第五章固液分離20120302

1、復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 固液分離的方法固液分離的方法 一、過濾（舉例說明膜過濾）一、過濾（舉例說明膜過濾） 二、離心沉降二、離心沉降 三、泡沫分離三、泡沫分離 四、雙水相萃取四、雙水相萃取發(fā)酵液的固液分離 過濾 定義： 在一定的壓力差下，利用 多孔性介質(zhì)截留固液懸浮液 中的固體粒子，進(jìn)行固液分 離的方法稱為過濾。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離發(fā)酵液的過濾發(fā)酵液的過濾 微生物發(fā)酵液中含有大量菌

2、體、細(xì)胞或細(xì)微生物發(fā)酵液中含有大量菌體、細(xì)胞或細(xì)胞碎片以及殘余的固體培養(yǎng)基成分。過濾胞碎片以及殘余的固體培養(yǎng)基成分。過濾就是將懸浮在發(fā)酵液中的固體顆粒與液體就是將懸浮在發(fā)酵液中的固體顆粒與液體進(jìn)行分離的過程。進(jìn)行分離的過程。 在過濾操作中，要求濾速快，濾液澄清并在過濾操作中，要求濾速快，濾液澄清并且有高的收率。且有高的收率。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離影響過濾速度的因素影響過濾速度的因素: 1.菌種。菌種。 2.發(fā)酵條件。發(fā)酵條件。2.1培養(yǎng)基的組成培養(yǎng)基的組成2.2未用完的培養(yǎng)基未用完的培養(yǎng)基2.3消沫油消沫油2.4

3、發(fā)酵周期發(fā)酵周期第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離1.菌種對過濾速度影響菌種對過濾速度影響 真菌的菌絲比較粗大真菌的菌絲比較粗大，如青霉菌的菌絲直徑可達(dá)，如青霉菌的菌絲直徑可達(dá)10m，發(fā)酵液容易過濾，不需特殊處理。其濾，發(fā)酵液容易過濾，不需特殊處理。其濾渣呈緊密餅狀物，很容易從濾布上刮下來，故可渣呈緊密餅狀物，很容易從濾布上刮下來，故可采用鼓式真空過濾機(jī)過濾。采用鼓式真空過濾機(jī)過濾。 放線菌發(fā)酵液菌絲細(xì)而分枝，交織成網(wǎng)絡(luò)狀放線菌發(fā)酵液菌絲細(xì)而分枝，交織成網(wǎng)絡(luò)狀。如。如鏈霉素發(fā)酵液菌絲僅鏈霉素發(fā)酵液菌絲僅0.51.0m左右，還

4、含有很左右，還含有很多多糖類物質(zhì)，粘性強(qiáng)，過濾較困難，一般需經(jīng)多多糖類物質(zhì)，粘性強(qiáng)，過濾較困難，一般需經(jīng)預(yù)處理，以凝固蛋白質(zhì)等膠體。預(yù)處理，以凝固蛋白質(zhì)等膠體。 細(xì)菌發(fā)酵液的菌體更細(xì)小細(xì)菌發(fā)酵液的菌體更細(xì)小，因此，過濾十分因準(zhǔn)，因此，過濾十分因準(zhǔn)，如不用絮凝等方法預(yù)處理發(fā)酵液，往往難以采用如不用絮凝等方法預(yù)處理發(fā)酵液，往往難以采用常規(guī)過濾的設(shè)備來完成過濾操作。常規(guī)過濾的設(shè)備來完成過濾操作。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離2.1培養(yǎng)基的組成對過濾速度影響培養(yǎng)基的組成對過濾速度影響 用黃豆粉、花生粉作氮源、淀粉作碳源會用黃豆粉

5、、花生粉作氮源、淀粉作碳源會使過濾困難；使過濾困難； 發(fā)酵后期加消泡油或剩余大量末用完的培發(fā)酵后期加消泡油或剩余大量末用完的培養(yǎng)基也會使過濾困難。養(yǎng)基也會使過濾困難。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離2.4發(fā)酵周期對過濾的影響發(fā)酵周期對過濾的影響 正確選擇發(fā)酵終了時間對過濾影響很大。正確選擇發(fā)酵終了時間對過濾影響很大。在菌體絲自溶前必須放罐，因為細(xì)胞自溶在菌體絲自溶前必須放罐，因為細(xì)胞自溶后的后的 分解產(chǎn)物一般很難過濾。有時延長發(fā)分解產(chǎn)物一般很難過濾。有時延長發(fā)酵周期雖能使發(fā)酵單位有所提高，但嚴(yán)重酵周期雖能使發(fā)酵單位有所提高

6、，但嚴(yán)重影響發(fā)酵液質(zhì)量，使色素和膠狀雜質(zhì)增多、影響發(fā)酵液質(zhì)量，使色素和膠狀雜質(zhì)增多、過濾困難，最終造成成品質(zhì)量降低。過濾困難，最終造成成品質(zhì)量降低。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離改善過濾性能的方法改善過濾性能的方法1.等電點等電點2.蛋白質(zhì)變性蛋白質(zhì)變性3.吸附吸附4.凝聚和絮凝凝聚和絮凝5.加入助濾劑加入助濾劑6.直接在發(fā)酵液中形成填充直接在發(fā)酵液中形成填充-凝固劑凝固劑7.酶解作用酶解作用第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 助濾劑是一種不可壓縮的多

7、孔微粒，它能使濾餅助濾劑是一種不可壓縮的多孔微粒，它能使濾餅疏松，濾速增大。疏松，濾速增大。 過濾助劑可解決兩個問題過濾助劑可解決兩個問題濾餅的可壓縮性問題濾餅的可壓縮性問題小粒子如菌絲碎片和細(xì)菌細(xì)胞，會滲入到轉(zhuǎn)鼓真空過小粒子如菌絲碎片和細(xì)菌細(xì)胞，會滲入到轉(zhuǎn)鼓真空過濾預(yù)覆蓋層內(nèi)部。使得預(yù)覆蓋層的部分孔被堵塞，影濾預(yù)覆蓋層內(nèi)部。使得預(yù)覆蓋層的部分孔被堵塞，影響了滲透性。加入助濾劑可以解決這一問題響了滲透性。加入助濾劑可以解決這一問題 常用的過濾助劑常用的過濾助劑 硅藻土、珍珠巖、磨碎的木漿、淀粉硅藻土、珍珠巖、磨碎的木漿、淀粉第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液

