葡聚糖离子交换
① 离子交换纤维素色谱法的介绍
离子交换纤维素色谱法,是将离子交换基团结合到纤维素上,制成离子交换纤维素的方内法容。1956年,Sober和Peterson首次将该方法成功地应用于蛋白质的分离。从此使生物大分子的分级分离方法取得了迅速的发展。离子交换基团不但可结合到纤维上,还可结合到交联葡聚糖(S-ephadex)和琼脂糖凝胶(Sepharose)上。近年来离子交换色谱技术已经广泛应用于蛋白质、酶、核酸、肽、寡核苷酸、病毒、噬菌体和多糖的分离和纯化。
② 请问离子交换技术和色谱分离技术是什么,在果汁加工中的应用
离子交换技术:;nbsp;Sobernbsp;和nbsp;Peterson于1956年首次将离子交换基团结合到纤维素上,制成了离子交换纤维素,成功地应用于蛋白质的分离。从此使生物大分子的分级分离方法取得了迅速的发展。离子交换基团不但可结合到纤维上,nbsp;还可结合到交联葡聚糖(S-ephadex)和琼脂糖凝胶(Sepharose)上。nbsp;近年来离子交换色谱技术已经广泛应用于蛋白质、酶、核酸、肽、寡核苷酸、病毒、噬菌体和多糖的分离和纯化。它们的优点是:⑴具有开放性支持骨架,大分子可以自由进入和迅速扩散,故吸附容量大。⑵具有亲水性,对大分子的吸附不大牢固,用温和条件使可以洗脱,不致引起蛋白质变性或酶的失活。⑶多孔性,表面积大、交换容量大,回收率高,可用于分离和制备。一、基本理论nbsp;nbsp;离子交换剂通常是一种不溶性高分子化合物,如树脂,纤维素,葡聚糖,醇脂糖等,它的分子中含有可解离的基团,这些基因在水溶液中能与溶液中的其它阳离子或阴离子起交换作用。虽然交换反应都是平衡反应,但在层析柱上进行时,由于连续添加新的交换溶液,平衡不断按正方向进行,直至完全。因此可以把离子交换剂上的原子离子全部洗脱下来,同理,当一定量的溶液通过交换柱时,由于溶液中的离子不断被交换而波度逐减少,因此也可以全部被交换并吸附在树脂上。如果有两种以上的成分被交换吸着在离子交换剂上,用洗脱液洗脱时,在被洗脱的能力则决定于各自洗反应的平衡常数。蛋白质的离子交换过程有两个阶段——吸附和解吸附。吸附在离子交换剂上的蛋白质可以通过改变pH使吸附的蛋白质失去电荷而达到解离但更多的是通过增加离子强度,使加入的离子与蛋白质竞争离子交换剂上的电荷位置,使吸附的蛋白质与离子交换剂解开。不同蛋白质与离子交换剂之间形成电键数目不同,即亲和力大小有差异nbsp;,因此只要选择适当的洗脱条件便可将混合物中的组分逐个洗脱下来,达到分离纯化的目的。二、离子交换的分类及常见种类(一)分类离子交换剂分为两大类,即阳离子交换剂和阴离子交换剂。各类交换剂根据其解离性大小,还可分为强、弱两种,即nbsp;强酸剂nbsp;阳离子交换剂nbsp;nbsp;弱酸剂nbsp;强碱型nbsp;阴离子交换剂nbsp;弱碱型nbsp;。1.阳离子交换剂nbsp;nbsp;阳离子交换剂中的可解离基因是磺酸(-SO3H)、磷酸(-PO3H2)、nbsp;羧酸(COOH)和酚羟基(-OH)等酸性基。某些交换剂在交换时反应如下:强酸性:R-SO3nbsp;-H+nbsp;+nbsp;Na+nbsp;R-SO3-nbsp;Na+H+弱酸性:R-COOH+Na+nbsp;R-COONanbsp;+H+国产树脂中强酸1×7(上海树脂#732)和国外产品Dowexnbsp;50、Zerolitnbsp;225等都于强酸型离子交换剂。2.阴离子交换剂nbsp;nbsp;阴离子交换剂中的可解离基因是伯胺、(-NH2)、仲胺(-NHCH3)、叔胺[N-(CH3)2]和季胺[-N(CH3)2]等碱性基团。某些交换反应如下:强碱性:R-N+(CH3)2nbsp;H·OH-nbsp;+Clnbsp;R-N+(CH3)2nbsp;Cl+OH-弱碱性:R-N+(CH3)2nbsp;H·OH-nbsp;+Clnbsp;R-N+(CH3)2nbsp;HCl+OH-强碱性#201号国产树脂和国外Dowex1、Dowex2、ZerolitFF等都属于强碱型阴离子交换剂。(二)种类1.