双水相体系萃取原理

介绍你所知道的新型分离技术。 双水相萃取：

双水相萃取是两种水溶性不同的聚合物或者一种聚合物和无机盐的混合溶液,在一的浓度下, 体系就会自然分成互不相容的两相。被分离物质进入双水相体系后由于表面性质电荷间作用和各种作用力(如憎水键、氢键和离子键)等因素的影响, 在两相间的分配系数K 同, 导致其在上下相的浓度不同, 达到分离目的。现在双水相萃取已被广泛用于蛋白质、酶、核酸、病毒、细胞、细胞器等生物产品的分离和纯化，并逐步向工业化生产迈进，展现了在食品工业、生物学研究和生物工程方面的巨大应用前景，将有力推动生物技术的发展。

利用聚乙二醇( PEG ) /磷酸盐双水相体系提取天然发酵物中的碱性木聚糖酶, 确定最佳体系是22% PEG6000, 10% K2HPO4和12% NaCl活性酶的产率可达98% 。除此以外,在近几年的报道中双水相萃取已用于多种蛋白质和生物酶的分离, 如牛血清蛋白( BSA )、牛酪蛋白、?- 乳球蛋白、血清蛋白; ?- 淀粉酶和蛋白酶、胆固醇氧化酶、脂肪酶、磷酸甘油酸激酶( PGK )和磷酸甘油醛脱氢酶( GAPDH )、葡糖淀粉酶、L- 天门冬酰胺酶等都在双水相体系中得到较好的分离。?- 内酰胺类包括青霉素和头孢菌素,

一、双水相系统的相图绘制 1.实验目的

了解制作双水相系统的相图的方法，加深对相图的认识。 2.实验原理

相图是研究两水相萃取的基础，双水相形成条件和定量关系常用相图来表示。图1是典型的高聚物-高聚物-水双水相体系的直角坐标相图，两种聚合物A、B以适当比例溶于水就会分别形成有不同组成、度的两相，上相组成用T点表示，下相组成用B点表示，由图1可知上下相所含高聚物有所偏重，上相主要含B，下相主要含A。曲线TCB称为结线，直线TMB称为系线。结线上方是两相区，下方为单相区，若配比取在曲线上，则混合后，溶液恰好从澄清变为混浊。组成在系线上的点，分为两相后，其上下相组成分别为T和B，T、B量的多少服从相图的杠杆定律。即T和B相质量之比等于系线上MB与MT的线段长度之比。又由于两相密度相差很小，故上下相体积之比也近似等于系线上MB与MT线段长度之比。

图1 A-B-水双水相体系相图

Figure 1 The phase diagram of the A-B-H2O aqueous two-phase system 3.实验器材和试剂

（1）器材：电子台秤，漩涡混合器，大试管，滴定管，密度计，温度计。 （2）试剂：聚乙二醇，硫酸铵，硫酸镁。 4.操作方法

《生物资源开发与利用专题》

双水相萃取技术及应用 152310018 杨云梅

双水相萃取（Aqueous two phase extraction，英文缩写ATPE）是利用物质

在互不相容的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。如：葡聚糖（dextran）与聚乙二醇（PEG)按一定比例与水混合，溶液混浊，静置平衡后,分成互不相溶的两相，上相富含PEG,下相富含葡聚糖。当两种聚合物或一种聚合物与一种盐溶于同一溶剂时，由于聚合物之间或聚合物与盐之间的不相容性，当聚合物或无机盐浓度达到一定值时，就会分成不互溶的两相。因使用的溶剂是水，因此称为双水相，在这两相中水分都占很大比例(85％一95％),活性蛋白或细胞在这种环境中不会失活，但可以不同比例分配于两相,这就克服了有机溶剂萃取中蛋白容易失活和强亲水性蛋白难溶于有机溶剂的缺点。 双水相萃取的优点：

2、两相的界面张力小，萃取时两相能高度分散,传质速度快。

3、排除了使用有毒、易燃的有机溶剂，能够提供温和的水环境，避免被萃取成分的脱水变性。

4、溶质对目标组分选择性强，大量杂质能与所有固形物一同除去，使分离操作5、过程简化，

FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY

食品科技

2010年第 35卷第 12

期

纤维素酶是具有纤维素降解能力酶的总称, 其应用非常广泛,如蔬菜加工,果汁及粮食加工、天然有效成分的提取、饲料、造纸、纺织工业、采油工程、废水处理以及能源制造等方面 [1-3]。目前纤维素酶的分离纯化多采用盐析、凝胶色谱等方法。

