利用物質(zhì)在互不相溶的兩水相間分配系數(shù)的差異來進行萃取的方法。雙水相萃??？

雙水相的形成將兩種不同的水溶性聚合物的水溶液混合時，當(dāng)聚合物濃度達到一定值，體系會自然的分成互不相溶的兩相，這就是雙水相體系。這種含有不同聚合物分子的溶液發(fā)生分相的現(xiàn)象叫聚合物的不相容性。形成原因：由于高聚物之間的不相溶性，即高聚物分子的空間阻礙作用，相互無法滲透，不能形成均一相，從而具有分離傾向，在一定條件下即可分為二相。常用的雙水相體系

高聚物/高聚物體系：聚乙二醇(簡稱PEG)/葡聚糖(簡稱Dextran)高聚物/無機鹽體系：硫酸鹽體系。常見的高聚物/無機鹽體系為:PEG/硫酸鹽或磷酸鹽體系。雙水相萃取的原理是生物物質(zhì)在雙水相體系中的選擇性分配，當(dāng)物質(zhì)進入雙水相體系后，由于表面性質(zhì)、電荷作用和各種作用力（如憎水鍵、氫鍵和離子鍵等）的存在和環(huán)境的影響，使其在上、下相中的濃度不同，即分配系數(shù)不同。第一節(jié)雙水相分離理論雙節(jié)線：把均相區(qū)和兩相區(qū)域分隔開。

系線：連接雙節(jié)線上兩點的直線。

均相區(qū)兩相區(qū)ATPS相圖雙節(jié)線(bi-nodal)：

圖中的曲線。雙節(jié)線以下的區(qū)域為均相區(qū),以上的區(qū)域為兩相區(qū)，即ATPS。

系線(tieline)：

雙節(jié)線上兩點的直線。系線反映的信息A杠桿規(guī)則：系線上各點均為分成組成相同，而體積不同的兩相。兩相體積近似服從杠桿規(guī)則B性質(zhì)差異：系線的長度是衡量兩相間相對差別的尺度,系線越長,兩相間的性質(zhì)差別越大；反之則越小.C 臨界點(criticalpoint)：當(dāng)系線長度趨于零時,兩相差別消失,任何溶質(zhì)在兩相中的分配系數(shù)均為1。如K點。

對于PEG/Dextran所形成的雙水相體系中，若降低PEG相對分子質(zhì)量，則生物分子分配于富含PEG的上相中，使分配系數(shù)增大；而降低Dextran相對分子質(zhì)量，則分配系數(shù)減小。若想在上相獲得較高的蛋白質(zhì)收率，對于PEG聚合物，應(yīng)降低它的平均分子量，相反，若想在下相獲得較高的蛋白質(zhì)收率，則平均分子量應(yīng)增加。(1)成相聚合物的影響A、成相聚合物分子量B、成相聚合物的濃度聚合物分相的最低濃度為臨界點，系線的長度為零，此時分配系數(shù)為1，即組分均勻的分配于上下相.隨著成相聚合物的總濃度或聚合物/鹽混合物的總濃度增大，系統(tǒng)遠離臨界點，系線長度增加，兩相性質(zhì)的差別(疏水性等)增大，蛋白質(zhì)分子的分配系數(shù)將偏離臨界點處的值(m=1)，即大于1或小于1。因此,成相物質(zhì)的總濃度越高，系線越長，蛋白質(zhì)越容易分配于其中的某一相。(2)鹽的種類和濃度鹽的種類和濃度對分配系數(shù)的影響主要反映在對相間電位和蛋白質(zhì)疏水性的影響。②鹽的濃度

鹽的濃度不僅影響蛋白質(zhì)的表面疏水性，而且擾亂雙水相系統(tǒng)，改變各相中成相物質(zhì)的組成和相體積比。例如，PEG/磷酸鹽體系中上下相的PEG和磷酸鹽濃度及Cl-在上下相中的分配平衡隨添加NaCl濃度的增大而改變，這種相組成即相性質(zhì)的改變直接影響蛋白質(zhì)的分配系數(shù)，如圖。離子強度對不同蛋白質(zhì)的影響程度不同，利用這一特點，通過調(diào)節(jié)雙水相系統(tǒng)的鹽濃度，可有效地萃取分離不同的蛋白質(zhì)。（4）溫度的影響

