Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 4.1 - Các phương pháp sắc ký

Bài giảng "Kỹ thuật thu hồi hoàn thiện sản phẩm: Chương 4.1" tìm hiểu về các phương pháp sắc ký gồm: Sắc ký trao đổi ion, sắc kí ái lực, sắc kí lọc gel, sắc kí đảo pha, sắc kí tương tác kỵ nước. Mời quý thầy cô và các em cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 4.1 - Các phương pháp sắc kýChương IV. Các phương pháp tinh sạch sản phẩm4.1 Các phương pháp sắc ký4.1.1 Sắc ký trao đổi ion4.1.2 Sắc kí ái lực4.1.3 Sắc kí lọc gel4.1.4 Sắc kí đảo pha4.1.5. Sắc kí tương tác kỵ nước4.2 Phương pháp kết tinh 1 4.1.Sắc ký trao đổi ionNguồn protein Enzyme thô Tách chiết Kết tủa Tinh sạch Lọc gel Trao đổi ion 2 4.1.1Sắc ký trao đổi ion ION EXCHANGE CHROMATOGRAPHY1. Nguyên tắc trao đổi ion2. Các dạng sắc ký trao đổi ion3. Nhựa trao đổi ion- Tính chất của nhựa- Cách lựa chọn nhựa4. Thao tác thực hiện quá trình. - lựa chọn dung dịch đệm 3 1. Nguyên tắc trao đổi ion• Protein là phân tử tích điện. Có thể ở dạng điện tích dương hoặc điện tích âm, cũng có thể trung hòa về điện Cation pH=pI Anion pH tăng 4 2. Các dạng sắc ký trao đổi ion• Có 2 dạng tích điện (+) và (-) của phân tử protein• Liên kết với các nhóm chức tích điện trái dấu - Dạng sắc ký trao đổi anion (anion exchange chromatography) - Dạng sắc ký trao đổi cation (cation exchange chromatography) 5 3. Nhựa trao đổi ion- - + Anion exchanger tích điện + - dương bao quanh- + - Nhựa trao đổi anion- Anionit 6789 The charged groups linked to ion exchange matricesAnion exchangers Functional groupdiethyl-aminoethyl (DEAE) -OCH2CH2N+H(CH2CH3)2quaternary aminoethyl (QAE) -OCH2CH2N+(C2H5)2CH2CH(OH)CH3quaternary ammonium (Q) -CH2N+(CH3)3Cation exchangers Functional groupcarboxymethyl (CM) -OCH2COO-sulfopropyl (SP) -CH2CH2CH2SO3-methylsulfonate (S) -CH2SO3- 10 trao đổi ANION VÀ CATION Anion exchanger: Inert Matrix—CH2—CH2—NH(CH2CH3)2+ diethylaminoethyl (DEAE) groupCation exchanger:Inert Matrix —CH2—COO- carboxymethyl(CM) group 1112 Khả năng và dung lượng trao đổi ion• Khả năng xác định bởi nhóm chức, trao đổi mạnh hay yếu tùy theo khả năng ion hóa khi thay đổi pH• khả năng mạnh: ion hóa trong dải pH rộngVí dụ DEAE:- trao đổi ion yếuSP: trao đổi ion mạnhĐịnh lượng khả năng trao đổi ion để liên kết ion. Tùy thuộc vào số nhóm chức 13 Carboxymethyl Sephadex® ( CM Sephadex®)Properties• bead size: 40-125 μm (dry)• pore size: ~200,000 Da exclusion limit• operating pH: 6 – 10• Capacity: 3-4 meq/g ion exchange capacity• Compatibility: mode of use weak cation exchange chromatography 14 DEAE Sephadex®, Diethylaminoethyl Sephadex®Properties• Bead size: 40-125 μm (dry)• pore size: ~30,000 Da exclusion limit• operating pH: 2 - 9• Capacity: 3-4 meq/g ion exchange capacity• Compatibility: mode of use mixed weak and strong anion exchange chromatographymeq- miliequivalent 15 Sulfopropyl Sephadex®PROPERTIES:• bead size: 40-125 μm (dry)• pore size: 200,000 exclusion limit (av. mol. wt.)• operating pH: 2 - 10• Capacity: 2.0-2.6 meq/g ion exchange capacity• Compatibility: mode of use strong cation exchange chromatography 16 Tính chọn lọc của nhựa trao đổi ion• Tính chọn lọc biểu hiện ở ái lực của nhựa với các ion. Nhựa có thể trao đổi với ion này trong dung dịch dễ hơn ion kia. Ái lực tương đối của các ion với nhựa có thể sắp xếp thành dãy đối với từng loại nhựa: 17 a/ Nhựa sunfon:• Trong dung dịch loãng ở nhiệt độ thường thì :-ái lực của cation với nhựa tăng khi điện tích của cation tăng: Na+ b/ Nhựa có nhóm cacboxylic, aminoaxetat• Các loại nhựa này có nhóm chức có khả năng tạo phức với các cation kim loại. Sự phụ thuộc cùng chiều của ái lực của nhựa với các cation kim loại theo độ bền của phức các nhóm chức với ion kim loại. H+>Ca2+>Mg2+>Li+>Na+>K+>Rb+.• Đối với các ionit nhóm chức aminoaxetat: Fe2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+>Ba2+>Sn2+ Li+Na+>K+• Đối với anionit bazơ mạnh:F- MECHANISM OF ION-EXCHANGE CHROMATOGRAPHY OF AMINO ACIDS pH2 - + + SO3 Na H3 N COOHIon-exchange Resin - + SO3 H3 N - COO pH4.5 + Na 20 ...