1、第五章 结晶（Crystallization ）,第一节 结晶技术概述,一、结晶的概念 1.1 概念 结晶是从液相或气相中产生形状一定、分子（或原子、离子）有规则排列的晶体的现象。 结晶可以从液相或汽相中生成，但工业结晶操作主要是以液体原料为对象。改变溶液的某些条件，使溶液中的溶质分子有规则排列并以结晶态析出的过程称作结晶。 有时把析出的晶体称作结晶。 晶体的化学成分均一，具有各种对称的形状，离子和分子在空间晶格的结点上呈规则排列。,固体有结晶和无定形两种状态。 结晶：粒子排列有规则。溶质分子需要有足够时间进行排列，故析出速度慢。 无定形固体：粒子排列无规则，析出速度快。,1.2 结晶与沉淀的
2、比较,AFM下的抗生素晶体,AFM下的抗生素晶体层,青霉素G晶体扫描电镜,谷氨酸结晶,相同点：都是新相生成的过程，是利用溶质之间溶解度的差别进行分离纯化的一种扩散分离操作。 区别：结晶是内部结构的质点元做三维有序规则排列、形状一定的固体粒子。而沉淀则是无规则排列的、无定型粒子。结晶的纯度远高于沉淀，结晶的形成需在严密控制的操作条件下进行。,结晶是溶质自动从过饱和溶液中析出，形成新相的过程。 结晶过程是一个表面化学反应过程。 这一过程不仅包括溶质分子凝聚成固体，还包括这些分子有规律地排列在一定晶格中，过程与表面分子化学键力变化有关。,1.3 结晶过程的实质,结晶是一种历史悠久的分离技术，5000
3、年前中国人已开始利用结晶原理制造食盐。广泛用于化学工业，在氨基酸、有机酸、抗生素生产过程中已成为重要的分离纯化手段。 大多数固体产品都是以结晶的形式出售的，因此，在产品的制造过程中一般都要利用结晶技术。,1.4 结晶历史和应用,对生化制药来说 1、结晶是一种纯化手段； 2、是一种固化手段 (从溶液中取得固体溶质）； 3、分子呈规则性排列的晶体是生物活性物质高级结构以及结构与功能关系的研究材料。,结晶在生化制药中的重要意义,结晶理论是通过无机盐的结晶现象研究发展起来的，其基本原理也适用于生物产物的结晶，但生物大分子的结晶和简单无机盐的结晶并非完全相同，生物大分子的结晶要比小分子结晶困难。,1.5
4、 生物大分子结晶特点,（1）生物大分子的运动和规则排列要比小分子物质困难得多，需要的时间和能量也较多。 多糖、蛋白质、酶和核酸等由于分子量大，结构复杂，不易定向聚集。生物大分子都是由相同或相似的小分子“单体”缩合而成。如蛋白质和酶由20种氨基酸通过肽键组成，多糖类由一种或数种单糖通过糖苷键组成，两大类核酸由4种核苷酸通过磷酸二酯键连接而成。 要求：一方面溶液条件的变化不宜太快、太剧烈，另一方面在分子有序排列十分困难时还要提供结晶的“模板”即晶种。,（2）生物大分子具有形成晶体的能力，但这种能力与大分子结构和外形有很大关系。 一般来说，支链较少、对称的分子比支链多、不对称的分子容易结晶； 分子量
5、小，易结晶。分子量越大越难结晶， 例如大多数球蛋白和酶蛋白比较容易结晶，一些大小均匀的病毒特别是植物球状病毒，也比较容易得到结晶，高度不对称的核酸大分子，与蛋白质相比则较难结晶(在一定条件下，小心操作，也可获得一定结晶度的固体)。 还有一些结构复杂，不对称的核酸、蛋白质和多糖类，迄今仍未能获得晶体。,（3）生物大分子的晶体常含有结晶水。如许多蛋白质和酶的结晶水含量常达10%50%。麻仁蛋白、溶菌酶的晶体水分分别占晶体重量39.2%和48%，而原肌球蛋白的长角片晶中水占总重90%，可见水在蛋白质晶体中占的比重相当大。,（4）生物大分子有共晶现象存在。如猪糜胰蛋白酶的共结晶体。它是我国生物化学家戚
