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双水相胶束系统(ATPMS)是一种有前途的液液萃取技术可有效用于生物分离。实验构建一种新型亲和作用主导的双水相胶束系统,以提高生物分子的萃取特异性,并考察该系统实际应用的可行性。论文从以下几部分进行研究:带亲和配基的表面活性剂TritonX-114-IDA-Cu(Ⅱ)的合成、亲和双水相胶柬系统液液相平衡的研究,以及利用该系统分离纯化蛋白质的应用研究。 以非离子型表面活性剂Triton X-114(TX)为载体,通过环氧氯丙烷(ECH)法进行羟基活化;然后TX-环氧化物在碱性条件下偶联亚氨基二乙酸(IDA),经氯仿萃取并真空干燥处理,合成得到TX-IDA;最后将TX-IDA与铜离子螯合,得到Triton X-114-IDA-Cu(Ⅱ)(TX-Cu(Ⅱ)),并且对制备工艺进行优化。结果表明,最佳活化条件为n(ECH)∶n(TX)=1.5∶1,n(BF3)∶n(TX)=1∶20,冰水浴反应18h,然后在n(NaOH)∶n(TX)=2∶1摩尔比下加入10mol/L NaOH溶液,反应4h,环氧产物得率为79.1%;最佳偶联反应条件为上述反应液中以n(IDA)∶n(TX)=1.5∶1配比加入IDA,调节pH=12.5,在55℃下反应20h,合成得到TX-IDA,IDA偶联率为74.5%;TX-IDA与Cu2+的螫合反应容易进行,n(Cu2+)∶n(TX)=1∶1,室温反应6h,得到金属螯合表面活性剂TX-Cu(Ⅱ),螯合率为90.5%,收率为65.2%。 在巢状疏水改性聚氧乙烯(HM-EO)形成的一元ATPMS中,引入合成带亲和配基的小分子表面活性剂TX-Cu(Ⅱ),构成亲和作用主导的二元双水相胶束系统HM-EO/TX-Cu(Ⅱ)。考察了新系统液液相平衡性质,研究显示,TX-Cu(Ⅱ)与HM-EO能够形成混合胶束簇集体,并且新系统在较低温度(4℃)即可自发分相。温度升高可以增大系统两相区域;降低体系pH有利于系统分相;添加无机盐促使混合胶束网络的形成以及相分离更加容易,阳离子有利于系统分相的次序为K+>Na+,阴离子为:SO42->Cl->Br->I-。 考察BSA与溶菌酶两种模型蛋白在新构建的亲和ATPMS中分配情况。结果表明,双水相胶束系统中,BSA与溶菌酶受体积排阻效应等因素主要分配于胶束缺失相。随着主成相剂HM-EO含量升高,两种蛋白的分配系数均呈上升趋势;调节溶液pH能够改变蛋白质表面所带电荷数,影响分配系数;温度升高有利于聚皂胶束形成,增加下相体积排阻效应,从而导致蛋白质分配系数的升高。然而,较高温度易导致酶失活或者变性,不利于酶活回收率;增大溶液电导率,能够减弱蛋白质与胶束间静电排斥作用,进而影响蛋白质分配系数,但对酶活回收率影响较小。考察了亲和配基浓度对模型蛋白在新构建系统中分配的影响。结果表明,随着TX-Cu(Ⅱ)在系统中含量的增加,BSA分配系数逐渐升高,而溶菌酶呈降低趋势。并且,TX-Cu(Ⅱ)浓度在0-1.0%时,对酶的活性影响较小。 研究了带六聚组氨酸标签的重组蛋白3,5-二磷酸核苷酸酶(YND)在HM-EO/TX-Cu(Ⅱ)系统中的分配行为,考察亲和ATPMS对富组氨酸蛋白分离纯化的可行性。结果表明,TX-Cu(Ⅱ)能够增强ATPMS对富组氨酸蛋白的萃取选择性,YND与TX-Cu(Ⅱ)亲和结合而被优先分配于胶束富集相并且在混合胶束系统中显示出优异的稳定性,而杂蛋白倾向于分配到胶束缺失相从而被去除。将亲和双水相胶束系统直接用于萃取发酵液中YND,结果显示,前萃取中,YND在胶束富集相的酶活回收率为63.58%,纯化倍数为1.42;经过反萃取,YND由胶束富集相转而分配进入胶束缺失相,并获得49.23%的酶活回收率,纯化倍数增加到2.63。因此,实验构建的HM-EO/TX-Cu(Ⅱ)系统可以有效用于对富组氨酸蛋白YND的分离纯化。 实验构建了新型的亲和双水相混合胶束系统HM-EO/TX-Cu(Ⅱ),并对其液液相平衡以及模型蛋白(BSA、溶菌酶)在该体系中的分配行为进行了研究。在此研究基础之上,将构建的亲和双水相胶束系统成功用于对发酵液中YND的分离纯化,证明了亲和ATPMS在富组氨酸蛋白分离中的可行性,为该体系在生物分子萃取分离试验提供相应的基础依据。