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双水相萃取技术新进展.pdf

双水相萃取技术新进展

蘋贫
2013-10-22 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《双水相萃取技术新进展pdf》,可适用于农林牧渔领域

双水相萃取技术新进展谭天伟’沈忠耀清华大学化学工程系摘票本文简要介绍了双水格攀取技术在生物活性物质的纯化及分析上的应用,并且从四个方面总怡了双水相雄取技术的布进粗和发展方向。引宫髓着生物技术的发展,开发了许多基因工程产品,但一个产品的商品化,很大程度上取决于分离、纯化操作费用,对墓因工、程产品而言,纯化费用约占总操作费用的肠。传统的分离方法如沉淀法,层析法,处理量小,活性损失大,因而很有必要开发一些新型的,分离步骤少,活性收率高的分离方法。双水相萃取彼术便是近年来发展很快的一种生畏物分离方法,并已经成功地应用生物活性物质的纯化,而且也己应用于生物活性物质分析及一免疫分析。双水相萃取技术具有活性损失小,分离步骤少的优点,在国内外已经得到广泛的重视「飞「、、一、双水相萃取技术的应用双水相萃取技术可用于多种生物活性物质的分离知纯化,如表〔、〕。表双水相奉取技术在分禽中的应用举例’分离物质酶举例体系核酸生长素病毒一干扰素细胞及组织过氧化氢酶的分离分离有活性及无活性人生一民激素的纯化脊盆病毒和线病毒的分离分离日一干扰素分离含有胆碱受体的细胞盐一磷酸醋盐三甲胺分分配系数数收率率工写写一一一二二认二丁一。得得了为为”‘‘写写双水相萃取技术还可用于生物活性物质的分析检测。利用双水相萃取技术分析某种生物分子,常常需要另一种与其定量复合的分子,只要复合物和反应物之一具有不同的分配系数,最好能分配在不同相中,则可用双水相萃取技术进行分析,双水相萃取分析。“已成功地应用于免疫分析,生物分子之间相互作用的测定,细胞数的测定。在免疫分析中,一般利用抗体和抗原或细胞之间达到一定的平衡,而分析其中之一,而双水相分析法是一种非平衡法,即抗体和抗原之间并没有达到平衡,而是利用分配系数不同而进行分析。如强心药物异经基毛地黄毒昔简称黄毒昔的免疫测定〔〕,将用‘‘标记的黄毒昔与含有黄毒昔的血清样品混合,加入一定量的抗体,保温后加入双水相体系肠,肠‘分相后,抗体分配在下相,黄毒营在上相,测定上相的放射性则可测定免疫效果。此法同放射性免疫法比较相关系数为。利用双水相萃取可以测定生物大分子之间的相互作用。如确定血清蛋白和染料之间的相互作用,采用一双水相体系、血清蛋白分配系数为,染料分配系数,染料蛋白复合物分配在下相,通过测定上相的染料含量则可以推算染料蛋白复合物的组成。若用传统的平衡渗析法分析,则需要小时,而用双水相分析,则只需小时【〕。利用双水相萃取还可分析细胞。如对细胞数测定〔〕,其和免疫球蛋白有定量结合作用,采用衍生物体系,和细胞复合物分别分配在上下相,测定上相量则可推算细胞数。双水相分析操作简单,是一种很有前途的分析方法。二、双水相萃取技术新进展寻找廉价的双水相体系目前所用的双水相体系主要有两类高聚物高聚物,高聚物一盐。这两种体系比较如表。表两种双水相体系的比较高聚物高聚物高聚物盐一⋯易于分相,低盆浓度操作,活性损失小成本低粘度小价格贵,粘度大一⋯一盐浓度高,活性损失大界面吸附多由表可知,高聚物高聚物体系比较容易操作,且变性作用小,界面吸附少,但价格高,因而寻找廉价的高聚物高聚物双水相体系便是双水相萃取技术应用的一个重要发展方向。国外有人【〕用聚丙烯酸胺代替,但效果不理想。采用支链淀粉代替昂贵的〔〕。但目前最为成功灼是变性淀粉。一体系已被用来从发酵液中分离过氧化氢酶,日一半乳糖昔酶等〔〕。〔利用染料化双水相体系大规模从肌肉中提取乳酸脱氢酶,收率达怕。一体系相图和体系相图非常相似,但比一盐体系稳定得多。和一体系相比,一体系具有下列优点①蛋白溶解度大。蛋白质在浓度到肠以前没有沉淀,但在浓度大于肠时,溶解度显著地减小,在盐溶液中的溶解度更小。②粘度小。动力粘度只有粗的一半,因而可以大大改善传质效果。③价格便宜。价格为跳美元公斤,而粗“,则要关元公斤,因而一双水相体系具有更为广泛的应用前景。双水相休系同生物转化相结合许多生物转化都存在产物抑制效应,如酒精发酵,产物浓度一般只有肠左右,另一方面,许多生物转化都存在细胞或酶循环再利用问题,目前主要采用膜分离技术及固定化细胞,但对某些底物,如木质纤维素,如采用固定化细胞,则反应物转化率很低,而膜分离又难于操作,因而如何将产物在发酵过程中取出,同时又可使细胞或酶再循环,便是一个垂要的研究课题将双水相萃取同生物转化结合便为这个问题的解决提供了一条新路。