8、分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 助濾劑的加入有兩種方法：助濾劑的加入有兩種方法：在濾布上預(yù)先鋪一層助濾劑在濾布上預(yù)先鋪一層助濾劑(12mm)，該方法，該方法，會使濾速降低，但濾液透明度會使濾速降低，但濾液透明度直接加入發(fā)酵液中（助濾劑的用量，有一條經(jīng)直接加入發(fā)酵液中（助濾劑的用量，有一條經(jīng)驗規(guī)則可供參考，即助濾劑用量若等于懸浮液驗規(guī)則可供參考，即助濾劑用量若等于懸浮液中固體含量時，濾速最快。）中固體含量時，濾速最快。）第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 填充填充-凝固劑凝固劑 改善過濾性能較好的方法是加入一些反應(yīng)劑，它們

9、能相改善過濾性能較好的方法是加入一些反應(yīng)劑，它們能相互作用，或和某些溶解性鹽類發(fā)生反應(yīng)生成不溶解的沉互作用，或和某些溶解性鹽類發(fā)生反應(yīng)生成不溶解的沉淀淀(CaSO(CaSO4 4，AlPOAlPO4 4等等) )。生成的沉淀能使菌絲具有塊狀結(jié)構(gòu)，。生成的沉淀能使菌絲具有塊狀結(jié)構(gòu)，沉淀本身即可作為助濾劑，還能使膠狀物和懸浮物凝固，沉淀本身即可作為助濾劑，還能使膠狀物和懸浮物凝固， 如新生霉素發(fā)酵液中加入氯化鈣和磷酸鈉，生成的磷酸如新生霉素發(fā)酵液中加入氯化鈣和磷酸鈉，生成的磷酸鈣可作為填充鈣可作為填充- -凝固劑。凝固劑。 一方面作為助濾劑，另一方面還可使某些蛋白質(zhì)凝固。一方面作為助濾劑，另一方面

10、還可使某些蛋白質(zhì)凝固。 又如環(huán)絲氨酸發(fā)酵液用氧化鈣和磷酸處理，生成的磷酸又如環(huán)絲氨酸發(fā)酵液用氧化鈣和磷酸處理，生成的磷酸鈣沉淀，能使懸浮物凝固。多余的磷酸根離子，還能除鈣沉淀，能使懸浮物凝固。多余的磷酸根離子，還能除去鈣、鎂離子。并且在發(fā)酵液中不會引入其它陽離子而去鈣、鎂離子。并且在發(fā)酵液中不會引入其它陽離子而影環(huán)環(huán)絲氨酸的離子交換吸附。正確選擇反應(yīng)劑和反應(yīng)影環(huán)環(huán)絲氨酸的離子交換吸附。正確選擇反應(yīng)劑和反應(yīng)條件，能使過濾速度提高條件，能使過濾速度提高310310倍。倍。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 酶解作用酶解作用 如發(fā)

11、酵液中有不溶解的多糖存在則最好用如發(fā)酵液中有不溶解的多糖存在則最好用酶將它轉(zhuǎn)化為單糖，以提高過濾速度。例酶將它轉(zhuǎn)化為單糖，以提高過濾速度。例如萬古霉素用淀粉作培養(yǎng)基，加入淀粉酶如萬古霉素用淀粉作培養(yǎng)基，加入淀粉酶后，能使過濾速度加快。后，能使過濾速度加快。發(fā)酵液的過濾發(fā)酵液的過濾目前主要有目前主要有3種膜過濾種膜過濾:微孔過濾，用于分離固體顆粒如細(xì)胞、細(xì)胞碎片、微孔過濾，用于分離固體顆粒如細(xì)胞、細(xì)胞碎片、包涵體及蛋白質(zhì)沉淀物；包涵體及蛋白質(zhì)沉淀物；超濾，用于濃縮大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、核酸、多超濾，用于濃縮大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、核酸、多糖；糖；反滲透，用于小分子如抗菌素、氨基酸溶液中脫反滲透，用于小

12、分子如抗菌素、氨基酸溶液中脫除水分。除水分。一、離心分離的基本原理 對于濃度較小，粒徑較大，硬度較強(qiáng)的不溶物，可以采用過濾分離。 但當(dāng)固體顆粒細(xì)小而難以過濾時，發(fā)酵液不易被過濾純化，離心操作往往顯得十分有效。 離心分離：是借助于離心機(jī)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，使不同大小、不同密度的物質(zhì)分離的技術(shù)過程。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 離心沉降離心沉降 離心是實現(xiàn)固液分離的主要手段。離心分離的原離心是實現(xiàn)固液分離的主要手段。離心分離的原理是固體和液體之間的密度差。理是固體和液體之間的密度差。 離心分離的過程是一沉降過程，在目前的技

13、術(shù)條離心分離的過程是一沉降過程，在目前的技術(shù)條件下，某一質(zhì)點在離心力場中獲得的離心力可比件下，某一質(zhì)點在離心力場中獲得的離心力可比在地球引力場中的重力大在地球引力場中的重力大103106倍，所以，對倍，所以，對于密度差較小、顆粒粒度較細(xì)的非均相物質(zhì)，用于密度差較小、顆粒粒度較細(xì)的非均相物質(zhì)，用離心沉降可大大提高沉降效率。離心沉降可大大提高沉降效率。 離心技術(shù)的局限性在于它一般不能分離顆粒大小離心技術(shù)的局限性在于它一般不能分離顆粒大小一樣、密度一樣而物性不同的顆粒，對小分子顆一樣、密度一樣而物性不同的顆粒，對小分子顆粒分離效果欠佳或無法分離。粒分離效果欠佳或無法分離。 離心沉降離心沉降 優(yōu)點優(yōu)點

