河北农业大学生物分离工程结晶法
27页1、汇报人:AA2024-01-24河北农业大学生物分离工程结晶法目录结晶法基本原理与分类生物大分子结晶技术小分子物质结晶技术新型结晶技术与方法结晶过程优化与控制策略案例分析:成功应用实例展示01结晶法基本原理与分类结晶法是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同,或在同一溶剂中不同温度下的溶解度不同,而使它们相互分离的一种方法。结晶法是分离和纯化固体化合物的一种重要方法,它适用于产品与杂质性质差别较大、产品中杂质含量小于5%的体系。结晶法定义及作用结晶法作用结晶法定义结晶过程在溶解过程中,各组分会以不同的比例溶解在溶剂中。当温度降低或溶剂蒸发时,溶解度较小的组分会首先达到饱和状态,从溶液中析出晶体。溶解过程将待分离的固体混合物加入溶剂中,通过加热、搅拌等操作使其充分溶解。分离过程通过过滤、洗涤等操作将析出的晶体与母液分离,得到纯净的固体化合物。结晶过程原理冷却结晶法通过降低溶液温度使溶质析出晶体,适用于溶解度随温度变化较大的物质。例如,从海水中提取食盐可采用冷却结晶法。蒸发结晶法通过加热蒸发溶剂使溶质析出晶体,适用于溶解度随温度变化不大的物质。例如,从盐湖卤水中提取氯化钾可采用蒸发结晶
2、法。重结晶法将粗产品溶解在热的溶剂中,制成饱和溶液,然后冷却或蒸发溶剂,使产品重新析出晶体,适用于提纯含有少量杂质的固体化合物。例如,从粗苯甲酸中提取纯净的苯甲酸可采用重结晶法。结晶法分类及应用领域02生物大分子结晶技术通过液滴与储液池之间的蒸汽交换,使蛋白质溶液达到过饱和状态,从而析出晶体。蒸汽扩散法微量透析法批处理法利用半透膜将蛋白质溶液与沉淀剂分开,通过透析作用使蛋白质溶液缓慢达到过饱和状态。将蛋白质溶液与沉淀剂直接混合,通过调整pH值、温度等条件促进晶体生长。030201蛋白质结晶技术通过向核酸溶液中加入乙醇,降低溶液的介电常数,使核酸分子聚集并析出晶体。乙醇沉淀法利用离子交换树脂吸附核酸分子,再用洗脱液将核酸洗脱下来,得到核酸晶体。离子交换法在电场作用下,核酸分子在凝胶中移动并聚集,形成晶体。凝胶电泳法核酸结晶技术脂质体结晶技术利用脂质体作为模板,诱导生物大分子在其表面或内部进行有序排列,形成晶体。其他生物大分子结晶技术针对不同类型的生物大分子,如酶、抗体等,可采用相应的结晶方法,如共结晶、交联结晶等。多糖结晶技术通过向多糖溶液中加入沉淀剂或改变溶液条件(如pH值、温度等),
3、使多糖分子聚集并析出晶体。多糖及其他生物大分子结晶技术03小分子物质结晶技术03气相结晶法将有机小分子物质在气相中通过冷凝或吸附等方式,转化为晶态物质。01溶液结晶法通过控制溶液的温度、浓度、pH值等条件,使有机小分子物质在溶液中达到过饱和状态,从而析出晶体。02熔融结晶法利用有机小分子物质在熔融状态下的相变行为,通过降温或加入不良溶剂等方式,使其从熔融态转变为晶态。有机小分子物质结晶技术水热法在高温高压的水热条件下,使无机小分子物质发生溶解和重结晶,形成晶体。溶胶-凝胶法通过无机小分子物质在溶液中的水解、聚合等反应,形成溶胶,再经凝胶化、干燥、煅烧等步骤得到晶体。沉淀法在无机小分子物质的溶液中加入沉淀剂,使其转化为难溶的沉淀物,再经过滤、洗涤、干燥等步骤得到晶体。无机小分子物质结晶技术通过金属离子与有机配体之间的配位作用,形成具有特定结构和性质的配合物晶体。配位结晶法利用金属与有机基团之间的化学键合作用,合成具有特定功能的金属有机化合物,并通过结晶技术得到晶体。金属有机化合物结晶法以具有特定结构和功能的模板分子为引导,通过金属离子与模板分子之间的相互作用,合成具有预期结构和性质的配合
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