雙水相萃取的原理及應(yīng)用ppt課件

1、雙水相萃取的原理和應(yīng)用，Aqueoustwo-phaseextraction，2014210918康文淵，成員：NF-B信號(hào)路徑，劉文榮王嘉賽義錢何亞玲，英英釋義，內(nèi)容Content，1，雙水相1896年，beijineck將明膠與瓊脂或明膠與可溶性淀粉溶液混合時(shí)，得到混濁的不透明溶液，隨之分為兩相，上相豐富明膠，下相豐富瓊脂(或淀粉)的現(xiàn)象被稱為聚合物的不溶性，稱為雙水相系(AQ ，ATPE的歷史：ATPE的歷史：1956年瑞典lund大學(xué)的Albertsson教授及其同事開(kāi)始了雙水相系統(tǒng)的比較系統(tǒng)的研究。 測(cè)定了許多雙水相系統(tǒng)的相圖，為雙水相萃取系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 僅限于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的測(cè)定

2、和理論研究。ATPE的歷史：ATPE的歷史：Kula教授的研究小組對(duì)雙水相的應(yīng)用、工藝流程、操作參數(shù)、工程設(shè)備、成本分析等進(jìn)行了很多研究，應(yīng)用成功。 1978年，首先將雙水相提取技術(shù)用于酶的大規(guī)模分離純化。 ATPE的歷史：ATPE的歷史：雙水相提取法分離多肽、蛋白質(zhì)、酶、核酸、病毒、細(xì)胞、細(xì)胞器、細(xì)胞組織、重金屬離子等，近年來(lái)，還應(yīng)用于抗生素、氨基酸、植物的有效成分等小分子的分離純化。 作為反應(yīng)系統(tǒng)用于酶反應(yīng)、生物轉(zhuǎn)化、發(fā)酵的產(chǎn)物生產(chǎn)和分離的集成。ATPE的基本原理：ATPE的基本原理，提?。豪梦镔|(zhì)在不互相混合溶劑中分配的差異進(jìn)行分離的技術(shù)。 有機(jī)溶劑提取：以不與水相溶的有機(jī)溶劑為萃取劑，

3、從水相中提取目的物，廣泛應(yīng)用于抗生素、有機(jī)酸、維生素等發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)中。 蛋白質(zhì)、核酸、酶等生物高分子的分離不太成功。 反萃?。河盟芤簭挠袡C(jī)溶劑中萃取水溶性物質(zhì)。ATPE的基本原理：ATPE的基本原理，反膠束提?。豪帽砻婊钚詣┰谟袡C(jī)相中形成的反膠束，形成分散在有機(jī)相中的親水性微環(huán)境。ATPE的基本原理：ATPE的基本原理、反膠束提?。菏股锓肿哟嬖谟谟袡C(jī)相(提取相)內(nèi)存在于反膠束的親水性微小環(huán)境中，消除了生物分子特別是蛋白質(zhì)系生物活性物質(zhì)難以溶解于有機(jī)相，或有機(jī)相發(fā)生不可逆的改性的現(xiàn)象。 超臨界萃?。篈TPE的基本原理：ATPE的基本原理，以上方法在蛋白質(zhì)的分離純化上有不同的缺陷。ATPE

4、的基本原理：ATPE的基本原理，迄今為止，雙水相技術(shù)應(yīng)用于大部分生物物質(zhì)，如：氨基酸、多肽、核酸、細(xì)胞器、細(xì)胞膜、各種細(xì)胞、病毒等的分離純化，特別是蛋白質(zhì)的大規(guī)模分離成功。ATPE的基本原理：ATPE的基本原理、雙水相提取和水有機(jī)相提取的原理相似，取決于物質(zhì)在兩相間的選擇性分配。ATPE的基本原理：ATPE的基本原理，提取體系的性質(zhì)不同時(shí)，物質(zhì)進(jìn)入雙水相體系后，由于表面性質(zhì)，電荷作用和各種作用力(如疏水鍵，氫鍵，離子鍵等)的存在和環(huán)境因素的影響，上下相的濃度不同。 ATPE的基本原理：ATPE的基本原理，經(jīng)常使用的雙水相系：ATPE的基本原理，高分子/高分子系：聚乙二醇(簡(jiǎn)稱peg ) /葡聚

