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葡萄糖凝膠離子交換

發布時間: 2021-04-10 04:50:10

1. 復方乳酸鈉葡萄糖中乳酸鈉的檢測用離子交換法為何結果總不好

乳酸是弱酸,乳酸鈉是弱酸強鹼鹽,部分電離,用離子交換測得離子濃度不能代表乳酸鈉的離子濃度。

2. 您好,請問一下,葡萄糖和廢水裡面的有機分子能過通過陰離子交換膜嗎,陰離子交換膜能過通過哪些物質呢 謝

只有陰離子可以通過陰離子交換膜 葡萄糖在水中不會解離 不能透過陰離子交換膜 有機分子也是 還有分子量過大 也會被擋住

3. 葡萄糖凝膠電泳實驗的做法

制膠--點樣--電泳

4. 離子交換純化多糖使用什麼方法檢測收集

離子交換純化多糖使用什麼方法檢測收集
鑒定多糖(參考資料):
1.苯酚-硫酸法 需要多糖的純品和特定的酶
2.蒽酮-硫酸法 多糖在濃硫酸水合產生的高溫下迅速水解,產生單糖,單糖在強酸條件下與苯酚反應生成橙色衍生物。在波長490nm左右處和一定濃度范圍內,該衍生物的吸收值與單糖濃度呈線性關系,從而可用比色法測定其含量,所用的單糖對照品盡量採用與其多糖組成一致或為含量較高的單糖,這樣測得的值較准確。
3.3,5-二硝基水楊酸比色法(DNS法) 在鹼性條件下顯色,較准確測定還原糖與總糖的含量從而求出多糖的含量,可消除還原性雜質的干擾。

多糖的分離純化
在多糖提取物中,常會有無機鹽、蛋白質、色素及小分子物質等雜質,必須分別除去.一般是先脫除非多糖組分,再對多糖組分進行分級.
2.1 除蛋白:除蛋白質時一般選擇能使蛋白質沉澱而不使多糖沉澱的試劑來處理,如酚、三氯乙酸、鞣酸等。但必須處理時間短,溫度低,避免多糖降解。Sevage法(氯仿:戊醇/丁醇=4:1)和三氟三氯乙烷法在避免降解上有較好效果但要達到除盡游離蛋白質的目的仍需反復處理。如能加入蛋白質水解酶,使蛋白質大分子進行一定程度的降解,再用Sevage法處理,一般效果更好。
為了避免使用有機溶劑也可採用反復凍融的方法除蛋白,將多糖液濃縮後,一20℃室溫反復凍融7~8次,離心除去蛋白質。另外,蛋白質在等電點時溶解度最小,用氫氧化鈣飽和液調pH10~pH11可除去偏鹼性的蛋白質,然後再用硫酸調pH5~pH6,可除去偏酸性的蛋白質。凍融和等電點沉澱除蛋白質操作簡單,但多糖液里往往有低濃度的蛋白質殘留,應與其它方法結合使用。
2.2 脫色:植物多糖提取物中含有酚類化合物而使其顏色較深,可用吸附劑(纖維素、硅藻土、活性炭等)、離子交換柱(DEAE一纖維素)、氧化劑(H2O2)等脫除。活性炭比表面積大,吸附能力強,在進行當歸多糖的提取時只向多糖液中加入了0.1%左右的活性炭,煮沸後濾過即完成了脫色操作。此法成本低廉,適合工業化生產。
2.3 除小分子雜質
小分子雜質如低聚寡糖的殘留往往影響多糖的生物活性,需要進一步脫除,提高純度。傳統的方法是透析法,該法操作簡單、技術成熟,但周期長,往往需要2一3天,常溫下操作有可能造成多糖的霉變,必要時需加入少量防腐劑或需在低溫條件下進行。隨著膜分離技術的發展,纖維濾器透析法已經發展起來了,它利用不同孔徑的膜使大小不同的分子分級,這種方式可縮短生產周期,而且條件溫和,無疑是多糖脫除雜質的一條新途徑。
2.4 多糖的分級純化
採用一般方法提取的多糖通常是多糖的混合物,分級的方法可達到純化的目的.可按溶解性不同進行分級、按分子大小和形狀分級(如分級沉澱、超濾、分子篩、層析等),也可按分子所帶基團的性質分級.
2.4.1按溶解性不同分離
2.4.1.1分步沉澱法
分步沉澱法是根據不同多糖在不同濃度低級醇、酮中具有不同溶解度的性質,從小到大按比例加入甲醇或乙醇或丙酮進行分步沉澱.
2.4.1.2 鹽析法
鹽析法是根據不同多糖在不同鹽濃度中溶解度不同而將其分離的一種方法。常用的鹽析劑有氯化鈉、氯化鉀、硫酸銨等,其中以硫酸銨最佳。
2.4.2 按電離性質不同分離
2.4.2.1季胺鹽沉澱法
季胺氫氧化物是一類乳化劑,能與酸性多糖形成不溶性化合物季銨絡合物,此絡合物在低離子強度的水溶液中不溶解而產生沉澱。若提高多糖液pH值或加入硼砂緩沖液,也可使中性多糖沉澱分離。常用季銨鹽有十六烷基三甲基季銨鹽的溴化物及其氫氧化物和十六烷基吡啶。
2.4.3 柱層析法
2.4.3.1凝膠柱層析法
凝膠柱層析法常用的凝膠有葡聚糖凝膠(Sephadex)和瓊脂糖凝膠(Sepharose),以不同濃度的鹽溶液和緩沖溶液作為洗脫劑,從而使不同大小的多糖分子得到分離純化,但不適宜粘多糖的分離。
2.4.3.2纖維素陰離子交換劑柱層析法
纖維素陰離子交換劑柱層析法常用的交換劑為DEAE一纖維素和ECTEOLA一纖維素,分類硼砂型和鹼型兩種,洗脫劑可用不同濃度鹼溶液、硼砂溶液、鹽溶液,其優點可吸附雜質、純化多糖,並適用於分離各種酸性、中性多糖和粘多糖。如百合多糖、北沙參多糖、太子參多糖等。
2.4.3.3 活性炭柱層析法
活性炭吸附量大、效率高,是分離水溶性物質的常用吸附劑。柱層析時活性炭中常拌入等量的硅藻土作稀釋劑,以增加溶液的流速。糖溶液上柱後先用水洗脫無機鹽、單糖等再依次增加乙醇濃度進行洗脫。
2.4.3.4 離子交換柱層析和普通凝膠柱層析聯用法
有些植物的多糖成分復雜, 除中性多糖外,還含有糖醛酸等,因此往往兩種不同性質的色譜柱聯用才能得到單一多糖組分。
2.4.3.5 三種層析柱聯用
採用離子交換葡聚糖凝膠柱、丙烯葡聚糖凝膠柱和葡聚糖凝膠柱三者聯用,即先進行DEAE—SephadexA柱層析,用蒸餾水洗脫。水洗組分進一步用SephacrylS柱層析,得到主要組分再用SephadexG一100柱層析,有時會有較高的得率。
三、多糖的純度鑒定
經過分級純化的多糖在測定結構前須進行純度鑒定.而且多糖的純度不能用通常化合物的純度標准來衡量,因為即便是多糖純品,其微觀也並不均一,僅代表相似鏈長的多糖分子的平均分布,通常所謂的多糖純品也只是一定相對分子質量范圍的多糖的均一組分.目前常用於多糖純度的鑒定方法有:高效液相、 凝膠層析法、電泳法、色譜法、旋光度法等.

