第九章分析化学中的分离技术.ppt

1、2018/10/5,2004-10-31,Department of Chemistry,9.1 概述(Brief introduction),在实际分析工作中，遇到的样品往往含有多种组分，进行测定时彼此发生干扰，不仅影响分析结果的准确度，甚至无法进行测定。为了消除干扰，比较简单的方法是控制分析条件或采用适当的掩蔽剂。但是在许多情况下，仅仅控制分析条件或加入掩蔽剂，不能消除干扰，还必须把被测元素与干扰组分分离以后才能进行测定。所以定量分离是分析化学的重要内容之一。,2004-10-31,Department of Chemistry,概述,在痕量分析中，试样中的被测元素含量很低，如饮用水中Cu

2、2+的含量不能超过0.1mgL、Cr()的含量不能超过0.65 mgL等。这样低的含量直接用一般方法是难以测定,因此可以在分离的同时把被测组分富集起来，然后进行测定。所以分离的过程也同时起到富集的作用，提高测定方法的灵敏度。,2004-10-31,Department of Chemistry,1.分离在定量分析中的作用,(1) 将被测组分从复杂体系中分离出来后测定(2) 把对测定有干扰的组分分离除去(3) 将性质相近的组分相互分开(4) 把微量或痕量的待测组分通过分离达到富集的目的分离前的体系：均相；两组分A、B的分离；分离体系总是两相；液-液；液-固；气-液；,2004-10-31,Dep

3、artment of Chemistry,2. 回收率(recovery),一种分离方法的分离效果，是否符合定量分析的要求，可通过回收率的大小来判断，例如，当分离物质A时，回收率式中RA表示被分离组分回收的完全程度。在分离过程中，RA越大（最大接近于1）分离效果越好。常量组分的分析，要求RA0.99;微量组分的分析，要求RA0.95；如果被分离组分含量极低（例如0.001-0.0001%），则RA0.95就可以满足要求。,2004-10-31,Department of Chemistry,3. 分离因数,如果在分离时，是为了将物质A与物质B分离开来。则希望两者分离得越完全越好，其分离效果可用

4、分离因数SB/A表示。 式中： SB/A表示分离的完全程度。在分离过程中，SB/A越小，分离效果越好。对常量组分的分析，一般要求SB/A10-3；对痕量组分的分析，一般要求SB/A=10-6左右。,2004-10-31,Department of Chemistry,4.常用分离方法,解决常规分离技术（蒸馏、重结晶）所不能解决的分离问题；性质特别接近物质的分离。1)沉淀分离法 传统分离方法，采用沉淀剂；液-固分离。2)溶剂萃取分离法 被分离物质由一液相转入互不相溶的另一液相的过程； 液-液两相；互不相溶。 超临界萃取。,2004-10-31,Department of Chemistry,常用

5、分离方法,3)离子交换分离法通过带电荷溶质与固体(或液体)离子交换剂中可交换的离子进行反复多次交换而达到分离。4)膜分离技术发展较快的一种分离方法；模拟生物过程；利用半透膜（高选择性）淡化海水。5)色谱分离方法柱层析；制备型气相色谱；制备型液相色谱；,2004-10-31,Department of Chemistry,5.现代分离技术的进展,以膜分离技术、高效制备色谱、超临界萃取为代表的现代分离技术； 生物技术的发展需要高效分离技术： 核酸、酶、蛋白质、多肽等的活性物质的纯化；,2004-10-31,Department of Chemistry,6. 定量分离的应用,1）分析对象的复杂性天

6、然产物提取具有生理活性的组分如紫杉醇中草药有效组分的测定、分离2） 药物、高纯试剂的制备 青霉素过敏的原因是含微量其它组分，提纯后可口服235铀、 238铀的分离是利用235UF6和235UF6蒸汽扩散速度的差别。3） 分析过程中的干扰分离仪器分析的选择性和灵敏度不断提高，但在很多情况下有干扰存在。干扰组分分离。,2004-10-31,Department of Chemistry,9.2 沉淀分离法,9.2.1一般方法氢氧化物沉淀法(常量组分)两性元素与非两性元素分离pH89, NH3-NH4Cl:高价与低价金属离子分离H2S系统分组方案对沉淀反应的要求： 所生成的沉淀溶解度小、纯度高、稳定

