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摘要：双水相萃取技术作为一项新的分离技术日益受到重视。本文就双水相萃取技术的特点进行了介绍，并对双水相体系在生物制药方面的应用进行了综述，对双水相体系的应用前景进行了展望。
关键词：双水相萃取技术；生物制药；分离纯化；应用
1 前言
随着基因工程、蛋白质工程、细胞培养工程、代谢工程等高新技术研究工作的广泛开展，各种高附加值的生化新产品不断涌现，对生化分离技术也提出了越来越高的要求。双水相萃取是1896年由Beijerinck最早发现的，1956年瑞典Lund大学的Albertsson 第一次用来提取生物物质，1979年德国的 Kula等人将双水相萃取用于生物产品分离纯化。此后，双水相体系的研究和应用逐步展开，并取得很大进展。该技术由于操作方便，分离效率高，不会导致被分离物质的破坏和失活，目前广泛应用于生物大分子物质的分离和纯化，在生物小分子物质的分离和生物无机化学等方面的应用研究也已经展开，相信随着该技术的进一步完善，其应用将更加广泛。
2 双水相萃取技术的简介
双水相萃取技术（Aqueous two-phase extraction，ATPE）是指把两种聚合物或一种聚合物与一种盐的水溶液混合在一起，由于聚合物与聚合物之间或聚合物与盐之间的不相溶性形成两相，是近年来引人注目，极有前途的新型分离技术。被分离物质进入双水相体系后由于表面性质、电荷间作用和各种作用力（疏水键、氢键和离子键）等因素的影响，在两相间的分配系数不同，导致其在上下相的浓度不同达到分离目的。常见的双水相体系主要有五类：聚合物/聚合物/水；高分子电解质/聚合物/水；高分子电解质/高分子电解质/水；聚合物/低分子量组分/水；聚合物/无机盐。目前应用最广泛的的双水相体系是聚乙二醇/无机盐体系。双水相体系萃取分离技术具有其独特的特点。首先反应条件比较温和，因此对被分离物质不会起到破坏作用，特别适合对具有生物活性的物质进行分离提纯。其次，双水相萃取技术操作方便，设备简单，并且能够直接与后续提纯工艺连接，不用进行特殊处理。双水相萃取技术的回收率也比较高，如果选择的体系合适，能够达到百分之八九十以上，并且分离速度也十分迅速。
3 双水相萃取技术在生物制药领域的应用
因为双水相萃取技术的诸多优势，使其在生物制药领域有非常广泛的应用。
3.1 双水相萃取技术在分离提纯蛋白质、酶中的应用
分离纯化出高纯度有生物活性的蛋白质一直是一项非常艰巨的工作。由于蛋白质的市场价格非常昂贵，因此提高其回收率能够带来十分巨大的经济效益。双水相萃取法分离纯化蛋白质有很多优势。首先，体系含水量高达百分之八十，萃取环境和操作条件十分温和，因此不易造成蛋白质的失活。其次，双水相体系的界面张力远远低于水/有机溶剂两相体系的界面张力，有助于强化相际间的质量传递；最后，双水相萃取技术还有利于按比例放大和进行连续性操作。
3.2 从天然物中提取有效成分
制药的重要资源就是天然产物。但是许多有效成分的稳定性都比较差，因此传统的萃取方法既操作复杂，萃取率还低。双水相操作条件温和，有利于保护活性成分，因此在天然产物中有效成分的提取中有着非常重要的地位。最典型的是黄芩苷的提取。黄芩苷是黄芩的主要有效成分，具有很好的抗氧化功能。李伟等考查了黄芩苷在环氧乙烷环氧丙烷无规共聚物/混合磷酸鉀双水相系统和温度诱导相分离后的分配行为。另外，通过调整双水相体系相的组成、质量分数以及影响分配平衡各种因素，该技术还可以应用于植物精油、黄酮、皂苷和酶等不同极性、不同类型的化学成分的提取和分离。
3.3 双水相萃取技术在抗生素制备中的应用
