雙水相萃取法

雙水相萃取法第一頁，共五十六頁，2022年，8月28日基因工程產(chǎn)品如蛋白質(zhì)和酶往往是胞內(nèi)產(chǎn)品，需經(jīng)細胞破碎后才能提取、純化，細胞顆粒尺寸的變化給固-液分離帶來了困難，同時這類產(chǎn)品的活性和功能對pH值、溫度和離子強度等環(huán)境因素特別敏感。由于它們在有機溶劑中的溶解度低并且會變性，因此傳統(tǒng)的溶劑萃取法并不適合。采用在有機相中添加表面活性劑產(chǎn)生反膠束的辦法可克服這些問題，但同樣存在相的分離問題。因此基因工程產(chǎn)品的商業(yè)化迫切需要開發(fā)適合大規(guī)模生產(chǎn)的、經(jīng)濟簡便的、快速高效的分離純化技術(shù)。第二頁，共五十六頁，2022年，8月28日其中雙水相萃取技術(shù)(two-aqueousphaseextraction,ATPS)，又稱水溶液兩相分配技術(shù)(Partionoftwoaqueousphaseextraction)是近年來出現(xiàn)的引人注目、極有前途的新型分離技術(shù)。雙水相萃取法的特點是能夠保留產(chǎn)物的活性，整個操作可以連續(xù)化，在除去細胞或細胞碎片時，還可以純化蛋白質(zhì)2～5倍，與傳統(tǒng)的過濾法和離心法去除細胞碎片相比，無論在收率上還是成本上都要優(yōu)越得多。第三頁，共五十六頁，2022年，8月28日雙水相萃取法和傳統(tǒng)的分離方法(如鹽析或有機溶劑沉淀等)相比也有很大的優(yōu)勢，如以β-半乳糖苷酶為例，用沉淀或雙水相萃取純化的比較見下表。除此以外，處理量相同時，雙水相萃取法比傳統(tǒng)的分離方法,設(shè)備需用量要少3～10倍，因此已被廣泛地應(yīng)用在生物化學、細胞生物學和生物化工領(lǐng)域，進行生物轉(zhuǎn)化、蛋白質(zhì)、核酸和病毒等產(chǎn)品的分離純化和分析等。用此法來提純的酶已達數(shù)十種，其分離過程也達到相當規(guī)模，如乙醇脫氫酶的分離已達到幾十千克濕細胞規(guī)模，β-半乳糖苷酶的提取也到了中試規(guī)模等。第四頁，共五十六頁，2022年，8月28日聚合物的不相溶性(incompatibility)：當兩種高分子聚合物之間存在相互排斥作用時，由于相對分子質(zhì)量較大，分子間的相互排斥作用與混合過程的熵增加相比占主導地位，一種聚合物分子的周圍將聚集同種分子而排斥異種分子，當達到平衡時，即形成分別富含不同聚合物的兩相。這種含有聚合物分子的溶液發(fā)生分相的現(xiàn)象稱為聚合物的不相容性?？尚纬呻p水相的雙聚合物體系很多，如聚乙二醇(polyethyleneglycol,

PEG)/葡聚糖(dextran，Dx)，聚丙二醇(polypropyleneglycol)/聚乙二醇和甲基纖維素(methylcellulose)/葡聚糖等。雙水相萃取中常采用的雙聚合物系統(tǒng)為PEG/Dx，該雙水相的上相富含PEG，下相富含Dx。除雙聚合物系統(tǒng)外，聚合物與無機鹽的混合溶液也可形成雙水相，例如，PEG/磷酸鉀(KPi)、PEG/磷酸銨、PEG/硫酸鈉等常用于生物產(chǎn)物的雙水相萃取。PEG/無機鹽系統(tǒng)的上相富含PEG，下相富含無機鹽。1雙水相系統(tǒng)第五頁，共五十六頁，2022年，8月28日均相區(qū)圖a和b分別為PEG/Dx和PEG/KPi系統(tǒng)的典型相圖a雙節(jié)線系線b雙節(jié)線均相區(qū)均相區(qū)兩相區(qū)兩相區(qū)系線臨界點第六頁，共五十六頁，2022年，8月28日在系線上各點處系統(tǒng)的總濃度不同，但均分成組成相同而體積不同的兩相。兩相的體積近似服從杠桿規(guī)則，即