14、分離速度快，效率高，分離速度快，效率高， 液相澄清度好，液相澄清度好，操作時衛(wèi)生條件好等優(yōu)點，操作時衛(wèi)生條件好等優(yōu)點， 適合于大規(guī)模的分離過程。適合于大規(guī)模的分離過程。 缺點缺點與過濾設(shè)備相比，投資費(fèi)用高，與過濾設(shè)備相比，投資費(fèi)用高， 能耗較大。能耗較大。 離心產(chǎn)生的固體濃縮物和過濾產(chǎn)生的濃縮不同。通常情況下離心只能得到一種較為濃縮的懸浮液或漿體。而過濾可獲得的水分含量較低的濾餅。二、離心機(jī)的類型 據(jù)分離方式分：沉降式離心機(jī)、過濾式離心機(jī) 據(jù)操作方式分：間歇式（分批）離心機(jī)、連續(xù)式離心機(jī) 據(jù)轉(zhuǎn)速分：常速離心機(jī)（低速離心機(jī)）、高速離心機(jī)、超速離心機(jī) 據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)特點分：管式、碟式、螺旋式1.斜角式

15、離心機(jī) 是一類結(jié)構(gòu)最簡單的實驗室常用離心機(jī)。是一類結(jié)構(gòu)最簡單的實驗室常用離心機(jī)。 指離心管腔與轉(zhuǎn)軸成一定傾角的轉(zhuǎn)子。指離心管腔與轉(zhuǎn)軸成一定傾角的轉(zhuǎn)子。 角度越大，沉降越結(jié)實，分離效果越好。角度越大，沉降越結(jié)實，分離效果越好。 顆粒在角轉(zhuǎn)子中沉降時，先沿離心力方向顆粒在角轉(zhuǎn)子中沉降時，先沿離心力方向 撞向離心管，然后再沿管壁滑向管底，撞向離心管，然后再沿管壁滑向管底， 因此管的一側(cè)會出現(xiàn)顆粒沉積。因此管的一側(cè)會出現(xiàn)顆粒沉積。2.平拋式離心機(jī) 平拋式離心機(jī)一類結(jié)構(gòu)簡單的實驗室常用的低中速離心機(jī)，轉(zhuǎn)速一般在3000-6000rpm。 轉(zhuǎn)子活動管套內(nèi)的離心管，靜止時垂直掛在轉(zhuǎn)頭上，旋轉(zhuǎn)時隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，

16、從垂直懸吊上升到水平位置（約200-800rpm） 顆粒在水平轉(zhuǎn)子中的 沉降是沿管子軸向移動。 樣品便于收集。 受振動和變速攪亂后對流現(xiàn)象小， 但轉(zhuǎn)頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，最高轉(zhuǎn)速相對要低， 容量也小一些。平拋式離心機(jī)轉(zhuǎn)子平拋式離心機(jī)轉(zhuǎn)子3.管式離心機(jī) 管式離心機(jī)具有一個細(xì)長而高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓， 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)裝有縱向平板， 其下部有進(jìn)料口。上部兩側(cè)有重液相和輕液相出口（對液液分離而言）。 分為液液分離的連續(xù)式管式離心機(jī)和液固分離的間歇式管式離心機(jī)。液固分離管式離心機(jī)待處理的物料在一定壓力（3104Pa左右）下由進(jìn)料管經(jīng)底部空心軸進(jìn)入鼓內(nèi)?？繐醢宸植加诠牡乃闹?，并使料液迅速達(dá)到與轉(zhuǎn)鼓相同的角速度。轉(zhuǎn)鼓帶動物料高速旋

17、轉(zhuǎn)，在離心力下，懸浮液沿轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁向上流動的，料液在離心力場的作用下因其密度差的存在而分離。澄清后的液相流動到轉(zhuǎn)鼓上部的排液口派出。比重大的固體微粒逐漸沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁形成沉渣層，達(dá)到一定數(shù)量后，停機(jī)人工清除。管式離心機(jī)特點：管式離心機(jī)特點： 結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)簡單， 可提供較大離心力，轉(zhuǎn)速高，效果好?？商峁┹^大離心力，轉(zhuǎn)速高，效果好。 管狀離心機(jī)可以冷卻，有利蛋白質(zhì)分離。管狀離心機(jī)可以冷卻，有利蛋白質(zhì)分離。 對于間歇操作式，須定時拆卸，清洗。對于間歇操作式，須定時拆卸，清洗。 適用于分離乳濁液及含細(xì)顆粒的稀懸浮適用于分離乳濁液及含細(xì)顆粒的稀懸浮液，適用于固體含量低于液，適用于固體含量低于1%，顆粒度

18、，顆粒度小于小于5微米，粘度大的懸浮液澄清或固微米，粘度大的懸浮液澄清或固液兩相密度差較小的分離。液兩相密度差較小的分離。碟片式離心機(jī)工作原理 當(dāng)懸浮液在動壓頭的作用下，經(jīng)中心管流入高速當(dāng)懸浮液在動壓頭的作用下，經(jīng)中心管流入高速旋轉(zhuǎn)的碟片之間的間隙時，便產(chǎn)生了慣性離心力。旋轉(zhuǎn)的碟片之間的間隙時，便產(chǎn)生了慣性離心力。 其中密度較大的固體顆粒在離心力作用下向上層其中密度較大的固體顆粒在離心力作用下向上層碟片的下表面運(yùn)動，而后在離心力作用下被向外碟片的下表面運(yùn)動，而后在離心力作用下被向外甩出，沿碟片下表面向轉(zhuǎn)子外圍下滑，甩出，沿碟片下表面向轉(zhuǎn)子外圍下滑， 而液體則由于密度小，在后續(xù)而液體則由于密度小

