第五章 双水相萃取
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填空题
*1.双水相现象是当两种聚合物或一种聚合 同一溶剂 与一种盐溶于 ＿＿＿＿＿时，由于聚合物 不相溶性 之间或聚合物与盐之间的 ＿＿＿＿＿，使 得聚合物或无机盐浓度达到一定值时，就 会分成不相溶的两相。 2.生物分子在双水相系统中的实际分配是 静电作用 生物分子与双水相系统间 ＿＿＿＿＿、 疏水作用 生物亲和作用 ＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿ 等共同作用的结 果。
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多项选择题
4.双水相系统的性质主要取决于下列物理化学多 数中的（ ABCDE ） A.密度 B.两相间的密度差 C.黏度 D.两相间的黏 度差 E.表面张力 5.大规模双水相萃取操作一般在室温下进行，不 需冷却。这是基于以下原因：（ ABC ） A.成相聚合物PEG对蛋白质有稳定作用，常温下 蛋白质一般不会发生失活或变性 B.常温下溶液黏度较低，容易相分离 C.常温操作节省冷却费用 D.常温下溶液的表面张力比较小，反应易于进行
*5．PEG双水相体系可以分离的抗生素包 β-内酰胺类抗生素 内酰胺类抗生素 大环内酯类抗生素 括＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿
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填空题
小 6 .一般来说，离子半径越＿＿ ，电荷数越 多 ＿＿，其水化效应与盐析效应越强。 7.盐的种类和浓度对分配系数的影响主要 反映在＿＿＿＿＿ 和 ＿＿＿ 的影响 。 对相间电位 疏水性 8.双水相萃取中，当两种不同聚合物的溶 完全混溶性 液混合时，可能存在三种情况：＿＿＿＿ ＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。 物理的不溶性 复杂的凝聚
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单项选择题
7.溶质的分配总是选择两相中相互作用最 充分或系统能量达到最（ B ）的那个相。 A.高 B.低 C.平稳 D.均匀 8.影响待分离物质在双水相体系中分配行 8. 为的主要参数中不包括（ D ） A.成相聚合物的种类 B.成相聚合物的 分子质量和总浓度 C.无机盐的种类和浓度 D.成相聚合物的 形态
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多项选择题
1.双水相萃取技术的技术优点有（ ABD ） A.产品活性损失小 B.处理量大 C.分离步骤多 D.操作简单 2．下列可以用于实现无机盐循环的方法是 （ ABC ） A．离心机分离 B．电渗析法 C．膜分离 D．自然沉淀法 3．常用的双水相体系类型有（ ACD） A．非离子型聚合物/非离子型聚合物 B．高分子电解质/低分子量化合物 C．高分子电解质/高分子电解质 D．非离子型聚合物/无机盐
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ断题
7.在PEG/DEX体系中，PEG分子量的减少， 会使蛋白质在两相中的分配系数减小。 （× ） 8. 8.双水相萃取中，存在有机溶剂残留问题， 一般高聚物会挥发对人体造成伤害。 （ ×） 9.无论盐析能力大小，随着盐浓度加大， 趋近于V终/V始=1，但达不到1。（ √ ） 10.金属离子盐析效应大小：Al3+＞Fe3+＞ Ca2+＞Mg2+ 。（ × ）
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论述题
1．PEG双水相萃取的工艺流程。