分配系數(shù)對溫度的變化不敏感成相聚合物對蛋白質(zhì)有穩(wěn)定化作用,所以室溫操作活性收率依然很高,而且室溫時粘度較冷卻時(4℃)低,有助于相的分離并節(jié)省了能源開支。（一）目的物的萃取1、如果目標(biāo)產(chǎn)物在上相中的分配系數(shù)足夠大，則細胞勻漿液中的目標(biāo)產(chǎn)物可采用一步或兩步雙水相萃取工藝獲得較高的純化倍數(shù)。一步雙水相萃?。菏前焉锊牧蠎腋∫汉碗p水相系統(tǒng)混合后，其中下相含有大多數(shù)雜質(zhì)，而上相含目標(biāo)產(chǎn)物。兩步雙水相萃?。喊岩徊捷腿◇w系中的上相分離出來后，再加入鹽使其形成新的雙水相體系，則富含PEG的上相得到回收，同時，含有目標(biāo)產(chǎn)物的鹽相通過超濾等操作得到分離目標(biāo)。三步雙水相萃取酶的流程示意圖2、如果細胞勻漿液中的目標(biāo)產(chǎn)物的分配系數(shù)較小，則可采用多步雙水相萃取工藝以獲得較高的純化倍數(shù)。（二）PEG循環(huán)在大規(guī)模雙水相萃取過程中，成相材料的回收和循環(huán)使用，不僅可以減少廢水處理的費用，還可以節(jié)約化學(xué)試劑，降低成本。PEG的回收有三種方法：①加入鹽使目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)入富鹽相來回收PEG；②將PEG相通過離子交換樹脂，用洗脫劑先洗去PEG，再洗出蛋白質(zhì)。③超濾（三）無機鹽的循環(huán)一種方法使將含磷酸鈉的鹽相冷卻到6℃，使鹽結(jié)晶析出，然后用離心機分離收集；另一種方法是用電滲析法、膜分離法回收鹽類。二、大規(guī)模雙水相萃取及其簡單設(shè)備兩步萃取法連續(xù)分離胞內(nèi)酶的流程示意圖第三節(jié)雙水相萃取技術(shù)在生物、食品工業(yè)中的應(yīng)用（1）提取酶和蛋白質(zhì)。（2）進行萃取性生物轉(zhuǎn)化（3）酸水解產(chǎn)物中提取二肽、氨基酸、核苷酸等風(fēng)味物質(zhì)（4）萃取細胞、細胞器、膜等粒子（5）應(yīng)用于液－液分配層析雙水相的應(yīng)用舉例分離和提純各種蛋白質(zhì)(酶）

用PEG/-(NH4)2SO4

雙水相體系,經(jīng)一次萃取從α-淀粉酶發(fā)酵液中分離提取α-淀粉酶和蛋白酶,萃取最適宜條件為PEG1000(15%)-(NH4)2SO4(20%),pH=8,α-淀粉酶收率為90%,分配系數(shù)為19.6,蛋白酶的分離系數(shù)高達15.1。比活率為原發(fā)酵液的1.5倍,蛋白酶在水相中的收率高于60%。提取抗生素和分離生物粒子

采用PEG/Na2HPO4

體系提取丙酰螺旋霉素，最佳萃取條件是pH=8.0～8.5，PEG2000(14%)/Na2HPO4(18%),小試收率達69.2%,對照的乙酸丁酯萃取工藝的收率為53.4%第四節(jié)雙水相萃取分離技術(shù)的發(fā)展方向一、開發(fā)廉價的新型雙水相體系例如：用粗dextran、變性淀粉、糊精、乙基羥乙基纖維素等取代葡聚糖（dextran）二、雙水相分配與相關(guān)技術(shù)的集成化

集成化：不同分離技術(shù)上的相互滲透、實現(xiàn)優(yōu)勢互補，而達到整體優(yōu)化的目的。

具體表現(xiàn)3個方面：與常規(guī)技術(shù)結(jié)合解決雙水相萃取本身的難點問題引進其他分離技術(shù)進行融