氨基酸是构成蛋白质的基本单元,作为生命体不可或缺的一类重要物质,被广泛应用于医药、食品添加剂及日用化工等领域。目前氨基酸的主要生产方法为微生物发酵法,但是这种方法通常会伴随有杂质氨基酸的生成。发酵液中的杂质氨基酸会对目标氨基酸的纯度以及晶体形貌等方面产生一定程度的不利影响,使产品的附加值降低。本文以杂质氨基酸对目标氨基酸结晶产品的影响为背景,探究了L-缬氨酸、L-正缬氨酸、L-丙氨酸在共结晶过程中的相互作用;以及杂质氨基酸对L-丙氨酸晶体生长的影响和作用机制。根据湿渣法原理,测定了20°C下,L-缬氨酸/L-正缬氨酸,L-缬氨酸/L-丙氨酸在纯水中的三元相图,并采用PXRD分析了平衡固相的性质。发现L-缬氨酸/L-正缬氨酸为完全固体溶液物系,而L-缬氨酸/L-丙氨酸则为部分固体溶液物系。在此基础上,分别以L-正缬氨酸和L-丙氨酸为杂质,对其在固相和液相中的分配情况进行了分析,结果表明在形成固体溶液的范围内,L-正缬氨酸的分配系数大于L-丙氨酸的分配系数。采用蒸发结晶的方法制备了L-缬氨酸和L-正缬氨酸、L-缬氨酸和L-丙氨酸组分比例不同的固态样品,通过一系列的表征手段对两种类型固体溶液的晶体结构进行了对比分析。最后从疏水性、溶解度参数和晶体结构等角度对三种氨基酸进行了探究,进而从宏观性质和微观结构两方面对形成两种类型固体溶液的原因进行了解释说明。分别以L-缬氨酸和L-正缬氨酸作为添加剂,通过单晶生长的方法探究了不同浓度的添加剂对L-丙氨酸晶体生长速率和晶习的影响。结果发现两种氨基酸对L-丙氨酸生长的作用效果相似,极少量的添加剂便能抑制晶体沿b轴方向的生长,而晶体沿c轴方向的生长速率随添加剂浓度的变化呈现不同的趋势。这是添加剂分子两种效应的共同作用导致的,即占据活性生长位点从而降低晶面的生长速率;去溶剂化作用加快溶质分子的扩散速率从而促进晶面的生长,而去溶剂化作用的强弱与氨基酸侧链的疏水性相关。除此之外,添加剂达到一定浓度后,L-丙氨酸的晶习会由棒状变为针状。