⑴ 急求:離子交換柱層析分離氨基酸的講義
一、目的
學慣用陽離子交換樹脂柱分離氦基酸的操作方法和基本原理.
二、原理
各種氨基酸分子的結構不同,在同一PH時與離子交換樹脂的親和力有差異,因此可依親和力從小到大的順序被洗脫液洗脫下來,達到分離的效果.
三、器材
1、20cmX 1cm層析管 2、試管
3、吸管. 4、恆壓洗脫瓶
5、部分收集器 6、搪磁杯
7、電爐 8、分光光度計
四、試劑和材料
1、.苯乙烯磺酸鈉型樹脂(強酸 lx 8,l00一200目,可用上海華東化工學院產品)
2 、2 mol/L鹽酸溶液
3、2mol/L氫氧化鈉溶液
4、標准氨基酸溶液 天冬氨酸、賴氨酸和組氨酸均配製成 2 mg/mL的0.1M鹽酸溶液.
5、混合氫基酸溶液將上述天冬氨酸、賴氨酸和組氨酸溶液按1:2.5:10的比例混合.
6、檸檬酸-氫氧化鈉一鹽酸沖液(pH5.8),鈉離子濃度0 .45M)
取檸檬酸(C6O7H8.H20 )14.25g、氫氧化鈉9.30g和 濃鹽酸 5.25 mL溶於少量水後,定容至 500 mL,冰箱保存.
7、顯色劑 2 g水合茚三酮溶於 75mL乙二醇單甲醚中.加水至 100 mL.
8、50%乙醇水溶液
五、操作
1、層析柱的准備:將強酸型陽離子交換樹脂用氫氧化鈉處理成Na+型後洗至中性(處理方法見第三篇實驗十二).攪拌一小時後裝成一個直徑1cm.高 16~18 cm的層析柱.
2、氨基酸的洗脫:用P H5.8的檸檬酸緩沖液流洗平衡交換住(裝置如圖).調節流速為 0.5 mL/min,流出液達床體積的4倍時即可上樣.由柱上端仔細加人氨基酸混合液0.25—0.5 mL,同時開始收集流出液.當樣品液彎月面靠近樹脂頂端時,即刻加入0.5 mL擰檬酸緩沖液沖洗加樣品處.待緩沖液彎月面靠近樹脂頂端時.再加入0.5 mL緩沖液.如此重復兩次,然後用滴管小心注入檸檬酸緩沖液(切勿攪動床面),並將柱與洗脫瓶和部分收集器相連.開始用試管收集洗脫液,每管收集lmL.共收集60一80管.
3、氨基酸的鑒定:向各管收集液中加lmL水合茚三酮顯色劑並混勻,在沸水浴中淮確加熱15分鍾後冷卻至室溫.再加15 mL的50%乙醇液.放置10分鍾.以收集液第2管為空白,測定A570nm波長的光吸收值.以光吸收值為縱坐標,以柱洗脫體積為橫坐標繪制洗脫曲線.以已知3種氨基酸的純溶液為樣品,按上述方法和條件分別操作,將得到的洗脫曲線與混合氨基酸的洗脫曲線對照.可確定3個峰的大致位置及各蜂為何種氨基酸.
