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离子交换层析

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-09-23  来源:实验室资讯网  浏览次数:13731
 
  离子交换层析利用含有能与周围介质进行离子交换的不稳定离子的不溶 性基质来分离分离物质。
1、离子交换基质Adams 和Holnes 有1935 年通过酚、甲醛和磺酸缩 聚成不溶性树脂,制成了第一个人工合成的离子交换材料。从此以后,人工 合成的离子交换树脂日见增多(多数是从芳香族化合物合成的),由苯乙烯 及交联剂二乙烯苯聚合得到的物质是一种常用的树脂基质。
通过适当的反应再将可电离基团引入到芳香环上,二乙烯苯和苯乙烯的 相对含量决定了聚苯乙烯链之间的交联度。交联度是指这种树脂骨架中含有 二乙烯苯的重量百分率。国产树脂的交联度一般为4%~14%。树脂的交联度 小时,则水溶性强,加水后树脂的膨胀性大,网状结构的网眼大,交换反应 快,交换选择性低。相反,树脂的交联度大时,则水溶性弱,加水后树脂的 膨胀性小,网眼小,交换慢,具有一定的选择性。
离子交换树脂适合分离小分子物质,如氨基酸,但对于大分子,如蛋白 质是不适合的,因为大分子不能进入树脂紧密交联结构的内部。因此大分子 可以用取代的纤维素和葡聚糖来分离,这些物质的分子是纤维状的,它们的 大部分功能基团在表面。
2、可电离基团按照离子交换树脂对阴离子或阳离子的亲合特性可以 分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。例如,阳离子交换树脂交换周围介 质的阳离子,也就是说,决定树脂究竟是阴离子的还是阳离子树脂的可交换 离子所带的电荷,而不是基质上所带的电荷。
这两种类型又可进一步分成含有强电离基团的,如强酸型和强碱型;及 弱电离基团的,如弱酸型和弱碱型。强离子交换树脂是完全电离的,并以带 电形式存在(在极端pH 值时例外)。弱离子交换树脂所 含基团的电离程度 依pH 一个狭窄的pH 范围有最大交换容量方能使用。一般含羟基的树脂在 pH6 左右有最大容量,而带有氨基的那些树脂在pH 低于6 时才有效。 离子交换纤维素含有取代了纤维素一OH 的弱电离基团,这些基团的密 度比较低,因为取代太多时就会使纤维素变得可溶。
对于分离结合较弱的大分子时,用弱电离部位密度较低的交换剂适合, 而且在温和条件下容易解析。
3、离子交换平衡典型的离子交换反应过程说明,在这里用含有氨基的 阴离子交换树脂分离两个负电性离子。树脂可电离基团的浓度几乎可以达到 6~10mol/L,因此有很高的交换容量。
虽然一般以为离子交换树脂的作用仅仅是通过离子交换过程来分离物 质,但实际上也可能存在吸附作用和分子筛作用。
 
 
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