6、正武首先报道的。猪糜蛋白酶与猪胰蛋白酶的混格晶体分子比为3：2。多次重结晶不能将二者分开。,二、结晶操作的特点 （1）只有同类分子或离子才能排列成晶体，因此结晶过程有良好的选择性。 （2）通过结晶，溶液中大部分的杂质会留在母液中，再通过过滤、洗涤，可以得到纯度较高的晶体。 （3）结晶过程具有成本低、设备简单、操作方便等特点，广泛应用于氨基酸、有机酸、抗生素、维生素、核酸等产品的精制。,三、结晶基本原理 (结晶过程分析),3.1 溶解度、饱和溶液、过饱和溶液向恒温溶剂(如水)中加入溶解性固体溶质，溶质在溶剂中发生溶解现象，溶剂中溶质的浓度不断上升。如果固体溶质的加入量与溶剂相比足够多，一定时间后
7、，溶剂中溶质的浓度不再升高，溶质在固液之间达到平衡状态。此时溶液中的溶质浓度称为该溶质的溶解度(solubility)或饱和浓度。该溶液称为该溶质的饱和溶液。 饱和溶液：当溶液中溶质浓度等于该溶质在同等条件下的饱和溶解度时，该溶液称为饱和溶液。 过饱和溶液：溶质浓度超过饱和溶解度时，该溶液称之为过饱和溶液。,溶解度是温度的函数。 一般在说某物质在特定溶剂中的溶解度时，并不是给出一个数值，而是给出一系列数值，这系列数值用一条曲线来表示，即温度-溶解度曲线，又叫饱和曲线。 大多数物质的溶解度随温度的升高显著增大，也有一些物质的溶解度对温度的变化不敏感，少数物质(如螺旋霉素)的溶解度随温度升高而显著
8、下降。 除温度外，溶剂的组成(例如，有机溶剂与水的比例、其他组分、pH和离子强度等)对溶解度亦有显著影响。,因此，调节pH、离子强度和有机溶剂或水浓度是氨基酸、抗生素等生物产物结晶操作的重要手段。 在物性不同的溶剂中溶质的温度-溶解度曲线是结晶操作设计的基础。 以上溶解度情况是指大颗粒晶体即普通晶体溶质的饱和浓度。,lncs/c=2Vm/RTrc-式1Cs-半径为rc小晶体的溶解度；C-普通晶体的溶解度-晶体与溶液间的表面张力；结晶界面张力rc-小晶体的半径；R-气体常数；T-绝对温度Vm晶体的摩尔体积,凯尔文（Kelvin）公式,从热力学理论可知，与微小液滴的饱和蒸汽压高于正常液体的饱和蒸汽
9、压等现象的原理一样，微小晶体的溶解度高于普遍大颗粒晶体的溶解度。这一现象可用下述热力学公式表达：,微小晶体的半径越小，溶解度越大。这一热力学现象已被许多实验结果所证实。例如，粒径为0.3m的Ag2CrO4，晶体比普遍晶体的溶解度高10%。粒径为0.1m的BaSO4，晶体比普遍晶体的溶解度高80%。,溶质只有在过饱和溶液中才能析出；但并非在任何过饱和溶液都会结晶。 溶质溶解度与温度、溶质分散度（晶体大小）有关。 形成新相（固体）需要一定的表面自由能。因此，溶液浓度达到饱和溶解度时，晶体尚不能析出，只有当溶质浓度超过饱和溶解度后，才可能有晶体析出。 首先形成晶核，由Kelvin公式，微小的晶核具有
