科技名词

双水相萃取

aqueous two-phase extraction

定义：利用待分离组分在部分互溶的两个水相中分配系数的差异，实现萃取分离的过程。

学科：化工_传递过程与单元操作

相关名词：萃取 分配系数 分配比

【延伸阅读】

双水相萃取是萃取的一种方法。两种水溶性不同的聚合物，或一种聚合物和无机盐的混合溶液，在一定的浓度下，其体系会自然分成互不相溶的两相。当被分离物质进入双水相体系后，由于表面性质、电荷间作用和各种作用力等的影响，被分离物质在两相间的分配系数不同，导致其在上下相的浓度不同，即可达到分离的目的。

早在1896年人们就已观察到，明胶与琼脂，或明胶与可溶性淀粉溶液混合时，会得到一种不透明的混合溶液。静置后可分为两相，上相中含有大部分的明胶，下相中含有大部分琼脂（或淀粉），这种现象称为聚合物的不相容性，从而产生了双水相。

双水相萃取与水-有机相萃取的原理相似，都是依据物质在两相间的选择性分配，但萃取体系的性质不同。当物质进入双水相体系后，由于表面性质、电荷作用和各种力（如憎水键、氢键和离子键等）的存在和环境的影响，使其在上、下相中的浓度不同。分配系数K等于物质在两相的浓度比。各种物质的K值不同，例如各种类型的细胞粒子、噬菌体等分配系数都大于100或小于0.01，酶、蛋白质等生物大分子的分配系数在0.1~10之间，而小分子盐的分配系数在1.0左右。因而，双水相体系对生物物质的分配具有很大的选择性。

物质在双水相体系中的分配系数不是一个确定的量，它受到许多因素的影响。对于某一物质，只要选择合适的双水相体系，控制一定的条件，就可以得到合适的（较大的）分配系数，达到分离纯化的目的。

双水相萃取作为一种新型的分离技术，在生物物质、天然产物的提取、纯化方面主要有以下特点：1.含水量高（70%~90%），在接近生理环境的体系中进行萃取，不会引起生物活性物质失活或变性；2.可以直接从含有菌体的发酵液和培养液中提取所需的蛋白质，还能不经过破碎直接提取细胞内酶，省略了破碎或过滤等步骤；3.系统之间的传质和平衡过程速度快，能耗较小，自然分相时间一般为5~15分钟，如选择适当体系，回收率可达80%以上，提纯倍数可达2~20倍；4.界面张力小，在10-7~10-4 毫牛/米之间，有助于两相之间的质量传递，界面与试管壁形成的接触角几乎是直角；5.不存在有机溶剂残留问题，高聚物一般是不挥发物质，对人体无害；6.大量杂质可与固体物质一同除去；7.易于工艺放大和连续操作，与后续提纯工序可直接相连接，无需进行特殊处理；8.操作条件温和，整个操作过程在常温常压下进行。