离子液体双水相用于糖和蛋白质的选择性分离

离子液体双水相是Rogers等[1]在2003年首次提出的一种新型双水相体系.与传统的双水相相比,离子液体双水相具有粘度低、分相快、不易乳化、萃取效率高,离子液体可以回收利用等优点. 同时,由于离子液体的结构多样性以及双水相本身操作方便和容易放大等特点,离子液体双水相的研究日益受到学术和工业界的重视.糖和蛋白质是两种重要的生化物质,两者的分离是研究糖和蛋白质功能的前提.因此,研究开发高效、低耗的相关分离技术具有重要的意义.     

聚合物-盐双水相技术及研究进展

双水相萃取技术作为一种新型的绿色分离/富集技术,具有简单、省时、高效和绿色无污染等优点,已被应用于金属离子的定量分离萃取、生物活性物质的分离纯化以及天然产物的提取等领域.目前的双水相体系主要包括聚合物-聚合物双水相体系、聚合物-盐双水相体系、离子液体-盐双水相体系和小分子有机溶剂-盐双水相体系,但由于有机溶剂易挥发不稳定、离子液体成本较高和两种聚合物体系的粘度较大等问题,影响了这三种双水相体系在工业规模化生产中的应用.而聚合物-盐双水相体系用盐代替聚合物-聚合物双水相体系中的一种聚合物作为成相物质,在降低体系粘度和生产成本的同时,保留了聚合物生物相容性好的优势,被广泛应用于生物活性物质、天然产物及抗生素的分离纯化,具有较高的开发价值和广阔的应用前景.通过分析聚合物-盐双水相体系的理论及应用研究进展,希望对进一步的研究工作有所帮助和启发.     

溴化N-乙基吡啶+水+盐体系的相行为

测定了298.15K时的离子液体溴化N-乙基吡啶([EPy]Br)+盐(酒石酸钾钠C₄O₆H₄KNa、磷酸氢二钾K₂HPO₄)离子液体双水相体系的双节线和系线的相关数据,探讨了双水相体系的形成机理和条件,并通过双节线模型计算出了双水相体系的有效排除体积(EEV),得到了磷酸氢二钾的盐析能力更强的结论。实验的双节线数据利用Merchuk等非线性方程成功关联,系线数据利用Othmer-Tobias方程,Bancroft方程,二元参数方程和Setschenow-type方程关联,通过关联得到的各参数数值可知:实验所得数据均很好地满足了各经验方程。证明了两种盐与离子液体[EPy]Br形成双水相的可能性,为进一步从理论和实践上分析及应用该离子液体双水相体系奠定了基础。     

基于功能化离子液体的苯丙氨酸双水相萃取性能研究

系统研究1-(N,N-二乙基氨甲酰基甲基)-3-甲基咪唑氯盐([MDCBmim]Cl),1-(N,N-二乙基氨甲酰基甲基)-3-甲基咪唑氟硼酸盐([MDCBmim]BF4)、1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([Bmim]BF4)3种离子液体的双水相体系对苯丙氨酸的萃取性能.考察了影响萃取过程的主要因素如pH、离子液体和磷酸盐的用量、体系温度.研究结果表明,功能化离子液体双水相体系对苯丙氨酸的萃取性能远好于常规离子液体.当pH=13时,在[MDCBmim]Cl/K2HPO4双水相体系中,苯丙氨酸的分配系数最高可达130,对其分配系数顺序为:[MDCBmim]Cl>[MDCBmim]BF4>[Bmim]BF4.     

