水两相萃取技术作为一种新型分离技术越来越受到人们的关注。 与传统的萃取等分离技术相比，它具有操作条件温和、处理量大、易于连续操作等优点，使其在生物工程中得到广泛应用。 目前，水两相萃取技术的研究进展集中在廉价水两相系统的开发、新型水两相系统的探索、水两相的集成等方面。两相萃取技术与其他技术的比较，以及水相两相萃取相关理论的进展。 方面。 本文简要介绍了两相水萃取技术、其原理和特点，并综述了两相水体系在生物工程中的应用（包括抗生素、酶的萃取分离、蛋白质的分离纯化以及其他物质的萃取 。生物活性物质）、药物分析和金属分离。 展望了该领域的应用，并对两相水体系的应用前景进行了展望。 -,,,tions,ty,ion,soon.So,,,etc.---,stwo-,o-,-,soon.-,,-(,,),,.wo-.关键词二水相萃取； 应用; 研究进展 引言 两相水萃取不同于传统的萃取分离技术。 它有其独特的优点，是一种新型的分离技术。

因此，水两相萃取取得了较好的效果，受到越来越多研究者的青睐。 水两相萃取已在许多方面得到广泛应用，具有良好的应用前景。 两相水相体系概述水相两相萃取技术（-ATPE）是指将两种聚合物或聚合物和盐的水溶液混合在一起。 两相之间的不相容性形成两相[1]，是近年来引人注目且有前途的新型分离技术[1]。 ATPE技术始于20世纪60年代，从1956年瑞典隆德大学[4]发现两相水体系到德国国家生物工程研究中心库拉[5]提出两相水萃取分离技术（ GBF）于1979年提出。虽然它在生物制品分离方面只有20、30年的历史，但由于其条件温和、易于放大、可连续操作，已成功应用于生物制品的分离和纯化，如如蛋白质、核酸和病毒。 以及生物转化和生物分析[6]。 水相两相萃取原理 (1)分配系数 水相两相萃取与一般水-有机萃取的原理类似，都是基于物质在两相之间的选择性分配[7]。 当萃取体系性质不同，物质进入两相水体系时，由于分子间的范德华力、疏水作用、分子间氢键以及分子间电荷的作用，目标物质的浓度上、下相会发生变化。 不同，从而达到分离的目的。

溶质（包括蛋白质等大分子物质、稀有金属和贵金属复合物、中药成分等）在两相水体系中服从分布规律：K=Ct/Cb 式中：K——分布系数； Ct、Cb——分别代表上相和下相中溶质的浓度。 当系统固定时，分配系数K是一个常数，与溶质的浓度无关。 当目标物质进入两相水体系时，它选择性地分布在上相和下相之间。 与传统的萃取分配关系相比，该分配关系表现出更大或更小的分配系数。 例如，各类细胞颗粒和噬菌体的分配系数大于100或小于0.01，从而提供了物质分离的可能性[9]。 (2)萃取率 当某种物质A的水溶液用有机溶剂萃取时，萃取率E应等于： E=有机相中萃取物的量/有机相中萃取物的量两相 100%萃取率反应 确定被萃取物质的完整性。 水两相萃取的特点水两相萃取是一种新型分离技术，可以使用相对简单的设备，在温和的条件下进行简单的操作，以获得较高的收率和纯度。 与一些传统的分离方法相比，水相两相萃取技术具有以下独特的特点：（1）两相之间的界面张力较小，一般为10-7-10-4mNm-1（一般系统10-3-210 -2mNm-1)，因此两相易于分散，界面张力远低于一般有机萃取两相体系，有利于强化相间物质传递。

（2）经营条件温和。 由于两水相的界面张力远低于有机溶剂与水相之间的界面张力，整个操作过程可以在常温常压下进行，有利于生物活性物质的提取。 维持生物活性并增强相间传质。 (3)两相水体系中传质和平衡速度快，回收率高，相分离时间短，传质过程和平衡过程都很快，自然相分离时间一般为5-15分钟，因此相对于某些分离过程来说，能耗较低，可以实现快速分离。 (4)大量杂质可与所有固体物质一起去除。 与其他常用的固液分离方法相比，两相水分配技术可以节省1-2个分离步骤，使整个分离过程更加经济。 （5）含水量高，一般为75%-90%，在接近生理环境的系统中萃取，不会造成生物活性物质失活或变性。 (6)一般不存在有机溶剂残留问题。 事实证明，形成两水相的聚合物（如PEG）对人体无害，可用于食品添加剂、注射剂和药品，因此对环境污染很小。 (7)聚合物的浓度、无机盐的种类和浓度、体系的pH值等因素都会影响萃取物在两相之间的分布。 因此，可以采用多种手段来提高选择性和回收率。 (8)易于连续操作，设备简单，无需特殊处理即可直接接入后续净化工序。 例如，可以采用具有高分配系数和高选择性的多级逆流分配操作。

