与待分离物质各组分之间亲和力差 不多而需要交换剂体积较大时，以增加柱长为宜， 使待分离组分被洗脱后再结合于交换剂上的概率增 加。柱的直径与高度比以1:20左右为宜。
如采用离子强度较大的洗脱液梯度洗脱时，以选用 粗而短的柱子为宜，因为当柱上洗脱液的离子强度 高到足以完全取代被吸附离子时，这些被置换的离 子则以同洗脱液等速率向下移动，如果柱细长，就 增加了脱附离子扩散的机会。
3
2、平衡常数
离子交换反应和其他化学反应一样，完全服从质量作用定律，且 离子交换剂与溶液中的离子或离子化合物所进行的离子交换反应 是可逆的。 阳离子交换剂RA，在溶液中解离出阳离子A+与溶液中的阳离子B+ 发生可逆交换反应：RA+B+ ⇋RB+A+
离子交换剂对溶液中不同离子具有不同的结合力，离子交换剂的 选择性可用平衡常数K表示：
1、离子交换剂应具备高度的不溶性，保证在各种溶剂 中不会发生溶解； 2、具备稳定的理化性质，不能因物理化学变化而发生 分解； 3、具有较大的表面积或疏松的孔状结构，确保交换离 子自由地发生扩散和交换。
6
离子交换剂
1、疏水性离子交换剂
与水亲和力较小的人工合成树脂 （1）阳离子交换剂 阳离子交换树脂具有酸性基团，电荷基团带负电，反离子带正电， 可与溶液中的阳离子或带正电荷的化合物进行交换反应。 （2）阴离子交换剂 阴离子交换树脂是在基质骨架上引入伯胺[-NH2]、仲胺[-NHCH3]、 叔胺[-N(CH3)2]和季胺[-N+(CH3)3]基团后构成的。
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（三）样品上柱、洗脱和收集 （1）上柱 （2）洗脱 IEC中的洗脱是至关重要的一步，从交换剂上把被吸附 的物质洗脱下来，有两种方法：一种是增加离子强度， 置换出被吸附的离子；另一种是改变pH，使被吸附的 离子解离度降低，减弱其对交换剂的亲和力而被脱附。 （3）收集 用部分收集器分部收集，收集体积一般为柱体积的 1%~2%。
离子交换色谱展示课件
离子交换色谱
——运用与分析
主讲：许先融
编辑：
资料搜集：刘佳娜 李春凤 甘权贤
资料整理：李扬帆 刘雁
08中药分析与鉴定（1）班
基本原理：
• 离子交换色谱
（ion exchange chromatography，IEC）
以离子交换树脂作为固定相，树脂上具 有固定离子基团及可交换的离子基团。当流 动相带着组分电离生成的离子通过固定相时， 组分离子与树脂上可交换的离子基团进行可 逆变换。根据组分离子对树脂亲合力不同而 得到分离。
被置换的洗脱剂的数目；
以离子交换色谱快速纯化 8 一 淀粉酶为例
研究探讨离子交换色谱
1.0 摘要：
• 高纯度的 8 一淀粉酶可作为酶试剂 ,研究生物作 用的特性、酶反应机理,测定 生化反应的平衡常数。
本研究利用合成的强阴离子交换柱很好地分
离了a- 淀粉酶粗品,其活性 回收率高达96%, 比活性达388ug/mg蛋白质纯度提高30倍。 此法的研究成功 为大规模制备高纯度 a- 淀 粉酶提供了一个新工艺路线。
离子交换色谱
谢
ห้องสมุดไป่ตู้
谢
08中鉴1班
学习交流PPT
2
离子交换色谱的运用：
• 主要用于分离离子或可离解的化合物，包括氨 基酸，多肽，核酸，核苷等各种生物大分子。
学习交流PPT
3
分离纯化生物大分子
Po+ZDo=Pb+ZDb
