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雙水相萃取
aqueous two-phase extraction
定義：利用待分離組分在部分互溶的兩個水相中分配系數(shù)的差異，實現(xiàn)萃取分離的過程。
學科：化工_傳遞過程與單元操作
相關(guān)名詞：萃取 分配系數(shù) 分配比
圖片來源：視覺中國
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雙水相萃取是萃取的一種方法。兩種水溶性不同的聚合物，或一種聚合物和無機鹽的混合溶液，在一定的濃度下，其體系會自然分成互不相溶的兩相。當被分離物質(zhì)進入雙水相體系后，由于表面性質(zhì)、電荷間作用和各種作用力等的影響，被分離物質(zhì)在兩相間的分配系數(shù)不同，導致其在上下相的濃度不同，即可達到分離的目的。
早在1896年人們就已觀察到，明膠與瓊脂，或明膠與可溶性淀粉溶液混合時，會得到一種不透明的混合溶液。靜置后可分為兩相，上相中含有大部分的明膠，下相中含有大部分瓊脂（或淀粉），這種現(xiàn)象稱為聚合物的不相容性，從而產(chǎn)生了雙水相。
雙水相萃取與水-有機相萃取的原理相似，都是依據(jù)物質(zhì)在兩相間的選擇性分配，但萃取體系的性質(zhì)不同。當物質(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。分配系數(shù)K等于物質(zhì)在兩相的濃度比。各種物質(zhì)的K值不同，例如各種類型的細胞粒子、噬菌體等分配系數(shù)都大于100或小于0.01，酶、蛋白質(zhì)等生物大分子的分配系數(shù)在0.1~10之間，而小分子鹽的分配系數(shù)在1.0左右。因而，雙水相體系對生物物質(zhì)的分配具有很大的選擇性。
物質(zhì)在雙水相體系中的分配系數(shù)不是一個確定的量，它受到許多因素的影響。對于某一物質(zhì)，只要選擇合適的雙水相體系，控制一定的條件，就可以得到合適的（較大的）分配系數(shù)，達到分離純化的目的。
雙水相萃取作為一種新型的分離技術(shù)，在生物物質(zhì)、天然產(chǎn)物的提取、純化方面主要有以下特點：1.含水量高（70%~90%），在接近生理環(huán)境的體系中進行萃取，不會引起生物活性物質(zhì)失活或變性；2.可以直接從含有菌體的發(fā)酵液和培養(yǎng)液中提取所需的蛋白質(zhì)，還能不經(jīng)過破碎直接提取細胞內(nèi)酶，省略了破碎或過濾等步驟；3.系統(tǒng)之間的傳質(zhì)和平衡過程速度快，能耗較小，自然分相時間一般為5~15分鐘，如選擇適當體系，回收率可達80%以上，提純倍數(shù)可達2~20倍；4.界面張力小，在10-7~10-4 毫牛/米之間，有助于兩相之間的質(zhì)量傳遞，界面與試管壁形成的接觸角幾乎是直角；5.不存在有機溶劑殘留問題，高聚物一般是不揮發(fā)物質(zhì)，對人體無害；6.大量雜質(zhì)可與固體物質(zhì)一同除去；7.易于工藝放大和連續(xù)操作，與后續(xù)提純工序可直接相連接，無需進行特殊處理；8.操作條件溫和，整個操作過程在常溫常壓下進行。
責任編輯：張鵬輝