7、1. 氢氧化物沉淀分离法沉淀剂：NaOH，NH3H2O影响因素：溶液pH ，共沉淀,2004-10-31,Department of Chemistry,2004-10-31,Department of Chemistry,2.硫化物沉淀分离法,沉淀剂：H2S约40余种金属离子可生成难溶硫化物沉淀；各种金属硫化物沉淀的溶解度相差较大； 根据H2S的分布曲线，溶液中S2-的浓度与pH有关，控制溶液pH 可控制分步沉淀。 H2S 有毒，气味难闻； 选择性差。,2004-10-31,Department of Chemistry,混合物试样,稀HCl:Ag+, Hg2+, Pb2+(浓度大时,温度低

8、时) (I), 银组, (HCl组) H2S+0.3mol/LHCl (H2S组) : (II)A, 铜组, Pb2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+ (II)B, 锡组, Hg2+, As, Sb, Sn (NH4)2S+NH3-NH4Cl(NH4)2S组):Al3+, Cr3+, Fe3+, Mn2+, Zn2+, Co2+, Ni2+(III), 铁组(NH4)2CO3+NH3-NH4Cl:Ca2+, Sr2+, Ba2+ (IV), 钙组(NH4)2CO3组:Mg2+, Na+, K+, NH4+, (V), 钠组,2004-10-31,Department of Chemistr

9、y,3.均匀沉淀法:改善分离条件,4.共沉淀法:分离富集微量组分例:吸附作用共沉淀, 选择性低1)用Cu2+S2-富集0.02g/LHg2+2)用Ca2+C2O42-富集Re3+3)用Fe3+OH-富集铜中的微量铝生成混合晶体, 选择性高4)用Ba2+SO42-富集Ra2+5)用Sr2+CO32-富集海水中亿万分之一的Cd2+6)用MgNH4PO4富集AsO43-,2004-10-31,Department of Chemistry,3.有机试剂沉淀分离法,高选择性、高灵敏度；应用普遍；有机沉淀剂与金属离子生成的三种沉淀类型：1)螯合物沉淀 8-羟基喹啉与Mg2+生成六元环结构的螯合物沉淀；

10、在氨缓冲溶液中，可实现镁与碱金属及碱土金属的分离；2)缔合物沉淀 四苯基硼化物与K+的反应产物；溶度积2.2510-8；3)三元配合物沉淀 提高选择性和灵敏度的一条途径；,2004-10-31,Department of Chemistry,4. 盐析法,在溶液中加入中性盐使溶质生成沉淀析出； 易产生共沉淀，选择性差； 成本低，简便；蛋白质的分离:对其生物活性有稳定作用；常用的中性盐:硫酸盐、磷酸盐、氯化物等；在蛋白质的分离中硫酸铵、硫酸钠应用较多。7.2.4 特点设备简单,快速, 应用广泛, 选择性较好,2004-10-31,Department of Chemistry,9.3 挥发和蒸馏

11、分离法,9.3.1原理:物质挥发性的差异9.3.2条件:转化为易挥性物质9.3.3方法:1)升华法:I2, 萘(多环芳烃)2)氢化法:半导体元素测量3)蒸馏法:多用于有机物,9.3.4特点:选择性高,应用范围小,2004-10-31,Department of Chemistry,9.4 溶剂萃取分离法,萃取分离的原理与特点：定义: 被分离物质由一液相转入互不相溶另一液相的过程称为萃取。特点:萃取分离体系由互不相溶的两液相组成；优点:设备简单,操作快速,分离效果好,应用广泛缺点:费时,工作量大,萃取溶剂易挥发,易燃,有毒原理:被分离组分在两液相中的溶解度具有较大的差异；1.分配系数(Distr

