双水相萃取技术的研究现状及应用

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双水相萃取的原理及应用 (2)

双水相萃取的原理及应用1. 引言双水相萃取是一种常用的分离和提取技术，它利用两种不相溶的溶剂，即水相和有机相，在液-液界面上进行分相和萃取。

该技术具有高效、简便、环保等特点，被广泛应用于化学、生物、环境等领域。

本文将介绍双水相萃取的原理和一些常见的应用。

2. 双水相萃取的原理双水相萃取的原理基于不同溶剂之间的亲疏水性差异，以及化合物在两种溶剂中的分配系数。

在水相和有机相的界面上，亲水性较强的化合物会向水相转移，而亲水性较弱的化合物则会向有机相转移。

这样，在两相之间可实现化合物的分离和富集。

3. 双水相萃取的步骤双水相萃取通常包括以下几个步骤：•第一步：选择合适的水相和有机相溶剂。

一般情况下，水相为水，有机相为有机溶剂如乙醚、丙酮等；•第二步：将待提取物溶解在适量的水相溶液中，并加入适量的有机相溶液；•第三步：进行充分摇匀和混合，使两相形成均匀混合体；•第四步：静置一段时间，使两相分离，从而形成上下两层液相；•第五步：将两相分离，分别收集上下相中的物质。

4. 双水相萃取的应用4.1. 生物化学•蛋白质分离纯化：双水相萃取可用于蛋白质的富集和纯化，对于分子量较大的蛋白质特别有效；•酶的富集：通过双水相萃取，可以有效地从复杂的酶混合物中富集目标酶，提高其活性和纯度；•生物活性物质的提取：双水相萃取可用于提取天然产物中的生物活性物质，如草药提取液中的有效成分。

4.2. 环境科学•水样前处理：对于含有大量有机物的水样，双水相萃取能够有效地去除有机物，净化水质；•环境污染物的富集：通过双水相萃取，可以将水中微量的有机污染物富集到有机相中，方便进一步分析和检测。

4.3. 化学合成•有机合成中的分离提取：在化学合成过程中，双水相萃取可用于分离和富集目标化合物，提高产率和纯度。

5. 结论双水相萃取是一种高效、简便、环保的分离和提取技术，适用于多个领域。

它的原理基于不同溶剂之间的亲疏水性差异，通过分配系数的差异实现化合物的分离和富集。

双水相萃取技术的研究现状与应用

基本内容
3、环保领域：双水相萃取技术在废水处理、重金属离子去除等方面具有潜在应用价值。例如，通过双水相萃取技术成功实现了对含有重金属离子的废水的处理，降低了废水中的重金属离子浓度。
基本内容
双水相萃取技术的研究方法双水相萃取技术的研究方法主要包括以下内容： 1、影响因素研究：双水相萃取技术的分离效果受到多种因素的影响，如双水相体系的组成、目标物在双水相体系中的分配系数、实验温度和pH值等。通过对这些影响因素的研究，可以优化双水相萃取工艺，提高目标物的分离效果。
基本内容
3、双水相萃取技术的设备研发和工艺优化将成为未来的研究重点，以进一步降低操作成本，提高实际应用中的效率和稳定性。
基本内容
4、双水相萃取技术与其他新兴技术的结合，如微流控技术、纳滤技术等，将成为未来的一个重要研究方向，以实现更高效、更便捷的分离和纯化过程。
基本内容
结论双水相萃取技术作为一种有效的分离和纯化技术，在食品、制药、环保等领域已得到广泛应用。通过对该技术的研究和应用，不仅有利于促进相关领域的技术进步，提高生产效率和产品质量，还有助于推动相关产业的绿色发展，为实现可持续发展作出贡献。未来，随着科学技术的不断进步和创新，双水相萃取技术将在更多领域展现其巨大潜力，为人类社会的进步和发展作出更大贡献。
基本内容
展望未来双水相萃取技术在多个领域显示出广泛的应用前景，但仍存在一定的挑战和问题需要进一步探讨和研究。未来的发展趋势可能包括：
基本内容
1、双水相萃取技术的理论研究将更加深入，以进一步优化双水相体系的组成和性质，提高目标物的分离效果。
基本内容
2、双水相萃取技术的应用领域将进一步拓展，特别是在新能源、新材料、生物医药等领域的应用研究将更加活跃。