多糖的單糖組分的鑒定稱取多糖粗品8 mg,用2 mL濃度為1 mol/L硫酸100*C水解6 h。飽和Ba(OH)2中和至中性,抽濾,取濾液,濃縮,毛細管點樣,薄層層析法分析。採用硅膠G板105"(2活化2 h後使用。標准糖分別為D一半乳糖,D一葡萄糖,D一甘露糖,L一山梨糖、L一阿拉伯糖。展開劑為正丁醇一冰醋酸一水(4:1:5)(體積比)。用AgNO3一NaOH 溶液顯色。

5. 生產麥芽糊精離子交換和不離子交換有什麼區別

基本信息:中文名稱
γ-環糊精中文別名
γ-Cyclodextrin;GAMA-環糊精;gamma-環糊精;卜環糊精;GAMMA-環糊精;英文名稱
γ-cyclodextrin英文別名
γ-Cyclodextrin;cyclomaltooctaose;Cyclooctapentylose;Schardinger
γ-Dextrin;gamma-cyclodextrin;Cyclooctaamylose;Ringdex
C;CAS號
17465-86-0分子式
C48H80O40分子量
1297.12000生產方法:由環狀麥芽糊精葡萄糖轉移酶(CGTase,EC2.4.1.19)作用於已水解的澱粉,然後用下列方法之一提純:卜環糊精用一大環化合物的絡合物進行沉澱,然後用正癸烷萃取,再對溶劑進行汽提;從含有卜環糊精的純化母液,用離子交換或凝膠過濾的色譜分離法獲得結晶;通過超濾和反滲透的膜分離法獲得。

