专利名称：：一种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
：本发明属于双水相体系
技术领域：
，特别涉及一种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系及其制备方法和用途。
背景技术：
：分离过程作为一个重要的化工过程，在石油炼制、天然产物的提取、医药工业、生物化工等众多领域中不可或缺。双水相体系具有避免使用大量有机溶剂，易于操作，对环境的影响较小等优点，自被发现至今，已经被广泛应用于生物分子、细胞、离子等的分离提纯中。目前已开发的体系有高聚物/高聚物双水相体系(如聚乙二醇/右旋糖苷)，高聚物/无机盐双水相体系(如聚乙二醇/磷酸钠)，近来研究较为热门的还有阴离子表面活性剂/阳离子表面活性剂双水相体系，含离子液体、有机盐(如柠檬酸钠/聚乙二醇体系)的双水相体系等。由于传统的高聚物/高聚物双水相体系的粘度较高，不利于操作，而高聚物/无机盐体系引入的大量无机盐会带来环境问题，因此，近年来，含有生物可降解的有机盐及表面活性剂体系引起了学者们的关注，但由聚乙二醇和两相表面活性剂构成的双水相体系目前国内外还未见报道。
发明内容本发明的目的是提供一种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系及其制备方法和用途。—种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系，其特征在于所述聚合物为聚乙二醇，所述两性表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱，形成的双水相体系为聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系。如上所述聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系中，聚乙二醇、椰油酰胺丙基甜菜碱和水的质量分数分别为0<聚乙二醇《30%，0<椰油酰胺丙基甜菜碱《40%，余量为水。—种优选的技术方案所述聚乙二醇分子量范围为1000-35000。—种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系的制备方法，其特征在于，将聚合物溶液、两性表面活性剂溶液和水混合、震荡，静置分层或离心分离，形成上相富含两性表面活性剂，下相富含聚合物的双水相体系，双水相体系的形成不受添加顺序的限制，其中，聚合物、两性表面活性剂和水的质量分数分别为0<聚合物《30%，0<两性表面活性剂《40%，余量为水；所述聚合物为聚乙二醇，所述两性表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱，形成聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系。所述静置分层时间为10-20mim。所述离心分离在控温离心机中进行，控制温度在10-30°C，以1000-4000rpm的转速离心10-60min。所述聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系用于生物物质的分离。所述生物物质包括抗生素、氨基酸、多肽、蛋白质，以及中草药有效成分等。本发明的有益效果为本发明双水相体系的形成不受添加顺序的限制，成相速度快、成相效果好，且具有较宽的温度操作范围；相行为稳定，受温度影响较小；相比普通的高聚物/盐体系而言，连接线更加对称，两成相剂的互溶度较小。本发明提供的聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系是一种新型的分离方法，分离环境温和，可应用于生物物质或其他高附加值产品的分离中。图1是25。C时，聚乙二醇20000.图2是25。C时，聚乙二醇10000.图3是25。C时，聚乙二醇2000/z椰油酰胺丙基甜菜碱/水体系相图；z椰油酰胺丙基甜菜碱/水体系相图；椰油酰胺丙基甜菜碱/水体系相图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明实施例1在10ml的玻璃离心管中加入一定量已知浓度的聚乙二醇(聚乙二醇分子量为20000，即PEG20000)和椰油酰胺丙基甜菜碱(CocamidopropylBetaine)，加水使体系总重约为10g，上下来回颠倒充分混匀后放入控温离心机中离心(25°C，3000rpm，30min)，将离心完毕的体系放入25t:恒温水浴中放置24小时，以保证体系的平衡，形成聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系，之后再取出，记录两相体积，分别取出上下两相。使用元素分析仪(varioEL)对双水相体系中的C、H、N元素的质量分数进行分析利用体系中甜菜碱分子和聚乙二醇分子中的元素组成，计算两相中的组成，结果见表l和图l。图中和表中的数据均为质量百分数。表l聚乙二醇20000/椰油酰胺丙基甜菜碱/水相平衡数据，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实施例2聚乙二醇10000/椰油酰胺丙基甜菜碱/水体系的双水相相平衡结果，实验步骤与实施例1完全相同，结果见表2和图2。图中和表中的数据均为质量百分数。表2聚乙二醇10000/椰油酰胺丙基甜菜碱/水体系相平衡数据，25°C起始浓度上相浓度下相浓度编号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实施例3聚乙二醇2000/椰油酰胺丙基甜菜碱/水体系的双水相相平衡结果，实验步骤与实施例1完全相同，结果见表3和图3。图中和表中的数据均为质量百分数。表3聚乙二醇2000/椰油酰胺丙基甜菜碱/水体系相平衡数据，25°C起始浓度上相浓度下相浓度编号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>本发明的聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水体系的相图可分为单相区、双水相区和液-固相区。