PEG/(NH4)2SO4双水相相平衡数据的关联及木瓜蛋白酶在该体系中分配模型的建立

为了研究木瓜蛋白酶在双水相中的分配行为,用浊点法测定了聚乙二醇(2000、4000、6000)/硫酸铵双水相体系在298.15K下的双节线和液液相平衡数据,采用Merchuk方程、Othmer-Tobisa方程和Bancroft方程对双节线数据、液液相平衡数据进行了关联,并建立了木瓜蛋白酶在PEG/(NH4)2SO4双水相体系中的分配模型。通过相关系数考察双水相各组分浓度与分配系数的相关度,得到分配系数的对数与上下相组分的浓度差相关度较高,提出了木瓜蛋白酶分配系数与双水相成相组分浓度差的经验关系式,木瓜蛋白酶分配系数的计算值与实验值之间的相对偏差小于10%且小于其他同类模型,表明实验建立的模型对木瓜蛋白酶在聚乙二醇(2000、4000、6000)/硫酸铵双水相体系中关联效果较好,可用于木瓜蛋白酶分配系数的计算,为双水相体系中木瓜蛋白酶酶活分配系数的工程计算和双水相萃取过程的设计提供参考。     

响应面法优化离子液体双水相萃取木瓜蛋白酶

采用1-乙基/丁基/戊基/辛基-3-甲基咪唑醋酸盐{[C_nmim]Ac(n=2,4,6,8)}与K_2HPO4离子液体双水相体系对木瓜蛋白酶进行萃取分离。用浊点法测定双水相体系的双节线并采用Merchuk方程对数据进行拟合。考察各成相试剂及pH值对木瓜蛋白酶分配行为的影响,利用单因素试验和响应面法确定其离子液体双水相最佳萃取条件为:离子液体[C_8mim]Ac浓度为28.03%,K_2HPO_4浓度为20.08%,pH值为8.55。在该条件下,分配系数可达到11.65。     

聚乙烯吡咯烷酮/K_2HPO_4双水相体系分配α-乳白蛋白和β-乳球蛋白的研究

本文研究了聚乙烯吡咯烷酮PVP/K_2HPO_4双水相技术分配α-乳白蛋白和β-乳球蛋白的工艺,考察了PVP分子质量、PVP浓度、K_2HPO_4浓度、p H、温度等不同因素对双水相成相行为和蛋白质分配行为的影响。研究结果表明:分配α-乳白蛋白和β-乳球蛋白的最佳工艺:30℃,分子量10000 u的PVP浓度为16%(w/w),K_2HPO_4浓度为14%(w/w),p H为7.5。在此条件下,α-乳白蛋白和β-乳球蛋白分别分配在双水相中的上相和下相,其分配系数分别为7.32和0.38,回收率为88.29%和74.07%。     

Box-Behnken响应面法优化[C_nPy]Cl(n=2,4,6)-K_2HPO_4双水相体系萃取木瓜蛋白酶

以[C_nPy]Cl(n=2,4,6)-K_2HPO_4离子液体双水相体系萃取木瓜蛋白酶。通过单因素实验研究了K2HPO4浓度、离子液体浓度、酶添加量、pH、温度对木瓜蛋白酶分配行为的影响。采用BoxBehnken响应面法优化萃取工艺,以酶活性回收率和分配系数的总评归一值(OD)为响应指标。最后运用SDS-PAGE电泳实验分析木瓜蛋白酶的纯化效果。结果表明:最佳萃取条件为0.35 g/mL K_2HPO_4,0.25 g/mL [C4Py]Cl,pH7.87,酶添加量2.17 mg/mL,温度30℃;在此条件下OD值高达0.8985。经双水相萃取后的木瓜蛋白酶的比活力为4120.17U/mg,与商品酶相比,纯化倍数达到1.88倍,且经SDS-PAGE电泳实验可观察到纯化后的酶杂条带明显减少。研究结果为该体系的萃取工艺参数优化以及高活力酶的制备提供理论指导。     

