双水相体系是怎样形成的其分配机理是什么什么双水相

双水相萃取原理双水相萃取是一种常用的分离和提取技术，广泛应用于化工、生物制药、环境保护等领域。

它是利用两种不相溶的溶剂（通常是水和有机溶剂）之间的相互作用，将目标物质从一种相中转移到另一种相中的过程。

在这个过程中，萃取剂的选择、相互作用机理、萃取条件等因素都对萃取效果有着重要的影响。

首先，我们来谈谈双水相萃取的基本原理。

在双水相系统中，两种相的界面上存在着大量的界面活性剂，这些界面活性剂能够形成胶束结构，使得两种相之间形成了一定的亲和力。

当目标物质存在于其中一种相中时，由于界面活性剂的存在，目标物质会在两种相的界面上分配，从而实现了目标物质的转移和分离。

其次，双水相萃取的原理还涉及到了萃取剂的选择。

通常情况下，我们会选择一种水相和一种有机相作为双水相系统的溶剂。

这两种溶剂的选择应该考虑到目标物质的亲和性，以及两种相之间的亲和性。

另外，萃取剂的选择还应该考虑到工艺操作的便捷性、回收利用的可行性等因素。

另外，双水相萃取的原理还受到了萃取条件的影响。

萃取条件包括温度、pH 值、搅拌速度等因素，这些条件会直接影响到目标物质在两种相中的分配情况。

通过合理地控制萃取条件，我们可以实现目标物质的高效分离和提取。

最后，双水相萃取的原理还涉及到了相互作用机理。

在双水相系统中，两种相之间的相互作用是通过界面活性剂来实现的。

界面活性剂的存在使得两种相之间形成了一定的亲和力，从而实现了目标物质的转移和分离。

同时，界面活性剂的种类和用量也会直接影响到双水相萃取的效果。

综上所述，双水相萃取是一种重要的分离和提取技术，其原理涉及到了萃取剂的选择、萃取条件的控制、相互作用机理等多个方面。

通过对这些因素的合理把握，我们可以实现对目标物质的高效分离和提取，为化工、生物制药、环境保护等领域的生产实践提供了重要的技术支持。

希望通过本文的介绍，读者能够对双水相萃取的原理有一个更加深入的了解。

●双水相系统与萃取: 某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后
可以形成两相，并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统（aqueous two-phase system,ATPS）。

利用亲水性高分子聚合物的水溶液可形成双水相的性质.20世纪50年代后期开发了双水相萃取法（aqueous two-phase extraction），又称双水相分配法.
●双水相系统是一个十分出色的方法，用以进行从粗制细胞浓缩物或其他混合
物中萃取蛋白质/酶以及其他易变性生物分子的操作
●双水相体系萃取分离原理是基于生物质在双水相体系中的选择性分配。

当生
物物质进入双水相体系后，在上相和下相间进行选择性分配，这种分配关系与常规的萃取分配关系相比，表现出更大或更小的分配系数
●本文用的双水相系统是聚乙二醇-右旋糖酐体系
“上相”是由更加疏水性的聚乙二醇（PEG）所形成，此相较“下相”的密度小，下相由更加亲水性且密度大的右旋糖酐溶液组成。

第39卷第8期化工技术与开发 V ol.39 No.8 2010年8月 Technology & Development of Chemical Industry Aug.2010综述与进展双水相萃取技术在分离、纯化中的应用谭志坚,李芬芳,邢健敏(中南大学化学化工学院,湖南长沙 410083摘要:双水相技术是一种新型的液-液萃取技术,由于其条件温和、易操作等特点,目前已广泛应用于物质的分离、纯化。

本文综述了双水相形成原理、工艺流程和特点、体系类别、影响双水相分配的因素及其在分离纯化中的应用,并针对其未来发展趋势进行了展望。

关键词:双水相萃取;分离纯化;应用中图分类号:TQ 028.32 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(201008-0029-07基金项目:国家自然科学基金(项目编号:20956001通讯联系人:李芬芳(1964,女,湖南邵阳人,教授,博士生导师,研究方向:植物活性成分提取及分离纯代,E-mail:lfflgg@收稿日期:2010-03-30与传统的分离技术相比,双水相技术作为一种新型的分离技术,因其体积小,处理能力强,成相时间短,适合大规模化操作等特点[1],已经越来越受到人们的重视。

