生物分离技术综述

生物分离技术综述内容摘要：

几种萃取方法稍加介绍：（ 1） 有 机溶剂萃取法：依靠有水和有机溶剂中的分配系数差异进行分离的萃取法。 适用于有机化合物及结合有脂质 或非极性侧链的蛋白质，反胶团系统较适于生物活性物质萃取，但萃取条件严格，安全性低，活性收率低。 淮北煤炭师范学院化学系的邓凡政，石影，马丽华对Ｆｅ 3+、Ａｌ 3+、Ｍｇ 2+、Ｃａ 2+的非有机溶剂萃取分离进行了研究，水溶性高聚物的水溶液在无机盐存在下能分成两相，并提出了用此现象分离金属离子的某些条件。 利用高聚物水溶液的非有机溶剂萃取分离与传统的有机溶剂萃取分离相比，具有不挥发、无毒、安全、分离速度快、操作简便等特点，为萃取分离法开拓了新的应用前景。 （ 2）双水相萃取法：依靠分离物在不相容性的高分子水溶液形成的两相中 的分配系数不同而分离，它的特点是：连续或批式萃取，设备简单，萃取容易，操作稳定，极易放大，适合大规模应用，将离子交换基团，亲和配基，疏水基团结合到高分子载体上形成的萃取剂可改进分配系数及萃取专一性。 但成本较高，纯化倍数较低，适合粗分离。 Ｍｏｄｌｉｎ等 [8]利用新型的ＵＣＯＮ 50ＨＢ 5100/羟丙基淀粉 (ＰＥＳ )温度诱导双水相体系从菠菜中提取上述两种蜕皮甾族化合物。 Ｍｉｓｈｉｍａ等[9]报道了用ＰＥＧ 6000Ｋ 2ＨＰＯ 4Ｈ 2Ｏ的双水相体系对黄芩苷和黄芩素进行萃取实验 ,由于黄芩苷和黄芩素都有一定的憎水性 ,被主要分配在富含ＰＥＧ的上相 ,且分配系数Ｋ随结线长度ＴＬＬ增加近似表现为Ｌｎｋ ＴＬＬ的线形关系 ,两种物质的Ｋ值最大可达 30和 35,分配系数随温度升高而降低 ,且黄芩苷的降幅比黄芩素大。 李伟等 [10]考察了黄芩苷在伴有温度诱导效应的ＥＯＰＯ /ＫＨＰ双水相系统中的分配行为 ,并实验分析了添加盐对黄芩苷分配状态的影响。 上述两法的设备有：搅拌混合或柱混合离心分离机，离心萃取机，逆流萃取仪等。 （ 3）超临界萃取：它是利用某些流体在高于其临界压力和临界温度时具有很高的扩散系数和很低的粘度，但具有与流体相似的密度的性质，对 一些流体或固体物质进行萃取的方法。 它的特点是：萃取能力大、速度大，且可通过控制操作压力和温度，使其对某些物质具有选择性，正开始应用于生物工程中。 缺点是设备条件要求高，规模较小。 超临界萃取技术的原理及特点超临界萃取技术 (supercriticsl fluidextraction,SFE),是近二三十年发展起来的一种新型分离技术。 超临界流体具有许多与普通流体相异的特性 ,如其密度接近于液体的密度 ,这就使得其对液体、固体物质的溶解能力与液体溶剂相当。 其粘度却接近于普通气体 ,自扩散系数比液体大 100 倍 ,从而其运动速度和溶解过程的传质速率比液体溶剂提高很多。 超临界流体还具有很强的可压缩性 ,在临界点附近 ,温度和压力的微小变化会引起超临界流体密度的较大变化 ,由此可调节其对物质的溶解能力。 由于物质 在超临界流体中的溶解度随其密度增大而增大 ,所以萃取完成后稍微提高体系温度或降低压力 ,以减小超临界流体的密度 ,就可以使其与待分离物质分离。 所选的超临界流体介质与被萃取物的性质越相似 ,对它的溶解能力就越强。 因此 ,正确选择不同的超临界流体作萃取剂 ,可以对多组分体系进行选择性萃取 ,从而达到分离的目的。 SFE 有许多传统分离技术不可比拟的优点 ,诸如过程易于调节、达到平衡的时间短、萃取效率高、产品与溶剂易于分离、无有机溶剂残留、对热敏性物质不易破坏等 ,因此 ,ＳＦＥ在众多领域有着广阔的应用前景。 但由于 CO2 是一对称分子 ,偶 极距为 0,极化率只有 1026,且极性随压力增大无明显增加 ,故用单一的 CO2 作萃取剂时只表现出对低极性、亲脂性化合物较强的溶解能力 ,大多数极性较强的组分则难溶于超临界状态下的 CO2 之中 ,于是研究者们又提出了在超临界 CO2 中加入极性溶剂的混合超临界流体萃取技术 ,即第二类 CO2SFE技术。 MoraesMD 等 [10]用 10%CH3OHCO2 超临界体系萃取西番莲科植物中的黄酮类化合物 ,并与传统溶剂提取法进行了比较。 LopezavilaV等用 15%C2H5OH CO2 超临界体系进行了胡椒属植物中内酯类 化合物的萃取研究。 （ 7）（ 4）反胶束萃取法：反胶束或逆胶束是表面活性剂分散于连续有机相中自发形成的纳米尺度的一种聚集物。 反胶物溶液是透明的，热力学稳定的系统，若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中，可使其浓度超过临界胶束浓度（ CMC），便会在有机溶剂内形成聚集体，这种聚集体称为反胶束。 影响反胶束萃取蛋白质的主要因素有：水相 pH值，离子强度，表面活性剂类型，表面活性剂浓度，离子种类等。 其萃取蛋白质的应用主要有：分离蛋白质混合物，浓缩 α淀粉酶，从发酵液中提取胞外酶、直接提取胞内酶，用于蛋白质重性等，可见，反胶束 萃取技术为蛋白质的分离。