Po:流动相中溶质的浓度； Pb:填料表面上被吸附的溶质浓度; Do:流动相中洗脱剂的浓度； Db:填料表面上洗脱剂的浓度； Z:蛋白质在吸附过程中从填料表面上
效率的影 响可归结为离子交换平衡
的移动,这种色谱行为表明该固定相 具有典型的阴离子交换特性 ,符合离 子交换色谱的洗脱规律。但在
——运用与分析
主讲：许先融
编辑：
资料搜集：刘佳娜 李春凤 甘权贤
资料整理：李扬帆 刘雁
08中药分析与鉴定（1）班
基本原理：
• 离子交换色谱
（ion exchange chromatography，IEC）
以离子交换树脂作为固定相，树脂上具 有固定离子基团及可交换的离子基团。当流 动相带着组分电离生成的离子通过固定相时， 组分离子与树脂上可交换的离子基团进行可 逆变换。根据组分离子对树脂亲合力不同而 得到分离。
被置换的洗脱剂的数目；
以离子交换色谱快速纯化 8 一 淀粉酶为例
研究探讨离子交换色谱
1.0 摘要：
• 高纯度的 8 一淀粉酶可作为酶试剂 ,研究生物作 用的特性、酶反应机理,测定 生化反应的平衡常数。
本研究利用合成的强阴离子交换柱很好地分
离了a- 淀粉酶粗品,其活性 回收率高达96%, 比活性达388ug/mg蛋白质纯度提高30倍。 此法的研究成功 为大规模制备高纯度 a- 淀 粉酶提供了一个新工艺路线。
离子交换色谱
谢
ห้องสมุดไป่ตู้
谢
08中鉴1班
学习交流PPT
2
离子交换色谱的运用：
• 主要用于分离离子或可离解的化合物，包括氨 基酸，多肽，核酸，核苷等各种生物大分子。
学习交流PPT
3
分离纯化生物大分子
Po+ZDo=Pb+ZDb
Po:流动相中溶质的浓度； Pb:填料表面上被吸附的溶质浓度; Do:流动相中洗脱剂的浓度； Db:填料表面上洗脱剂的浓度； Z:蛋白质在吸附过程中从填料表面上
效率的影 响可归结为离子交换平衡
的移动,这种色谱行为表明该固定相 具有典型的阴离子交换特性 ,符合离 子交换色谱的洗脱规律。但在
生物分离工程离子交换层析(色谱)课件PPT
离子交换(IEC)的应用及特点
GFC — 主要用于产物的初步纯化和中后期脱盐 IEC — 是蛋白质、肽和核酸等生物产物的主要纯化 手段 IEC分离的特点：
（1）料液处理量大，具有浓缩作用，可在较高流速下操作； （2）应用范围广泛，优化操作条件可大幅度提高分离的 选择性，所需柱长较短； （3）产品回收率高； （4）商品化的离子交换剂种类多，选择余地大，价格也远低 于亲合吸附剂。
洗脱方式： 恒定洗脱法：洗脱液（流动相）的离子强度不变； 缺点：对于在吸附柱上分配系数相差较大的蛋白 质很难实现很好的分离。 线性梯度洗脱法或阶段梯度洗脱法： 除GFC以外的层析操作均采用此种方法。 在洗脱过程中，流动相的离子强度线性增大 或阶段梯度增大，因此溶质的分配系数连续降低， 移动速度逐渐增大，使恒定洗脱条件下难于脱附 的溶质得到洗脱。
三、HIC操作 上样及洗脱的一般规律： 在高盐浓度条件下，蛋白质与固定相疏水缔 合；浓度降低时，疏水作用减弱，逐步被洗脱下 来。一般用pH 6-8的盐水溶液[如（NH4）2SO4]。 盐的浓度影响蛋白质的疏水性，从而影响蛋白质 的保留值。 盐：Na2SO4，KH2PO4，NaHPO4，(NH4)2SO4，NH4OAc， KOAc，NaOAc，NaCl 盐析作用增强
是介于等度洗脱和线性洗脱中间 的洗脱手段 盐 浓 度