⑵ 離子交換柱層析原理是什麼
離子在離子交換柱上的移動速度受其半徑和電荷的影響,這決定了它們在柱內的行為。具體來說,離子的大小和電荷的強度決定了它們與固定相的結合力和解離速度。較大的離子或電荷較高的離子通常與固定相的結合力更強,移動速度較慢;相反,較小的離子或電荷較低的離子結合力較弱,移動速度較快。
離子交換柱層析利用的是離子間的這種差異,通過特定的固定相和流動相的選擇,可以有效地分離混合物中的不同離子。固定相通常由帶有特定電荷的樹脂或纖維素組成,能夠與流動相中的離子發生可逆性的結合。當混合物通過柱子時,不同離子與固定相的結合力不同,從而導致它們在柱內的移動速度不同。
為了提高分離效果,實驗人員可以調整流動相的pH值或離子強度,以改變離子的電荷狀態,進而影響它們與固定相的結合。此外,還可以通過改變固定相的類型,如使用不同基質或帶有不同電荷的樹脂,來獲得更好的分離效果。
離子交換柱層析廣泛應用於生物化學、葯物學、環境分析等領域。例如,在生物化學中,它可以用於蛋白質和核酸的純化;在葯物學中,它有助於新葯化合物的篩選;在環境分析中,則可用於檢測水和土壤中的重金屬離子。通過精確控制離子交換柱的條件,可以實現對復雜混合物中微量成分的有效分離。
⑶ 多糖分離純化—離子交換層析和柱層析
多糖,與蛋白質一樣,對生命過程起著關鍵作用,其復雜結構直接決定了其特性和功能。要深入理解多糖,分離純化步驟至關重要。其中,離子交換層析和凝膠層析是常用的手段。
離子交換層析在多糖純化中應用廣泛,其根據多糖特性,選擇合適的陽離子、陰離子或硼砂交換劑,如DEAE cellulose、DEAE Sephadex(葡聚糖)、DEAE Sepharose(瓊脂糖)系列。以DEAE cellulose-52為例,它作為陰離子交換柱,其填料二乙氨乙基纖維素帶有正電荷,能有效分離中性和酸性多糖,如果膠,通過鹽溶液洗脫,中性糖先被洗脫,陰離子多糖隨後。通過檢測洗脫液糖含量,形成洗脫曲線,實現不同多糖的分離。
相比之下,凝膠層析則側重於分子量的分離。其原理是利用分子篩特性,大分子先流出,小分子後流出,如Sephadex G系列填料,如G-15、G-25用於寡糖分離,G-100和G-200則適用於大分子多糖。通過觀察洗脫曲線,可以精確收集不同分子量的樣品。
⑷ 離子交換層析分離兩性化合物的原理
離子交換層析分離兩性化合物的原理介紹如下:離子交換層析法(ion exchange chromatography,簡稱IEC)是從復雜的混合物中,分離性質相似大分子的方法之一,依據的原理是物質的酸鹼性、極性,也就是所帶陰陽離子的不同。電荷不同的物質,對管柱上的離子交換劑有不同的親和力,改變沖洗液的離子強度和pH值,物質就能含雹依次從層析柱中分離出來。離子交換層析法大致分為5個步驟:
1. 離子擴散到樹脂表面。
2. 離子通過樹脂擴散到交換位置。
3. 在交換位置進行離子交換;被交換的分子所帶電荷愈多,它與樹脂的結合愈緊密,也就愈不容易被其它離子取代。
4. 被交換的離子擴散到樹脂表面。
5. 沖洗液通過,被交換的離子擴散到外部溶液中。
離子交換樹脂的交換反應是可逆的,遵循化學平衡的規律。定量的混合物通過管柱時,離子不斷被交換,濃度逐漸降低,幾乎全部都能被吸附在樹脂上;在沖洗的過程中,由於連續添加新的交換溶液,所以會朝正反應方向移動,因而可以把樹脂上的離子沖洗下來。
如果被純化的物質是氨基酸類的分子,則分子上的凈電荷取決於氨基酸的等電點和溶液的pH值。所以當溶液的pH值較低,氨基酸分子帶正電荷,它將結合到強酸性的陽離子交換樹脂上;隨著通過的緩沖液pH逐漸增加,氨基酸將逐漸失去正電荷,結合力減弱,最後被洗下來。由於不同的氨基酸等電點不同,這些氨基酸將依次被洗出,最先被洗出的是酸性氨基酸,如 apartic acid 和 glutamic acid(在約pH 3~4時),隨後是中性氨基酸,如glycine和alanine。鹼性氨基酸如arginine和lysine在pH值很高的緩沖液中仍帶有正電荷,因此這些在約pH值清大高達10~11時才出現。