双水相萃取和超临界萃取的方法与特点

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1、双水相萃取和超临界萃取的方法与特点专业生物工程092课程酶工程老师王明力学生吴志洪学号09081103422012年12月25日双水相萃取和超临界萃取的方法与特点摘要：双水相萃取技术是一种高效温和的新分离技术，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。同时文章简要介绍了超临界流体萃取的基本原理和特点及其应用，其中超临界CO2萃取是最常用的.随着研究的深入和认识的加强，超临界流体技术作为一项可持续的绿色工艺，将具有广泛的应用前

2、景。关键词：双水相萃取超临界流体萃取Abstract:Phasepartitioningtechnologyisakindofhighefficientmildnewseparationtechnique，andthetraditionalextractionandotherseparationtechnologycomparedwithmildconditions,largequantityofoperation,easyforoperation,whichmakesitsadvantagess

3、uchasextensivelyappliedinbiologicalseparationengineering.Andhisarticleintroducesthebasicprincipleofsupercriticalfluidextractionandit,sapplication,ThesupercriticalCO2extractionisthemostcommonlyused.Withthedeepeningofresearchandunderstandingofthestrengt

4、hen,supercriticalfluidtechnologyasasustainablegreentechnology,hasabroadprospectofapplication.Keywords:aqueoustwo-phaseextractionsupercriticalfluidextraction1双水相萃取的原理及特点1.1双水相萃取技术的原理图1　PEG/Dextran体系的相图1.2双水相萃取技术的特点双水相萃取与水—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

5、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

6、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。C为临界点，曲线TCB称为结线，直线TMB称为系线。结线上方是两相区，下方是单相区。所有组成在系统上的点，分成两

7、相后，其上下相组成分别为T和B。M点时两相T和B的量之间的关系服从杠杆定律，即T和B相重量之比等于系线上MB与MT的线段长度之比。双水相萃取成为新兴生物技术产业研究的热点，主要是该技术对于生物物质的分离和纯化表现出特有的优点和独有的技术优势。双水相体系萃取技术具有如下特点：(1)双水相系统之间的传质和平衡过程速度快，回收效率高，相对于某些分离过程来说，能耗小，速度快。如选择适当体系，回收率可达80%，倍数可达2~20倍；(2)含水量高(70%～90%)，是在接近生理环境的温度和体系中进行萃取，会引

8、起生物活性物质失活或变性；(3)分相时间短，自然分相时间一般为5～15min；(4)相体系的相间张力大大低于有机溶剂与水相之间的相间张力，相分离条件温和，因而会保持绝大部分生物分子的活性，而且可直接用在发酵液中。如潘杰等人用双水相技术直接从发酵液中将丙酰螺旋酶素与菌体分离、纯化[3]；(5)大量杂质能与所有固体物质一同除去，使分离过程更经济；(6)易于放大，各种参数可以按比例放大而产物收率并不降低。Albertson证明了分配系数仅与分离体积有关，这是其他过程无法比拟的，这一点对于