《制药工程原理与设备》课程教学课件（讲稿）萃取分离之双水相萃取

第5章萃取分离

第5章 萃取分离 1

双水相萃取学习提纲 1.双水相由哪些成分组成？ 一、概念和原理 2.双水相体系是如何形成的？ 3.双水相萃取有哪些优点？ 4.双水相体系相图 二、双水相的分配理论 1.表面自由能的影响 2.表面电荷的影响 三、影响双水相萃取的因素 1.聚合物 2.无机盐 3.pH值 四、应用 4.温度 5.微生物 2

2 双水相萃取学习提纲 一、概念和原理 二、双水相的分配理论 四、应用 1. 双水相由哪些成分组成？ 2. 双水相体系是如何形成的？ 3. 双水相萃取有哪些优点？ 4. 双水相体系相图 三、影响双水相萃取的因素 1. 表面自由能的影响 2. 表面电荷的影响 1. 聚合物 2. 无机盐 3. pH值 4. 温度 5. 微生物

有机溶剂萃取为何不适于生物大分子？ 双水相萃取 Aqueous two-phase extraction ATPE

3 双水 Aqueous t 相 wo-phase e 萃 xtraction 取 ATPE 有机溶剂萃取为何不适于生物大分子？

双水相例 0.39%葡聚糖 0.65% 甲基纤维套钠 98.96%水 1.58% 葡聚裙 0.15%甲基纤维素钠 98.27%水 图7-1葡聚糖和甲基纤维素钠的两相体系 4

双水相 例 4

表7-1 几种典型的双水相系统 聚乙二醇 聚乙烯醇 聚丙二醇 葡聚糖(Dex) A 羟丙基葡聚糖 聚乙烯醇 常用的双水相体系 聚乙二醇(PEG) 葡聚糖 聚乙烯吡咯烷酮 硫酸葡聚糖钠盐 聚丙烯乙二醇 B 梭基甲基葡聚糖钠盐 甲基纤维素 C 羧甲基葡聚糖钠盐 羧甲基纤维素钠盐 磷酸钾 硫酸铵 D 聚乙二醇 硫酸钠 硫酸镁 酒石酸钾钠 注：A.两种非离子型聚合物。 B.其中一种为带电荷的聚电解质。 C.两种都为聚电解质。 D.一种为聚合物，一种为盐类

常用的双水相体系 5

双水相由哪些成分组成？ (1)天然/合成，亲水性 (2)聚合物+无机盐 (3)有机溶剂+无机盐 6

双水相由哪些成分组成？ （1）天然/合成，亲水性 （2）聚合物+无机盐 （3）有机溶剂+无机盐 6

双水相体系是如何形成的？ 两种聚合物混合后是否分层取决于两种因素 一为体系熵的增加 二为分子间作用力（空间排斥力）/更重要。一一聚合物的不相溶性

两种聚合物混合后是否分层取决于两种因素 一为体系熵的增加 二为分子间作用力（空间排斥力）/更重要。——聚合物的不相溶性。 双水相体系是如何形成的？ 7

双水相的形成 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，当两种聚合物在排斥 力作用下达到平衡时，就形成了稳定的两相， 两种聚合物分别位于两个互不相溶的两相中。 8

8 双水相的形成 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，当两种聚合物在排斥 力作用下达到平衡时，就形成了稳定的两相， 两种聚合物分别位于两个互不相溶的两相中

注意 ◆双水相系统不一定都是液相（固相凝胶状） ◆多相系统（互不相溶的高聚物水溶液按比例混合) ◆选择双水相原则：一是有利于目标物质萃取和分离，二 是高聚物的性质

9 u双水相系统不一定都是液相（固相/凝胶状） u多相系统（互不相溶的高聚物水溶液按比例混合） u选择双水相原则：一是有利于目标物质萃取和分离，二 是高聚物的性质。 注意

沉淀法和双水相分离方法的比较 例：β-半乳糖苷酶 流量 酶收率 纯化倍数 总纯度 方法 步骤数 (kg/h) % % 沉淀法 3 0.77 63 3.5 23 双水相 1 10~15 77 12.8 43 10

沉淀法 和 双水相 分离方法的比较 例：β-半乳糖苷酶 方 法 步骤数 流量 (kg／h) 酶收率 ％ 纯化倍数 总纯度 ％ 沉淀法 3 0.77 63 3.5 23 双水相 1 10～15 77 12.8 43 10