19、，在后續(xù)液體的推動下沿著碟片的隙道液體的推動下沿著碟片的隙道向轉(zhuǎn)子中心流動，然后沿中心向轉(zhuǎn)子中心流動，然后沿中心軸上升，從套管中排出，達(dá)到軸上升，從套管中排出，達(dá)到分離的目的。分離的目的。根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)特點分 1 斜角式 2 平拋式 3 管式 4 碟片式 5 多室式第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 不同性狀發(fā)酵液應(yīng)選擇不同的固不同性狀發(fā)酵液應(yīng)選擇不同的固液分離液分離設(shè)備。常用于發(fā)酵液的分離設(shè)備有：設(shè)備。常用于發(fā)酵液的分離設(shè)備有：離心沉降分離機(jī)離心沉降分離機(jī) 板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī)鼓式真空過濾機(jī)鼓式真空過濾機(jī)離心沉降分離機(jī)離心沉

20、降分離機(jī) 第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離幾種常用的轉(zhuǎn)子幾種常用的轉(zhuǎn)子(a)角式轉(zhuǎn)子；角式轉(zhuǎn)子； (b)水平轉(zhuǎn)子；水平轉(zhuǎn)子； (c)垂直轉(zhuǎn)子；垂直轉(zhuǎn)子； (d)區(qū)帶轉(zhuǎn)區(qū)帶轉(zhuǎn)子；子； (e)分析轉(zhuǎn)子分析轉(zhuǎn)子第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離離心沉降離心沉降斯托克斯沉降速度公式：斯托克斯沉降速度公式： rdv2218)( 從式中可看見：從式中可看見：1.密度差（密度差（-）越大，離心沉降速度越快；）越大，離心沉降速度越快；2.在密度差（在密度差（-）存在下，

21、固體顆粒尺存越大，越容易離）存在下，固體顆粒尺存越大，越容易離心；心；3.液體黏度液體黏度越大，越不容易離心；越大，越不容易離心；4.離心力的大小對固液分離很有影響，細(xì)胞懸浮液或細(xì)胞離心力的大小對固液分離很有影響，細(xì)胞懸浮液或細(xì)胞勻漿中的顆粒尺寸都不大，與液相得密度差也不大，而且勻漿中的顆粒尺寸都不大，與液相得密度差也不大，而且液體黏度大，所以要通過增大離心力來提高分離效率。液體黏度大，所以要通過增大離心力來提高分離效率。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 按分離因數(shù)的大小分類，可分為低速離心（按分離因數(shù)的大小分類，可分為低

22、速離心（30003000）、高速離心（）、高速離心（3000300050000）和超）和超速離心（速離心（5000050000） 低速離心機(jī)（低速離心機(jī)（low-speed centrifuge）：轉(zhuǎn)速）：轉(zhuǎn)速8000r/min以下（最大相對離心力以下（最大相對離心力10000g以下，以下，g表示重力加速度），用于分離細(xì)胞、細(xì)胞碎片表示重力加速度），用于分離細(xì)胞、細(xì)胞碎片及培養(yǎng)基殘渣等。及培養(yǎng)基殘渣等。 高速離心機(jī)（高速離心機(jī)（high-speed centrifuge）：）：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1000025000r/min（最大相對離心（最大相對離心力力10000g100000g），用于分離各），用于

23、分離各種沉淀物、細(xì)胞碎片和較大細(xì)胞器等。種沉淀物、細(xì)胞碎片和較大細(xì)胞器等。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 超速離心機(jī)（超速離心機(jī)（ultracentrifuge）：轉(zhuǎn)速）：轉(zhuǎn)速25000150000r/min（最大相對離心力（最大相對離心力100000g1000000g），其中制備性超速），其中制備性超速離心機(jī)，用于生物大分子、細(xì)胞器和病毒等的分離心機(jī)，用于生物大分子、細(xì)胞器和病毒等的分離純化；分析性超速離心機(jī)，用于樣品純度的檢離純化；分析性超速離心機(jī)，用于樣品純度的檢測、沉降系數(shù)和分子質(zhì)量的測定。測、沉降系數(shù)和分子質(zhì)量

24、的測定。板框壓濾機(jī) 板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī)優(yōu)點優(yōu)點1 1板框壓濾機(jī)的過濾面積大；板框壓濾機(jī)的過濾面積大；2 2過濾推動力過濾推動力( (壓力差壓力差) )能較能較 大幅度地進(jìn)行調(diào)整，并能大幅度地進(jìn)行調(diào)整，并能 耐受較高的壓力差；耐受較高的壓力差；3 3結(jié)構(gòu)簡單，價格低，結(jié)構(gòu)簡單，價格低，4 4動力消耗少等優(yōu)點。動力消耗少等優(yōu)點。缺點缺點不能連續(xù)操作，設(shè)備笨重，不能連續(xù)操作，設(shè)備笨重，勞動強(qiáng)度大，勞動強(qiáng)度大，衛(wèi)生條件差，衛(wèi)生條件差，非生產(chǎn)的輔助時間長，阻礙非生產(chǎn)的輔助時間長，阻礙了過濾效率的提高。了過濾效率的提高。 板框過濾機(jī)板框過濾機(jī)壓濾機(jī)用于固體和液體的分離。與其它固液壓濾機(jī)用于固體和液體的分

