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常见问题1简述溶剂萃取分离技术及其优点溶剂萃取利用溶质在互
时间:2023-05-31 15:43 点击次数:80

  离子强度对萃取率的影响主要是由离子对表面电荷的屏蔽作用所决定的,离子强度主要从两方面影响反胶团萃取:一方面,离子强度增大后,反胶束内表面的双电层变薄,减弱了蛋白质与反胶束内表面之间的静电吸引,从而减少蛋白质的溶解度;二方面,反胶束内表面的双电层变薄后,也减弱了表面活性剂极性基团之间的斥力,使反胶束变小,从而使蛋白质不能进入其中。

  泡沫吸附分离的原理:泡沫吸附分离是以气泡或泡沫为介质,利用待分离物质与泡沫表面的吸附相互作用,实现表面活性物质或能与表面活性剂通过化学的、物理的力结合的物质从溶液主体中分离、富集,藉气泡上升带出溶剂主体,达到净化主体液、浓缩待分离物质的目的。其本质是各种物质在溶液中表面活性的差异。

  颗粒极细(一般为10um以下)、规则均匀的固定相,(键合相)传质阻抗小,柱效高,分离效率高;

  高灵敏度检测器,灵敏度大大提高。紫外检测器最小检测限可达10-9g,而荧光检测器最小检测限可达10-12g。

  溶剂萃取:利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法称为萃取。溶剂萃取,又称液-液萃取。

  它具有如下的优点:1.萃取过程具有选择性;2.能与其他需要的纯化步骤(例

  如结晶、蒸馏)相配合;3.通过转移到具有不同物理或化学特性的第二相中,来减少由于降解(水解)引起的产品损失;4.可从潜伏的降解过程中(例如代谢或微生物过程)分离产物;5.适用于各种不同的规模,6.传质速度快,生产周期短,便于连续操作,容易实现计算机控制。

  (1)研究分离过程的共同规律:用热力学原理讨论分离体系的功能和热的转换关系以及物质运输的方向和限度;用动力学原理研究各种分离过程的速度与效率;研究分离体系的化学平衡、相平衡和分离平衡。

  薄层色谱分离混合物基本原理是当待分离的混合物随溶媒(流动相)通过固定相时,由于各组份的理化性质存在差异,与两相发生相互作用(吸附、溶解、结合等)的能力不同,在两相中的分配(含量对比)不同,而且随溶媒向前移动,各组份不断地在两相中进行再分配。与固定相相互作用力越弱的组份,随流动相移动时受到的阻滞作用小,向前移动的速度快。反之,与固定相相互作用越强的组份,向前移动速度越慢。分步收集流出液,可得到样品中所含的各单一组份,从而达到将各组份分离的目的。

  色谱图中峰的区域宽度称为色谱峰峰宽。习惯上常用以下三个量来表示:(1)标准偏差σ:

  即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。(2)半峰宽Y1/2(W1/2)峰高一半处色谱峰的宽度。(3)峰基宽度Wb:即通过流出曲线的拐点所作的切线.简述高效液相色谱法的优点(与经典液相色谱法和气相色谱法相比)

  (1)膜分离过程没有相的变化(渗透蒸发膜除外),常温下即可操作;避免了高温操作,特别适合于热敏性物质的处理.因此在膜分离过程食品、医药等行业使用具有独特的优点;(2)分离设备无运动部件,装置简单、操作容易,对无机物、有机物及生物制品均可适用,并且不产生二次污染。(3)分离规模和处理能力变化范围大,而运行费用变化不大。(4)分离效率高、设备体积小,改造现有工艺容易。(5)膜分离过程的能耗低。

  (1)超临界流体萃取的独特的优点是它的萃取能力(溶解能力)取决于流体的密度,而密度很容易通过调节温度和压力来加以控制。

  (2)超临界流体萃取中的萃取剂在常温常压下为气体,萃取后可方便地与被萃取物分离,回收很简便,并能大大节省能源。且萃取剂只需重新压缩便可循环使用。

  (3)超临界流体萃取可以在较低温下操作,因此特别适合于热稳定性较差的物质,同时产品中无其他物质残留。

  支撑液膜的分离机理:将支撑液膜置于料液和反萃取液中,利用液膜内含有的载体,通过载体与被分离物质发生反应或选择性结合,生成配合物或离子对,配合物或离子对在膜内扩散,从膜料液侧向萃取相侧扩散,当达到膜与反萃取侧界面时发生解离,释放出被分离物质进入反萃取侧。此过程反复进行,实现混合物的分离和浓缩。

