1.Адсорбционды-хроматографиялық әдістер. Иондық алмасу хроматорафиясы

Бұ л ә дістер осимдик жане жануар тектес биологиялық белсенді заттарды алу ү шін кең інен қ олданылады. Ион алмасу қ озғ алмайтын қ атты ион алмасу сорбенті мен еріткіште ерітілген зат арасындағ ы алмасу реакциясына негізделген. Бұ л ә діс бірнеше артық шылық тарғ а ие.

басқ а ә дістерден бұ рын: жабдық ты жобалаудың қ арапайымдылығ ы, бірнеше

ион алмастырғ ыш шайырларды қ олдану, технологиялық процесті толық механикаландыру жә не автоматтандыру мү мкіндігі, жұ мысшылардың кө бінесе улы аралық заттармен байланысын болдырмау, тб

Ион алмасу экстракциясын ү ш жолмен жү зеге асыруғ а болады: статикалық,

динамикалық жә не хроматографиялық.

Статикалық ә діс ион алмастырғ ыш пен ө ң делген ерітіндіні араластырудан жә не кейіннен бө луден тұ рады. Процесс ион алмастырғ ышты ерітіндіде тоқ тата тұ руғ а арналғ ан араластырғ ышпен жабдық талғ ан ыдыста жү зеге асырылады.

Сорбция аяқ талғ аннан кейін мақ сатты компоненті бар ион алмастырғ ышты ерітіндіден сү згіде бө ліп, сумен жуып, аппаратқ а қ айтарады. Биологиялық белсенді заттарды экстракциялау (элюция) аппаратта дә л осылай жү зеге асырылады. Статикалық ә діс негізінен зертханалық практикада қ олданылады.

Динамикалық ә діс ион алмасуды оқ шаулауда ең кең таралғ ан ә діске айналды. Ол ерітіндіні ионалмастырғ ыш қ абаты арқ ылы бір бағ ытта ө ткізуден тұ рады. Ол қ озғ алғ ан кезде ерітінді сорбцияланғ ан иондарда «таусылады» жә не белсенді иондармен байланысады (ион алмасу қ абілеті тұ рғ ысынан)

Динамикалық жағ дайда сорбенттен (элюциядан) биологиялық белсенді заттарды бө ліп алу олардың толық десорбциясына қ ол жеткізуге жә не жоғ ары белсенді (концентрацияланғ ан) жә не одан да кө п таза элюаттар алуғ а мү мкіндік береді.

Динамикалық ион алмасуды жү зеге асыратын негізгі аппарат

- бұ л ион алмастырғ ышпен толтырылғ ан тік цилиндрлік ыдыс, оның қ абаты арқ ылы ө ң делген сұ йық тық ағ атын ион алмастырғ ыш сү згісі. Сү згілер кө міртекті болаттан жасалғ ан

винил пластик, ә йнек, плексиглас. Фильтрлердің биіктігі ә детте кө п болғ андық тан

диаметрінен ү лкен болса, оларды ион алмасу бағ андары деп атайды. Кездесу

ион алмасу сү згілерінің екі тү рі: жабық (қ ысым) жә не ашық (қ ысымсыз). Жабық сү згі - герметикалық жабылғ ан дизайн,

ол арқ ылы ө тетін сұ йық тық қ ысымымен жұ мыс істеуге арналғ ан, т. а.

жане де шамадан тыс ішкі қ ысым ү шін. Ерітінділердің жоғ арғ ы бө лігімен қ ысымды сү згілерді қ олдану тә жірибесі олардың жұ мысында бірқ атар маң ызды кемшіліктердің болуын анық тады

мұ ндай сү згідегі ионалмастырғ ыштың қ абаты іс жү зінде қ озғ алмайтын жә не қ ысыммен айдалатын сұ йық тық қ ысымымен қ ысылғ андығ ымен. Бұ л ион алмастырғ ыш бө лшектерінің адгезиясына, сұ йық тық тың едә уір бө лігі ө тетін арналардың пайда болуына ә келеді.

Сонымен, ион алмасу процесіне барлық дә ндер де, жеке дә ндердің бү кіл беткі қ абаттары да қ атыса бермейді, бұ л, ә рине, колоннаның ө німділігін тө мендетіп, қ алпына келтіру жылдамдығ ын тө мендетеді.

Ашық сү згінің бұ л кемшіліктері жоқ. Нақ ты ерітінді осы сү згіде ион алмастырғ ыш дә ндерін сұ йық тық та (сұ йық талғ ан немесе «қ айнап жатқ ан» қ абатта) тоқ татылғ ан кү йде ұ стау жылдамдығ ымен беріледі.

Жабық жә не ашық сү згілерде ө зара ә рекеттесудің бірі

фазалар, атап айтқ анда сұ йық фаза, аппарат арқ ылы ү здіксіз ө теді, ал басқ а фазадағ ы ө згерістер (қ атты ион алмастырғ ыш) серия процесінде сияқ ты ө теді.

