第七节 双水相萃取法

・３２・　广州化工　２００６年３４卷第１期　

以双水相萃取法从猪心中快速制备细胞色素　

贾楠，严岩，殷海波，李任强‘　

（暨南大学生物工程学系，广东广州５１０６３２）　

摘　要：把化工上常用的双水相萃取法应用于生物分离，从猪心中纯化具有药用价值的细胞色素ｃ。以１４％聚乙二　

醇和１２％硫酸铵两相系统对粗提液进行萃取，细胞色素Ｃ全部浓缩于盐相。对盐相进行去盐后，经人造沸石快速吸附与洗　

脱、三氯醋酸沉淀等制得细胞色素ｃ半成品，以弱酸性阳离子交换柱进行精制。聚丙烯酰胺凝胶电泳、可见吸收光谱扫描等　

定性定量分析证明了此法所得产品纯度好，提取率也较高。与传统力’法比较，此法工艺简单，成本低，耗时少，尤其适用于大　

规模生产。　

关键词：双水相萃取；细胞色素ｃ；猪心；纯化　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｑｕｅｏｕｓ　Ｔｗｏ’＿　ｐｈａｓｅ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｆａｓｔ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　

ｏｆ　Ｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅ　Ｃ　ｆｒｏｍ　Ｐｏｒｋ　Ｈｅａｒｔ　

Ｊ　Ｎａｎ，ＹＡＮ　Ｙａｎ，ＹＩＮ　Ｈａｉｂｏ，ＬＩ　Ｒｅｎｑｉａｎｇ＊　

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０６３２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｑｕｅｏｕｓ　ｔｗｏ—ｐｈａｓｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ（ＡＴＰＥ）ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅ　Ｃ（Ｃｙｔ　Ｃ）ｆｒｏｍ　

ｐｏｒｋ　ｈｅａｒｔ．Ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｇｌｙｃｏ１）（ＰＥＧ）（１４％，ｗ／ｗ）／（ＮＨ４）２，￣Ｋ）４（１２％，ｗ／ｗ）ａｑｕｅｏｕｓ　ｔｗｏ—ｐｈａｓｅ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｗａｓ　ｍａｄｅ　ｉｎ　ｃｒｕｄｅ　Ｃｙｔ　Ｃ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ，Ｃｙｔ　Ｃ　Ｗａｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓａｌｔ　ｐｈａｓｅ．Ａｆｔｅｒ　ｒｅｍｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓａｌｔ。　

110生物制药与研究Chenmical Intermediate当代化工研究2016·05

季铵盐类环氧官能团离子液体-双水相萃取法

萃取分离萃取胰蛋白酶

ＯＯ陈静1ＯＯＯ王玉枝2ＯＯＯ黄松云2

（1.铜仁学院化学化工学院ＯＯ湖南ＯＯ554300

2.湖南大学化学化工学院ＯＯ湖南ＯＯ410000）

摘要：采用一步合成法合成具有环氧官能团的季铵盐类离子液体。以胰蛋白酶(Try)萃取量为指标，结合双水相萃取技术，通过单因素实验，并筛选出最优萃取方法。在最优萃取条件下，能使Try的萃取率高达到92.56%。此外，运用紫外、红外和荧光光谱以及动态光散射仪等仪器考察季铵盐类离子液体-双水相体系萃取胰蛋白酶的机理。实验结果显示，环氧基季铵盐类离子液体-双水相体系为蛋白质的提取提供了一种新的方法。关键词：季铵盐类环氧基；离子液体；双水相；分离萃取；胰蛋白酶中图分类号：T 文献标识码：A

Extraction and Separation of Protein by Epoxy Functionalized Hyamine-Based

Ionic Liquid Aqueous two-phase System

Chen Jing1, Wang Yuzhi2, Huang Songyun2

(1.Institute of Material and Chemical Engineering, Hunan, 554300

2.College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan, 410000)

Abstract：Epoxy functionalized hyamine-based ionic liquid was synthesized in order to extract Trypsin (Try) using an aqueous two-phase system(ATPS) and compared with three other kinds of common ionic liquids. Single factor experiments have been done to investigate the extraction yield of Try. Experimental results showed that 92.56% of the Try could be extracted into the IL-rich phase in a single-step extraction under the optimized conditions. The extraction mechanism was studied by UV-vis spectra, fluorescence spectra, FT-IR spectra and dynamic light scattering. All these results indicated that epoxy functionalized hyamine-based ILs-ATPS were supposed to have the potential to provide new possibilities in the separation of proteins.Keywords：Epoxy functionalized hyamine salt；Ionic liquids；Aqueous two-phase system；Trypsin; Extraction

