离子交换剂ph

A. 什么是氨基酸的离子交换

离子交换层析 (ion exchange chromatography，简称ICE)是分析和制备样品混合物的液-固相层析方法，是基于待测物质的阳离子或阴离子和相对应的离子交换剂间的静电结合，即根据物质的酸碱性、极性等差异，通过离子间的吸附和脱吸附原理将电解质溶液各组分分开。它是从复杂混合物体系中分离性质极为相似的生物分子的有效手段之一。由于带电荷不同的各种物质对离子交换剂有不同亲和力，通过改变洗脱液的离子强度和pH值，控制这种亲和力，即可使这些物质依据亲和力大小顺序依次从层析柱中洗脱下来。

氨基酸是两性电解质，分子 上的净电荷取决于氨基酸的等电点和溶液的pH值，各种氨基酸分子结构不同，在同一pH值时所带电荷的性质(正、负)和多少不同，与离子交换树脂的亲和力有差异，因此可根据亲和力从小到大的顺序被洗脱液分别洗脱下来，达到分离的效果。

三、仪器与试剂

(一)实验器材

(1)玻璃层析柱

(2)试管

(3)移液管

(4)恒压洗脱瓶

(5)部分收集器

(6)水浴锅

(7)分光光度计

(8)电炉

(二)材料与试剂

(1)苯乙烯磺酸钠型树脂(100~200目)

(2)2mol/L盐酸溶液

(3)2mol/L氢氧化钠溶液

(4)标准氨基酸溶液：将天门冬氨酸和赖氨酸分别配成2mg/mL的0.1mol/L盐酸溶液。

(5)混合氨基酸溶液：将上述天门冬氨酸和赖氨酸溶液按1：4比例混合。

(6)柠檬酸-氢氧化钠-盐酸溶液(pH5.8，钠离子浓度0.45mol/L)：取柠檬酸14.25克、氢氧化钠9.30克分别溶于水后混合，加入浓盐酸5.25毫升，定容至500毫升;4℃冰箱保存。

(7)显色剂：2克水合茚三酮溶于95%乙醇中，加水至100毫升。

B. 弱酸性和弱碱性的纤维素离子交换剂分别适宜在哪些ph范围内应用，为什么

弱酸的适用pH值为0~14
弱碱的适用pH值为0~9，因为高pH值下，弱碱基团多以非离子形态存在，不显碱性

C. 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。

(3)离子交换剂ph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。

D. 用离子交换剂测定蛋白质的等电点时,为什么一定要用强性离子交换剂

选用纤维素离子交换剂抄。因为蛋白质不能扩散到树脂的链状结构中，而纤维素离子交换剂交换容量大。选用ph为5.0的磷酸盐缓冲溶液和强酸型阳离子交换剂如SE-纤维素。装柱氢氧化钠处理，0.1mol/L起始缓冲液平衡，上样，吸附目标蛋白，0.15mol/L缓冲液洗脱，之后再选用ph6.5,8.0的缓冲液梯度洗脱。等电点=4.0的蛋白质在5.0缓冲液中带负电，不能被吸附，直接分离。随后6.0的蛋白质被洗脱出来。再用ph6.5,8.0的缓冲液梯度洗脱。

