雙水相分離純化

『壹』 如何從雙水相系統中回收分離產物

雙水相萃取技術應用

摘要
：
雙水相萃取技術作為一種新型的分離技術日益受到重視，
它與傳統的
萃取方法相比有獨特的優點。
本文總結了雙水相萃取形成的原理，
萃取過程的基
本理論、萃取體系的特點，綜述了雙水相萃取技術在生化工業、分析檢測、稀有
金屬分離等方面的應用，
介紹了該技術的最新進展，
指出了該技術工業化存在的
問題，並對今後的發展作了展望。
雙水相萃取分離_網路文庫
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『貳』 雙水相系統分離生物活性物質有哪些優點

生物分子在雙水相系統中的實際分配是生物分子
與雙水相系統間靜電作用、疏水作用、
生物親和作用等共同作用的結果，
形式上可以將分配系數的對數值分解為幾項:
靜電作用對溶質分配系數的貢獻;
疏水作用對溶質分配系數的貢獻;
生物親和作用對溶質分配系數的貢獻;
分子大小對溶質分配系數的貢獻;
分子構型影響對溶質分配系數的貢獻;

『叄』 雙水相萃取蛋白質的方案

液- 液萃取技術是化學工業中普遍採用的分離技術之一,在生物化工中也有廣泛的應用。然而,大部分生物物質是有生物活性的,需要在低溫或室溫條件下進行分離純化,而採用傳統萃取技術無法完成。雙水相萃取就是考慮到這種現狀,基於液- 液萃取理論並考慮保持生物活性所開發的一種新型液- 液萃取分離技術。

與傳統的液- 液分離方法相比,雙水相萃取技術分離純化蛋白質具有以下優勢:體系含水量高,可達80 %以上;蛋白質在其中不易變性;界面張力遠遠低於水- 有機溶劑兩相體系的界面張力,有助於強化相際間的質量傳遞;分相時間短,一般只需5～15 min ;易於放大和進行連續性操作;萃取環境溫和,生物相容性高;聚合物對蛋白質的結構有穩定和保護作用等。正是由於雙水相萃取技術的諸多優勢,現已被廣泛用於蛋白質、核酸、氨基酸、多肽、細胞器等產品的分離和純化。

1 雙水相萃取原理
雙水相體系是指某些高聚物之間或高聚物與無機鹽之間,在水中以適當的濃度溶解後形成的互不相溶的兩相或多相水相體系。高聚物- 高聚物- 水體系主要依靠高聚物之間的不容性,即高聚物分子的空間阻礙作用,促使其分相;高聚物- 鹽- 水體系一般認為是鹽析作用的結果。

雙水相萃取與水- 有機相萃取的原理相似,都是依據物質在兩相間的選擇性分配,不同之處在於萃取體系的性質差異。當生物物質進入雙水相體系後,由於表面性質、電荷作用和各種力(如憎水鍵、氫鍵和離子鍵等) 的存在和環境的影響,使其在上、下相中的濃度不同。分配系數K 等於兩相中生物物質的濃度比,由於蛋白質的K 值不相同(大致在011～10 之間) ,因而雙水相體系對各類蛋白質的分配具有較好的選擇性。[/size]

『肆』 超臨界流體萃取、雙水相萃取、反膠束萃取的異同點

超臨界流體萃取技術是以超臨界狀態下的流體作為溶劑，利用該狀態下流體所具有的高滲透能力和高溶解能力萃取分離混合物的過程。常用的是CO2超臨界萃取法。
CO2是安全、無毒、廉價的液體，超臨界CO2具有類似氣體的擴散系數、液體的溶解力，表面張力為零，能迅速滲透進固體物質之中，提取其精華，具有高效、不易氧化、純天然、無化學污染等特點。

