第七节双水相萃取法
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（五）、温度及其它因素
温度的影响是间接的，它主要影响相的高聚物组成，只有当相系统组 成位于临界附近时，温度对分配系数才具有较明显的作用。
pH对酶的分配系数也有很大关系，特别是在系统中含有磷酸盐时， 由于pH的变化会影响磷酸盐是一氢化物还是二氢化物磷酸盐的存在， 而一氢化物磷酸盐对界面电位有明显的影响
例如，DNA萃取时，离子组分微小的变化可使DNA从一相几乎完全转移到另 一相。
（四）、疏水效应
选择适当的盐组成，相系统的电位差可以消失。排除了电化学效应 后，决定分配系数的其它因素，如粒子的表面疏水性能即可占主要地 位。成相高聚物的末端偶联上疏水性基团后，疏水效应会更加明显， 此时，如果被分配的蛋白质具有疏水性的表面，则它的分配系数会发 生改变。
（二）分配系数
影响分配系数的因素包括很多，如粒子大小、 疏水性、表面电荷、粒子或大分子的构象等， 这些因素微小的变化可导致分配系数较大的变 化，因而双水相萃取有较好的选择性。
三、影响双水相萃取的因素
（一）、成相高聚物的分子量
一般原则:对于给定的相系统，如果一种高聚物被低分子量的同种高 聚物所代替，被萃取的大分子物质,如蛋白质、核酸、细胞粒子等，将
微水池溶解和分离作用：
反胶团的微水池的水可溶解氨基酸、肽和蛋白质等生物分子, 为生物分子提供易于 生存的亲水微环境. 因此,反胶团萃取可用于氨基酸、肽和蛋白质等生物分子的分
离纯化，特别是蛋白质类生物大分子。
蛋白质溶解模型：
a、水壳模型：蛋白质位于水池 的中心，周围存在的水层将其 与反胶团壁隔开；
双水相萃取技术(two-aqueous phaseextraction) : 利用不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系
统，静置平衡后，分成互不相溶的两个水相，利用物质在 互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法， 称为双水相萃取法。
特点：能保留产物的活性，操作可连续化，可纯化蛋白质 2~5倍。
第七节 双水相萃取
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,上相含有大部分 水,下相含有大部分琼脂(或淀粉),两相的主要成分都是水.这种现象被 称为聚合物的不相溶性,由此而产生了双水相萃取.
双水相萃取技术始于20世纪50年代,1956年瑞典伦德大Albertsson 将双水相萃取分离技术应用于生物产品分离。
wk.baidu.com
二、反胶束体系
在反胶束萃取的早期研究中多用季胺盐，目前用得最多的
是AOT，其化学名为丁二酸乙基己基酯-磺酸 钠
三、反胶束萃取过程
萃取过程:目标蛋白质从主体溶液转移至反胶束溶液中的过程；
反萃取过程:目标蛋白质从反胶束溶液中转移至第二水相(或以固 体的形式游离出来)的过程。这些过程可连续操作，反胶束可 在两套系统中循环。
四、双水相萃取的应用
应用特点: 双水相系统平衡时间短，含水量高，界面张力 低，为生物活性物质提供了温和的分离环境。它还具备操 作简便、经济省时、易于放大。据报道，系统可从10ml直 接放大到1m3规模（105倍）,而各种试验参数均可按比例 放大，产物收率并不降低。
α-淀粉酶和蛋白酶 用PEG/(NH4)2SO4双水相体系,经一次萃取从α-淀粉 酶发酵液中分离提取α-淀粉酶和蛋白酶,萃取最适宜 条件为PEG1000(15%)-(NH4)2SO4(20%)pH=8.
一、双水相的形成
如葡聚糖与聚乙二醇按一定比例与水混合，静置平衡后，分成互不 相溶的两个水相，上相富含PEG，下相富含葡聚糖
常用于物质分离的高聚物体系有: 聚乙二醇(简称PEG)/葡聚糖(简称Dextran) 常见的高聚物/无机盐体系为: PEG/硫酸盐或磷酸盐体系。
二、双水相萃取的基本概念
（一）相图 相图右上部为两相区，左下部为均相区，两相与均 相的分界线叫双节线。组成位于A点的系统实际上 由位于C、B两点的两相所组成，BC称为系线。 当系线向下移动时， 长度逐渐减小，表明 两相的差别减小，当 达到K点时，两相间 差别消失，K点称为 临界点。
红霉素的提取
系统分别为AKM(马来酸酐和环氧乙烷共聚物)/磷酸盐,PEG/磷酸盐和 PEG/葡聚糖,考察了pH和添加中性盐的影响。当pH>6时,AKM/磷酸盐 对红霉素的分配更为有效,当添加中性盐(NaCl、Na2SO4)时,红霉素的 分配系数迅速增大.