时 间
阶段梯度洗脱示意图
线性梯度洗脱和阶段梯度洗脱法的优缺点如下：
（1）线性梯度洗脱法： 优点：流动相离子强度（盐浓度）连续增大，不出现干 扰峰，操作范围广； 缺点：需要特殊的调配浓度梯度的设备。 （2）阶段梯度洗脱法： 优点：利用切换不同盐浓度的流动相溶液进行洗 脱，不 需要特殊梯度设备，操作简单； 缺点：因为流动相浓度不连续变化，容易出现干扰峰。 此外，容易出现多组分洗脱峰重叠的现象，因此 洗脱操作参数（如盐浓度，体积）的设计较困难。
TLC(使用)精品PPT课件
硅胶为多孔性无定形粉末，表面带有硅醇基呈弱 酸性，通过硅醇基(吸附中心)与极性基团形成氢键 而表现其吸附性能，由于各组分的极性基团与硅醇 基形成氢键的能力不同，组分被分离。
硅胶吸附水分形成水合硅醇基而失去吸附能力， 但将硅胶加热至100℃左右，该水能可逆被除去，而 提高活度，这一过程称为“活化”。
硅胶的结构为:
3.吸附剂（固定相）和展开剂（流动相） 吸附剂
决定吸附性能的因素：吸附剂的化学组成、 活性、表面积 ［要求］： •合适的吸附力 •与展开剂、被吸附物质均不起化学反应 •粒度细小而且均匀（范氏方程，减少涡流扩 散项）
(1). 氧化铝 氧化铝呈微弱碱性，酸性较强的化合物
在氧化铝上吸附的很牢（所以，酸性物质分离 不好），故通常用于分离碳氢化合物、生物碱 类和对碱性物质比较稳定的中性物质、碱性物 质。
市售的供薄层色谱用的Al2O3有: Al2O3 －H 氧化铝中无粘合剂 Al2O3 －G 氧化铝中含煅石膏（一般5％煅石膏） ［煅石膏CaSO4，作为粘合剂］ Al2O3 －HF254 氧化铝中不含煅石膏，仅含荧光 指示剂（在254 nm下呈黄绿色荧光） Al2O3 －GF254 氧化铝中既含煅石膏又含荧光指 示剂（在254 nm下呈黄绿色荧光） 上述商品可以直接调料涂敷（1份料，2份水调合）
(3). pH:影响它们的存在状态
(4). 滤纸:质地均一、厚薄适当、具有一定机 械强度、不含杂质
(5). 温度:在层析缸中用红外灯照射。温度 会影响溶质的分配系数及流动相的扩散速度。 层析操作应在恒温下进行，温度不超过± 0.5oC
(6). 展开方式:展开方式不同,Rf也不同。下 行法的Rf最大，上行法的Rf较小，环行法的 Rf也不大。
薄层用商品硅胶有：硅胶H（不含粘结剂）、 硅胶G（含粘结剂煅石膏CaSO4 ）、硅胶HF254（ 含荧光物质的硅胶）硅胶GF254（含有煅石膏 CaSO4和荧光剂）
硅胶吸附水分形成水合硅醇基而失去吸附能力， 但将硅胶加热至100℃左右，该水能可逆被除去，而 提高活度，这一过程称为“活化”。
硅胶的结构为:
3.吸附剂（固定相）和展开剂（流动相） 吸附剂
决定吸附性能的因素：吸附剂的化学组成、 活性、表面积 ［要求］： •合适的吸附力 •与展开剂、被吸附物质均不起化学反应 •粒度细小而且均匀（范氏方程，减少涡流扩 散项）
(1). 氧化铝 氧化铝呈微弱碱性，酸性较强的化合物
在氧化铝上吸附的很牢（所以，酸性物质分离 不好），故通常用于分离碳氢化合物、生物碱 类和对碱性物质比较稳定的中性物质、碱性物 质。
市售的供薄层色谱用的Al2O3有: Al2O3 －H 氧化铝中无粘合剂 Al2O3 －G 氧化铝中含煅石膏（一般5％煅石膏） ［煅石膏CaSO4，作为粘合剂］ Al2O3 －HF254 氧化铝中不含煅石膏，仅含荧光 指示剂（在254 nm下呈黄绿色荧光） Al2O3 －GF254 氧化铝中既含煅石膏又含荧光指 示剂（在254 nm下呈黄绿色荧光） 上述商品可以直接调料涂敷（1份料，2份水调合）
