分离与提纯..docx

双水相萃取法及其应用张鑫生命科学学院 制药1302班摘要：随着基因工程 、蛋白质工程、细胞培养工程 、代谢工程等高新技术研究工作的广泛开展, 各种高附加值的生化新产品不断涌现 , 对生化分离技术也提出了越来越高的要求 。包括精馏、吸收 、萃取 、蒸发 、结晶在内传统的分离技术有三大特点:分离过程伴随有相的变化；筛分过程不能实现分子级别的分离 ；精制过程成本极高, 这些特征对于节约能源、生物分离、环境保护、资源开发、替代能源 、高纯材料等当代化学工程与科学技术发展不相适应 。围绕以上几个问题的讨论就构成了分离技术研究与发展的主流 ,即新型分离技术产生的背景[1]。关键词：双水相萃取；分离提纯；应用双水相萃取(Aque-ous two-phase extraction, ATPE)技术始于 20 世纪 60年代, 从 1956 年瑞典伦德大学的 Albertsson 发现双水相体系[2]到 1979 年德国 GBF 的Kula 等人将双水相萃取分离技术应用于生物产品分离[3], 虽然只有20 多年的历史,但由于其条件温和 ,容易放大, 可连续操作 ,目前,已成功的应用于蛋白质、核酸和病毒等生物产品的分离和纯化[3], 双水相体系也已被成功的应用到生物转化及生物分析中[4]。国内自 20世纪 80年代起也开展了双水相萃取技术研究[5]。1双水相萃取技术的原理及特点双水相萃取(Aque-ous two -phase extraction, ATPE)技术始于 20 世纪 60年代, 从 1956 年瑞典伦德大学的 Albertsson 发现双水相体系[2]到 1979 年德国 GBF 的Kula 等人将双水相萃取分离技术应用于生物产品分离[3], 虽然只有20 多年的历史,但由于其条件温和 ,容易放大, 可连续操作 ,目前,已成功的应用于蛋白质、核酸和病毒等生物产品的分离和纯化[3], 双水相体系也已被成功的应用到生物转化及生物分析中[4]。国内自 20世纪 80年代起也开展了双水相萃取技术研究[5]。1.1双水相萃取的原理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）。利用亲水性高分子聚合物的水溶液可形成双水相的性质，Albertsson于20世纪50年代后期开发了双水相萃取法（aqueous two-phase extraction），又称双水相分配法。20世纪70年代,科学家又发展了双水相萃取在生物分离过程中的应用，为蛋白质特别是胞内蛋白质的分离和纯化开辟了新的途径。双水相萃取的聚合物不/view/649411.htm相容性：根据/view/24939.htm热力学第二定律，混合是/view/572410.htm熵增过程可以自发进行，但分子间存在/view/1224554.htm相互作用力，这种/view/807918.htm分子间作用力随/view/295202.htm相对分子质量增大而增大。当两种/view/591875.htm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/subview/9831169/9962918.htm分相的现象称为聚合物的不相溶性。可形成双水相的双聚合物体系很多，如聚乙二醇（/subview/1021763htmPEG）//view/984709.htm葡聚糖（Dx）,/view/1441013.htm聚丙二醇/聚乙二醇，甲基纤维素/葡聚糖。双水相萃取中采用的双聚合物系统是PEG/Dx，该双水相的上相富含PEG，下相富含Dx。另外，聚合物与无机盐的混合溶液也可以形成双水相，例如，PEG//subview/1877629/1877629.htm磷酸钾（KPi）、PEG//view/40703.htm磷酸铵、PEG//view/149299.htm硫酸钠等常用于双水相萃取。PEG/无机盐系统的上相富含PEG,下相富含无机盐。/view/1822986.htm生物分子的/view/329688.htm分配系数取决与溶质于/view/6230895.htm双水相系统间的各种相互作用，其中主要有/view/2075920.htm静电作用、/view/1398839.htm疏水作用和生物亲和作用。因此，分配系数是各种相互作用的和。1.2双水相萃取的特点[6](1)系统含水量多达 75%～ 90%, 两相界面张力极低(10 -7 ～ 10 -4 N·m -1 ), 有助于保持生物活性和强化相际间的