① 用强酸性阳离子交换树脂分离氨基酸混合物时,为什么要逐步提高洗脱液的pH和离子强度
用强酸性阳离子交换树脂分离氨基酸混合物时,氨基酸都是以阳离子的形式版,被吸附到树脂权的离子交换位上。
由于氨基酸是两性化合物,既有酸性,也有碱性,因此氨基酸都有等电点,pH低于等电点时,呈阳离子状态,pH高于等电点时,呈阴离子状态。氨基酸被强酸性离子交换树脂吸附后,都是以阳离子形式存在的,转变为阴离子就会被洗脱。通过逐渐提高洗脱液的pH,利用氨基酸不同的等电点,使不同的氨基酸逐渐从阳离子改变为阴离子,而被洗脱出来,从而达到分离效果。
② 如何从植物中提取氨基酸
先用蛋白酶和肽酶处理得到氨基酸,然后用有机溶剂萃取,再进行分馏。
一,植物中游离氨基酸的提取;
1,烘干材料中游离氨基酸的提取:
从植物的叶片、叶脉及种子中提取游离氨基酸一般先需要干燥处理,叶片、叶脉要在105~110摄氏度杀青,然后60~80摄氏度烘干、粉碎,过40目筛。一些研究者用75%或80%的酒精作溶剂从粉碎原料中提取氨基酸,也有用蒸馏水作萃取溶剂提取,提取的方法是常温或加热到一定温度(小于100摄氏度)用一定体积分数的萃取溶剂浸泡2~6h,或加热回流20~30min,为了使原料中的游离氨基酸尽可能得以溶解,提取过程需重复2~3次,然后合并提取液、过滤,蒸发掉乙醇,既得到了氨基酸粗提液。也有人采用蒸馏水作溶剂超声波提取提取的方法,或在室温下样品用50%乙醇浸泡微波萃取,然后离心过滤,若用氨基酸自动分析仪测定氨基酸的含量,常用2%~5%的磺基水杨酸水溶液浸提。
2,鲜叶片或鲜果肉中游离氨基酸的提取:
鲜叶片或鲜果肉中游离氨基酸的提取鲜叶片或鲜果肉一般用10%CH3COOH研磨或匀浆来进行提取,但由于鲜叶片或鲜果肉中的蛋白酶能水解蛋白质,造成游离氨基酸含量升高,故研磨要在冰浴中进行,新鲜材料中的脂、蛋白质、糖等易被提出,需加入一定的试剂除去。通常用10%三氯乙酸、一定浓度的醋酸铅、磺基水杨酸或95%乙醇加入过夜沉淀,然后离心或过滤的方法除去蛋白质,用乙酸乙酯或乙醚萃取以除去脂类等。
二,游离氨基酸的纯化;
从植物中提取的氨基酸粗提液中含有较多的色素、可溶性糖、有机酸及其他杂质,有必要对氨基酸粗提液进一步进行纯化,以便下一步进行氨基酸含量的测定。
最常用的纯化方法是用732阳离子交换树脂进行纯化。
732阳离子交换树脂在使用前要进行预处理,用一定浓度的盐酸浸泡树脂24h以上,然后用蒸馏水漂洗至中性,为的是除去树脂中的杂质,并使其完全转化成氢型阳离子交换树脂,湿法装柱,注意树脂间不能存有气泡,把氨基酸粗提液经适当浓缩到小体积后,倒入树脂柱中,让其缓慢流入树脂层,当氨基酸植物中游离氨基酸的提取、纯化及分析方法粗提液全部进入树脂后,停留10min,以便使氨基酸充分结合到树脂上,接着用一定量的蒸馏水冲洗树脂,以吸取色素、水溶性糖等杂质,当流出液变清后,用0.5~4mol/L的氨水进行洗脱,收集洗脱液至用茚三酮检测无色为止。把洗脱液用旋转蒸发仪减压浓缩至干。用0.1mol/L盐酸溶解并定容之一定体积即可。该方法氨基酸损失,纯化效果好,故最常用于植物中提取的游离氨基酸的纯化。
也有研究者用活性炭进行纯化,把具有较强吸附能力的活性炭直接加入到氨基酸粗提液中,加热一段时间,然后过滤,以除去色素等,但活性炭对部分氨基酸也能吸附,造成氨基酸的损失
③ 离子交换树脂的选择原则是什么
离子交换树脂的吸附交换原理:
离子交换树脂本身的离子一般是低价离子,所以离子交换树脂在与水接触时,根据树脂的吸附选择性,会将水中的高价离子吸附,将低价离子释放,而这些被释放的低价离子会与水中的其他离子结合,成为无害的物质,而在实际使用的过程中,经常都是将树脂转化为其他的离子形式进行使用,比如一般阳离子交换树脂会转化为钠型树脂再进行使用,从而达到软化水的目的。