6. 葡萄糖凝膠Sephadex-G200怎樣使用

葡聚糖凝膠的使用方法 1. 乙醇浸泡: 在室溫下,將乾粉浸泡於50-60%乙醇中至少24小時,並不斷攪拌以保證凝膠溶脹,用無鹽水洗去殘存的乙醇濾干; 2. 無鹽水浸泡: 室溫下,在無鹽水中充分溶脹24小時,間隙攪拌,以保證凝膠的完全溶脹,然後; 3. 鹽酸浸泡: 在常溫下再用0.2N HCl浸泡12小時,間隙攪拌,濾干,水洗只中性; 4. 將溶脹好的凝膠脫氣後(真空抽濾或超聲波)根據裝柱要求一次性置入柱內,注意保持濕態裝柱,並避免柱內產生氣泡或斷層; 5. 上樣前平衡層析柱至少3-5個柱體積直到記錄儀基線變得平穩為止(流出液的PH值等於上柱的Buffer的PH值); 6. 凝膠過濾的上樣量一般為5%的柱床體積,我們建議初次上樣控制在1-2%的床體積,視分離情況可以調整;脫鹽時上樣量可以達到20%的柱床體積,柱高的選擇也與分離要求相關,柱高控制在40-50cm 以下,過高的凝膠層會引起較大的反壓,應當盡可能避免。難分離物質要有一定柱高和流速控制,脫鹽時高徑比為5:1即可; 7. 洗脫方法: 可以用無鹽水,也可以採用上柱時的緩沖液洗脫;在上柱Buffer中加入NaCl等梯度洗脫或鹽梯度洗脫也可以完全分離純化; 8. 在位清洗(CIP) 凝膠使用十次後作一次CIP,目的是去除柱床內沉澱的及頑固殘留的蛋白。方法是以40cm/h用1M氫氧化鈉反向洗四個柱體積,再以至少三個柱體積平衡緩沖液再生。
備注: 其它規格葡聚糖凝膠處理方法類似。

7. 藍色葡聚糖 葡萄糖凝膠柱

1.凝膠的預處理
交聯葡聚糖凝膠的市售商品多為乾燥顆粒,使用前必須充分溶脹。方法是將欲使用的干凝膠緩慢地傾倒入5~10倍的去離子水中,參照相關資料中凝膠溶脹所需時間,進行充分浸泡,然後用傾倒法除去表面懸浮的小顆粒,並減壓抽氣排除凝膠懸液中的氣泡,准備裝柱。在許多情況下,也可採用加熱煮沸方法進行凝膠溶脹,此法不僅能加快溶脹速率,而且能除去凝膠中污染的細菌,同時排除氣泡。
2.裝柱

層析柱的選擇一般根據分離樣品的種類和樣品的數量而定。純化蛋白質時,柱床體積應為樣品體積的25~100倍。去除鹽及游離熒光素約為樣品體積的4~10倍。柱太短,影響分離效果。柱長一些,分離效果好,但柱太長,則延長分離時間,樣品也稀釋過度。層析柱的內徑也要選擇適當。內徑過細,會發生「器壁效應」,即靠近管壁的流速要大於中心的流速影響分離效果。所以層析柱的內徑和高度應有一定的比例。對於除鹽來說應為1︰5~1︰25;對於純化蛋白質來說應為1︰20~1︰100。

凝膠柱的裝填方法和要求,基本上與離子交換柱的制備相同。一根理想的凝膠柱要求柱中的填料(凝膠)密度均勻一致,沒有空隙和氣泡。通常新裝的凝膠柱用適當的緩沖溶液平衡後,將帶色的蘭葡聚糖–2000、細胞色素,或血紅蛋白等物質配製成質量濃度為2g/L的溶液過柱,觀察色帶是否均勻下移,以鑒定新裝柱的技術質量是否合格,否則,必須重新裝填。
3.加樣與洗脫
(1)加樣量:加樣量與測定方法和層析柱大小有關。如果檢測方法靈敏度高或柱床體積小,加樣量可小;否則,加樣量增大。例如利用凝膠層析分離蛋白質時,若採用28Onm波長測定吸光度,對一根2cm×6Ocm的柱來說,加樣量需5mg左右。一般來說,加樣量越少或加樣體積越小(樣品濃度高),解析度越高。通常樣品液的加入量應掌握在凝膠床總體積的5%~10%。樣品體積過大,分離效果不好。
對高解析度的分子篩層析,樣品溶液的體積主要由內水體積(Vi)所決定,故高吸水量凝膠如Sephadex G-200,每mL總床體積可加0.3~0.5mg溶質,使用體積約為0.O2倍總體積;而低吸水量凝膠如Sephadex G–75,每mL總床體積加溶質質量為0.2mg,樣品體積為0.Ol倍總體積。
(2)加樣方法:如同離子交換柱層析一樣,凝膠床經平衡後,吸去上層液體,待平衡液下降至床表面時,關閉流出口,用滴管加入樣品液,打開流出口,使樣品液緩慢滲入凝膠床內。當樣品液面恰與凝膠床表面持平時,小心加入數mL洗脫液沖洗管壁。然後繼續用大量洗脫液洗脫。
(3)洗脫:加完樣品後,將層析床與洗脫液儲瓶、檢測儀、分部收集器及記錄儀相連,根據被分離物質的性質,預先估計好一個適宜的流速,定量地分部收集流出液,每組分一至數mL。各組分可用適當的方法進行定性或定量分析。
凝膠柱層析一般都以單一緩沖溶液或鹽溶液作為洗脫液,有時甚至可用蒸餾水。洗脫時用於流速控制的裝置最好的是恆流泵。若無此裝置,可用控制操作壓的辦法進行。樣品體積不宜過多,最好為床體積的1%~5%,最多不要超過10%。樣品濃度也不宜過大,濃度過大粘度大,分離效果差,一般不超過4%。