答： PEG双水相的工艺流程主要有三部分：目 双水相的工艺流程主要有三部分： 双水相的工艺流程主要有三部分 标产物的萃取； 的循环； 标产物的萃取；PEG的循环；无机盐的循环。 的循环 无机盐的循环。 （1）目标产物的萃取 细胞悬浮液经球磨机 ） 破碎细胞后， 破碎细胞后，与PEG和无机盐或葡聚糖在萃取 和无机盐或葡聚糖在萃取 器中混合，然后进入离心机分相。 器中混合，然后进入离心机分相。通过选择合适 的双水相组成， 的双水相组成，一般使目标蛋白质分配到上相 而细胞碎片、 （PEG相），而细胞碎片、核酸、多糖和杂蛋 相），而细胞碎片 核酸、 白质分配到下相（富盐相）。 白质分配到下相（富盐相）。
第五章 双水相萃取技术
主讲人：魏树华 主讲人： 王聪丽、王发松、 组 员：王聪丽、王发松、 王芳琴、 王芳琴、王 利、 王 鹏
试卷题型
1 2 3 4 5 6
一：单项选择题
二：多项选择题
三：填空题
四：判断题
五：简答题
六：分析题
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单项选择题
1．下列可形成非离子型聚合物/非离子型聚合物类 型的双水相体系的聚合物组合是（ C ） A．羧甲基纤维素钠/聚乙二醇 B．聚乙二醇/磷酸钾 C．聚乙二醇/葡聚糖 D．葡聚糖/丙醇 2．用聚乙二醇/盐的双水相体系分离蛋白质，经过 第一步操作，蛋白质分配到（ B ） A．富盐相 B．PEG相 C．水相 D．无机盐相 3．PEG双水相体系在（ D ）分离纯化方面应用最 多。 A．抗生素 B．中药 C．小分子 D．生物大分子
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填空题
3．双水相在医药工业应用的工艺流程主要 目标产物 PEG循环 循环 由三部分构成：＿＿＿＿＿、＿＿＿＿、 ＿＿＿＿＿。 无机盐循环 *4．PEG双水相体系在分离纯化生物大分 蛋白质 基因工程药物 子方面的应用包括＿＿＿＿、＿＿＿＿＿
＿、＿＿＿、＿＿＿。 干扰素 酶
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简答题
*1.形成双水相的原理是什么？ 答：由于高聚物之间的不相溶性，即高聚物分子 由于高聚物之间的不相溶性， 空间的阻碍作用，使其无法相互渗透， 空间的阻碍作用，使其无法相互渗透，不能形成 均一相，从而产生相互分离的倾向， 均一相，从而产生相互分离的倾向，当两者浓度 达到一定时即可分成两相，符合相似相溶的原则。 达到一定时即可分成两相，符合相似相溶的原则。 形成的双水相中，上相富含其中一种高聚物， 形成的双水相中，上相富含其中一种高聚物，下 相富含另外一种高聚物或盐。 相富含另外一种高聚物或盐。
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双水相系统最常见的系统是聚乙二醇（PEG）/ 葡聚糖（Dex）/水和PFG/磷酸盐/水系统。 PEG的化学组成为HO(CH2CH2O)nH,化学名为 聚乙二醇。
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判断题
4.双水相萃取分离的纯化度高于色谱层析。 （ ×） 5.双水相体系主要应用于抗生素和氨基酸 等小分子的提取分离。（ ×） 6.双水相萃取过程中可以直接从含有菌体 的发酵液和培养液中提取所需的蛋白质 （或者酶），还能不经过破碎直接提取细 胞内酶，省略了破碎或过滤等步骤。（ ） √
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单项选择题
4.下列盐析效应强弱次序正确的是（ A ） A. Al3+＞Mg2+ B. Mg2+＞Al3+ C. Na+＞Mg2+ D. K+＞Na+ 5.不同有机溶剂分相效果不同，下列正确的是（ B ） A.异丙醇＞乙醇＞丙酮 B. 异丙醇＞丙酮＞乙醇 C. 乙醇＞异丙醇＞丙酮 D. 丙酮＞异丙醇＞乙醇 6.下列双水相体系中那种的分相能力强（ B ） A. 异丙醇/硫酸铵 B. 异丙醇/磷酸氢二钾 C. 乙醇/硫酸铵 D. 乙醇/磷酸氢二钾
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论述题