Ионалмасу арқ ылы айтарлық тай технологиялық эффект алуғ а болады

ү здіксіз процесс - аппаратты сорбциялық аймақ тарғ а бө лумен,

сұ йық тық пен ионалмастырғ ыштың қ арама-қ арсы қ озғ алуымен шаю, элюция, регенерация

ә р аймақ та. Қ азіргі уақ ытта биологиялық белсенді заттарды оқ шаулау жә не тазарту ү шін осы ө те перспективалы процесті кү шейтуге жә не автоматтандыруғ а мү мкіндік беретін жаң а ү здіксіз ион алмасу аппараттарын қ ұ ру бойынша жү ргізілуде.

Ион алмастырғ ыш сорбенттер дегеніміз - қ ұ рамында суда ерімейтін, синтетикалық немесе табиғ и, қ ұ рамында қ ышқ ыл (катионит) немесе негіздік (анионит) сипаттағ ы ионогенді топтары бар заттар. Ионогендік топтардың қ ұ рамына кіретін сутек иондары (катионды алмастырғ ыштар жағ дайында) немесе

гидроксил иондары (аниониттер жағ дайында) ондағ ылармен алмасуы мү мкін

катиондармен немесе иониттердің тұ зды формаларын тү зетін аниондармен реакция бойынша ерітінді:

R - H + Me + ⇔ R - Me + H +

R - OH + анион− ⇔ R - анион + OH−

мұ ндағ ы R - катион алмастырғ ыштың жоғ ары молекулалық анионы немесе жоғ ары молекулалық салмақ

анионалмастырғ ыш катионы.

Н-тә різді катион алмастырғ ыштардың негіздер ерітіндісімен ө зара ә рекеттесуінде, жә не

қ ышқ ыл ерітінділері бар OH-формасындағ ы аниониттер де тұ з тү зеді де ион алмастырғ ыш фазасында, ерітінділерді судың пайда болуымен бейтараптандырумен қ атар

реакциялар:

R - H + + MeOH ⇔ R - Me + H2OR - OH + H анион ⇔ R - анион + H2O

Сонымен Н формасындағ ы катион алмастырғ ыштар ерімейтін қ ышқ ылдар, ал ОН формасындағ ы анионалмастырғ ыштар ерімейтін негіздер болып табылады.

Табиғ и ионалмастырғ ыштар - минералдар, мысалы монтмориллонит, каолинит жә не т. б.

Негизинен Синтетикалық органикалық ионалмастырғ ыштар - бұ л кө бінесе ионогендік топтар енгізілген ә р тү рлі органикалық заттардың сополимерленуі немесе поликонденсациясы ө німдері: –SO3H, –СООН, -

Катион алмастырғ ыштар жағ дайында PO3H жә не басқ алары (осы топтар бойынша катион алмастырғ ыштар

сульфоникалық катиондар, карбон қ ышқ ылы немесе фосфор қ ышқ ылы деп аталады);

=NH2 +, (СН3)3N+, =S+

жә не аниониттерге қ атысты басқ алар. Ионогенді топтардың диссоциациялану қ абілетіне байланысты катион алмастырғ ыштар қ атты жә не ә лсіз қ ышқ ылғ а, ал аниониттер қ атты жә не ә лсіз негізге бө лінеді. Қ ұ рылымында ә ртү рлі деп аталатын ионогендік топтары бар ион алмастырғ ыштар бар. полифункционалды ионалмастырғ ыштар, мысалы, ерітіндінің рН-на байланысты КУ-1 катион алмастырғ ышы ә ртү рлі топтармен алмасуы мү мкін.

Ионалмасу хроматографиясы - ең кө п қ олданылатындардың бірі.

ақ уыздарды бө лу жә не тазарту ә дістері, сорбенттердің ақ уызды байланыстыру қ абілетінің жоғ ары болуына байланысты (1 литр ион алмастырғ ыш шайырғ а 50, 0 г ақ уыз)

ә р тү рлі элюция ә дістерін қ олдану (ү здіксіз жә не сатылы).

Ақ уызды тазарту ү шін кең інен қ олданылатын ион алмастырғ ыштардың бірі - карбоксиметил целлюлозасы, целлюлоза матрицасына карбоксиметил топтарын (теріс зарядты тасымалдау) енгізу арқ ылы алынғ ан катион алмасу шайыры. Катионды формадағ ы ақ уыздар (оң зарядты кө тереді) бұ л шайырмен электростатикалық кү штермен байланысады. Содан кейін адсорбцияланғ ан ақ уыз артуымен буферлік ерітінділермен элюирленеді

мә ні - рН.

Элюент қ асиеттерінің біртіндеп ө згеруі алдымен тасымалдаушымен ә лсіз байланысқ ан ақ уыздардың десорбциялануына ә келеді, содан кейін барлығ ы

ион алмастырғ ыш белоктармен тығ ыз байланысты. Демек, бағ анғ а кірер алдында қ ұ рамында белоктар мү лдем болмағ ан қ озғ алмалы фаза бағ аннан шық қ ан кезде десорбцияланғ ан ақ уыздармен байытылатын болады.