12、ibution coefficient):在恒温、恒压、较稀浓度下，溶质(A)在两相中达到平衡时，溶质在两相中的浓度比值为一常数.,2004-10-31,Department of Chemistry,分配系数,AO 和AW是分配平衡后，溶质（A）在上、下层液相中的浓度。,讨论,1）不同溶质在不同的溶剂中具有不同的 K 值；2）K 值越大表示该溶质在上层溶剂中的溶解度越大；3）当混合物中各组分的K 值很接近时，须通过不断更新溶剂进行多次抽提才能彼此分离；4）分配系数与物质在两相体系中的溶解度有关，但分配系数不等于溶质在两种溶剂中溶解度的比值。溶解度是指饱和状态，萃取则常用于稀溶液；,2004-

13、10-31,Department of Chemistry,2. 分配比(Distribution ratio-D),cO 、cW 是分配平衡后，溶质A（包括所有的存在形式）分别在上、下层液相中的总浓度。 当溶质以为单一形式存在时，KD=D,2004-10-31,Department of Chemistry,3.萃取步骤,1)萃取液两相溶剂系统： 水 相：水或水醇 有机相：碳烃化合物、醚、酯等3)多次间歇萃取当一次萃取不能满足要求时，采取多次萃取。4)逆流分配萃取 逆流分配仪：可连续上百次萃取。,2004-10-31,Department of Chemistry,4. 间歇操作的萃取效率(

14、Extraction rate),设试样水溶液体积为VW(mL)，组分A的总量为nS(mmol)，加入有机溶剂体积VO(mL)，经过一次萃取后，A在水相中的残留量为nA(mmol)，其分配比D：,以回收率表示萃取效率，则组分A的萃取率RA的定义是：,2004-10-31,Department of Chemistry,间歇操作的萃取效率,残余在水相中A的分数fA与萃取率RA的关系是：,如果用等体积溶剂进行n次萃取,则总萃取率为：,2004-10-31,Department of Chemistry,5. 重要萃取体系,1)金属螯合物 金属离子与螯合剂(亦称萃取络合剂)的阴离子结合而形成中性螯合

15、物分子。这类金属螯合物难溶于水，而易溶于有机溶剂，因而能被有机溶剂所萃取：如丁二酮肟镍即属于这种类型。Fe3+与铜铁试剂所形成的螯合物也属于此种类型。 常用的螯合剂还有8-羟基喹啉、双硫踪(二苯硫踪、二苯基硫卡巴腙)、乙酰丙酮和噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)等。,2004-10-31,Department of Chemistry,2)金属螯合物的萃取平衡,以双硫腙萃取水溶液中的金属离子M2+，为例来说明。双硫踪与M2+的反应为M2+ + 2H2Dz = M(HDz)2 + 2H+双硫腙为二元弱酸，可以用H2Dz表示。它难溶于水，而溶于CCl4(0.0021mol/L)和CHCl3(约0.08 m

16、ol/L)。若K为反应平衡常数。其大小与螯合剂的电离度、螯合剂的分配比、螯合物的稳定常数和螯合物的分配比有关。当萃取溶剂和螯合剂一定时，则萃取效率的高低，可以通过M2+的分配比来判断。,2004-10-31,Department of Chemistry,(1) 螯合剂的选择 所选挥的螯合剂与被萃取的金属离子生成的螯合物越稳定，则萃取效率越高。此外螯合剂必须具有一定的亲水基团，易溶于水，才能与金属离子生成螯合物；但亲水基团过多了，生成的螯合物反而不易被萃取到有机相中。因此要求螯合剂的亲水基团要少，疏水基团要多。亲水基团有-OH、-NH2、-COOH、-SO3H，疏水基团有脂肪基（-CH3、-C

17、2H5等）、芳香基(苯和萘基)等。 EDTA虽然能与许多种金属离子生成螯合物，但这些螯合物多带有电荷，不易被有机溶剂所萃取，故不能用作萃取螯合剂。,2. 萃取条件的选择,2004-10-31,Department of Chemistry,溶液的酸度越小，则被萃取的物质分配比越大，越有利于萃取。但酸度过低则可能引起金属离子的水解或其他干扰反应发生。因此应根据不同的金属离子控制适宜的酸度。 例如，用双硫腙作螯合剂，用CCl4从不同酸度的溶液中萃取Zn2+时，萃取Zn2+pH值必须大于6.5，才能完全萃取，但是当pH值大于10以上，萃取效率反而降低，这是因为生成难络合的ZnO22+所致，所以萃取Z