（2）PEG的循环 在大规模双水相萃取过程中，成 ） 的循环 在大规模双水相萃取过程中， 相材料的回收和循环使用， 相材料的回收和循环使用，不仅可以减少废水 处理费用，还可以节约化学试剂，降低成本。 处理费用，还可以节约化学试剂，降低成本。 PEG的回收有两种方法：一种是加入盐使目标 的回收有两种方法： 的回收有两种方法 蛋白质转入富盐相来回收PEG；另一种是将 蛋白质转入富盐相来回收 ； PEG相通过离子交换树脂，用洗脱剂洗去 相通过离子交换树脂， 相通过离子交换树脂 用洗脱剂洗去PEG， ， 再洗出蛋白质。 再洗出蛋白质。常用的方法是将第一步萃取的 PEG相或除去部分蛋白质的 相或除去部分蛋白质的PEG相的循环利用。 相的循环利用。 相或除去部分蛋白质的 相的循环利用 将含磷酸钠的盐相冷却、 （3）无机盐的循环 将含磷酸钠的盐相冷却、结 ） 然后用离心机分离收集。 晶，然后用离心机分离收集。其他方法有电渗 析法、膜分离法回收盐类或除去PEG相的盐。 析法、膜分离法回收盐类或除去 相的盐。 相的盐
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简答题
2.利用乙醇/磷酸氢二钾 双水相体系萃取甘 草酸单铵盐的优点。 乙醇/磷酸氢二钾是基于与互溶的有机溶 答：乙醇 磷酸氢二钾是基于与互溶的有机溶 剂和盐水相的双水相萃取体系， 剂和盐水相的双水相萃取体系，通过这个体 系分离纯化甘草酸单铵盐结晶为白色松散粉 其质量分数为13.0 %，纯化信数为 末，其质量分数为 ，纯化信数为2.6. 与传统工艺相比，工艺简洁，且结晶状好， 与传统工艺相比，工艺简洁，且结晶状好， 纯度高，可使用与手工大生产。 纯度高，可使用与手工大生产。体系具有容 积价廉，低毒、 积价廉，低毒、较易挥发而无需反萃取和避 免使用黏稠水溶性高聚物等特点，易回收、 免使用黏稠水溶性高聚物等特点，易回收、 易处理、操作简便。 易处理、操作简便。
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判断题
1.通过溶质在相间分配系数的差异而进行 萃取的方法即为双水相萃取。（√ ） 2.双节点曲线中，系线的长度是衡量两相 间相对差别的尺度，系线越长，两相间的 性质差别越小，反之则越大。（ × ） 3.一般认为只要两聚合物水溶液的疏水程 度有所差异，混合时就可发生相分离。 （√ ）
填空题
*1.双水相现象是当两种聚合物或一种聚合 同一溶剂 与一种盐溶于 ＿＿＿＿＿时，由于聚合物 不相溶性 之间或聚合物与盐之间的 ＿＿＿＿＿，使 得聚合物或无机盐浓度达到一定值时，就 会分成不相溶的两相。 2.生物分子在双水相系统中的实际分配是 静电作用 生物分子与双水相系统间 ＿＿＿＿＿、 疏水作用 生物亲和作用 ＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿ 等共同作用的结 果。
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多项选择题
4.双水相系统的性质主要取决于下列物理化学多 数中的（ ABCDE ） A.密度 B.两相间的密度差 C.黏度 D.两相间的黏 度差 E.表面张力 5.大规模双水相萃取操作一般在室温下进行，不 需冷却。这是基于以下原因：（ ABC ） A.成相聚合物PEG对蛋白质有稳定作用，常温下 蛋白质一般不会发生失活或变性 B.常温下溶液黏度较低，容易相分离 C.常温操作节省冷却费用 D.常温下溶液的表面张力比较小，反应易于进行
*5．PEG双水相体系可以分离的抗生素包 β-内酰胺类抗生素 内酰胺类抗生素 大环内酯类抗生素 括＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿
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小 6 .一般来说，离子半径越＿＿ ，电荷数越 多 ＿＿，其水化效应与盐析效应越强。 7.盐的种类和浓度对分配系数的影响主要 反映在＿＿＿＿＿ 和 ＿＿＿ 的影响 。 对相间电位 疏水性 8.双水相萃取中，当两种不同聚合物的溶 完全混溶性 液混合时，可能存在三种情况：＿＿＿＿ ＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。 物理的不溶性 复杂的凝聚