Beijeronck 在1896年将琼脂水溶液与可溶性淀粉或明胶水溶液混合,发现了双水相现象。

双水相萃取(Aqueous two-phase extraction, ATPE技术真正应用是在20世纪60年代,1956 年瑞典伦德大学的 Albertsson 将双水相体系成功用于分离叶绿素,这解决了蛋白质变性和沉淀的问题[2]。

1979年德国Kula 等人将双水相萃取分离技术应用于生物酶的分离,为以后双水相在应用生物蛋白质、酶分离纯化奠定了基础[3]。

迄今为止,被成功应用于生物医药工程,天然产物分离纯化,金属离子分离等方面[4~6]。

因其广泛的应用性,已经发展成为一种相对成熟的技术,但仍有很大潜在的价值等待我们去开发。

双水相名词解释
双水相系统（Aqueous two-phase system）是一种新型的分离技术，通常由两种聚合物、一种聚合物与一种亲液盐或是两种盐（一种是离散盐且另一种是亲液盐）在适当的浓度或是在一个特定的温度下相混合在一起形成。

这两相大多数情况下由水与非挥发性成分组成，因此避免了挥发性有机成分的使用。

这种系统被广泛应用于生物技术领域，如蛋白质、酶和细胞等的分离和纯化，因为它具有非变性且温和的特性。

双水相系统的形成是由于聚合物之间的不相溶性，即聚合物分子的空间阻碍作用，相互间无法渗透，从而分为两相。

一般认为，只要两种聚合物水溶液的水溶性有所差异，混合时就可发生相分离，并且水溶性差别越大，相分离的倾向越大。

此外，双水相系统还可以用于金属离子分离、环境修复、冶金应用等。

如需更多关于“双水相”的信息，建议查阅相关文献或咨询化学领域专业人士。

双水相萃取技术早在1896年,Beijerinck发现,当明胶与琼脂或明胶与可溶性淀粉溶液相混时,得到一个混浊不透明的溶液,随之分为两相,上相富含明胶,下相富含琼脂(或淀粉,这种现象被称为聚合物的不相溶性(incompatibility,从而产生了双水相体系(Aqueous two phase system,ATPS。

传统的双水相体系是指双高聚物双水相体系,其成相机理是由于高聚物分子的空间阻碍作用,相互无法渗透,不能形成均一相,从而具有分离倾向,在一定条件下即可分为二相。

一般认为只要两聚合物水溶液的憎水程度有所差异,混合时就可发生相分离,且憎水程度相差越大,相分离的倾向也就越大。

可形成双水相体系的聚合物有很多,典型的聚合物双水相体系有聚乙二醇(polyethylene glycol,略作PEG/葡聚糖(dextran,聚丙二醇(polypropylene glycol/聚乙二醇和甲基纤维素(methylcellulose/葡聚糖等。

另一类双水相体系是由聚合物/盐构成的。

此类双水相体系一般采用聚乙二醇(polyethylene glycol作为其中一相成相物质,而盐相则多采用硫酸盐或者磷酸盐。

萃取原理双水相萃取与水-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。

当萃取体系的性质不同时,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因素的影响,使其在上、下相中的浓度不同。

物质在双水相体系中分配系数K可用下式表示:K= C上/ C下其中K为分配系数,C上和C下分别为被分离物质在上、下相的浓度。

分配系数K等于物质在两相的浓度比,由于各种物质的K值不同,可利用双水相萃取体系对物质进行分离。

其分配情况服从分配定律,即,“在一定温度一定压强下,如果一个物质溶解在两个同时存在的互不相溶的液体里,达到平衡后,该物质在两相中浓度比等于常数”,分离效果由分配系数来表征。

正负离子表面活性剂混合体系双水相性质的研究一、目的要求1.掌握表面活性剂的基本性质，了解其前沿研究动态2.学会运用称量法配制三元相行为中的特定样品，运用恒温法得到双水相3.学会用分光光度法测定双水相两相中被萃取物质的浓度，并学会萃取效率和分配系数的计算方法二、实验原理表面活性剂是一大类有机化合物，它的性质极具特色，应用广泛。

表面活性剂的分子特点是具有不对称。

整个分子可分为两部分，一部分为亲油的非极性集团，叫做亲油基（hydrophobic group）；另一部分是亲水的，叫亲水基(hydrophilic group)。