E. 强离子交换柱和弱离子交换柱的区别

阴树脂和阳树脂有什么不同？

交换原理：

阴离子交换树脂体内含有大量的碱性基团，是通过氯来与水中的杂质交换，而阳离子交换树脂则含有大量的酸性基团，是通过钠离子或者氢离子与水中的杂质进行交换。

交换顺序：

1、混床树脂的交换顺序一般是先阳离子，然后才是阴离子，阳离子交换树脂会释放出酸性基团，而阴离子交换树脂则会释放出碱性基团，两者中和，成为纯水。

2、离子所带有的电荷多，就容易被树脂吸附，而所带有的电荷较少，则比较难吸附。

3、如果带有相同电荷量的离子，原子序数大的元素，形成离子的水合半径小，较易被吸着。

温度：

阳离子交换树脂的耐温性比较好，所以一般阳离子交换树脂的使用温度或者储存温度都要比阴离子交换树脂高一些。

预处理：

阴阳离子交换树脂的功能基团不同，所以树脂预处理时使用的溶液也不同，阴阳树脂在使用饱和食盐水浸泡18-20小时之后，使用清水清洗干净。

阴树脂使用浓度为5%的氯化氢进行浸泡4-8小时，清洗干净，再使用浓度在2%-4%左右的氢氧化钠浸泡4-8小时，清洗至中性即可。

而阳树脂则使用浓度在2%-4%左右的氢氧化钠浸泡2-4小时，清洗干净后，使用浓度为5%的氯化氢进行浸泡4-8小时，清洗至中性即可。

F. 离子交换层析的具体操作

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。
洗涤好的纤维素使用前必须平衡至所需的pH和离子强度。已平衡的交换剂在装柱前还要减压除气泡。为了避免颗粒大小不等的交换剂在自然沉降时分层，要适当加压装柱，同时使柱床压紧，减少死体积，有利于分辨率的提高。
柱子装好后再用起始缓冲液淋洗，直至达到充分平衡方可使用。 加样：
层析所用的样品应与起始缓冲液有相同的pH和离子强度，所选定的pH值应落在交换剂与被结合物有相反电荷的范围，同时要注意离子强度应低，可用透析、凝胶过滤或稀释法达此目的。样品中的不溶物应在透析后或凝胶过滤前，以离心法除去。为了达到满意的分离效果，上样量要适当，不要超过柱的负荷能力。柱的负荷能力可用交换容量来推算，通常上样量为交换剂交换总量的1%-5%。 已结合样品的离子交换前，可通过改变溶液的pH或改变离子强度的方法将结合物洗脱，也可同时改变pH与离子强度。为了使复杂的组份分离完全，往往需要逐步改变pH或离子强度，其中最简单的方法是阶段洗脱法，即分次将不同pH与离子强度的溶液加入，使不同成分逐步洗脱。由于这种洗脱pH与离子强度的变化大，使许多洗脱体积相近的成分同时洗脱，纯度较差，不适宜精细的分离。最好的洗脱方法是连续梯度洗脱，洗脱装置见图16-6.两个容器放于同一水平上，第一个容器盛有一定pH的缓冲液，第二个容器含有高盐浓度或不同pH的缓冲液，两容器连通，第一个容器与柱相连，当溶液由第一容器流入柱时，第二容器中的溶液就会自动来补充，经搅拌与第一容器的溶液相混合，这样流入柱中的缓冲液的洗脱能力即成梯度变化。第一容器中任何时间的浓度都可用下式进行计算：
C=C2-(C2-C1)(1-V)A2/A1
式中A1、A2分别代表两容器的截面积：C1、C2分别表示容器中溶液的浓度；V为流出体积对总体积之比。当A1=A2时为线性梯度，当A1>A2时为凹形梯度，A1>A2时为凸形梯度。
洗脱时应满足以下要求：
①洗脱液体积应足够大，一般要几十倍于床体积，从而使分离的各峰不至于太拥挤。
②梯度的上限要足够高，使紧密吸附的物质能被洗脱下来。
③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。
洗脱馏份的分析按一定体积（5-10ml/管）收集的洗脱液可逐管进行测定，得到层析图谱。依实验目的的不同，可采用适宜的检测方法（生物活性测定、免疫学测定等）确定图谱中目的物的位置，并回收目的物。
离子交换剂的再生与保存离子交换剂可在柱上再生。如离子交换纤维素可用2mol/：NaCl淋洗柱，若有强吸附物则可用0.1mol/LNaOH洗柱；若有脂溶性物质则可用非离子型去污剂洗柱后再生，也可用乙醇洗涤，其顺序为：0.5mol/LNaOH-水-乙醇-水-20%NaOH-水。保存离子交换剂时要加防腐剂。对阴离子交换剂宜用0.002%氯已定（洗必泰），阳离子交换剂可用乙基硫柳汞（0.005%）。有些产品建议用0.02%叠氮钠。