纤维素离子交换剂:阳离子交换剂有羟甲基纤维素(CM-纤维素),nbsp;阴离子交换剂有氯代三乙胺纤维纱(DESE-纤维素)。2.交联葡聚糖离子交换剂:是将交换基因连接到交联葡聚糖上制成的一类交换剂,因而既具有离子交换作用,又具有分子筛效应,是一类广泛应用的色谱分离物质。常用的Sephadex离子交换剂也有阴离子和阳离子交换剂两类。阴离子交换剂有DEAE-Sephadexnbsp;A-25,A-50和QAE-nbsp;Sephadexnbsp;A25nbsp;,nbsp;A50nbsp;;nbsp;阳离子交换剂有CM-Sephaetxnbsp;C-50,C-50和Sephadexnbsp;C-25,C-50。阴离子交换剂用英文字头A,阳离子交换剂的英文字头是C。英文字后面的数字表示Sephadex型号。3.琼脂糖离子离交换剂:是将DESE-或CM-基团附着在Sepharosenbsp;CL-6Bnbsp;上形成,DEAE-Sephades(阴离子)和CM-Sepharose(阳离子),具有硬度大,nbsp;性质稳定,凝胶后的流速好,分离能力强等优点。三、实验操作(一)交换剂的处理,再生与转型nbsp;nbsp;新出厂的树脂是
③ 离子交换纯化多糖使用什么方法检测收集
离子交换纯化多糖使用什么方法检测收集
鉴定多糖(参考资料):
1.苯酚-硫酸法 需要多糖的纯品和特定的酶
2.蒽酮-硫酸法 多糖在浓硫酸水合产生的高温下迅速水解,产生单糖,单糖在强酸条件下与苯酚反应生成橙色衍生物。在波长490nm左右处和一定浓度范围内,该衍生物的吸收值与单糖浓度呈线性关系,从而可用比色法测定其含量,所用的单糖对照品尽量采用与其多糖组成一致或为含量较高的单糖,这样测得的值较准确。
3.3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS法) 在碱性条件下显色,较准确测定还原糖与总糖的含量从而求出多糖的含量,可消除还原性杂质的干扰。
多糖的分离纯化
在多糖提取物中,常会有无机盐、蛋白质、色素及小分子物质等杂质,必须分别除去.一般是先脱除非多糖组分,再对多糖组分进行分级.
2.1 除蛋白:除蛋白质时一般选择能使蛋白质沉淀而不使多糖沉淀的试剂来处理,如酚、三氯乙酸、鞣酸等。但必须处理时间短,温度低,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较好效果但要达到除尽游离蛋白质的目的仍需反复处理。如能加入蛋白质水解酶,使蛋白质大分子进行一定程度的降解,再用Sevage法处理,一般效果更好。
为了避免使用有机溶剂也可采用反复冻融的方法除蛋白,将多糖液浓缩后,一20℃室温反复冻融7~8次,离心除去蛋白质。另外,蛋白质在等电点时溶解度最小,用氢氧化钙饱和液调pH10~pH11可除去偏碱性的蛋白质,然后再用硫酸调pH5~pH6,可除去偏酸性的蛋白质。冻融和等电点沉淀除蛋白质操作简单,但多糖液里往往有低浓度的蛋白质残留,应与其它方法结合使用。
2.2 脱色:植物多糖提取物中含有酚类化合物而使其颜色较深,可用吸附剂(纤维素、硅藻土、活性炭等)、离子交换柱(DEAE一纤维素)、氧化剂(H2O2)等脱除。活性炭比表面积大,吸附能力强,在进行当归多糖的提取时只向多糖液中加入了0.1%左右的活性炭,煮沸后滤过即完成了脱色操作。此法成本低廉,适合工业化生产。
2.3 除小分子杂质
小分子杂质如低聚寡糖的残留往往影响多糖的生物活性,需要进一步脱除,提高纯度。传统的方法是透析法,该法操作简单、技术成熟,但周期长,往往需要2一3天,常温下操作有可能造成多糖的霉变,必要时需加入少量防腐剂或需在低温条件下进行。随着膜分离技术的发展,纤维滤器透析法已经发展起来了,它利用不同孔径的膜使大小不同的分子分级,这种方式可缩短生产周期,而且条件温和,无疑是多糖脱除杂质的一条新途径。
2.4 多糖的分级纯化
采用一般方法提取的多糖通常是多糖的混合物,分级的方法可达到纯化的目的.可按溶解性不同进行分级、按分子大小和形状分级(如分级沉淀、超滤、分子筛、层析等),也可按分子所带基团的性质分级.