10、较大的溶解度。实质上，在饱和溶液中，晶核是处于一种形成溶解再形成的动态平衡之中，只有达到一定的过饱和度以后，晶核才能够稳定存在。,那么，过饱和溶液达到什么程度才会出现结晶呢？ 溶液过饱和的程度用过饱和度表示 设过饱和度 =cs/c 式2又称过饱和系数。 根据式(1) lncs/c=2Vm/RTrc 可以推导出rc=2Vm/Rtln 式3 式3表示与某一过饱和溶液呈相平衡的微小晶体半径，为此过饱和度下的临界晶体半径。越大，对应的rc越小 。,由式3知，即使因溶质分子的碰撞有微小晶体析出，如果晶体半径rcc，即该微小晶体会自动溶解。 换句话说，虽然此时溶质的浓度对普通晶体是过饱和的(csc)，但对
11、于半径为rc (r的晶体溶解度小于c，自动生长。,纯净的过饱和溶液可维持在一定的过饱和度范围内（过饱和度不够大时）无结晶析出。 这种在一定过饱和度范围内维持无结晶析出的状态称为介稳状态或亚稳状态。 但是，如果向其中加入颗粒半径大于r的晶体，晶体就会自动生长，直至到其半径与溶质浓度之间符合式(1)为止。 由于rc随的增大而降低，当足够大时，rc已非常微小，此时溶质分子(原子、离子)会合的机率又大大增加，分子间的碰撞极易形成半径大于rc的微小晶体。 即当过饱和度达到一定程度时，极易形成很多微小晶体。,图2 过饱和与超溶解度曲线 A一稳定区；B一第一介稳区；C一第二介稳区；D不稳区 l一溶解度曲线；
12、2一第一超溶解度曲线；3一第二超溶解度曲线,当超过某一特定值时，过饱和溶液中就会自发形成大量晶核，这种现象称为成核。 这一特定浓度值与温度之间的关系表示在曲线图上即为超溶解度曲线(曲线3)，或称第二超溶解度曲线。,第二超溶解度曲线与溶解度曲线之间的区域称为介稳区或亚稳区，第二超溶解度曲线以上的区域能够自发成核，称为不稳区(1iable zone)。 在介稳区又存在一定的过饱和浓度，在该浓度以下极难自发形成结晶，这一浓度与温度之间的关系表示在图2上即为第一超溶解度曲线。 因此介稳区又分两部分：即第一超溶解度曲线与溶解度曲线之间的第一介稳区；第二超溶解度曲线与第一超溶解度曲线之间的第二介稳区。 必
13、须指出，第一和第二超溶解度曲线并非严格的热力学平衡曲线。除热力学因素式(1)外，还受实验条件的影响，如搅拌强度、冷却或蒸发速度以及溶液纯度等。,在图2所示的各个区域内的结晶现象可归纳如下： A ：稳定区，即不饱和区。在该区域任意一点溶液均是稳定的；在此区域内即使有晶体存在也会自动溶解； 在曲线1和曲线3之间的区域为亚稳定区，此刻如不采取一定的手段（如加入晶核），溶液可长时间保持稳定；加入晶核后，溶质在晶核周围聚集、排列，溶质浓度降低，并降至曲线1； 介于饱和溶解度曲线和过饱和溶解度曲线之间的区域，可以进一步划分刺激结晶区和养晶区。 B ：第一介稳区，即第一过饱和区。在此区域内不会自发成核，但当
14、加入结晶颗粒时，结晶会生长，但不会产生新晶核。这种加入的结晶颗粒称为晶种(seed crystals)。,C：第二介稳区，即第二过饱和区，在此区域内也不会自发成核，但加入晶种后，在结晶生长的同时会有新晶核产生。 在曲线3的上半部的区域称为不稳定区，在该区域任意一点溶液均能自发形成结晶，溶液中溶质浓度迅速降低至曲线1（饱和）； D：不稳区，是自发成核区域，瞬时出现大量微小晶核，发生晶核泛滥。 在不稳区内自发成核，造成晶核泛滥，形成大量微小结晶，产品质量难于控制，并且结晶的过滤或离心回收困难。 因此，工业结晶操作均在介稳区内进行，其中主要是第一介稳区。,这样，介稳区的宽度数据对工业结晶操作的设计尤
