VIP

第5章溶劑萃取分離法5.1基本概念5.2主要萃取體系5.3影響萃取的各種因素5.4溶劑萃取方法5.5膠體萃取5.6雙水相萃取5.7超臨界流體萃取1I2水溶液這是因為I2在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度，I2在相間的轉移過程是物理過程。而更多的情況下，被萃取對象要與試劑（萃取劑）發(fā)生化學作用。CCl4I2/CCl4H2O實例2溶劑萃取（solventextraction）

溶于某一液相中的組分，在與第二液相接觸后轉入第二液相的過程。又稱液-液萃取。通常是水相-有機相。

利用組分在兩互不相溶的溶劑之間的分配行為的差異進行分離的方法萃取—泛指任意兩相間的傳質過程，包括液-固萃取（固相萃?。琒FE，逆流（色譜）萃取等等。反萃取—被萃物進入有機相后，再用水相將其中部分組分萃取出來。主要目的是把隨目標物質進入有機相的雜質除掉。3溶劑萃取法的發(fā)展過程19世紀中葉人們就知道用有機溶劑萃取某些無機物。如1842年Peligot用二乙醚萃取硝酸鈾酰。1872年Berthelot和Jungfleisch根據(jù)經驗提出了液-液分配的定量關系。1891年Nernst從熱力學觀點出發(fā)闡明了液－液分配的定量關系。20世紀40年代以后，溶劑萃取走向成熟（完善的理論體系，豐富的萃取模式，廣泛的應用領域）。4溶劑萃取的優(yōu)缺點優(yōu)點

儀器設備簡單，操作方便；分離選擇性高；應用范圍廣。既可以用于無機物萃取，又可用于有機物萃取。既可進行大量物質分離，又可用于微量組分的富集。處理量大，適合工業(yè)規(guī)模分離，易于實現(xiàn)連續(xù)自動操作。缺點有機溶劑易揮發(fā)，多對人體有害手工操作比較麻煩，費時分離效率（柱效）不高。（比LC小2－3個數(shù)量級）55.1基本概念1.分配平衡常數(shù)

(A)H2O(A)org（萃?。┓峙涑?shù)KDKD為常數(shù)的條件：

溶質A在溶液中的濃度極低；

A在兩相中的分子形態(tài)相同；溫度一定。6碘在水和CCl4之間的分配（25C）

[I2]H2O,

mol/L[I2]CCl4,

mol/LKD0.114810－210.0910－287.890.076210－2

6.5210－285.540.050010－24.2610－285.200.032010－22.7210－285.007熱力學分配平衡常數(shù)K0

KD也稱（萃?。┓峙湎禂?shù)化學勢與K0

平衡時：org＝aq即：

82.分配比

當溶質在某一相或兩相中發(fā)生離解，締合，配位或離子聚集現(xiàn)象時，同一溶質在同一相中就可能存在多種形態(tài)。如OsO4在CCl4/H2O體系中分配時,出現(xiàn)下列情況。OsO4在水中水解

OsO4

＋H2OHOsO5－＋H＋

HOsO5－OsO52－＋H＋OsO4在CCl4中聚集

4OsO4

(OsO4)4水相形態(tài)：OsO4

，HOsO5－，OsO52－CCl4相形態(tài)：OsO4

，(OsO4)49分配比（D）因為同一物質的每種形態(tài)在兩相中的分配系數(shù)都不一樣。故分配比定義為某種物質在兩相之間各形態(tài)總濃度的比值。

分配比不一定是常數(shù)，隨實驗條件（pH，萃取劑，溶劑，鹽析劑等）而變化。當溶質在兩相中只有一種形態(tài)時，D＝KD103.萃取率（E）對于一次萃?。阂訡aqVorg除上式，得：可見：E得大小取決于分配比和相比（兩相體積比Vaq/Vorg）11當相比為1（即Vaq＝Vorg）時：對于分配比D較小的物質，可以通過減小相比（即增加有機溶劑體積）來提高萃取率，但這種作用不明顯。而且，增大有機溶劑體積會使有機相中的溶質濃度降低，不利于后繼分離和測定工作。所以，通常是采用多次萃取或連續(xù)萃取來提高萃取率。12多次萃取可推導出（請自己推導）經n次萃取后，水相中殘留溶質A的平衡濃度Cn為：當Vaq＝Vorg時：

式中C0為水相中A的最初濃度，即總濃度。134.分離系數(shù)（分離因子）對于單一形態(tài)溶質，D＝KD，于是有：145.2主要萃取體系直接萃取：可溶于水的有機分子（如羧酸、醇類、糖）因具有明顯的疏水性，可以直接從水相萃取到有機相。如：中藥材水提液中活性成分的萃取。間接萃取：無機離子通過與萃取劑形成疏水化合物后，再被有機相萃取。水溶液中最廣泛存在的是無機離子，因此，傳統(tǒng)的溶劑萃取最關注無機離子的萃取。156.2主要萃取體系1.萃取過程