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单项选择题
7.溶质的分配总是选择两相中相互作用最 充分或系统能量达到最（ B ）的那个相。 A.高 B.低 C.平稳 D.均匀 8.影响待分离物质在双水相体系中分配行 8. 为的主要参数中不包括（ D ） A.成相聚合物的种类 B.成相聚合物的 分子质量和总浓度 C.无机盐的种类和浓度 D.成相聚合物的 形态
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1.双水相萃取技术的技术优点有（ ABD ） A.产品活性损失小 B.处理量大 C.分离步骤多 D.操作简单 2．下列可以用于实现无机盐循环的方法是 （ ABC ） A．离心机分离 B．电渗析法 C．膜分离 D．自然沉淀法 3．常用的双水相体系类型有（ ACD） A．非离子型聚合物/非离子型聚合物 B．高分子电解质/低分子量化合物 C．高分子电解质/高分子电解质 D．非离子型聚合物/无机盐
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7.在PEG/DEX体系中，PEG分子量的减少， 会使蛋白质在两相中的分配系数减小。 （× ） 8. 8.双水相萃取中，存在有机溶剂残留问题， 一般高聚物会挥发对人体造成伤害。 （ ×） 9.无论盐析能力大小，随着盐浓度加大， 趋近于V终/V始=1，但达不到1。（ √ ） 10.金属离子盐析效应大小：Al3+＞Fe3+＞ Ca2+＞Mg2+ 。（ × ）
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1．PEG双水相萃取的工艺流程。
答： PEG双水相的工艺流程主要有三部分：目 双水相的工艺流程主要有三部分： 双水相的工艺流程主要有三部分 标产物的萃取； 的循环； 标产物的萃取；PEG的循环；无机盐的循环。 的循环 无机盐的循环。 （1）目标产物的萃取 细胞悬浮液经球磨机 ） 破碎细胞后， 破碎细胞后，与PEG和无机盐或葡聚糖在萃取 和无机盐或葡聚糖在萃取 器中混合，然后进入离心机分相。 器中混合，然后进入离心机分相。通过选择合适 的双水相组成， 的双水相组成，一般使目标蛋白质分配到上相 而细胞碎片、 （PEG相），而细胞碎片、核酸、多糖和杂蛋 相），而细胞碎片 核酸、 白质分配到下相（富盐相）。 白质分配到下相（富盐相）。
第五章 双水相萃取技术
主讲人：魏树华 主讲人： 王聪丽、王发松、 组 员：王聪丽、王发松、 王芳琴、 王芳琴、王 利、 王 鹏
试卷题型
1 2 3 4 5 6
一：单项选择题
二：多项选择题
三：填空题
四：判断题
五：简答题
六：分析题
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单项选择题
1．下列可形成非离子型聚合物/非离子型聚合物类 型的双水相体系的聚合物组合是（ C ） A．羧甲基纤维素钠/聚乙二醇 B．聚乙二醇/磷酸钾 C．聚乙二醇/葡聚糖 D．葡聚糖/丙醇 2．用聚乙二醇/盐的双水相体系分离蛋白质，经过 第一步操作，蛋白质分配到（ B ） A．富盐相 B．PEG相 C．水相 D．无机盐相 3．PEG双水相体系在（ D ）分离纯化方面应用最 多。 A．抗生素 B．中药 C．小分子 D．生物大分子
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3．双水相在医药工业应用的工艺流程主要 目标产物 PEG循环 循环 由三部分构成：＿＿＿＿＿、＿＿＿＿、 ＿＿＿＿＿。 无机盐循环 *4．PEG双水相体系在分离纯化生物大分 蛋白质 基因工程药物 子方面的应用包括＿＿＿＿、＿＿＿＿＿
＿、＿＿＿、＿＿＿。 干扰素 酶
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简答题