18、n2+最适宜的pH范围为6.5-10之间。,(2)溶液酸度的控制,2004-10-31,Department of Chemistry,二苯硫腙-CCl4萃取几种金属离子的酸度曲线,2004-10-31,Department of Chemistry,3)溶剂选择的一般规律,（1）选择一种对被分离物质溶解度大而对杂质溶解度小的溶剂，使被分离物质从混合组分中有选择性地分离； （2）选择一对被分离物质溶解度小而对杂质溶解度大的溶剂，使杂质分离； （3）溶剂的选择原则：“相似相溶”； 常见溶剂的极性大小顺序： 饱和烃类全氯代烃类不饱和烃类醚类未全氯代烃类酯类芳胺类酚类酮类醇类,2004-10-31,

19、Department of Chemistry,在分析中应用较广泛的萃取方法为间歇法(亦称单效萃取法)。这种方法是取一定体积的被萃取溶液，加入适当的萃取剂，调节至应控制的酸度。然后移入分液漏斗中，加入一定体积的溶剂，充分振荡至达到平衡为止。静置待两相分层后，轻轻转动分液漏斗的活塞、使水溶液层或有机溶剂层流人另一容器中，使两相彼此分离。如果被萃取物质的分配比足够大时，则一次萃取即可达到定量分离的要求。如果被萃取物质的分配比不够大，经第一次分离之后，再加入新鲜溶剂，重复操作，进行二次或三次萃取。但萃取次数太多、不仅操作费时，而且容易带人杂质或损失萃取的组分。,3. 萃取操作方法,2004-10-3

20、1,Department of Chemistry,静置分层时，有时在两相交界处会出现一层乳浊液，其原因很多。 在萃取过程中，如果在被萃取离子进入有机相的同时还有少量干扰离子亦转入有机相时，可以采用洗涤的方法以除去杂质离子。洗涤液的组成与试液基本相同，但不含试样。洗涤的方法与萃取操作相同。通常洗涤1-2次即可达到除去杂质的目的。 分离以后，如果需要特被萃取的物质再转到水相中进行测定，可改变条件进行反萃取。例如Fe3+在盐酸介质中形成FeCl4-与甲基异丁酮结合成洋盐而被萃取到有机机再用水反萃取到水溶液中(由于酸度降低)即可进行测定。,萃取操作方法,2004-10-31,Department o

21、f Chemistry,4. 超临界流体萃取分离法,超临界流体萃取分离法原理萃取剂是 超临界液体,是一种介于气液态之间的一种既非气态又非液态的物质.它只能在物质的温度和压力超过临界点时才能存在. 常用的有二氧化碳、氨和氧化亚氮超临界液体性质:1.密度较大,接近于液,与溶质分子的相互作用力强,很容易溶解其它物质2.粘度较小,接近于气体,传质速率很高3.表面张力小,容易渗透固体颗粒,并保持较大的流速,可使萃取过程在高效、快速而又经济的条件下进行。,2004-10-31,Department of Chemistry,9.5 离子交换分离法(Ion exchange separation),1.离子

22、交换反应 离子交换分离法是通过试样离子在离子交换剂（固相）和淋洗液（液相）之间的分配（离子交换）而达到分离的方法。分配过程是一离子交换反应过程。阳离子交换反应： Resin-SO3H + Na+ = Resin-SO3 Na + H+ Resin-SO3Na + H+ = Resin-SO3 H + Na +阴离子交换反应：Resin-N(CH3) 3OH + Cl- = N(CH3) 3 Cl + OH- Resin-N(CH3) 3 Cl + OH- = N(CH3) 3 OH + Cl -,2004-10-31,Department of Chemistry,2.离子交换树脂,离子交换反

