双水相萃取的原理及应用ppt课件

1、双水相萃取的原理和应用，Aqueoustwo-phaseextraction，2014210918康文渊，成员：NF-B信号路径，刘文荣王嘉赛义钱何亚玲，英英释义，内容Content，1，双水相1896年，beijineck将明胶与琼脂或明胶与可溶性淀粉溶液混合时，得到混浊的不透明溶液，随之分为两相，上相丰富明胶，下相丰富琼脂(或淀粉)的现象被称为聚合物的不溶性，称为双水相系(AQ ，ATPE的历史：ATPE的历史：1956年瑞典lund大学的Albertsson教授及其同事开始了双水相系统的比较系统的研究。 测定了许多双水相系统的相图，为双水相萃取系统的发展奠定了基础。 仅限于实验室内的测定

2、和理论研究。ATPE的历史：ATPE的历史：Kula教授的研究小组对双水相的应用、工艺流程、操作参数、工程设备、成本分析等进行了很多研究，应用成功。 1978年，首先将双水相提取技术用于酶的大规模分离纯化。 ATPE的历史：ATPE的历史：双水相提取法分离多肽、蛋白质、酶、核酸、病毒、细胞、细胞器、细胞组织、重金属离子等，近年来，还应用于抗生素、氨基酸、植物的有效成分等小分子的分离纯化。 作为反应系统用于酶反应、生物转化、发酵的产物生产和分离的集成。ATPE的基本原理：ATPE的基本原理，提取：利用物质在不互相混合溶剂中分配的差异进行分离的技术。 有机溶剂提取：以不与水相溶的有机溶剂为萃取剂，

3、从水相中提取目的物，广泛应用于抗生素、有机酸、维生素等发酵产品的生产中。 蛋白质、核酸、酶等生物高分子的分离不太成功。 反萃取：用水溶液从有机溶剂中萃取水溶性物质。ATPE的基本原理：ATPE的基本原理，反胶束提取：利用表面活性剂在有机相中形成的反胶束，形成分散在有机相中的亲水性微环境。ATPE的基本原理：ATPE的基本原理、反胶束提取：使生物分子存在于有机相(提取相)内存在于反胶束的亲水性微小环境中，消除了生物分子特别是蛋白质系生物活性物质难以溶解于有机相，或有机相发生不可逆的改性的现象。 超临界萃取：ATPE的基本原理：ATPE的基本原理，以上方法在蛋白质的分离纯化上有不同的缺陷。ATPE

4、的基本原理：ATPE的基本原理，迄今为止，双水相技术应用于大部分生物物质，如：氨基酸、多肽、核酸、细胞器、细胞膜、各种细胞、病毒等的分离纯化，特别是蛋白质的大规模分离成功。ATPE的基本原理：ATPE的基本原理、双水相提取和水有机相提取的原理相似，取决于物质在两相间的选择性分配。ATPE的基本原理：ATPE的基本原理，提取体系的性质不同时，物质进入双水相体系后，由于表面性质，电荷作用和各种作用力(如疏水键，氢键，离子键等)的存在和环境因素的影响，上下相的浓度不同。 ATPE的基本原理：ATPE的基本原理，经常使用的双水相系：ATPE的基本原理，高分子/高分子系：聚乙二醇(简称peg ) /葡聚

5、糖(简称Dextran )高分子/无机盐系：硫酸盐系。 常见的高分子/无机盐系为：PEG/硫酸盐或磷酸盐系。常用的双水相系：ATPE的基本原理，PEG=聚三亚甲基二醇，Kpi=磷酸钾，DX=葡聚糖(dextran )、常用的双水相系：ATPE的基本原理，PEG/Dx系一般是生物高分子、膜、细胞等，ATPE的基本原理，各种类型的双水相系，相图3360相平衡时的物质系的组成，温度和压力的关系，ATPE的基本原理，相图：相平衡时的物质系的组成，温度和压力的关系，ATPE的基本原理，双节线(bi-nodal ) :图中的曲线。 双节线以下的区域为均相区，以上的区域为二相区，ATPS。 泰线(tieli