系列N-烷基吡啶氯盐的合成、表征及在双水相中液/液/固边界线的研究

采用一步法合成N-正乙基吡啶氯盐(N-ethyl pyridine chlorine salt,EPyCl)、N-正丁基吡啶氯盐(N-butyl pyridine chlorine salt,BPyCl)、N-正己基吡啶氯盐(N-hexyl pyridine chlorine salt,HPyCl),并通过差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)表征产物纯度。运用单因素试验研究各因素对产物得率的影响,并通过L_9(3~4)正交表优化合成条件。将合成的吡啶氯盐应用于[C_nPy]Cl(n=2、4、6)-K_2HPO_4双水相体系,分别用清-浊点辅助法、相转变法研究双水相相图及液/液/固边界线。结果表明:3种产物得率分别为:92.42%、90.07%、85.67%,且DSC表征后,纯度理想。最佳合成条件为反应温度80℃、时间72 h、配料摩尔比(吡啶∶氯代烷)=1.0∶1.2及溶剂乙酸乙酯用量100 mL。Merchuk方程关联的双节线数据的拟合度在0.996以上,结果理想。侧烷基链长度及体系温度的改变均影响液/液/固边界线。试验结果为此类双水相相图研究提供了理论依据。     

棉酚在双液相溶剂中的分配系数

研究了双液相溶剂(甲醇相 石油醚)浸取破碎棉仁的工艺特性,测定了达到浸取平衡的时间,考察了温度、甲醇相浓度等因素对游离棉酚分配系数的影响.结果表明,甲醇相中加入一定量的柠檬酸可以提高游离棉酚在甲醇相中的分配系数,而且温度越高,甲醇相浓度越大,分配系数越大.并提出了一个经验方程用以关联分配系数与浸取温度、甲醇相浓度的关系,平均相对误差为4.65%.     

芦丁在异丙醇/无机盐双水相体系中分配行为的研究

采用异丙醇与无机盐构建双水相体系,以芦丁在两相间的相比R、分配系数K、萃取率E为指标,考察了无机盐种类、无机盐质量分数、异丙醇质量分数以及芦丁浓度对其分配行为的影响。实验结果表明:不同种类无机盐所构建双水相体系萃取率高低顺序为:K_2HPO_4Na_2SO_4(NH_4)_2SO_4Na_2CO_3K_2CO_3;以K_2HPO_4和异丙醇构建的双水相体系中,萃取率随盐浓度以及异丙醇浓度的增加呈先升高后降低的趋势,萃取率随芦丁浓度的增加而升高,但高浓度对萃取率的提高贡献有限。以质量分数28%的异丙醇和质量分数28%的K_2HPO_4构建的双水体系配系数为13,萃取率达93.4%。     

离子液体双水相提取木瓜蛋白酶及条件优化

采用[C4mim]Br/K2HPO4双水相体系提取木瓜蛋白酶。首先考察各成相试剂对木瓜蛋白酶活性的影响,其次考察了离子液体侧烷基链长度、离子液体浓度、酶添加量、pH、温度对木瓜蛋白酶分配行为的影响;并采用响应面法(CCD)优化[C4mim]Br/K2HPO4双水相萃取木瓜蛋白酶的条件。结果表明:离子液体对木瓜蛋白酶的活性影响较小,低浓度时还能促进酶活性,而无机盐对木瓜蛋白酶活性的影响较大;高温不利于离子液体双水相萃取木瓜蛋白酶;各因素对木瓜蛋白酶萃取的影响从大到小依次为K2HPO4的浓度、[C4mim]Br的浓度、酶添加量、pH。响应面优化得到的最佳萃取条件:0.30 g/mL的[C4mim]Br,0.30 g/mL的K2HPO4,pH 6.0,酶添加量3.0 mg/mL,温度30℃。在此条件下木瓜蛋白酶的酶活性回收率达到91.20%,纯化因子可以达到1.73。为该体系的放大实验或规模化生产提供理论指导。     