25、離。與其它固液分離設(shè)備相比，壓濾機(jī)過濾后的泥餅有更高分離設(shè)備相比，壓濾機(jī)過濾后的泥餅有更高的含固率和優(yōu)良的分離效果。固液分離的基的含固率和優(yōu)良的分離效果。固液分離的基本原理是：混合液流經(jīng)過濾介質(zhì)（濾布），本原理是：混合液流經(jīng)過濾介質(zhì)（濾布），固體停留在濾布上，并逐漸在濾布上堆積形固體停留在濾布上，并逐漸在濾布上堆積形成過濾泥餅。而濾液部分則滲透過濾布，成成過濾泥餅。而濾液部分則滲透過濾布，成為不含固體的清液。為不含固體的清液。隨著過濾過程的進(jìn)行，濾餅過濾開始，泥餅隨著過濾過程的進(jìn)行，濾餅過濾開始，泥餅厚度逐漸增加，過濾阻力加大。過濾時間越長，分離效率越高。厚度逐漸增加，過濾阻力加大。過濾時間越

26、長，分離效率越高。鼓式真空過濾機(jī)鼓式真空過濾機(jī)優(yōu)點優(yōu)點能連續(xù)操作，能連續(xù)操作，能實現(xiàn)自動化控制能實現(xiàn)自動化控制 缺點缺點壓差較小，主要適壓差較小，主要適用于霉菌發(fā)酵液的用于霉菌發(fā)酵液的過濾。過濾。 第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 泡沫分離法泡沫分離法泡沫分離又稱泡沫吸附分離技術(shù)，泡沫分離又稱泡沫吸附分離技術(shù)， 發(fā)展的進(jìn)程。發(fā)展的進(jìn)程。1.礦物浮選。礦物浮選。2.脫除洗滌劑工廠排放的一級污水和二級污水中的脫除洗滌劑工廠排放的一級污水和二級污水中的表面活性劑表面活性劑直鏈烷基磺酸鹽和苯磺酸鹽直鏈烷基磺酸鹽和苯磺酸鹽 。3.用

27、陰離子表面活性劑泡沫分離用陰離子表面活性劑泡沫分離DNA、蛋白質(zhì)及液、蛋白質(zhì)及液體卵磷脂等生物活性物質(zhì)。體卵磷脂等生物活性物質(zhì)。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 泡沫分離技術(shù)的基本原理泡沫分離技術(shù)的基本原理 根據(jù)表面吸附的原理，利用通氣鼓泡在液相中形成的氣泡為載體，對液相中的溶質(zhì)或顆粒進(jìn)行分離，因此又稱吸附分離，也稱泡沫分級或鼓泡分級。 泡沫分離過程是利用待分離物質(zhì)本身具有表面活性泡沫分離過程是利用待分離物質(zhì)本身具有表面活性(如表如表面活性劑面活性劑)或能與表面活性劑通過化學(xué)的、物理的力結(jié)合或能與表面活性劑通過化學(xué)的、物理

28、的力結(jié)合在一起在一起(如金屬離子、有機(jī)化合物、蛋白質(zhì)和酶等），在如金屬離子、有機(jī)化合物、蛋白質(zhì)和酶等），在鼓泡塔中被吸附在氣泡表面，得以富集，藉氣泡上升帶鼓泡塔中被吸附在氣泡表面，得以富集，藉氣泡上升帶出溶劑主體，達(dá)到凈化主體液、濃縮待分離物質(zhì)的目的。出溶劑主體，達(dá)到凈化主體液、濃縮待分離物質(zhì)的目的?？梢娝姆蛛x作用主要取決于組分在氣可見它的分離作用主要取決于組分在氣液界面上吸附液界面上吸附的選擇性和程度，其本質(zhì)是各種物質(zhì)在溶液中表面活性的選擇性和程度，其本質(zhì)是各種物質(zhì)在溶液中表面活性的差異。的差異。 泡沫的形成和組成部分 泡沫是由被極薄的液膜所隔開的許多氣泡所組成的。 當(dāng)氣體在含表面活性劑的

29、水溶液 中發(fā)泡時， 首先在液體內(nèi)部形成 被氣裹的氣泡，與此瞬時， 溶液 表面活性劑分子立即在氣泡表面 排成單分子膜， 親油基指向氣泡 內(nèi)部，親水基指向溶液。 泡沫的形成 許多氣泡聚集成大小不同的球狀氣泡集合體，更多的許多氣泡聚集成大小不同的球狀氣泡集合體，更多的 集集合體聚集在一起形成泡沫。合體聚集在一起形成泡沫。 形成泡沫的氣泡集合體包括兩個部分：一是泡，形成泡沫的氣泡集合體包括兩個部分：一是泡， 兩個或兩個或兩個以上的氣泡；二是泡與泡之間以及少量液體構(gòu)成兩個以上的氣泡；二是泡與泡之間以及少量液體構(gòu)成 的的隔膜（液膜），是泡沫的骨架。隔膜（液膜），是泡沫的骨架。泡沫分離技術(shù)的基本原理泡沫分離

30、技術(shù)的基本原理氣泡借助浮力上升，沖擊溶氣泡借助浮力上升，沖擊溶液表面的單分子膜。液表面的單分子膜。某些情況下，氣泡可以跳出液體表面，某些情況下，氣泡可以跳出液體表面， 此時，該氣泡表面的此時，該氣泡表面的水膜外層上，形成水膜外層上，形成 與液體內(nèi)部單分子膜的分子排列完全相與液體內(nèi)部單分子膜的分子排列完全相 反的單分子膜，反的單分子膜， 從而構(gòu)成了較為穩(wěn)定的從而構(gòu)成了較為穩(wěn)定的 雙分子層氣泡體，雙分子層氣泡體， 雙分子層氣泡體，在氣相空間形成接近雙分子層氣泡體，在氣相空間形成接近 于球體的單個氣泡。于球體的單個氣泡。 泡沫的穩(wěn)定及層內(nèi)排液 泡沫不是很穩(wěn)定的體系，氣泡與氣泡之間僅以薄膜隔開， 此隔