双水相体系萃取具有条件温和,产品活性损失少,处理量大,设备投资小,操作简单,易于放大及连续操作等优点,广泛应用于蛋白质、酶、核酸及多糖等生物大分子的分离纯化 [4]。本课题以商业粗酶制剂为酶源,研究 PEG 浓度、硫酸铵浓度

及 pH 对 PEG4000/(NH4 2SO 4双水相体系萃取纤维素酶的影响,以确定合适的萃取条件。 1材料与方法 1.1

材料

纤维素酶:杭州绿柔生物科技有限公司;羧甲基纤维素钠:上海精析化工科技有限公司;聚乙二醇 4000:天津科密欧化学试剂开发中心。 1.2方法 1.2.1

纤维素酶活力测定

以柠檬酸 -硫酸氢二钠

Extraction of cellulase by aqueous two-phase system

SHU Guo-wei, WANG Chang-feng, CHEN He, YANG Zhi-w

双水相萃取相图的绘制

1．实验目的

⑴掌握绘制双水相相图的方法 ⑵理解双水相形成条件和定量关系 2．实验原理

双水相是指某些高聚物之间或高聚物与无机盐之间在水中以一定的浓度混合而形成互不相容的两相，由于溶质在两相间的分配系数的差异而进行萃取的方法即为双水相萃取。双水相形成条件和定量关系常用相图来表示（见图1）。成相物质都能与水无限混合，当它们的组成位于曲线的上方时（用M点表示）体系就会分成两相，分别有不同的组成密度，轻相（或称上相）组成用T点表示，重相（或称下相）组成用B点表示，T、B点称为节点。直线TMB称为系线，是相图的重要特征，关系到相的平衡组成。所有组成在系线上的点，分成两相后，其上下相组成均分别为T、B，但是其体积比（VT/VB）不同。相体积比可由相图上线段比（BM/MT）估算，即服从杠杆规则。本实验绘制PEG/(NH4)2SO4体系双水相相图。

图1 双水相体系相图

3．实验材料及仪器

PEG1000原液（0.6g/mL，w/w=56.926%，密度1.054）；PEG2000原液（0.4g/mL，密度1.02）；硫酸铵原液（0.43g/mL，密度1.2）。 4． 实验方法

准确称取2.0mLPEG原液，加入25 mL具塞刻度试管

食品工程

第六章 反相微胶团萃取与双水相萃取技术6.1:反相微胶团萃取技术的概念及分离原理 在水溶液中形成的胶体或微胶团,是由于表面活性剂中极 性基团定向排列的结果。在这种由于在水溶液中加入表面 活性剂而形成的胶体结构中,表面活性剂的极性基团(即亲 水性部分)朝外,即靠向水溶液,而非极性基团(即疏水性部 分)则靠内而互相聚集成一种微胶团结构。见图。 如果溶剂为非极性溶液,当加入表面活性剂至一定浓度时,由 于表面活性剂的极性和非极性基团的定向排列,也会形成微 胶团结构。但是这种微胶团结构与上述的微胶团结构相反, 表面活性剂的非极性基团部分朝外,即朝向非极性溶剂部分, 而极性基团部分则朝内,因而形成一种与水相微胶团结构反 向的聚集体,这种聚集体就称为反相微胶团。

食品工程

食品工程

在反相微胶团中,表面活性 剂的极性基团部分围成一 个极性核心,称为水池。这 个水池包括表面活性剂的 极性基团内表面和其中的 水分,以及溶解于水中的离 子等。 具有亲水性的生物大分子 就可以溶解于水池中的水 分而被以微胶团的形式萃 取出来。见图。将待分离 组分以微胶团形式进行萃 取的过程,称之为微胶团萃 取或胶团萃取,如果待分离 组分是以反相微胶团的形 式被萃取