(1)在水相中可萃取絡合物的生成和水相中發(fā)生的化學變化

(2)可萃取絡合物在水相和有機相間的分配平衡(3)可萃取絡合物在有機相中發(fā)生的化學反應（聚合，離解，與其它組分反應）162.萃取體系的分類基于元素萃取到有機相的形式分類中性配合萃取體系（簡單分子萃取體系）陽離子交換萃取體系（螯合萃取體系）離子締合萃取體系協(xié)同萃取體系其他萃取體系（如高溫萃取體系）175.2.1中性配合萃取體系1.特點被萃取物在水相中以中性分子形式存在萃取劑也是中性分子（含有適當配位基團）被萃取物與萃取劑形成中性配合物TBP－煤油體系從硝酸溶液中萃取硝酸鈾酰被萃取物形式：UO2(NO3)2

（鈾的其他形態(tài)如UO22＋,UO2NO3＋等不被萃?。┹腿篢BP（磷酸三丁酯）中性配合物：UO2(NO3)2·2TBP185.2.1中性配合萃取體系2.中性配合萃取劑中性含磷萃取劑：

磷酸酯；膦酸酯；次膦酸酯；膦氧化物；焦磷酸酯；膦的有機衍生物

中性含氧萃取劑：

酮，酯，醇，醚等，如MIBK（甲基異丁基酮）中性含硫萃取劑：

亞砜，硫醚含氮中性萃取劑：吡啶等。195.2.1中性配合萃取體系3.中性配合萃取舉例萃取強酸非極性溶劑可以萃取近乎中性分子的弱酸，但不能萃取強酸；極性溶劑（醇，醚，酮，酯）可以萃取強酸。如醚萃取硝酸：

H++NO3－+EHNO3·E或者H+＋NO3－＋H2O＋EHNO3·H2O·E有機相中溶劑化的H+與溶劑或水分子要形成氫鍵。205.2.1中性配合萃取體系萃取金屬離子

UO22＋+2NO3－+2TBPUO2(NO3)2·2TBP215.2.2陽離子交換萃取體系1.特點萃取劑通常是既溶于水又溶于有機溶劑的有機酸；故在兩相中有分配。被萃取物通常是金屬陽離子，它與有機酸生成配合物或螯合物。

Mn+(aq)

+nHA(org)

MAn(org)

+nH+(aq)有機酸萃取金屬離子的過程可以看作是水相中的陽離子與有機酸HA中的的交換反應。225.2.2陽離子交換萃取體系2.陽離子交換萃取劑酸性含磷萃取劑：烷基磷酸（如二烷基磷酸）螯合萃取劑：

-二酮（如：乙酰丙酮），8-羥基喹啉類，肟類，羥胺衍生物，雙硫腙，酚類。有機羧酸和磺酸：羧酸和磺酸在煤油，苯和CHCl3中常成為二聚體。235.2.2陽離子交換萃取體系3.萃取步驟酸性萃取酸性萃取劑對金屬離子的萃取(1)萃取劑HA在兩相中分配：HA(aq)

HA(org)

(2)萃取劑在水相中離解：HA

H+＋A-(3)水相中金屬與萃取劑陰離子配位：Mn+＋nA-MAn(4)在水相形成的金屬配合物（或螯合物）在兩相中分配

MAn(aq)

MAn(org)

245.2.2陽離子交換萃取體系4.陽離子交換萃取舉例二烷基磷酸萃取稀土

RE3+

＋

3(HA)2RE[(HA)2]3＋3H+

二烷基磷酸以二聚體參與配位

萃取物結構如右陸九芳p65255.2.3離子締合萃取體系1.特點萃取劑陰（陽）離子與被萃取物陽（陰）離子在水相中相互締合后進入有機相。多數(shù)情況下是陽離子萃取劑與金屬配陰離子形成的締合體系。被萃取物以各種多樣的形式被萃取。

如形成非溶劑化配位鹽，溶劑化配位鹽，陰離子配合物等等。離子締合萃取平衡比較復雜，定量處理比較困難。265.2.3離子締合萃取體系2.胺類萃取體系常用胺類萃取劑為脂肪胺萃取無機鹽時形成鹽進入有機相