31、膜也會因彼此壓力不均或間隙液的流失等原因而發(fā)生破裂，導(dǎo)致氣泡間的合并現(xiàn)象，或由于小氣泡的壓力比大氣泡高， 因 此氣體可以從小氣泡通過液膜向大氣泡擴(kuò)散，導(dǎo)致大氣泡變大， 小氣泡變小，以至消失。 泡沫的穩(wěn)定性一般與溶質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和濃度， 系統(tǒng)溫度和 泡沫單體大小、壓力、溶液pH值有關(guān)。 表面活性劑的濃度愈是 接近臨界濃度，氣泡愈小，氣泡的壽命愈長。 第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 泡沫分離法的分類泡沫分離法的分類第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 泡沫分離

32、的操作方式泡沫分離的操作方式 泡沫分離的操作是由兩個基本過程組成：泡沫分離的操作是由兩個基本過程組成： 待分離的溶質(zhì)被吸附到氣待分離的溶質(zhì)被吸附到氣-液界面上；液界面上； 對被泡沫吸附的物質(zhì)進(jìn)行收集并用化學(xué)、熱或機(jī)對被泡沫吸附的物質(zhì)進(jìn)行收集并用化學(xué)、熱或機(jī)械的方法破壞泡沫，將溶質(zhì)提取出來。因此它的械的方法破壞泡沫，將溶質(zhì)提取出來。因此它的主要設(shè)備為泡沫塔和破沫器。主要設(shè)備為泡沫塔和破沫器。泡沫分離流程可分為間歇式、連續(xù)式兩類。泡沫分離流程可分為間歇式、連續(xù)式兩類。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離A間歇式泡沫分離過程間歇式泡

33、沫分離過程 氣體從塔底連續(xù)鼓入，形成氣體從塔底連續(xù)鼓入，形成的泡沫液從塔頂連續(xù)排除，的泡沫液從塔頂連續(xù)排除，原料液因不斷形成泡沫而減原料液因不斷形成泡沫而減少，可在塔的下部適當(dāng)補(bǔ)充少，可在塔的下部適當(dāng)補(bǔ)充表面活性劑，以彌補(bǔ)其在分表面活性劑，以彌補(bǔ)其在分離過程中的減少。間歇式操離過程中的減少。間歇式操作可用于溶液的凈化和有用作可用于溶液的凈化和有用組分的回收，組分的回收， 間歇式泡沫分離塔間歇式泡沫分離塔第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離B連續(xù)式泡沫分離過程連續(xù)式泡沫分離過程 這種過程料液和表面活性劑連續(xù)加入塔內(nèi)，泡沫液這種過

34、程料液和表面活性劑連續(xù)加入塔內(nèi)，泡沫液和殘液連續(xù)從塔內(nèi)排出。按照原料液引入塔的位置和殘液連續(xù)從塔內(nèi)排出。按照原料液引入塔的位置不同，可將連續(xù)泡沫分離過程分為濃縮塔不同，可將連續(xù)泡沫分離過程分為濃縮塔(或稱精或稱精餾塔）、提餾塔和兩者疊加的復(fù)合塔，餾塔）、提餾塔和兩者疊加的復(fù)合塔， 第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離三種典型連續(xù)式泡沫分離過程三種典型連續(xù)式泡沫分離過程(a)濃縮塔；濃縮塔； (b)提取塔；提取塔； (c)復(fù)合塔復(fù)合塔第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離

35、固液分離影響泡沫分離的因素影響泡沫分離的因素A待分離物質(zhì)的種類待分離物質(zhì)的種類 B溶液的溶液的pH值值 C 表面活性劑濃度表面活性劑濃度 D溫度溫度 E 氣流速度氣流速度F 離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度 此外，泡沫的性質(zhì)、層高、排沫方式、攪拌等也是此外，泡沫的性質(zhì)、層高、排沫方式、攪拌等也是影響泡沫分離的因素。影響泡沫分離的因素。 待分離物質(zhì)的種類 例如對金屬離子的分離：一種方法是加入表面活性劑，使其與待分離離子一起被氣泡帶到液面予以分離； 另 一種方法是把溶液調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)腜H值，使待分離物質(zhì) 形成沉淀，并與表面活性劑一起被氣泡帶到泡沫層而 分離。 溶液PH值 溶液PH值對分離效果影響很大。 對于天然表面

36、活性物質(zhì)，如蛋白質(zhì)的泡沫分離， 在等 電點時效率最高； 對于非表面活性物質(zhì)，可控制在某一PH下使其 吸附分配因子最大，這樣可從離子混合物中分離 個別離子。 表面活性劑濃度 表面活性劑的濃度不宜超過CMC，但也不能太低，使泡沫層不穩(wěn)定，太高使分離效率下降 。 溫度 首先溫度應(yīng)達(dá)到表面活性劑的起泡溫度， 保 持泡沫的穩(wěn)定性； 其次，還要根據(jù)吸附平衡的類型來選擇溫度 的高低。 氣流速度 氣流速度上升，泡沫形成速度上升，則單位時間的去除率也上升，但泡沫中間歇液的含量也上升，因而降低了 塔頂泡沫液的濃度。 氣流速度過大時，泡沫中氣液分離則易形成乳化氣體， 對操作不利。 離子強(qiáng)度 很多泡沫體系對離子強(qiáng)度很

37、敏感，離子強(qiáng)度增加， 效 率很快下降，這是由于相同電荷離子的競爭吸附引起的。(2)其他因素 泡沫的性質(zhì) 泡沫層高 排沫方式 攪拌 第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 泡沫分離的應(yīng)用泡沫分離的應(yīng)用 泡沫分離的應(yīng)用可以分兩大類。一類是本身為非泡沫分離的應(yīng)用可以分兩大類。一類是本身為非表面活性劑，可通過絡(luò)合或其他方法使其具有表表面活性劑，可通過絡(luò)合或其他方法使其具有表面活性的，這類體系的分離被廣泛地用于工業(yè)污面活性的，這類體系的分離被廣泛地用于工業(yè)污水中各種金屬離子銅、鋅、鎘、鐵、汞、銀等的水中各種金屬離子銅、鋅、鎘、鐵、汞、銀等