万古霉素的双水相萃取
是在PEG/Dex和PEG/磷酸盐系统中进行的,添加少量的Na3PO4、 Na2SO4或NaCl等中性盐是一种提高抗生素分配系数的有效方法。
有利于在低分子量高聚物一侧分配.
如以Dextran 500(MW 500 000)代替Dextran 40（MW 40 000）,即增 大下相高聚物的分子量，被萃取的低分子量物质如细胞色素C分配系 数增加并不显著。然而，被萃取的大分子量物质，如过氧化氢酶的 分配系数可增大到原来的6‾7倍。
（二）成相聚合物浓度——界面张力
第八节 反胶束萃取
反胶束（reversed micelle），也称反胶团或反微团，
是表面活性剂分散在连续的有机相中自发形成的纳米尺度 的一种聚集体。
一、基本原理
表面活性剂溶于非极性溶剂中，并使其浓度超过临界胶 束浓度，便会在有机溶剂内形成聚集体，非极性基团在外， 极性基团则排列在内，形成一个极性核，此极性核具有溶 解极性物质的能力。当含有此种反胶束的有机溶剂与蛋白 质的水溶液接触后，蛋白质及其他亲水性物质能够溶于极 性核内部的水中，由于周围的水层和极性基团的保护，蛋 白质不与有机溶剂接触，从而不会造成失活。
一般来说，双水相萃取时，如果相系统组成位于临界点附近，则蛋白质等 大分子的分配系数接近于1。高聚物浓度增加，系统组成偏离临界点，蛋白质 的分配系数也偏离1，即K＞1或K＜1.
（三）、电化学分配——盐类的影响
盐对带电大分子的分配影响很大。各种盐的分配系数存在着微小的差异，产 生了相间电位。由于蛋白质等大分子在水溶液中常带有电荷，相间电位造成 的静电力能影响所有带电大分子和带电细胞粒子在两相中的分配。
温度的影响是间接的，它主要影响相的高聚物组成，只有当相系统组 成位于临界附近时，温度对分配系数才具有较明显的作用。
pH对酶的分配系数也有很大关系，特别是在系统中含有磷酸盐时， 由于pH的变化会影响磷酸盐是一氢化物还是二氢化物磷酸盐的存在， 而一氢化物磷酸盐对界面电位有明显的影响
例如，DNA萃取时，离子组分微小的变化可使DNA从一相几乎完全转移到另 一相。
（四）、疏水效应
选择适当的盐组成，相系统的电位差可以消失。排除了电化学效应 后，决定分配系数的其它因素，如粒子的表面疏水性能即可占主要地 位。成相高聚物的末端偶联上疏水性基团后，疏水效应会更加明显， 此时，如果被分配的蛋白质具有疏水性的表面，则它的分配系数会发 生改变。
（二）分配系数
影响分配系数的因素包括很多，如粒子大小、 疏水性、表面电荷、粒子或大分子的构象等， 这些因素微小的变化可导致分配系数较大的变 化，因而双水相萃取有较好的选择性。
三、影响双水相萃取的因素
（一）、成相高聚物的分子量
一般原则:对于给定的相系统，如果一种高聚物被低分子量的同种高 聚物所代替，被萃取的大分子物质,如蛋白质、核酸、细胞粒子等，将
微水池溶解和分离作用：
反胶团的微水池的水可溶解氨基酸、肽和蛋白质等生物分子, 为生物分子提供易于 生存的亲水微环境. 因此,反胶团萃取可用于氨基酸、肽和蛋白质等生物分子的分
离纯化，特别是蛋白质类生物大分子。
蛋白质溶解模型：
a、水壳模型：蛋白质位于水池 的中心，周围存在的水层将其 与反胶团壁隔开；
双水相萃取技术(two-aqueous phaseextraction) : 利用不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系
统，静置平衡后，分成互不相溶的两个水相，利用物质在 互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法， 称为双水相萃取法。
特点：能保留产物的活性，操作可连续化，可纯化蛋白质 2~5倍。
第七节 双水相萃取
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,上相含有大部分 水,下相含有大部分琼脂(或淀粉),两相的主要成分都是水.这种现象被 称为聚合物的不相溶性,由此而产生了双水相萃取.
