双水相萃取详细资料.pptx

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1、方盼赵梅双水相萃取（一）两水相的形成（二）相图（三）分配理论（四）影响分配的参数（五）应用目录常用的溶液萃取法能用来提取生物大分子如蛋白质吗？QuestionReasonso大部分萃取采用一个是水相，另一个是有机相蛋白质遇到有机溶剂，易变形失活有些蛋白质有极强地亲水性，不能溶于有机溶剂。通常的溶剂萃取法应用于提取生物大分子是有困难的；但双水相萃取法含水量高，接近生理的环境中进行萃取，不会引起生物活性物质失活或变性双水相体系简介1896年Beijerinck观察到当把明胶与琼脂和可溶性淀粉的水溶液混合时先得到一个混不透明的溶液，随之分为两相，

2、上相富含明胶，下相富含琼脂（或淀粉），这种现象被称之为聚合物的不相溶性，从而产生了双水相体系。双水相系统是指某些高聚物之间或高聚物与无机盐之间在水中以适当的浓度溶解会形成互不相溶的两水相或多水相系统葡聚糖（Dextran）与聚乙二醇（PEG）按一定比例与水混合，溶液混浊，静置平衡后，分成互不相溶的两相，上相富含PEG、下相富含葡聚糖，见下图（一）两水相的形成两种亲水性聚合物混合1混合熵的增加—自发进行—分子的数目2分子间作用力—分子间各基团相互作用之和——分子的大小对大分子而言，由于相对分子质量较大，分子间作用力与熵增加相比占主导地位。原理

3、作用力为斥力：形成两个水相，两种高聚物分别富集于上、下两相。作用力为引力：也形成两个水相，但两种高聚物都分配于一相，另一相几乎为溶剂。作用力没有强烈的引力或斥力：完全互溶，形成均相的高聚物水溶液聚合物的不相容性：两种聚合物分子间存在斥力，在达到平衡后，分成两相，两种聚合物分别进入到一相中。高聚物与高聚物形成两相是由于高聚物的不相容性高聚物与无机盐溶液也能形成两相，这是由于盐析作用。生化工程中，多应用聚乙二醇—-葡聚糖和聚乙二醇-无机盐系统。双水相系统PEG=聚已二醇Kpi=磷酸钾DX=葡聚糖双水相萃取:利用生物大分子在两种水相之间的分配比例

4、不同而达到分离纯化生物大分子的目的。（二）相图两种高聚物的水溶液，当它们以不同的比例混合时，可形成均相或两相，这种水性两相的形成条件和定量关系，常用相图来表示，它是一条双节线。只有当P和Q达到一定浓度才能形成两相双节线系线（具体的证明过程省略）系线的长度是衡量两相间差别的尺度，系线越长两相间的差别越大，反之越小。当系线向下移动时，长度逐渐减小，这说明两相的差别减小，当达到K点时，系线的长度为0，两相间差别消失，点s成为临界点。（三）分配理论和溶剂萃取法一样，蛋白质在两水相间的分配，有分配系数K=C1/C2C1代表上相浓度，C2代表下相浓度。

5、当相系统固定时，分配系数为一常数只取决于被分离物质本身的性质和特定的双水相体系，与蛋白质的浓度无关。当物质进入双水体系后，由于表面性质/电荷作用和各种力（如憎水键/氢键和离子键）的存在和环境的影响，物质在上相和下相间进行选择性分配，（四）影响物质分配平衡的因素主要有聚合物的分子量和浓度/pH/演的种类和浓度/温度等。适当的选择各参数即在最适条件下，可达到较高的分配系数和选择性当聚合物相对分子质量降低时，蛋白质易分配于富含该聚合物的相中。例如：PEG/DX系统中当PEG的分子量降低时，会使蛋白质易分配于富含该PEG的相中，使分配系数增大，而葡

6、聚糖的分子量减小，会使分配系数降低，这是一条普遍规律成相聚合物的相对分子质量这是因为成相聚合物的疏水性对酶等亲水性物质的分配产生较大的影响。同一聚合物的疏水性随分子量的增大而增大，当PEG的分子量增加是，在质量浓度不变的情况下，其两端羟基数减少，疏水性增加，亲水性的蛋白质不再向富含PEG相中聚集，而转向另一相。那么，分子量降低时，蛋白质就易分配于富含PEG的相了当接近临界点时，上相和下相的组成相同蛋白质均匀的分配于两相中，分配系数接近于1。当成相系统的总浓度增大时，系统远离临界点，系线长度增加，两相性质的差别增大，蛋白质分子的分配系数（分配

7、系数为一常数只取决于被分离物质本身的性质和特定的双水相体系，与蛋白质的浓度无关。）就会偏离临界点的值（=1），即大于1或小于1。成相聚合物的浓度在双水相聚合物系统中，加入电解质，首先阴阳离子会有不同的分配。盐的正负离子在两相间的分配系数不同，由于各相应保持电中性，因而在两相中形成电位差，这对带电生物大分子的分配，产生很大的影响。盐类的影响K-＞1分配在上相K+≈1分配在下相在pH6.9时溶菌酶带正电，卵蛋白带负电。当加入NaCl时，其浓度低于50mmol/L时可见上相电位低于下相电位，使溶菌酶分配在上相，从而分配系数增大。而卵蛋白的分配系数

8、减小，。结论：加入适当的盐类，会大大促进带相反电荷的生物大分子的分离。pH值对分配的影响源于两个方面的原因：（一）pH值会影响蛋白质中可以解离基团的解离度，因而改变蛋白质所带的电