系線的長度是衡量兩相間相對差別的尺度，系線越長，兩相間的性質(zhì)差別越大，反之則越小。當系線長度趨向于零時，即在圖b的雙節(jié)線上K點，兩相差別消失，任何溶質(zhì)在兩相中的分配系數(shù)均為1，因此K點稱為臨界點(criticalpoint)。

上下相組成分別為T和B,第七頁，共五十六頁，2022年，8月28日第八頁，共五十六頁，2022年，8月28日2.雙水相中的分配平衡

與溶劑萃取相同，溶質(zhì)在雙水相中的分配系數(shù)也用m=c2/c1表示。為簡便起見，用c1和c2分別表示平衡狀態(tài)下下相和上相中溶質(zhì)的總濃度。有關(guān)雙水相系統(tǒng)中溶質(zhì)分配平衡的理論已有很多研究報導。但是，由于影響雙水相系統(tǒng)中溶質(zhì)分配平衡的因素非常復雜，很難建立完整的熱力學理論體系。從雙水相萃取過程設(shè)計的角度出發(fā)，確定影響分配系數(shù)的主要因素是非常重要的。第九頁，共五十六頁，2022年，8月28日已有的大量研究表明，生物分子的分配系數(shù)取決于溶質(zhì)與雙水相系統(tǒng)間的各種相互作用，其中主要有靜電作用、疏水作用和生物親和作用等。因此，分配系數(shù)是各種相互作用的和:lnm=lnme+lnmh+lnmlme，mh，ml分別為靜電作用、疏水作用和生物親和作用對溶質(zhì)分配系數(shù)的貢獻。第十頁，共五十六頁，2022年，8月28日1．靜電作用非電解質(zhì)型溶質(zhì)的分配系數(shù)不受靜電作用的影響，利用相平衡熱力學理論可推導下述分配系數(shù)表達式：lnm=-Mλ/RTm-分配系數(shù)；M-溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量；λ-與溶質(zhì)表面性質(zhì)和成相系統(tǒng)有關(guān)的常數(shù);R-氣體常數(shù)，J/(mo1．K)；T-絕對溫度，K。因此，溶質(zhì)的分配系數(shù)的對數(shù)與相對分子質(zhì)量之間呈線性關(guān)系，在同一個雙水相系統(tǒng)中，若λ>0，不同溶質(zhì)的分配系數(shù)隨相對分子質(zhì)量的增大而減小。同一溶質(zhì)的分配系數(shù)隨雙水相系統(tǒng)的不同而改變，這是因為式中的λ隨雙水相系統(tǒng)而異。第十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日第十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日實際的雙水相系統(tǒng)中通常含有緩沖液和無機鹽等電解質(zhì)，當這些離子在兩相中分配濃度不同時(即分配系數(shù)≠1)，將在兩相間產(chǎn)生電位差，此時，荷電溶質(zhì)的分配平衡將受相間電位的影響，從相平衡熱力學理論推導溶質(zhì)的分配系數(shù)表達式為lnm=lnmo+ΔφFZ/RT