23、应发生在离子交换树脂上的具有可交换离子的活性基团上。离子交换树脂是以高分子聚合物为骨架，反应引入活性基团构成。高分子聚合物以苯乙烯-二乙烯苯共聚物小球常见，可引入各种特性的活性基团，使之具有选择性。 Resin-SO3H（氢型）树脂的酸性最强，其Resin-SO3 Na （钠型）比氢型稳定，商品常为钠型，使用前用酸淋洗转型（再生）。阴离子交换树脂的Cl型稳定。 离子交换反应是一可逆反应。 离子交换树脂使用后需要进行再生处理。,2004-10-31,Department of Chemistry,3.离子交换容量,离子交换树脂在交换反应中可交换离子的数目用交换容量表示，单位 m mol / g

24、干树脂。 将离子交换树脂装入玻璃柱即构成离子交换分离柱，可用来分离干扰离子。当淋洗液为中性水溶液时，干扰离子保留在柱中。 离子交换反应是一可逆反应，被交换离子随淋洗液pH不同而在分离柱中移动，由于不同离子与离子交换树脂之间的作用力不同，流出分离柱的时间不同而被分离。 一般使用的离子交换树脂的粒度为50-100目。,2004-10-31,Department of Chemistry,4. 离子交换亲和力与选择性系数,离子交换分离中的分配系数是组分离子在树脂上的浓度与在溶液中的浓度之比，对阳离子Mn+，分配系数KD为：,分配系数KD反映了离子与树脂的亲和力大小。不同离子对树脂的亲和力大小具有如下

25、规律：1) 稀溶液中，离子电荷越大，亲和力越大；2) 相同电荷时，水合半径越小，亲和力越大；,2004-10-31,Department of Chemistry,3) 多元素阴离子亲和力的顺序为：,SO42-C2O42- I-NO3- CrO42- Br- SCN- Cl- Ac-F-4) H+对强酸性离子交换树脂的亲和力在Na+与Li+之间，离子交换树脂的酸性越弱， H+与其亲和力越大；5) OH-对强碱性离子交换树脂的亲和力在Ac-与F-之间，离子交换树脂的碱性越弱， OH-与其亲和力越大；当溶液中有多种离子可与树脂发生交换时： R-A + B+ = R-B + A+此反应的平衡常数称为

26、离子交换的选择性系数KB/A。,2004-10-31,Department of Chemistry,离子交换过程示意图,2004-10-31,Department of Chemistry,5. 离子交换分离法的应用,1)去离子水的制备 实验室用去离子水及锅炉用水的软化。采用串联的阳离子交换柱和阴离子交换柱。2)干扰组分的分离 如测定矿石中的铀时，为了除去其它金属离子的干扰，将矿石溶解后处理成0.1mol/L的硫酸溶液，U(VI)形成UO2(SO4)22-或UO2(SO4)34- ，在通过强碱性离子交换树脂时，被留在树脂上，金属离子则流出。之后，将其破坏成为UO2+形式洗脱，回收率可达98%

27、3) 痕量组分的富集天然矿石中痕量钍的富集：钍在盐酸溶液中难以形成稳定的配位离子，保留；共存的稀土则形成稳定的配位离子，被洗脱。,2004-10-31,Department of Chemistry,9.5 色谱分离法(chromatography),9.5.1 基本原理色谱法是一种物理化学分析方法。根据所用样品混合物中各组分物理、化学性质的差异，各组分程度不同的分配到互不相溶的两相中。当两相相对运动时，各组分在两相中反复多次重新分配，结果使混合物得到分离。固定相：固定不动的一相流动相：移动的一相,2004-10-31,Department of Chemistry,9.5.2 色谱法的分类,

28、1)根据流动相分类:气相色谱以气体作流动相液相色谱以液体作流动相超临界色谱流动相是在接近它的临界温度和压力下工作的液体2)根据固定相的附着方式分类固定相装在圆柱管中柱色谱固定相涂敷在玻璃或金属板上薄膜 色谱（平板色谱）液体固定相涂在纸上纸色谱(平板色谱),2004-10-31,Department of Chemistry,3) 根据分离机理分类,分配色谱样品组分的分配系数不同吸附色谱 样品组分对固定相表面吸 附力不同体积排阻色谱利用固定相孔径不同， 把样品组分按分子大小 分开离子交换色谱不同离子与固定相商相 反电荷间的作用力大 小不同,2004-10-31,Department of Che