15、为重要。介稳区的宽度常用图所示的最大过饱和浓度cmax或最大过饱和温度(过冷温度) Tmax表示，两者的关系为：Cmax=dcs/dTTmax,介稳区宽度的测定常常是结晶操作设计的第一步。 其方法通常是在一定搅拌速度下缓慢冷却或蒸发不饱和溶液，在过饱和区域内检测晶核出现的过饱和温度或浓度。 不稳区晶体生长速度快，晶体尚未长大，溶质浓度便降至饱和溶解度，此时已形成大量的细小结晶，晶体质量差； 因此，工业生产中通常采用加入晶种，并将溶质浓度控制在养晶区，以利于大而整齐的晶体形成。,四、结晶的步骤,过饱和溶液的形成 晶核的形成 晶体生长其中，溶液达到过饱和状态是结晶的前提；过饱和度是结晶的推动力。,
16、4.1 过饱和溶液的形成结晶既然是过饱和的溶质分子规则排列的过程，所以必须为待结晶的溶液创造一个从不饱和到过饱和的变化条件。,热饱和溶液冷却（等溶剂结晶）适用于溶解度随温度升高而增加的体系；同时，溶解度随温度变化的幅度要适中；自然冷却、间壁冷却（冷却剂与溶液隔开）、直接接触冷却（在溶液中通入冷却剂）,部分溶剂蒸发法（等温结晶法）适用于溶解度随温度降低变化不大的体系，或随温度升高溶解度降低的体系；加压、减压或常压蒸馏,真空蒸发冷却法使溶剂在真空下迅速蒸发，并结合绝热冷却，是结合冷却和部分溶剂蒸发两种方法的一种结晶方法。设备简单、操作稳定,化学反应结晶加入反应剂产生新物质，当该新物质的溶解度超过饱
17、和溶解度时，即有晶体析出；其方法的实质是利用化学反应，对待结晶的物质进行修饰，一方面可以调节其溶解特性，同时也可以进行适当的保护；,从式rc=2Vm/RTln可知，在一定的过饱和度下存在临界晶体半径rc，半径大于rc的晶体生长，而半径小于rc的晶体溶解消失。晶核：理论上通常将半径为rc的结晶微粒定义为晶核。胚种：半径小于rc的结晶微粒称为胚种。根据晶核的产生机理不同分为初级成核和二次成核；其中初级成核又分为均相成核和非均相成核。,4.2 晶核的形成,（1）概念： 初级成核指过饱和溶液中的自发成核现象。均相成核：在没有外来表面的均相溶液中。非均相成核：在有外来表面的溶液中成核。 （2）发生区域：
18、不稳定区 （D区）从rc=2Vm/RTln可知，rc越小越容易自发成核。因此，初级成核在不稳区内发生。无需晶种存在 （3）发生机理胚种及溶质分子相互碰撞的结果。,初级成核,（1）概念：向介稳态过饱和溶液中加入晶种，会有新晶核产生，叫二次成核 。在过饱和度较小的介稳区内不能发生初级成核。但如果向介稳态过饱和溶液中加入晶种，就会有新的晶核产生。工业结晶操作均在晶种的存在下进行。因此，工业结晶的成核现象通常为二次成核。 （2）二次成核的机理 尚不十分清楚一般认为：在有晶体存在的悬浮液中，附着在晶体上的微小晶体或会合分子受到流体流动的剪切作用，以及晶体之间的相互碰撞和晶体与器壁的相互碰撞而脱离晶体，形
19、成新的晶核。剪切力成核和接触成核。 （3）二次成核速率：单位时间内在单位体积溶液中生成新晶核的数目。,二次成核,1、由于这些脱离的微小结晶或会合分子必须大于相应过饱和度下的热力学临界半径rc才能形成晶核，继续生长，因此，二次成核速率是过饱和度的函数。2、同时，微小晶体或会合分子脱离晶体的情况受结晶器内流体力学性质和晶体悬浮密度的影响。二次成核速率是决定结晶产品粒度分布的首要动力学因素；成核速度大会导致细小晶体生成。因此，需要避免过量晶核的产生。从热力学的角度，结晶操作中晶核不会消失，而是不断生长。但在实际的过饱和溶液中，由于晶核之间相互会合，实际上晶核数目是不断减少的。,二次成核速率的影响因素