R3N（org）＋H+＋X-

R3NH+X-（org）可以用堿將酸從有機相中反萃出來

R3NHX（org）+OH-

R3N＋H2O＋X－溶于有機相中的胺鹽能與水相中的陰離子交換

R3NHX（org）

+A-

R3NHA（org）

+X-（aq）交換能力的大小為：

ClO4－

〉NO3－

〉Cl－

〉HSO4－

〉F－

I－

〉Br－〉Cl－275.2.3離子締合萃取體系

胺類萃取金屬離子時，金屬離子以配陰離子形式與胺生成離子締合物。叔胺萃取硫酸鈾?！庪x子交換萃取機理

2R3N（org）＋H2SO4

（R3NH)2SO4（org）

UO22+

＋2SO42-

UO2(SO4)22-(R3NH)2SO4（org）＋UO2(SO4)22-

(R3NH)2UO2(SO4)2（org）＋SO42-285.2.3離子締合萃取體系3.冠（穴）醚萃取體系金屬陽離子與冠（穴）醚中的雜原子（O，N，S，P等）靠靜電相互作用形成配合物后進入有機相。配合物的穩(wěn)定性與冠（穴）醚的空穴直徑，冠（穴）醚環(huán)上雜原子種類、數(shù)目和空間排列，環(huán)上取代基，金屬離子的體積和電荷，溶劑性質等有關。穴醚因具有兩個以上環(huán)，為三維結構化合物，其球形空穴對金屬離子的配合能力比單環(huán)的冠醚要大得多。冠（穴）醚的親水雜原子向內側，外側是疏水的－CH2－CH2－基，因而使萃取配合物在有機相溶解性增加。295.2.3離子締合萃取體系穴醚[2,2,2]與金屬離子的配合反應305.2.3離子締合萃取體系冠醚與陽離子配位后，陽離子原來的配對陰離子仍伴隨在外。

315.2.3離子締合萃取體系冠醚萃取硝酸和從硝酸水溶液中萃取U(VI)，Pu(IV)等離子的機理與萃取堿金屬離子不同，而類似于TBP的萃取反應（中性配合萃?。?，形成溶劑化物。

H++NO3-+C（org）

C·HNO3（org）

UO22++2NO3-+C（org）

C·UO2(NO3)2（org）

M(NO3)4+2C（org）

2C·M(NO3)4（org）325.2.3離子締合萃取體系4.金屬以配陰離子被萃?。ㄑ瘥}萃取體系）機理（以乙醚萃取6M鹽酸水溶液中的Fe3+為例）(1)水相中被萃取金屬離子Fe3+與適當?shù)年庪x子Cl-結合形成配陰離子

Fe3++4Cl－

FeCl4－(2)含氧萃取劑與進入有機相的水合H+結合形成佯鹽陽離子

H+R-O-R（org）

+H++Cl-R-O-R（org）

+Cl-(3)金屬配陰離子與萃取劑佯鹽陽離子締合生成佯鹽

RROH+(org)＋FeCl4－

OH＋FeCl4－

RR335.2.3離子締合萃取體系5.金屬以陽離子被萃取部分大陽離子可以直接與萃取劑陰離子締合后進入有機相一些陽離子先與大分子螯合配位體形成配陽離子，配陽離子再與水相中的大陰離子（ClO3-，ClO4-，CNS-等）締合后進入有機相。如Fe3+先與聯(lián)吡啶形成配陽離子，再與ClO4-締合（締合物如右）345.2.4協(xié)同萃取體系1.協(xié)同萃取作用混合萃取劑同時萃取某一物質時，其分配比顯著大于相同濃度下各單一萃取劑分配比之和。即：有協(xié)同效應：

D協(xié)同D加和＝D1＋D2＋…無協(xié)同效應：D協(xié)同D加和反協(xié)同效應：D協(xié)同D加和協(xié)萃系數(shù)R：R=D協(xié)同/D加和355.2.4協(xié)同萃取體系

二(2-乙基己基）磷酸（P204）與中性含磷萃取劑協(xié)萃體系萃取UO22+的協(xié)萃系數(shù)含磷萃取劑（B）TBPBDBPTOPO單獨含磷萃取劑DB0.00020.0020.06單獨P204萃取劑DP204135135135混合萃取劑D協(xié)同

47035003500協(xié)萃系數(shù)R3.525.925.9TBP=磷酸三丁酯；BDBP=二丁基膦酸丁酯；TOPO=三辛基氧膦365.2.4協(xié)同萃取體系2.協(xié)同萃取機理生成了更為穩(wěn)定的含有兩種以上配位體的可萃物；生成的配合物疏水性更強，更易進入有機相中。

如單獨陽離子交換萃取反應：

Mn+

＋nHA(org)

MAn(org)

加入中性配合萃取劑S后的協(xié)同萃取反應：

Mn+

＋nHA(org)＋xS(org)

