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生物工程下游技术 读书笔记 学院：食品科学与药学学院 班级：食科094 姓名：廉学鹏 学号：094031421 任课老师：武运 双水相萃取与酶的分离纯化 双水相系统的形成 某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可以形成两相，并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统（aqueous two-phase system,ATPS）。双水相萃取的聚合物不相容性：根据热力学第二定律，混合是熵增过程可以自发进行，但分子间存在相互作用力，这种分子间作用力随相对分子质量增大而增大。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的分子间的排斥作用与混合熵相比占主导地位，即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溶性。: 类　　型 形成上相的聚合物 形成下相的聚合物 非离子型聚合物/ 非离子型聚合物 聚乙二醇 葡聚糖 聚乙烯醇 聚丙二醇 聚乙二醇 聚乙烯吡咯烷酮 高分子电解质/非离子型聚合物 羧甲基纤维素钠 聚乙二醇 高分子电解质/高分子电解质 葡聚糖硫酸钠 羧甲基纤维素钠 聚合物/ 低分子量化合物 葡聚糖 丙醇 聚合物/ 无机盐 聚乙二醇 磷酸钾 硫酸铵 其中最常见的是聚乙二醇( PEG) -葡聚糖( Dextran) 和PEG-无机盐( 硫酸盐、磷酸盐等) 体系。 双水相萃取的相图 以聚乙二醇( PEG) -葡聚糖( Dextran)为例,这两种聚合物都能与水无限混合，以聚合物PEG浓度为纵坐标，以聚合物Dextran的浓度为横坐标作图如下： Ｐ Ｅ Ｇ T 浓 度 M 双相区 C 单相区 B 　　　　　　　　 　　Dextran浓度 图中TCB单相区和双相区分隔开来，称为双节线，点M代表整个系统的组成，上相组成用T点表示，下相组成用B 点表示.T、M、B三点在一条线上，称为系线T、B代表平衡的两相。在C点时系线长度趋于零时, 两相差别消失,任何溶质在两相中的分配系数均为1，此点称为临界点，若令VT、VB分别代表上相和下相的体积，则有 VT BM（B点与M点之间的距离） = VB MT（M点与T点之间的距离） 酶双水相萃取的原理 当酶分子进入双水相系统后，由于其表面性质、电荷作用以及各种力（疏水键、氢键、离子键等）的存在，使其在两相间按其分配系数进行选择性分配。在很大的浓度范围内要分离酶的分配系数与浓度无关，而与被分离酶的性质及选定的双水相系统的性质有关。换句话说，酶在两相中的分配系数不是一个确定值，他受许多因素的影响，主要有：1、两相的组成；2、高分子聚合物的分子质量、浓度、极性等以及离子的种类、浓度、电荷等；3、两相溶液的比例；4、酶的分子质量、电荷、极性等；5、温度、P H 等。 酶双水相萃取的工艺流程 酶双水相萃取的优点 ① 两相含水量很高，与酶有很好的相容性，另外，PEG和葡聚糖可作为酶的稳定剂； ② 所需设备简单，仅需一个可使粗提液与两相充分混合的储罐和一个离心力不高的离心机或分离器，且处理容量大； ③ 提纯倍数高，有相当大的使用价值； ④ 可用于酶的精制，经过几次连续的萃取可达到相当大的精度。 酶双水相萃取的缺点 ①系统的含水量高，分离后的酶浓度低，需要进一步浓缩； ②分离后的酶液含有高分子聚合物或盐类，需要将其除去。