离子液体双水相提取菜籽粕蛋白及其相行为的研究

用浊度法测定并绘制了30℃下亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim] Cl)+K2 HPO4+ H2O体系的三元相图,求得的离子液体在该双水相体系中的溶解度曲线方程分别为:w([Bmim]Cl,上相)=0.026 88 +0.914 32×exp(-w(K2HPO4,上相)/0.113 39),r上相=0.999 59w([Bmim]Cl,下相)=-0.044 11 +28.974 45 ×exp(-w(K2HPO4,下相)/0.028 26)+0.289 58×exp(-w(K2HPO4,下相)/0.678 55),r下相=0.991 24.建立了由[Bmim] Cl和K2HPO4形成的双水相体系提取菜籽粕蛋白质的新方法,考察了在该离子液体双水相体系中不同离子液体及其浓度、盐浓度以及蛋白质浓度、pH对菜籽蛋白提取率的影响;并通过L16(45)正交优化试验得到了离子液体双水相提取菜籽粕蛋白质的最佳工艺条件为:K2HPO4质量浓度为150 mg/mL、[Bmim] Cl质量浓度为350 mg/mL、菜籽蛋白质量浓度为70.0 mg/L、pH值为6.8.验证试验结果表明在此最佳条件下菜籽蛋白质的提取率达到99.1％,这显示了该分离体系对提取菜籽蛋白质的独特性,为进一步的放大试验或工业化规模生产奠定了一定的试验基础.     

双水相萃取法分离纯化金针菇子实体多糖

根据双水相萃取原理,探讨了乙醇-硫酸铵双水相体系对金针菇多糖的分配途径,并对该体系的双节线数据进行拟合,确定出拟合度高且参数较少的双节线方程:y=-5.83-64.76×0.95x,R~2=0.999 1。以金针菇多糖萃取率为指标,研究系线长度、硫酸铵质量分数、乙醇质量分数对金针菇多糖的萃取效果。结果表明:在乙醇质量分数为24%、(NH_4)_2SO_4质量分数为21%时,系线长度为47.36,多糖在下相的分配系数为10.57,多糖的萃取率可达92.24%。该法简单高效,可用于金针菇多糖的分离纯化。     

双水相萃取法提取木瓜蛋白酶的研究

对以PEG(聚乙二醇)/(NH4)2SO4为双水相系统提取的木瓜蛋白酶进行了研究。实验考察了不同分子量PEG对木瓜蛋白酶活性的影响以及PEG浓度、(NH4)2SO4浓度、pH和温度对木瓜蛋白酶分配系数的影响。结果表明:双水相体系最佳条件为PEG60027%,(NH4)2SO421%,pH7·0和温度60℃。在上述条件下,木瓜蛋白酶的分配系数可达9·28。     

聚乙二醇/盐双水相萃取L-苯丙氨酸的研究

研究了聚乙二醇/盐双水相体系的成相行为及L-苯丙氨酸在双水相中的分配规律,其中包括聚乙二醇的分子量、聚乙二醇质量分数、盐的种类及加入量、L-苯丙氨酸初始浓度和pH对萃取分离的影响。当聚乙二醇1000的质量分数为27%,磷酸氢二钾的质量浓度为0.15g/mL,L-苯丙氨酸的质量浓度为10g/L,体系的pH为8.5时,L-苯丙氨酸的萃取率最高为99.5%,分配系数最大为186.5。     

水-醋酸-甲基叔丁基醚-氯化钠体系液液相平衡数据的测定

测定了常压下25℃时水-醋酸-甲基叔丁基醚-氯化钠体系液液相平衡数据.结果表明,加盐可以改善体系的液液平衡,有利于提高溶剂的选择性.分别采用Othmer-Tobias和Bachman方程对实验数据进行了关联,相关性系数均大于0.991,数据结果可靠.     