38、的分離回收，以及潛水中鈾、鋁、銅等的富集和原分離回收，以及潛水中鈾、鋁、銅等的富集和原子能工業(yè)中含放射性元素鍶的廢水的處理。子能工業(yè)中含放射性元素鍶的廢水的處理。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 泡沫分離的應(yīng)用泡沫分離的應(yīng)用 另一類是本身具有表面活性物質(zhì)的分離以另一類是本身具有表面活性物質(zhì)的分離以及各種天然或合成表面活性劑的分離，如及各種天然或合成表面活性劑的分離，如全細(xì)胞、蛋白質(zhì)、酶和膠體分離、合成洗全細(xì)胞、蛋白質(zhì)、酶和膠體分離、合成洗滌劑等，下面著重介紹在生物工程中的應(yīng)滌劑等，下面著重介紹在生物工程中的應(yīng)用。用。第五章

39、第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 泡沫分離的應(yīng)用泡沫分離的應(yīng)用 A大腸桿菌的分離大腸桿菌的分離 用月桂酸、硬脂酰胺或辛胺作表面活性劑，對初用月桂酸、硬脂酰胺或辛胺作表面活性劑，對初始細(xì)胞濃度為始細(xì)胞濃度為7.2108個個/cm3的大腸桿菌進(jìn)行泡的大腸桿菌進(jìn)行泡沫分離，結(jié)果用沫分離，結(jié)果用1分鐘時間能除去分鐘時間能除去90%的細(xì)胞，的細(xì)胞，用用10分鐘時間就能除去分鐘時間就能除去99%的細(xì)胞。這個方法對的細(xì)胞。這個方法對小球藻小球藻 (ChlorellaSP)和衣藻和衣藻(Chlomydomonas，SP)也是成功的。也是成功的。

40、第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離泡沫分離的應(yīng)用泡沫分離的應(yīng)用B 酵母細(xì)胞的分離酵母細(xì)胞的分離 釀成的啤酒，一般含有釀成的啤酒，一般含有2040g/L酵母，含水率達(dá)酵母，含水率達(dá)75%，需進(jìn)行酵母的分離。對于酵母漿的脫水，可，需進(jìn)行酵母的分離。對于酵母漿的脫水，可使用許多方法，如浮選，分離、蒸發(fā)和干燥。使用許多方法，如浮選，分離、蒸發(fā)和干燥。第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離泡沫分離的應(yīng)用泡沫分離的應(yīng)用C蛋白質(zhì)和酶的分離濃縮蛋白質(zhì)和酶的分離濃縮 泡沫分離可

41、應(yīng)用于各種蛋白質(zhì)和酶的分離。泡沫分離可應(yīng)用于各種蛋白質(zhì)和酶的分離。用泡沫分離法獲得的蛋白質(zhì)及酶有溶菌酶、白蛋白、用泡沫分離法獲得的蛋白質(zhì)及酶有溶菌酶、白蛋白、促性腺酶激素、胃蛋白酶、凝乳酶、血紅蛋白、過促性腺酶激素、胃蛋白酶、凝乳酶、血紅蛋白、過氧化氫酶、卵磷脂、氧化氫酶、卵磷脂、-淀粉酶、纖維素酶、淀粉酶、纖維素酶、D-氨氨基酸氧化酶、蘋果酸脫氫酶等等?；嵫趸?、蘋果酸脫氫酶等等。 泡沫分離法泡沫分離法的缺點 表面活性劑大多是高分子化合物，消耗量大，有時難以回收； 泡沫分離塔中的返混嚴(yán)重影響分離的效率； 能維持穩(wěn)定泡沫層的表面活性劑較少，且難以 控制其在溶液中的濃度。第五章第五章 細(xì)胞破碎

42、、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 萃取定義：萃取定義： 利用溶質(zhì)互不相溶的兩相之間分配系數(shù)的利用溶質(zhì)互不相溶的兩相之間分配系數(shù)的不同而使溶質(zhì)得到純化或濃縮的方法稱為不同而使溶質(zhì)得到純化或濃縮的方法稱為萃取。萃取。 萃取分類：萃取分類： 有機(jī)溶劑萃取，液液萃取，有機(jī)溶劑萃取，液液萃取，雙水相萃取雙水相萃取，液膜萃取，反膠團(tuán)萃取，液固萃取液膜萃取，反膠團(tuán)萃取，液固萃取, ,超臨界超臨界流體萃取流體萃取四、雙水相萃取四、雙水相萃取 1 1、前言、前言2 2、雙水相萃取技術(shù)基本原理、雙水相萃取技術(shù)基本原理3 3、雙水相萃取操作、雙水相萃取操作4 4、雙

43、水相萃取的應(yīng)用、雙水相萃取的應(yīng)用 5 5、雙水相萃取分離技術(shù)的發(fā)展方向、雙水相萃取分離技術(shù)的發(fā)展方向 1 1、前言、前言 雙水相萃取現(xiàn)象雙水相萃取現(xiàn)象最早是1896年由Beijernek在明膠與瓊脂或明膠與可溶性淀粉溶液相混時,得到一個混濁不透明的溶液， 隨之分為兩相,上相富含明膠,下相富含瓊脂(或淀粉), 這種現(xiàn)象被稱為聚合物的 “不相溶性”。 從而產(chǎn)生了雙水相體系(Aqueous two phase system,ATPS)。 雙水相體系的形成主要是由于高聚物之間的 不相溶性，即高聚物分子的空間阻礙作用，相互無法滲透，不能形成均一相，從而具有分離傾向，在一定 條件下即可分為二相。 一般認(rèn)為