萃取是在兩個液相間進行。大部分萃取採用一個是水相。另一個是有機相。但有機相易使蛋白質等生物活性物質變性。最近，發現有一些高分子水溶液（如分子量從幾千到幾萬的聚乙二醇硫酸鹽水溶液）可以分為兩個水相，蛋白質在兩個水相中的溶解度有很大的差別。故可以利用雙水相萃取過程分離蛋白質等溶於水的生物產品。
雙水相的優勢
ATPE作為一種新型的分離技術，對生物物質、天然產物、抗生素等的提取、純化表現出以下優勢：
(1)含水量高(70％--90％)，在接近生理環境的體系中進行萃取，不會引起生物活性物質失活或變性；
(2)可以直接從含有菌體的發酵液和培養液中提取所需的蛋白質（或者酶），還能不經過破碎直接提取細胞內酶，省略了破碎或過濾等步驟；
(3)分相時間短，自然分相時間一般為5min～15 min；
(4)界面張力小(10-7～ 10-4mN／m)，有助於兩相之間的質量傳遞，界面與試管壁形成的接觸角幾乎是直角；
(5)不存在有機溶劑殘留問題，高聚物一般是不揮發物質，對人體無害；
(6)大量雜質可與固體物質一同除去；
(7)易於工藝放大和連續操作，與後續提純工序可直接相連接，無需進行特殊處理；
(8)操作條件溫和，整個操作過程在常溫常壓下進行；
(9)親和雙水相萃取技術可以提高分配系數和萃取的選擇性。

在反膠束溶液中，構成反膠束的表面活性劑的非極性尾向外伸入非極性溶劑中，而極性頭則向內排列形成一個極性核。蛋白質及其他親水物質能夠進入反膠束的極性核內，由於周圍水層和極性頭的保護，保持了蛋白質的天然構象。

『伍』 雙水相萃取的操作步驟

一、重點
雙水相萃取放大容易：一般10ml離心管的實驗結果可直接放大到工業規模。具體實驗步驟：
1、配製一系列不同濃度、pH及離子強度的雙水相，每個雙水相改變一個參數。
2、加入料液，再加水使整個系統質量達到5~10g。離心管封口後充分混合。
3、1800－2000g下離心3－5min，使兩相完全分離。
4、用吸管或移液管將上相和下相分別吸出，測定上、下相中目標產物的濃度或生物活性，計算分配系數。
5、上、下兩相中目標產物的總量應與加入量對比，以檢驗是否存在沉澱或界面吸附現象，並可確認濃度或活性測定中產生的系統誤差。
6、分析目標產物的收率和純化倍數，確定最佳雙水相系統。
二、特點：
1、含水量高（70%～90%），適宜提取水溶性的蛋白質、酶等生物活性物質，且不易引起蛋白質的變性失活。2、不存在有機溶劑殘留問題。3、易於放大，各種參數可按比例放大而產物收率並不降低。這是其他分離技術無法比擬的。
萃取是在兩個液相間進行。大部分萃取採用一個是水相。另一個是有機相。但有機相易使蛋白質等生物活性物質變性。最近，發現有一些高分子水溶液（如分子量從幾千到幾萬的聚乙二醇硫酸鹽水溶液）可以分為兩個水相，蛋白質在兩個水相中的溶解度有很大的差別。故可以利用雙水相萃取過程分離蛋白質等溶於水的生物產品。
例如用聚乙二醇（PEG Mr為6000）/磷酸鉀系統從大腸桿菌勻漿中提取β-半乳糖苷酶。這是一個很有前途的新的分離方法，特別適用於生物工程得出的產品的分離。