化学与生物工程

Chemistry&Bioengineering

2006,Vol.23No.10

7

双水相萃取技术分离纯化蛋白质的研究

郑 楠,刘 杰

(南昌大学环境科学与工程学院,江西南昌330029)

摘 要:阐述了双水相萃取原理,详细分析了影响双水相萃取分离纯化蛋白质的各种因素,探讨了双水相萃取技术在蛋白质分离纯化中的应用并对其前景进行了展望。

关键词:双水相;蛋白质;分离纯化;影响因素

中图分类号:TQ02818 Q512+11 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2006)10-0007-03

液-液萃取技术是化学工业中普遍采用的分离技术之一,在生物化工中也有广泛的应用。然而,大部分生物物质是有生物活性的,需要在低温或室温条件下进行分离纯化,而采用传统萃取技术无法完成。双水相萃取就是考虑到这种现状,基于液-液萃取理论并考虑保持生物活性所开发的一种新型液-液萃取分离技术。

与传统的液-液分离方法相比,双水相萃取技术分离纯化蛋白质具有以下优势:体系含水量高,可达80%以上;蛋白质在其中不易变性;界面张力远远低于水-有机溶剂两相体系的界面张力,有助于强化相际间的质量传递;分相时间短,一般只需5~15min;易于放大和进行连续性

双水相萃取技术在生物活性物质分离提纯中的研究进展

摘要：双水相萃取技术作为一项新的分离技术日益受到重视,它与传统的萃取方法相比有独特的优点。本文将简要综述双水相萃取技术的基本原理、在分离提纯生物物质中的应用情况以及今后的发展方向。 关键词：双水相萃取；生物活性物质；分离提纯

Separation and Purification of Bioactive Substances in

Aqueous Two-phase Extraction in Progress

Name: Chen Zhi-bin Student ID: 201011130798 Professional: Biological Chemical Class: 13 classes

Abstract: Aqueous Two-phase Extraction technology has received increasing attention as a new separation technology, which is compared with the

traditional extraction methods has unique adva

与现代仪器分析相关的资料

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　　　　　　　工业安全与环保

　　IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection

　　　　　　　　July2006

2006年第32卷第7期

微波技术在固体废弃物处理中的应用

陈芳艳　付薛红　唐玉斌

(江苏科技大学环境工程系　江苏镇江212003)

　　摘　要　介绍了微波加热的基本原理,综述了微波技术在工业污泥、医疗垃圾、废旧轮胎、电子垃圾以及建筑垃圾等固体废弃物处理中的应用现状,展望了微波技术在污染控制领域的应用前景。　　关键词　微波　固体废物　垃圾　污泥

TheApplicationofMicrowaveTechnologytheWCHENFangyan　FUXue

hongbin

(Dept.ofEnvironmentalEngineering,JiangsuJiangsu212003)

Abstract　Thebasicprincipleofmicrowaveis,technologyissummarizedintheseaspects,suchasindustrialsludge,medical,scrap,wasteandtheapplicationperspectiveofmicr

3.在25C下，用甲基异丁基甲酮（MIBK）从含丙酮40%（质量分数）的水溶液中萃取丙酮。原料液的流量为1500kg/h。试求：

（1）当要求在单级萃取装置中获得最大组成的萃取液时，萃取剂的用量为若干（kg/h）？ （2）若将（1）求得的萃取剂用量分作两等份进行两级错流萃取，试求最终萃余相的流量和组成。

（3）比较（1）（2）两种操作方式中丙酮的回收率（即萃出率）。 操作条件下的平衡数据见本题附表。

习题3附表1 溶解度曲线数据（质量分数） 丙酮（A） 0 4.6 18.9 24.4 28.9 37.6 43.2 47.0 48.5 水（B） 2.2 2.3 3.9 4.6 5.6 7.8 10.7 14.8 18.8 MIBK（S） 97.3 93.1 77.2 71.0 65.6 54.6 46.1 38.2 32.8 丙酮（A） 48.5 50.7 46.6 42.6 30.9 20.9 3.7 0 水（B） 24.1 25.9 32.8 45.0 64.1 75.9 94.2 98.0 MIBK（S） 27.4 23.4 20.6 12.4 5.0 3.2 2.1 2.0 0

习题3附表2 联结线数据（丙酮的质量分数）

水层 5.5