MAnSx(org)＋nH＋376.2.4協(xié)同萃取體系取代機理如果形成的萃合物中含有自由萃取劑HA，則加入中性萃取劑S后，S取代HA生成更穩(wěn)定或更疏水的萃合物。

UO22+＋3HOx(org)UO2(Ox)2HOx(org)＋2H＋UO2(Ox)2HOx(org)＋TOPO(org)UO2(Ox)2TOPO(org)＋HOx(org)有時，加入強配位體后，也可以部分取代配位數(shù)已飽和的單一配體萃合物。

Pu(TTA)4(org)＋HNO3＋TOPO(org)Pu(TTA)3NO3TBPO(org)＋HTTA385.2.4協(xié)同萃取體系溶劑化機理如果金屬的配位數(shù)沒有飽和，只有一部分被萃取劑A配位，剩下的配位部分被水分子占據(jù)，當加入中性萃取劑S后，S取代水分子，形成A和S的協(xié)同萃取體系。

Y(TTA)32H2O(org)＋2TBP(org)

Y(TTA)32TBP(org)＋2H2O395.2.4協(xié)同萃取體系主要協(xié)同萃取體系體系類型實例萃取劑類型陽離子交換與中性配合P204和TBP萃取UO22+不同的二元陽離子交換與胺類協(xié)同TTA和TOA萃取Th4+協(xié)萃體系中性配合與胺類協(xié)同TOPO和TOA萃取Am3+萃取劑類型陽離子交換與陽離子交換TTA和HAA萃取RE3+相同的二元中性配合與中性配合TBP和Ar2SO萃取UO22+協(xié)萃體系三元協(xié)萃體系陽離子交換/中性配合/胺類P204/TBP/R3N萃取UO22+405.3影響萃取的各種因素1.萃取劑濃度的影響自由（游離）萃取劑濃度增加，分配系數(shù)上升。自由萃取劑濃度指有機相中未參與形成萃合物的萃取劑濃度。濃度高到一定程度后會出現(xiàn)活度系數(shù)降低的趨勢。412.酸度的影響不同萃取體系中酸度的影響不同。在中性配合萃取體系中，酸度直接影響與金屬形成中性鹽的陰離子的濃度。陽離子交換萃取體系中H＋直接和金屬離子競爭萃取劑。3.金屬離子濃度的影響

金屬離子濃度較低的情況下，對萃取幾乎無影響，但當金屬離子濃度很高時，會導致有機相中游離萃取劑濃度降低，從而降低分配系數(shù)。424.鹽析劑的影響鹽析現(xiàn)象：在萃取中，向水相中加入另一種無機鹽使得金屬分配系數(shù)上升的現(xiàn)象。所加無機鹽稱鹽析劑。鹽析劑往往含有與被萃物相同的陰離子，加入鹽析劑將產生同離子效應，使分配系數(shù)上升。由于鹽析劑的水合作用，使得水相中的一部分水成了它們的水合水，從而降低了自由水的濃度。同時也就提高了金屬離子的活度，使分配系數(shù)提高。435.溫度的影響主要看萃取反應是吸熱還是放熱反應。溫度對TBP萃取鈾的影響見右圖446.樣品溶液中雜質離子的影響水相中存在的能與金屬離子配合的陰離子會抑制（減弱）萃取配合物的生成457.萃取劑的影響

萃取的結構和性質直接影響其與金屬離子的配位。8.稀釋劑的影響稀釋劑：加入有機相中起溶解萃取劑、減小有機相粘度、抑制乳化等作用的惰性溶劑。稀釋劑影響萃取劑的聚合。稀釋劑可能與萃取劑形成氫鍵。469.第三相(乳化層）形成的影響乳化：液體分數(shù)在另一不相溶的液體中的分散體系；乳濁液：液體雜質以微小珠滴散布在液體溶劑中的一種分散體系，是熱力學不穩(wěn)定體系。產生乳化的原因：萃取過程中劇烈振動，特別是含脂肪的樣品；溫度越低，有機相粘度越大、離子濃度越高，越易產生乳化。47破乳方法一般破乳方法：加破乳劑改變溶劑性能或化學平衡；用緩沖劑調節(jié)PH；用電解質調節(jié)離子強度高度乳化對策：離心破乳無水硫酸鈉研磨法破乳蒸干法，蒸干后再用有機溶劑萃取48中、輕度乳化對策中度乳化對策：電解質破乳。加入無機鹽，提高體系中水相比重使兩相分層。破乳率與加入電解質的量成正比。加入1mol/L的鹽酸。無水乙醇影響兩相液滴。無水硫酸鈉漏斗過濾。輕度乳化對策：玻璃棒攪動，消弱吸附作用。靜置一點時間后可自然分層。495.4溶劑萃取方法1.分批萃?。▎渭壿腿。┎僮骱唵危菍嶒炇页Ｓ玫妮腿》椒?。被萃物分配比較大時，只需進行1次萃取操作。分批萃取適合于一個組分定量地保留在水相，而另一個組分在兩相之間分配的情況。幾常用萃取儀器（見下頁）50溶劑萃取裝置51單級萃取生產工藝流程522.連續(xù)萃取（多級萃?。⒑斜环蛛x物質的水相與有機相多次接觸以提高萃取效率的分離方法。連續(xù)萃取裝置的基本構成