6、ne ) :连接双节点线上的两点的直线。 k点： k点是临界点，表示没有二相位差。相图：相平衡时的物质系的组成，温度和压力的关系，ATPE的基本原理，系线反映的信息杠杆规则：系线的各点组成相同，分为体积不同的二相。 两相体积遵循杠杆规则性质的差异：线的长度是测量两相间相对差异的尺度，线越长，两相间性质的差异越大，相反越小，影响双水相提取的因素，ATPE的基本原理，影响双水相提取的因素，ATPE的基本原理，聚合物分子量的影响：对某一相系， 如果高分子被低分子量的同种高分子置换，则提取的高分子物质，例如蛋白质、核酸、细胞粒子等，有利于分配到低分子量高分子侧。 影响双水相提取的因素、ATPE的基本原

7、理、聚合物分子量的影响：如果使用Dextran500(MW500000 )代替Dextran40(MW40000 )，则下相高分子量体的分子量变大，提取的低分子量物质，例如细胞色素c分配系数的增加引人注目但是，提取的大分子量物质，例如过氧化氢酶的分配系数，变大了原来的67倍。 影响双水相提取的因素、ATPE的基本原理、pH值的影响：改变两相的电位差，如体系的pH值和蛋白质的等电点差越大，蛋白质就越被分配到两相中变得不均匀。 pH值的变化也影响磷酸盐解离的程度，带来构成体系的物质的电变化，使分离的物质的电荷变化，也影响分配的进行。 影响双水相萃取的因素，ATPE的基本原理，离子环境影响蛋白质在两

8、相体系中的分配：双水相聚合物体系中加入电解质，阴阳离子在两相间有不同的分配。 同时，由于电中性的制约，存在通过相界面的电位差(Donnan电位)，它是影响电荷的电分子，例如蛋白质和核酸等分配的主要因素。 影响双水相萃取的因素，ATPE的基本原理，例如DNA萃取时离子成分的微小变化使DNA几乎完全从一相转移到另一相。ATPE的基本原理，离子液体BmimPF6直接提取DNA，基于ATPE的基本原理，离子液体BmimPF6的双水相系统直接提取牛血清蛋白质。双水相的特征、ATPE的特征、生物物质、天然物、抗生素等的提取、精制方面的优势： (1)水分量高(7090 )，在接近生理环境的系统中提取，避免生

9、物活性物质的失活和变性。 (2)可以从含有菌体的发酵液或培养液中直接提取必要的蛋白质(或酶)，可以直接提取细胞内酶，避免破碎和过滤等工序。双水相的特征，ATPE的基本原理，(3)分相时间短，自然分相时间一般为5min15min。 (4)界面张力小(10-710-4mNm )，有利于两相间的质量传递。 (5)无有机溶剂残留问题，高分子化合物不易挥发，对人体无害。双水相的特征，ATPE的基本原理，(6)大量的杂质可以和固体物质一起去除。 (7)工艺扩大和连续操作容易，可与后续精制工序直接连接，无需特别处理。 (8)操作条件温和，在常温常压下进行。 (9)亲和双水相提取技术提高了分配系数和提取的选择

10、性。，双水相的特征，ATPE的基本原理，该技术在应用方面取得了很大的进展，但大部分是基于实验的，至今还没有完全从理论上解释双水相系统的形成机制和生物分子在系统中的分配机制。双水相的特点，ATPE的基本原理，不足点：例如易乳化，聚合物成本高，分离效率低等，双水相提取的应用，ATPE的基本原理，双水相系统平衡时间短，含水量高，界面张力低等，给生物活性物质提供了温和的分离环境。 操作简单，经济实惠，容易扩大。 报告显示，系统可以从10ml直接扩大到1m3规模(105倍)，但各种试验参数可以成比例扩大，产量不降低。双水相提取的应用、ATPE的基本原理、英英释义、1、蛋白质、酶的纯化、2、多肽的分离纯化