木瓜蛋白酶在PEG-IDA-Fe~(3+)/(NH_4)_2SO_4双水相体系中亲和分配行为研究

目的:研究木瓜蛋白酶在PEG-IDA-Fe3+/(NH4)2SO4亲和双水相体系中分配行为。方法:采用浊点法,构建双水相相图,考察各成相剂对木瓜蛋白酶活性的影响;研究不同PEG4000和(NH4)2SO4的质量分数、不同PEG-IDA-Fe3+的取代量时,木瓜蛋白酶在两相体系中分配行为的变化;用响应面法优化亲和双水相萃取木瓜蛋白酶的最佳分离条件;同时对木瓜蛋白酶在萃取体系中的结构进行表征。结果:当两相体系中p H6.9,PEG4000质量分数16%,(NH4)2SO4质量分数20%,PEG-IDA-Fe3+为3%时,木瓜蛋白酶的上相酶活性回收率达90.5%,蛋白分配系数达1.85,而其在PEG/(NH4)2SO4中的酶活回收率及蛋白分配系数都低于PEG-IDA-Fe3+/(NH4)2SO4亲和双水相体系。结论:PEG-IDA-Fe3+/(NH4)2SO亲和双水相系统能有效提高木瓜蛋白酶的分配效果,采用Fe3+螯合PEG成相剂的双水相萃取木瓜蛋白酶条件温和,不影响酶的特征结构。     

水解纤维素体系中离子液体和葡萄糖产物混合物的分离研究

离子液体应用于纤维素水解的一个较大障碍是水解产物与离子液体的分离,包括离子液体的回收利用等,采取过滤、萃取的常规方法不能将可溶性低聚糖和离子液体分离。采用阳离子交换树脂则有望分离其混合体系。采用葡萄糖和离子液体的混合物水溶液作为模型,探索分离的最佳条件:1-丁基-3-甲基氯代咪唑(BMIMCl)浓度0.3mol/L,流速13.3mL/min,洗脱液盐酸浓度4moL/L,流速6.67mL/min,用量为2BV。将该方法应用于微晶纤维素水解产物的分离,得到还原糖的分离效率在70%以上。     

LCST型离子液体-盐双水相体系提取虾青素

天然虾青素具有突出的生物活性和极高的经济价值。然而,许多研究仍然以丙酮等有机试剂提取虾青素,不仅给环境带来巨大压力,而且降低了生产安全性。为探索提取天然虾青素的高效绿色工艺,构建一种新型离子液体-盐双水相体系,考察离子液体种类、温度、pH值等因素对该体系相行为以及虾青素分配系数的影响规律,并从雨生红球藻中提取天然虾青素。结果表明,辛基三丁基溴化膦([P4448]Br)、辛基三丁基氯化膦([P4448]Cl)、四丁基溴化膦([P4444]Br)、四丁基氯化膦([P4444]Cl)、四丁基三氟乙酸膦([P4444]CF3COO)以及四丁基溴化铵([N4444]Br)可与K2HPO4/KH2PO4形成具有低临界共熔温度(LCST)的离子液体-盐双水相体系,其中[P4448]Br形成双水相的能力及其双水相体系萃取虾青素的能力均为最强。在超声功率75 W、超声时间60 min的条件下,[P4448]Br-K2HPO4/KH2PO4双水相体系从雨生红球藻中获得虾青素的萃取率达96.09%。研究结果从新的角度审视双水相体系相行为和生物分子迁移特性之间的关联,为采用双水相分离技术从生物资源中提取天然虾青素提供了理论依据。     