酯与离子液体[bmim]BF_4二元双水相体系金属镉(Ⅱ)的萃取分离及测定

Cd(Ⅱ)与碘化钾形成离子化合物CdI_42-,与罗丹明B结合形成离子缔合物(RhB)2(CdI_4),此缔合物在一定条件下,可采用酯与离子液体[bmim]BF4二元双水相体系从目标混合物中实现高效萃取分离,方法用于测定天然水中重金属Cd(Ⅱ)的含量,检测限3.16×10-7mol/L.研究了试剂用量对三元缔合物形成的影响以及温度和酸度对离子液体-双水相萃取体系的影响,得到了Cd(Ⅱ)、KI、RhB三元缔合物(RhB)2(CdI_4)的最佳生成条件以及二元双水相体系的最佳萃取条件.     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐/阴离子表面活性剂/水组成的新型双水相体系的相行为

阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)和离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,离子液体[Bmim]BF4中)和水的混合物在一定组成范围内能自发形成两个独立的水相(水溶液两相体系,ATPS):一个是表面活性剂富相,另一种是离子液体富相.在20.0℃测定了十二烷基苯磺酸钠/[离子液体]BF4/水三元体系的相图.采用浊度滴定法确定了不同特定区域的边界线.结果表明:双水相区域接近水-离子液体[Bmim]BF4的一侧,比较狭窄.探讨了双水相的形成条件,组分以及它们的物化性能.同时测定了温度、表面活性剂和离子液体的含量对ATPS的相分离时间和相体积比的影响.用透射电子显微镜(TEM)和稳态荧光猝灭测量(SFQM)技术得到的结果表明,发生两相分离可能是由于体系中有较大的胶束聚集体存在引起的.     

烷基三甲基溴化铵-十二烷基硫酸钠混合体系双水相性质

对正离子表面活性剂烷基三甲基溴化铵(DeTAB、DoTAB、TTAB和CTAB)和负离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)混合体系双水相性质进行了研究.结果表明:313 K下各体系都能形成双水相,且阴、阳离子表面活性剂分别决定着阴、阳离子双水相(ATPSa、ATPSc)的性质.双水相区域中两表面活性剂的配比可能与该区域内富舍表面活性剂胶团化性能有关.胶团化越强,其在双水相中所占的比例越大.实验结果也表明:混合溶液中两表面活性剂链长的匹配扩大了双水相区域的面积,使双水相具有更好的稳定性.     

PEG/磷酸盐双水相系统及BSA在其中的分配特性

以PEG/磷酸盐双水相系统为研究对象，成功地制作了PEG6,000./磷酸盐和PEG10，000/磷酸盐两个双水相系统的相图，初步探讨了5种不同组成的PEG6,000/磷酸盐双水相系统相分离过程的一般规律，然后以BSA在PEG6,000/磷酸盐双水相系统两相间的分配系数及其下相分配率为目标，研究了双水相系数成相浓度、外加盐NaCl、BSA起始浓度等对BSA在双水相系统中分配特性的影响。     

双水相法分离螺旋藻藻蓝蛋白与多糖

以螺旋藻为原料,采用PEG2000-硫酸镁双水相体系对螺旋藻粗提液中的藻蓝蛋白和多糖进行分离。分别探讨了PEG2000质量分数、硫酸镁质量分数、离子强度、体系pH及萃取次数对双水相体系萃取藻蓝蛋白与多糖的影响,设计正交试验优化萃取条件,并考察了螺旋藻的反萃取体系条件。结果表明:当硫酸镁质量分数为14%,PEG质量分数为6%,KCl质量分数为0.5%,体系为p H4.0时,为优化双水相萃取体系。螺旋藻水提液通过双水相萃取,藻蓝蛋白富集于上相,萃取率为93.91%;下相中糖类萃取率为59.58%。收集上相,采用12%PEG,6%硫酸镁的双水相体系对藻蓝蛋白进行反萃取,藻蓝蛋白反萃取率为99.06%。螺旋藻水提液经过PEG2000-硫酸镁双水相体系萃取与反萃取,藻蓝蛋白回收率达92.66%,藻蓝蛋白纯度由0.78提高到2.64。     

异丙醇-硫酸铵双水相萃取荧光法测定微量维生素B6

乙醇、丙酮和异丙醇等水溶性小分子有机溶剂在盐的作用下能够形成双水相体系用于目标物质的萃取,基于此提出了异丙醇一硫酸铵双水相萃取、荧光法测定微量维生素B6的新方法.课题研究了盐和有机溶剂用量、萃取时间和酸度对测定结果的影响.研究发现,异丙醇一硫酸铵双水相体系对维生素B6的一次性萃取率可达93.4%,最佳条件下,检出限为6.7×109g/m L.与传统的液一液萃取和固相萃取相比,本方法具有简便、萃取率高、干扰小、低毒等显著特点.     