洗脫液應與膨脹一致,否則更換溶劑,凝膠體積會發生變化,影響分離效果。洗脫液要有一定的離子強度和pH值。分離血清蛋白常用0.02~0.1Mol/L pH 6.9~8.0的PBS液(0.14Mol/L NaCl)和0.1Mol/L pH8.0Tris-HCl緩沖鹽溶液(0.14Mol/L NaCl)。
凝膠再生和保存
凝膠層析的載體不會與被分離的物質發生任何作用,因此凝膠柱在層析分離後稍加平衡即可進行下一次的分離操作。但使用多次後,由於床體積變小,流動速率降低或雜質污染等原因,使分離效果受到影響。此時對凝膠柱需進行再生處理,其方法是:先用水反復進行逆向沖洗,再用緩沖溶液平衡,即可進行下一次分離。
對使用過的凝膠,若短時間保存,只要反復洗滌除去蛋白質等雜質,加入適量防腐劑即可;若長期保存,則需將凝膠從柱中取出,進行洗滌、脫水和乾燥等處理後,裝瓶保存。

8. 簡述凝膠過濾,離子交換和親和色譜之間的區別

凝膠過濾色譜法:解析度較高,但是上樣量僅為柱體積的1%,而且對流速也有內嚴格的限制。容
離子交換色譜法:根據目的蛋白質表面所含有的氨基酸殘基帶有的凈電荷分離蛋白質,但是解析度沒有凝膠過濾高。
親和層析法:根據生物分子的特異性分離目的蛋白,特異性很高,但是配件容易丟失 適合含有特異性的標簽的或者抗體。
疏水色譜:根據疏水性來分離蛋白質,缺點是有的蛋白質在高鹽中溶解度降低,所以應用范圍受到限制,適合蛋白質表面含有較多疏水性氨基酸殘基的疏水性蛋白質。

9. 離子交換樹脂利用率可達到多少

離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。
目錄
1基本介紹
2基本分類
3命名方式
4製造廠家
5基本類型
▪ 強酸性陽離子樹脂
▪ 弱酸性陽離子樹脂
▪ 強鹼性陰離子樹脂
▪ 弱鹼性陰離子樹脂
▪ 離子樹脂的轉型
6基體組成
7物理結構
8交換容量
9吸附選擇
▪ 對陽離子的吸附
▪ 對陰離子的吸附
▪ 對有色物的吸附
10物理性質
▪ 樹脂顆粒尺寸
▪ 樹脂的密度
▪ 樹脂的溶解性
▪ 膨脹度
▪ 耐用性
11應用領域
12其他補充
13保存方法
14物化信息
1基本介紹編輯

離子交換樹脂形態
離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架(或基因)名稱、基本名稱組成。孔隙結構分凝膠型和大孔型兩種,凡具有物理孔結構的稱大孔型樹脂,在全名稱前加「大孔」。分類屬酸性的應在名稱前加「陽」,分類屬鹼性的,在名稱前加「陰」。如:大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。
2基本分類編輯
離子交換樹脂還可以根據其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。樹脂中化學活性基團的種類決定了樹脂的主要性質和類別。首先區分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類,它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進行離子交換。陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類,陰離子樹脂又分為強鹼性和弱鹼性兩類 (或再分出中強酸和中強鹼性類)。

離子交換樹脂 基本形態
3命名方式編輯
離子交換樹脂的命名方式:
離子交換產品的型號以三位阿拉伯數字組成,第一位數字代表產品的分類,第二位數字代表骨架的差異,第三位數字為順序號用以區別基因、交聯劑等的差異。第一、第二位

