天津大學(xué)化工分離工程教案第四章液液傳質(zhì)分離過程-資料下載頁
2025-10-09 13:25本頁面
【正文】 dm3KCl， pH值為 ，將溶菌酶反萃至水相中。 雙水相萃?。?aqueous twophase extraction）是利用物質(zhì)在互不相溶的兩水相間分配系數(shù)的差異來實(shí)現(xiàn)分離的一新型分離技術(shù)。由于它具有收率高、成本低、可連續(xù)化操作等技術(shù)優(yōu)勢，因而已被廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和生物化工等領(lǐng)域，進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，蛋白質(zhì)、核酸等產(chǎn)品的分離純化。用此方法提純的酶已達(dá)數(shù)十種，其分離也達(dá)到了相當(dāng)規(guī)模。近年來又進(jìn)行了雙水相萃取氨基酸類和病毒小分子物質(zhì)的研究，大大擴(kuò)展了應(yīng)用范疇并提高了選擇性，使雙水相萃取技術(shù)具有更大的潛力和美好的發(fā)展前景。 雙水相萃取 雙水相萃取 雙水相體系 物質(zhì)類型 物質(zhì) P的名稱 物質(zhì) Q的名稱 兩種非離子型聚合物 聚丙二醇 聚乙二醇 聚乙烯醇 葡萄糖（ Dex） 羥丙基葡萄糖 聚乙二醇（ PEG） 聚乙烯醇 葡萄糖 (Dex) 聚乙烯吡咯烷酮 P為帶電荷聚電解質(zhì) 硫酸葡聚糖鈉鹽 羧甲基葡聚糖鈉鹽 聚丙二醇、聚乙二醇 甲基纖維素 P Q都為聚電解質(zhì) 羧甲基葡聚糖鈉鹽 羧甲基纖維素鈉鹽 P為聚合物 Q為鹽類 聚乙二醇 磷酸鉀、硫酸銨、硫酸鈉 硫酸鎂、酒石酸鉀鈉 雙水相體系 圖中把均相區(qū)與兩相區(qū)分開的曲線，稱為雙節(jié)點(diǎn)曲線。如果體系總組成位于雙節(jié)點(diǎn)曲線下方的區(qū)域，兩高聚物均勻溶于水中而不分相。如果體系總組成位于雙節(jié)點(diǎn)曲線上方的區(qū)域，體系就會(huì)形成兩相。上相富集了高聚物 Q，下相富集了高聚物 P。用 A點(diǎn)代表體系總組成， B點(diǎn)和 C點(diǎn)分別代表互相平衡的上相和下相組成，稱為節(jié)點(diǎn)。 A、 B、 C三點(diǎn)在一條直線上，稱為系線。 雙水相中溶質(zhì)分配理論 溶質(zhì)在雙水相中的分配性質(zhì)可用分配系數(shù) K表示，計(jì)算方法如下： BTccK ?溶質(zhì)在雙水相中的分配受表面自由能、表面電荷、疏水作用及生物親和作用等因素的影響，其中表面自由能、表面電荷對分配行為的影響最為重要，因而對這兩方面的理論研究也比較深入。溶質(zhì)分配的理論研究對雙水相萃取起到指導(dǎo)作用，使萃取過程可通過控制相關(guān)的影響因素而得到優(yōu)化。 雙水相中溶質(zhì)分配理論 (1) 表面自由能的影響 kTEK /ln △??kTrK )(4ln 2SS12 ??? ???kTAK )(ln 2S1S ?? ???kTMK ?rln ?因?yàn)榇蠓肿游镔|(zhì)的 Mr很大， λ 的微小改變會(huì)引起分配系數(shù) K發(fā)生很大的改變，因此利用不同的表面性質(zhì)，可以達(dá)到分離大分子的目的。 雙水相中溶質(zhì)分配理論 （ 2）表面電荷的影響 ???? ???? ZZKKFZZRTUUΨAB12 ln)(RTF ΨZKK ii*i lnln ??（ 3）疏水作用 兩相系統(tǒng)中如有鹽存在，會(huì)對大分子在兩相間的分配系數(shù)發(fā)生改變 在 pH值為等電點(diǎn)的雙水相中，蛋白質(zhì)主要根據(jù)表面疏水性的差異產(chǎn)生各自的分配平衡。 雙水相萃取的應(yīng)用 ? (1) 產(chǎn)品的濃縮 ? （ 2）蛋白質(zhì)的提取和純化 ? （ 3）生物小分子的分離和純化 ? （ 4） 中草藥有效成分的提取 ? （ 5）生物活性物質(zhì)的分析檢測 案例 從細(xì)胞漿液中提取蛋白質(zhì)時(shí)，蛋白質(zhì)均分配于上相，而細(xì)胞或細(xì)胞碎片分配于下相。在大多數(shù)情況下分配系數(shù)大于 3， 很多雜蛋白也和細(xì)胞同時(shí)除去。實(shí)際操作中多數(shù)采用 PEG— 鹽體系，主要是因?yàn)檫@種體系物理特性較好．易于相分離，而且價(jià)格也低。 細(xì)胞漿液的加入量是一個(gè)重要參數(shù)。大量細(xì)胞或細(xì)胞碎片的存在使體系兩相的粘度，特別是下相的粘度大大增高，上、下相體積比降低．從而影響蛋白質(zhì)的收率。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般 1kg萃取體系中加入 200～ 400g濕細(xì)胞為宜。 從細(xì)胞漿液中提取到的蛋白質(zhì)還需要進(jìn)一步純化。通?？赏ㄟ^多步雙水相萃取來達(dá)到純化的目的。第一步萃取后，分布于上相的蛋白質(zhì)可通過加入適量的鹽(有時(shí)也可同時(shí)加入少量的 PEG)進(jìn)行第二次萃取。通常第二次萃取的目的是除去核酸和多糖，它們的親水性強(qiáng)，因而易分配于鹽相中，而蛋白質(zhì)留在 PEG相中。第三步萃取的目的是使目的蛋白分配于鹽相，使其與 PEG分離，以便進(jìn)一步純化蛋白和回收 PEG并循環(huán)使用。
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