双水相萃取法富集分离地木耳中的藻蓝蛋白

采用聚乙二醇(PEG4000)/硫酸盐双水相体系,经一次萃取从地木耳细胞破碎液中富集分离藻蓝蛋白.分别考察萃取时间、硫酸盐种类及浓度、PEG4000浓度、溶液pH值和离子强度对双水相萃取分离地木耳中藻蓝蛋白的影响.结果表明:在萃取时间为30 min,Na2SO4的质量分数为15％,PEG4000的质量分数为12％,加入...     

微波辅助双水相提取苦荞麦粉中黄酮类化合物

采用微波辅助乙醇-硫酸铵双水相体系,从苦荞麦粉中提取黄酮类化合物.确定乙醇-硫酸铵双水相提取黄酮类化合物的较优乙醇体积分数以及硫酸铵添加量;通过单因素实验确定苦荞麦粉黄酮类化合物的较优萃取条件.结果表明:微波辅助双水相的方法适合用于苦荞麦粉中黄酮类化合物的提取;响应面法优化微波辅助双水相提取苦荞麦粉黄酮的提取条件,较优提取条件为萃取剂含乙醇的体积分数30%,微波功率550 W,提取时间70 s,苦荞麦粉在提取溶剂中的质量浓度0.02 g/m L,苦荞麦粉中提取得到的黄酮类化合物占苦荞麦粉的质量分数为1.38%.     

双波辅助提取结合双水相萃取分离纯化龙须菜多糖研究

对龙须菜多糖双波辅助提取工艺进行响应面法优化,最佳条件为:超声波50 W,提取时间31.7 min、微波温度87℃、料液比1∶60.7,在此条件下龙须菜多糖提取率为34.84%。筛选双水相体系获得一种可较好去除蛋白的乙醇/(NH_4)_2SO_4双水相体系.结果表明:双水相系线长度为50时,中间相龙须菜粗多糖回收率最高可达81.1%,证实双波辅助提取结合双水相萃取可成为一种龙须菜粗多糖提取的有效技术手段.     

离子液体双水相中茜素红S与牛血清白蛋白作用研究

在离子液体四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑(fBrnim]BF4)和NaH2PO4形成的双水相体系中,研究茜素红S(ARS)与牛血清白蛋白(BSA)生成复合物光谱行为和溶液酸度,盐浓度,离子液体用量,共存物质等对体系复合物测定影响.离子液体用量1.5 mL,磷酸二氢钠2.0 g,ARS 1.0 mL,蛋白质溶液1.0 mL,pH 6时ARS与BSA复合物吸光度较大.离子液相中复合物最大吸收波长位于531 nm,比单纯ARS红移109 nm;摩尔吸光系数(ε)为2.32×104L·mol-1·cm-1.用加入不同类型表面活性剂方法,初步探讨了ARS与BSA之间的作用机理.使用后的离子液体经过简单处理可以重复使用.     

双离子液体富集结合原子吸收测定植物中痕量锂

分别以憎水性离子液体1,3-二辛基咪唑六氟磷酸盐、亲水性离子液体溴化1-丁基-3-甲基咪唑和4-甲基-10-羟基苯并喹啉作为萃取介质、缔合剂和螯合剂,建立双离子液体锂绿色萃取分离新体系。在氢氧化钠溶液中,锂离子可与4-甲基-10-羟基苯并喹啉和1-丁基-3-甲基咪唑阳离子发生反应,生成稳定的螯合-离子缔合物而被萃取进入憎水性的离子液体相;加入硫酸钠可将此缔合物迅速分解使锂离子重新回到水相。最佳条件下,锂的一次萃取率和反萃率分别为95.5%和99.8%,富集倍数超过50倍。研究表明,1,3-二辛基咪唑六氟磷酸盐经过20次锂的萃取和反萃,其萃取率仍保持在99.1%以上,说明离子液体具有良好的重复利用性。双离子液体绿色萃取结合原子吸收光度法已成功应用于植物中超痕量锂的检测,方法的检出限为0.1μg/g,加标回收率在97.0%～102.5%。     