11、、3、核酸的分离纯化、4、其他分离纯化、双水相提取的应用、ATPE的基本原理、主要是蛋白质、酶、病毒、脊髓病毒和线病毒的纯化、双水相萃取的应用、ATPE的基本原理、1 )蛋白质、酶的纯化、2 )多肽的分离纯化、双水相萃取的应用、ATPE的基本原理，目前，用该方法纯化的酶已达数十种，其分离过程也相当规模，I-HorngPan等人已达到PEG1500/利用NaH2PO4系统从三氟乙烯发酵液中分离纯化-木聚糖酶，该酶主要分配给下相、下相酶的活性回收率96.3%、纯化倍数33。ATPE的基本原理、以蛋白质分离为例说明双水相分离过程的原则流程：包括三阶段双水相分离，第一阶段：选择的条件是将蛋白质产物分配

12、到富PEG的上相，细胞碎片和杂质蛋白质等进入下相。 以、ATPE的基本原理、蛋白质的分离为例说明双水相分离过程的原则流程：包括三阶段双水相分离，第二阶段：分相后在上相加入盐形成双水相体系，核酸和多糖类被分配到富盐的下相，杂质、蛋白质也进入下相，必要的蛋白质再次PEG富以、ATPE的基本原理、蛋白质的分离为例，双水相分离过程的原则流程：第三步骤：分相后的上相中加入盐形成双水相体系。 在这个步骤中，为了使蛋白质进入富盐下相，从大量的PEG中分离出来。 蛋白质、盐和PEG的分离可以使用超滤、色谱、离心等技术。ATPE的应用、双水相提取的应用、ATPE的应用、4 )病毒、细胞器、细胞的分离、双水相提取

13、的应用、ATPE的应用、5 )生药成分甘草、银杏有效提取黄芩苷等的谢涛等人利用PEG4000/K2HPO4组成的双水相体系从三七中提取三七皂甙，回收率为96%。 (2)在常温下，将三七浓缩液放入10ml的离心试管中，加入一定体积的物质浓度溶液，振荡后用离心分离机以一定转速进行5min的离心使其分相. 分别读取ATPE的应用、5 )药材成分的提取(3)上下相体积，对上下相中三七总皂甙的含量进行了采样分析。双水相提取的应用，ATPE的应用，5 )生药成分提取的应用，ATPE的应用，5 )生药成分提取的应用，5 )生药成分提取的应用，ATPE的应用，双水相提取的应用，ATPE的应用，6 )双水相提取

14、分析的免疫测定，双水相提取的应用，ATPE的在聚乙二醇2000/硫酸按/偶氮)()双水相系中，Ti ()和Zr (锆gao ) ()的分离、双水相萃取的应用、ATPE的应用、7 )稀有金属/贵金属分离分别在60ml分液漏斗中使用pH不同的缓冲溶液2ml、偶氮溶液0.6ml， 用加入了5ml peg溶液和一定量的金属离子溶液的水定容为10ml，再加入2g固体(NH4)2SO4，振荡35min，静置，两相层清楚后，将下层水相放入25ml的比色管中，测定下层水相中的金属离子的残留量，计算萃取率。双水相萃取的应用，ATPE的应用，7 )稀有金属/贵金属分离，双水相萃取的发展，ATPE的发展，1 )廉价双水相系统的开发，2 )与双水相同的其他分离技术组合，可以提高分离效率，使双水相萃取技术具有更高的生命活力！双水相提取的发展、ATPE的发展、双水相系的比较、双水相提取的发展、ATPE的发展、变性淀粉PPT-PEG系被用于从发酵液中分离过氧化氢酶。 蛋白质的溶解度很大。 粘度小。 价钱便宜。 实现了、双水相萃取的发展、ATPE的发展、(1)温度诱导相分离、磁场作用、超声波作用、气溶胶技