① 離子交換分離法的特點
1 分離效率高,既能實現相反電荷離子的分離,又能實現相近電荷離子的分離。
2 應用范圍廣,可以用於分離、富集、純化。
3 使用方便,處理量大,多數可再生利用。
4 操作比較麻煩,周期長。
② 離子交換層析常用的離子交換介質有哪些
離子交換層析常用的離子交換介質有離子交換纖維素、離子交換葡聚糖和離子交換樹脂。離子交換層析中,基質是由帶有電荷的樹脂或纖維素組成。帶有負電荷的稱之陽離子交換樹脂。而帶有正電荷的稱之陰離子樹脂。離子交換層析同樣可以用於蛋白質的分離純化。由於蛋白質也有等電點,當蛋白質處於不同的pH條件下,其帶電狀況也不同。陰離子交換基質結合帶有負電荷的蛋白質,這類蛋白質被留在柱子上,通過提高洗脫液中的鹽濃度等措施,將吸附在柱子上的蛋白質洗脫下來。結合較弱的蛋白質首先被洗脫下來。反之陽離子交換基質結合帶有正電荷的蛋白質,結合的蛋白可以通過逐步增加洗脫液中的鹽濃度或是提高洗脫液的pH值洗脫下來。
③ 離子交換樹脂的結構有什麼特點
離子交換樹脂是帶有可交換離子功能基團的具有三維網孔結構的高分子聚合物,其能夠與溶液中相應的陽離子或陰離子發生交換作用,達到吸附去除或富集提取的目的。
離子交換樹脂的結構由三部分組成:不溶性的三維空間網狀高分子骨架、連接在高分子骨架上的功能基團以及功能基團上所帶的可交換離子。
離子交換樹脂按照組成其分子骨架的物質不同,分為苯乙烯系、丙烯酸系、環氧系等;按照其可交換的離子性質分類,可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂,而陽離子交換樹脂又可分為強酸陽離子交換樹脂與弱酸陽離子交換樹脂,陰離子交換樹脂又可分為強鹼陰離子交換樹脂與弱鹼陰離子交換樹脂;按照其內部孔道結構的不同,可分為大孔型離子交換樹脂與凝膠型離子交換樹脂。
(1)強酸陽離子交換樹脂
強酸陽離子交換樹脂分子骨架上帶有強酸性基團(如磺酸基-SO3H),在溶液中,強酸基團易離解出H+,故呈強酸性;而強酸功能基團上的負電基團(如-SO3—),能吸附結合溶液中的其他陽離子,使樹脂功能基團上解離的H+與溶液中的其他陽離子發生交換作用。強酸陽離子交換樹脂因其強酸功能基團解離能力強,因此,在酸性或鹼性溶液中功能基團均能發生解離並產生離子交換作用。
(2)弱酸陽離子交換樹脂
弱酸陽離子交換樹脂分子骨架上帶有弱酸性基團(如羧酸基-COOH),在溶液中,弱酸基團同樣可以解離出H+而呈酸性;而弱酸功能基團上的負電基團(如-COO—),能吸附結合溶液中的其他陽離子,使樹脂功能基團上解離的H+與溶液中的其他陽離子發生交換作用。但是因為弱酸陽離子交換樹脂所帶功能基團為弱酸基團,解離性較弱,低pH環境下不利於弱酸基團的解離,因此,弱酸陽離子交換樹脂適合在鹼性、中性或弱酸性溶液中(如pH:5~14)使用。
(3)強鹼陰離子交換樹脂
強鹼陰離子交換樹脂分子骨架上帶有強鹼性基團(如季胺基-NR3OH),強鹼基團能在溶液中離解出OH—而呈強鹼性;而強鹼基團上的正電基團(如-NR3+),能吸附結合溶液中的其他陰離子,使樹脂功能基團上解離的OH—與溶液中的其他陰離子發生交換作用。強鹼陰離子交換樹脂所帶強鹼基團具有很強的解離性能,在不同pH環境下均能正常使用。
(4)弱鹼陰離子交換樹脂
弱鹼陰離子交換樹脂分子骨架上帶有弱鹼基團(如伯胺基-NH2、仲胺基-NHR、叔胺基-NR2),弱鹼基團在溶液中也能解離出OH—而呈弱鹼性;弱鹼基團上的正電基團能吸附結合溶液中的其他陰離子,從而產生陰離子交換作用。因為弱鹼陰離子交換樹脂所帶弱鹼基團的解離性較弱,因此,其適合在中性或酸性條件下(如pH:1~9)下使用。
④ 細胞膜內外的小分子物質及離子交換有那些方式,它們各有何特點比較它們的異同