醇对SDS-CTAB-H2O体系双水相性质的影响

研究了短链一元醇(乙醇、正丁醇)和二元醇(乙二醇、1,4—丁二醇)对正负离子表面活性剂混合溶液(十二烷基硫酸钠—十六烷基三甲基溴化铵—水)双水相的影响。结果表明：一元醇的加入不但缩短了双水相的成相时间、使原水溶液双水相的区域得到扩展而且还会导致新双水相区域的出现,这种影响随着醇类链长的增长而增大。而二元醇的加入对双水相的相图影响不大,只是对形成双水相的表面活性剂最低总浓度稍有影响。实验结果也表明,出现双水相的表面活性剂最低总浓度与混合溶液的临界胶束浓度(CMC)有关,但CMC并不是决定出现双水相表面活性剂最低浓度的唯一因素。     

离子液体双水相体系相平衡的动态参数模拟

基于离子液体双水相体系相平衡组成的高度不对称性,提出了"动态参数"模拟的概念,以体系在298.2K、308.2K和323.2K温度下的数据为样本,建立了神经网络关联模型,经比较,其精度优于文献中的Othmer-Tobias/Bancroft方程.此外,模型对实验数据的依赖性较弱,在一定的范围内,具有对体系相平衡组成进行直接预测的能力.     

静态双水相系统分散相液滴上升速率的数学模拟

对静态环境中双水相系统相分离过程的恒速阶段进行了适当的模型假设,并采用机理分析方法建立了分散相液滴上升速率模型．实验测定了11种不同PEG(聚乙二醇)／磷酸盐双水相系统的上下相密度差、粘度和相比等参数,根据相分离过程分散相体积变化的相关实验数据,求取了不同组成双水相体系分散相液滴的上升速率,进而用系统辨识方法确定了模型参数,得到了双水相系统相分离过程分散相液滴最大上升速率的数学模型．     

单模聚焦微波合成N-烷基-N-羧甲基咪唑类酸性离子液体

以N-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-丙基咪唑为原料,采用单模聚焦微波辐射一锅两步法有效地合成了化合物1-甲基-3-羧甲基咪唑四氟硼酸离子液体(1)、1-乙基-3-羧甲基咪唑四氟硼酸离子液体(2)、1-丙基-3-羧甲基咪唑四氟硼酸离子液体(3).通过单因素实验,确定了最佳合成条件:化合物1在90 W,20 min,80℃条件下,产率达到88%;化合物2在110 W,30min,85℃条件下,产率达到89.2%;化合物3在110 W,30 min,80℃条件下,产率达到89.5%.用红外光谱和氢核磁共振表征3种离子液体的化学结构.首次通过浊点法检测了3种酸性离子液体与常见的无机盐溶液是否能够形成双水相体系.     

双水相纯化湖南黑茶茶多酚工艺优化

选用PEG-(NH4)2SO4双水相体系对湖南黑茶茶多酚进行分离纯化。通过单因素实验考察PEG的平均分子量与质量分数、硫酸铵质量分数、提取液体积、体系pH值和温度等多种因素对茶多酚纯化的分配系数以及萃取率的影响,并选择正交实验对茶多酚纯化工艺条件进行进一步优化。实验表明,双水相纯化湖南黑茶茶多酚的最佳工艺条件为:10.0g双水相体系中,选用平均分子量为600、质量分数为30%的PEG,质量分数为21%的(NH4)2SO4,体系的提取液体积为2.7 mL,pH=5.5,温度为25℃。在此最优工艺条件下,可得双水相纯化湖南黑茶茶多酚的分配系数为34.50,萃取率可达97.57%。