因此，荷電溶質(zhì)的分配系數(shù)的對數(shù)與溶質(zhì)的凈電荷數(shù)成正比,由于同一雙水相系統(tǒng)中添加不同的鹽產(chǎn)生的相間電位不同，故分配系數(shù)與凈電荷數(shù)的關(guān)系因無機鹽而異.電位差，總電荷氣體常數(shù)第十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日2．疏水作用一般蛋白質(zhì)表面均存在疏水區(qū)，疏水區(qū)占總表面積的比例越大，疏水性越強。所以，不同蛋白質(zhì)具有不同的相對疏水性。在pH為等電點的雙水相中，蛋白質(zhì)主要根據(jù)表面疏水性的差異產(chǎn)生各自的分配平衡。同時，疏水性一定的蛋白質(zhì)的分配系數(shù)受雙水相系統(tǒng)疏水性的影響。因此，有必要確定雙水相系統(tǒng)的疏水性尺度，以便在萃取操作時調(diào)整和設(shè)計蛋白質(zhì)的分配系數(shù)。PEG/Dx和PEG/無機鹽等雙水相系統(tǒng)的上相(PEG相)疏水性較大，相間的疏水性差用疏水性因子HF(hydrophobicfactor)表示。HF可通過測定疏水性已知的氨基酸在其等電點處的分配系數(shù)maa測算第十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日lnmaa=HF(RH+B)其中，RH為氨基酸的相對疏水性(relativehydrophobicity)，是通過測定氨基酸在水和乙醇中溶解度的差別確定的，并設(shè)疏水性最小的甘氨酸的RH＝0。B=lnmGly/HF所以，pH＝pI時氨基酸在雙水相系統(tǒng)中的分配系數(shù)與其RH值呈線性關(guān)系，直線的斜率就是該雙水相系統(tǒng)的HF值。第十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日利用前式可確定不同雙水相系統(tǒng)的HF值。如果在pH為等電點的雙水相中蛋白質(zhì)的分配系數(shù)(m0)與HF值之間呈線性關(guān)系，則直線的斜率定義為該蛋白質(zhì)的表面疏水性，用HFS(hydrophobicfactorofsolutes)表示lnm0=HF×HFS一般形式lnm=HF(HFS+ΔHFS)+ΔφFZ/RT

該式較全面地描述了雙水相系統(tǒng)的疏水性和相間電位、蛋白質(zhì)的疏水性和凈電荷數(shù)對分配系數(shù)的影響，同時也間接地通過鹽對蛋白質(zhì)表面疏水性和相間電位的影響表現(xiàn)了鹽對蛋白質(zhì)分配系數(shù)的作用。第十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日3.影響物質(zhì)分配平衡的因素

影響物質(zhì)在雙水相系統(tǒng)中分配的因素主要有雙水相系統(tǒng)的聚合物組成(包括聚合物類型、平均分子量)，鹽類(包括離子的類型和濃度、離子強度、pH值)，溶質(zhì)的物理化學性質(zhì)(包括分子量、等電點)以及體系的溫度等。然而，這些參數(shù)并不是獨立地起作用。所以要預測溶質(zhì)在雙水相系統(tǒng)間的分配系數(shù)是困難的。這些系統(tǒng)復雜性表現(xiàn)在如下的一些例子中：在一相中引入疏水性基團會影響離子的分配和電位，在大分子(親水聚合物或蛋白質(zhì)溶質(zhì))結(jié)構(gòu)中構(gòu)象的變化，能使另一些原子暴露在微環(huán)境中。這些事實導致只能用實驗的方法來確定滿足分配要求的操作條件。

第十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日3.1雙水相中聚合物組成的影響雙水相系統(tǒng)作為一種成功的萃取方法，很大程度上取決于使用的聚合物類型，當兩種不同聚合物的溶液混合時，可能存在三種情況：a完全混溶性(勻相溶液)；b物理的不相溶性(相分離)；c復雜的凝聚(相分離,聚合物聚集在同一相中，純?nèi)軇?水聚集在另一相中)。離子和非離子聚合物都可以使用在雙水相系統(tǒng)的構(gòu)成上，但是，當這兩種聚合物是離子化合物并帶有相反電荷時，它們互相吸引并發(fā)生復雜的凝聚。第十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日3.2雙水相系統(tǒng)物理化學性質(zhì)的影響雙水相系統(tǒng)的性質(zhì)主要取決于下列物理化學參數(shù)：密度(ρ)和兩相間的密度差，黏度(μ)和兩相間的黏度差以及表面張力(σ)。第十九頁，共五十六頁，2022年，8月28日系線長度代表了系統(tǒng)達到平衡時上、下相和總組成的關(guān)系，在臨界點附近系線的長度趨向于零，上相和下相的組成相同，因此,分配系數(shù)應(yīng)該是1。隨著聚合物和成相鹽濃度增大，系線的長度增加,上相和下相相對組成的差別就增大，產(chǎn)物如酶在兩相中的界面張力差別也增大，這將會極大地影響分配系數(shù)，使酶富集于上相。第二十頁，共五十六頁，2022年，8月28日3.3鹽和緩沖液的影響