我理解你想問的是物質跨膜運輸的方式。
有三種方式:自由擴散,協助擴散,主動運輸。
如果是低濃度到高濃度交換,就是主動運輸。
如果是高濃度到低濃度,就看用沒用載體的協助,用了就是協助擴散,沒用就是主動運輸。
⑤ 比較離子交換纖維素和離子交換樹脂的優缺點
比較離子交換纖維素和離子交換樹脂的優缺點如下:
離子交換纖維素比離子交換樹脂的優越性在於它本身並不含有可能存在的某些雜質,人工合成的樹脂有可能存在單體和二聚體等,用離子交換樹脂分離酶和生物活性大分子,其上的雜質可能會造成酶和生物大分子失活。按照道理說離子交換纖維素的制備比離子交換樹脂復雜,但是明顯離子交換纖維素更能保證分離後得到產物的純度和效率。
離子交換樹脂:是一種不溶性的高分子化合物,具有特殊的網狀結構,溶劑和離子能夠自由出入。網狀結構的骨架上帶有能解離的功能團,可與溶液中的離子進行可逆的交換反應。此類樹脂的化學性能很穩定,可耐較高的溫度。
離子交換纖維素:即在纖維素分子結構上連接一定的離子交換基團,此類離子交換劑的交換基團排列稀疏,電荷密度低,對大分子的吸附不太牢固,並且由於是親水型結構,能在水中充分溶脹,故可在溫和條件下進行分離,而不致引起生化物質的變性。
⑥ 離子交換膜的特點是什麼
1)離子交換膜是一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。2)離子交換膜按功能及結構的不同,可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合物膜五種類型。3)離子交換膜的膜電阻和選擇透過性是膜的電化學性能的重要指標。陽離子在陽膜中透過性次序為: Li+>Na+>NH4+>K+>Rb+>Cs+>Ag+> Tl+>Mg2+>Zn2+>Co2+>Cd2+> Ni2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+ 陰離子在陰膜中透過性次序為: F->CH3COO->HCOO->Cl->SCN->Br-> CrO4->NO3->I->(COO)2-(草酸根)>SO42-4)離子交換膜可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。
⑦ 離子交換纖維素有何特點為什麼人們常用它來分離純化酶及其他生物活性大分子物質
⑴具有開放性支持骨架,大分子可以自由進入和迅速擴散,故吸附容量大。⑵具有親水性,對大分子的吸附不大牢固,用溫和條件使可以洗脫,不致引起蛋白質變性或酶的失活。⑶多孔性,表面積大、交換容量大,回收率高,可用於分離和制備。
一、基本理論
離子交換劑通常是一種不溶性高分子化合物,如樹脂,纖維素,葡聚糖,醇脂糖等,它的分子中含有可解離的基團,這些基因在水溶液中能與溶液中的其它陽離子或陰離子起交換作用。雖然交換反應都是平衡反應,但在層析柱上進行時,由於連續添加新的交換溶液,平衡不斷按正方向進行,直至完全。因此可以把離子交換劑上的原子離子全部洗脫下來,同理,當一定量的溶液通過交換柱時,由於溶液中的離子不斷被交換而波度逐減少,因此也可以全部被交換並吸附在樹脂上。如果有兩種以上的成分被交換吸著在離子交換劑上,用洗脫液洗脫時,在被洗脫的能力則決定於各自洗反應的平衡常數。蛋白質的離子交換過程有兩個階段──吸附和解吸附。吸附在離子交換劑上的蛋白質可以通過改變pH使吸附的蛋白質失去電荷而達到解離但更多的是通過增加離子強度,使加入的離子與蛋白質競爭離子交換劑上的電荷位置,使吸附的蛋白質與離子交換劑解開。不同蛋白質與離子交換劑之間形成電鍵數目不同,即親和力大小有差異,因此只要選擇適當的洗脫條件便可將混合物中的組分逐個洗脫下來,達到分離純化的目的。