20、,扩散传质（以浓度差推动力） 晶体表面反应（晶格排列）,4.3 晶体生长,两步串联过程,晶体生长的扩散学说（1）溶质通过扩散作用穿过靠近晶体表面的一个滞流层，从溶液中转移到晶体的表面； （2）到达晶体表面的溶质长入晶面，使晶体增大，同时放出结晶热； （3）结晶热传递回到溶液中； 根据以上扩散学说，溶质依靠分子扩散作用，穿过晶体表面的滞留层，到达晶体表面；此时扩散的推动力是液相主体的浓度与晶体表面浓度差； 而第二步溶质长入晶面，则是表面化学反应过程，此时反应的推动力是晶体表面浓度与饱和浓度的差值。,溶液达到过饱和状态是结晶的前提；过饱和度是结晶的推动力。 （1）杂质：杂质改变晶体和溶液之间界面的
21、滞留层特性，影响溶质长入晶体、改变晶体外形。杂质吸附会导致晶体生长缓慢。 （2）搅拌：加速晶体生长、加速晶核的生成； （3）温度：促进表面化学反应速度的提高，增加结晶速度；,影响晶体生长速度的因素,（1）自然起晶法将溶剂蒸发进入不稳定区形成晶核、当产生一定量的晶种后，加入稀溶液使溶液浓度降至亚稳定区，新的晶种不再产生，溶质在晶种表面生长。 （2）刺激起晶法将溶液蒸发至亚稳定区后，冷却，进入不稳定区，形成一定量的晶核，此时溶液的浓度会有所降低，进入并稳定在亚稳定的养晶区使晶体生长。 （3）晶种起晶法将溶液蒸发后冷却至亚稳定区的较低浓度，加入一定量和一定大小的晶种，使溶质在晶种表面生长。该方法容易
22、控制、所得晶体形状大小均较理想，是一种常用的工业起晶方法。,五、常用的工业起晶方法,经过一次粗结晶后，得到的晶体通常还会含有少量杂质。此时工业上常常需要采用重结晶的方式进行进一步精制。 概念：重结晶是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同，将晶体用合适的溶剂再次结晶，以获得高纯度的晶体的操作。 重结晶的操作过程 （1）选择合适的溶剂； （2）将经过粗结晶的物质加入少量的热溶剂中，并使之溶解； （3）冷却使之再次结晶； （4）分离母液； （5）洗涤；,六、重结晶,第二节 结晶的条件和方法,（一） 浓度结晶必须在超过饱和浓度时才能实现，所以浓度是结晶的首要条件，一定要予以保证。浓度高
23、，结晶收率也高，但浓度太高易生成无定形沉淀。若浓度偏低，则溶质的收率明显降低。,一、结晶的条件,对生物大分子而言，浓度控制在35是比较适宜的。对小分子物质如氨基酸浓度可适当增大。,（二） 纯度 大多数情况下，结晶是同种物质分子的有序堆砌。杂质分子的存在是结晶物质分子规则化排列的空间障碍。 所以多数生物大分子需要相当的纯度才能进行结晶。 不同的生化物质对结晶时纯度的要求差别很大，但总的来说纯度高对结晶是有利的。一般希望结晶母液中目的物的纯度接近或超过50。 杂质浓度较高，对结晶过程的干扰会增大，导致不能结晶，即使结晶完成，也会因结晶体内部或表面混有较多杂质而增加以后纯化的手续。,（三） pH值
