酶双水相萃取

酶双水相萃取第一页，共二十一页，编辑于2023年，星期五Contents1、双水相系统的形成2、双水相系统的相图3、蛋白质双水相萃取的原理4、蛋白质双水相萃取的过程5.蛋白质双水相萃取的优缺点第二页，共二十一页，编辑于2023年，星期五1.1、双水相萃取的形成的概述熵增——混合——自发分子间作用力——随着Mr的增加,而增大.聚合物的不相容性——含有聚合物分子的溶液发生分相的现象.形成原因

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Third第三页，共二十一页，编辑于2023年，星期五形成过程当两种不同水溶性聚合物都溶于水中且浓度达到一定值时，体系会自然的形成互不相容的两相，两种聚合物分别溶于两相中，即构成双水相系统。这主要是由于聚合物分子的空间位阻作用，相互间无法渗透，而且有强烈的相分离倾向，在一定条件下即可分为两相。一般认为，聚合物水溶液的疏水性差异是产生相分离的主要推动力，且蔬水性差异越大，相分离倾向也越大。形成条件构成两相的溶质达到一定浓度第四页，共二十一页，编辑于2023年，星期五作用力为斥力作用力为引力作用力无强烈引力和斥力形成双水相系统形成两相，一相为两高聚物，一相为水相完全互溶，形成均一相双水相均一相两相1.2、双水相系统中作用力的表现第五页，共二十一页，编辑于2023年，星期五1.3、几种常见的双水相体系类型形成上相的聚合物形成下相的聚合物非离子型聚合物/非离子型聚合物聚乙二醇葡聚糖聚乙烯醇聚丙二醇聚乙二醇聚乙烯吡咯烷酮高分子电解质/非离子型聚合物羧甲基纤维素钠聚乙二醇高分子电解质/高分子电解质葡聚糖硫酸钠羧甲基纤维素钠聚合物/低分子量化合物葡聚糖丙醇聚合物/无机盐聚乙二醇磷酸钾硫酸铵第六页，共二十一页，编辑于2023年，星期五2、双水相系统相图双水相区单相区临界点(criticalpoint)：当系线长度趋于零时,两相差别消失,任何溶质在两相中的分配系数均为1。如右图C点：双节线系线第七页，共二十一页，编辑于2023年，星期五3、蛋白质双水解萃取的原理当蛋白质分子进入双水相系统后，由于其表面性质、电荷作用以及各种作用力（疏水键、氢键、离子键等）的存在，使其在两相间按其分配系数进行选择性分配。蛋白质主要分配在上相，菌体碎片在下相或界面上。第八页，共二十一页，编辑于2023年，星期五3.1、蛋白质双水相萃取体系常用聚合物无毒原则聚乙二醇-葡聚糖聚乙二醇-磷酸盐第九页，共二十一页，编辑于2023年，星期五3.2、影响蛋白质分配系数的因素在很大的浓度范围内，被分离蛋白质的分配系数与浓度无关，而与被分离蛋白质的性质及选定的双水相系统的性质有关两相的组成温度、pH值等两相溶液的比例蛋白质的分子质量、电荷、极性聚合物的分子质量、浓度、极性及离子的种类、浓度、电荷等第十页，共二十一页，编辑于2023年，星期五4、蛋白质双水相萃取过程目的产物的萃取PEG循环无机盐的循环主要有三部分构成：匀浆液ATPSPEG+盐ATPS上相（产物）上相（PEG、杂蛋白）下相（目的产物）下相（废物）+盐分离器分离器PEG循环第十一页，共二十一页，编辑于2023年，星期五1）目的产物的萃取细胞悬浮液经珠磨机破碎细胞后，与PEG和无机盐在萃取器中混合，然后进入离心机分相。通过选择合适的双水相组成，一般使目标蛋白质分配到上相(PEG相)，而细胞碎片、核酸、多糖和杂蛋白等分配到下相(富盐相)。第十二页，共二十一页，编辑于2023年，星期五2）PEG的循环在大规模双水相萃取过程中，成相材料的回收和循环使用，不仅可以减少废水处理的费用，还可以节约化学试剂，降低成本。PEG回收有两种方法：一种即前面所述的加入盐使蛋白质转入富盐相来回收PEG，一种是将PEG通过离子交换树脂，洗脱剂先洗出PEG，再洗出蛋白质。现在常用的方法是将第1步萃取的PEG相或除去部分蛋白质的PEG相循环利用。第十三页，共二十一页，编辑于2023年，星期五3）无机盐的循环

一种方法是将含磷酸钠的盐相冷却到6℃，使盐结晶析出，然后用离心机分离收集；另一种是用电渗析法、膜分离法回收盐类或除去PEG相的盐。双水相萃取所用的设备一般都是其他两相体系如水-有机溶剂体系所通用的设备，商业化的混合器-沉淀器系统以及离心分离机已成功应用于双水相萃取。用磁性分离等新技术也可提高两相分离。尽管刚开始应用时，大多数双水相萃取是间歇式的，但此技术更适合于错流萃取的连续生产，这样可有效利用空间和时间，尤其是在与其他分离技术如凝胶过滤、膜分离等相结合使用时。第十四页，共二十一页，编辑于2023年，星期五4.1、蛋白质双水相萃取的工艺流程ChartTitleinhere200320042005200630070120第十五页，共二十一页，编辑于2023年，星期五enzymeenzymeenzymeenzymeenzymeEnzymeticreactionsubstrateproduct4.2、蛋白质双水相萃取与酶促反应第十六页，共二十一页，编辑于2023年，星期五enzymeenzymeenzymeEnzymeticreactionwithATPS第十七页，共二十一页，编辑于2023年，星期五5.1、蛋白质双水相萃取的优点1234可用于蛋白质的精制，经过几次连续的双水相萃取，得到更高纯度的蛋白质。两相含水量均很高，与蛋白质有很好的相容性，且不易使蛋白质失活。所需设备简单，且处理容量大，利于大规模生产。分离纯化后的蛋白质产物纯度很高，有很大使用价值。第十八页，共二十一页，编辑于2023年，星期五5.2、蛋白质双水相萃取的缺点系统中水的含量高，分离后的蛋白质液浓度低，需要浓缩以提高产物的浓度。分离后的蛋白质液含有高分子聚合物和盐类，需要将其除去。缺点第十九页，共二十一页，编辑于2023年，星期五5.3、双水相萃取技术在工业使用上存在的问题和解决方法存在问题：成相聚合物价格昂贵是阻碍该技术应用于工业生产的主要因素。葡聚糖是医疗上的血浆代用品，价格很高，用粗品代替精制品又会造成葡聚糖相粘