*1.形成双水相的原理是什么？ 答：由于高聚物之间的不相溶性，即高聚物分子 由于高聚物之间的不相溶性， 空间的阻碍作用，使其无法相互渗透， 空间的阻碍作用，使其无法相互渗透，不能形成 均一相，从而产生相互分离的倾向， 均一相，从而产生相互分离的倾向，当两者浓度 达到一定时即可分成两相，符合相似相溶的原则。 达到一定时即可分成两相，符合相似相溶的原则。 形成的双水相中，上相富含其中一种高聚物， 形成的双水相中，上相富含其中一种高聚物，下 相富含另外一种高聚物或盐。 相富含另外一种高聚物或盐。
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双水相系统最常见的系统是聚乙二醇（PEG）/ 葡聚糖（Dex）/水和PFG/磷酸盐/水系统。 PEG的化学组成为HO(CH2CH2O)nH,化学名为 聚乙二醇。
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4.双水相萃取分离的纯化度高于色谱层析。 （ ×） 5.双水相体系主要应用于抗生素和氨基酸 等小分子的提取分离。（ ×） 6.双水相萃取过程中可以直接从含有菌体 的发酵液和培养液中提取所需的蛋白质 （或者酶），还能不经过破碎直接提取细 胞内酶，省略了破碎或过滤等步骤。（ ） √
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单项选择题
4.下列盐析效应强弱次序正确的是（ A ） A. Al3+＞Mg2+ B. Mg2+＞Al3+ C. Na+＞Mg2+ D. K+＞Na+ 5.不同有机溶剂分相效果不同，下列正确的是（ B ） A.异丙醇＞乙醇＞丙酮 B. 异丙醇＞丙酮＞乙醇 C. 乙醇＞异丙醇＞丙酮 D. 丙酮＞异丙醇＞乙醇 6.下列双水相体系中那种的分相能力强（ B ） A. 异丙醇/硫酸铵 B. 异丙醇/磷酸氢二钾 C. 乙醇/硫酸铵 D. 乙醇/磷酸氢二钾
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（2）PEG的循环 在大规模双水相萃取过程中，成 ） 的循环 在大规模双水相萃取过程中， 相材料的回收和循环使用， 相材料的回收和循环使用，不仅可以减少废水 处理费用，还可以节约化学试剂，降低成本。 处理费用，还可以节约化学试剂，降低成本。 PEG的回收有两种方法：一种是加入盐使目标 的回收有两种方法： 的回收有两种方法 蛋白质转入富盐相来回收PEG；另一种是将 蛋白质转入富盐相来回收 ； PEG相通过离子交换树脂，用洗脱剂洗去 相通过离子交换树脂， 相通过离子交换树脂 用洗脱剂洗去PEG， ， 再洗出蛋白质。 再洗出蛋白质。常用的方法是将第一步萃取的 PEG相或除去部分蛋白质的 相或除去部分蛋白质的PEG相的循环利用。 相的循环利用。 相或除去部分蛋白质的 相的循环利用 将含磷酸钠的盐相冷却、 （3）无机盐的循环 将含磷酸钠的盐相冷却、结 ） 然后用离心机分离收集。 晶，然后用离心机分离收集。其他方法有电渗 析法、膜分离法回收盐类或除去PEG相的盐。 析法、膜分离法回收盐类或除去 相的盐。 相的盐
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2.利用乙醇/磷酸氢二钾 双水相体系萃取甘 草酸单铵盐的优点。 乙醇/磷酸氢二钾是基于与互溶的有机溶 答：乙醇 磷酸氢二钾是基于与互溶的有机溶 剂和盐水相的双水相萃取体系， 剂和盐水相的双水相萃取体系，通过这个体 系分离纯化甘草酸单铵盐结晶为白色松散粉 其质量分数为13.0 %，纯化信数为 末，其质量分数为 ，纯化信数为2.6. 与传统工艺相比，工艺简洁，且结晶状好， 与传统工艺相比，工艺简洁，且结晶状好， 纯度高，可使用与手工大生产。 纯度高，可使用与手工大生产。体系具有容 积价廉，低毒、 积价廉，低毒、较易挥发而无需反萃取和避 免使用黏稠水溶性高聚物等特点，易回收、 免使用黏稠水溶性高聚物等特点，易回收、 易处理、操作简便。 易处理、操作简便。
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判断题
1.通过溶质在相间分配系数的差异而进行 萃取的方法即为双水相萃取。（√ ） 2.双节点曲线中，系线的长度是衡量两相 间相对差别的尺度，系线越长，两相间的 性质差别越小，反之则越大。（ × ） 3.一般认为只要两聚合物水溶液的疏水程 度有所差异，混合时就可发生相分离。 （√ ）