双水相萃取技术的研究及应用

双水相萃取技术的研究及应用摘要：双水相萃取技术是一种高效温和的新分离技术，在生物制药、分析检测、稀有金属分析等方面均有应用，特别是在生物分离工业中，它与传统的萃取及其它分离技术相比具有操作条件温和、处理量大、易于连续操作等优点，从而使其能广泛应用于生物分离工程中。

本文简单介绍了双水相萃取技术及其原理、特点，综述了双水相体系在生物工程、药物分析和金属分离等方面的应用，展望了双水相体系的应用前景。

关键词：双水相萃取；分离提纯；生物物质；应用Research and application of aqueous two - phase system technique Abstract:Phasepartitioning technology is a kind of high efficient mild new separation technique in biological pharmacy, analysis, testing, rare metals analysis were used, especially in biological separation industry, it and the traditional extraction and other separation technology compared with mild conditions, large quantity of operation, easy for operation, which makes its advantages such as extensively applied in biological separation engineering. This article simply introduces phasepartitioning technology and its principle, characteristics, summarized the aqueous two-phase system in biological engineering, drug analysis and metal separation of application, and looks forward to the aqueous two-phase system application prospect.Keywords:aqueous two-phase extraction; separation and purification;biological material application1 引言双水相萃取技术是一种高效温和的新分离技术。

双水相萃取技术

PEG/磷酸钾、PEG/磷酸胺、 PEG/硫酸钠、PEG/葡糖糖等
2.1.3 分配系数 ● 当萃取体系的性质不同时，物质进入双水相体系后，由于各种阻碍作用的存在，物质分配不同，使其在上、下相中的浓度不同。
K=C上/C下
C上和C下分别为被分离物质在上、下相的浓度。
• 分配系数K等于物质在两相的浓度比，由于各物质的K不同，可用双水相萃取体系对物质进行分离，其分配情况服从分配定律。
① 与固定床反应器相比，不需载体，不存在多孔载体中的扩散阻力，故反应速度较快，生产能力较高；
② 生物催化剂在两水相系统中较稳定；两相间表面张力低，轻微搅拌即能姓曾高度分散系统，分散相液滴在10μm 以下，有很大的表面积，有利于底物和产物的传递。
3.5 工业设备
在萃取过程中，要求在萃取设备内两相能密切接触并伴有较高的湍动，以实现两相之间的质量传递；尔后，又能使两相较快的分离。但是，由于两相间的密度差较小，实现两相的密切接触和快速分离有一定的困难。
迄今为止, 双水相萃取技术已被成功应用于生物工程、药物提取、金属离子分离等方面。在生物工程、药物分析、环境科学等方面有着广阔的应用前景。尽管其已发展成为一种相对比较成熟的技术, 然而, 相关研究和应用还不够深入, 一些技术难题还有待解决，但仍然有值得深入研究与完善的方面。
1.3 双水相概念
双水相萃取技术
Kula教授研究小组对双水相的应用、工艺流程、操作参数、设备、成本分析等进行了大量研究，在应用工程上获得成功。
1978年首先将双水相萃取技术用于酶的大规模分离钝化，建成了一套工业装置，达到20Kg/h的处理能力，分离钝化了几十种酶，也应用与基因工程的分离。
国内自20世纪80年代起也开展了ATPE技术研究。

蛋白分离纯化技术之双水相萃取技术

蛋白分离纯化技术之双水相萃取技术双水相萃取是一项蛋白分离和蛋白纯化技术，是利用物质在两相间的选择分配差异而进行分离提纯的，目前已经被广泛应用与医药化学、细胞生物学、生物化工和食品工业等领域。

双水相萃取技术用于提取蛋白质等生物活性物质时，具有操作简单、体系含水量高，在萃取过程中可以保持物质的构象稳定、蛋白不易失活并获得高的萃取率的特点。

1、双水相萃取技术可分离和纯化蛋白双水相萃取技术可以用于蛋白分离和蛋白纯化，包含在一些蛋白分离公司提供的服务。

早期，如在20世纪60年代，有研究者全面进行了生物大分子在双水相系统中的分配行为的研究，得到了蛋白质、酶、核酸、病毒、抗体抗原复合物以及细胞等的分配数据。

双水相系统具有温和的操作条件，对于在极性条件下易造成变性失活的蛋白质和酶的提取中表现出了很大的优势。

双水相萃取法进行蛋白分离和蛋白纯化的原理是：聚合物与聚合物之间或聚合物与盐之间由于分子空间阻碍作用形成了双水相。

当待分离物质进入体系后，由于各组分表面性质、电荷作用和各种力的作用和溶液环境的影响，使其在上、下相中的分配系数不同，通过调节体系参数使被分离物质在两相间选择性分配，从而实现目标组分的分离纯化。