当聚乙二醇的分子量大于10000时，两种成相物质的互溶度小，连接线对称，与通常的高聚物_高聚物型双水相体系相似。上述实施例中的聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系中，双水相的上、下两相都是透明的水溶液。两相界面清晰。由于体系的水含量高，所以在双水相区域，两相的密度几乎接近于lg/cm两相的密度差很小，一般在0.010.05g/cm3左右，属于典型的双水相体系。本发明提供的聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系成相时间为10-20分钟(静置条件下)。—种好的萃取分离方法，应尽量减少萃取剂在萃残液中的残留量，即两成相剂的互溶度越小越好。而在该体系的双水相区域内，随着聚乙二醇和甜菜碱浓度的升高，两成相剂的互溶度越来越低。在聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系中，含有高分子量聚乙二醇的体系的双水相区域比低分子量的大，并且在较低浓度下就可以出现双水相，即双节线向原点靠近，与典型的含聚合物的双水相的成相规律一致。同时，对于高分子量的聚乙二醇，存在互溶度很小的双水相区域，而对于低分子量的聚乙二醇，双水相区域中两成相剂的互溶度明显增大。但所述双水相体系的相比主要取决于浓度，受聚乙二醇的分子量的影响很小。当聚乙二醇或椰油酰胺丙基甜菜碱的浓度较高，例如，聚乙二醇浓度大于24%，并且椰油酰胺丙基甜菜碱的浓度大于6%时，整个体系的上相，即椰油酰胺丙基甜菜碱相都将变成凝胶状的固体，而下相仍为澄清透明的聚乙二醇相。双水相体系温度的升高将使聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系的双水相区域朝相图的右上方移动。这种相行为与典型的两性离子型表面活性剂胶束溶液的相行为一致，即随着温度的升高，溶解度突然剧增，双相区变成了单相区。利用本发明萃取青霉素钠，分配系数范围为5-10;利用本发明萃取牛血清蛋白，分配系数范围为1-40。例如，经过控温离心机离心(25°C，3000rpm，30min)，2.0%的青霉素钠在7.5%PEG20000-12.6%椰油酰胺丙基甜菜碱双水相体系中分配比为9.66。权利要求一种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系，其特征在于所述聚合物为聚乙二醇，所述两性表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱，形成的双水相体系为聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系。2.根据权利要求1所述的一种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系，其特征在于所述聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系中，聚乙二醇、椰油酰胺丙基甜菜碱和水的质量分数分别为0<聚乙二醇《30%，0<椰油酰胺丙基甜菜碱《40%，余量为水。3.根据权利要求2所述的一种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系，其特征在于所述聚乙二醇分子量范围为1000-35000。4.一种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系的制备方法，其特征在于，将聚合物溶液、两性表面活性剂溶液和水混合、震荡，静置分层或离心分离，形成上相富含两性表面活性剂，下相富含聚合物的双水相体系，双水相体系的形成不受添加顺序的限制，其中，聚合物、两性表面活性剂和水的质量分数分别为0<聚合物《30%，0<两性表面活性剂《40%，余量为水；所述聚合物为聚乙二醇，所述两性表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱，形成聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系。5.根据权利要求1、2或3所述的一种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系，其特征在于所述聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系用于生物物质的分离。6.根据权利要求5所述的一种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系，其特征在于所述生物物质包括抗生素、氨基酸、多肽、蛋白质，以及中草药有效成分。全文摘要本发明公开了属于双水相体系
技术领域：
的一种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系。一种聚合物/两性表面活性剂/水双水相体系，所述聚合物为聚乙二醇，所述两性表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱，形成的双水相体系为聚乙二醇/椰油酰胺丙基甜菜碱/水双水相体系，其中，聚乙二醇、椰油酰胺丙基甜菜碱和水的质量分数分别为0＜聚乙二醇≤30％，0＜椰油酰胺丙基甜菜碱≤40％，余量为水。本发明双水相体系的形成不受添加顺序的限制，成相速度快、成相效果好，且具有较宽的温度操作范围；相行为稳定，受温度影响较小；本发明提供的双水相体系是一种新型的分离方法，分离环境温和，可应用于生物物质或其他高附加值产品的分离中。文档编号B01D11/00GK101721836SQ20091024314公开日2010年6月9日申请日期2009年12月29日优先权日2009年12月29日发明者戴猷元,游晓艳,秦炜,黄焱申请人:清华大学