萃取器：樣品溶液和有機溶劑在其中進行萃取。

燒瓶：既作萃取液接受器，也是萃取劑蒸發(fā)器。

冷凝器：將萃取劑蒸汽冷凝后，回滴到萃取器中，進行下一級萃取。（裝置實例見下頁）53有機溶劑比水輕時的裝置54有機溶劑比水重時的裝置55多級萃取生產工藝流程示意圖56多級對流萃取工藝流程575.5：溶液萃取新技術5.5.1、液相微萃取5.5.2、微波輔助溶劑萃?。ㄌ崛。?.5.3、加速溶劑萃?。ㄌ崛。?85.5.1、液相微萃?。↙iquidPhaseMicro-Extraction,LPME)也稱溶劑微萃取（solventmicroextraction,SME).1996年在液-液萃取基礎上發(fā)展起來的，結合了液-液萃取和固相微萃取的優(yōu)點。只需極少量的有機溶劑、裝置簡單、操作方便、成本低。在樣品前處理方面具有重要價值。適合萃取在水溶液中溶解度小、含有酸性或堿性官能團的痕量目標物。LPME技術還可以方便地與后續(xù)分析儀器連接，實現(xiàn)在線樣品前處理。59最初的液相微萃取將一滴有機溶劑直接懸掛于色譜進樣針尖，將其浸入樣品水溶液中，分析物從被萃取到有機溶劑液滴中，直接注入色譜儀分析（分離+進樣）。缺陷：懸掛于針尖的有機溶劑滴液在攪拌樣品時容易脫落。改進方法：將多孔中空纖維管固定在針頭上保護和容納有機萃取劑。同時，纖維的多孔性增加了溶劑與樣品接觸的表面積，從而提高萃取效率。6061液態(tài)微萃取的萃取模式兩相微萃取和三相微萃取。在兩相LPME中，中空纖維管壁微孔內浸入的作為萃取劑的有機溶劑與纖維腔內吸入的作為吸收液的有機溶劑相同。目標物被萃取到纖維腔內，在接受液與樣品水相之間達到分配平衡。（萃取劑與萃取溶劑相同）62三相LPME中空纖維管壁的微孔內浸入的是有機萃取劑，而纖維腔內吸入的是水溶液接收相。有機萃取劑成了樣品水溶液和接收相水溶液的隔斷。目標物先被有機萃取劑從樣品水溶液中萃出，然后進入接收相。可離子化的分析物從水相萃取到中空纖維孔中的有機相中，再進入水相接受液中，萃取了樣品的接受液可直接注入色譜儀分析。63三相LPME的萃取裝置64動態(tài)三相微萃取裝置示意圖65微滴微萃取液滴萃取/進樣方法是一種微量樣品富集進樣技術，樣品富集機理為液液萃取。如水樣中的十二烷基硫酸鈉，與亞甲基蘭形成離子對，對氯仿液滴（1.3ul)收集，用光學檢測法檢測。若樣品為多個成分，可利用該富集技術，將富集后的樣品液滴引入色譜系統(tǒng)進行分離檢測。構思新穎，設計巧妙。66675.5.2微波輔助溶劑萃取固體樣品中化學物質的溶劑萃?。ㄌ崛?、浸?。┓椒ǎ核魇咸崛〕暎úǎ┨崛。晃⒉ǎㄝo助溶劑）萃取；加速溶劑萃取。68索氏萃取固體樣品的連續(xù)溶劑萃取裝置天然產物提取的有效手段69超聲波輔助萃取能量由外部向內部傳遞；超聲波使溶液產生氣泡（空化效應）