5、糖(簡(jiǎn)稱Dextran )高分子/無(wú)機(jī)鹽系：硫酸鹽系。 常見(jiàn)的高分子/無(wú)機(jī)鹽系為：PEG/硫酸鹽或磷酸鹽系。常用的雙水相系：ATPE的基本原理，PEG=聚三亞甲基二醇，Kpi=磷酸鉀，DX=葡聚糖(dextran )、常用的雙水相系：ATPE的基本原理，PEG/Dx系一般是生物高分子、膜、細(xì)胞等，ATPE的基本原理，各種類型的雙水相系，相圖3360相平衡時(shí)的物質(zhì)系的組成，溫度和壓力的關(guān)系，ATPE的基本原理，相圖：相平衡時(shí)的物質(zhì)系的組成，溫度和壓力的關(guān)系，ATPE的基本原理，雙節(jié)線(bi-nodal ) :圖中的曲線。 雙節(jié)線以下的區(qū)域?yàn)榫鄥^(qū)，以上的區(qū)域?yàn)槎鄥^(qū)，ATPS。 泰線(tieli

6、ne ) :連接雙節(jié)點(diǎn)線上的兩點(diǎn)的直線。 k點(diǎn)： k點(diǎn)是臨界點(diǎn)，表示沒(méi)有二相位差。相圖：相平衡時(shí)的物質(zhì)系的組成，溫度和壓力的關(guān)系，ATPE的基本原理，系線反映的信息杠桿規(guī)則：系線的各點(diǎn)組成相同，分為體積不同的二相。 兩相體積遵循杠桿規(guī)則性質(zhì)的差異：線的長(zhǎng)度是測(cè)量?jī)上嚅g相對(duì)差異的尺度，線越長(zhǎng)，兩相間性質(zhì)的差異越大，相反越小，影響雙水相提取的因素，ATPE的基本原理，影響雙水相提取的因素，ATPE的基本原理，聚合物分子量的影響：對(duì)某一相系， 如果高分子被低分子量的同種高分子置換，則提取的高分子物質(zhì)，例如蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞粒子等，有利于分配到低分子量高分子側(cè)。 影響雙水相提取的因素、ATPE的基本原

7、理、聚合物分子量的影響：如果使用Dextran500(MW500000 )代替Dextran40(MW40000 )，則下相高分子量體的分子量變大，提取的低分子量物質(zhì)，例如細(xì)胞色素c分配系數(shù)的增加引人注目但是，提取的大分子量物質(zhì)，例如過(guò)氧化氫酶的分配系數(shù)，變大了原來(lái)的67倍。 影響雙水相提取的因素、ATPE的基本原理、pH值的影響：改變兩相的電位差，如體系的pH值和蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)差越大，蛋白質(zhì)就越被分配到兩相中變得不均勻。 pH值的變化也影響磷酸鹽解離的程度，帶來(lái)構(gòu)成體系的物質(zhì)的電變化，使分離的物質(zhì)的電荷變化，也影響分配的進(jìn)行。 影響雙水相萃取的因素，ATPE的基本原理，離子環(huán)境影響蛋白質(zhì)在兩

