内蒙古大学：《分析化学》课程教学资源（PPT课件）第八章 分析化学中的分离技术 第五节 膜分离技术

第八章 一透析一超滤分离技术 分析化学中的 二、超滤 分离技术 三、生物大分子的色谱分 离法 第五节 膜分离技术与 生物试样分离 下页 2024/9/13 回

2024/9/13 第八章 分析化学中的 分离技术 第五节 膜分离技术与 生物试样分离 一、透析 —超滤分离技术 二、超滤 三、生物大分子的色谱分 离法

透析 超滤分离技术 原理：透析是采用半透膜作为滤膜，使试样中的小分子经扩散作用不 断透出膜外，而大分子不能透过被保留，直到膜两边达到平衡。 特点：半透膜两边均为液体，一边为试样溶液，另一边为纯净溶剂( 水或缓冲溶液)。可不断更换外层溶剂使扩散不断进行，直至符合要求。 应用：制备或提纯生物大分子时，除去小分子物质及其杂质，脱盐。 用于透析的半透膜应具备的条件： (1)在溶剂中能膨胀形成分子筛状多孔薄膜，只允许小分子溶质通过 ,而阻止大分子（如蛋白质)通过； (2)化学惰性； (3)在水、盐溶液、稀酸或稀碱溶液中稳定； (4)有一定的机械强度和良好的再生性能。 2024/9/13 页 返回

2024/9/13 一、透析 ——超滤分离技术 原理：透析是采用半透膜作为滤膜,使试样中的小分子经扩散作用不 断透出膜外,而大分子不能透过被保留，直到膜两边达到平衡。 特点：半透膜两边均为液体，一边为试样溶液，另一边为纯净溶剂（ 水或缓冲溶液）。可不断更换外层溶剂使扩散不断进行，直至符合要求。 应用：制备或提纯生物大分子时，除去小分子物质及其杂质，脱盐。 用于透析的半透膜应具备的条件： （1）在溶剂中能膨胀形成分子筛状多孔薄膜，只允许小分子溶质通过 ，而阻止大分子（如蛋白质）通过； （2）化学惰性； （3）在水、盐溶液、稀酸或稀碱溶液中稳定； （4）有一定的机械强度和良好的再生性能

透析的装置与方法 半透膜可制成管状，按需要截取一定长度，将一端封闭后，装入需 要透析的试样溶液后，放入盛有溶剂的透析缸中。 商品透析管常涂有甘油以防干裂，也可能含有其他微量杂质。 预处理：用50%乙醇慢慢煮沸一小时，再分别用50%乙醇、 0.01mol/L碳酸氢纳溶液、0.001mo1/九EDTA溶液依次洗涤，最后用蒸 馏水洗涤三次； 透析过程注意点： (1)透析前，对装有试液的透析袋检查是否有泄漏； (2)透析袋装一半左右，防止膜外溶剂因浓度差渗入将袋涨裂或过 度膨胀使膜孔径改变； (3)搅拌；定期或连续更换外部溶剂可提高透析效果。 2024/9/13 、页 下页 返回

2024/9/13 透析的装置与方法 半透膜可制成管状，按需要截取一定长度，将一端封闭后，装入需 要透析的试样溶液后，放入盛有溶剂的透析缸中。 商品透析管常涂有甘油以防干裂，也可能含有其他微量杂质。 预处理：用5 0 %乙 醇慢慢煮 沸一小时 ，再分别 用5 0 % 乙醇、 0.01mol/L碳酸氢纳溶液、0.001 mol/L EDTA 溶液依次洗涤，最后用蒸 馏水洗涤三次； 透析过程注意点： （1）透析前，对装有试液的透析袋检查是否有泄漏； （2）透析袋装一半左右，防止膜外溶剂因浓度差渗入将袋涨裂或过 度膨胀使膜孔径改变； （3）搅拌；定期或连续更换外部溶剂可提高透析效果

二、 超滤 超滤是指外源加压的膜分离，其原理与过滤一样。 依据所加的操作压力和膜的平均孔径的不同，可分为三种模式： (1)微孔过滤 操作压力为0.07MPa,膜的平均孔径为500埃至14μm,用于分离 较大颗粒； (2)加压超滤 操作压力为0.03-6MPa,膜的平均孔径为10-100埃至14m,用于 分离大分子溶质； (3)反渗透 操作压力为30-120MPa,膜的平均孔径为10埃以下，用于分离小分 子溶质； 2024/9/13 返回