爆裂溫度和壓力升高增強化學作用。優(yōu)點：價廉、快速、簡便、安全、批量處理。705.5.2微波輔助溶劑萃取微波輔助溶劑萃?。╩icrowaveassistedsolventextraction,MASE）也稱微波輔助萃取或微波萃取。微波指波長在1mm至1m范圍（300-300000MHz）的電磁波。915MHz和2450MHz兩個頻率廣泛用于微波加熱。微波輔助萃取就是利用微波加熱來加速溶劑對固體樣品中目標物的萃取。早期使用家用微波爐，幾分鐘就解決了傳統(tǒng)加熱萃取需要幾個小時，甚至十幾個小時的問題。71微波加熱原理傳統(tǒng)加熱：熱傳導、熱輻射方式，由外向里，加熱慢，受熱不均。微波加熱：被輻射物質偶極矩旋轉（數(shù)億次/分鐘）和離子傳導方式，有里向外，加熱快，受熱均勻。微波加熱的選擇性：不同物質的極性不同，吸收微波能的程度就不同，因而產生和傳遞給周圍環(huán)境的熱量不同。非熱生物效應：生物樣品中的極性水分子在微波場中的強烈極性震蕩，導致細胞分子間氫鍵松弛，細胞膜結構破裂，使萃取更快，更完全。72密閉性微波萃取裝置可控溫控壓。萃取罐密閉，目標成分不易損失。壓力增大時，溶劑沸點也相應提高，有利萃取。萃取溶劑既可以是無機酸，也可以是各種有機溶劑（包括正己烷，苯等非極性溶劑）。73開罐型微波萃取裝置通過一根波導管將微波聚焦于萃取體系上；萃取罐是開放式的，與大氣連通，只能控溫、不能控壓。繼承了索氏萃取的優(yōu)點；不足之處是同時處理的樣品數(shù)較少。745.5.3加速溶劑萃取

（acceleratedsolventextraction,ASE)ASE用溶劑從固體或半固體樣品中快速提取目標物質；通過高溫（50-200℃）和高壓（10-20MPa）加快提取速度。75增加溫度的效果增加分析物的溶解度；

如：蒽在150℃的氯甲烷中的溶解度是50℃時的15倍有利于克服基體效應，加快解析動力學；降低溶劑粘度，加速溶劑分子向基體中的擴散。76升高壓力的效果使溶劑在高溫下仍保持液態(tài)；可保證易揮發(fā)性物質不揮發(fā)；在壓力下可快速充滿萃取池。77加速溶劑萃取流程將樣品裝入萃取池，放到圓盤式傳送裝置上，以下操作自動進行。傳送裝置將萃取池送入加熱爐腔，泵將溶劑輸送到萃取池，萃取池在加熱爐中被加熱和加壓，靜態(tài)萃取數(shù)分鐘，萃取液經濾膜進入收集瓶。少量多次向萃取池中加入清洗溶劑，然后用氮氣吹洗萃取池和管道。78798081帶有溶劑控制器的ASE82幾種溶劑提取方法的比較83ASE優(yōu)點（與其他溶劑萃取相比）快速溶劑用量少萃取效率高樣品基體影響小可同時選用多種溶劑進行萃取安全、全自動84ASETM萃取揮發(fā)性物質的回收率85ASE從香蕉中萃取12種有機氯殺蟲劑865.6膠體萃取1.基本概念膠體（膠團）萃取—被萃取物以膠體或膠團形式被萃取。膠體萃取也能用于無機物的分離，但應用較少。如：氯仿（或CCl4）萃取膠體金；乙醚或氯仿萃取膠體銀或硫酸鋇。正向微膠團：在水溶液中加入表面活性劑達到一定濃度時，會形成表面活性劑聚集體（膠團），在這種膠團頭中，表面活性劑的極性頭（基團）朝外（向水），而非極性尾朝內。87反向微膠團：與正相微膠團相反，當向非極性溶劑中加入表面活性劑達到一定濃度時，會形成憎水非極性尾朝外（向溶劑），而極性頭（親水基）朝內的膠團。膠團大小在毫微米級。

(e)正向微膠團

(f)反向微膠團88生物物質對分離體系的要求嚴格由于在分離過程中生物物質容易被破壞，很多通常的分離方法（如蒸餾）難以采用。由于生物樣品一般粘度較大，過濾和超濾等也困難。由于生物物質（蛋白質）的親水憎油性，使其難溶于一般有機溶劑；不適合通常的水相/有機溶劑相體系。由于生物物質直接與有機溶劑接觸會引起變性。應盡可能避免直接接觸。89對生物物質萃取所用溶劑的要求