8、相體系中的分配：雙水相聚合物體系中加入電解質(zhì)，陰陽(yáng)離子在兩相間有不同的分配。 同時(shí)，由于電中性的制約，存在通過(guò)相界面的電位差(Donnan電位)，它是影響電荷的電分子，例如蛋白質(zhì)和核酸等分配的主要因素。 影響雙水相萃取的因素，ATPE的基本原理，例如DNA萃取時(shí)離子成分的微小變化使DNA幾乎完全從一相轉(zhuǎn)移到另一相。ATPE的基本原理，離子液體BmimPF6直接提取DNA，基于ATPE的基本原理，離子液體BmimPF6的雙水相系統(tǒng)直接提取牛血清蛋白質(zhì)。雙水相的特征、ATPE的特征、生物物質(zhì)、天然物、抗生素等的提取、精制方面的優(yōu)勢(shì)： (1)水分量高(7090 )，在接近生理環(huán)境的系統(tǒng)中提取，避免生

9、物活性物質(zhì)的失活和變性。 (2)可以從含有菌體的發(fā)酵液或培養(yǎng)液中直接提取必要的蛋白質(zhì)(或酶)，可以直接提取細(xì)胞內(nèi)酶，避免破碎和過(guò)濾等工序。雙水相的特征，ATPE的基本原理，(3)分相時(shí)間短，自然分相時(shí)間一般為5min15min。 (4)界面張力小(10-710-4mNm )，有利于兩相間的質(zhì)量傳遞。 (5)無(wú)有機(jī)溶劑殘留問(wèn)題，高分子化合物不易揮發(fā)，對(duì)人體無(wú)害。雙水相的特征，ATPE的基本原理，(6)大量的雜質(zhì)可以和固體物質(zhì)一起去除。 (7)工藝擴(kuò)大和連續(xù)操作容易，可與后續(xù)精制工序直接連接，無(wú)需特別處理。 (8)操作條件溫和，在常溫常壓下進(jìn)行。 (9)親和雙水相提取技術(shù)提高了分配系數(shù)和提取的選擇

10、性。，雙水相的特征，ATPE的基本原理，該技術(shù)在應(yīng)用方面取得了很大的進(jìn)展，但大部分是基于實(shí)驗(yàn)的，至今還沒(méi)有完全從理論上解釋雙水相系統(tǒng)的形成機(jī)制和生物分子在系統(tǒng)中的分配機(jī)制。雙水相的特點(diǎn)，ATPE的基本原理，不足點(diǎn)：例如易乳化，聚合物成本高，分離效率低等，雙水相提取的應(yīng)用，ATPE的基本原理，雙水相系統(tǒng)平衡時(shí)間短，含水量高，界面張力低等，給生物活性物質(zhì)提供了溫和的分離環(huán)境。 操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，容易擴(kuò)大。 報(bào)告顯示，系統(tǒng)可以從10ml直接擴(kuò)大到1m3規(guī)模(105倍)，但各種試驗(yàn)參數(shù)可以成比例擴(kuò)大，產(chǎn)量不降低。雙水相提取的應(yīng)用、ATPE的基本原理、英英釋義、1、蛋白質(zhì)、酶的純化、2、多肽的分離純化

11、、3、核酸的分離純化、4、其他分離純化、雙水相提取的應(yīng)用、ATPE的基本原理、主要是蛋白質(zhì)、酶、病毒、脊髓病毒和線病毒的純化、雙水相萃取的應(yīng)用、ATPE的基本原理、1 )蛋白質(zhì)、酶的純化、2 )多肽的分離純化、雙水相萃取的應(yīng)用、ATPE的基本原理，目前，用該方法純化的酶已達(dá)數(shù)十種，其分離過(guò)程也相當(dāng)規(guī)模，I-HorngPan等人已達(dá)到PEG1500/利用NaH2PO4系統(tǒng)從三氟乙烯發(fā)酵液中分離純化-木聚糖酶，該酶主要分配給下相、下相酶的活性回收率96.3%、純化倍數(shù)33。ATPE的基本原理、以蛋白質(zhì)分離為例說(shuō)明雙水相分離過(guò)程的原則流程：包括三階段雙水相分離，第一階段：選擇的條件是將蛋白質(zhì)產(chǎn)物分配