29、mistry,气相色谱仪的流程,I -载气系统; II -进样系统; III-色谱柱和柱箱; IV-检测系统; V -记录系统,2004-10-31,Department of Chemistry,液相色谱仪的流程,2004-10-31,Department of Chemistry,硅胶孔结构对分离的影响,固定相：Lichrosorb Si 100, 500, 1000, 4000粒 径：10m色谱柱：200mmX3mm i.d.流动相：正庚烷流 速：5ml/min1-苯; 2-联苯3-间三联苯; 4-间四联苯5-间五联苯; 6-间六联苯,2004-10-31,Department of C

30、hemistry,稠环芳烃的分析,1-苯; 2-萘; 3-联苯; 4-菲; 5-蒽; 6-荧蒽7-芘; 9-芑11-苯并芘e12-苯并芘a,固定相：ODS（薄壳型）；流动相：线性梯度洗脱，20%甲醇-水-100%甲醇-水，2%/min；流速：1ml/min；柱温：50；柱压：70X105Pa；检测器：UV,2004-10-31,Department of Chemistry,9.5.3 纸色谱法(Paper chromatography),将固定相放在纸上，以纸做载体进行点样、展开、定性、和定量的液-液分配色谱法,固定相：纸纤维吸附的水流动相：与水不互溶的有机溶剂（饱和正丁醇）分离机制：同液-

31、液分配色谱定性参数：,2004-10-31,Department of Chemistry,Rf值测量示意图,L0,L1,L2,讨论：Rf与组分性质、流动相及溶解度有关 极性组分易保留,Rf 小(流动相极性, Rf） 非极性组分易流出, Rf大(流动相极性,Rf),2004-10-31,Department of Chemistry,9.5.4 生物大分子的色谱分离法,生物试样：酶、蛋白质、核酸、多糖生命科学的发展需要提供高纯试剂；色谱法是目前最有效的制备级的分离方法；基因工程中，治疗用蛋白的分离纯化即采用高压制备液相色谱；空间排阻液相色谱：蛋白质大小差异，通用型蛋白分离纯化工具；,2004-

32、10-31,Department of Chemistry,生物大分子的色谱分离法,亲和色谱：利用固定相配基与生物大分子之间的特殊生物亲和力的不同实现分离； 例如：将过渡金属离子Cu2+ 、Zn2+ 、Ni2+ 等以亚胺金属配合物的形式键合到固定相上，由于组胺酸和半胱胺酸能与这些离子形成配位键，形成亚胺-蛋白螯合物，故含有这两种氨基酸的蛋白质可以被这种亲和色谱固定相分离。离子交换色谱：利用蛋白质具有不同的等电点分离。,2004-10-31,Department of Chemistry,9.6 膜分离技术与生物试样分离1. 透析 超滤分离技术,原理：透析是采用半透膜作为滤膜,使试样中的小分子经

33、扩散作用不断透出膜外,而大分子不能透过被保留，直到膜两边达到平衡。特点：半透膜两边均为液体，一边为试样溶液，另一边为纯净溶剂（水或缓冲溶液）。可不断更换外层溶剂使扩散不断进行，直至符合要求。应用：制备或提纯生物大分子时，除去小分子物质及其杂质，脱盐。,2004-10-31,Department of Chemistry,用于透析的半透膜应具备的条件,1）在溶剂中能膨胀形成分子筛状多孔薄膜，只允许小分子溶质通过，而阻止大分子（如蛋白质）通过；2）化学惰性；3）在水、盐溶液、稀酸或稀碱溶液中稳定；4）有一定的机械强度和良好的再生性能。,2004-10-31,Department of Chemis

34、try,2. 透析的装置与方法,半透膜可制成管状，按需要截取一定长度，将一端封闭后，装入需要透析的试样溶液后，放入盛有溶剂的透析缸中。 商品透析管常涂有甘油以防干裂，也可能含有其他微量杂质。 预处理：用50%乙醇慢慢煮沸一小时，再分别用50%乙醇、0.01mol/L碳酸氢纳溶液、0.001 mol/L EDTA 溶液依次洗涤，最后用蒸馏水洗涤三次；,2004-10-31,Department of Chemistry,透析过程注意点：,1）透析前，对装有试液的透析袋检查是否有泄漏；2）透析袋装一半左右，防止膜外溶剂因浓度差渗入将袋涨裂或过度膨胀使膜孔径改变；3）搅拌；定期或连续更换外部溶剂可提