鹽的種類和濃度對分配系數(shù)的影響主要反映在對相間電位和蛋白質(zhì)疏水性的影響。在雙聚合物系統(tǒng)中，無機離子具有各自的分配系數(shù)，不同電解質(zhì)的正負離子的分配系數(shù)不同，當雙水相系統(tǒng)中含有這些電解質(zhì)時，由于兩相均應(yīng)各自保持電中性，從而產(chǎn)生不同的相間電位，因此，鹽的種類(離子組成)影響蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的分配系數(shù)，鹽濃度不僅影響蛋白質(zhì)的表面疏水性，而且擾亂雙水相系統(tǒng)，改變各相中成相物質(zhì)的組成和相體積比。例如，PEG/KPi系統(tǒng)中上、下相(或稱輕重相)的PEG和磷酸鉀濃度以及Cl離子在上、下相中的分配平衡，隨添加NaCl濃度的增大而改變。這種相組成即相性質(zhì)的改變直接影響蛋白質(zhì)的分配系數(shù)。離子強度對不同蛋白質(zhì)的影響程度不同，利用這一特點，通過調(diào)節(jié)雙水相系統(tǒng)中的鹽濃度，可有效地萃取分離不同的蛋白質(zhì)。在不同的雙水相體系中鹽的作用也不相同。在PEG/磷酸鹽/水中加入氯化鈉可以使萬古霉素的分配系數(shù)由4提高到120,而在PEG/DEX/水體系中只從1.55提高到5。第二十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日3.4

溫度的影響溫度影響雙水相系統(tǒng)的相圖，因而影響蛋白質(zhì)的分配系數(shù)。但一般來說，當雙水相系統(tǒng)離雙節(jié)線足夠遠時，溫度的影響很小，1-2度的溫度改變不影響目標產(chǎn)物的萃取分離。第二十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日大規(guī)模雙水相萃取操作一般在室溫下進行，不需冷卻。這是基于以下原因：(1)成相聚合物PEG對蛋白質(zhì)有穩(wěn)定作用，常溫下蛋白質(zhì)一般不會發(fā)生失活或變性；(2)常溫下溶液粘度較低，容易相分離；(3)常溫操作節(jié)省冷卻費用。第二十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日在生物分子回收和純化以后，怎樣從含有目標產(chǎn)物殘余物的水溶液中回收聚合物或鹽就成為一個重要的問題。例如從1000kg面包酵母中萃取反丁烯二酸酶需要用680kgPEG-1550和533kgK3PO4，若不回收利用，化學品的消耗會使生產(chǎn)成本大幅度上升。如果產(chǎn)品是蛋白質(zhì)，并且分配在鹽相，則鹽可以在錯流過程操作方法下，用超濾或滲析膜過濾回收。如果蛋白質(zhì)積聚在聚乙二酵中，可以通過加入鹽來精制，加入的鹽導致蛋白質(zhì)在鹽相中重新分配。PEG的分離同樣可以用膜分離來實現(xiàn)，即用選擇性孔徑大小的半透膜來截留蛋白質(zhì)，同時排除PEG進行回收。另一種力法是通過鹽析或使用水-可混溶性的溶劑來沉淀蛋白質(zhì)，但是固體(產(chǎn)物)的去除被存在的PEG阻礙。也可使用離子交換和吸附，它們是通過蛋白質(zhì)與基質(zhì)的選擇性相互作用進行的。然而，當黏性聚合物溶液通過柱被處理的時候，會出現(xiàn)高的壓力降。在上述的三種方法中，膜分離是分離和濃縮被純化的蛋白質(zhì)并同步去除聚合物的最佳方法。第二十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日親和雙水相技術(shù)親和雙水相技術(shù)是指在成相高聚物上偶聯(lián)親和性配基,以提高溶質(zhì)的分配系數(shù)。這種技術(shù)已經(jīng)廣泛地運用到蛋白質(zhì)等生物大分子的分離純化工藝中。萬古霉素可以和二肽N-乙酰-D-Ala-D-Ala形成復合物,當二肽作為配基與活性MPEG共價結(jié)合后,加入到PEG/DEX系統(tǒng)中,不僅大大提高了系統(tǒng)的選擇性,而且分配系數(shù)提高了7倍。丙氨酸