酸性玫红BB的萃取平衡特性研究

以酸性玫红BB为研究对象,探讨了三辛胺(TOA)萃取水中酸性染料的萃取平衡特性,结果表明:(1)在一定三辛胺含量条件下,随水相中染料质量浓度的增大,体系的萃取平衡系数出现明显的上升,说明在所研究的质量浓度范围内,本体系有利于萃取高质量浓度的染料废水;(2)在所研究的染料质量浓度范围内,在有机相内形成染料分子-TOA一对二的可能性是存在的,即TOA与染料分子的结合方式应以1∶1和1∶2为主.当有机相中染料分子较多时,部分1∶2结构解离,释放出部分三辛胺,因此在高质量浓度下,油相的吸附能力增大,表现为分配系数有增大的趋势;(3)获得的萃取相平衡曲线可以用于选择萃取条件的工程设计.     

PEG/Na_2SO_4双水相萃取木瓜蛋白酶的研究

采用聚乙二醇(PEG)/硫酸钠(Na2SO4)双水相体系对木瓜蛋白酶进行分离提取。考察各成相试剂及pH对木瓜蛋白酶活性的影响,研究体系中不同相对分子量PEG、硫酸钠和PEG的质量分数、pH、酶添加量等因素对木瓜蛋白酶在两相体系中分配行为的影响,采用响应面法优化双水相萃取木瓜蛋白酶的最佳分离条件,并进行了实验室规模的放大。结果表明:Na2SO4的质量分数对分配行为的影响极显著,其次是PEG的质量分数,pH对分配行为的影响不显著。当两相体系中PEG的相对分子量为6000,质量分数为16.0%、Na2SO4质量分数为18.0%、pH7.0、酶添加量为1.0mg/g时,木瓜蛋白酶在两相体系中的分配系数最高可达3.1,可获得木瓜蛋白酶活性回收率82.6%。实验证明:响应面法优化双水相萃取木瓜蛋白酶的条件是可行的,可用于实际预测。     

木瓜蛋白酶在金属螯合亲和双水相中分配行为的研究

利用金属螯合双水相亲和分配技术对木瓜蛋白酶的萃取进行了研究。考察了不同无机盐和浓度、PEG的分子量和浓度、亲和配基的加入量、pH、酶添加量对木瓜蛋白酶分配的影响,对不含亲和配基的双水相和含亲和配基的双水相萃取木瓜蛋白酶的效果进行比较。优化的分配条件为:质量分数17%PEG 4 000,1%PEG-IDA-Cu~(2+),18%Na_2SO_4,pH 7.0,酶添加量为2 mg/g,在此条件下,木瓜蛋白酶的酶活性回收率可达到90%左右,蛋白分配比达到5.11。结果表明,PEG 4 000/Na_2SO_4系统比PEG 4 000/(NH_4)_2SO_4系统更有利于木瓜蛋白酶亲和分配;无机盐的浓度和亲和配基的加入量是影响木瓜蛋白酶分配的关键因素;与不含亲和配基的双水相系统相比,亲和配基的加入可以提高木瓜蛋白酶在PEG相的分配,酶活性回收率和蛋白分配比可分别提高10%和2.0左右,表明金属鳌合双水相分配技术分离木瓜蛋白酶是可行的,为该体系的放大试验或规模化生产奠定了相应的试验基础。     

离子液体双水相体系及其在蛋白分离中的应用

本文简要介绍了离子液体双水相体系(ILATPS)在生物萃取分离中的研究进展及其体系的分类、特点、应用对象等;采用文献计量学的方法,对国内外近十年来发表的ILATPS研究文献进行简要统计分析;讨论了ILATPS的成相机理及其萃取分离蛋白质的机理的研究进展,热力学研究表明,虽然静电相互作用和盐析作用是蛋白质在双水相中转移的推动力,但其中起主要作用的驱动力是疏水相相互作用;应用实例展现了国内外对离子液体双水相萃取分离蛋白质研究的现状和发展趋势.总之,ILATPS在蛋白质和酶等生物分离中的应用前景将十分巨大.