2024/9/13 二、超滤 超滤是指外源加压的膜分离，其原理与过滤一样。 依据所加的操作压力和膜的平均孔径的不同，可分为三种模式： (1)微孔过滤 操作压力为0.07 MPa，膜的平均孔径为500埃至14 m，用于分离 较大颗粒； (2)加压超滤 操作压力为0.03-6 MPa，膜的平均孔径为10-100埃至14 m，用于 分离大分子溶质； (3)反渗透 操作压力为30-120 MPa，膜的平均孔径为10埃以下，用于分离小分 子溶质；

超滤装置与应用 超滤装置：目前应用最广的是采用中空纤维系统的超滤装置，其是 由多根空心纤维细管成束地装配而成。 空心纤维细管横截面的内表层细密，向外逐渐疏松，形成各向异性 微孔膜管结构，管内径一般为0.2m,有效面积约1cm2,表面积与体积 的比率极大，故滤速很高。 DC30型中空纤维系统的超滤装置：三组中空纤维套筒，膜表面积 2.7m2,在3个大气压下，滤液流量可达1L/min。 中空纤维系统的超滤装置用于透析、脱盐，在不到一小时可从溶液 中除去99%的水。 应用：浓缩酶、蛋白质、核酸、多糖；酶的浓缩回收率可达90%。 特点：简单、经济、高效、快速的分离方法。 2024/9/13 返 回

2024/9/13 超滤装置与应用 超滤装置：目前应用最广的是采用中空纤维系统的超滤装置，其是 由多根空心纤维细管成束地装配而成。 空心纤维细管横截面的内表层细密，向外逐渐疏松，形成各向异性 微孔膜管结构，管内径一般为0.2 mm，有效面积约1cm2 ，表面积与体积 的比率极大，故滤速很高。 DC-30型中空纤维系统的超滤装置：三组中空纤维套筒，膜表面积 2.7 m 2 ，在3个大气压下，滤液流量可达 1L/min。 中空纤维系统的超滤装置用于透析、脱盐，在不到一小时可从溶液 中除去99%的水。 应用：浓缩酶、蛋白质、核酸、多糖；酶的浓缩回收率可达90%。 特点：简单、经济、高效、快速的分离方法

三、生物大分子的色谱分离法 生物试样：酶、蛋白质、核酸、多糖 生命科学的发展需要提供高纯试剂； 色谱法是目前最有效的制备级的分离方法： 基因工程中，治疗用蛋白的分离纯化即采用高压制备液相色谱； 空间排阻液相色谱：蛋白质大小差异，通用型蛋白分离纯化工具； 亲和色谱：利用固定相配基与生物大分子之间的特殊生物亲和力的 不同实现分离； 例如：将过渡金属离子Cu2+、Zn2+、Ni2+等以亚胺金属配合物的形 式键合到固定相上，由于组胺酸和半胱胺酸能与这些离子形成配位键， 形成亚胺蛋白螯合物，故含有这两种氨基酸的蛋白质可以被这种亲和 色谱固定相分离。 离子交换色谱：利用蛋白质具有不同的等电点分离。 2024/9/13 返回

2024/9/13 三、生物大分子的色谱分离法 生物试样：酶、蛋白质、核酸、多糖 生命科学的发展需要提供高纯试剂； 色谱法是目前最有效的制备级的分离方法； 基因工程中，治疗用蛋白的分离纯化即采用高压制备液相色谱； 空间排阻液相色谱：蛋白质大小差异，通用型蛋白分离纯化工具； 亲和色谱：利用固定相配基与生物大分子之间的特殊生物亲和力的 不同实现分离； 例如：将过渡金属离子Cu2+ 、Zn2+ 、Ni2+ 等以亚胺金属配合物的形 式键合到固定相上，由于组胺酸和半胱胺酸能与这些离子形成配位键， 形成亚胺-蛋白螯合物，故含有这两种氨基酸的蛋白质可以被这种亲和 色谱固定相分离。 离子交换色谱：利用蛋白质具有不同的等电点分离

内容选择： 第一节概述 第二节沉淀分离法 第三节溶剂萃取分离法 第四节离子交换分离法 第五节膜分离技术与生物试样分离 结枣了 2024/9/13 上页 返回

2024/9/13 内容选择： 第一节 概述 第二节 沉淀分离法 第三节 溶剂萃取分离法 第四节 离子交换分离法 第五节 膜分离技术与生物试样分离 结束