第二十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日4.

雙水相系統(tǒng)的應(yīng)用雙水相萃取自發(fā)現(xiàn)以來，無論在理論上還是實踐上都有很大的發(fā)展。在最近幾年中更為突出,在若干生物工藝過程中得到了應(yīng)用，其中最重要的領(lǐng)域是蛋白質(zhì)的分離和純化，其應(yīng)用舉例如表所示。第二十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日現(xiàn)舉例介紹具體的分離、純化方法。

A酶的提取和純化雙水相的應(yīng)用始于酶的提取。由于PEG/精Dextran體系太貴，而粗Dextran粘度又太大,故目前研究相應(yīng)用較多的是PEG/鹽體系。下表中列出一些應(yīng)用的實例。第二十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日在這些體系中，酶主要分配在上相，菌體在下相或界面上。料液中濕細胞含量可高達30%，酶的提取率達90%以上。如果條件選擇合適，不僅可從發(fā)酵液提取酶，實現(xiàn)它與茵體的分離。而且還可將各種酶互相分離，

B核酸的分離及純化用PEG/Dextran體系萃取核酸時，鹽組成的微小變化將會引起分配系數(shù)的急劇變動。

C人生長激素的提取用PEG40006.6％／磷酸鹽14％體系從E.coli碎片中提取人生長激素(hGH)，當pH值＝7及菌體含量為35％(w／v)干細胞，混合5-10秒鐘后，即可達到萃取平衡．hGH分配在上相，其分配系數(shù)高達6.4，相比為0.2，收率大于60％，對蛋白的純化系數(shù)為7.8。如若進行三級錯流萃取，總收率可達81％，純化系數(shù)為3.5。第二十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日

Dβ干擾素(β-IEN)的提取雙水相萃取持別適用于β干擾素這些不穩(wěn)定的、在超濾或沉淀時易失活的蛋白質(zhì)的提取和純化,β干擾素是合成纖維細胞或小鼠體內(nèi)細胞的分泌物。培養(yǎng)基中總蛋白濃度為1g/L而它的濃度僅為0.1mg/L。用一般的PEG／Dextran體系，不能將β干擾素與主要雜蛋白分開，必須是具有帶電基團或親和基團的PEG衍生物如PEG—磷酸酯與鹽的系統(tǒng)才能使β干擾素分配在上相，雜蛋白完全分配在下相而得到分離。并且β干擾素的濃度越高，分配系數(shù)越大，純化系數(shù)甚至可高達350。這一技術(shù)已用于1×109單位的β干擾素的回收。收率達97%，干擾素的特異活性＞1×l06單位/mg蛋白。這一方法與層析技術(shù)相結(jié)合，組成雙水相萃取—層析純化聯(lián)合流程、已成功地用于工業(yè)生產(chǎn)。