介绍你所知道的新型分离技术。

双水相萃取：

双水相萃取是两种水溶性不同的聚合物或者一种聚合物和无机盐的混合溶液,在一的浓度下, 体系就会自然分成互不相容的两相。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(如憎水键、氢键和离子键)等因素的影响,

在两相间的分配系数K 同, 导致其在上下相的浓度不同, 达到分离目的。现在双水相萃取已被广泛用于蛋白质、酶、核酸、病毒、细胞、细胞器等生物产品的分离和纯化，并逐步向工业化生产迈进，展现了在食品工业、生物学研究和生物工程方面的巨大应用前景，将有力推动生物技术的发展。

利用聚乙二醇( PEG ) /磷酸盐双水相体系提取天然发酵物中的碱性木聚糖酶,

确定最佳体系是22% PEG6000, 10% K2HPO4和12% NaCl活性酶的产率可达98% 。除此以外,在近几年的报道中双水相萃取已用于多种蛋白质和生物酶的分离, 如牛血清蛋白( BSA )、牛酪蛋白、- 乳球蛋白、血清蛋白; - 淀粉酶和蛋白酶、胆固醇氧化酶、脂肪酶、磷酸甘油酸激酶( PGK )和磷酸甘油醛脱氢酶( GAPDH )、葡糖淀粉酶、L- 天门冬酰胺酶等都在双水相体系中得到较好的分离。- 内酰胺类包括青霉素和头孢菌素, 是应用广泛的抗生素药物; 大环内酯类抗生素如:

红霉素和乙酰螺旋霉素都利用ATPE 技术得到了较好的收率; 在多肽类抗生素中,

用双水相体系对万古霉素的提取也得到了满意的结果。

双水相萃取技术的特点

ATPE 作为一种新型的分离技术, 对生物物质、天然产物、抗生素等的提取、纯化表现出以下优势:

(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)分相时间短, 自然分相时间一般为5 m in -15 m in;

双水相的萃取原理及应用

双水相萃取是一种常用的分离纯化技术，其原理是将两种互不相溶的溶剂（一般是水和有机溶剂）在适当的条件下混合形成两个相，通过溶质在两相间的分配系数差异，使溶质转移到另一相中来实现分离纯化。双水相萃取技术在生物医药、食品工业、环境监测等领域有广泛的应用。

双水相萃取的原理可以通过亲水基团和疏水基团之间的相互作用来解释。当有机溶剂向水中注入时，溶剂分子中的疏水基团与水中的活泼基团（如羟基和胺基）发生作用，形成一层水合包裹层。这种水合包裹层使有机溶剂和水发生互溶性差异，从而使两种溶剂形成不相容的两个相。

双水相萃取的应用可以归纳为以下几个方面：

1. 生物活性物质分离纯化：双水相萃取广泛应用于生物活性物质分离纯化领域，例如从植物提取出天然产物（如植物提取物中的生物碱、黄酮、甾醇等）；从微生物培养液中提取酶、蛋白质等生物活性物质；海洋生物样品的提取等。双水相萃取可以有效地分离目标物质并去除一些干扰性物质，提高目标物质的纯度和产率。

2. 蛋白质的分离纯化：双水相萃取可以用于蛋白质的分离纯化。由于蛋白质在不同的条件下会有不同的溶解度，通过调节溶剂的性质和条件，可以使目标蛋白质在双水相中的分配系数大于1，从而实现蛋白质的富集和分离纯化。

3. DNA/RNA的提取：双水相萃取也可用于DNA/RNA的提取。DNA/RNA在某些条件下与有机溶剂形成复合物，可以通过双水相萃取的方法将DNA/RNA从混合物中分离出来。这是分子生物学研究中常用的一种DNA/RNA提取方法。

4. 药物研发：双水相萃取在药物研发中有着重要的应用。药物研发中常常需要提取、分离纯化目标化合物，双水相萃取可以通过调节溶剂体系的性质和条件，实现对复杂混合物中目标化合物的分离纯化，从而提高化合物的纯度和产率，为药物研发提供了有效的手段。

除了上述应用外，双水相萃取还可以用于环境监测、食品工业等领域。例如，在环境监测中，可以利用双水相萃取将有机污染物和水样分离，进而进行有机污染物的检测与分析。在食品工业中，双水相萃取可以用于提取和分离食品中的化学物质，例如提取酒中的酒精、分离果汁中的香精等。