因此，表面活性分子具有两亲性。

表面活性剂溶于水后，当其浓度很小（小于临界胶束浓度CMC）时，其在溶液中主要以单分子状态或少数几个分子聚集在一起的形式存在。

当其浓度超过临界胶束浓度CMC时，表面活性剂自发聚集成胶束。

表面活性剂在形成胶束前后，一系列的性质会发生突变，如表面张力、电导、渗透压等。

表面活性剂按极性基团的解离性质分类：1、阴离子表面活性剂：硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠2、阳离子表面活性剂：季铵化物3、两性离子表面活性剂：卵磷脂，氨基酸型，甜菜碱型4、非离子表面活性剂：脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦（司盘），聚山梨酯（吐温）表面活性剂在工农业中已经得到了广泛的应用，实用中的表面活性剂几乎都是混合物。

两种或两种以上的表面活性剂混合物往往显示出更加优良的表面活性。

同系混合物为表面活性剂产品中常见的混合物；与单一的表面活性剂相比，正负离子表面活性剂混合物系统形成胶束的能力大为增强。

在适当的具体条件下，正负离子表面活性剂与负离子表面活性剂是可以混合使用，并且在混合溶液中存在强烈的相互作用。

这种作用的本质是电性相反的表面活性离子静电作用及其疏水性碳链间的相互作用。

与单一表面活性离子键的作用相比，混合表面活性剂离子间的相互作用不但没有相同电荷间的斥力，反而增加了相反电荷间的引力，从而大大促进了两种不同电荷离子间的缔合，在溶液中更易形成胶束，产生更高的表面活性。

双水相体系配制与萃取实验报告标题：双水相体系配制与萃取实验报告摘要：本文旨在介绍双水相体系的配制和萃取实验，并从多个方面深入探讨双水相体系的原理、优势以及在化学实验中的应用。

