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双水相萃取
发布时间:2023-05-17     作者:   来源:学习强国全国科学技术名词审定委员会   分享到:

双水相萃取

aqueous two-phase extraction

定义:利用待分离组分在部分互溶的两个水相中分配系数的差异,实现萃取分离的过程。

学科:化工_传递过程与单元操作

相关名词:萃取 分配系数 分配比

【延伸阅读】

双水相萃取是萃取的一种方法。两种水溶性不同的聚合物,或一种聚合物和无机盐的混合溶液,在一定的浓度下,其体系会自然分成互不相溶的两相。当被分离物质进入双水相体系后,由于表面性质、电荷间作用和各种作用力等的影响,被分离物质在两相间的分配系数不同,导致其在上下相的浓度不同,即可达到分离的目的。

早在1896年人们就已观察到,明胶与琼脂,或明胶与可溶性淀粉溶液混合时,会得到一种不透明的混合溶液。静置后可分为两相,上相中含有大部分的明胶,下相中含有大部分琼脂(或淀粉),这种现象称为聚合物的不相容性,从而产生了双水相。

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,但萃取体系的性质不同。当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)的存在和环境的影响,使其在上、下相中的浓度不同。分配系数K等于物质在两相的浓度比。各种物质的K值不同,例如各种类型的细胞粒子、噬菌体等分配系数都大于100或小于0.01,酶、蛋白质等生物大分子的分配系数在0.1~10之间,而小分子盐的分配系数在1.0左右。因而,双水相体系对生物物质的分配具有很大的选择性。

物质在双水相体系中的分配系数不是一个确定的量,它受到许多因素的影响。对于某一物质,只要选择合适的双水相体系,控制一定的条件,就可以得到合适的(较大的)分配系数,达到分离纯化的目的。

双水相萃取作为一种新型的分离技术,在生物物质、天然产物的提取、纯化方面主要有以下特点:1.含水量高(70%~90%),在接近生理环境的体系中进行萃取,不会引起生物活性物质失活或变性;2.可以直接从含有菌体的发酵液和培养液中提取所需的蛋白质,还能不经过破碎直接提取细胞内酶,省略了破碎或过滤等步骤;3.系统之间的传质和平衡过程速度快,能耗较小,自然分相时间一般为5~15分钟,如选择适当体系,回收率可达80%以上,提纯倍数可达2~20倍;4.界面张力小,在10-7~10-4 毫牛/米之间,有助于两相之间的质量传递,界面与试管壁形成的接触角几乎是直角;5.不存在有机溶剂残留问题,高聚物一般是不挥发物质,对人体无害;6.大量杂质可与固体物质一同除去;7.易于工艺放大和连续操作,与后续提纯工序可直接相连接,无需进行特殊处理;8.操作条件温和,整个操作过程在常温常压下进行。