35、高透析效果。,2004-10-31,Department of Chemistry,3. 超滤,超滤是指外源加压的膜分离，其原理与过滤一样。依据所加的操作压力和膜的平均孔径的不同，可分为三种模式：1)微孔过滤 操作压力为0.07 MPa，膜的平均孔径为500埃至14 m，用于分离较大颗粒；2)加压超滤 操作压力为0.03-6 MPa，膜的平均孔径为10-100埃至14 m，用于分离大分子溶质；3)反渗透 操作压力为30-120 MPa，膜的平均孔径为10埃以下，用于分离小分子溶质；,2004-10-31,Department of Chemistry,4. 超滤装置与应用,超滤装置：目前应用最

36、广的是采用中空纤维系统的超滤装置，其是由多根空心纤维细管成束地装配而成。 空心纤维细管横截面的内表层细密，向外逐渐疏松，形成各向异性微孔膜管结构，管内径一般为0.2 mm，有效面积约1cm2，表面积与体积的比率极大，故滤速很高。 DC-30型中空纤维系统的超滤装置：三组中空纤维套筒，膜表面积2.7 m2，在3个大气压下，滤液流量可达 1L/min。 中空纤维系统的超滤装置用于透析、脱盐，在不到一小时可从溶液中除去99%的水。,2004-10-31,Department of Chemistry,应用：,应用：浓缩酶、蛋白质、核酸、多糖； 酶的浓缩回收率可达90%。特点：简单、经济、高效、快速的

37、分离 方法。,2004-10-31,Department of Chemistry,9.7 气浮分离法原理,采用某种方式，通入水中大量微小气泡，在一定条件下使呈表面活性的物质吸附或粘附于上升的气泡表面而浮升到液面，从而使某组分得以分离的方法浮选分离法或泡沫浮选分离法。,2004-10-31,Department of Chemistry,气浮分离法原理,2004-10-31,Department of Chemistry,9.8 固相微萃取分离法(Solid-phase microextraction),原理将涂有高分子固相液膜的石英纤维插入试样溶液或气样中,对待分离物质进行萃取,经过一定时间

38、在固定相涂层和水溶液两相中达到分配平衡,从而使待测物质分离.是一种非溶剂型萃取法.直接固相微萃取分离法顶空固相微萃取分离法,2004-10-31,Department of Chemistry,9.9 毛细管电泳分离法,1.电泳:荷电物质在电场中因受到吸引和排斥而引起的差速流动.2.电泳分离:是依据在电场中溶质不同的迁移速率.3.毛细管电泳分离原理:在充有电解质的毛细管两端施加高电压，利用电位梯度和离子淌度的差别，实现流体中组分的电泳分离。其分离机理有： 静电或离子相互作用、氢键作用、空间位阻作用、偶极-偶极相互作用、-相互作用,2004-10-31,Department of Chemist

39、ry,毛细管电泳仪器结构示意图,2004-10-31,Department of Chemistry,毛细管区带电泳分离原理,2004-10-31,Department of Chemistry,毛果芸香碱对映体的毛细管区带电泳手性分离,毛果芸香碱是一种缩瞳药，可用于青光眼及调节性内斜视等眼科疾病的治疗。采用毛细管区带电泳对其进行手性分离尚未见报道。采用-环糊精及其衍生物作为手性选择剂，运用CZE对毛果芸香碱对映体进行了分离 。,毛果芸香碱的结构式Structure of pilocarpine,2004-10-31,Department of Chemistry,环糊精类型对手性分离的影响,分离条件:背景电解质，15mmol/L CD-50 mmol/L磷酸盐缓冲溶液，pH=2.5；分离电压，20kV；柱温，20,HP-CD,DM-CD,-CD,