2.4.1按溶解性不同分离
2.4.1.1分步沉淀法
分步沉淀法是根据不同多糖在不同浓度低级醇、酮中具有不同溶解度的性质,从小到大按比例加入甲醇或乙醇或丙酮进行分步沉淀.
2.4.1.2 盐析法
盐析法是根据不同多糖在不同盐浓度中溶解度不同而将其分离的一种方法。常用的盐析剂有氯化钠、氯化钾、硫酸铵等,其中以硫酸铵最佳。
2.4.2 按电离性质不同分离
2.4.2.1季胺盐沉淀法
季胺氢氧化物是一类乳化剂,能与酸性多糖形成不溶性化合物季铵络合物,此络合物在低离子强度的水溶液中不溶解而产生沉淀。若提高多糖液pH值或加入硼砂缓冲液,也可使中性多糖沉淀分离。常用季铵盐有十六烷基三甲基季铵盐的溴化物及其氢氧化物和十六烷基吡啶。
2.4.3 柱层析法
2.4.3.1凝胶柱层析法
凝胶柱层析法常用的凝胶有葡聚糖凝胶(Sephadex)和琼脂糖凝胶(Sepharose),以不同浓度的盐溶液和缓冲溶液作为洗脱剂,从而使不同大小的多糖分子得到分离纯化,但不适宜粘多糖的分离。
2.4.3.2纤维素阴离子交换剂柱层析法
纤维素阴离子交换剂柱层析法常用的交换剂为DEAE一纤维素和ECTEOLA一纤维素,分类硼砂型和碱型两种,洗脱剂可用不同浓度碱溶液、硼砂溶液、盐溶液,其优点可吸附杂质、纯化多糖,并适用于分离各种酸性、中性多糖和粘多糖。如百合多糖、北沙参多糖、太子参多糖等。
2.4.3.3 活性炭柱层析法
活性炭吸附量大、效率高,是分离水溶性物质的常用吸附剂。柱层析时活性炭中常拌入等量的硅藻土作稀释剂,以增加溶液的流速。糖溶液上柱后先用水洗脱无机盐、单糖等再依次增加乙醇浓度进行洗脱。
2.4.3.4 离子交换柱层析和普通凝胶柱层析联用法
有些植物的多糖成分复杂, 除中性多糖外,还含有糖醛酸等,因此往往两种不同性质的色谱柱联用才能得到单一多糖组分。
2.4.3.5 三种层析柱联用
采用离子交换葡聚糖凝胶柱、丙烯葡聚糖凝胶柱和葡聚糖凝胶柱三者联用,即先进行DEAE—SephadexA柱层析,用蒸馏水洗脱。水洗组分进一步用SephacrylS柱层析,得到主要组分再用SephadexG一100柱层析,有时会有较高的得率。
三、多糖的纯度鉴定
经过分级纯化的多糖在测定结构前须进行纯度鉴定.而且多糖的纯度不能用通常化合物的纯度标准来衡量,因为即便是多糖纯品,其微观也并不均一,仅代表相似链长的多糖分子的平均分布,通常所谓的多糖纯品也只是一定相对分子质量范围的多糖的均一组分.目前常用于多糖纯度的鉴定方法有:高效液相、 凝胶层析法、电泳法、色谱法、旋光度法等.
