威尼斯注册送28

威尼斯注册送28

全国客服热线
13140012981

联系大家CONTACT US

威尼斯注册送28
电话:13140012981
传真:0371-67896631
邮箱:tysales@cncuiqu.com
地址:郑州市高新技术开发区西四环228号企业公园10号楼9层

您现在的位置:威尼斯注册送28 > 萃取常识> 液液萃取

盐析萃取技术在植物提取中的应用

编辑:管理员    发布时间:2016/7/5 17:17:49

盐析萃取技术在植物提取中的应用

    液-液萃取也称溶剂萃取,又称抽提。是指在双组分或多组分的均相液态混合物中加入一种辅助溶剂使之成为一个双液相物系,从而将混合物中的组份分离开来。它是分离和提纯物质的重要单元操作之一。从天然产物初提液中获取有效成分是液一液萃取的一个重要应用方向。

随着分离技术在生命科学、天然药物提取及各类抗生素药物等方面应用的迅速发展,传统的溶剂萃取技术己不能满足当前市场经济及工业化的需求。例如,对于天然产物来说,生命与非生命物质共存,有效成分含量低,难于富集;对于生物物质来说,分离的对象复杂,既包括可溶物,如蛋白质和核酸,也包括悬浮的小颗粒,如细胞器和整个细胞,且生物物质极易变性和失活,分离难度大。在实际应用中,传统的液一液萃取技术存在选择性差、操作步骤繁琐、流程长、对操作条件要求苛刻、活性物质在分离过程中易失活、分离放大困难等问题,不适合于大规模的商业化生产,影响了经济竞争力和广泛应用。

盐析萃取技术概况

人们认识有机溶剂与水可在盐溶液中分相的萃取技术至今己有近一个世纪。部分与水互溶的有机溶剂,加入盐后,电解质的水合作用破坏了有机溶剂与水之间弱的作用力(如氢键),导致体系自然分相并形成互不相容的双水相或者多相萃取体系[X100]。已报道的可与盐成相的物质类型主要有聚乙二醇/无机盐、水溶性小分子醇/无机盐、表面活性剂/无机盐、离子液体/无机盐以及在此基础上形成的三相分配与三液相萃取,因其均有无机盐参与成相,在此,将其统称为盐析萃取。

    盐析萃取与水一有机溶剂萃取的原理相似,都是依据物质在两相间分配系数的差异而进行萃取的技术,但二者萃取体系的性质不同。能与水互溶的有机溶剂溶液可与某些无机盐成相,此体系是利用盐离子的水化作用,盐离子夺取原与有机溶剂水合的水分子而释放出有机溶剂分子,形成有机溶剂与无机盐的两相盐析体系。当天然产物中的有效成分进入两相体系时,由于表面性质、电荷作用和各种力(如氢键和离子键)的存在和环境因素(浓度、温度、pH值等)的影响,天然产物中的有效成分易于在两相间形成选择性的分配。利用这一点,即可实现天然产物中有效成分的提取、分离和浓缩。

    根据与盐成相的物质类型不同,此处简单先容以下几种:

      (1)聚乙二醇(PEG )/无机盐

    当PEG溶液与一些无机盐相混时,只要浓度达到一定范围,体系就会分成互不相溶的两相。成相的条件与其本身的PEG浓度、分子量大小、所用盐的种类及浓度、溶液的酸度等许多因素有关,对其成相机理普遍认为是盐析作用的结果,发生盐析作用的主要原因是去水化作用,当聚合物溶液中加入中性盐,中性盐对水分子的亲和能力大于聚合物,破坏了聚合物表面的水化层直至其减弱或消失。在实际应用中,因PEG是不挥发物质,对人体无害,操作条件温和,但PEG需反萃取去除,在反萃取过程中盐会进入反萃取剂中,对随后的分析测定带来很大影响,同时该体系不适用于在高盐浓度下易失活的生物活性物质,盐浓度太高,无论是PEG相还是盐相,都不能直接上柱进行进一步的分离纯化,而且高盐浓度的废水在实际应用中受到环保限制

    (2)水溶性小分子醇/无机盐

    普通的能与水互溶的小分子有机溶剂水溶液也可与一些无机盐成相。常用的有机溶剂有乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮等,无机盐有磷酸氢二钾、硫酸钱、磷酸二氢钠等。华侨大学的董某等认为该体系是利用盐离子的水化作用,使盐离子夺取原与有机溶剂水合的水分子而释放出有机溶剂分子,形成两相体系,也有学者认为盐析作用是物质在两相中不均衡分配的主要驱动力。小分子有机溶剂与高聚物相比,价格低廉,可大大降低成相体系原料成本;粘度小,易于相间扩散和传递;挥发度比高聚物大,无需反萃取,可采用真空蒸发或结晶的方法浓缩得到生物物质和天然产物中的有效成分,因后续分离操作简单,简化了操作步骤,大大的降低了操作费用,在大规模工业化生产中具有实际应用优势。在此方面,本课题组已开展了相关研究工作,考察了不同的有机溶剂与盐的组成对发酵液中1,3-丙二醇和2,3-丁二醇的分离萃取,同时还对水相中盐的回收工艺进行了研究;此外,本课题组对低分子有机溶剂/无机盐萃取体系在蛋白质分离方面也进行了相关探索性的研究工作。