双水相萃取技术在抗生素领域基本涉及了各类抗生素，与传统方法相比，显示出了高效化和节能化的显著优势。潘杰等简单阐明了双水相萃取技术在抗生素分离中的应用情况，分析了影响双水相系统分离抗生素的各种因素，提出了导致双水相中抗生素非对称分配的主要作用力为疏水作用力，同时对双水相萃取技术应用在抗生素分离中的发展方向做了探讨。秦德华等用双水相萃取技术萃取了丙酰螺旋霉素，分别用PRO-SPM溶液和发酵液，对聚乙二醇和磷酸盐成相系统进行了研究，选出了合适的成相系统。
3.4 双水相技术在手性药物分离中的应用
手性药物的获得一般能够通过手性源合成法、不对称合成法和外消旋体拆分法。现有的各种分离方法成本较高且繁琐，探索新的方法具有十分重要的意义。陈晓青等利用双水相手性萃取技术拆分扁桃酸外消旋体；邢建敏利用双水相体系为手性识别体系，研究了异丙醇/盐和TritonX-114温度双水相体系中扁桃酸的分配行为，通过以L-酒石酸正戊酯和环糊精作为手性识别剂，优选出了最佳的分离体系。
4 结束语
双相萃取技术在药物的分离提取应用上显示出明显的优势，是一种应用前景广阔的新型生物分离技术。但是实现其工业性应用还需要进行进一步的研究改进。随着科学技术的进一步发展，双相萃取技术同其他技术相结合的提取分离新工艺将是提取分离行业的发展方向。双相萃取技术的日益成熟，必将使双相萃取技术拥有更广泛的应用范围。
参考文献
[1]兰立新，胡莉蓉等.双水相萃取技术在生物制药中的应用[J].轻工科技，2012，4：24-26.
[2]戈延茹，曹恒杰.双水相萃取技术及其在药物提取分离中的应用近况[J].中国现代应用药学杂志，2009，26（8）：623-627.
[3]江咏，李晓玺，李琳.双水相萃取技术的研究进展及应用[J].食品工业科技，2007，28（10）：235-238.
[4] 吴敏.双水相萃取技术在药物提取与分离中的应用[J].中成药，2006，28（10）：1505-1508.
关键词：双水相萃取技术；生物制药；分离纯化；应用
1 前言
随着基因工程、蛋白质工程、细胞培养工程、代谢工程等高新技术研究工作的广泛开展，各种高附加值的生化新产品不断涌现，对生化分离技术也提出了越来越高的要求。双水相萃取是1896年由Beijerinck最早发现的，1956年瑞典Lund大学的Albertsson 第一次用来提取生物物质，1979年德国的 Kula等人将双水相萃取用于生物产品分离纯化。此后，双水相体系的研究和应用逐步展开，并取得很大进展。该技术由于操作方便，分离效率高，不会导致被分离物质的破坏和失活，目前广泛应用于生物大分子物质的分离和纯化，在生物小分子物质的分离和生物无机化学等方面的应用研究也已经展开，相信随着该技术的进一步完善，其应用将更加广泛。
2 双水相萃取技术的简介
双水相萃取技术（Aqueous two-phase extraction，ATPE）是指把两种聚合物或一种聚合物与一种盐的水溶液混合在一起，由于聚合物与聚合物之间或聚合物与盐之间的不相溶性形成两相，是近年来引人注目，极有前途的新型分离技术。被分离物质进入双水相体系后由于表面性质、电荷间作用和各种作用力（疏水键、氢键和离子键）等因素的影响，在两相间的分配系数不同，导致其在上下相的浓度不同达到分离目的。常见的双水相体系主要有五类：聚合物/聚合物/水；高分子电解质/聚合物/水；高分子电解质/高分子电解质/水；聚合物/低分子量组分/水；聚合物/无机盐。目前应用最广泛的的双水相体系是聚乙二醇/无机盐体系。双水相体系萃取分离技术具有其独特的特点。首先反应条件比较温和，因此对被分离物质不会起到破坏作用，特别适合对具有生物活性的物质进行分离提纯。其次，双水相萃取技术操作方便，设备简单，并且能够直接与后续提纯工艺连接，不用进行特殊处理。双水相萃取技术的回收率也比较高，如果选择的体系合适，能够达到百分之八九十以上，并且分离速度也十分迅速。