24、结晶与溶质的溶解度关系密切。 一般说来，生物大分子在等电点附近溶解度低，有利于达到过饱和使晶体析出。 但有时某些大分子带有少量的净电荷对结晶是有利的，尤其是在希望得到较大晶体时。 具体操作时要两方兼顾，灵活掌握，同时还要考虑目的物的稳定性。,（四） 溶剂环境结晶时溶剂系统的选择至关重要。好的溶剂能使结晶易于生成、长大，收率高，纯度也好。 选取溶剂的要求： 溶剂对目的物应完全惰性，对其活力没有影响。 对杂质的溶解能力大，使杂质的大多数在结晶完成时仍留在母液中。 对目的物有相当的溶解能力。溶剂对溶质的溶解度有足够大的可调性(如在改变温度，pH、盐浓度或溶媒浓度时) ，既便于晶体的形成、生长，也能得
25、到较高的收率。 对于混合溶剂(如丙酮与水)则要求成均相，且对溶质溶解度的差异大。以便通过添加其中一种组分来调整溶质的饱和度。 溶剂容易从结晶体上除去。就此而论，挥发性溶剂较好。 溶剂系统中某种无机离子的存在，有时对结晶有促进作用。,金属离子与结晶一些蛋白质或酶在某些金属离子存在时才表现活性，这类离子的存在往往促进结晶。如DNA聚合酶与Mg2+ 。也有一些金属离子只是单纯地促进结晶体的生成和长大，与其生物活性似乎没有必然的关系，其中有Ca2+、Zn2+、Mg2+、Co2+、Mn2+等离子。,（五） 温度 从生物活性物质的稳定性而言，一般要求在较低的温度下结晶。这样不易变性失活。而且在许多场合，低
26、温可使溶解度降低而有利于溶质的饱和。 通常生物大分子的结晶温度多控制在020范围内，对富含有机溶剂的结晶体系则要求更低的温度。 但也有某些酶，如猪糜胰蛋白酶，需要在稍高的温度(25)下才能较好地析出晶体，这也许是结晶需要能量的缘故。另外，过低的温度使介质的粘度增加，对大分子的结晶干扰较大。,（六） 时间和晶种 蛋白质等生物大分子因分子量大，立体结构复杂，其结晶过程远比小分子物质困难得多。为了有利于晶体的缓慢生长，得到足够多、足够大的结晶物，需要提供一定的结晶时间。 大分子的有序排列消耗能量较大，生物大分子的晶核生成和晶体长大都比较缓慢，所以从不饱和到过饱和的调节过程须缓慢进行，以免溶质分子来不
27、及形成晶核而以无定形沉淀析出。即使形成晶核，也会因晶核数量太多，造成晶粒过小。晶体小会导致表面积增大，吸附杂质增多，纯度下降。同时因晶体过小造成分离困难而降低收率。,生物大分子的结晶时间差别很大，少则以时计，多则以月计。 如早年用于X射线衍射研究的胃蛋白酶晶体是用了几个月时间才制得的。 蛋白质、酶等生物大分子的晶体形状各异。 有正六面体(胰岛素)、正八面体(溶菌酶)、菱形(猪糜胰蛋白酶)、针状(弹性蛋白酶)等等。有的蛋白质或酶因结晶条件不同能够形成两种以上的晶型(如溶菌酶)。 对一些难以形成晶核的生物大分子，可以向母液中投入少量晶核，加速结晶，提高晶体质量。,(一)盐析结晶法这是生化制药中应用
28、得最多的结晶方法。其作用是通过向结晶溶液中引入中性盐，逐渐降低溶质的溶解度使其过饱和，经过一定时间后晶体形成并逐渐长大。 引入中性盐的方法主要有两种：（1）向溶液中加入固体盐粉末如细胞色素C的结晶，向细胞色素C浓缩液中按每克溶液0.43g的比例投入硫酸铵细粉，溶解后再投入少量维生素C(抗氧)和36%的氨水。在10下分批投入少量硫酸铵细末，边投边搅拌，直至溶液微浑。加盖，室温放置(1525)12天后便见细胞色素C的红色针状结晶体析出。再按每毫升0.02g的量投入硫酸铵粉，数天后结晶完全。,二、结晶的方法,（2）向溶液中加入饱和盐溶液。 这样做便于精确控制，不易造成局部过浓。效果较好。 如在弹性蛋
