《现代酶工程》课件第十章离子交换、吸附与层析分离设备

萃取是一个重要的提取方法和分离混合物的单元操作。这是因为萃取法具有：传质速度快、生产周期短，便于连续操作、容易实现自动控制；分离效率高、生产能力大等一系列优点，所以应用相当普遍；能量消耗较少，设备投资费用不高；采用多级萃取可使产品达到较高纯度，便于下一步处理，减少以后工序的设备和操作费用 第一节第一节 离子交换过程原理与设备离子交换过程原理与设备l一、离子交换过程原理l（一）离子交换树脂的分类l（二）离子交换树脂的性能评价l离子交换树脂必须具备一定的理化性能。l1外观l2膨胀度l3交联度l4交换容量l5滴定曲线l（三）离子交换的理论基础l1静力学l2动力学（四）离子交换平衡（五）离子交换树脂和操作条件的选择二、离子交换设备（一）间歇式离子交换设备 1反吸附离子交换罐 2固定床离子交换设备 3薄膜压滤式离子交换设备 4活动式自动化离子交换设备（二）半连续移动床式离子交换设备（三）连续式离子交换设备 2ISEP系统 （1）ISEP系统的工作原理 （2）ISEP系统的优点 （3）ISEP的操作方式 （4）ISEP系统的应用（四）离子交换膜与电渗析 1离子交换膜 2.电渗析技术三、离子交换设备的计算（一）固定床的放大 1据单位树脂床体积中所通过的溶液的体积流量相同的原则进行放大 2根据单位树脂床截面积上所通过溶液的体积流量相同的原则进行放大（二）连续逆流离子交换设备的计算第二节第二节 吸附过程原理及设备吸附过程原理及设备 l一、吸附过程与原理l（一）吸附法基本概念l（二）常用吸附剂l1活性炭l2硅胶l3氧化铝l4大孔网状聚合物吸附剂l5W-Way沸石l（三）吸附剂的性能要求l1大的比表面积l2颗粒大小均匀l3具有一定的吸附分离能力l4具有一定的商业规模及合理的价格（四）吸附平衡二、吸附操作方式（一）分批（间歇）式吸附（二）连续式吸附三、吸附设备（一）固定床吸附1固定床吸附的理论基础（二）扩张床吸附1扩张床吸附剂2扩张床的吸附过程3扩张床的设备结构4扩张床的操作5扩张床吸附技术的应用和前景展望(三)流化床吸附(四)移动床和模拟移动床吸附第三节第三节 层析原理与设备层析原理与设备一、凝胶层析（一）基本原理（二）凝胶的分类与特性1凝胶的分类（1）聚丙烯酰胺凝胶（2）聚丙烯酰胺葡聚糖凝胶（3）聚乙烯醇凝胶（4）琼脂糖凝胶 （5）葡聚糖凝胶 （6）Superdex Pharmacia公司提供的新型凝胶过滤介质2凝胶特性参数（1）排阻极限（exclusion limit）（2）分级范围（fractionation range）（3）溶胀率：溶胀率100（溶胀处理平衡后重量干燥重量）/干燥重量（4）凝胶粒径（5）床体积（bed volume）（6）空隙体积（void volume）（四）凝胶层析操作1装柱2加样3洗脱（五）凝胶柱的再生和保存1再生2保存（六）凝胶层析设备1柱层析装置2薄层凝胶层析装置3AM90-1型凝胶层析仪4.封闭连续柱层析装置（七）应用1脱盐2分离提纯3测定高分子物质的分子量4高分子溶液的浓缩二、亲和层析过程与设备（一）概述（二）基本原理（三）亲和吸附介质的制备1.亲和配基（1）酶的抑制剂（2）抗体（3）A蛋白（4）凝集素（5）辅酶和磷酸酰苷（6）过渡金属离子（7）组氨酸（8）肝素2亲和吸附介质（1）溴化腈活化法（2）环氧基固定法（A）直接固定化法（B）间接固定化法(a)氧化法 （b）碳二亚胺法 （c）戊二醛活化法（3）硅胶的活化3间隔臂（四）亲和层析过程及其分析计算1分离过程2分析计算（五）亲和层析设备1亲和层析柱（六）应用举例12-胰凝乳蛋白酶的提纯（1）亲和吸附剂（-氨基-N-乙酰-色氨酸）的制备（2）分离2单克隆抗体(McAb)亲和层析柱纯化重组人2a干扰素(rHuIFN-2a)（1）rHuIFN-2a的粗提：（2）亲和层析3基因重组融合蛋白的纯化