多糖的单糖组分的鉴定称取多糖粗品8 mg,用2 mL浓度为1 mol/L硫酸100*C水解6 h。饱和Ba(OH)2中和至中性,抽滤,取滤液,浓缩,毛细管点样,薄层层析法分析。采用硅胶G板105"(2活化2 h后使用。标准糖分别为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。展开剂为正丁醇一冰醋酸一水(4:1:5)(体积比)。用AgNO3一NaOH 溶液显色。
④ 离子交换剂的选材
离子交换剂分为无机质和有机质两类。无机质主要是沸石,有机质有磺化煤和离子交换树脂。沸石有天然沸石和合成沸石。天然沸石是最早应用的无机离子交换剂,是含有水的钠、钙以及钡、锶、钾等硅铝酸的盐类。色浅,具玻璃光泽,是阳离子交换剂。除天然产品外,也有人工制成的合成沸石。它的交换容量低,在酸中不稳定,不能作氢离子交换,曾用于水的软化。由于无机离子交换剂耐高温和辐照,研制出锆氧、铬氧和钛氧等的磷酸盐或钨酸盐构成的阳离子交换剂,它们的交换容量高,应用于核工业中。
磺化煤 是烟煤用浓硫酸磺化的产物,是阳离子交换剂,含有磺酸基、羧基和酚羟基,用于水的脱碱软化。磺化煤价廉,但性能随煤种而异,交换容量较低,性脆易碎,不耐磨耗。
离子交换树脂 大都是苯乙烯与二乙烯苯的共聚物(见聚合物),也有的是丙烯酸系的共聚物或苯酚甲醛的缩聚物。离子交换树脂按它的交换基团分成阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类:阳离子交换树脂又分为强酸性与弱酸性,前者具有的磺酸基交换基团,适用于所有的酸性溶液,后者则是羧基、膦酸基或酚羟基,仅能用于中性至碱性溶液,但交换容量大,容易再生。阴离子交换树脂又分为强碱性与弱碱性,前者带有季胺基,适用于所有碱度的溶液,还能交换吸附弱酸;后者带有叔胺基或仲胺基,仅能用于中性至酸性溶液,但交换容量大,容易再生。离子交换树脂按物理结构又分为凝胶型和大孔型,前者是外观透明的均相凝胶结构,离子通过基体的大分子链间孔隙,才能扩散到交换基团附近,只适用于交换一般无机离子。此外,还有大孔离子交换树脂,在它的颗粒内有毛细孔道,具有非均相凝胶结构,适用于交换分子量较大的有机离子。近年为适应生物化学工程的需要,在葡聚糖或纤维素上引入交换基团,用于提取多肽、核酸等物质。
⑤ 离子交换层析中流出物质顺序是什么
若用离子交换层析分离物质,以蛋白质为例,离子交换层析中,基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂;而带有负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以用于蛋白质的分离纯化。
由于蛋白质也有等电点,当蛋白质处于不同的pH条件下,其带电状况也不同。阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质,所以这类蛋白质被留在柱子上,然后通过提高洗脱液中的盐浓度等措施,将吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。
反之阳离子交换基质结合带有正电荷的蛋白质,结合的蛋白可以通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的pH值洗脱下来。
(5)葡聚糖离子交换扩展阅读:
对于离子交换纤维素要用流水洗去少量碎的不易沉淀的颗粒,以保证有较好的均匀度,对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。
溶胀的交换剂使用前要用稀酸或稀碱处理,使之成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂常用“碱-酸-碱”处理,使最终转为-OH-型或盐型交换剂;对于阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理,使最终转为-H-型交换剂。
梯度不要上升太快,要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的物的过早解吸,会引起区带扩散;而目的物的过晚解吸会使峰形过宽。
⑥ 离子交换纤维素色谱法的基本理论
离子交换剂通常是一种不溶性高分子化合物,如树脂,纤维素,葡聚糖,醇脂糖等版,它的分子中权含有可解离的基团,这些基因在水溶液中能与溶液中的其它阳离子或阴离子起交换作用。虽然交换反应都是平衡反应,但在层析柱上进行时,由于连续添加新的交换溶液,平衡不断按正方向进行,直至完全。