即能溶解蛋白質并能與水分相，又不破壞蛋白質的生物功能。反向微膠團對生物物質的溶解反向微膠團中有一個極性核心，它包括了表面活性劑的極性頭組成的內表面，平衡離子和水。此極性核心又稱“水池（waterpool）”，水池可以溶解極性分子，于是，極性的生物分子就可以溶于有機溶劑而不直接接觸有機溶劑。90912.蛋白質的溶解模型水殼模型蛋白質居于“水池”中心，水殼層則保護了蛋白質，使其生物活性不會改變。陸九芳p125a92蛋白質親水基插入反向微膠團僅蛋白質的親水基插入膠團內部的“水池”中，而其親脂基團露在膠團外面，與表面活性劑的疏水劑或有機溶劑的碳氫部分接觸。陸九芳p125b93吸附模型蛋白質分子吸附在膠團內部由表面活性劑親水頭組成的親水壁上。陸九芳p125c94溶解模型蛋白質被幾個膠團包圍而溶解于表面活性劑膠團，膠團的非極性尾與蛋白質的親脂部分直接作用。陸九芳p125c95水殼模型是比較公認的蛋白質溶解機理膠團中水含量（0）“水池”中的水與正常水不同，特別是當0相當?shù)停ㄈ?<10）時，其冰點通常低于00C。蛋白質表面的電荷與微膠團內表面的電荷之間的靜電作用對蛋白質的溶解起重要作用。963.影響膠團萃取的主要因素(1)表面活性劑和溶劑種類表面活性劑多采用AOT（琥珀酸二(2-乙基己基)酯磺酸鈉）陰離子表面活性劑97有機溶劑通常采用異辛烷。表面活性劑AOT能迅速溶于有機溶劑，也能溶于水而形成液晶態(tài)（非球狀）膠團。AOT作為反向微膠團的表面活性劑的優(yōu)點：

所形成的膠團的含水率高（0為50－60），比季銨鹽高一個數(shù)量級以上；

AOT形成反向微膠團時，不需要助表面活性劑。98(2)水相pH值蛋白質為兩性分子，各種蛋白質有確定的等電點(pI)，當pH<pI時，蛋白質荷正電，AOT為陰離子表面活性劑，所形成的反向膠團內表面荷負電，蛋白質分子與膠團內表面作用強，能形成穩(wěn)定的含蛋白質的微膠團。當pH>pI時，蛋白質分子和表面活性劑內表面都荷負電，相互排斥，蛋白質難溶于膠團中。pH過低時，蛋白質會變質，溶解度也降低。99100(3)離子強度離子強度增加，減小了蛋白質的表面電荷與微膠團內表面電荷的相互作用，從而降低蛋白質在膠團中的溶解度。陸九芳p127－3201014.膠團萃取分離過程(1)制備含蛋白質的反向微膠團的三種方法相轉移法：將含蛋白質的水相和含表面活性劑的有機溶劑相接觸，在緩慢攪拌下，部分蛋白質轉入（萃入）有機相。此過程較慢，最終得到的含蛋白質有機相是穩(wěn)定的。注入法：向含表面活性劑的有機相中注入含蛋白質的水溶液。此過程較快，操作也很簡單。溶解法：適用于水不溶蛋白質。將含水的反向微膠團的有機溶液與蛋白質固體粉末一起攪拌。102103(2)實例：膠團萃取分離3種蛋白質（核糖核酸酶、細胞色素C、溶菌酶）

表面活性劑：AOT；有機相：異辛烷

利用離子強度和pH值調節(jié)蛋白質的溶解度差異。pH=9,[KCl]=0.1M時，核糖核酸酶不溶于膠團，而留在水相。進入有機相膠團中的細胞色素C和溶菌酶用pH=9,[KCl]=0.5M的水溶液反萃取，只有細胞色素C進入水相。仍留在有機相中的溶菌酶再用pH=11.5,[KCl]=2.0M的水相反萃取。104陸九芳p128－323核糖核酸不溶于膠團，留在水相反萃取，只有細胞色素C進入水相反萃取1056.7雙水相萃取1896年Beijerinck發(fā)現(xiàn)：（明膠＋瓊脂）或（明膠＋可溶性淀粉）混濁不透明溶液兩個有界面的液相

兩相的主成分都是水

上相富含明膠

下相富含瓊脂（或淀粉）106雙水相的形成雙水相：將兩種聚合物水溶液混合時，當聚合物濃度達到一定值，體系會自然分成互不相溶的兩組。形成原因：由于不同高聚物的不相溶性，即高聚物分子的空間阻礙作用，相互無法滲透，不能形成均一相，從而具有分離傾向，在一定條件下即可分為兩相。一般認為只要兩種聚合物水溶液的憎水程度有差異，混合時才可發(fā)生相分離，且憎水程度相差越大，相分離傾向越大。107等體積的2.2%葡聚糖與0.72%的甲基纖維素的水溶液形成的雙水相體系