双水相萃取技术始于20世纪50年代,1956年瑞典伦德大Albertsson 将双水相萃取分离技术应用于生物产品分离。
wk.baidu.com
二、反胶束体系
在反胶束萃取的早期研究中多用季胺盐，目前用得最多的
是AOT，其化学名为丁二酸乙基己基酯-磺酸 钠
三、反胶束萃取过程
萃取过程:目标蛋白质从主体溶液转移至反胶束溶液中的过程；
反萃取过程:目标蛋白质从反胶束溶液中转移至第二水相(或以固 体的形式游离出来)的过程。这些过程可连续操作，反胶束可 在两套系统中循环。
四、双水相萃取的应用
应用特点: 双水相系统平衡时间短，含水量高，界面张力 低，为生物活性物质提供了温和的分离环境。它还具备操 作简便、经济省时、易于放大。据报道，系统可从10ml直 接放大到1m3规模（105倍）,而各种试验参数均可按比例 放大，产物收率并不降低。
α-淀粉酶和蛋白酶 用PEG/(NH4)2SO4双水相体系,经一次萃取从α-淀粉 酶发酵液中分离提取α-淀粉酶和蛋白酶,萃取最适宜 条件为PEG1000(15%)-(NH4)2SO4(20%)pH=8.
一、双水相的形成
如葡聚糖与聚乙二醇按一定比例与水混合，静置平衡后，分成互不 相溶的两个水相，上相富含PEG，下相富含葡聚糖
常用于物质分离的高聚物体系有: 聚乙二醇(简称PEG)/葡聚糖(简称Dextran) 常见的高聚物/无机盐体系为: PEG/硫酸盐或磷酸盐体系。
二、双水相萃取的基本概念
（一）相图 相图右上部为两相区，左下部为均相区，两相与均 相的分界线叫双节线。组成位于A点的系统实际上 由位于C、B两点的两相所组成，BC称为系线。 当系线向下移动时， 长度逐渐减小，表明 两相的差别减小，当 达到K点时，两相间 差别消失，K点称为 临界点。
红霉素的提取
系统分别为AKM(马来酸酐和环氧乙烷共聚物)/磷酸盐,PEG/磷酸盐和 PEG/葡聚糖,考察了pH和添加中性盐的影响。当pH>6时,AKM/磷酸盐 对红霉素的分配更为有效,当添加中性盐(NaCl、Na2SO4)时,红霉素的 分配系数迅速增大.
万古霉素的双水相萃取
是在PEG/Dex和PEG/磷酸盐系统中进行的,添加少量的Na3PO4、 Na2SO4或NaCl等中性盐是一种提高抗生素分配系数的有效方法。
有利于在低分子量高聚物一侧分配.
如以Dextran 500(MW 500 000)代替Dextran 40（MW 40 000）,即增 大下相高聚物的分子量，被萃取的低分子量物质如细胞色素C分配系 数增加并不显著。然而，被萃取的大分子量物质，如过氧化氢酶的 分配系数可增大到原来的6‾7倍。
（二）成相聚合物浓度——界面张力
第八节 反胶束萃取
反胶束（reversed micelle），也称反胶团或反微团，
是表面活性剂分散在连续的有机相中自发形成的纳米尺度 的一种聚集体。
一、基本原理
表面活性剂溶于非极性溶剂中，并使其浓度超过临界胶 束浓度，便会在有机溶剂内形成聚集体，非极性基团在外， 极性基团则排列在内，形成一个极性核，此极性核具有溶 解极性物质的能力。当含有此种反胶束的有机溶剂与蛋白 质的水溶液接触后，蛋白质及其他亲水性物质能够溶于极 性核内部的水中，由于周围的水层和极性基团的保护，蛋 白质不与有机溶剂接触，从而不会造成失活。
一般来说，双水相萃取时，如果相系统组成位于临界点附近，则蛋白质等 大分子的分配系数接近于1。高聚物浓度增加，系统组成偏离临界点，蛋白质 的分配系数也偏离1，即K＞1或K＜1.
（三）、电化学分配——盐类的影响
盐对带电大分子的分配影响很大。各种盐的分配系数存在着微小的差异，产 生了相间电位。由于蛋白质等大分子在水溶液中常带有电荷，相间电位造成 的静电力能影响所有带电大分子和带电细胞粒子在两相中的分配。