  水相的pH值决定了蛋白质表面电荷的状态、从而对萃取过程造成影响。只有当反胶束内表面电荷,也就是表面活性剂极性基团所带的电荷与蛋白质表面电荷相反时,两者产生静电引力,蛋白质才有可能进入反胶束。故对于阳离子表面活性剂、溶液的pH值需高于蛋白质的pI值,反胶束萃取才能进行;对于阴离子表面活性剂,当pH>pI时,萃取率几乎为零,当pH<pI时,萃取率急剧提高,这表明蛋白质所带的净电荷与表面活性剂极性头所带电荷符号相反,两者的静电作用对萃取蛋白质有利,如果pH值很低,在界面上会产生白色絮凝物,并且萃取率也降低.这种情况可认为是蛋白质变性之故。

  液体混合物在高真空度下受热能量足够的分子在低于沸点的温度下逸出液面由于轻分子的平均自由程大于重分子平均自由程且蒸发速度快在距蒸发面适当位置处设置捕集器使轻分子不断被冷凝捕集从而破坏轻分子的动平衡而使混合物中的轻分子不断逸出而重分子因达不到捕集器很快趋于动态平衡不再从混合液中逸出而实现分离的目的

  分子蒸馏的特点:操作温度低,蒸气压强低,受热时间短,分离程度及产品收率高。

  操作温度低:分子蒸馏是靠不同物质的分子运动平均自由程的差别进行分离的,在分离过程中,蒸气分子一旦由液相中逸出(挥发)就可实现分离,而并非达到沸腾状态。因此,分子蒸馏是在远离沸点下进行操作的。

  (4)超临界流体萃取的操作压力可根据分离对象选择适当的萃取剂或添加夹带剂来控制以避免高压带来的影响。

  亲合膜分离主要是基于被分离物质和键合在膜上的亲和配基之间的生物特异性相互作用不同而将其分离开来的技术。当含有多种组分的生物大分子混合物通过亲和膜时,混合物中与亲和配基具有特异性相互作用的物质会与膜上的配基相互作用,生成亲和配合物被吸附在膜上,其余没有特异性作用的物质则通过膜。通过洗脱,使在膜上形成的配合物离解,得到纯度高的产物。

  超临界流体萃取是利用超临界流体作为萃取剂,从固体或液体中萃取出某种目标产物(高沸点或热敏性成分),以达到分离和纯化的目的。

  (1)超临界流体萃取的独特的优点是它的萃取能力取决于流体的密度,而密度很容易通过调节温度和压力来加以控制。

  (2)超临界流体萃取中的溶剂回收很简便,并能大大节省能源。被萃取物可通过等温减压或等压升温的办法与萃取剂分离,而萃取剂只需重新压缩便可循环使用。

  液体混合物在高真空度下受热,能量足够的分子在低于沸点的温度下逸出液面,由于轻分子的平均自由程大于重分子平均自由程,且蒸发速度快,在距蒸发面适当位置处设置捕集器,使轻分子不断被冷凝捕集,从而破坏轻分子的动平衡而使混合物中的轻分子不断逸出而重分子因达不到捕集器很快趋于动态平衡,不再从混合液中逸出,而实现分离的目的。

  (3)超临界流体萃取工艺可以不在高温下操作,因此特别适合于热稳定性较差的物质。同时产品中无其他物质残留。

  (4)超临界流体萃取的操作压力可根据分离对象选择适当的萃取剂或添加夹带剂来控制以避免高压带来的影响。

  超临界流体萃取是一项具有特殊优势的分离技术并特别适用于提取或精制热敏性和易氧化的物质,如医药品和食品等。

  表面活性剂是制备液膜的最重要的组分,它直接影响膜的稳定性、渗透速度等性能;