濕離子交換樹脂
數字的意義,見表8-1。
表8-1 樹脂型號中的一、二位數字的意義
代號 0 1 2 3 4 5 6
分類名稱 強酸性 弱酸性 強鹼性 弱鹼性 螫合性 兩性 氧化還原性
骨架名稱 苯乙烯系丙烯酸系 醋酸系 環氧系 乙烯吡啶系 脲醛系 氯乙烯系
大孔樹脂在型號前加「D」,凝膠型樹脂的交聯度值可在型號後用「×」號連接阿拉伯數字表示。如D011×7,表示大孔強酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂,其交聯度為7。
國外一些產品用字母C代表陽離子樹脂(C為cation的第一個字母),A代表陰離子樹脂(A為Anion的第一個字母),如Amberlite的IRC和IRA分別為陽樹脂和陰樹脂,亦分別代表陽樹脂和陰樹脂。
4製造廠家編輯
離子交換樹脂在國內外都有很多製造廠家和很多品種。國內製造廠有數十家,主要的有上海樹脂有限公司、南開化工廠、安徽皖東化工有限人司,浙江爭光實業股份有限公司、晨光化工研究院樹脂廠、江蘇色可賽思樹脂有限公司等;國外較著名的如美國Rohm & Hass公司生產的Amberlite系列、Success公司生產Ionresin系列、Dow化學公司的Dowex系列、法國Duolite系列和Asmit系列、日本的Diaion系列,還有Ionac系列、Allassion系列等。樹脂的牌號多數由各製造廠或所在國自行規定。
5基本類型編輯
強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解後,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個

離子交換樹脂
反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。
弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
強鹼性陰離子樹脂
這類樹脂含有強鹼性基團,如季胺基(亦稱四級胺基)-NR3OH(R為碳氫基團),能在水中離解出OH-而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。
這種樹脂的離解性很強,在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。
弱鹼性陰離子樹脂
這類樹脂含有弱鹼性基團,如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2,它們在水中能離解出OH-而呈弱鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液

離子交換樹脂
中的陰離子吸附結合,從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。
離子樹脂的轉型
以上是樹脂的四種基本類型。在實際使用上,常將這些樹脂轉變為其他離子型式運行,以適應各種需要。例如常將強酸性陽離子樹脂與NaCl作用,轉變為鈉型樹脂再使用。工作時鈉型樹脂放出Na+與溶液中的Ca2+、Mg2+等陽離子交換吸附,除去這些離子。反應時沒有放出H+,可避免溶液pH下降和由此產生的副作用(如蔗糖轉化和設備腐蝕等)。這種樹脂以鈉型運行使用後,可用鹽水再生(不用強酸)。又如陰離子樹脂可轉變為氯型再使用,工作時放出Cl-而吸附交換其他陰離子,它的再生只需用食鹽水溶液。氯型樹脂也可轉變為碳酸氫型(HCO3-)運行。強酸性樹脂及強鹼性樹脂在轉變為鈉型和氯型後,就不再具有強酸性及強鹼性,但它們仍然有這些樹脂的其他典型性能,如離解性強和工作的pH范圍寬廣等。
6基體組成編輯
離子交換樹脂(ionresin)的基體(matrix),製造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)兩大類,它們分別與交聯劑二乙烯苯產生聚合反應,形成具有長分子主鏈及交聯橫鏈的網路骨

離子交換樹脂
架結構的聚合物。苯乙烯系樹脂是先使用的,丙烯酸系樹脂則用得較後。
這兩類樹脂的吸附性能都很好,但有不同特點。丙烯酸系樹脂能交換吸附大多數離子型色素,脫色容量大,而且吸附物較易洗脫,便於再生,在糖廠中可用作主要的脫色樹脂。苯乙烯系樹脂擅長吸附芳香族物質,善於吸附糖汁中的多酚類色素(包括帶負電的或不帶電的);但在再生時較難洗脫。因此,糖液先用丙烯酸樹脂進行粗脫色,再用苯乙烯樹脂進行精脫色,可充分發揮兩者的長處。
樹脂的交聯度,即樹脂基體聚合時所用二乙烯苯的百分數,對樹脂的性質有很大影響。通常,交聯度高的樹脂聚合得比較緊密,堅牢而耐用,密度較高,內部空隙較少,對離子的選擇性較強;而交聯度低的樹脂孔隙較大,脫色能力較強,反應速度較快,但在工作時的膨脹性較大,機械強度稍低,比較脆而易碎。工業應用的離子樹脂的交聯度一般不低於4%;用於脫色的樹脂的交聯度一般不高於8%;單純用於吸附無機離子的樹脂,其交聯度可較高。
除上述苯乙烯系和丙烯酸系這兩大系列以外,離子交換樹脂還可由其他有機單體聚合製成。如酚醛系(FP)、環氧系(EPA)、乙烯吡啶系(VP)、脲醛系(UA)等。
7物理結構編輯
離子樹脂常分為凝膠型和大孔型兩類。
凝膠型樹脂的高分子骨架,在乾燥的情況下內部沒有毛細孔。它在吸水時潤脹,在大分子鏈節間形成很微細的孔隙,通常稱為顯微孔(micro-pore)。濕潤樹脂的平均孔徑為2~4nm(2×10-6 ~4×10-6mm)。