『陸』 雙水相萃取技術的萃取原理

當萃取體系的性質不同時，物質進入雙水相體系後，由於表面性質、電荷作用和各種力（如憎水鍵、氫鍵和離子鍵等） 的存在和環境因素的影響，使其在上、下相中的濃度不同。物質在雙水相體系中分配系數K可用下式表示：
K= C上/ C下
其中K為分配系數，C上和C下分別為被分離物質在上、下相的濃度。
分配系數K等於物質在兩相的濃度比，由於各種物質的K值不同，可利用雙水相萃取體系對物質進行分離。其分配情況服從分配定律，即，「在一定溫度一定壓強下，如果一個物質溶解在兩個同時存在的互不相溶的液體里，達到平衡後，該物質在兩相中濃度比等於常數」，分離效果由分配系數來表徵。
由於溶質在雙水相系統兩相間的分配時至少有四類物質在兩個不同相系統共存，要分配的物質和各相組分之間的相互作用是個復雜的現象，它涉及到氫鍵、電荷相互作用、范德華力、疏水性相互作用以及空間效應等，因此，可以預料到溶質在雙水相系統中兩相間的分配取決於許多因素，它既與構成雙水相系統組成化合物的分子量和化學特性有關，也與要分配物質的大小、化學特性和生物特性相關。
大量研究表明，生物分子在雙水相系統中的實際分配是生物分子與雙水相系統間靜電作用、疏水作用、生物親和作用等共同作用的結果，形式上可以將分配系數的對數值分解為幾項：
InK = InKm+InKe+In Kh+InKb+InKs+InKc
式中，Ke-----靜電作用對溶質分配系數的貢獻；
Kh----- 疏水作用對溶質分配系數的貢獻；
Kb-----生物親和作用對溶質分配系數的貢獻；
Ks----- 分子大小對溶質分配系數的貢獻；
Kc----- 分子構型影響對溶質分配系數的貢獻；
Km -----除上述因素外的其它因素影響對溶質分配系數的貢獻。
值得指出的是，這些因素中雖然沒有一個因素完全獨立於其它因素，但一般來說，這些不同的因素或多或少是獨立存在的。
影響待分離物質在雙水相體系中分配行為的主要參數有成相聚合物的種類、成相聚合物的分子質量和總濃度、無機鹽的種類和濃度、pH 值、溫度等。
雙水相的優勢
ATPE作為一種新型的分離技術，對生物物質、天然產物、抗生素等的提取、純化表現出以下優勢：
（1）含水量高（70%--90%），在接近生理環境的體系中進行萃取，不會引起生物活性物質失活或變性；
（2）可以直接從含有菌體的發酵液和培養液中提取所需的蛋白質（或者酶），還能不經過破碎直接提取細胞內酶，省略了破碎或過濾等步驟；
（3）分相時間短，自然分相時間一般為5min～15 min；
（4）界面張力小（10-7～ 10-4mN/m），有助於兩相之間的質量傳遞，界面與試管壁形成的接觸角幾乎是直角；
（5）不存在有機溶劑殘留問題，高聚物一般是不揮發物質，對人體無害；
（6）大量雜質可與固體物質一同除去；
（7）易於工藝放大和連續操作，與後續提純工序可直接相連接，無需進行特殊處理；
（8）操作條件溫和，整個操作過程在常溫常壓下進行；
（9）親和雙水相萃取技術可以提高分配系數和萃取的選擇性。
雖然該技術在應用方面已經取得了很大的進展，但幾乎都是建立在實驗的基礎上，到目前為止還沒能完全清楚地從理論上解釋雙水相系統的形成機理以及生物分子在系統中的分配機理。

『柒』 什麼是雙水相萃取

一些高分子水溶液（如分子量從幾千到幾萬的聚乙二醇硫酸鹽水溶液）可以回分為兩個水相，答蛋白質在兩個水相中的溶解度有很大的差別。故可以利用雙水相萃取過程分離蛋白質等溶於水的生物產品。
雙水相的優勢
ATPE作為一種新型的分離技術，對生物物質、天然產物、抗生素等的提取、純化表現出以下優勢：
(1)含水量高(70％--90％)，在接近生理環境的體系中進行萃取，不會引起生物活性物質失活或變性；
(2)可以直接從含有菌體的發酵液和培養液中提取所需的蛋白質（或者酶），還能不經過破碎直接提取細胞內酶，省略了破碎或過濾等步驟；
(3)分相時間短，自然分相時間一般為5min～15 min；
(4)界面張力小(10-7～ 10-4mN／m)，有助於兩相之間的質量傳遞，界面與試管壁形成的接觸角幾乎是直角；
(5)不存在有機溶劑殘留問題，高聚物一般是不揮發物質，對人體無害；
(6)大量雜質可與固體物質一同除去；
(7)易於工藝放大和連續操作，與後續提純工序可直接相連接，無需進行特殊處理；
(8)操作條件溫和，整個操作過程在常溫常壓下進行；
(9)親和雙水相萃取技術可以提高分配系數和萃取的選擇性。