29、白酶结晶时，先将盐析得到的弹性酶沉淀以0.1mol/L pH8.0的碳酸缓冲液溶解，然后在搅拌下逐滴加入饱和硫酸铵溶液，直至微浑，4放置，慢慢形成针状结晶。 以上两种方法都是使溶质溶解度发生跳跃式的非连续下降，下降速度也较快。对一些结晶条件苛刻的蛋白质，最好使溶解度的变化既连续、又缓慢。,（二）透析结晶法 为达此目的，透析法最方便。 如糜胰蛋白酶的结晶。将硫酸铵盐析得到的沉淀溶于少量水，再加入适量含0.25饱和度硫酸铵的0.16mol/L，pH6.0的磷酸缓冲液，装入透析袋，在室温下对含0.275饱和度硫酸铵的相同磷酸缓冲液透析。每日换外透析液45次，12天后可见菱形猪糜胰蛋白酶晶体出现。 这
30、种透析法又称脱盐结晶法。 透析法还可用在向结晶液缓慢输入某种离子的场合。如牛胰蛋白酶结晶时，外透析液中有Mg2+存在，它是牛胰蛋白酶结晶的条件。,（三）有机溶剂结晶法 向待结晶溶液中加入某种有机溶剂，其作用也是降低溶质的溶解度。 常用的有机溶剂有乙醇、丙酮、甲醇、丁醇、异丙醇、乙腈、2，4-二甲基戊二醇(MPO)等。,（四）等电点结晶法 等电点结晶法即调整结晶溶液的pH值至溶质pI附近，降低其溶解度，使结晶析出。 如溶菌酶水溶液(浓度35)调整pH9.510.0后在搅拌下慢慢加入5的氯化钠细粉，室温(1025）放置12天即可得到美丽的正八面体结晶。 又如胰岛素的结晶条件是10g/L的胰岛素锌盐
31、溶液，内含柠檬酸l0g，醋酸锌0.13，丙酮16，介质pH为6.0。 但有时结晶溶液的pH值离溶质的pI甚远。论原因，有的是考虑到稳定因素，有的是因为在偏离pI时，溶质分子带有电荷易于吸附某种离子，有利结晶的形成。,（五） 温度诱导法 蛋白质、酶等生化物质的溶解度大多受温度影响。若先将其制成溶液，然后升高或降低温度，使溶液逐渐达到过饱和，即可慢慢析出晶体。 如猪糜胰蛋白酶：先用冷蒸馏水溶解，调pH3.0，然后加饱和硫酸铵溶液使达31%饱和度。并调pH至6.0，再加少量饱和硫酸铵达微浑，放置于25，2h后即有晶体生成。,（六）微量扩散法微量扩散法的具体做法是将少量结晶样品溶液与相应的沉淀剂一道置
32、于一个密封的空间环境中，通过气相扩散使样品中溶质达到饱和，慢慢长成晶体。,提高晶体质量的方法,晶体质量包括三个方面的内容：晶体大小、形状和纯度 影响晶体大小的因素：过饱和度，温度、晶核质量、搅拌等 影响晶体形状的因素：改变过饱和度、改变溶剂体系、杂质 影响晶体纯度的因素：母液中的杂质、结晶速度、晶体粒度及粒度分布,蒸发结晶釜,（1）什么是结晶过程？结晶操作的原理是什么？ （2）结晶操作的特点有哪些？ （3）凯尔文公式的内容和意义是什么？ （4）了解饱和温度曲线和过饱和温度曲线的内容？绘 制饱和温度曲线和过饱和温度曲线，并标明稳定区、亚稳定区和不稳定区。 （5）在何种条件下，溶液中才有晶体析出？ （6）影响晶体形成的主要因素有哪些？ （7）晶种的作用是什么？,本章思考题,（8）过饱和溶液形成的方法有哪些？ （9）何为晶体生长的扩散学说？其具体意义何在？ （10）常用的工业起晶方法有哪些？ （11）影响晶体质量的因素有哪些？ （12）何为重结晶？ （13）饱和溶液和过饱和溶液的概念 （14）结晶的一般步骤是什么？ （15）解释概念：晶种，晶核，晶型, 饱和溶液，过饱和溶液，饱和度 （16）粒子大小与溶解度有何关系？ （17）初级成核与次级成核是如何形成的？,