離子交換樹脂
這類樹脂較適合用於吸附無機離子,它們的直徑較小,一般為0.3~0.6nm。這類樹脂不能吸附大分子有機物質,因後者的尺寸較大,如蛋白質分子直徑為5~20nm,不能進入這類樹脂的顯微孔隙中。
大孔型樹脂是在聚合反應時加入致孔劑,形成多孔海綿狀構造的骨架,內部有大量永久性的微孔,再導入交換基團製成。它並存有微細孔和大網孔(macro-pore),潤濕樹脂的孔徑達100~500nm,其大小和數量都可以在製造時控制。孔道的表面積可以增大到超過1000m2/g。這不僅為離子交換提供了良好的接觸條件,縮短了離子擴散的路程,還增加了許多鏈節活性中心,通過分子間的范德華引力(van de Waals force)產生分子吸附作用,能夠象活性炭那樣吸附各種非離子性物質,擴大它的功能。一些不帶交換功能團的大孔型樹脂也能夠吸附、分離多種物質,例如化工廠廢水中的酚類物。
大孔樹脂內部的孔隙又多又大,表面積很大,活性中心多,離子擴散速度快,離子交換速度也快很多,約比凝膠型樹脂快約十倍。使用時的作用快、效率高,所需處理時間縮短。大孔樹脂還有多種優點:耐溶脹,不易碎裂,耐氧化,耐磨損,耐熱及耐溫度變化,以及對有機大分子物質較易吸附和交換,因而抗污染力強,並較容易再生。
8交換容量編輯
離子交換樹脂進行離子交換反應的性能,表現在它的「離子交換容量」,即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當量數,meq/g(干)或 meq/mL(濕);當離子為一價時,毫克當量數即是毫克分子數(對二價或多價離子,前者為後者乘離子價數)。它又有「總交換容量」、「工作交換容量」和「再生交換容量」等三種表示方式。
1、總交換容量,表示每單位數量(重量或體積)樹脂能進行離子交換反應的化學基團的總量。