离子交换树脂的吸附顺序:
1.离子交换树脂对阳离子的吸附顺序:
Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+
2.强碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序:
SO42- > NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
3.弱碱性阴离子交换树脂对阴离子的吸附顺序:
OH- > 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >醋酸根- > HCO3-
详情点击:离子交换树脂的选择性
④ 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。
⑤ 一般,用于分离蛋白质的离子交换层析,应该用阴离子交换树脂,还是阳离子交换树脂
氨基酸一般用强酸性阳离子交换树脂,蛋白质用阴离子交换树脂
⑥ 如何用阴离子交换树脂层析分离混合氨基酸
离子交换树脂是一种合成的高聚物,不溶于水,能吸水膨胀.高聚物分子由能电离的回极性答基团及非极性的树脂组成.极性基团上的离子能与溶液中的离子起交换作用,而非极性的树脂本身物性不变.通常离子交换树脂按所带的基团分为强酸(=R=S03H)、弱(=COOH)、强碱 (=N+=R:)和弱碱(=NH2=NHR=NR2).
离子交换树脂分离小分子物质如氨基酸、腺苷、腺苷酸等是比较理想的.但对生物大于物质如蛋白质是不适当的,因为它们不能扩散到树脂的链状结构中.故如分离生物大子、可选用以多糖聚合物如纤维素、葡聚糖为载体的离子交换剂.
本实验用磺酸阳离子交换树脂分离酸性氨基酸(天冬氨酸)、中性氨基酸(丙氨酸)碱性氨基酸(赖氨酸)的混合液.在特定的pH条件下,它们解离程度不同,通过改变脱液的pH或离子强度可分别洗脱分离.
⑦ 求问怎么用离子交换树脂层析分离混合氨基酸
【原理】离子交换树脂是一种合成的高聚物,不溶于水,能吸水膨胀。高聚物分子由能电离的极性基团及非极性的树脂组成。极性基团上的离子能与溶液中的离子起交换作用,而非极性的树脂本身物性不变。通常离子交换树脂按所带的基团分为强酸(=R=S03H)、弱(=COOH)、强碱 (=N+=R:)和弱碱(=NH2=NHR=NR2)。
离子交换树脂分离小分子物质如氨基酸、腺苷、腺苷酸等是比较理想的。但对生物大于物质如蛋白质是不适当的,因为它们不能扩散到树脂的链状结构中。故如分离生物大子、可选用以多糖聚合物如纤维素、葡聚糖为载体的离子交换剂。
本实验用磺酸阳离子交换树脂分离酸性氨基酸(天冬氨酸)、中性氨基酸(丙氨酸)碱性氨基酸(赖氨酸)的混合液。在特定的pH条件下,它们解离程度不同,通过改变脱液的pH或离子强度可分别洗脱分离。
【材料】1.实验器材层析柱(1.6X20cm);恒流泵;梯度混合器;试管及试管架;紫外分光光度计、磺酸阳离子交换树脂(Dowex 50)
2.实验试剂
(1)2mol/L HCl
(2)2mol/L NaOH
(3)0.1mOl/L HCl
(4) 0.1mol/L NaOH
(5)pH4.2的柠檬酸缓冲液:0.lmol/L柠檬酸54m1加0.1mol/L柠檬酸钠46ml
(6)pH5的醋酸缓冲液:0.2mol/L NaAc 70ml加 0.2mol/L HAc 30ml
(7)0.2%中性茚三酮溶液:0.2g茚三酮加100ml丙酮