12、到富PEG的上相，細(xì)胞碎片和雜質(zhì)蛋白質(zhì)等進(jìn)入下相。 以、ATPE的基本原理、蛋白質(zhì)的分離為例說(shuō)明雙水相分離過(guò)程的原則流程：包括三階段雙水相分離，第二階段：分相后在上相加入鹽形成雙水相體系，核酸和多糖類被分配到富鹽的下相，雜質(zhì)、蛋白質(zhì)也進(jìn)入下相，必要的蛋白質(zhì)再次PEG富以、ATPE的基本原理、蛋白質(zhì)的分離為例，雙水相分離過(guò)程的原則流程：第三步驟：分相后的上相中加入鹽形成雙水相體系。 在這個(gè)步驟中，為了使蛋白質(zhì)進(jìn)入富鹽下相，從大量的PEG中分離出來(lái)。 蛋白質(zhì)、鹽和PEG的分離可以使用超濾、色譜、離心等技術(shù)。ATPE的應(yīng)用、雙水相提取的應(yīng)用、ATPE的應(yīng)用、4 )病毒、細(xì)胞器、細(xì)胞的分離、雙水相提取

13、的應(yīng)用、ATPE的應(yīng)用、5 )生藥成分甘草、銀杏有效提取黃芩苷等的謝濤等人利用PEG4000/K2HPO4組成的雙水相體系從三七中提取三七皂甙，回收率為96%。 (2)在常溫下，將三七濃縮液放入10ml的離心試管中，加入一定體積的物質(zhì)濃度溶液，振蕩后用離心分離機(jī)以一定轉(zhuǎn)速進(jìn)行5min的離心使其分相. 分別讀取ATPE的應(yīng)用、5 )藥材成分的提取(3)上下相體積，對(duì)上下相中三七總皂甙的含量進(jìn)行了采樣分析。雙水相提取的應(yīng)用，ATPE的應(yīng)用，5 )生藥成分提取的應(yīng)用，ATPE的應(yīng)用，5 )生藥成分提取的應(yīng)用，5 )生藥成分提取的應(yīng)用，ATPE的應(yīng)用，雙水相提取的應(yīng)用，ATPE的應(yīng)用，6 )雙水相提取

14、分析的免疫測(cè)定，雙水相提取的應(yīng)用，ATPE的在聚乙二醇2000/硫酸按/偶氮)()雙水相系中，Ti ()和Zr (鋯gao ) ()的分離、雙水相萃取的應(yīng)用、ATPE的應(yīng)用、7 )稀有金屬/貴金屬分離分別在60ml分液漏斗中使用pH不同的緩沖溶液2ml、偶氮溶液0.6ml， 用加入了5ml peg溶液和一定量的金屬離子溶液的水定容為10ml，再加入2g固體(NH4)2SO4，振蕩35min，靜置，兩相層清楚后，將下層水相放入25ml的比色管中，測(cè)定下層水相中的金屬離子的殘留量，計(jì)算萃取率。雙水相萃取的應(yīng)用，ATPE的應(yīng)用，7 )稀有金屬/貴金屬分離，雙水相萃取的發(fā)展，ATPE的發(fā)展，1 )廉價(jià)雙水相系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，2 )與雙水相同的其他分離技術(shù)組合，可以提高分離效率，使雙水相萃取技術(shù)具有更高的生命活力！雙水相提取的發(fā)展、ATPE的發(fā)展、雙水相系的比較、雙水相提取的發(fā)展、ATPE的發(fā)展、變性淀粉PPT-PEG系被用于從發(fā)酵液中分離過(guò)氧化氫酶。 蛋白質(zhì)的溶解度很大。 粘度小。 價(jià)錢便宜。 實(shí)現(xiàn)了、雙水相萃取的發(fā)展、ATPE的發(fā)展、(1)溫度誘導(dǎo)相分離、磁場(chǎng)作用、超聲波作用、氣溶膠技