(3). pH:影响它们的存在状态
(4). 滤纸:质地均一、厚薄适当、具有一定机 械强度、不含杂质
(5). 温度:在层析缸中用红外灯照射。温度 会影响溶质的分配系数及流动相的扩散速度。 层析操作应在恒温下进行，温度不超过± 0.5oC
(6). 展开方式:展开方式不同,Rf也不同。下 行法的Rf最大，上行法的Rf较小，环行法的 Rf也不大。
薄层用商品硅胶有：硅胶H（不含粘结剂）、 硅胶G（含粘结剂煅石膏CaSO4 ）、硅胶HF254（ 含荧光物质的硅胶）硅胶GF254（含有煅石膏 CaSO4和荧光剂）
《离子色谱分析法》PPT课件
4、高压输液泵
▪ 是离子色谱仪的关键部件,其作用是 将流动相以稳定的流速或压力输送 至色谱分离系统,
▪ 离子色谱仪高压输液泵也分为恒压 泵和恒流泵两种.
5、进样装置
▪ 离子色谱仪中的进样装置也分 为手动进样器和自动进样器.
6、色谱柱
▪ 分离的核心部件,要求柱效高、柱容量大和 性能稳定.
▪ 柱长通常在50-100mm,比普通液相色谱柱 要短.国产柱内径多为5mm,国外内径为 4.6mm.
离子色谱与液相色谱的区别
固定相：离子交换剂 流动相：无机化合物 检测器：电导检测器.
应用领域
领域
环境. / 污染 城市用水 化学品 电子 / 半导体 金属 / 钢材
农业 医学 化妆品 制药 电力 食品 / 饮料 造纸. /纸浆
样品
雨水/河水/ 大气/ 污水 自来水 / 水源 设备提取物 / 聚合物 高纯水・ 晶片冲洗水 表面处理液・镀 槽 ・冷却水
-C -+ -C
+
C
+
A-
电解质区域
AA--+++ AA-+++
-
阳 极
电解
电解 流动相
当向电导池的两个电极 施加电压时,溶液中的阴 离子向阳极移动,阳离子 向阴极移动,电解质溶液 电阻的大小取决于溶液 中离子的数目和离子的 迁移率,而离子的迁移率 又取决于离子的电荷及 其大小、介质类型、溶 液温度和离子浓度.
电化学分析法的基础是电化学,电化学是利 用电子学的方法来研究化学变化以及电能 和化学能之间的联系和转换过程的科学.
电化学原理
电化学分析法通常以待 测试样的溶液作为化学 电池的一个组成部分,然 后对其进行测量,根据测 得的电学量与待测组分 的化学量之间的内在联 系来进行定性、定量分 析.
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离子交换色谱是一种运用离子交换树脂作为固定相的分离技团与流动相中的组分离子进行可逆交换，根据离子对树脂的亲合力差异实现分离。该技术主要应用于分离离子或可离解的化合物，如氨基酸、多肽、核酸等生物大分子。在实验过程中，首先需配制标准酶液，随后利用特定的洗脱剂进行洗脱。实验结果显示，随盐浓度的增加，洗脱能力先增大后减小，活性回收率也呈现相应变化。这可能与离子交换柱的多功能特性有关，特别是其疏水作用。此外，PH值对活性回收率也有显著影响。总的来说，离子交换色谱法适用于无机离子混合物和有机物的分离，具有广泛的应用范围。然而，其效果容易受到柱长、流速、PH值和离子强度等因素的影响。因此，在实际应用中需综合考虑这些因素以获得最佳的分离效果。