大孔吸附树脂吸附法分离甜菊糖甙的研究
一、实验目的和要求
1. 掌握大孔吸附树脂吸附法的基本原理。
2. 掌握用大孔吸附树脂分离生物活性物质的操作过程。 3. 了解树脂吸附分离技术在发酵工业中的应用。
二、实验原理
大孔吸附树脂为具有立体结构的多孔性海绵状聚合物,是以苯乙烯和丙酸酯等为单体,加入乙烯苯为交联剂,甲苯、二甲苯为致孔剂,它们相互交联聚合形成了多孔骨架结构。是一类含离子交换集团的交联聚合物,它的理化性质稳定,不溶于酸、碱及有机溶剂,不受无机盐类及强离子低分子化合物的影响。
大孔吸附树脂的吸附性是由于范德华引力或产生氢键的结果,分子筛性是由于其本身多孔性结构的性质所决定。大孔吸附树脂以范德华力从很低浓度的溶液中吸附有机物,其吸附性能主要取决于吸附剂的表面性质。大孔树脂的多孔性,使其具有巨大的比表面积,能够依靠和被吸附分子之间的范德华力或氢键进行物理吸附;同时,其多孔性还对分子量大小不同的化合物具有筛分作用。因此,大孔树脂为吸附性和筛分性相结合的分离材料,根据有机化合物吸附力的不同及分子量的大小,在大孔树脂上经一定的溶剂洗脱而分开。
三、实验器材与试剂
1. 器材
层析柱,天平,烘箱,烧杯,量筒,漏斗和表面皿等。
2. 试剂
大孔吸附树脂,甜菊糖甙,乙醇等。
四、操作方法
1. 树脂的预处理和再生(略)。 2. 装柱
在层析柱内加入约80~100 mL水,用记号笔做好标记(此即为装入树脂体积)。 装柱过程:层析柱中加入约1/4柱体积的去离子水,然后将所有的树脂小心沿壁倒入柱中,装柱时应注意不使树脂层中有气泡,控制柱底出水速度,不能让柱中水流干或溢出来。装柱完成后,将水位控制至树脂面上,加入少量去离子水,保持一段液柱。 3. 水洗
利用重力作用加入约2倍柱体积去离子水,流速控制在柱体积的3~5%(3~5%vvm),洗至流出液中无乙醇味,将水位控制至树脂面上,加入少量待测液,保持一段液柱。 4. 吸附
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取定量(约为树脂体积的两倍)固形物含量为U1的甜菊糖甙溶液缓慢注入树脂柱内,流速为3~5%vvm,流出液用量筒收集,并不断取样分析,直到流出液含显著甜味为止,停止上柱。记录上柱总量V1(柱出口上柱流出液量);降液面至树脂界面。
用2倍树脂体积的纯水按3~5%vvm流速洗柱,降液面至树脂界面。 5. 洗脱
用两倍树脂体积的60%乙醇溶液洗脱甜菊糖甙,流速为3~5%vvm,收集洗脱液,测量体积V并测定甜菊糖甙含量。 6. 测定洗脱液中甜菊糖甙含量
取一定量(1 ml)洗脱液于表面皿中,105 ℃烘箱内干燥至恒重,计算洗脱液中甜菊糖甙浓度U。
7. 纯水再生树脂,用2倍树脂体积纯水以3~5%vvm流速再生树脂。 8. 计算吸附过程回收率=解析总量/上柱总量
洗脱收率?U?V?100%
U1?V1V和U——分别为洗脱液液的体积(ml)和洗脱液甜菊糖甙含量(g/ml) V1和U1——分别为通入柱的料液体积(ml)和甜菊糖甙含量(g/ml)
五、思考题
(一)预习
1. 简述大孔吸附树脂的吸附原理,为什么用乙醇可以将甜菊糖甙洗脱? 2. 简述影响大孔吸附树脂吸附性能的因素。
(二)实验结果和讨论
计算树脂吸附过程的回收率。
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