文档介绍：第七章双水相萃取技术
溶液的分相不一定完全依赖于有机溶剂,在一定条件下,水相也可以形成两相(即双水相系统)甚至多相。于是有可能将水溶性的酶、蛋白质等生物活性物质从一个水相转移到另一水相中,从而完成分离任务。
有机溶剂萃取的不足:
许多蛋白质都有极强的亲水性,不溶于有机溶剂;
蛋白质在有机溶剂相中易变性失活。
聚合物的不相溶性:
主要是由于聚合物分子的空间阻碍作用,相互间无法渗
透,当聚合物的浓度达到一定值时,就不能形成单一的
水相,所以具有强烈的相分离倾向。
某些聚合物的溶液与某些无机盐的溶液相混合时,只要浓
度达到一定值,也会形成两相,即聚合物—盐双水相体系
①系统含水量多达75 %~90 % ,两相界面张力极低,有助于保持生物活性和强化相际间的质量传递
②分相时间短(特别是聚合物/ 盐系统) ,自然分相时间一般只有5~15min。
③双水相萃取技术易于连续化操作。
④目标产物的分配系数一般大于3 ,大多数情况下,目标产物有较高的收率。
⑤大量杂质能够与所有固体物质一起去掉,与其它常用固液分离方法相比,双水相萃取技术可省去1~2 个分离步骤,使整个分离过程更经济。
⑥设备投资费用少,操作简单,不存在有机溶剂残留问题。
双水相萃取技术的优点
一、双水相分离理论
1、双水相的形成
熵增——混合——自发
分子间作用力------随着Mr的增加,而增大.
聚合物的不相容性------含有聚合物分子的溶液发生分相的现象.
常用聚合物:
聚乙二醇-葡聚糖
聚乙二醇-无机盐系统
无毒原则
2、相图
临界点(critical point):当系线长度趋于零时, 两相差别消失,任何溶质在两相中的分配系数均为1。如C点。
均相区
两相区
双节线
系线
聚合物的分子量越高,相分离
所需的浓度越低
两种聚合物的分子量相差越
大,双节线的形状越不对称。
3、物质在两相中的分配
和溶剂萃取法一样,物质在两水相中的分配用分配系数 K表示。
CT
K= ——
CB
Ct、CB——分别代表上相、下相中溶质的浓度
K—与温度、压力以及溶质和溶剂的性质有关,与溶质的浓度无关。
1)表面自由能的影响(大分子物质表面性质对K影响很大)
2)表面电荷的影响(盐效应:两相系统中如存在盐,对K影响较大)
3)综合考虑(影响因素很多,单因素定量很困难,最佳操作条件靠实验)
4)影响分配平衡的参数
(1)聚合物的影响; (2)体系中无机盐离子的影响;
(3)体系PH的影响; (4)体系温度的影响;
(5)体系中微生物的影响。
1)表面自由能的影响