上相：

0.39%葡聚糖

0.65%甲基纖維素

98.96%水下相：

1.58%葡聚糖

0.15%甲基纖維素

98.27%水108

幾類雙水相體系聚合物－聚合物－水：聚丙稀乙二醇－甲氧基聚乙二醇聚乙二醇－聚乙烯醇高分子電解質－聚合物－水：硫酸葡聚糖鈉鹽－聚丙稀乙二醇羧甲基葡聚糖鈉鹽－甲基纖維素高分子電解質－高分子電解質－水：硫酸葡聚糖鈉鹽－羧甲基纖維素鈉鹽硫酸葡聚糖鈉鹽－羧甲基葡聚糖鈉鹽聚合物－低分子量組分－水：聚丙稀乙二醇－磷酸鉀甲氧基聚乙二醇－磷酸鉀聚丙稀乙二醇－葡萄糖表面活性劑－表面活性劑－水：109生物物質在雙水相體系中的分配生物樣品的復雜性分配機理的復雜性

包括可溶性物質（蛋白質、核酸）、懸浮顆粒（細胞或細胞器）；各種物質的大小、形狀和性質不同；存在形式不同（離解狀態(tài)、聚集狀態(tài)）分配機理的解釋

界面張力作用電位差作用（Donnan效應）110界面張力作用微小粒子在液體中由于熱運動而隨機分布，界面張力的影響使它呈不均勻分布，并聚集在雙水相體系中具有較低能量的一相中。電位差作用

帶電大分子（粒子）在兩相中分配時，會在兩相產生電位差—Donnan效應。Donnan效應使得某些物質選擇性地通過Donnan膜，即某種（類）物質在某相富集。111影響分配的因素聚合物的組成和濃度pH

影響兩相的電位差。鹽的種類和濃度陸九芳p137－330112新型雙水相系統(tǒng)廉價雙水相系統(tǒng)溫敏性雙水相體系熱分離聚合物雙水相體系正負離子表面活性劑雙水相體系親和雙水相體系113廉價雙水相系統(tǒng)現(xiàn)有生物物質分離過程使用的雙水相系統(tǒng)價格較高，尋找廉價替代品變性淀粉、麥芽糊精、阿拉伯樹膠葡萄糖羥基纖維素PEG114溫敏性雙水相體系115熱分離聚合物雙水相體系116離子表面活性劑雙水相體系平衡的兩相均為很稀的溶液。含水量高、兩相容易分離、表面活性劑的用量很小且可循環(huán)使用。形成雙水相系統(tǒng)的規(guī)律、雙水相區(qū)域及其影響因素等的研究相對較少。117親和雙水相萃取體系在組合相系統(tǒng)的聚合物上耦聯(lián)一定的親和配基常用于親和雙水相系統(tǒng)的3種配基基團親合基配基燃料親合基配基生物親合基配基金屬配基親合雙水性的優(yōu)越性118離子液體雙水性萃取離子液體是一種新型的綠色溶劑；通常由一種有機鹽和一種無機鹽形成；例如：親水性離子液體[Bmim]BF4和NaH2PO4.2H2O水溶液形成的雙水相體系用于青霉素G的萃取。青霉素萃取率可達93.7%；萃取過程不發(fā)生乳化現(xiàn)象，有利于兩相分離；成相鹽的種類和濃度以及初始離子液體的濃度影響雙水相的形成。119NaH2PO4.2H2O濃度對兩相體積和萃取率的影響120青霉素G的濃度對兩相體積和萃取率的影響121[Bmim]BF4的濃度對兩相體積和萃取率的影響122

雙水相萃取的應用酶、核酸、生長激素、病毒等生物物質的分離純化萃取流程（右圖）聚乙二醇（PEG）-磷酸鹽體系萃取酶1.目標酶進入富PEG上相;2.富PEG上相中加鹽后形成新雙水相，目標酶進入上相。。3.富PEG上相中加鹽后形成新雙水相，目標酶進入下相。

破碎的細胞

PEG/磷酸鹽

下相：上相產物：目標蛋白質細胞碎片、雜蛋＋鹽白、核酸、多糖形成PEG/磷酸鹽體系

下相：核酸、上相產物：目標酶雜蛋白、多糖＋鹽形成PEG/磷酸鹽體系下相：目標酶上相：PEG，蛋白質123124雙水相體系的特點：體系中水含量達70－90％，組成雙水相的高聚物及某些無機鹽不會導致生物物質失活或變性，有時還有保護作用?？芍苯訌暮芯w的發(fā)酵液和培養(yǎng)液中提取所需蛋白質，還能不經破碎直接提取細胞內酶。易于進行工業(yè)放大，處理量可以較大。萃取后，含有聚合物的目標產物可以采用常