3 双水相萃取技术在生物制药领域的应用
因为双水相萃取技术的诸多优势，使其在生物制药领域有非常广泛的应用。
3.1 双水相萃取技术在分离提纯蛋白质、酶中的应用
分离纯化出高纯度有生物活性的蛋白质一直是一项非常艰巨的工作。由于蛋白质的市场价格非常昂贵，因此提高其回收率能够带来十分巨大的经济效益。双水相萃取法分离纯化蛋白质有很多优势。首先，体系含水量高达百分之八十，萃取环境和操作条件十分温和，因此不易造成蛋白质的失活。其次，双水相体系的界面张力远远低于水/有机溶剂两相体系的界面张力，有助于强化相际间的质量传递；最后，双水相萃取技术还有利于按比例放大和进行连续性操作。
3.2 从天然物中提取有效成分
制药的重要资源就是天然产物。但是许多有效成分的稳定性都比较差，因此传统的萃取方法既操作复杂，萃取率还低。双水相操作条件温和，有利于保护活性成分，因此在天然产物中有效成分的提取中有着非常重要的地位。最典型的是黄芩苷的提取。黄芩苷是黄芩的主要有效成分，具有很好的抗氧化功能。李伟等考查了黄芩苷在环氧乙烷环氧丙烷无规共聚物/混合磷酸鉀双水相系统和温度诱导相分离后的分配行为。另外，通过调整双水相体系相的组成、质量分数以及影响分配平衡各种因素，该技术还可以应用于植物精油、黄酮、皂苷和酶等不同极性、不同类型的化学成分的提取和分离。
3.3 双水相萃取技术在抗生素制备中的应用
双水相萃取技术在抗生素领域基本涉及了各类抗生素，与传统方法相比，显示出了高效化和节能化的显著优势。潘杰等简单阐明了双水相萃取技术在抗生素分离中的应用情况，分析了影响双水相系统分离抗生素的各种因素，提出了导致双水相中抗生素非对称分配的主要作用力为疏水作用力，同时对双水相萃取技术应用在抗生素分离中的发展方向做了探讨。秦德华等用双水相萃取技术萃取了丙酰螺旋霉素，分别用PRO-SPM溶液和发酵液，对聚乙二醇和磷酸盐成相系统进行了研究，选出了合适的成相系统。
3.4 双水相技术在手性药物分离中的应用
手性药物的获得一般能够通过手性源合成法、不对称合成法和外消旋体拆分法。现有的各种分离方法成本较高且繁琐，探索新的方法具有十分重要的意义。陈晓青等利用双水相手性萃取技术拆分扁桃酸外消旋体；邢建敏利用双水相体系为手性识别体系，研究了异丙醇/盐和TritonX-114温度双水相体系中扁桃酸的分配行为，通过以L-酒石酸正戊酯和环糊精作为手性识别剂，优选出了最佳的分离体系。
4 结束语
双相萃取技术在药物的分离提取应用上显示出明显的优势，是一种应用前景广阔的新型生物分离技术。但是实现其工业性应用还需要进行进一步的研究改进。随着科学技术的进一步发展，双相萃取技术同其他技术相结合的提取分离新工艺将是提取分离行业的发展方向。双相萃取技术的日益成熟，必将使双相萃取技术拥有更广泛的应用范围。
参考文献
[1]兰立新，胡莉蓉等.双水相萃取技术在生物制药中的应用[J].轻工科技，2012，4：24-26.
[2]戈延茹，曹恒杰.双水相萃取技术及其在药物提取分离中的应用近况[J].中国现代应用药学杂志，2009，26（8）：623-627.
[3]江咏，李晓玺，李琳.双水相萃取技术的研究进展及应用[J].食品工业科技，2007，28（10）：235-238.
[4] 吴敏.双水相萃取技术在药物提取与分离中的应用[J].中成药，2006，28（10）：1505-1508.