基于利率
分离率过程是基于不同的混合成分的动力学性质,如速度媒介或媒介的迁移扩散通过半渗透的屏障。
混合物的分离蛋白质通常是困难的,因为这些分子的性质相似。当蛋白质溶解在水中时,它们会电离(形成带电粒子)。复合分子的各个部分都可以带正电荷和负电荷,并且,根据溶液的pH值,整个蛋白质分子将带净正电荷或负电荷。在给定的溶液条件下,不同蛋白质上的净电荷通常是不相等的。
电泳利用这些电荷差异来实现分离。在这个方法中,有两个电极分别位于纸、淀粉凝胶、柱或其他的两端适当的支持介质。盐溶液用来润湿介质,并将电极电连接起来。待分离的混合物被放置在支撑介质的中心,并施加电势。的带正电的蛋白质向带负电的电极移动(阴极),而带负电荷的蛋白质移向带正电的电极(阳极).每个方向的迁移速度不仅取决于蛋白质上的电荷,还取决于它们的大小:因此,带相同电荷的蛋白质可以被分离。
这个例子展示了带电物种的分离基于迁移速度的差异在一个电场.这种分离的程度(基于进程的速率)是与时间相关的,这是将这种分离与基于时间的分离区分开来的特征平衡.
速度可以是正的,也可以是负的,取决于方向。这不仅取决于大小和电荷对分子的影响还取决于实验的条件(例如,两个电极之间的电压)。在类比来平衡方法,分离因子可以定义为两个蛋白质的迁移速度之比:
分离的程度(即一个蛋白质从另一个蛋白质移走的距离)取决于不同的距离遍历这两种蛋白质:在哪里t允许迁移的时间。因此,分离的程度与电场中迁移的时间成正比。
另一类主要的速率分离方法是基于扩散分子通过半透的障碍.除了电荷不同,蛋白质的大小也不同,后一种性质可以作为蛋白质的基础分离.如果一个容器被a分成两半多孔膜,把不同蛋白质的溶液放在一段,把纯水放在另一段,有些蛋白质就能溶解扩散自由地通过膜,而另一些则会因为太大而无法通过孔或孔。还有一些只能挤过毛孔,所以在膜上扩散得更慢。因此,分离的程度将取决于允许扩散发生的时间。
表2列出了本文中讨论的各种屏障分离方法。这些方法的不同之处在于通过半渗透屏障扩散的物质的类型,以及是否有外部场或压力施加在膜上。
粒子分离
到目前为止,只讨论了分子水平上的分离。分离的粒子在工业和研究中也很重要。颗粒分离有两个目的:(1)从气体或液体中去除颗粒,或(2)分离不同大小或性质的颗粒。第一个原因是许多重要应用的基础。电子工业需要无尘的“洁净室”来组装非常小的组件。第二个目的是关于分类从含有不同大小颗粒的样品中提取的颗粒。许多使用精细分割材料的技术过程都要求颗粒尺寸尽可能均匀。此外,细胞分离在生物技术工业中也很重要。更重要的粒子分离方法是过滤、沉淀、洗脱、离心、粒子电泳、静电沉淀、浮选和筛选,这些将在后面的部分进行描述。