复杂萃取在线视频

大家好 我是本次课的主讲老师胡金辉

今天由我给大家介绍制药分离工程与设备部分

本节课的学习目标 理解几种高级萃取方式

能够掌握理解典型设备的结构特点

包括卧螺机 过滤洗涤烘干一体机

首先我们来明确什么条件下

萃取能够达到分离纯化的目的

一 目标溶质在两相都能溶解

二 萃取因素大于1

三 表观分配系数大于1

四 两相能够分层

五 不互溶的两种溶剂

因此 溶液的分相不一定完全依赖于有机溶剂

在一定的条件下

水相也可以形成两相甚至多相

那么什么是双水相萃取技术呢

其指的是不同的高分子溶液相互混合

可产生两相或多相系统

利用物质在不互溶的两水相间

分配系数的差异来进行萃取的方法

称为双水相萃取法

这里就引出了两个疑问

为什么水溶液之间都能分层

双水相萃取有什么优势

先来回答第一个问题

这个问题其实涉及到了双水相形成的原理

由于高聚物之间的不相溶性

即高聚物分子的空间阻碍作用

相互无法渗透 不能形成均一相

当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时

由于相对分子质量较大

分子间的相互排斥作用

与混合过程的熵增相比占主导地位

一种聚合物分子的周围

将聚集同种分子而排斥异种分子

当达到平衡时 即形成分别富含不同聚合物的两相

这种含有聚合物分子的溶液发生分相的现象

称为聚合物的不相溶性

一般认为

只要两种聚合物水溶液的憎水程度有所差异

混合时 就会发生相分离

常用的双水相系统如表所示

包括聚丙二醇 聚乙二醇与葡聚糖等等

双水相体系萃取有什么优势呢

双水相体系萃取可解决有机溶剂萃取的不足

特别是蛋白质的萃取

操作简便 经济省时 易于放大

可将传统离心 沉淀等液-固分离

转化为液-液分离

可应用于蛋白质 酶 核酸

人生长激素 干扰素的分离纯化

双水相体系萃取的特点

一 条件温和 不会引起生物活性物质

失活或变性

二 分相时间短

三 容易放大 操作可连续化

四 纯化倍数高 收率高

五 成本低

六 无有机溶剂残留问题

应用双水相萃取的典型设备有卧螺离心机

卧螺机的工作部分是一个内装螺旋输送器的转鼓

这个转鼓可看作是一端为圆锥形的沉降槽

当高速旋转时

转鼓内产生大于重力加速度数千倍以上的离心力

悬浮液便在这个离心力场中实现液固分离

密度小的液体形成同心内层

经过可调节的堰板连续地从鼓大端排出

反胶束萃取

首先我们来明确一下什么是反胶团

反胶团是两性表面活性剂

在非极性有机溶剂中

亲水性团自发地向内聚集而成

内含微小水滴

空间尺度仅为纳米级的集合型胶体

是一种自我组织和排列而成的

并具热力学稳定的有序构造

反胶束萃取工作的原理为

一 制备反胶束 注意反胶束母液为有机相

二 萃取 酶等生物大分子溶于反胶束的微水池内

三 相分离

四 酶从反胶束内的微水池释放出来

反胶团的微小界面和微小水相

具有两个特异性功能

一 具有分子识别并允许选择性透过半透膜的功能

二 在疏水性环境中能使亲水性大分子

如蛋白质等保持活性

反胶束萃取的优势包括

一 有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性

二 分离浓缩可同时进行 过程简便

三 能够解决蛋白质

在非细胞环境中迅速失活的问题

四 由于构成反胶团的表面活性剂

往往具有细胞破壁功效

因而可直接从完整细胞中提取

具有活性的蛋白质和酶

五 反胶团萃取技术的成本很低

溶剂可反复使用等

构成反胶团的表面活性剂种类包括

一 阴离子表面活性剂

二 阳离子表面活性剂

三 非极性表面活性剂

超临界流体具有高度增强溶解能力的性质

实现对原料中溶质的有效萃取分离

此状态下 粘度和扩散系数接近气体

而密度和溶剂化能力接近液体

超临界流体具有高溶解性

高扩散性 较高传质速率等特点

在临界点附近

其性能对温度和压力的变化高度敏感

优势在于高效节能操作方便

环境友好 适合热敏性物质分离

局限是高压

最常用的超临界流体是二氧化碳

其优势是操作温度接近常温

操作压力居中 萃取效率高

提取速度快 生产周期短

一般为2到4小时左右

萃取选择性好

且可通过调节操作过程中温度或压力

可显著改变超临界二氧化碳的密度

调控二氧化碳对溶质的溶解度

有选择性的进行多组分的分离

无毒无味 不易燃爆 不腐蚀 廉价易得

易于回收 操作中无溶剂残留 绿色环保

还有灭菌的作用 有利于保护天然产物的质量

夹带剂可显著增加被分离组分在流体中的溶解能力

可显著提高溶质的选择性

超声波提取

是利用超声波具有的机械效应

空化效应和热效应

通过增大介质分子的运动速度增大介质的穿透力

以提取生物有效成分

其优点为

一 促使植物组织破壁或变形 提取更充分

二 时间短 效率高

三 适应性广

微波辅助萃取

根据不同物质吸收微波能力的差异

使得基体物质的某些区域

或萃取体系中的某些组分被选择性加热

从而使得被萃取物质从基体或体系中分离

进入到介电常数较小

微波吸收能力相对差的萃取剂中达到萃取的目的

其优点为

一 穿透力强 均匀 迅速加热

二 可进行选择性加热 选择性提取

三 溶剂范围广 用量少

这一讲主要介绍了复杂萃取

其中复杂萃取有 双水相萃取以及反胶束萃取

并介绍了双水相萃取的典型设备

卧螺离心机的原理和结构特点

还有固液萃取 包括

超临界流体萃取 微波辅助萃取 超声波辅助萃取

下一讲我和你一起学习过滤和离心原理

以及过滤洗涤烘干一体机与典型离心过滤设备

本讲到此结束 谢谢