離子交換樹脂塔
2、工作交換容量,表示樹脂在某一定條件下的離子交換能力,它與樹脂種類和總交換容量,以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關。
3、再生交換容量,表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的交換容量,表明樹脂中原有化學基團再生復原的程度。
通常,再生交換容量為總交換容量的50~90%(一般控制70~80%),而工作交換容量為再生交換容量的30~90%(對再生樹脂而言),後一比率亦稱為樹脂的利用率。
在實際使用中,離子交換樹脂的交換容量包括了吸附容量,但後者所佔的比例因樹脂結構不同而異。現仍未能分別進行計算,在具體設計中,需憑經驗數據進行修正,並在實際運行時復核之。
離子樹脂交換容量的測定一般以無機離子進行。這些離子尺寸較小,能自由擴散到樹脂體內,與它內部的全部交換基團起反應。而在實際應用時,溶液中常含有高分子有機物,它們的尺寸較大,難以進入樹脂的顯微孔中,因而實際的交換容量會低於用無機離子測出的數值。這種情況與樹脂的類型、孔的結構尺寸及所處理的物質有關。
9吸附選擇編輯
離子交換樹脂對溶液中的不同離子有不同的親和力,對它們的吸附有選擇性。各種離子受樹脂交換吸附作用的強弱程度有一般的規律,但不同的樹脂可能略有差異。主要規律如下:
對陽離子的吸附
高價離子通常被優先吸附,而低價離子的吸附較弱。在同價的同類離子中,直徑較大的離子的被吸附較強。一些陽離子被吸附的順序如下:
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
對陰離子的吸附
強鹼性陰離子樹脂對無機酸根的吸附的一般順序為:
SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
弱鹼性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下:
OH-> 檸檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >;草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >;醋酸根- > HCO3-
對有色物的吸附
糖液脫色常使用強鹼性陰離子樹脂,它對擬黑色素(還原糖與氨基酸反應產物)和還原糖的鹼性分解產物的吸附較強,而對焦糖色素的吸附較弱。這被認為是由於前兩者通常帶負電,而焦糖的電荷很弱。
通常,交聯度高的樹脂對離子的選擇性較強,大孔結構樹脂的選擇性小於凝膠型樹脂。這種選擇性在稀溶液中較大,在濃溶液中較小。
10物理性質編輯
離子交換樹脂的顆粒尺寸和有關的物理性質對它的工作和性能有很大影響。
樹脂顆粒尺寸
離子交換樹脂通常製成珠狀的小顆粒,它的尺寸也很重要。樹脂顆粒較細者,反應速度較大,但細顆粒對液體通過的阻力較大,需要較高的工作壓力;特別是濃糖液粘度高,這種影響更顯著。因此,樹脂顆粒的大小應選擇適當。如果樹脂粒徑在0.2mm(約為70目)以下,會明顯增大流體通過的阻力,降低流量和生產能力。
樹脂顆粒大小的測定通常用濕篩法,將樹脂在充分吸水膨脹後進行篩分,累計其在20、30、40、50……目篩網上的留存量,以90%粒子可以通過其相對應的篩孔直徑,稱為樹脂的「有效粒徑」。多數通用的樹脂產品的有效粒徑在0.4~0.6mm之間。
樹脂顆粒是否均勻以均勻系數表示。它是在測定樹脂的「有效粒徑」坐標圖上取累計留存量為40%粒子,相對應的篩孔直徑與有效粒徑的比例。如一種樹脂(IR-120)的有效粒徑為0.4~0.6mm,它在20目篩、30目篩及40目篩上留存粒子分別為:18.3%、41.1%、及31.3%,則計算得均勻系數為2.0。
樹脂的密度
樹脂在乾燥時的密度稱為真密度。濕樹脂每單位體積(連顆粒間空隙)的重量稱為視密度。樹脂的密度與它的交聯度和交換基團的性質有關。通常,交聯度高的樹脂的密度較高,強酸性或強鹼性樹脂的密度高於弱酸或弱鹼性者,而大孔型樹脂的密度則較低。例如,苯乙烯系凝膠型強酸陽離子樹脂的真密度為1.26g/mL,視密度為0.85g/mL;而丙烯酸系凝膠型弱酸陽離子樹脂的真密度為1.19g/mL,視密度為0.75g/mL。
樹脂的溶解性
離子交換樹脂應為不溶性物質。但樹脂在合成過程中夾雜的聚合度較低的物質,及樹脂分解生成的物質,會在工作運行時溶解出來。交聯度較低和含活性基團多的樹脂,溶解傾向較大。
膨脹度
離子交換樹脂含有大量親水基團,與水接觸即吸水膨脹。當樹脂中的離子變換時,如陽離子樹脂由H+轉為Na+,陰樹脂由Cl-轉為OH-,都因離子直徑增大而發生膨脹,增大樹脂的體積。通常,交聯度低的樹脂的膨脹度較大。在設計離子交換裝置時,必須考慮樹脂的膨脹度,以適應生產運行時樹脂中的離子轉換發生的樹脂體積變化。
耐用性
樹脂顆粒使用時有轉移、摩擦、膨脹和收縮等變化,長期使用後會有少量損耗和破碎,故樹脂要有較高的機械強度和耐磨性。通常,交聯度低的樹脂較易碎裂,但樹脂的耐用性更主要地決定於交聯結構的均勻程度及其強度。如大孔樹脂,具有較高的交聯度者,結構穩定,能耐反復再生。
11應用領域編輯
1)水處理
水處理領域離子交換樹脂的需求量很大,約占離子交換樹脂產量的90%,用於水中的各種陰陽離子的去除。目前,離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發電廠的純水處理上,其次是原子能、半導體、電子工業等。
2)食品工業
離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如:高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後,再經水解反應,產生葡萄糖與果糖,而後經離子交換處理,可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業中的消耗量僅次於水處理。
3)制葯行業
制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。近年還在中葯提成等方面有所研究。
4)合成化學和石油化學工業
在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼,同樣可進行上述反應,且優點更多。如樹脂可反復使用,產品容易分離,反應器不會被腐蝕,不污染環境,反應容易控制等。
甲基叔丁基醚(MTBE)的制備,就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑,由異丁烯與甲醇反應而成,代替了原有的可對環境造成嚴重污染的四乙基鉛。
5)環境保護