44、只要兩聚合物水溶液的憎水程度有所差異，混合時就可發(fā)生相分離，且憎水程度相差越大，相分離的傾向也就越大。 可形成雙水相體系的聚合物有很多，典型的聚合物雙水相體系 有聚乙二醇(PEG)/葡聚糖(dextran),聚丙二醇(polypropylene glycol)/聚乙二醇和 甲基纖維素(methylcellulose)/葡聚糖等。 另一類雙水相體系是由聚合物/鹽構(gòu)成的。此類雙水相體系一般采 用聚乙二醇作為其中一相成相物質(zhì)，而鹽相則多采用硫酸鹽或者磷酸鹽。 70年代中期西德的Kula 和Kroner 等人首先將雙水相系統(tǒng)應(yīng)用于從細(xì)胞勻漿液中提取酶和蛋白質(zhì)，大大地改善了胞內(nèi)酶的提取效果。 某些親水性

45、高分子聚合物的水溶液超過一定濃度后可形成兩相，并且在兩相中水分均占很大比例，即形成雙水相系統(tǒng)形成雙水相系統(tǒng)。利用親水性高分子聚合物的水溶液可形成雙水相的性質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)分離的方法稱雙水相萃取技術(shù)雙水相萃取技術(shù)，又稱水溶液兩相分配法水溶液兩相分配法。2 2、雙水相萃取技術(shù)基本原理、雙水相萃取技術(shù)基本原理雙水相的形成雙水相的形成萃取原理萃取原理 雙水相體系萃取分離的特點雙水相體系萃取分離的特點 雙水相的形成雙水相的形成-聚合物的不相容性聚合物的不相容性可形成雙水相的材料可形成雙水相的材料聚合物聚合物1 1 聚合物聚合物2 2或鹽或鹽 聚合物聚合物1 1 聚合物聚合物2 2或鹽或鹽 聚丙二醇聚丙二醇 甲

46、基聚丙二醇甲基聚丙二醇 聚乙二醇聚乙二醇 聚乙烯醇聚乙烯醇 聚乙二醇聚乙二醇 聚乙烯吡咯聚乙烯吡咯 聚乙烯醇聚乙烯醇 烷酮烷酮 聚乙烯吡咯烷酮聚乙烯吡咯烷酮 葡聚糖葡聚糖 羥丙基葡聚糖羥丙基葡聚糖 聚蔗糖聚蔗糖 葡聚糖葡聚糖乙基羥乙基纖維素乙基羥乙基纖維素 葡聚糖葡聚糖 羥丙基葡聚糖羥丙基葡聚糖 葡聚糖葡聚糖聚丙二醇聚丙二醇 硫酸鉀硫酸鉀 聚乙二醇聚乙二醇 硫酸鎂硫酸鎂聚乙二醇聚乙二醇 硫酸銨硫酸銨聚乙烯吡咯烷酮聚乙烯吡咯烷酮 硫酸鈉硫酸鈉甲氧基聚乙二醇甲氧基聚乙二醇 甲酸鈉甲酸鈉酒石酸甲鈉酒石酸甲鈉 甲基纖維素甲基纖維素 甲基纖維素甲基纖維素 葡聚糖葡聚糖聚乙烯醇或聚乙烯醇或 葡聚糖葡聚糖

47、羥丙基葡聚糖羥丙基葡聚糖 聚乙烯吡咯烷酮聚乙烯吡咯烷酮 羥丙基葡聚糖羥丙基葡聚糖雙水相的形成雙水相的形成-系統(tǒng)舉例系統(tǒng)舉例 絕大多數(shù)天然的或合成的親水性聚合物水溶液，在絕大多數(shù)天然的或合成的親水性聚合物水溶液，在與第二種親水性聚合物混合，并達(dá)到一定濃度時，就會與第二種親水性聚合物混合，并達(dá)到一定濃度時，就會產(chǎn)生兩相，兩種高聚物分別溶于互不相溶的兩相中。產(chǎn)生兩相，兩種高聚物分別溶于互不相溶的兩相中。 如用等量的如用等量的1.11.1右旋糖酐溶液和右旋糖酐溶液和0.360.36甲基纖維素溶液混合，靜甲基纖維素溶液混合，靜止后產(chǎn)生兩相，止后產(chǎn)生兩相，上相上相中含右旋糖酐中含右旋糖酐0.390.39，

48、含甲基纖維素，含甲基纖維素0.650.65；而而下相下相含右旋糖酐含右旋糖酐1.581.58，含甲基纖維素，含甲基纖維素0.150.15。 聚合物與無機(jī)鹽的混合溶液也可形成雙水相，例如，聚合物與無機(jī)鹽的混合溶液也可形成雙水相，例如，PEGPEG磷酸鉀、磷酸鉀、PEGPEG磷酸銨、磷酸銨、PEGPEG硫酸鈉等常用于硫酸鈉等常用于生物產(chǎn)物的雙水相萃取。生物產(chǎn)物的雙水相萃取。PEGPEG無機(jī)鹽系統(tǒng)的上相富含無機(jī)鹽系統(tǒng)的上相富含PEGPEG，下相富含無機(jī)鹽。，下相富含無機(jī)鹽。 第五章第五章 細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)復(fù)性和固液分離第四節(jié)第四節(jié) 固液分離固液分離 雙水相萃取：雙水相萃

49、?。?向水相中加入溶入水的高分子化合物，如向水相中加入溶入水的高分子化合物，如PEG（聚乙二醇）或葡聚糖，可以形成密度不同的兩（聚乙二醇）或葡聚糖，可以形成密度不同的兩相（有時甚至是多相）：輕相富含某一種高分子相（有時甚至是多相）：輕相富含某一種高分子化合物；重相富含鹽類或另一種高分子化合物。化合物；重相富含鹽類或另一種高分子化合物。因兩相均含有較多的水，所以稱為雙水相。因兩相均含有較多的水，所以稱為雙水相。雙水相系統(tǒng)：雙水相系統(tǒng)：PEG/葡聚糖，葡聚糖， PEG /無機(jī)鹽無機(jī)鹽酵母細(xì)胞漿在PEG和硫酸銨雙水相中的分配螺旋藻細(xì)胞漿螺旋藻細(xì)胞漿在在PEGPEG和硫酸銨雙水相中的分配和硫酸銨雙水相中