一〕研究了在一体系中,利用村草杆菌进行流加发酵生产一淀粉酶,在发酵期间,上相酶浓度可达一,而在对照的发酵中,酵浓度仅为,应用这种方法比普通发酵法酶产率提高呱。他还将双水相萃取应用于青霉素酸化酶的生产中。将双水栩萃取同生物转化结合在一起有两个特点,其一是双水相体系对菌体及酶没有一毒害作用,同时又可将产物萃入上相,消除产物抑制作用其二三则是使分布在一相的细胞酶循环使用,囚此为固定化细胞及酶的应用升一辟’新路。双水相萃取同膜分离技木结合双水相萃取中一个比较难于解决的间题便是生物大分子在两相界面的吸附及乳化作川。但将双水相萃取同膜分离技术结合起来,则有助于这个问题的解决。〕将微孔中空纤维聚丙烯膜同双水相萃取结合起来,分离细胞色素及过氧化氢酶,其结果如表表双水相苹取同膜分离结合例子萃取物细胞色素肌红蛋白一凝乳蛋白酶过氧化氢酶尿激酶内狈吐流体外侧流体磷酸盐一一一一磷酸盐一磷酸盐一竺竺兰一丑竺磷酸盐⋯分配系数外内·⋯一竺一·一‘工由表可以看出,酶及蛋白的分配系数较大,传质系数在一。“‘。范围内,和传统洛剂萃取传质系数相差不大,但由于中空纤维膜传质面积大,因而大大加快了萃取传质速率。利用膜将双水相体系隔开,还可以避免由于双水相体系的界面张力小而产生的乳化作用。因而将膜分离同双水相萃取技术结合,是解决双水相体系易乳化间题,加快萃取速率的重安手段。亲和双水相亲和层析是生物分离中的一种重要分离方法,其分离步骤少,专一性高,但其处理量小,而且上柱前,发酵液要先经过过滤处理。双水相萃取则处理量大,一而且可以直接处理发酵液,但双水相萃取的专一性较差,若将亲和层析和双水相技术结合起来,即在或上接上一定的亲和配基,这类双水相体系不但具有处理量大的优点,而且具有专一性高的优点。表表示亲和层析和亲和双水相在分离葡萄糖一一磷酸化脱氢酶时的结果〔〕。由表可知,无论在处理量还是在收率上,亲和双水相都比亲和层析效果好。表亲和层析和亲和双水相比较亲不双亲和配基次率,‘处理量、染料浓度“⋯处理量一一一可一卜一痴一面一卜丽一一收率染料浓度林飞卜⋯飞去今二“气一‘广近儿年,亲和双水相发展饭为迅速,仅上可接灼配基扰有十多种〔〕,分离纯化的物质有于儿种,如,。。。〔习用染阵和注双沮成勺双水相体系分离葡萄糖一。一磷酸化酶分配系数由原来为。提高列。「〕利用磷酸醋磷酸盐双水相体系萃取日一干抚素,,分配系数己由原来灼左右提列列。很据配基注质不同,可将亲和双水相分为三类①基团亲用见盛型。邓庄或叹。‘上接上一习,一乙,一‘”一,一等基团,这类亲和配基主要利用基团灼疏水比及电荀性质,而具有一定的亲和作用。②染料亲和配基型。即在或由别。上度上染眸纪丛,待刘是三嗓类染料,对儿十种生物物质具有亲和性,而且也易于合成,因而是一类很有前途的亲和配基。⑧生物亲和配基型。即在上接上单克隆坑沐或海沟底勿。如在上接上、用于分离酶〔〕。这类亲和配基专一比高,但成本较高,随着生物技术的发展,这类亲和配基将会占有重要地位。结束语双水相苹取技术不但用于生物物质的纯化和分离,而且已经成为一种新的分析浏试手段。双水相苹取技术发展主要有两个方向,其一是康价双水相体系的开发,为双水相萃取技术的工业应用蕊定基础,其二是将双水相同其它分离技术相结合,从而提离分离效率,使双水相苹取技术其有更大的生命力。参考文献〔〕比,。几。,几一”,,,〔〕杨基础,沈忠耀,汪家鼎,生物工程学报,、,,〔〕杨基础,沈忠耀化工进展,,〕,,’,,,一〔〕刃,,,,,,〔〕同〕〔」,一,‘〔〕,,,一〕,,,。,,了,一〔〕,,,,〕,,,,一下一〕,,,,〔〕,,一,,〕,,,一几〔〕,·,,一一〕,。、,一仑司乞范绝名佗‘弓范〕公日范范范二范殊弓范冠范绝绝范因王范畴日眨二任华眨范日范全日返范范龙,甸色范八三范〕乏绝范烦上接第页和叹明注意到了这种现象。热诱一导酶活增强的现象说明了酶的天然构象并不是最佳活力构象,而最佳活力构象也不是酶分子的最低能量状态,而是处于亚稳态。当停止加热时,二热诱导的较佳的活力构象是否是一个稳定的构象,以及此种现象对于其它酶是否具有广泛的意义,则需要进一步研究,这对于酶的结构与功能关系的研究提出了一个新的课题。参考文献〔习陈冠军等《吉林大学学报》印刷中〔〕,,,,,,「〕,,,,,〔〕,,,,一,,〔〕,,,,,〔,,,,,仁〕,,一,,,〔〕,,一,,,〔〕,,一,,,上一。〕,,,一,,,

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