双水相萃取技术进行蛋白分离和蛋白纯化具有以下优点：（1）易于放大，各种参数可以按照比例放大而不降低产物收率[1]；（2）双水相系统传质和平衡过程速度快，回收效率高、能耗较小；（3）易于进行连续化操作、设备简单，且可以直接与后续提纯工序相连接，无需进行特殊处理；（4）相分离条件温和，双水相体系的张力很小，有利于保持生物分子的活性，可以直接用在发酵液中；（5）影响双水相体系的因素比较复杂，可调参数多，便于改变操作条件提高纯化效果。

美迪西提供蛋白质分离纯化技术服务，可以根据客户要求，提供从小试到规模生产全程的蛋白分离纯化服务，并根据工艺的要求结合产品特点给客户定制适用的工艺和系统。

2、双水相萃取技术分离和纯化物质的研究α-淀粉酶是一类用途十分广泛的酶，在粮食、食品加工，以及医药行业等都经常使用，由于α-淀粉酶是具有重要应用价值的工业酶，周内外很多课题组对它进行了研究。

双水相萃取分离技术的研究进展及应用

双水相萃取分离技术的研究进展及应用1 前言近年来，随着分离技术在生命科学、天然药物提纯及各类抗生素药物生产等方面应用的需求和发展，一种新型的液液分离技术—双水相萃取技术应运而生。

双水相萃取技术又称水溶液两相分配技术，是利用组分在两水相间分配的差异而进行组分的分离提纯的技术。

由于双水相萃取分离过程具有条件温和、可调节因素多、易于放大、可连续操作且不存在有机溶剂残留等优点，已被广泛用于生物物质的分离和提纯。

在1956年，瑞典的Albertsson 首次运用了双水相萃取技术来提取生物物质，开始对ATPS(双水相系统)进行比较系统的研究，测定了许多ATPS的相图，考察了蛋白质、核酸、病毒、细胞及细胞颗粒在ATPS中的分配行为，为发展双水相萃取技术打下了坚实的基础。

目前，双水相萃取技术已被广泛地应用于医药化学、细胞生物学、生物化工和食品工业等领域，是一项拥有广阔应用前景的新型分离技术。

本文将就双水相萃取技术的原理、应用和发展情况作一简述。

2 双水相萃取原理双水相萃取与水—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。

当萃取体系的性质不同时，物质进入双水相体系后，由于表面性质、电荷作用和各种力(如憎水键、氢键和离子键等)的存在和环境因素的影响，使其在上、下相中的浓度不同。

溶质(包括蛋白质等大分子物质、稀有金属以及贵金属的络合物、中草药成分等)在双水相体系中服从Nernst[ 1]分配定律：K= C上/ C下（其中K为分配系数，C上和C下分别为被分离物质在上、下相的浓度）系统固定时，分配系数为一常数，与溶质的浓度无关。

当目标物质进入双水相体系后，在上相和下相间进行选择性分配，这种分配关系与常规的萃取分配关系相比，表现出更大或更小的分配系数。

如各种类型的细胞粒子、噬菌体的分配系数都大于100或者小于0101，因此为物质分离提供了可能。

水溶性两相的形成条件和定量关系常用相图来表示，以PEG/ Dextran体系的相图为例(图1[2 ] )，这两种聚合物都能与水无限混合，当它们的组成在图1曲线的上方时(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。

双水相萃取的应用

双水相萃取在蛋白质分离纯化中的应用双水相萃取技术( Aqueous two-phase extraction ,ATPE) 是指亲水性聚合物水溶液在一定条件下形成双水相,由于被分离物在两相中分配的不同,便可实现分离；其双水相体系可由高聚物/高聚物双水相体系、高聚物/无机盐双水相体系、低分子有机物/无机盐双水相体系、表面活性剂双水相体系等组成，被广泛用于生物化学、细胞生物学和生物化工等领域的产品分离和提取。

