雙水相萃取的應(yīng)用twoaqueousphaseextraction

1、雙水相萃取雙水相萃取的應(yīng)用的應(yīng)用two aqueous phase extraction 制作：張穎聰制作：張穎聰 化得文化得文何秀蓮何秀蓮 左佳敏左佳敏 劉媛劉媛第一節(jié)第一節(jié) 雙水相萃取的簡(jiǎn)介 技術(shù)誕生： 1896年 Bei jerinck 觀察到“明膠-瓊脂水溶液混合”，“明膠-淀粉水溶液混合”，先得到一渾濁不透明溶液，隨后分為兩相 雙水相體系是指某些高聚物之間或高聚物與無(wú)機(jī)鹽之間,在水中以適當(dāng)?shù)臐舛热芙夂笮纬傻幕ゲ幌嗳艿膬上嗷蚨嘞嗨囿w系。 可形成雙水相的雙聚合物體系：如聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)/葡(dextran，Dx)，聚丙二醇(polypropy

2、lene glycol) / 聚乙二醇和 甲基纖維素(methylcellulose)/葡聚糖等。雙水相萃取中常采用的雙聚合物系 統(tǒng)為PEG/Dx 除雙聚合物體系外，聚合物與無(wú)機(jī)鹽的混合溶液也可形成雙水相第二節(jié)第二節(jié) 雙水相萃取的工藝流程 雙水相萃取技術(shù)的工藝流程主要由三部分構(gòu)成 (1) 目的產(chǎn)物的萃取 原料勻漿液與PEG和無(wú)機(jī)鹽在萃取器中混合,然后進(jìn)入分離器分相。首先是通過(guò)選擇合適的雙水相組成,一般使目標(biāo)蛋白質(zhì)分配到上相而細(xì)胞碎片,核酸,多糖和雜蛋白等分配到下相。第二步萃取是將目標(biāo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入富鹽相,方法是在上相中加入鹽,形成新的雙水相體系,從而將蛋白質(zhì)與PEG分離,以利于使用超濾或透析將PE

3、G回收利用和目的產(chǎn)物進(jìn)一步加工處理。(2) PEG的循環(huán) 在大規(guī)模雙水相萃取過(guò)程中,成相材料的回收和循環(huán)使用,不僅可以減少?gòu)U水處理的費(fèi)用,還可以節(jié)約化學(xué)試劑,降低成本。 PEG的回收有兩種方法： 一、加入鹽使目標(biāo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入富鹽相來(lái)回收PEG 二、將PEG相通過(guò)離子交換樹脂，用洗脫劑洗去PEG， 再洗出蛋白質(zhì)。(3) 無(wú)機(jī)鹽的循環(huán) 將含無(wú)機(jī)鹽相冷卻,結(jié)晶,然后用離心機(jī)分離收集。除此之外還有電滲析法、膜分離法回收鹽類或除去PEG相的鹽。第三節(jié)第三節(jié) 雙水相萃取的應(yīng)用一、分離和提取各種蛋白質(zhì)(酶) 用聚乙二醇(PEG) / 羥丙基淀粉酶(Reppal PEG) 體系經(jīng)兩步法可從黃豆中分離磷酸甘油酸激

4、酶(PGK) 和磷酸甘油醛脫氫酶( GAPDH). 二、提取抗生素和分離生物粒子 用雙水相技術(shù)直接從發(fā)酵液中將丙酰螺旋酶素與菌體分離后進(jìn)行提取,可實(shí)現(xiàn)全發(fā)酵液萃取操作 . 采用PEG/ Na2HPO4 體系,最佳萃取條件是pH = 8. 08.15 , PEG2000(14 %) / Na2HPO4 ( 18 %) , 小試收率達(dá)69.12 % , 對(duì)照的乙酸丁酯萃取工藝的收率為53.14 %. 采用雙水相技術(shù),可直接處理發(fā)酵液,且基本消除乳化現(xiàn)象,在一定程度上提高了萃取收率,加快了實(shí)驗(yàn)進(jìn)程. 但引起的純度下降,需要進(jìn)一步研究和改進(jìn).三、表面活性劑雙水相的應(yīng)用 陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉和

5、陽(yáng)離子表面活性劑溴化十二烷基三乙銨的混合體系,在一定濃度和混合比范圍內(nèi)、無(wú)任何外加物質(zhì)的條件下,可以形成兩個(gè)互不混溶和平衡共存的水相,兩相均為很稀的表面活性劑水溶液(其總質(zhì)量濃度在1 %以下) ,稱為表面活性劑雙水相. 這是雙水相分離技術(shù)的一個(gè)新的分支,其中陽(yáng)離子表面活性劑過(guò)量的雙水相體系,稱為陽(yáng)離子雙水相 .第四四節(jié) 雙水相萃取技術(shù)的發(fā)展盡管雙水相萃取技術(shù)用于大規(guī)模生產(chǎn)具有許多明顯的優(yōu)點(diǎn),但大量文獻(xiàn)表明,雙水相萃取技術(shù)在工業(yè)中還沒(méi)有被廣泛利用。原因：兩相間的溶質(zhì)分配對(duì)于具有高度選擇性、需要從上千種蛋白中分離一種蛋白這種情況提供了很小的范圍。如何從聚合相中回收目的產(chǎn)物、循環(huán)利用聚合物與鹽以降低成本問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。目前雙水相萃取技術(shù)應(yīng)用的主要問(wèn)