G. 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。

H. 为什么弱碱型 阴离子交换剂对ph

弱碱性阴树脂主要用于水处理行业，比如原水含较高有机物，使用强碱阴树脂容易中毒的工况中，会选用大孔弱碱阴树脂置前，后跟强碱阴树脂。
弱碱阴树脂也普遍用于食品发酵行业，比如淀粉糖行业，淀粉水解板框过滤，通过活性炭脱色处理后，溶液中含有灰分和有机色素，需要采用离交设备进行脱灰脱色处理，一般为阳床＋弱阴床＋阳床＋弱阴床，或阳＋弱阴＋弱阴等工艺，也会在最后跟上一个小阳柱调节PH值，这个时候弱阴树脂主要是去除溶液中的强酸根阴离子（比如硫酸根离子、氯根离子），同时最主要的是对溶液进行脱色处理，因为弱阴树脂对有机色素的吸附与洗脱能力都很不错，而强阴树脂虽然对有机色素吸附能力好，但很难洗脱，并容易导致葡萄糖异构化。
但是现在大部分国内离子交换树脂生产企业，受迫于环保和生产成本的压力，都普遍采用了新工艺生产弱碱阴树脂，这类新工艺弱碱树脂在使用中，物化性能表现不佳，弱碱阴树脂一直是争光的王牌产品，不管是生产工艺的可靠性，还是应用研究的先进性，几十年来一直稳居国内第一，并且在多种工况应用中，也完全达到并超过国外品牌同类产品。所以很负责任的给您推荐一下，这个产品您可以毫无疑问的选择争光。
借此问题回答之际，呼吁国内离子交换树脂生产企业同行，将企业发展眼光放长远一些，尤其是个别企业（在此不方便一一点名），不要为了眼前的蝇头小利，生产那些偷工减料的产品，市场用户终究是会渐渐明白性价比的，国家也不会允许你们将三废如此偷排放的，因为你们的子孙后代终究还是需要这个地球，需要这份空气，需要一些干净的水源。
还有也顺便敬告广大用户，控制采购成本是需要专业技术为基础的，一味的打压供应商产品价格，您就不怕搬了石头砸自己的脚？买的终究没有卖的精，你那些所谓的节约降低采购成本，是否用专业数据统计过，您的使用成本？离子交换树脂最大的特点就是可以重复使用，如果在重复使用中，制水量不足，再生频率变高，酸碱耗水耗以及人工成本是否一一统计了？
最后呼吁国家废除现有招投标制度，因为现有的招投标法，已经严重被滥用，集体拍板也就是集体承担责任，其实也意味着没有人会去承担责任。国内市场持续十多年的低价恶性竞争，所谓的层层审批制度，这类制度成为了大众创新万众创业的拦路虎绊脚石，因为一些创新技术是需要终端市场去尝试的，其中必然存在失败的概率，而现如今，反腐让您怠工，招投标让您不愿去学习研究技术，长久如此下去，您的不进步，让我失去了为您提供服务的同时，也丧失了国内整个实体经济的良性有效持续发展的机会。

I. 可以通过改变pH 值来使与离子交换剂结合的各个组分被洗脱下来的是什么！

弱酸的适用ph值为0~14
弱碱的适用ph值为0~9，因为高ph值下，弱碱基团多以非离子形态存在，不显碱性

J. 交换容量的影响因素

影响交换容量的因素很多，主要可以分为两个方面，一方面是离子交换剂颗粒大小、颗粒内孔隙大小以及所分离的样品组分的大小等的影响。这些因素主要影响离子交换剂中能与样品组分进行作用的有效表面积。样品组分与离子交换剂作用的表面积越大当然交换容量越高。一般离子交换剂的孔隙应尽量能够让样品组分进入，这样样品组分与离子交换剂作用面积大。分离小分子样品，可以选择较小孔隙的交换剂，因为小分子可以自由的进入孔隙，而小孔隙离子交换剂的表面积大于大孔隙的离子交换剂。对于较大分子样品，可以选择小颗粒交换剂，因为对于很大的分子，一般不能进入孔隙内部，交换只限于颗粒表面，而小颗粒的离子交换剂表面积大。本文来自:博研联盟论坛
另一些影响因素如实验中的离子强度、pH值等主要影响样品中组分和离子交换剂的带电性质。一般pH对弱酸和弱碱型离子交换剂影响较大，如对于弱酸型离子交换剂在pH较高时，电荷基团充分解离，交换容量大，而在较低的pH时，电荷基团不易解离，交换容量小。同时pH也影响样品组分的带电性。尤其对于蛋白质等两性物质，在离子交换层析中要选择合适的pH以使样品组分能充分的与离子交换剂交换、结合。一般来说，离子强度增大，交换容量下降。实验中增大离子强度进行洗脱，就是要降低交换容量以将结合在离子交换剂上的样品组分洗脱下来。本文来自:博研联盟论坛