双水相萃取技术good

《双水相萃取技术good》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、双水相萃取技术1.1双水相系统1.2双水相中的分配平衡1.3影响物质分配平衡的因素1.4双水相系统的应用11.1双水相系统基因工程产品如蛋白质和酶往往是胞内产品，需经细胞破碎后才能提取、纯化，细胞颗粒尺寸的变化给固－液分离带来了困难，同时这类产品的活性和功能对pH值、温度和离子强度等环境因素特别敏感。由于它们在有机溶剂中的溶解度低并且会变性，因此传统的溶剂萃取法并不适合。采用在有机相中添加表面活性剂产生反胶束的办法可克服这些问题，但同样存在相的分离问题。2有机溶剂萃取的不足：许多蛋白质都有极强的亲水性，不溶于有机溶剂;蛋白质在有机溶剂相中易变性失活。双水相萃取的优点:使固液分离

2、和纯化两个步骤同时进行，一步完成；适合热敏物质的提取，主要是胞内酶；亲水性聚合物加入水中，形成两相，在这两相中，水分都占大比例（85～95％），这样生物活性蛋白质在两相中不会失活，且以一定比例分配于两相中。3聚合物的不相溶性(incompatibility)：当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时，由于相对分子质量较大，分子间的相互排斥作用与混合过程的熵增加相比占主导地位，一种聚合物分子的周围将聚集同种分子而排斥异种分子，当达到平衡时，即形成分别富含不同聚合物的两相。这种含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相容性。可形成双水相的双聚合物体系很多，如聚乙二醇(pol

3、yethyleneglycol,略作PEG)/葡聚糖(dextran，略作Dx)，聚丙二醇(polypropyleneglycol)/聚乙二醇和甲基纤维素(methylcellulose)/葡聚糖等。双水相萃取中常采用的双聚合物系统为PEG/Dx，该双水相的上相富含PEG，下相富含Dx。除双聚合物系统外，聚合物与无机盐的混合溶液也可形成双水相。4双水相体系物质类型物质P的名称物质Q的名称两种非离子型聚合物聚丙二醇聚乙二醇聚乙烯醇葡聚糖（Dx）羟丙基葡萄糖聚乙二醇（PEG）聚乙烯醇葡萄糖(Dx)聚乙烯吡咯烷酮P为带电荷聚电解质硫酸葡聚糖钠盐羧甲基葡聚糖钠盐聚丙二醇、聚乙二醇甲基纤

4、维素PQ都为聚电解质羧甲基葡聚糖钠盐羧甲基纤维素钠盐P为聚合物Q为盐类聚乙二醇磷酸钾、硫酸铵、硫酸钠硫酸镁、酒石酸钾钠5a双节线系线b双节线均相区均相区两相区两相区系线临界点图分别为PEG/葡萄糖(Dx)和PEG/磷酸钾(KPi)系统的典型相图6在系线上各点处系统的总浓度不同，但均分成组成相同而体积不同的两相。两相的体积近似服从杠杆规则，即系线的长度是衡量两相间相对差别的尺度，系线越长，两相间的性质差别越大，反之则越小。当系线长度趋向于零时，即在图b的双节线上K点，两相差别消失，任何溶质在两相中的分配系数均为1，因此K点称为临界点(criticalpoint)。71.2双水相中

5、的分配平衡与溶剂萃取相同，溶质在双水相中的分配系数也用m=c2/c1表示。为简便起见，用c1和c2分别表示平衡状态下下相和上相中溶质的总浓度。生物分子的分配系数取决于溶质与双水相系统间的各种相互作用，其中主要有静电作用、疏水作用和生物亲和作用等。lnm=lnme+lnmh+lnml8非电解质型溶质的分配系数不受静电作用的影响，利用相平衡热力学理论可推导下述分配系数表达式：lnm=-Mλ/RTm-分配系数；M-溶质的相对分子质量；λ-与溶质表面性质和成相系统有关的常数;R-气体常数，J/(mo1．K)；T-绝对温度，K。因此，溶质的分配系数的对数与相对分子质量之间呈线性关系，在同

6、一个双水相系统中，若λ>0，不同溶质的分配系数随相对分子质量的增大而减小。同一溶质的分配系数随双水相系统的不同而改变，这是因为式中的λ随双水相系统而异。1.2.1静电作用910实际的双水相系统中通常含有缓冲液和无机盐等电解质，当这些离子在两相中分配浓度不同时(即分配系数≠1)，将在两相间产生电位差，此时，荷电溶质的分配平衡将受相间电位的影响，从相平衡热力学理论推导溶质的分配系数表达式为lnm=lnmo+FZ/RT因此，荷电溶质的分配系数的对数与溶质的净电荷数成正比,由于同一双水相系统中添加不同的盐产生的相间电位不同，故分配系数与静电荷数的关系因无机盐而异.111.2.2疏水

7、作用PEG/Dx和PEG/无机盐等双水相系统的上相(PEG相)疏水性较大，相间的疏水性差用疏水性因子HF(hydrophoblcfactor)表示。HF可通过测定疏水性已知的氨基酸在其等电点处的分配系数maa测算lnmaa=HF(RH+B)其中，RH为氨基酸的相对疏水性(relativehydrophobicity)，是通过测定氨基酸在水和乙醇中溶解度的差别确定的，并设疏水性最小的甘氨酸的RH＝0。所以上式中B为B=lnmGly/HF12pH＝pI时氨基酸在双水相系统中的分配系数与其RH值呈