同时，双水相萃取技术作为一种新型的分离技术日益受到重视；此方法可以在室温环境下进行,双水相中的聚合物还可以提高蛋白质的稳定性,收率较高【1】。

1、近年来双水相萃取技术研究综述概述由于双水相萃取技术在生物工程、医药分析、金属及一些煤矿等化学分析中具有重要作用,因此也一直是分离提纯领域研究的热点。

特别是在近几年，随着生物工程技术、生物化学技术、高分子技术的发展，双水相萃取技术的研究也取得了较快的发展。

2008年，郭宪厚【2】对双水相萃取技术进行了综述,阐述了双水相萃取技术的基本原理、特点、工艺流程、物质分配平衡的影响因素及其在生命科学，复杂中药体系的分离以及重金属回收等方面的应用，并对双水相萃取技术的发展前景作了展望。

2009年，徐长波、王巍杰【3】对双水相萃取技术进行了综述，并发表了《双水相萃取技术研究进展》，以此综述了双水相萃取技术基本原理、特点、应用及热力学模型,并对双水相萃取技术存在的问题和发展趋势作了论述。

2010年，马春宏、朱红【4】等，发表了《双水相萃取技术的应用研究进展》，对双水相萃取技术的具体应用进行了相关综述，简单介绍了双水相萃取技术及其原理、特点, 综述了双水相体系在生物工程( 其中包括萃取分离抗生素、酶、分离提纯蛋白质和萃取其他生物活性物质) 、药物分析和金属分离等方面的应用。

2010年，姜大雨、朱红【5】对离子液体双水相萃取的应用研究进行了综述，指出了离子液体双水相的研究取得的一些阶段性的成果，介绍了离子液体双水相体系及其优点, 综述了离子液体双水相体系在生物工业分析、药物分析和金属分离等方面的应用，同时展望了离子液体双水相体系的应用前景。

生物分离工程-双水相萃取

358.33±9.06 350.64±8.20
1000g体系 531.97±6.89 13.17±0..41±7.66
异丙醇/硫酸铵双水相体系直接萃取发酵液中2,3-丁二醇
表4.1 在10 g体系中双水相直接萃取发酵液
No. K2,3-BD Kacetoin Kglucose
2 双水相体系的系线和相图的制作
在双水相体系组成成分确定以后,首先要配制双水相
体系, 而双水相体系的配制依据是体系的相图, 所以, 在配制双水相体系以前应先把该体系的相图(包括系线) 制作出来以 PEG/(NH4)2SO4 体系为例: 从 PEG/(NH4)2SO4 的量可得出体系组成的质量分数,混合分相后,测出上相和下相中PEG、(NH4)2SO4的含量, 由此可得到3个点即加料点、上相点和下相点,然后调整PEG或(NH4)2SO4的量,重将得到的所有的上相点和下相点在坐标图上用光滑曲线连接起来组成双节曲线,而每1次的加料点、上相点和下相点的连线则为系线。
聚丙二醇
甲基聚丙二醇聚乙二醇聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮羟丙基葡聚糖葡聚糖聚乙烯醇
聚乙二醇
聚乙烯吡咯烷酮葡聚糖聚蔗糖
聚乙烯醇
甲基纤维素
或
羟丙基葡聚糖
聚乙烯咯烷酮葡聚糖
甲基纤维素羟丙基葡聚糖葡聚糖
聚合物1
聚合物2或盐
乙基羟乙基纤维素葡聚糖
羟丙基葡聚糖
葡聚糖
聚蔗糖
葡聚糖
聚丙二醇甲氧基聚乙二醇聚乙二醇聚乙烯吡咯烷
4）外加电场的影响
当在两相分界的垂直方面上加上电场时由于电位差增加而使分配系数发生改变如用PEG8000 /DextranＴ 500体系分离肌红蛋白,在外加48.1 Ｖ/cm的电场强度40 min后,分配系数Ｋ从0.81变为38.7,上相回收率从44.7%增高到98.0% 。

双水相萃取技术在药物分离和提取中的应用

双水相萃取技术在药物分离和提取中的应用
双水相萃取技术是一种基于液液相分离原理的分离和提取方法，它可以将混合物中的目标化合物从溶液中转移到两个不相溶的水相中，以实现分离和提取的目的。