Ион алмастырғ ыш шайырлардағ ы хроматография (диэтиламиноцеллюлоза) осығ ан ұ қ сас ә діспен жү зеге асырылады.

Гельді сү зу. Гельді сү зу немесе молекулалық елеуіш хроматографиясы ә р тү рлі молекулалық массалары бар заттарды бө луге мү мкіндік береді. Бағ ан қ ұ рамы белгілі бір диаметрі бар гель бө лшектерінен тұ рады

бері. Егер бө лінетін заттардың молекулаларының мө лшері кеуектің диаметрінен ү лкен болса, онда олар

гельге диффузияланбайды жә не бағ ан арқ ылы тез ө теді, ал

кішігірім молекулалар гельге енеді, сондық тан баяу қ озғ алады. Сепадекстер G25, G50, G75, G100 ә детте белгілі бір аралық та кө лденең байланыстармен байланысқ ан жә не ө зіндік молекулалық електер қ ұ райтын полисахарид декстранының полимерлік тізбектерінен тұ ратын сорбенттер ретінде қ олданылады. Гельдік хроматографияда ө лшенетін негізгі шама - бұ л ұ стап қ алу мө лшері Ve:

Ve = V0 + Kd Vp

мұ ндағ ы V0 жә не Vp - жылжымалы жә не стационарлық хроматографияның кө лемдері

фазалар;

Kd - таралу коэффициенті, ол молекулалар мен кеуектер ө лшемдерінің арақ атынасына байланысты.

Гидрофобты хроматография. Гидрофобты хроматография ә дісі биологиялық белсенді заттарды гидрофобты қ асиеттер негізінде бө лу ү шін қ олданылады

. Гидрофобты хроматографияда селективтік механизм гидрофобты эффект деп аталатын кө рініске, сондай-ақ полярлы емес радикалдарды енгізгенде немесе ортаның локальді диэлектрлік ө тімділігінің тө мендеуіне байланысты электр валентті ө зара ә рекеттесулердің модуляциясына негізделген.

Гидрофобты хроматография бірнеше тү рлі тү рінде жү зеге асырылады

Ең кө п таралғ ан нұ сқ ада гидрофобты сорбенттермен амфилді қ осылыстардың сорбциясы сұ йылтылғ ан суда жү реді.

рН тө мен мә ндеріндегі ерітінділер (2. 0-4. 0), ал элюция - оны азайту арқ ылы

рН ө згерту арқ ылы қ ол жеткізілетін жылжымалы фазаның элюатроптық кү ші деп аталады,

элюенттің полярлығ ының тө мендеуі (алкоголь, жуғ ыш заттар жә не қ осқ анда

басқ а органикалық модификаторлар). Хроматографияның бұ л тү рі кері фазалық хроматография (РПК) деп аталады. Гидрофобты технологияны азайту кезінде сорбенттердің физико-химиялық параметрлерін ескеру керек: кеуектілігі, меншікті бетінің ауданы, гидрофильді жә не гидрофобты қ асиеттері, химиялық тұ рақ тылығ ы, инерттігі жә не ө ткізгіштігі. Осы талаптардың барлығ ы кері фазалық гидрофобты тү рде орындалады

солоз сияқ ты сорбенттер мен макропоралы гетерогенді полимерлі сорбенттер

Гидрофобты қ асиеттері кө рсетілген K 30/40, K 20/40, K 10/40, KG 8/40

кері фазалық сорбенттерге қ арағ анда ә лсіз.

Кремнийлі сорбенттердің бетінде кө птеген кү шті (SiOH) жә не силоксан топтары (Si - O - Si), сонымен қ атар металл оксидтерінің қ оспалары аз мө лшерде болады. Порозалы емес бө лшектерді агломерациялау арқ ылы алынғ ан аэросилогельдер (силохромдар)

жоғ ары дисперсті кремний диоксиді - аэрозил.

Тазалау ү шін RPC ә дістерінің ә ртү рлі модификациялары кең інен қ олданылады

пептидтер, мысалы окситоцин, липрессин, пептидтердің ө су гормоны - соматотропин, пептидті антибиотиктер, лейкоциттерферон, жоғ ары молекулалық белоктарды (химотрипсиноген, ферритин жә не т. б. ) бө луге арналғ ан.

Гидрофобты хроматографияны қ олдану жоғ ары концентрацияланғ ан ерітінділермен жұ мыс кезінде де ың ғ айлы. Ақ уыздарды фракциялауғ а кө бінесе элюенттің полярлығ ын тө мендету арқ ылы қ ол жеткізіледі (мысалы, полиэтиленгликолды қ олдану). RPC қ ұ рамындағ ы ақ уыздар қ оспасы ү шін бө лу шарттарын таң дағ анда рН ерітіндісін, тұ тқ ырлығ ын жә не температурасын ескеру қ ажет.

12 Следующая ⇒