  流动载体的作用使指定的溶质或离子进行选择性迁移,对分离指定的溶质或离子的选择性和渗透通量起着决定性的影响,其作用相当于萃取剂。

  评价分离方法好坏常用的指标为:分离度、回收率、富集倍数、准确性和重现性,设备成本、有无污染、使用成本、对被分离物质是否破坏。

  表示两种物质被分离的程度,它与这两种物质的回收了密切相关,回收率相差越大,分离效果越好。设A为目标分离组分,B为共存组分,则A对B的分离因子SA,B定义为SA,B=RA/RB=(QA/QB)/(Q0,A/Q0,B)

  受热时间短:鉴于分子蒸馏是基于不同物质分子运动平均自由程的差别而实现分离,因而装置中加热面与冷凝面的间距要小于轻分子的运动平均自由程(即间距很小),这样,由液面逸出的轻分子几乎未发生碰撞即达到冷凝面.所以受热时间很短。

  分离程度及产品收率高:由于分子蒸馏时,物质相对挥发度相差较大,所以分离度高。Βιβλιοθήκη Baidu

  当两种亲水性高分子聚合物或盐加入水中,在适当浓度的范围内形成互不相容的密度不同的两相.

  双水相萃取分离的原理是基于生物分子在双水相体系中的选择性分配.分配规律服从能斯特分配定律与溶剂萃取比,表现出更大或更小的分配系数.

  双水相萃取的特点:相混合能耗低,达到萃取平衡所需的时间短,设备简单,易进行工业放大(10ml离心管的实验结果即可放大),操作条件温和,适于易失活的蛋白质的提取纯化(超滤或沉淀),易实现连续操作是其最大特点。

  从形状来分类,可将液膜分为支撑型液膜和球形液膜两类,后者又可分为单滴型液膜和乳液型液膜两种。

  超临界流体的特点:超临界流体的密度比气体大数百倍,接近液体;粘度比液体小得多,接近气体;扩散系数比气体小,但比液体高一个数量级;因此,超临界流体既具有液体对物质的高溶解特性,又具有气体易于扩散流动的特性。且在临界点附近温度、压力的细微变化可导致其密度的显著变动从而使超临界点流体溶解物质的能力发生显著变化。压力或温度的改变均可导致相变。通过调节温度、压力,可以选择性的将目标物质萃取出来。

  当两种亲水性高分子聚合物或盐加入水中,在适当浓度的范围内形成互不相容的密度不同的两相。双水相萃取分离的原理是基于生物分子在双水相体系中的选择性分配.分配规律服从能斯特分配定律与溶剂萃取比,表现出更大或更小的分配系数.

  双水相萃取的特点:相混合能耗低,达到萃取平衡所需的时间短,设备简单,易进行工业放大(10ml离心管的实验结果即可放大),操作条件温和,适于易失活的蛋白质的提取纯化(超滤或沉淀),易实现连续操作是其最大特点。

  膜分离过程原理:以选择性透膜为分离介质,通过在膜两边施加一个推动力(如浓度差、压力差或电压差等)时,使原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离提纯的目的。

  成本低、能耗少、效率高、无污染并可回收有用物质,特别适合于性质相似组分、同分异构体组分、热敏性组分、生物物质组分等混合物的分离。

  表面活性剂种类会影响蛋白质表面电荷与反胶束内表面电荷间的静电作用和反胶束大小,影响形成反胶束及使反胶束变大(由于蛋白质的进入)所需的能量的大小、反胶束内表面的电荷密度等方面,从而对萃取产生影响。

  表面活性剂浓度的影响:增大表面活性剂的浓度可增加反胶束的数量,从而增大对蛋白质的溶解能力。但表面活性剂浓度过高时,有可能在溶液中形成比较复杂的聚集体,同时会增加反萃取过程的难度。因此,应选择蛋白质萃取率最大时的表面活性剂浓度为最佳浓度。

  富集倍数越大,分离效果越好。高效和高选择性的分离技术富集倍数可以达到数万倍甚至数十万倍。

  蛋白质的萃取,与蛋白质的表面电荷和反胶束内表面电荷间的静电作用,以及反胶束的大小有关,所以,任何可以增强这种静电作用或导致形成较大的反胶束的因素,都有助于蛋白质的萃取。影响反胶束萃取蛋白质的主要因素:

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