在药物分离和提取中，双水相萃取技术具有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：
1. 天然药物的提取：双水相萃取技术可以有效地提取植物中的活性成分，如生物碱、黄酮类化合物、萜类化合物等。

这种方法具有选择性强、操作简单等优点。

2. 药物代谢物的分离：药物在体内会发生代谢反应，生成一系列的代谢产物。

双水相萃取技术可以将药物代谢物从复杂的生物样品中分离出来，以便进行结构鉴定和生物活性研究。

3. 药物残留的提取：双水相萃取技术可以用于农产品中药物残留的提取。

通过调整水相的组成和浓度，可以实现对不同药物的高效提取，以保证食品中的药物残留达到合理的安全标准。

4. 药物纯化：双水相萃取技术也可以用于药物的纯化。

通过调整双水相体系中的成分和条件，可以实现对目标化合物的高效富集和纯化。

总之，双水相萃取技术在药物分离和提取中具有重要的应用价值，可以有效地实现药物的富集、提取和纯化，为药物研发和分析提供了一种有效的方法。

双水相的萃取原理及应用

双水相的萃取原理及应用双水相萃取是一种常用的分离纯化技术，其原理是将两种互不相溶的溶剂（一般是水和有机溶剂）在适当的条件下混合形成两个相，通过溶质在两相间的分配系数差异，使溶质转移到另一相中来实现分离纯化。

双水相萃取技术在生物医药、食品工业、环境监测等领域有广泛的应用。

双水相萃取的原理可以通过亲水基团和疏水基团之间的相互作用来解释。

当有机溶剂向水中注入时，溶剂分子中的疏水基团与水中的活泼基团（如羟基和胺基）发生作用，形成一层水合包裹层。

这种水合包裹层使有机溶剂和水发生互溶性差异，从而使两种溶剂形成不相容的两个相。

双水相萃取的应用可以归纳为以下几个方面：1. 生物活性物质分离纯化：双水相萃取广泛应用于生物活性物质分离纯化领域，例如从植物提取出天然产物（如植物提取物中的生物碱、黄酮、甾醇等）；从微生物培养液中提取酶、蛋白质等生物活性物质；海洋生物样品的提取等。

双水相萃取可以有效地分离目标物质并去除一些干扰性物质，提高目标物质的纯度和产率。

2. 蛋白质的分离纯化：双水相萃取可以用于蛋白质的分离纯化。

由于蛋白质在不同的条件下会有不同的溶解度，通过调节溶剂的性质和条件，可以使目标蛋白质在双水相中的分配系数大于1，从而实现蛋白质的富集和分离纯化。

3. DNA/RNA的提取：双水相萃取也可用于DNA/RNA的提取。

DNA/RNA在某些条件下与有机溶剂形成复合物，可以通过双水相萃取的方法将DNA/RNA 从混合物中分离出来。

这是分子生物学研究中常用的一种DNA/RNA提取方法。

4. 药物研发：双水相萃取在药物研发中有着重要的应用。

药物研发中常常需要提取、分离纯化目标化合物，双水相萃取可以通过调节溶剂体系的性质和条件，实现对复杂混合物中目标化合物的分离纯化，从而提高化合物的纯度和产率，为药物研发提供了有效的手段。

除了上述应用外，双水相萃取还可以用于环境监测、食品工业等领域。

例如，在环境监测中，可以利用双水相萃取将有机污染物和水样分离，进而进行有机污染物的检测与分析。

双水相萃取技术研究现状及发展趋势

《现代分离技术》课程论文双水相萃取技术研究现状及发展趋势刘现辉（河南工业大学化学化工学院化学1304，学号201313030415）摘要：双水相萃取技术(ATPE)是一种新型的用于提取、分离、纯化的技术，目前的研究证明双水相萃取已经应用于生物分子分离、污水处理、贵金属分离、生物合成、检测等方面，而且由于其本身的易于扩大，成本低、快速、高效等优势，应用前景会更加广阔。

本文介绍了双水相萃取技术的原理、特点，及其应用和发展方向，并对其进行展望。

关键词：双水相萃取技术；形成原理；应用；发展方向双水相萃取是1896年Beijerineh最早发现的,1956年由瑞典伦德大学的Albertsson重新发现。

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。

双水相系统萃取的特点是分相时间短,易于操作,目标产物分配系数大,投资费用少,大多数形成双水相的高聚物可回收利用等。

由于双水相系统中的含水量高达70%～90%,不会造成生物活性物质的变性或失活, 甚至还能起到稳定和保护生物活性的作用, 因此双水相系统技术现在已经被广泛用于蛋白质、酶、核酸、病毒等生物产品的分离和纯化【1】。

