《双水相萃取技术》PPT课件

《《双水相萃取技术》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、双水相萃取技术主讲人：2014-12-25一.概述二.基本原理及流程三.技术与设备四.研究及应用五、不足之处六.发展方向一、概述1.1基本概念●萃取（extraction)：萃取是利用溶质在互不混溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。●萃取剂：用以进行萃取的溶剂参与溶质分配的两相不同液-固萃取液-液萃取萃取原理物理萃取化学萃取双水相萃取超临界萃取●萃取剂：用以进行萃取的溶剂●萃取法的分类：1896年荷兰微生物学家Berjerinck发现琼脂水溶液与可溶性淀粉或明胶水溶液混合时形成双水相

2、现象。1.2发展历程1956年瑞典Land大学的Albertsson教授及其同事开始对水相系统研究。测定了许多双水相系统的相图，考察了蛋白质、核酸、病毒、细胞及细胞颗粒在双水相中的分配行为，为双水相萃取系统的发展奠定了基础。只局限于实验内的测定和理论研究。Kula教授研究小组对双水相的应用、工艺流程、操作参数、设备、成本分析等进行了大量研究，在应用工程上获得成功。1978年首先将双水相萃取技术用于酶的大规模分离钝化，建成了一套工业装置，达到20Kg/h的处理能力，分离钝化了几十种酶，也应用与基因工程的分

3、离。国内自20世纪80年代起也开展了ATPE技术研究。迄今为止,双水相萃取技术已被成功应用于生物工程、药物提取、金属离子分离等方面。在生物工程、药物分析、环境科学等方面有着广阔的应用前景。尽管其已发展成为一种相对比较成熟的技术,然而,相关研究和应用还不够深入,一些技术难题还有待解决，但仍然有值得深入研究与完善的方面。1.3双水相概念将两种不同的水溶性聚合物的水溶液混合时，当聚合物浓度达到一定值时，体系自然地分成互不相溶的两相.二.双水相萃取的原理及流程2.1原理一定条件下，水相也可以形成两相甚至多相。所

4、以有可能将生物活性物质（水溶性的酶、蛋白质等）从一个水相转移到另一个水相中，从而完成分类任务。因此双水相萃取与溶媒萃取的原理相似。当两种高聚物水溶液相互混合时，他们之间的相互作用可分为三类：互不相容（imcompatibility）复合凝聚（complexcoacervation）完全互溶（completemiscibility）2.1.1双水相体系的形成●聚合物之间的不相溶性，即聚合物分子的空间阻碍作用（表面性质、电荷作用、氢键、离子键、环境因素等），相互间无法渗透，分为两相。●两种聚合物水溶液的水溶

5、性有差异，混合后发生相分离，并且水溶性差别越大，相分离的倾向越大。●加入盐分，由于盐析作用，聚合物与盐类溶液也能形成两相。2.1.2双水相体系的分类双聚物：PEG/DEX、聚乙二醇/聚乙烯醇、聚乙烯醇/甲基纤维素、聚丙二醇/葡聚糖、聚丙二醇/甲氧基乙二醇等聚合物-低分子物质的化合物：PEG/磷酸钾、PEG/磷酸胺、PEG/硫酸钠、PEG/葡糖糖等2.1.3分配系数●当萃取体系的性质不同时，物质进入双水相体系后，由于各种阻碍作用的存在，物质分配不同，使其在上、下相中的浓度不同。K=C上/C下C上和C下分别

6、为被分离物质在上、下相的浓度。分配系数K等于物质在两相的浓度比，由于各物质的K不同，可用双水相萃取体系对物质进行分离，其分配情况服从分配定律。其中上下相组成分别为T和B，T和B量的遵循杠杆定律:即T和B相质量之比等于系线上MB与MT的线段长度之比。2.1.4相图●图1是典型的高聚物-高聚物-水双水相体系的直角坐标相图。两种聚合物A、B以适当比例溶于水就会分别形成有不同组成密度的两相。轻相组成用T点表示，重相组成用B点表示。曲线ＴＣＢ称为结线，直线ＴＭＢ称为系线。结线上方是两相区，下方为单相区。2.2双水

7、相萃取工艺流程双水相萃取技术的工艺流程主要有三部分构成：（1）目的产物的萃取（2）PEG循环（3）无机盐的循环三、双水相萃取技术及设备离子液体双水相体系(Ionicliquidsaqueoustwo-phasesystem,ILATPS)通常由一种有机盐(亲水性离子液体)、一种无机盐(如磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物等)和水形成,它综合了离子液体和双水相体系的优点。3.1离子液体双水相萃取Gutowski等于2003年首次提出了离子液体双水相的概念,研究发现了亲水性离子液体[Bmim]Cl和水合磷酸钾可以形成

8、上相富集离子液体和下相富集磷酸钾的双水相体系,并且证明这一双水相体系可能在分离萃取上有极好地应用前景。1)体系易于放大,各种参数可以按比例放大而产物的回收率并不降低,这点对于工业应用尤为有利;2)体系内传质和平衡速度快,回收率高,可达到90%以上,比起其他的一些分离过程,其能耗小;3)体系的相间张力大大低于有机溶剂与水的相间张力,分离条件温和,因而能保持绝大部分生物分子的活性;4)操作条件温和,整个过程可在常温常压下进行;5)离子液体的蒸汽