文档介绍：第五章离子交换层析
目的
掌握基本原理
掌握离子交换剂的分类和性质
掌握离子交换剂与缓冲掖的选择
掌握离子交换层析的操作
第一节基本原理
一、离子交换剂的组成
离子交换剂是由基质、电荷基团(或功能基团)和反离子构成的
二、离子交换层析(固定相)的特性
在水中呈不溶解状态,但能释放反离子,同时与溶液中其他离子或离子化合物可逆性结合,并且结合后本身的理化性质不变
如:RA + B+ RB + A+ 或RA + B- RB + A-
三、离子交换层析的原理
值是反映离子交换剂对不同离子的结合力或选择性的参数
由于离子交换剂的选择性,对不同的离子或离子化合物有不同的结合力,所以用洗脱剂洗脱时,结合力小的先被洗脱出来,结合力大的后被洗脱下来,从而达到分离混合物的目的(离子交换剂的选择性决定其与溶液中离子的结合力大小,通常用离子交换剂与溶液中离子的反应平衡常数表示)
=
若>1,即[RB]>[RA],表示离子交换剂对B+的结合力比A+ 大
若= 1,即[RB]=[RA],表示离子交换剂对B+的结合力与A+ 相等
若<1,即[RB]<[RA],表示离子交换剂对B+的结合力比A+ 小
,当[A+]=[B+]时,
规律
①强酸性阳离子交换剂对H+的结合力比对Na+小
②强碱性阴离子交换剂对OH-的结合力比对Cl-小得多
③弱酸性离子交换剂对H+的结合力比对Na+大
④弱碱性离子交换剂对OH-的结合力比对Cl-大
离子交换剂与各种水合离子的结合力大小,与离子的电荷量成正比,而与水合离子的半径的平方成反比,其与各种阴、阳离子的结合力大小排列顺序见P71
离子交换剂与各种水合离子的结合力:
与离子的电荷量成正比,而与水合离子半径的平方成反比。
二价阳离子:Mg 2+<Ca2+<Sr 2+<Ba2+ (对阳离子交换剂)
一价阴离子:F-<Cl-<Br-<I- (对阴离子交换剂)
不同价阳离子:Na+<Ca2+<A13+<Ti4+ (对阳离子交换剂)
一价阳离子:Ll+<Na+<K+<Rb+<Cs+ (对阳离子交换剂)
两性离子的蛋白质、酶类、多肽等物质与离子交换剂的结合力
主要取决于它们的物理化学性质和在特定pH条件下呈现的离子状态
对于呈两性离子的蛋白质、酶类、多肽和核苷酸等,与离子交换剂的结合力,主要取决于它们的理化性质及在特定pH条件下呈现的离子状态。当pH< pI时,能被阳离子交换剂吸附;反之pH> pI时,能被阴离子交换剂吸附。若在相同的pH条件下,且pI > pH 时, pI越高,碱性越强,就越容易被阳离子交换剂吸附
对于呈胶体状态的大分子物质,一般采用选择性好的弱酸性离子交换剂,希望其交联度小,孔径大,便于大分子物质渗透入网孔中进行离子交换反应
离子交换层析的原理(依据):离子交换剂对各种离子或离子化合物有不同结合力(图5-2表示离子交换层析的过程)
离子交换层析原理示意图