專利名稱：：一種聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系及其制備方法和用途的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于雙水相體系
技術領域：
，特別涉及一種聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系及其制備方法和用途。
背景技術：
：分離過程作為一個重要的化工過程，在石油煉制、天然產(chǎn)物的提取、醫(yī)藥工業(yè)、生物化工等眾多領域中不可或缺。雙水相體系具有避免使用大量有機溶劑，易于操作，對環(huán)境的影響較小等優(yōu)點，自被發(fā)現(xiàn)至今，已經(jīng)被廣泛應用于生物分子、細胞、離子等的分離提純中。目前已開發(fā)的體系有高聚物/高聚物雙水相體系(如聚乙二醇/右旋糖苷)，高聚物/無機鹽雙水相體系(如聚乙二醇/磷酸鈉)，近來研究較為熱門的還有陰離子表面活性劑/陽離子表面活性劑雙水相體系，含離子液體、有機鹽(如檸檬酸鈉/聚乙二醇體系)的雙水相體系等。由于傳統(tǒng)的高聚物/高聚物雙水相體系的粘度較高，不利于操作，而高聚物/無機鹽體系引入的大量無機鹽會帶來環(huán)境問題，因此，近年來，含有生物可降解的有機鹽及表面活性劑體系引起了學者們的關注，但由聚乙二醇和兩相表面活性劑構成的雙水相體系目前國內外還未見報道。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系及其制備方法和用途。—種聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系，其特征在于所述聚合物為聚乙二醇，所述兩性表面活性劑為椰油酰胺丙基甜菜堿，形成的雙水相體系為聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系。如上所述聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系中，聚乙二醇、椰油酰胺丙基甜菜堿和水的質量分數(shù)分別為0<聚乙二醇《30%，0<椰油酰胺丙基甜菜堿《40%，余量為水?！N優(yōu)選的技術方案所述聚乙二醇分子量范圍為1000-35000?！N聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系的制備方法，其特征在于，將聚合物溶液、兩性表面活性劑溶液和水混合、震蕩，靜置分層或離心分離，形成上相富含兩性表面活性劑，下相富含聚合物的雙水相體系，雙水相體系的形成不受添加順序的限制，其中，聚合物、兩性表面活性劑和水的質量分數(shù)分別為0<聚合物《30%，0<兩性表面活性劑《40%，余量為水；所述聚合物為聚乙二醇，所述兩性表面活性劑為椰油酰胺丙基甜菜堿，形成聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系。所述靜置分層時間為10-20mim。所述離心分離在控溫離心機中進行，控制溫度在10-30°C，以1000-4000rpm的轉速離心10-60min。所述聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系用于生物物質的分離。所述生物物質包括抗生素、氨基酸、多肽、蛋白質，以及中草藥有效成分等。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明雙水相體系的形成不受添加順序的限制，成相速度快、成相效果好，且具有較寬的溫度操作范圍；相行為穩(wěn)定，受溫度影響較?。幌啾绕胀ǖ母呔畚?鹽體系而言，連接線更加對稱，兩成相劑的互溶度較小。本發(fā)明提供的聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系是一種新型的分離方法，分離環(huán)境溫和，可應用于生物物質或其他高附加值產(chǎn)品的分離中。圖1是25。C時，聚乙二醇20000.圖2是25。C時，聚乙二醇10000.圖3是25。C時，聚乙二醇2000/z椰油酰胺丙基甜菜堿/水體系相圖；z椰油酰胺丙基甜菜堿/水體系相圖；椰油酰胺丙基甜菜堿/水體系相圖。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明實施例1在10ml的玻璃離心管中加入一定量已知濃度的聚乙二醇(聚乙二醇分子量為20000，即PEG20000)和椰油酰胺丙基甜菜堿(CocamidopropylBetaine)，加水使體系總重約為10g，上下來回顛倒充分混勻后放入控溫離心機中離心(25°C，3000rpm，30min)，將離心完畢的體系放入25t:恒溫水浴中放置24小時，以保證體系的平衡，形成聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系，之后再取出，記錄兩相體積，分別取出上下兩相。使用元素分析儀(varioEL)對雙水相體系中的C、H、N元素的質量分數(shù)進行分析利用體系中甜菜堿分子和聚乙二醇分子中的元素組成，計算兩相中的組成，結果見表l和圖l。圖中和表中的數(shù)據(jù)均為質量百分數(shù)。表l聚乙二醇20000/椰油酰胺丙基甜菜堿/水相平衡數(shù)據(jù)，25t:<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>79,99]4.480.0032.9917.040.87814.019.970.0036.2018.160.70915.9910.000.0038.1220.720.671017.909.963.2233.3923.100.67119.986.986.2129.7123.620.571219.993.320.0040.1518.720.38實施例2聚乙二醇10000/椰油酰胺丙基甜菜堿/水體系的雙水相相平衡結果，實驗步驟與實施例1完全相同，結果見表2和圖2。圖中和表中的數(shù)據(jù)均為質量百分數(shù)。表2聚乙二醇10000/椰油酰胺丙基甜菜堿/水體系相平衡數(shù)據(jù)，25°C起始濃度上相濃度下相濃度編號PEG10000%Betainc%PEGlOOOOQ/oBetaine%PEG10000o/oBetaine%14.0219.930.0028.2413.551.7728.029.981.2523.9311.303.50312.009.920.0033.6716.960.93415.968.010.0036.3319.810.635]7.977.983.9234.1122.550.58623.964,997.0732.8827.020.45實施例3聚乙二醇2000/椰油酰胺丙基甜菜堿/水體系的雙水相相平衡結果，實驗步驟與實施例1完全相同，結果見表3和圖3。