1 双水相萃取技术的简介双水相萃取技术(Aqueous two-phase extraction,ATPE)是指把两种聚合物或一种聚合物与一种盐的水溶液混合在一起，由于聚合物与聚合物之间或聚合物与盐之间的不相溶性形成两相，是近年来引人注目，极有前途的新型分离技术。

被分离物质进入双水相体系后由于表面性质、电荷间作用和各种作用力(疏水键、氢键和离子键)等因素的影响，在两相间的分配系数不同，导致其在上下相的浓度不同达到分离目的。

常见的双水相体系主要有五类：聚合物/聚合物/水；高分子电解质/聚合物/水；高分子电解质/高分子电解质/水；聚合物/低分子量组分/水；聚合物/无机盐。

目前应用最广泛的的双水相体系是聚乙二醇/无机盐体系。

双水相萃取法的原理与应用

双水相萃取法的原理与应用1. 原理介绍双水相萃取法是一种分离提取化合物的方法，通过利用两种不相溶的溶剂构成两个水相层，达到从一个水相层向另一个水相层进行分配的目的。

双水相萃取法具有选择性强、操作简便、成本低廉等特点，已广泛应用于生物分离纯化、环境污染检测、食品安全等领域。

2. 原理步骤双水相萃取法的基本步骤如下：1.准备两种互不相溶的溶剂，一般常用的是极性和非极性的溶剂，如水和有机溶剂。

确保两种溶剂相分离的界面有尽可能大的接触面积。

2.将待提取物溶解在一个适宜的溶剂中，使其分布均匀。

3.加入两种溶剂，振荡或搅拌使两相充分混合并达到平衡分配。

4.待体系分层后，通过离心或重力沉淀将两相分离。

5.收集有机相或水相中的萃取物，进行进一步的分析或应用。

3. 应用领域双水相萃取法在以下领域有广泛的应用：•生物分离纯化：双水相萃取法可用于分离和纯化生物大分子，如蛋白质、酶等。

通过调节溶剂体系的性质，可以实现对不同生物大分子的选择性分离。

•环境污染检测：双水相萃取法在环境污染物的检测中有重要应用。

通过使用适当的溶剂和调节pH值，可以有效地富集和分离样品中的有机污染物，如农药、重金属等。

•食品安全：双水相萃取法被广泛应用于食品安全领域。

利用双水相萃取法可以快速、高效地提取食品中的有害物质，如农药残留、食品添加剂等，确保食品质量和安全性。

•药物研发：双水相萃取法在药物研发中起着重要作用。

通过双水相萃取法可以从复杂的生物样品中富集和分离药物分子，为药物研发提供重要的前处理步骤。

4. 优缺点双水相萃取法具有以下优点：•选择性强：通过调节溶剂体系的性质，可以实现对不同化合物的选择性分离。

•操作简便：双水相萃取法操作简单方便，不需要复杂的仪器设备。

•成本低廉：双水相萃取法所需的溶剂成本较低，适用于大规模应用。

然而，双水相萃取法也存在一些缺点：•萃取效率较低：双水相萃取法对于某些极性化合物的富集效果较差。

•溶剂耗量大：双水相萃取法需要大量的有机溶剂来保证分离效果。

双水相萃取的应用

特别是在近几年，随着生物工程技术、生物化学技术、高分子技术的发展，双水相萃取技术的研究也取得了较快的发展。

双水相萃取技术的应用研究进展

双水相萃取技术的应用研究进展摘要双水相萃取技术作为一种新型的分离技术日益受到重视,与传统的萃取及其他分离技术相比具有操作条件温和、处理量大、易于连续操作等优点,从而使其能广泛应用于生物工程、药物分析和金属分离等方面。

目前,双水相萃取技术的研究进展集中表现在:廉价双水相体系的开发、新的双水相体系探索、双水相萃取技术同其他技术集成化、双水相萃取相关理论的进展等方面。

本文简单介绍了双水相萃取技术及其原理、特点,综述了双水相体系在生物工程(其中包括萃取分离抗生素、酶、分离提纯蛋白质和萃取其他生物活性物质)、药物分析和金属分离等方面的应用,展望了双水相体系的应用前景。