第二十九頁，共五十六頁，2022年，8月28日E病毒的分離純化當病毒進入雙水相體系后，在上相和下相間也會發(fā)生選擇性分配，表現(xiàn)出一定的分配系數(shù)。雙水相萃取技術(shù)的進展從上可見雙水相萃取技術(shù)不但用于生物物質(zhì)的分離和純化，而且己成為一種新的分析測試手段。近年來還有了新的進展，主要有兩個方向：廉價雙水相體系的開發(fā)在生化工程中得到應(yīng)用的兩種雙水相體系，即高聚物—高聚物和高聚物—鹽體系。這兩種體系比較見下表：

第三十頁，共五十六頁，2022年，8月28日從表可見，高聚物—高聚物體系對活性物質(zhì)變性作用小，界面吸附少，但價格高因而尋找廉價的高聚物：高聚物雙水相體系是雙水相萃取技術(shù)應(yīng)用的一個重要發(fā)展方向。第三十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日目前比較成功的是用變性淀粉PPT(hydroxypropydertvativeofStarch)代替昂貴的dextran。PPT—PEG體系已被用來從發(fā)酵液中分離過氧化氫酶、β—半乳糖苷酶等。PPT—PEG體系比PEG—鹽體系穩(wěn)定。和PEG—dextran體系相圖非常相似，并具有以下優(yōu)點：

(1)蛋白質(zhì)溶解度大。蛋白質(zhì)在PPT濃度到l5％以前沒有沉淀，但在PEG濃度大于5％時，溶解度顯著地減小，在鹽溶液中的溶解度更小。

(2)粘度小。PPT的動力粘度只是粗dextran的1／2，因而可以大大改善傳質(zhì)效果。

(3)價格便宜。PPT價格為每千克幾十美元，而粗Dextran則要每千克幾百美元，所以PPT—PEG雙水相體系具有更廣泛的應(yīng)用前景。第三十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日液-液雙水相萃取分離α-淀粉酶α-淀粉酶是廣泛應(yīng)用的生物酶類，B.Subtilis細菌α-淀粉酶是研究和應(yīng)用較多的α-淀粉酶，其分子量為48000道爾頓，PI約為5，最適，在之間穩(wěn)定。實驗研究了α-淀粉酶在聚乙二醇（PEG）/磷酸鹽雙水相系統(tǒng)中的分配，PEG分子量、PEG濃度、pH、添加NaCl和酶濃度等因素對α-淀粉酶分配系數(shù)影響。第三十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日PEG：分子量為400，1000，4000和6000α-淀粉酶在PEG/磷酸鹽系統(tǒng)的分配系數(shù)系統(tǒng)K

PEG400（13.2%w/w）磷酸鹽（16.8%w/w）20.42PEG1000(11.5%w/w)磷酸鹽(13.4%w/w)17.62PEG4000(10%w/w)磷酸鹽(11.5%w/w)1.75PEG6000(7.5%w/w）磷酸鹽（10%w/w）0.35貴州啤酒廠

第三十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日雙水相萃取法在天然產(chǎn)物純化中的應(yīng)用傳統(tǒng)雙水相系統(tǒng)在中藥有效成分純化中的應(yīng)用中藥成分雙水相體系分離效率甘草酸聚乙二醇/硫酸銨92.2%