(9)分配过程中影响因素较多，可采取多种手段提高分配选择性或工艺成品率。 水两相萃取技术在生物工程中的应用水两相萃取在生物工程中得到了广泛的应用，可以萃取和分离抗生素、酶，分离和纯化蛋白质，以及萃取其他生物活性物质。 (1)抗生素的萃取分离朱自强等。 等采用8% PEG 2000 和20% (NH4)2SO4 组成的两相水体系直接萃取青霉素G 发酵液。 分配系数高达58.39，集中系数为3.53。 回收率为93.67%，青霉素G对糖类和不纯蛋白的分离因子分别为13.36和21。 Su在室温和pH=10下使用16.1% PEG和12%。 由5%硫酸盐和5molL-1高氯酸钠组成的两相水体系成功地从蛋清中分离出高纯度的裂解酶。 (2)萃取分离酶Babu等。 使用由 18% PEG 1500 和 14% 磷酸盐组成的两相水相从菠萝中萃取菠萝蛋白酶和多酚氧化酶。 菠萝蛋白酶的纯化倍数为4.0，酶活性恢复。 达到22.8%，多酚氧化酶的纯化因子为2.07，酶活力回收率达到90%。 采用由80% PEG和15% (NH4)2SO4组成的两相水体系从木瓜血清中萃取高纯度木瓜蛋白酶。

PEG 4000/Dex 系统用于从发酵液中分离果胶酶。 酶主要分布在上相，酶活力回收率为80.2%，纯化因子为2.45。 Li等使用16% PEG 6000和8%磷酸盐组成的两相水体系从3种不同微生物中纯化碱性木聚糖酶，纯化因子为57，收率为41%。 潘等人。 使用PEG 1500/系统从发酵液中分离和纯化U-木糖苷酶。 酶主要分布在下相。 下相酶活力回收率为96.3%，纯化倍数为33。 使用 PEG 8000/(NH4)2SO4 系统从美国发酵液中分离细胞外多聚半乳糖醛酸酶。 酶主要分布在上相，酶活力回收率为91%，纯化因子为19。黄英等。 等采用10%、15%磷酸盐和1% NaCl组成的两相水体系从洋葱假单胞菌细胞G-63发酵的粗酶液中提取脂肪酶。 当系统pH为36时，净化系数为3.98。 ,脂肪酶回收率达到87. 25%。 (3)蛋白质的分离纯化刘阳等。 使用PEG/硫酸钠两相水系统通过一次萃取从螺旋藻()细胞破碎中富集并分离藻蓝蛋白。

结果表明,最适宜萃取条件为12% PEG 4000、15%、1% KCl,藻蓝蛋白得率为91. 2%,分配系数达到8. 01,分离因子达到6. 33。螺旋藻藻蓝蛋白的富集分离，两相水萃取法与传统的盐析沉淀相比，具有节省操作时间、简化操作流程、降低能耗和成本、易于放大工艺的优点方法。 龙等人。 描述了生物共轭技术对胶体金纳米颗粒在聚乙二醇 (PEG)/葡聚糖水性两相系统 (ATPS) 中分离蛋白质的影响。 辣根过氧化物酶 (HRP) 通过直接吸附结合胶体金纳米颗粒。 尽管 HRP 很少存在于该相中，但 HRP/Au 纳米粒子结合分离到 PEG 相中，以高达 1501 的因子结合 15 nm 胶体金。相比之下，在葡聚糖相中分离的其他蛋白质/金纳米粒子组合大于 20,001 51为游离蛋白质。 分离程度取决于聚合物浓度、分子量、纳米颗粒直径，在某些情况下还取决于 ATPS 中纳米颗粒的浓度。 通过结合金纳米粒子，显着改善蛋白质分离，而不会改变蛋白质的化学性质或聚合物的亲和配体、增加聚合物浓度或增加盐浓度（主要是由于偶联）。 增加化合物的表面积。 因此，吸附的胶体颗粒为增加 ATPS 中酶和其他蛋白质的分离提供了一条有吸引力的途径。

此外，这些结果表明 ATPS 分离是纯化生物分子/纳米颗粒缀合物的有力手段，越来越多地用于诊断和材料领域。 席尔瓦等人。 [25]研究了不同分子量和pH值的PEG在聚乙二醇（PEG）+磷酸钾+尿素+水的两相水体系中的液液平衡。 他们描述了实验技巧和分析方法，得出结论：获得了PEG（1450、3350、10000）+磷酸钾（pH 7和9）+尿素（质量分数6%）相体系在25小时的平衡数据。 每个系统测量了四根连接线。 研究25小时时的pH值