Abstract Aqueous two-phase extraction technology has receivedmore andmore attention as a new separation technology, and it has unique advantages compared with the traditiona extraction and other separation technology, for example, its m ild operating conditions, large treatment capacity, easy and continuous operation, and so on.So, itwaswidely used in biologica engineering, drug analysis andmetal separation, etc.A t present, the progress of the aqueous two-phase extraction technology focuses on: development of low-cost aqueous two-phasesystem,exploration of new aqueous two-phase system, integration of aqueous two-phase extraction with other technologies, research of the relevant theory of aqueous two-phase extraction, and so on.This paper simply introduces aqueous two-phase extraction technology and its principle,characteristics, summarized aqueous two-phase system in the biological engineering (includingextract antibiotics, extract enzyme, separate and purify proteins and other bioactive substances),drug analysis andmetal separation, such as separation of the application.This paper also exploresthe prospect of the application of aqueous two-phase system.关键词双水相萃取;应用;研究进展1 引言双水相萃取与传统的萃取分离技术不同,有其独特的优点,是一种新型的分离技术。

双水相萃取技术及应用

《生物资源开发与利用专题》双水相萃取技术及应用152310018 杨云梅双水相萃取（Aqueous two phase extraction，英文缩写ATPE）是利用物质在互不相容的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。

如：葡聚糖（dextran）与聚乙二醇（PEG)按一定比例与水混合，溶液混浊，静置平衡后,分成互不相溶的两相，上相富含PEG,下相富含葡聚糖。

当两种聚合物或一种聚合物与一种盐溶于同一溶剂时，由于聚合物之间或聚合物与盐之间的不相容性，当聚合物或无机盐浓度达到一定值时，就会分成不互溶的两相。

因使用的溶剂是水，因此称为双水相，在这两相中水分都占很大比例(85％一95％),活性蛋白或细胞在这种环境中不会失活，但可以不同比例分配于两相,这就克服了有机溶剂萃取中蛋白容易失活和强亲水性蛋白难溶于有机溶剂的缺点。

双水相萃取的优点：1、操作条件温和，在常温常压下进行；不会引起生物活性物质的失活或变性。

2、两相的界面张力小，萃取时两相能高度分散,传质速度快。

3、排除了使用有毒、易燃的有机溶剂，能够提供温和的水环境，避免被萃取成分的脱水变性。

4、溶质对目标组分选择性强，大量杂质能与所有固形物一同除去，使分离操作5、过程简化，易于连续操作，处理量大，适合工业应用。

缺点：系统易乳化，成相聚合物的成本较高，水溶性高聚物大多数粘度较大，不易定量控制，高聚物回收困难。

一：双水相萃取技术的发展趋势目前，分离生物物质经常采用的双水相系统主要有2类：非离子型聚合物/ 水系统（最常用的为聚乙二醇/葡聚糖）和非离子型聚合物/无机盐/水系统（常用的如聚乙二醇/盐体系）原因在于此2类双水相系统采用的是无毒性的聚合物，且其多元醇、多元糖结构能够保证生物大分子的稳定性但在实际应用中，2类双水相系统各有弊端，非离子型聚合物/水系统能够保证生物活性物质的活性,且界面吸附少，但所用聚合物材料如葡聚糖成本较大，且体系黏度大，制约大规模的工业生产过程；相对于前者，非离子型聚合物/无机盐/水系统成本低，体系黏度小，但该系统会导致某些敏感生物活性物质失活，此外还会产生大量的高浓度盐废水。