通过配制不同体积比例的两相溶液，我们将研究它们在不同环境下的相互作用和分离效果。

本实验对于理解双水相体系的应用潜力以及深入探索其在分离和萃取过程中的优势具有重要意义。

1. 引言在化学实验中，分离和提纯目标物质是一项重要的任务。

传统的溶剂萃取方法虽然广泛应用，但常常存在一些限制，例如有毒有害溶剂的使用、低分离效率以及操作复杂等。

为了克服这些问题，双水相体系应运而生。

双水相体系是指由两种不相溶的水溶液组成的体系，其特点是分子间相互作用较弱，不需要有害溶剂参与，能够更高效地完成分离和提取任务。

2. 双水相体系配制的方法为了成功配制双水相体系，我们需要选择适当的双水相体系成分，并正确调配它们的比例。

在实验中，我们通常使用两种水溶液，例如磷酸盐溶液和盐酸溶液。

在配制过程中，可以采用逐滴法、加水法或溶剂辅助法等方法，以确保两相溶液的水平接触，并形成稳定的双水相体系。

3. 双水相体系的原理和特点双水相体系的形成是由于两相溶液中存在的一些化学成分之间的亲疏性差异所致。

一般来说，一种水相溶液中的一类极性物质与另一种水相溶液中的另一类亲疏性物质之间存在强烈的相互作用。

这种相互作用可以通过水相中所含的盐的类型、浓度以及 pH 值的调整来控制。

与传统的单相溶剂萃取相比，双水相体系具有好的相容性、高的分离效率、可重复使用等特点。

4. 双水相体系在化学实验中的应用双水相体系在化学实验中有着广泛的应用。

它可以用于生物大分子的提取和分离、金属离子的萃取、有机物的净化等。

利用双水相体系的亲疏性差异，我们可以实现对目标物质的高效提取，并能够在分离过程中控制环境条件，如pH 值、温度等，以满足特定实验需求。

此外，双水相体系还可以减少有毒溶剂的使用，减轻对环境的影响。

双水相体系配制与萃取实验报告一、实验目的本实验旨在掌握双水相体系的配制方法及其在萃取中的应用，了解萃取原理，熟练掌握萃取方法。

二、实验原理1. 双水相体系双水相体系是指两种不相溶的水溶液混合后形成两个互不混合的层。

常见的双水相体系有三种：乙醇-盐酸、聚乙二醇-硫酸和磷酸盐-硫酸。

其中以乙醇-盐酸为例，当乙醇和盐酸混合时，由于两者极性不同，无法完全混合，形成两个不同密度的液相。

2. 萃取原理萃取是利用不同物质在溶剂中的溶解度差异而进行分离纯化的方法。

常用于分离提纯化学物质或生物物质。

在双水相体系中，可以利用两个不同密度的液相进行分离。

三、实验步骤1. 配制双水相体系将10mL浓盐酸加入50mL 95%乙醇中，搅拌均匀。

2. 萃取实验将10mL橙黄色染料加入双水相体系中，轻轻摇晃容器使其混合均匀。

观察到橙黄色染料被分配到乙醇相中。

3. 分离两相用滴管吸取乙醇相，移至干燥的试管中。

用水洗涤滴管后再吸取盐酸相，移至另一个干燥的试管中。

4. 检测分离后的物质在乙醇相中加入少量氢氧化钠溶液，观察到橙黄色染料变成了蓝色。

在盐酸相中加入苯胺溶液，观察到产生了沉淀。

四、实验结果通过本次实验，成功配制出了乙醇-盐酸的双水相体系，并利用该体系进行了萃取实验。

观察到橙黄色染料被分配到乙醇相中，并成功分离两个不同密度的液相。

最终，在乙醇相中检测到了蓝色染料，在盐酸相中检测到了沉淀。

五、实验思考1. 双水相体系的应用有哪些？双水相体系可以用于萃取、分离和纯化生物大分子，如蛋白质、DNA和RNA等。

此外，还可以用于制备纳米材料、催化剂和药物等。

2. 萃取实验中为什么要加入氢氧化钠溶液和苯胺溶液？氢氧化钠溶液可以使橙黄色染料变成蓝色，从而检测出乙醇相中的染料。

苯胺溶液可以与盐酸反应产生沉淀，从而检测出盐酸相中的物质。

3. 双水相体系如何选择？选择双水相体系应考虑所需分离物质的性质和目标纯度。

不同双水相体系对不同物质有不同的选择性，因此需要根据实际情况进行选择。

说明双水相体系的构成原理双水相体系是指由两种不相溶的液体构成的体系，其中一种液体被称为连续相，另一种液体则被称为离散相。

双水相体系的构成原理涉及到两种液体的相互作用和界面特性，主要受到溶剂的极性、分子间作用力和表面张力等因素的影响。

首先，双水相体系的构成要求两种液体之间不能相溶，即亲水性液体与疏水性液体相互间接触时，不能形成混合溶液。

这是因为水分子是极性分子，在水中存在氢键和极性吸引力，而疏水性液体的分子则在水中形成类似“水合层”的结构，由于分子间的作用力不同，导致两种液体不能相互溶解。

其次，双水相体系的构成还受到溶剂的极性大小的影响。

在双水相体系中，通常选择较为极性的液体作为连续相，而选择较为疏水的液体作为离散相。

这只是一种普遍规律，并不是绝对的，具体的选择通常还受到其他因素的制约，如反应物的性质、体系的稳定性等。

此外，双水相体系的构成还与两种液体的表面张力有关。

表面张力是液体表面上的分子间作用力，决定了液体的流动性和液滴形态。

在双水相体系中，疏水性液体的表面张力较大，通常形成分散相的液滴；而亲水性液体的表面张力较小，通常形成连续相的水相。

双水相体系的构成可以通过各种方法实现。

一种常用的方法是通过混合剂来调节两种液体的相互作用和界面张力。

混合剂的选择应考虑到两种液体的性质，并能改变两种液体之间的相互作用力，从而实现液相体系的构建。

常见的混合剂包括表面活性剂、共溶剂等。

例如，选择一种适当的表面活性剂可以在两种液体之间形成一层分子膜，从而降低液体之间的表面张力，有助于形成双水相体系。

此外，还可以利用温度、压力、离子强度等因素来调节双水相体系的构建。

例如，通过控制温度可以改变溶剂的极性，从而调节双水相体系的构成。

另外，适量的化学试剂可以改变液体的溶解度和极性，进而影响双水相体系的构建。

总之，双水相体系的构成原理涉及到两种液体之间的相互作用和界面特性。

通过合理选择液体的性质、混合剂的添加以及环境条件的调节，可以构建稳定的双水相体系，并在化学合成、分离纯化等多个领域中得到广泛应用。