分离分析化学复习总结

分离分析化学复习总结第二章.一．蛋白质沉淀技术1.盐析沉淀技术原理：1）盐离子与蛋白质分子争夺水分子，降低了用于溶解蛋白质的有效水量，减弱了蛋白质的水合程度，破坏了蛋白质表面的水化膜，导致蛋白质溶解度下降。2）盐离子电荷的中和作用，使蛋白质溶解度下降。3）盐离子引起原本在蛋白质分子周围有序排列的水分子的极化，使水活度降低，导致蛋白质溶解度下降。两种常用方式：1）Ks盐析——粗提2）β盐析——精制和纯化盐析影响因素：1）无机盐的种类；2）蛋白质的浓度；3）温度；4）PH适用性：盐析适用于蛋白质、酶、多肽、多糖、核酸等物质的分离纯化。（适用于一般蛋白质的分离纯化）1.等电点沉淀原理：蛋白质在PH为其等电点的溶液中净电荷为零，蛋白质之间静电排斥力最小，溶解度最低，易沉淀析出。适用性：等电点沉淀法适用于疏水性较大的蛋白质（如酪蛋白），而对于亲水性很强的蛋白质（如明胶），由于在水中溶解度较大，在等电点的PH下不易产生沉淀。2.有机溶剂沉淀原理：1）在蛋白质溶液中加入与水互溶的极性有机溶剂，降低水的介电常数，使蛋白质分子表面可解离基团的离子化程度减弱，水化程度降低，促进了蛋白质分子的聚集沉淀。2）是极性有机溶剂与蛋白质争夺水化水，而使蛋白质分子沉淀。适用性：有机溶剂沉淀适用于蛋白质、酶、多糖、核酸等物质的提取。（分子质量较大的蛋白质）3.选择性热变形沉淀原理：利用蛋白质、酶与核酸等生物大分子对某些物理或化学因素敏感性不同，而有选择地使之变性沉析，以达到目的物与杂蛋白的分离适用性：择性热变性沉淀法分离纯化热稳定性高的目标产物4.絮凝技术原理：通过静电引力、范德瓦尔斯力和氢键力的作用，使水溶性高分子聚合物强烈地吸附在胶粒表面，产生了架桥连接，生成粗大的絮团絮凝处理对象：胶体或者接近胶体的细小悬浮物常用絮凝剂：聚丙烯酰胺衍生物、苯乙烯类衍生物、无机高分子聚合物絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂（明胶，海藻酸钠，骨胶，壳聚糖）二．其他基础知识1.生成沉淀的类型：分级沉淀；共沉淀；均相沉淀2.分级沉淀的顺序取决于溶度积和离子浓度3.共沉淀剂分为无机共沉淀剂和有机共沉淀剂4.聚集速率和定向速率影响着沉淀生成的类型和性状5.均相沉淀法的主要途径：改变溶液的PH；在溶液中直接产生沉淀剂；逐渐除去溶剂；破坏可溶性络合物第三章.一．萃取分离的基本参数1.分配系数Kd:在一定温度下，被萃取物在两相间的浓度之比为常数，称为被萃取物A的分配系数。公式：Kd=[A]o/[A]w[A]o---被萃取物在有机相的平衡浓度2.分配比D：被萃取物A在有机相中各种型体的总浓度与水相中各种型体的总浓度的比值。3.萃取率E：定义式：E=有机相中被萃取物的量/两相中被萃取物的量*100%若相比R=Vo/Vw则E=D/(D+R-1)*100%当Vo=Vw时，E=D/(D+1)*100%4.少量多次萃取公式：mn=mo[Vw/(DVo+Vw)]n5.重要的萃取体系：螯合物萃取体系：常用的形成螯合物的萃取剂有乙酰基丙酮、DDTC、丁二酮无一般是有机弱酸，用HR表示适用性：主要适用于微量和痕量物质的分离，不适用于常量物质的分离离子缔合物萃取体系：溶剂与被萃取物发生化学变化，形成可被萃取的物质，因此它既是萃取剂，又是溶剂，这样的溶剂为活性溶剂。