第十一章結(jié)晶分離技術(shù)1一、結(jié)晶及晶體性質(zhì)結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸氣、溶液或熔融物中析出的過程。溶液結(jié)晶熔融結(jié)晶

21.基本概念：晶體：內(nèi)部結(jié)構(gòu)的質(zhì)點元(原子、離子或分子)作三維有序規(guī)則排列的固態(tài)物質(zhì)。晶系：指在一定的環(huán)境中，結(jié)晶的外部形態(tài)。

3晶面：圍繞晶體的天然平面晶棱：兩個晶面的交線晶胞：晶體中的每個格子，是構(gòu)成晶體的基本單元。液晶：某些液體內(nèi)部結(jié)構(gòu)與固態(tài)晶體一樣，具有規(guī)律的空間排列42.晶體的性質(zhì)方向性和多向差異性：同一方向上性質(zhì)（包括電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)）相同，不同方向上則有差異。對稱性：幾何外形規(guī)則較為純凈同質(zhì)多晶現(xiàn)象：同一種物質(zhì)有不同的結(jié)晶形態(tài)。有些晶體的晶形可隨溫度變化。567二、晶體形成的條件物質(zhì)特性：形成晶體的先決條件。分子越大越難結(jié)晶。許多鹽類、尿素、各種有機(jī)酸、單糖、核苷酸、氨基酸、維生素、輔酶、雙糖等。溶質(zhì)的純度：越純越易。多數(shù)蛋白質(zhì)和酶必須達(dá)到50％才能結(jié)晶溶液飽和度：過飽和；溶質(zhì)析出速度與晶格形成速度一致時方能形成晶體。8結(jié)晶過程：溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶的推動力是一種濃度差，稱為溶液的過飽和度。

結(jié)晶過程經(jīng)歷兩個步驟：成核→晶體生長。

9要獲得良好的晶體，應(yīng)控制溶質(zhì)濃度在不飽和區(qū)上、過飽和區(qū)下10結(jié)晶溶液中溶劑的選擇：1）結(jié)晶溶劑選擇原則不能與溶質(zhì)有化學(xué)反應(yīng)，不影響生物分子活性有較高的溫度系數(shù)易于用溶解度差異或溫度影響除去雜質(zhì)其他考慮因素：操作要方便、安全、回收及成本112）常用結(jié)晶溶劑單一溶劑：水（最常用，用于無機(jī)鹽、有機(jī)酸、氨基酸等物質(zhì)的結(jié)晶）；乙醇、甲醇、丙酮、氯仿、乙酸乙酯、異丙醇、丁醇、乙醚、N-甲基甲酰胺、硫酸銨溶液、氯化鈉溶液及磷酸緩沖液等（用于蛋白質(zhì)、酶、核酸及一些小分子結(jié)晶）；乙烷、乙醇、丙酮、四氯化碳、正丁醇、異丙醇、苯等（用于油脂和脂肪酸的結(jié)晶）混合溶劑：利用溶解度差異或沸點差異。常用混合溶劑有：水－乙醇、水－丙酮、醇－醚、石油醚－丙酮12三、晶核形成及影響結(jié)晶因素1.晶核形成及誘導(dǎo)方法1）晶核形成：一次成核或同相結(jié)晶化：過飽和溶液中自發(fā)形成。均相成核二次成核或異相結(jié)晶化：外加晶種誘發(fā)產(chǎn)生晶核。非均相成核2）誘導(dǎo)方法132.影響晶體形成的因素1）溫度影響溶質(zhì)或雜質(zhì)溶解度影響晶體形態(tài)2）pH值：影響溶質(zhì)溶解度3）結(jié)晶時間：結(jié)晶時間長，晶體大，純度高4）攪拌速度：過快易造成溶解、晶體損壞。工業(yè)上選用5～15r/m14四、常用的結(jié)晶方法

及其應(yīng)用1.蒸發(fā)濃縮法：食鹽、味精、葡萄糖、砂糖、檸檬酸等。真空蒸發(fā)；絕熱蒸發(fā)（閃急蒸發(fā)）2.加沉淀劑結(jié)晶法1）鹽析結(jié)晶法2）加有機(jī)溶劑法：直接用有機(jī)溶劑沉淀：乙醇（最常用）利用有機(jī)溶劑揮發(fā)性3）等電點結(jié)晶法153.溫度差結(jié)晶法4.其他結(jié)晶法1）結(jié)晶衍生物法：將難以結(jié)晶物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芙Y(jié)晶的衍生物，然后用其他方法復(fù)原。如有機(jī)酸鹽、生物堿鹽、胺鹽、汞－木瓜蛋白酶等。2）重結(jié)晶法：選用對結(jié)晶物難溶而對雜質(zhì)