双水相萃取和反胶束萃取的原理?各自如何在酶的分离纯化中应有?

题目

双水相萃取和反胶束萃取的原理?各自如何在酶的分离纯化中应有?

参考答案和解析
正确答案:双水相萃取原理:是依据样品中目标组分在两相间的分配系数不同来进行选择性分离,当样品加入双水相体系后,由于表面性质、电荷作用和各种作用力(如疏水键、氢键和离子键等)的存在和环境条件的影响,各组分在两相中的浓度不同。由于分配系数等于系统平衡时两相中目标组分的浓度比,因此,在双水相萃取体系中可以利用各组分K值的不同对物质进行分离。
应用:双水相萃取已经用于多种生物酶的分离,如利用PEG/磷酸盐双水相体系提取发酵液中的碱性木聚糖酶,利用PEG/羟丙基淀粉体系从黄豆中分离磷酸甘油酸和磷酸甘油醛脱氢酶,利用PEG/K3PO4双水相体系萃取纯化葡萄糖淀粉酶,利用PEG/Dextran双水相体系分离过氢氧化酶等。此外,α-淀粉酶、胆固醇氧化酶、脂肪酶、纤维素酶、L-天冬酰胺酶等在双水相体系中也得到较好的分离。
反胶束萃取的原理:当蛋白质样品与反胶束溶液表面和蛋白质表面的相互作用,在两相界面形成了包含蛋白质的反胶束团,此时蛋白质以最大限度扩散进入反胶束中,从而实现蛋白质的正萃取。然后,含有蛋白质的反胶束与另一水相接触,通过改变水相条件(如PH、离子强度等),可以调节蛋白质反萃取回水相,从而实现正萃取或反萃取过程,回收目的蛋白质。应用:反胶束萃取已经用于多种酶蛋白的分离,如利用十六烷甲基三甲基溴化铵(CTAB)、异辛烷/正辛醇反胶束溶液萃取纤维素酶,利用二烷基磷酸盐/异辛烷反胶束溶液萃取溶菌酶,利用琥珀酸二酯磺酸钠/异辛烷反胶束溶液提取发酵液中的碱性蛋白酶和α-淀粉酶等。此外,胰蛋白酶、碱性蛋白酶、异柠檬酸脱氢酶、β-羟基丁酸脱氢酶、脂肪酶等也可以利用反胶束萃取进行分离。
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相似问题和答案

第1题:

双水相萃取技术的原理及特点是什么? 


正确答案: 双水相萃取技术(Aqueous two-phase extraction,ATPE) 是指把两种聚合物或一种聚合物与一种盐的水溶液混合在一起,由于聚合物与聚合物之间或聚合物与盐之间的不相溶性形成两相的新型分离技术。
双水相体系的形成主要是由于高聚物之间的不相溶性,即高聚物分子的空间阻碍作用,互相无法渗透,不能形成均一相,从而分相。
两相间的界面张力小,易分散,有利于强化相际间的物质传递;
操作条件温和,可以在常温常压下进行,有助于保持生物活性;
传质和平衡速度快,回收率高,分相时间短,能耗较低,而且可以实现快速分离;
大量杂质能够与所有固体物质一起去掉,使整个分离过程更经济;
含水量高,不会引起生物活性物质失活或变性;
一般不存在有机溶剂的残留问题,对人体无害,对环境污染小;
易于连续化操作, 设备简单,并且可直接与后续提纯工序相连接;
分配过程影响因素较多,可以采取多种手段来提高分配选择性或过程收率。
易乳化,部分相分离时间长,成本高,黏度大,回收困难。

第2题:

溶剂萃取技术可分离蛋白质和多肽,包括许多酶的分离纯化。


正确答案:错误

第3题:

双水相萃取、反胶束萃取、超临界流体萃取基本原理及各自的优点?


正确答案:(1)超临界流体萃取
原理:利用处于临界压力和临界温度以上的一些溶剂流体所具有特异增加物质溶解能力来分离纯化的技术。
优点: ①具有广泛的适应性:
②萃取效率高,过程易于调节:
③分离工艺流程简单:
④有些分离过程可在接近室温下完成
缺点:分离过程必须在高压下进行,设备及工艺技术要求高,投资比较大,普及应用较为困难
(2)双水相萃取
原理:利用生物物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异进行分离的过程。
优点:保留产物的活性、可连续化操作
(3)反胶束萃取
原理:表面活性剂溶于非极性溶剂中,并使其浓度超过临界胶束浓度,便会在有机溶剂内形成聚集体,非极性基团在外,极性基团则排列在内,形成一个极性核,此极性核具有溶解极性物质的能力。
优点:具有成本低、溶剂可反复使用、萃取率和反萃取率都高等。

第4题:

双水相萃取的概念?为什么要进行双水相萃取?双水相萃取的主要操作原则是什么?有何注意事项?


正确答案: 双水相萃取:利用被提取物在二相中的分配不同而实现分离的目的;由于蛋白质在有机相中容易失活,因此采用的二相均为亲水相,如PEG/葡聚糖、PEG/无机盐等,称为双水相,两相密度不同,轻相富含一种高分子,重相可能富含另一高分子,细胞碎片和蛋白质在二相间的分配系数不同,从而实现分离的目的。
进行双水相萃取的原因:
核酸等大部分杂质一般处于下相,可以一并除去;
下相是无机盐富集相,作为废弃物成本低些;
蛋白质保持于上相的PEG层有利于其活性的保持;
碎片在下相有利于离心机的连续分离。
双水相萃取的主要操作原则是:将碎片分配在下层(调节PEG和无机盐浓度比例,可以控制细胞碎片在上下层间的分配)。
做的时候要考虑以下几点:PEG浓度;PEG分子量;盐和pH值。

第5题:

双水相萃取在蛋白质的提取分离中具有较好的应用潜力。请谈谈你对双水相萃取的局限及今后发展方向的理解。


正确答案:局限:易乳化,相分离时间长,成相聚合物成本高,水溶性高聚物大多数粘度大,不易定量控制,水溶性高聚物难以挥发,使反萃剂必不可少,高聚物的回收难;而且,目前对双水相体系的双水动力学研究,双水相萃取设备流程研究,成相聚合物的重复利用以及普通有机物-无机物双水相体系等方面相关文献报道比较少,有待进一步研究和开发。
发展方向:开发廉价的新型双水相体系,双水相分配与相关技术的集成化,双水相萃取过程的开发,双水相萃取相关理论的发展,亲和双水相萃取技术。

第6题:

什么叫双水相萃取技术?在生物产业中双水相萃取法常用于何种物质提取?


正确答案:双水相萃取技术是指亲水性聚合物水溶液在一定条件下可以形成双水相,由于被分离物在两相中分配不同,便可实现分离。
双水相萃取法常用于胞内酶提取,双水相系统可用于细胞碎片以及酶的进一步精制。

第7题:

双水相萃取可用于醇类、脂肪族羧酸、氨基酸、抗生素、维生素等生物小分子的分离与纯化。


正确答案:错误

第8题:

什么是双水相萃取?双水相萃取的优点是什么?


正确答案: 双水相萃取是利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。
易于放大双水相系统之间的传质过程和平衡过程快速,因此能耗较小,可以实现快速分离。易于进行连续化操作。

第9题:

简述双水相萃取原理。


正确答案:溶质在两相中的溶解能力不同,遵守分配定律K=上相平衡总浓度/下相平衡总浓度。

第10题:

双水相萃取原理


正确答案: 基于物质在双水相体系中的选择性分配。