(8)氨基酸混合液:丙氨酸、天冬氨酸、赖氨酸各10m1加0.1mol/L HCl 3m【方法】
1. 树脂的处理
100ml烧杯中置约10g树脂,加25ml 12mo1/L HCl搅拌2h,倾弃酸液,用蒸馏水充洗涤树脂至中性。加25ml 12mol/L NaOH至上述树脂中搅拌2h,倾弃碱液,用蒸馏水洗涤至中性。将树脂悬浮于50ml pH4.2柠檬酸缓冲液中备用。
2. 装柱取直径0.8cm~1.2cm、长度 10cm~12cm的层析柱,底部垫玻璃棉或海绵圆垫,自顶部注入经处理的上述树脂悬浮液,关闭层柱出口,待树脂沉降后,放出过量的溶液,在加入一些树脂,至树脂沉积至8cm~10cm高度即可。于柱子顶部继续加入pH4.2柠檬酸缓冲液洗涤,使流出液pH为4.2为止,关闭柱子出口,保持液面高出树脂表面1cm左右。
3. 加样、洗脱及洗脱液收集
打开山口使缓冲液流出,待液面几乎平齐树脂表面时关闭出口(不可使树脂表面干燥)。用长滴管将15滴氨基酸混合液仔细直接加到树脂顶部,打开出口使其缓慢流入柱内。当液面刚平树脂表面时,加入0.1mol/L HCl 3ml,以10滴/min~12滴/min的流速洗脱,收集洗脱液,每管20滴,逐管收存。当HCl液面刚平树脂表面时,用1m1 pH4.2柠檬酸缓冲液冲洗柱壁一次,接着用2ml pH4.2柠檬酸缓冲液洗脱,保持流速10滴/min~12滴/min并注意勿使树脂表面干燥。
在收集洗脱液的过程中,逐管用茚三酮检验氨基酸的洗脱情况,方法是:于各管洗脱液中加10滴pH5醋酸缓冲液和10滴中性茚三酮溶液,沸水浴中煮10min,如溶液呈紫蓝色,表示已有氨基酸洗脱下来。显色的深度可代表洗脱的氨基酸浓度,可比色测。
在用pH4.2柠檬酸缓冲液把第二个氨基酸洗脱出来之后,再收集两管茚三酮反应阴性部分,关闭层析柱出口,将树脂顶部剩余的pH4.2柠檬酸缓冲液移去。
于树脂顶部加入2ml 0.1mo1/L NaOH,打开出口使其缓慢流入柱内,按上面I续用0.1mo1/L NaOH洗脱并逐管收集 (注意仍然保持流速10滴/min~12滴/min),每管20滴。做洗脱液中氨基酸检验,在第三个氨基酸用0.1mo1/L NaOH洗脱下来以后,再继续收集两管茚三酮反应阴性部分。
最后以洗脱液管号为横坐标,洗脱液各管光密度(以水作空白,在570nm波长读取吸光度)或颜色深浅(以 -,±,+,++...表示)为纵坐标作图,即可画出一条洗脱曲线。
【注意事项】
1. 一直保持流速10滴/min~12滴/min,并注意勿使树脂表面干燥。
2. 在装柱时必须防止气泡、分层及柱子液面在树脂表面以下等现象发生。
⑧ 离子交换层析分离混合氨基酸实验能否用阴离子交换树脂
离子交换层析分离混合氨基酸实验也能用阴离子交换树脂,但是一般都是用强阳性离子交换树脂在pH2-3之间进行分离.
因为大部分氨基酸等电点都偏酸,如果用强阴离子交换树脂的话,洗脱盐浓度较大,而且分离效果不如阳离子交换的好.
网络教育团队【海纳百川团】为您解答.
⑨ 在PH3左右,氨基酸混合液(酸性,碱性,中性三类),经阳离子交换树脂被洗脱分离,这三类氨基酸的洗脱顺序
原因:氨基酸与阳离子交换树脂的静电引力大小依次是 碱性氨基酸>中性氨回基酸>酸性氨基酸,所以答洗脱的顺序就
先是酸性氨基酸(负电荷最多),然后是中性氨基酸,最后是碱性氨基酸(带正电荷最多)。
详见《生物化学》王镜岩 第三版 上册 153页
⑩ 不适宜用离子交换树脂法分离的成分为
答案(E)
生物碱、生物碱盐:(强酸性)阳离子交换树脂;
有机酸:(强碱性)阴离子交换树脂;
氨基酸:碱性氨基酸,选用弱酸性阳离子交换树脂;酸性氨基酸,选用弱碱性阴离子交换树脂。