双水相萃取技术研究进展及应用

化工文献 双水相

#$$%年第!$卷第!期

43

44444443

化工生产与技术&’()*+,-./012+3*04,415(+’40-067 !"

44444443

综述

液;液萃取技术是化学工业中普遍采用的分离技术之一，在生物化工、基因工程中也有其广泛的应用，然而，大部分生物制品的原液是低浓度和有生物活性的，需要在低温或室温条件下进行富集、分离，因而常规的萃取技术在这些领域中的应用受到限制。双水相体系就是考虑到这种现状，基于液;液萃取理论同时考虑保持生物活性所开发的一种新型的液;液萃取分离技术。

!双水相体系的形成机理

双水相体系是指某些有机物之间或有机物与

无机盐之间，在水中以适当的浓度溶解后形成互不相溶的#相或多相水相体系。例如，等量的!<!=右旋糖酐溶液和$<%9=甲基纤维素溶液混合，静止后产生#相，上相含右旋糖酐$<%"=，含甲基纤维素$<9>=；而下相含右旋糖酐!<>?=，含甲基纤维素

从溶液理论上说来，当#种或多种有机物和$<!>=。

水溶液相互混合时，是分层还是混合成一相，取决于混合时熵变问题和分子间的相互作用力#个因

素。只是双水相体系熵的计算很难准确，分子间的相互作用力也不清楚，因而对于双水相的形成，至今还没有一套完整的理论模型来解释。按传统的双水相理论来说，只有大分子才能由于界面张力等因素形成#相间的不对称，在空间上产生了空间阻隔效应，使#相之间无法相互渗透，在一定条件下就有双水相现象出现。这种解释是基于对于过去所研究的只是高聚物;高聚物双水相体系而言，存在着一

收稿日期：#$$#;$";$#

43

双水相萃取技术研究进展及应用

谭平华

林金清

肖春妹

郝三存

8华侨大学化工学院，福建泉州%9#$!!:

摘要

双水相萃取技术作为一种新型的分离技术日益受到重视，它与传统的萃取方法相

比有独特的优点。总结了双水相萃取形成的原理，萃取过程的基本理论、萃取体系的特点以及热力学模型的发展，综述了双水相萃取技术在生化工业、分析检测、稀有金属分离等方面的应用，介绍了该技术的最新进展，指出了该技术工业化存在的问题并对今后的发展作了展望。关键词

双水相

萃取

分离

应用

定的合理性，但也存在着明显的片面性。例如，对近几年开发研究的高聚物与盐、低分子量的某些表面以及很多普通有机物和无机盐之间活性剂之间@!A，

的双水相体系现象的解释就显得无能为力@#A。对于这些新型体系形成机理的解释可以说各种各样，不过大多数学者认为，高聚物;盐;水体系的形成机理是盐析作用的结果；普通有机物乙醇、异丙醇类形成的双水相机理，是一个盐溶液与有机溶剂争夺水分子形成缔合水合物的结果；对于表面活性剂混合溶液形成双水相体系的机理，以B-,4CD3(*4等为代

表的学者认为是由于表面活性剂混合溶液中不同结构和组成的胶束平衡共存的结果。以上的这些机理解释，显然不能趋于统一，对于具体形成机理和溶液理论，有待于进一步探索。

"双水相萃取的基本原理

双水相体系萃取分离原理是基于生物质在双水

相体系中的选择性分配。当生物物质进入双水相体系后，在上相和下相间进行选择性分配，这种分配关系与常规的萃取分配关系相比，表现出更大或更小的分配系数。如各种类型的细胞粒子、噬菌体的分配系数都大于!$$或者小于$<$!。其分配规律服从E(/4D3分配定律，即!F"3G"H，式中"3、"H分别代表上相、下相中的溶质（分子或粒子）的浓度。研究表明，在相体系固定时，预分离物质在相当大的浓度范围内，分配系数#为常数，与溶质的浓度无关，只取决于被分离物质本身的性质和特