因此可以把离子交换剂上的原子离子全部洗脱下来,同理,当一定量的溶液通过交换柱时,由于溶液中的离子不断被交换而波度逐减少,因此也可以全部被交换并吸附在树脂上。如果有两种以上的成分被交换吸着在离子交换剂上,用洗脱液洗脱时,在被洗脱的能力则决定于各自洗反应的平衡常数。蛋白质的离子交换过程有两个阶段──吸附和解吸附。吸
附在离子交换剂上的蛋白质可以通过改变pH使吸附的蛋白质失去电荷而达到解离但更多的是通过增加离子强度,使加入的离子与蛋白质竞争离子交换剂上的电荷位置,使吸附的蛋白质与离子交换剂解开。不同蛋白质与离子交换剂之间形成电键数目不同,即亲和力大小有差异,因此只要选择适当的洗脱条件便可将混合物中的组分逐个洗脱下来,达到分离纯化的目的。
⑦ 葡聚糖阴离子交换树脂 QAE Sephadex A-25 anion-exchange resin
我的问题是这样可以合成出来吗?就算合成出来了,可以用吗?如果可以的话,phamacia应该会高薪聘请你的。。。
⑧ 离子交换纤维素色谱法的交换种类
离子交换剂分为两大类,即阳离子交换剂和阴离子交换剂。各类交换剂根据其解离性大小,还可分为强、弱两种,即 强酸剂阳离子交换剂 弱酸剂强碱型阴离子交换剂弱碱型。
1.阳离子交换剂
阳离子交换剂中的可解离基因是磺酸(-SO3H)、磷酸(-PO3H2)、羧酸(COOH)和酚羟基(-OH)等酸性基。
某些交换剂在交换时反应如下:
强酸性:R-SO3-H++Na+ R-SO3- Na+H+
弱酸性:R-COOH+Na+ R-COONa+H+
国产树脂中强酸1×7(上海树脂#732)和国外产品Dowex 50、Zerolit 225等都于强酸型离子交换剂。
2.阴离子交换剂
阴离子交换剂中的可解离基因是伯胺、(-NH2)、仲胺(-NHCH3)、叔胺[N-(CH3)2]和季胺[-N(CH3)2]等碱性基团。某些交换反应如下:强碱性:R-N+(CH3)2 H·OH-+Cl R-N+(CH3)2 Cl+OH-弱碱性:R-N+(CH3)2 H·OH-+Cl R-N+(CH3)2 HCl+OH-强碱性#201号国产树脂和国外Dowex1、Dowex2、ZerolitFF等都属于强碱型阴离子交换剂。
3.纤维素离子交换剂
阳离子交换剂有羟甲基纤维素(CM-纤维素),阴离子交换剂有氯代三乙胺纤维纱(DESE-纤维素)。
4.交联葡聚糖离子交换剂
是将交换基因连接到交联葡聚糖上制成的一类交换剂,因而既具有离子交换作用,又具有分子筛效应,是一类广泛应用的色谱分离物质。常用的Sephadex离子交换剂也有阴离子和阳离子交换剂两类。阴离子交换剂有DEAE-Sephadex A-25,A-50和QAE- Sephadex A25,A50; 阳离子交换剂有CM-Sephaetx C-50,C-50和Sephadex C-25,C-50。阴离子交换剂用英文字头A,阳离子交换剂的英文字头是C。英文字后面的数字表示Sephadex型号。3.琼脂糖离子离交换剂:是将DESE-或CM-基团附着在Sepharose CL-6B上形成,DEAE-Sephades(阴离子)和CM-Sepharose(阳离子),具有硬度大,性质稳定,凝胶后的流速好,分离能力强等优点。
⑨ 离子交换怎么试验
离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和废水中的离子进行交换反应而除去废水中有害离子的方法。离子交换是一种特殊吸附过程,通常是可逆性化学吸附;其特点是吸附水中离子化物质,并进行等电荷的离子交换。
离子交换剂分无机的离子交换剂如天然沸石,人工合成沸石,及有机的离子交换剂如磺化煤和各种离子交换树脂。
在应用离子交换法进行水处理时,需要根据离子交换树脂的性能设计离子交换设备,决定交换设备的运行周期和再生处理。通过本实验希望达到下述目的:
1) 加深对离子交换基本理论的理解;学会离子交换树脂的鉴别;
2) 学会离子交换设备操作方法;
3) 学会使用手持式盐度计,掌握pH计、电导率仪的校正及测量方法。
二、实验内容和原理
由于离子交换树脂具有交换基因,其中的可游离交换离子能与水中的同性离子进行等当量交换。 用酸性阳离子交换树脂除去水中阳离子,反应式如下:
nRH + M+n → RnM + nH+
M——阳离子 n——离子价数
R——交换树脂
用碱性阴离子交换树脂除去水中的阴离子,反应式如下:
nROH + Y−n → RnY + nOH-
Y——阴离子
离子交换法是固体吸附的一种特殊形式,因此也可以用解吸法来解吸,进行树脂再生。
本实验采用自来水为进水,进行离子交换处理。因为自来水中含有较多量的阴、阳离
子,如Cl¯, NH4+,Ca,Mg,Fe,Al,K,Na等。在某些工农业生产、科研、医疗卫生等工作中所用的水,以及某些废水深度处理过程中,都需要除去水中的这些离子。而采用离子交换树脂来达到目的是可行的方法。