三元络合萃取体系：1）通过螯合、缔合形成三元络合物2）协同萃取体系（协萃体系）优点：萃取效率高、萃取速度快、选择性好中性配合萃取体系6.协同萃取体系：由于两种萃取剂同时使用，使萃取效率比单独使用时大为提高的现象称为协同效应，这种萃取体系即协同萃取体系，简称协萃体系。7.萃取过程的本质：将物质由亲水性转变为疏水性的过程二．双水相萃取1.双水相萃取的基本特点：1）两相的性质差别较小；2）两相的界面张力很小2.双水相系统定义：某些有机物之间或有机物与无机盐之间，在水中以适当浓度溶解后形成的互不相溶的两相或多项系统3.分类：聚合物-聚合物-水系统；聚合物-无机盐-水系统4.应用：1）主要用于胞内酶的提取、精制；2）用双水相萃取技术处理细胞匀浆液：可方便除去细胞碎片，使酶得到精制；3）蛋白质在多数情况下收率能达90%；4）应用于天然产物的分离纯化第四章1.色层分析法分为：柱层析；纸层析；薄层层析2.吸附色层法1）原理：通过样品在固定相和流动相之间的吸附、脱附作用而实现分离的，这种吸附作用是一种物理吸附。2）作用力：静电引力；氢键；偶极分子之间定向力及范德瓦尔斯力。3）吸附剂分类：极性吸附剂——氧化物、氢氧化物和盐非极性吸附剂——活性炭、硅胶等常用的吸附剂：Al2O3,硅胶、羟基磷灰石、聚酰胺、吸附树脂。Al2O3--中性氧化铝应用范围广，适用于醛、酮、酯等的分离；酸性氧化铝适用于酸性化合物，如酸性色素，某些氨基酸等；碱性氧化铝适用于分离碱性化合物，如生物碱、醇等。硅胶——可用于分离酸性和中性物质，如有机酸、氨基酸、类脂等3.流动相的洗脱作用：是流动相分子与被分离的溶质分子竞争占据吸附剂表面活性中心的过程。4.常用流动相按极性增强顺序为：石油醚环己烷二硫化碳四氯化碳苯甲苯氯仿乙醚乙酸乙酸乙酯丙酮正丙醇乙醇甲醇酸5.分配层析1）组成：固定相——水、稀酸、甲醇、甲酰胺等常用载体——硅胶、纤维素、硅藻土流动相——与水不相互溶的有机溶剂，如正丁醇，正戊醇等。2）两种形式：正相层析——固定相为亲水性物质，流动性为与水不相溶的有机溶剂，常用来分离强极性的、亲水性物质反相层析——固定相为疏水性的有机物，流动相为亲水性溶剂，常用来分离亲脂性的有机物6.亲和层析（功能层析）1）原理：在一定条件小某些物质只能与某一种生物大分子物质结合而不与其他生物大分子结合，当条件如溶液PH或离子强度改变时它们又解离。2）配体的选择要求：①与纯化的物质进行专一性结合②具有较强的亲和力③与生物大分子结合后，在一定条件下又能解离，而且无损于生物大分子活性④具有与基质连接的化学基团3）亲和层析中常用载体：琼脂糖凝胶、交联葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶和多孔性的玻璃珠7.凝胶层析1）机理：分子筛效应2）两个参数：得水率——1g凝胶吸收水的克数成为得水率排阻极限——不能扩散进入凝胶颗粒网孔内部的最小溶质分子的分子量3）凝胶具备的条件：①凝胶是惰性的②凝胶的化学性质是稳定的③凝胶上没有或只有极少量的离子交换基团以避免离子交换效应④凝胶上必须具有足够的机械强度，防止在液流作用下变形4）四种常用的凝胶：葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖凝胶、琼脂糖及葡聚糖组成的复合凝胶5）凝胶层析的应用：①复杂样品的预分离②分离提纯③分子量及分子量分布的测定8.