成相无机盐种类对PEG双水相相平衡影响.pdf

第23卷第9期
化学研究与应用
Vol 23. No 9
2011年9月
Chernical Research and Application
文章编号:1004-1656(2011)09-1205-04
成相无机盐种类对PEG双水相相平衡影响
刘杨”,虞永蕾,苏红彩,崔鹏飞
(汕头大学理学院生物系,广东汕头515063)
摘要:不同种类无机盐分别与PEG100PEC000PEC4000和PEC600构成双水相体系,在298.15K下,采用
浊点滴定法研究双水相体系相平衡,通过 Merchuk经验方程拟合实验点确定双水相体系的双节线,进而考察
成相无机盐种类对PEG双水相相平衡的影响。结果表明:具有相同阴离子,易于形成双水相的无机盐顺序
为:Na2SOa>MsSO2>(NH4)2S0,>Li2S04;而具有相同阳离子,易于形成双水相的无机盐顺序为:Na_SO4>Na-
CIO2>>NaC。
关键词:双水相;相平衡;无机盐;PEG;双节线
中图分类号:0642.4文献标识码:A
Effect of salt on the aqueous two-phase system equilibrium comprising PEG
LIU Yang", YU Yong-jei, SU Hong-cai, CUI Peng-fei
(Department of Biology, College of Science, Shantou University, Shantou 515063, China)
Abstract Aqueous two-phase s stems composed of PEG with i rent mlecular weight and various salt were in estigated by cloud-
point measurement at T=298. 15K, respectively. The experimental binodal data of the aqueous two-phase systems were fitted by
Merchuk empir cal nonlinear expression, and the effeet of salt type on phase equilibrium was analyzed. The results displayed that the
two-phase Iom
ng power for cationic ions followed the order Na S0 >M S0, >(NH,) S0, >Ii2 S0,, and for anionic ons followed
the order Na, $0,>Nacio, >>NACI
Key words: aqueous two-phase; phase equilibrium; salt; PEG; binodal curve
双水相系统是指某些亲水性高分子聚合物的子类型直接影响双水相体系中的相间电位及与
水溶液(通常包括聚合物聚合物和聚合物一无机盐PEC分子间的相互作用力,因此成相无机盐种类
两类)超过一定浓度后可形成两相,并且在两相中对PEG-无机盐双水相体系的形成以及生物分子
水分均占很大比例,可用于分离纯化许多生物分在其中的分配均具有至关重要的作用。而目前
子,萃取条件温和,易于保持目标产物的生物活对PEC-无机盐双水相体系的分离纯化应用多使
性。其中PEG-无机盐双水相体系具有价格低廉、用PEG磷酸钾、PEG-硫酸钠等少数几种体系,虽
溶液粘度小的优点,因此在生物化工领域具有广然文献中对PEG-无机盐双水相相平衡的研究也
阔的应用前景。研究表明成相无机盐的阴、阳离有一定的报道2,但仍缺乏对PEG-无机盐双水
收稿日期:2010-11-22;修回日期:2011-05-03
基金项目:国家自然科学基金项目(No.21006062)资助
联系人简介:刘杨(1978-),女,副教授,主要从事生物分离技术研究。Email:liuyanglft(@stL.edu.cn
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化学研究与应用
第23卷
相相平衡系统地研究和分析,因此在一定程度上
限制了PEG-无机盐双水相体系更深层次的发展2结果与讨论
和应用。
本文将采用多种无机盐种类分别与不同分子2.1阳离子种类对PEG双水相相平衡的影响
量的PEG构成双水相体系,研究PEC-无机盐双水
为系统地考察不同种类的无机盐阳离子对
相体系相平衡,考察无机盐电解质中阴、阳离子对PEG-无机盐双水相体系相平衡的影响规律,实验
PEC-无机盐双水相体系相平衡的影响
选取了具有相同阴离子的Na2S04、MgS02、
(NH4)2SO4和Li2S04四种无机盐作为研究对象,
1实验部分
将这四种无机盐分别与PEG1000、PEC2000
PEC4000和PEC6000四种不同分子量的聚合物形
成双水相体系,采用1.2中所述方法对双水相体
1.1实验试剂
系中双节线进行测定,得到16个双水相体系相图
本文所采用的聚乙二醇均为美国Meco公司分别示于图1(a)PEG/M5S0,、(b)PEC~I1SO、
生产的分析纯试剂,其余无机盐试剂均为无结晶(c)PEC/(NH4)2S0和(d)PEG/NaSO中。
水的国产分析纯,水为本实验室自制的二次蒸馏
如图1所示,实验测得的双水相体系中双节
水
线上两组分浓度以散点形式显示,而图中光滑的
1.2实验方法
双节线曲线是通过式(1)拟合得到。以PEG1000
利用浊点滴定法测定双水相相图中双节线的和各种无机盐形成的四种双水相体系为例,拟
组成,在298.15K水浴锅中进行滴定操作。将不的方程参数a、b、c和相对标准偏差d的数值显示
同分子量的已知浓度PBC溶液逐滴加入到一定浓于表1中,各双水相体系的相对标准偏差表明式
度的无机盐溶液中,同时用磁子不断搅拌混合溶(1)FEC无机盐双水相体系具有对良好的投合效
液,直至溶液出现浑浊,即转变为两相区。在浑浊
果。由图1中可见,对于四种无机盐和PEC形成
溶液中再滴加去离子水,直至溶液澄清,即混合溶的双水相体系,随PEG分子量的增加,双水相区域
液又转化为单相们。反复重复上述操作,记录甸积均呈现扩增趋势,符合聚合物/无机盐双水相
系统中聚合物分子量增长对成相的影响规律。另
过程中所加人的PG溶液质量和水的质量,计算一方面,在不同的PEG分子量形成的双水相系统
发生状态改变时混合溶液中各组分的质量浓度
各种无机盐对双水相成相的影响也呈现出相似的
即双节线上的各组分浓度。
规律,即双水相区域的面积随阳离子种类变化而
1.3双水相相图中双节线拟合
变化,各双水相体系中两相区面积递减的顺序为
采用1.2中的实验方法测定出PC-无机盐双Na2SO,>MgSO,>(NH4)2SO2>Li2SO。
水相体系中双节线上的实验点数据,并通过以下表12098.15K时PEC1000(1)→-无机盐(2)双水相体系
Merchuk经验方程]进行最小二乘法拟合,得到该
双节线由公式(1)拟合的参数
双水相体系的双节曲线
Tablel Values of parameters of equation(1) for ATPSS
composed of PEG1000(1)