離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環境保護問題上。目前,許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質,這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影製片廢液里的有用物質等。
6)濕法冶金及其他
離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
12其他補充編輯
離子交換技術有相當長的歷史,某些天然物質如泡沸石和用煤經過磺化製得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是,隨著現代有機合成工業技術的迅速發展,研究製成了許多種性能優良的離子交換樹脂,並開發了多種新的應用方法,離子交換技術迅速發展,在許多行業特別是高新科技產業和科研領域中廣泛應用。近年國內外生產的樹脂品種達數百種,年產量數十萬噸。
在工業應用中,離子交換樹脂的優點主要是處理能力大,脫色范圍廣,脫色容量高,能除去各種不同的離子,可以反復再生使用,工作壽命長,運行費用較低(雖然一次投入費用較大)。以離子交換樹脂為基礎的多種新技術,如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等,各具獨特的功能,可以進行各種特殊的工作,是其他方法難以做到的。離子交換技術的開發和應用還在迅速發展之中。
離子交換樹脂的應用,是近年國內外製糖工業的一個重點研究課題,是糖業現代化的重要標志。膜分離技術在糖業的應用也受到廣泛的研究。
離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯),通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架,再在骨架上導入不同類型的化學活性基團(通常為酸性或鹼性基團)而製成。
離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。大多數製成顆粒狀,也有一些製成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3~1.2mm 范圍內,大部分在0.4~0.6mm之間。它們有較高的機械強度(堅牢性),化學性質也很穩定,在正常情況下有較長的使用壽命。
離子交換樹脂中含有一種(或幾種)化學活性基團,它即是交換官能團,在水溶液中能離解出某些陽離子(如H+或Na+)或陰離子(如OH-或Cl-),同時吸附溶液中原來存有的其他陽離子或陰離子。即樹脂中的離子與溶液中的離子互相交換,從而將溶液中的離子分離出來。
離子交換樹脂的品種很多,因化學組成和結構不同而具有不同的功能和特性,適應於不同的用途。應用樹脂要根據工藝要求和物料的性質選用適當的類型和品種。
相關搜索詞條:
離子交換樹脂再生
離子交換樹脂預處理
注意事項:
1、 離子交換樹脂含有一定水份,不宜露天存放,儲運過程中應保持濕潤,以免風干脫水,使樹脂破碎,如貯存過程中樹脂脫水了,應先用濃食鹽水(10%)浸泡,再逐漸稀釋,不得直接放入水中,以免樹脂急劇膨脹而破碎。
2、 冬季儲運使用中,應保持在5-40℃的溫度環境中,避免過冷或過熱,影響質量,若冬季沒有保溫設備時,可將樹脂貯存在食鹽水中,食鹽水濃度可根據氣溫而定。
3、 離子交換樹脂的工業產品中,常含有少量低聚合物和未參加反應的單體,還含有鐵、鉛、銅等無機雜質,當樹脂與水、酸、鹼或其它溶液接觸時,上述物質就會轉入溶液中,影響出水質量,因此,新樹脂在使用前必須進行預處理,一般先用水使樹脂充分膨脹,然後,對其中的無機雜質(主要是鐵的化合物)可用4-5%的稀鹽酸除去,有機雜質可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去,洗到近中性即可。如在醫葯制備中使用,須用乙醇浸泡處理。
4、 樹脂在使用中,防止與金屬(如鐵、銅等)油污、有機分子微生物、強氧化劑等接觸,免使離子交換能力降低,甚至失去功能,因此,須根據情況對樹脂進行不定期的活化處理,活化方法可根據污染情況和條件而定,一般陽樹脂在軟化中易受Fe的污染可用鹽酸浸泡,然後逐步稀釋,陰樹脂易受有機物污染,可用10%NaC1+2-5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗,必要時可用1%雙氧水溶液泡數分鍾,其它,也可採用酸鹼交替處理法,漂白處理法,酒精處理及各種滅菌法等等。
5、 新樹脂的預處理:離子交換樹脂的工業產品中,常含有少量低聚物和未參加反應的單體,還含有鐵、鉛、銅等無機雜質。當樹脂與水、酸、鹼或其它溶液接觸時,上述物質就會轉入溶液中,影響出水質量。因此,新樹脂在使用前必須進行預處理。一般先用水使樹脂膨脹,然後,對其中的無機雜質(主要是鐵的化合物)可用4-5%的稀鹽酸除去,有機雜質可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去洗到近中性即可。
13保存方法編輯
離子交換樹脂不能露天存放,存放處的溫度為0-40℃,當存放處溫度稍低於0℃時,應向包裝袋內加入澄清的飽和食鹽水、浸泡樹脂。此外,當存放處溫度過高時,不但使樹脂易於脫水,還會加速陰樹脂的降解。一旦樹脂失水,使用時不能直接加水,可用澄清的飽和食鹽水浸泡,然後再逐步加水稀釋,洗去鹽分,貯存期間應使其保持濕潤。
14物化信息編輯
中文名稱:離子交換樹脂
英文名稱:Amberlite XAD-16
英文別名:Amberlite(r) xad-16; amberlite(r) xad-16 nonionic polymeric adsorbent; supelclean envi-chrom p, 50 grams; amberchrom 161c, 50gm; amberchrom 161c 100ml; amberlite xad-16, -7, -4 resin; amberlite xad-15 nonionic polymeric adsorbent; amberlitet la-2, ion exchange resin, liquid grade; amberlite la-2; ion exchange resin[1]
CAS:104219-63-8;11128-96-4

10. 凝膠過濾層析和離子交換層析分離蛋白質的原理有何不同

所有的層析在原理上都是相通的,區別在於流動相和層析劑之間的作用力的不同.
離子內交換是利容用蛋白質表面的電荷與層析劑上的離子基團的靜電作用.
凝膠過濾層析利用了凝膠的多孔性,根據溶劑分子的大小進行分離.

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