比移值Rf：溶质分子和流动相分子在层析过程中移动速度的相对值Rf=原点至斑点中心间的距离/原点至溶剂前缘间的距离第五章1.离子交换树脂：指一类带有功能基的网状结构的高分子化合物1）组成：①不溶性的三维网状骨架②连接在骨架上的功能基团③功能基团所带的相反电荷的可交换离子2）分类：①强酸性阳离子交换树脂——R-SO3H②弱酸性阳离子交换树脂③强碱性阴离子交换树脂④弱碱性阴离子交换树脂⑤螯合树脂⑥氧化还原性树脂⑦两性树脂3）形态：凝胶型；大孔型；载体型2.离子交换树脂的物理性质：1）粒度：用有效粒径和均匀系数来描述粒度。均匀系数值越小，粒度分布越均匀2）含水量：树脂的固有性质。交联度提高，含水量降低。3）密度：分湿视密度和湿真密度。4）膨胀度：交联度越大，膨胀度越小5）机械性能3.离子交换树脂的化学特性：1）酸碱性2）交换容量：重要指标，单位为mol/g，mmol/g等；分为总交换容量和工作交换容量3）交联度4）化学稳定性：交联度越低，化学稳定性越差4.离子交换平衡1)选择系数EBA=KBD/KAD2)平衡常数kBA：稀溶液中，对于一价离子交换树脂，平衡常数与选择系数相等。5.离子交换动力学1）实质的三步骤：①膜扩散②颗粒扩散③交换反应2）影响离子交换速度因素：①树脂颗粒越小，膜扩散和颗粒扩散越快②内扩散速度和内扩散系数成正比③外扩散速度与外扩散系数成正比6.离子交换操作：1）间歇操作（静态法）2）柱上操作（动态法）7.提高洗脱效率的措施：①树脂颗粒细②洗脱液的浓度要合适③洗脱液的流速不要太快8.离子交换分离的应用：①去离子水的制备②试样中总盐量的测定③干扰组分的分离④痕量组分的富集第六章1.电泳：带电粒子在直流电场中向相反的电极移动的现象2.电泳迁移率：μ=υ/E=Q/6πrη(υ为泳动速度）3.电泳的分类：1）按分离原理：①区带电泳；②等速电泳；③等点聚焦电泳2）按有误固体支持物：①自由电泳；②支持物电泳4.最常用的电泳技术：聚丙烯酰胺凝胶电泳和毛细管电泳5.聚丙烯酰胺凝胶电泳：1）包括：①不连续凝胶电泳；②制备凝胶电泳；③SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳2）SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳：用来分离蛋白质和测定其相对分子质量㏒M=A-KRM（M-相对分子量；A-常数；K-斜率；Rm-迁移率）6.毛细管电泳（高效毛细管电泳）——HPCE1）原理：高效毛细管电泳是以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中组分之间的淌度和分配行为上的差异而实现分离的。2）八种分离模式：①毛细管自由溶液区带电泳②胶束毛细管电色谱③毛细管凝胶电泳④毛细管等电聚焦电泳⑤毛细管等速电泳⑥毛细管电色谱⑦亲和毛细管电泳⑧非水毛细管电泳7.与HPLC相比，HPCE的特点：①既能分析中小分子，也能分析HPLC不易分析的大分子②HPCE所采用的毛细管柱易于全面清洗③分析时间比HPLC短④柱效高，理论塔板数高⑤所用化学试剂少，分析成本低⑥分离模式多8.影响电迁移率的因素：①分子带电荷越大，直径越小，形状越接近球形，则电迁移率越大②介质的PH和离子强度，黏度都影响电迁移率③适当的电场强度增加，有利于电迁移率