『捌』 雙水相萃取中，系線是隨機劃出的嗎

一些高分子水溶液（如分子量從幾千到幾萬的聚乙二醇硫酸鹽水溶液）可以分為兩個水相,蛋白質在兩個水相中的溶解度有很大的差別.故可以利用雙水相萃取過程分離蛋白質等溶於水的生物產品.
雙水相的優勢
ATPE作為一種新型的分離技術,對生物物質、天然產物、抗生素等的提取、純化表現出以下優勢：
(1)含水量高(70％--90％),在接近生理環境的體系中進行萃取,不會引起生物活性物質失活或變性；
(2)可以直接從含有菌體的發酵液和培養液中提取所需的蛋白質（或者酶）,還能不經過破碎直接提取細胞內酶,省略了破碎或過濾等步驟；
(3)分相時間短,自然分相時間一般為5min～15 min；
(4)界面張力小(10-7～10-4mN／m),有助於兩相之間的質量傳遞,界面與試管壁形成的接觸角幾乎是直角；
(5)不存在有機溶劑殘留問題,高聚物一般是不揮發物質,對人體無害；
(6)大量雜質可與固體物質一同除去；
(7)易於工藝放大和連續操作,與後續提純工序可直接相連接,無需進行特殊處理；
(8)操作條件溫和,整個操作過程在常溫常壓下進行；
(9)親和雙水相萃取技術可以提高分配系數和萃取的選擇性.

『玖』 雙水相萃取的原理

雙水相萃取的原理：分子間存在相互作用力，這種分子間作用力隨相對分子質量增大而增大。回當兩種高分子聚合答物之間存在相互排斥作用時，由於相對分子質量較大的分子間的排斥作用與混合熵相比佔主導地位，即一種聚合物分子的周圍將聚集同種分子而排斥異種分子，當達到平衡時，即形成分別富含不同聚合物的兩相。

(9)雙水相分離純化擴展閱讀：

可形成雙水相的雙聚合物體系有：聚乙二醇（PEG）/葡聚糖（Dx）,聚丙二醇/聚乙二醇，甲基纖維素/葡聚糖。

雙水相萃取中採用的雙聚合物系統是PEG/Dx，該雙水相的上相富含PEG，下相富含Dx。另外，聚合物與無機鹽的混合溶液也可以形成雙水相，例如，PEG/磷酸鉀（KPi）、PEG/磷酸銨、PEG/硫酸鈉等常用於雙水相萃取。

雙水相萃取的應用：蛋白質、酶的純化、多肽的分離純化、核酸的分離純化等。

『拾』 雙水相萃取技術的應用

雙水相萃取復技術已廣泛制應用於生物化學、細胞生物學、生物化工和食品化工等領域，並取得了許多成功的範例，主要是分離蛋白質 ，酶，病毒，脊髓病毒和線病毒的純化，核酸，DNA的分離，干擾素，細胞組織，抗生素，多糖，色素，抗體等。
此外雙水相還可用於稀有金屬/貴金屬分離，傳統的稀有金屬/貴金屬溶劑萃取方法存在著溶劑污染環境，對人體有害，運行成本高，工藝復雜等缺點。雙水相技術萃取技術引入到該領域，無疑是金屬分離的一種新技術。
目前，用此法來提純的酶已達數十種，其分離過程也達到相當規模，I-Horng Pan等人利用PEG1500/ NaH2PO4體系從Trichoderma koningii發酵液中分離純化β-木糖苷酶，該酶主要分配在下相，下相酶活回收率96.3%，純化倍數33；