      (3)表面活性剂/无机盐

    传统的表面活性剂双水相是指正、负离子表面活性剂混合水溶液在一定浓度及混合比范围内,自发分离形成的两个互不相溶的水相,该体系存在易乳化、相分离时间长及相区较窄等缺点。近年来研究表明,在无机盐的存在下,更有益于表面活性剂成相,成相所需的表面活性剂在较低的浓度下即可成相,且具有成相时间短,分相快等优点。腾某等探索了硫酸钱,滨化钠对十二烷基硫酸钠(SDS)/十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)成相的影响,结果表明无机盐能促使阴离子双水相区和阳离子双水相区分别向SDSCTAB方向移动,并使双水相区加宽,盐的浓度达到一定值时,它对双水相的影响可以达到饱和状态。Al-Hakimi等研究表明,NaCI , KClNaBr可以缩短Gemini(12-3-12, 2Br-)/SDS/PEG体系的成相时间,降低体系成相组成物浓度,同时还可提高体系的萃取率。

      (4)离子液体/无机盐

    离子液体的盐析萃取体系通常是指由一种有机盐(亲水性离子液体)、一种无机盐(如磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物等)和水形成。该体系形成的实质是离子液体与盐争夺水分子的过程,离子液体的水化能力与无机盐的盐析能力决定了体系分相的难易。在2000Cull等采用离子液体代替传统有机溶剂从生物转化液中提取红霉素;Rogers等于2003年研究发现了亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪哇盐酸盐([Bmim]Cl)和水合磷酸钾(K3POa)可以形成上相富集离子液体,下相富集磷酸钾的双水相体系,首次提出了离子液体双水相的概念。此后,陆续报道了可形成盐析萃取体系的多种离子液体([Bmim]BF4. [Bmim]Br, [Omim]BF4. [Bmim]Cl)和无机盐(NaH2PO4. K2HPO4. KOH. Na2CO3)。离子液体具有良好的物理化学稳定性、与传统的亲水性聚合物/无机盐盐析体系相比,离子液体盐析萃取体系具有分相时间短、粘度低、萃取过程不易乳化等优点,但因离子液体具有潜在的毒性和不可生物降解性,会造成严重的水体污染,且生产成本高,分离回收困难,限制了其在实际生产中的应用。

    (5)三相分配(Three-phase partitioning , TPP )

    在传统的液一液萃取过程中往往不希翼有第三相生成,但随着生物分离技术的不断发展,生物体系萃取过程中产生第三相的现象越来越多,人们发现,由于第三相的引入,杂质及副产物得以富集,提高了萃取过程的选择性,可以获得更高纯度的产品,为实现多组分一步分离提供了空间。实际上,Szamos等在1995年就提出三相分配纯化蛋白的观点,编辑提到早在1984Odegaard等就提出一种新型的盐析纯化蛋白质的方法,将有机溶剂叔丁醇与一定浓度范围的硫酸钱溶液混合时体系会分为两相,当蛋白溶于下相盐水相时,会在有机相与水相之间形成富集蛋白中间相的三相分配体系。编辑考察了硫酸铁、硫酸钠、硫酸镁、氯化钾等无机盐对三相分配过程的影响,结果表明界面张力、叔丁醇和盐体系的浓度范围是影响三相分配的主要因素。近年来,印度理工学院化学系的Sharma研究小组采用叔丁醇/硫酸钱三相分配体系做了大量的研究工作,主要围绕酶的纯化、酶的复性,油脂的提取等方面文献报道较多

    (6)-液-液三相萃取(Three-liquid-phase extraction ,TLPE )

    此处的三液相萃取类似于谭某等提出三液相分类的第II类,即由两个互不相溶的有机相与一个水相组成的液一液一液三相萃取体系。根据组成不同可分为非()极性有机溶剂/极性有机溶剂/无机盐、非()极性有机溶剂/高聚物/无机盐两种。其中非极性有机溶剂一般由6-12碳的烷烃组成,乙醇、丙醇、丙酮等作为极性溶剂,聚合物一般为聚乙二醇、聚环氧乙烷一聚环氧丙烷共聚物等,常用的无机盐有硫酸钱、磷酸氢二钾等。该体系可用于从天然产物粗提液中直接分离多种有效成分,提高分离效率;此外,该体系的另一优势是可将生物转化与产物分离相结合,从发酵液中提取小分子生化产品,如各种有机酸、氨基酸等物质,可以简化工艺、提高产品纯度。在三液相萃取方面本课题组己开展了部分研究工作,例如考察了正己烷/乙醇/硫酸钱体系对丹参中丹酚酸B和丹参酮IIA的萃取能力;同时将生物转化与三液相萃取相结合,考察了石油醚/乙醇/硫酸钱体系从盾叶薯莎发酵液中萃取皂昔及薯莎皂昔元,获得较好的结果

声明:

1、本文系本网编辑转载,并不代表本网站赞同其观点及对其真实性进行负责、考证。

2、如本文涉及其作品内容、版权和其它问题,请在30日内与本网联系,大家将在第一时间进行相应处理!

 

 

XML 地图 | Sitemap 地图