蘆丁聚乙二醇/吐溫/硫酸銨95.0%

銀杏黃酮聚乙二醇/磷酸鉀98.2%

水楊酸乙二醇/聚乙烯吡咯烷酮/硫酸銨102.10%

第三十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日雙水相萃取法應(yīng)用于從白蘿卜中提取過氧化物酶不同工藝制備過氧化物酶的各項指標粗酶傳統(tǒng)鹽析法雙水相萃取法蛋白含量(mg)132.5732.4094.196比活(O.D./mg·min)0.07743.30831.173純化倍數(shù)559.5402.8總酶力10.2104.3130.8提取率/%0.06630.00120.0021第三十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日雙水相體系在金屬離子分離中的應(yīng)用第三十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日金屬離子間的雙水相體系液-液萃取分離是在高聚物/鹽/萃取劑中,通過控制一定的條件,使目的金屬離子被定量萃取到高聚物相,其它金屬離子不被萃取而留在下層水相,從而實現(xiàn)混合金屬離子之間的分離。第三十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日雙水相生物催化技術(shù)雙水相生物催化技術(shù)的基本原理是:利用兩種不同高聚物的水溶液或一種高聚物和一種無機鹽的水溶液,因其濃度不同而形成互不相溶的兩液相體系,調(diào)整濃度將反應(yīng)物和生物催化劑分配于下相,產(chǎn)物分配于上相,實現(xiàn)生物反應(yīng)與產(chǎn)物分離的耦合。該技術(shù)有利于消除產(chǎn)物抑制和解決催化劑回收問題,提高催化反應(yīng)的效率,簡化產(chǎn)物的分離工藝,降低投資和操作費用。用青霉素G酰基轉(zhuǎn)移酶為催化劑,在以PEG400/硫酸鎂組成的雙水相體系中合成頭孢氨芐,酶反應(yīng)35h后仍然有80.16%的活力。產(chǎn)物的產(chǎn)率可以達到60%,而傳統(tǒng)反應(yīng)體系中產(chǎn)率只能達到21%。用水溶性高聚物EudragitS2100固定化糜蛋白在PEG/Dextran雙水相體系中催化酪蛋白水解,84%的產(chǎn)物分配到了dextran相,而酶可以通過體系pH值的降低(pH7.16～3.18)從PEG相中分離出來,然后再回調(diào)pH值即可重新溶解、重復使用。第三十九頁，共五十六頁，2022年，8月28日雙水相萃取泰樂菌素泰樂菌素是禽畜專用的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素,能預防和治療各種禽畜多發(fā)病癥,在國際上被廣泛用作飼料添加劑,在國內(nèi)需求量也很大。提取部分的成本占到總生產(chǎn)成本的70%左右。

14%PEG4000和20%Na2HPO4

構(gòu)成的雙水相對泰樂菌素進行全發(fā)酵液萃取,小試收率52.14%,省去了過濾操作,只需調(diào)節(jié)一次pH,減少了泰樂菌素的失活,純度明顯提高。第四十頁，共五十六頁，2022年，8月28日雙水相萃取與其他技術(shù)聯(lián)用第四十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日選講內(nèi)容：反相膠束（膠團）反相膠團是表面活性劑分子溶于非極性溶劑中自發(fā)形成的聚集體,其中表面活性劑的極性頭朝內(nèi)而非極性頭朝外與有機溶劑接觸。膠團內(nèi)可溶解少量水而形成微型水池。反膠團溶液是宏觀上透明均一的熱力學穩(wěn)定體系。第四十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日1，反膠團的萃取原理蛋白質(zhì)進入反膠團溶液是一協(xié)同過程。在有機溶劑相和水相兩宏觀相界面間的表面活性劑層,同鄰近的蛋白質(zhì)分子發(fā)生靜電吸引而變形,接著兩界面形成含有蛋白質(zhì)的反膠團,然后擴散到有機相中,從而實現(xiàn)了蛋白質(zhì)的萃取。改變水相條件(如pH值、離子種類或離子強度),又可使蛋白質(zhì)從有機相中返回到水相中,實現(xiàn)反萃取過程。第四十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日p154第四十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日2.反膠團的制備1）注入法：將蛋白質(zhì)水溶液直接注入到含有表面活性劑的有機溶劑中，攪拌，形成透明的溶液2）相轉(zhuǎn)移法：將蛋白質(zhì)水相與含表面活性劑的有機相接觸3）溶解法：將含反膠團的有機相與蛋白質(zhì)固體粉末一起攪拌（非水溶性蛋白質(zhì)）第四十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日反膠團萃取原理有機相、水相間的分配萃取第四十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日蛋白質(zhì)的溶解第四十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日（四）在分離工藝中的應(yīng)用2-乙基己基琥珀酸酯磺酸鈉

第四十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日2，反相膠團萃取的優(yōu)點成本低選擇性高操作方