双水相萃取技术进展及其应用概况

集成化概念引入分离领域 ,形成了过程集成化新概念是化工、冶金、生物等过程技术概念上的革命。过程集成化是指不同的分离技术互相渗透 ,实现优势互补 , 从而达到整体优化的目的 ,具体表现在以下几方面。 1. 3. 1 与常规技术结合来解决双水相萃取本身的难点问题
如双水相 - 电泳技术就是电泳技术与萃取技术交叉耦合形成的一种新型分离技术 ,该技术是在多液相状态 ,既可以克服对流 (返混 ) 的不利影响 ,又有利于被分离组分的移出。电泳是生化工程中常规的分析和分离手段 ,引入到双水相系统中就形成了一个新的概念 ———双水相电泳。RaghavaRao等通过在双水相系统上施加电场 , 成倍地缩短了相分离时间。Levine 和 B ier采用 U 型管电泳装量研究了双水相系统中血红蛋白的迁容移率 ,观测到界面有阻滞作用。 1. 3. 2 引进其它分离技术进行融合以提高分离效率 , 简化分离过程
有关溶质在双水相系统中分配模型的前期研究中 ,比较成功的主要有两类模型 : Edmond 等提出的渗透维里模型 ,以及 Flory和 Huggins根据热力学基本原理提出的 Flory - Huggins晶格模型。前者在预测聚合物的成相行为和蛋白质的分配上有较高的准确度 ,后者在粒子的能量概念上可以很好地拟合实验数据。
我国科研工作者对双水相萃取体系进行了相应的研究 ,并取得了一些成果。如李勉等 [10 ] 利用 Cabezas 模型 ,对 14个不同平均相对分子质量的聚乙二醇 - 葡聚糖 - 水双水相系统相平衡作了计算。结果与文献值相比差别不大 ,当引入相互作用参数后 ,得到了修正的 Cabezas模型。用此模型关联上述各双水相系统相平衡 ,精度有了显著提高。

双水相萃取技术的研究进展及应用

述———————瓦丽而矿垒盟双水相荸取技永的研舞进展及硅用ｉ江咏。

李晓玺，李琳，胡松青（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州５ｌｏ“ｏ）摘要：夼绍了双水相革取技术（ＡＴＰＥ）的应用现状，综述了近年来取水相萃取技术的相关研完进展。

针对双水相系统（ＡＴ鸭）的经济适用性问题，对新型ＡＴＰｓ相组成材料的研究取得了极大的发展；为了提高双水相萃取技术的选择性争分毒效率，在组成传统Ⅳｌ＿皓的聚合物上偶联亲和配基的亲和Ａ什ｓ也得到关注；越水相萃取技术的发展趋势还体现在与其他生物分离技术的结合以厦革职机理和鹅力学模型的优化上。

美羹词：双水相革卑．蛋白质，分离纯化＾ｂｓ打ａｄ：Ｔｈｅａｐｐ｜ｉｃａｔｉｏｎｓ。

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双水相萃取技术

双水相萃取技术（two-aqueous phase extraction）一、前言近年来，随着基因工程、蛋白质工程、细胞培养工程、代谢工程等高新生物技术研究工作的广泛展开，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。

与上游过程相比，目前作为下游过程的生化分离纯化技术往往存在步骤多，收得率低，处理时间长，重复性差等缺点，这样便严重阻碍了生物技术的工业化发展。

因此，就迫切需要一种分离步骤少，收得率高，处理时间短，并且易于放大的生化分离纯化技术，双水相萃取技术就满足了这一需要。

特别是基因工程技术的发展，需要从细胞中提取高质量的遗传物质，由于细胞破碎后，在溶液中存在大量的轻质细胞碎片，给遗传物质的提取形成了很大的干扰，通常通过离心分离和溶剂萃取难以得到高纯度高活性的遗传物质，而通过双水相初步提取，可以使目标物和轻质碎片得到很好的分离，且目标物的活性几乎没有损失。

因此双水相萃取技术得到了很大的重视，并且在近20年里取得了较大的发展。

二、发展史双水相萃取技术又称之为水溶液两相分配技术（Partition of two aqueous phase system）1、1896年，Beijernek 在琼脂和可溶性淀粉或明胶混合时，发现这种混合溶液能较快地分为两层，他把这种现象称之为聚合物的“不相容性”（incompatibility）――――体系的发现2、1956年瑞典伦得（Luhd）大学的Albertson发现双水相萃取技术可用于蛋白质的选择分离，但目标蛋白同成相高聚物的分离是影响了其大规模工业应用。

――――――――――发现可以用于分离提纯3、20世纪70年代中期西德的Kula和Kroner等人首先将双水相技术应用于从细胞匀浆液中提取酶和蛋白质，从而大大改善了胞内酶的提取过程，提高了酶的收得率。

―――――――利用于活性物质的提取4、1989年，Diamond等人以Flory－Huggins理论为基础，推导出生物分子在双水相体系中的分配模型，但有局限性，仍需继续探索，不断完善。