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双水相萃取技术的研究进

展

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相关理论的开展

v早在1896年,Beijerinck发现,当明胶与琼脂或明胶与可溶性

淀粉溶液相混时,得到一个混浊不透明的溶液，随之分为两相

,上相富含明胶,下相富含琼脂(或淀粉),这种现象被称为聚合

物的不相溶性，从而产生了双水相体系(Aqueoustwo

phasesystem，ATPS)。

v19年由Albertson首先利用两水相技术别离生物分子，他

主要研究了聚乙二醇(PEG)/葡聚糖(Dex)系统和

PEG/(NH4)2SO4系统在别离提纯中的应用。在随后的几十

年中，这项技术有了长足的开展。在双水相的别离模型研究

中，主要提出了两类模型[3，4]，Edmond等人提出的渗透

维里模型，即Edmondbgston方程；Flory和Huggins根据

热力学的根本原理提出Flory—Huggins晶格模型。

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v双水相的形成

v根本原理

v萃取原理

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双水相的形成

v将两种不同的水溶性聚合物的水溶液混合时，当聚

合物浓度到达一定值，体系会自然地分成互不相溶

的两相。双水相体系的形成主要是由于高聚物之间

的不相溶性，即高聚物分子的空间阻碍作用，相互

无法渗透，不能形成均一相，从而具有别离倾向，

在一定条件下即可分为二相。

v原那么上，无论是天然的还是合成的亲水性聚合物，

绝大多数在与另一种聚合物水溶液混合时都可分成

两相，构成双水相体系局部双水相系统列于表1。

用于生物别离的高聚物体系有:聚乙二醇(简称PEG)/

葡聚糖(简称Dexteran)和PEG/Dextran硫酸盐体系。

常见的高聚物/无机盐体系为:PEG/硫酸性或磷酸盐

体系。

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萃取原理

v双水相萃取与水有机相萃取的原理相似，都是依据

物质在两相间的选择性分配，但萃取体系的性质不

同。当物质进入双水相体系后，由于外表性质、电

荷作用和各种力(如憎水键、氢键和离子键等)的存

在和环境的影响，使其在上、下相中的浓度不同。

对于某一物质，只要选择适宜的双水相体系，控制

一定的条件，就可以得到适宜的分配系数，从而到

达别离纯化之目的。物质在双水相体系中分配系数

K可用下式表示：

vK=C上/C下

v其中K为分配系数，C上和C下分别为被别离物

质在上、下相的浓度。

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v图1PEG/Dextran体系的相图

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v这两种聚合物都能与水无限混合，当它们的

组成在图1曲线的上方(用M点表示)体系就

会分成两相，分别有不同的组成和密度，轻

相(或称上相)组成用T点表示，重相(或称下相

)组成用B表示。C为临界点，曲线TCB称为

结线，直线TMB称为系线。结线上方是两相

区，下方是单相区。所有组成在系统上的点，

分成两相后，其上下相组成分别为T和B。M

点时两相T和B的量之间的关系服从杠杆定律，

即T和B相重量之比等于系线上MB与MT的线

段长度之比。

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双水相萃取的应用

v1)基因工程药物的别离与提取双水相萃取技术可

以保证基因工程药物在温和的条件下得以别离和纯

化。其中有代表性的工作是用P