圖中和表中的數(shù)據(jù)均為質量百分數(shù)。表3聚乙二醇2000/椰油酰胺丙基甜菜堿/水體系相平衡數(shù)據(jù)，25°C起始濃度上相濃度下相濃度編號PEG2000%Betaine%PEG2000%Betainc%rFX}2000%Betaine%123.895.682.1644.8526.810.90223.937.961.8545.6728.170.815<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本發(fā)明的聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水體系的相圖可分為單相區(qū)、雙水相區(qū)和液-固相區(qū)。當聚乙二醇的分子量大于10000時，兩種成相物質的互溶度小，連接線對稱，與通常的高聚物_高聚物型雙水相體系相似。上述實施例中的聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系中，雙水相的上、下兩相都是透明的水溶液。兩相界面清晰。由于體系的水含量高，所以在雙水相區(qū)域，兩相的密度幾乎接近于lg/cm兩相的密度差很小，一般在0.010.05g/cm3左右，屬于典型的雙水相體系。本發(fā)明提供的聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系成相時間為10-20分鐘(靜置條件下)?！N好的萃取分離方法，應盡量減少萃取劑在萃殘液中的殘留量，即兩成相劑的互溶度越小越好。而在該體系的雙水相區(qū)域內，隨著聚乙二醇和甜菜堿濃度的升高，兩成相劑的互溶度越來越低。在聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系中，含有高分子量聚乙二醇的體系的雙水相區(qū)域比低分子量的大，并且在較低濃度下就可以出現(xiàn)雙水相，即雙節(jié)線向原點靠近，與典型的含聚合物的雙水相的成相規(guī)律一致。同時，對于高分子量的聚乙二醇，存在互溶度很小的雙水相區(qū)域，而對于低分子量的聚乙二醇，雙水相區(qū)域中兩成相劑的互溶度明顯增大。但所述雙水相體系的相比主要取決于濃度，受聚乙二醇的分子量的影響很小。當聚乙二醇或椰油酰胺丙基甜菜堿的濃度較高，例如，聚乙二醇濃度大于24%，并且椰油酰胺丙基甜菜堿的濃度大于6%時，整個體系的上相，即椰油酰胺丙基甜菜堿相都將變成凝膠狀的固體，而下相仍為澄清透明的聚乙二醇相。雙水相體系溫度的升高將使聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系的雙水相區(qū)域朝相圖的右上方移動。這種相行為與典型的兩性離子型表面活性劑膠束溶液的相行為一致，即隨著溫度的升高，溶解度突然劇增，雙相區(qū)變成了單相區(qū)。利用本發(fā)明萃取青霉素鈉，分配系數(shù)范圍為5-10;利用本發(fā)明萃取牛血清蛋白，分配系數(shù)范圍為1-40。例如，經(jīng)過控溫離心機離心(25°C，3000rpm，30min)，2.0%的青霉素鈉在7.5%PEG20000-12.6%椰油酰胺丙基甜菜堿雙水相體系中分配比為9.66。權利要求一種聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系，其特征在于所述聚合物為聚乙二醇，所述兩性表面活性劑為椰油酰胺丙基甜菜堿，形成的雙水相體系為聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系。2.根據(jù)權利要求1所述的一種聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系，其特征在于所述聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系中，聚乙二醇、椰油酰胺丙基甜菜堿和水的質量分數(shù)分別為0<聚乙二醇《30%，0<椰油酰胺丙基甜菜堿《40%，余量為水。3.根據(jù)權利要求2所述的一種聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系，其特征在于所述聚乙二醇分子量范圍為1000-35000。4.一種聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系的制備方法，其特征在于，將聚合物溶液、兩性表面活性劑溶液和水混合、震蕩，靜置分層或離心分離，形成上相富含兩性表面活性劑，下相富含聚合物的雙水相體系，雙水相體系的形成不受添加順序的限制，其中，聚合物、兩性表面活性劑和水的質量分數(shù)分別為0<聚合物《30%，0<兩性表面活性劑《40%，余量為水；所述聚合物為聚乙二醇，所述兩性表面活性劑為椰油酰胺丙基甜菜堿，形成聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系。5.根據(jù)權利要求1、2或3所述的一種聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系，其特征在于所述聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系用于生物物質的分離。6.根據(jù)權利要求5所述的一種聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系，其特征在于所述生物物質包括抗生素、氨基酸、多肽、蛋白質，以及中草藥有效成分。全文摘要本發(fā)明公開了屬于雙水相體系
技術領域：
的一種聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系。一種聚合物/兩性表面活性劑/水雙水相體系，所述聚合物為聚乙二醇，所述兩性表面活性劑為椰油酰胺丙基甜菜堿，形成的雙水相體系為聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜堿/水雙水相體系，其中，聚乙二醇、椰油酰胺丙基甜菜堿和水的質量分數(shù)分別為0＜聚乙二醇≤30％，0＜椰油酰胺丙基甜菜堿≤40％，余量為水。本發(fā)明雙水相體系的形成不受添加順序的限制，成相速度快、成相效果好，且具有較寬的溫度操作范圍；相行為穩(wěn)定，受溫度影響較小；本發(fā)明提供的雙水相體系是一種新型的分離方法，分離環(huán)境溫和，可應用于生物物質或其他高附加值產(chǎn)品的分離中。文檔編號B01D11/00GK101721836SQ20091024314公開日2010年6月9日申請日期2009年12月29日優(yōu)先權日2009年12月29日發(fā)明者戴猷元,游曉艷,秦煒,黃焱申請人:清華大學