双水相萃取技术的新发展

吴丁丁,穆小静,易小琦,陈 刚

(重庆大学化学化工学院,重庆 401331)

双水相萃取技术的新发展

吴丁丁,穆小静*,易小琦,陈 刚

(重庆大学化学化工学院,重庆 401331)

双水相萃取技术是一种易于放大、操作条件温和、可连续化操作的新型分离技术。本文综述了新近发展的不同的双水相体系(聚合物-盐-水、有机溶剂-盐-水、离子液体-盐-水、离子液体-表面活性剂-盐-水)的性质,及萃取(提取)蛋白质、氨基酸、抗生素和中药材中小分子有效成分等的影响因素;总结了双水相萃取与其它技术的联用,展望了双水相体系的应用前景。

双水相萃取,聚合物,有机溶剂,离子液体,联用技术

双水相体系(aqueous two-phase system,ATPS)由两种互不相溶的水溶液组成,在萃取过程中,分子间氢键、盐析作用、电荷相互作用、范德华力、聚合现象、疏水作用、界面性质作用等都扮演着十分重要的角色。这些作用力导致待萃取物在两相间产生浓度差异,从而实现分离。双水相萃取在提取中兼具分离功能,具有较高的生物相溶性、易于放大、可连续化操作、不易引起蛋白质的变性失活。该技术已经被应用于蛋白质、核酸、氨基酸、抗生素、色素以及中药材中的小分子化合物等产品的分离和纯化,必将在生物工程、食品、制药等领域广泛应用。

1956年Albertsson首次应用ATPS成功分离叶绿素[1]。目前对ATPS分离技术的研究方兴未艾,新的体系层出不穷,应用领域不断拓展。刘磊磊等[2]综述了近5年来双水相技术在中药黄酮、生物碱、萜类、多酚及其它有效成分的分离中的应用。本文就近年来出现的新ATPS体系,阐述影响双水相提取分离的因素如组成双水相体系的聚合物、有机溶剂的种类、离子液体、表面活性剂的种类、盐的种类及浓度、体系的pH等;并介绍了新发展的双水相与其它技术的联用。

1 双水相体系的组成及应用

盐是多数ATPS组成的重要成分之一,对ATPS萃取效果有显著影响。要求盐在水中有较大溶解度和解离度,价格低廉,常见的有:(NH4)2SO4、NaH2PO4、K2CO3、Na2SO4、K2HPO4、Na2CO3、CaCl2、KH2PO4、NaCl等。萃取酸性化合物时,选择较低pH,一般用酸性盐或中性盐;反之,若萃取碱性化合物,一般选用碱性pH,用碱性或中性盐,以保证被萃取的化合物以分子状态存在,被萃取到上相。若被萃取对象以离子状态存在,将加大其在盐水相的分配。

盐的浓度对分配系数和纯化因子也有影响。B[mim]BF4离子液体与不同种类的盐(NaH2PO4、K2HPO4、(NH4)2SO4、MgSO4)组成的ATPS提取小麦酯酶,发现NaH2PO4优于其它种类的盐;并且随着NaH2PO4质量分数不断增大,小麦酯酶在双水相中的分配系数不断增大。当盐的质量分数从15%增大至25%时,分配系数K由1.86±0.01增大到7.27±0.06,当盐的质量分数继续增大,小麦酯酶在双水相中的K缓慢增大至8.62±0.09,但是小麦酯酶的纯化因子在NaH2PO4的质量分数为25%时达到最大(4.23±0.04),NaH2PO4质量分数增大至30%时,纯化因子降低至1.97±0.04[13]。

在ATPS中加入两种或两种以上的盐,能够改变被萃取化合物在两相中的分配,加快相分离的速度。如丙醇-K2HPO4/KH2PO4组成的ATPS中樱桃芦丁的K值为42.76;当加入2.5% NaCl时,K值提高到51.47[14]。丙醇-(NH4)2SO4ATPS在pH2.0时萃取分离蒜氨酸((S)-3-(烯丙基亚磺酰)-L-丙氨酸),加入8.54% NaCl后,K值从0.060减小至0.042,提取率增大[15]。芦荟中的多糖和蛋白质在由(NH4)2SO4、NaH2PO4分别与B[mim]BF4离子液体组成的双水相体系中的萃取率分别低于70%和90%,但向体系中加入1.33 mol/L NaCl,多糖和蛋白质在这两种体系中的萃取率高于90%[16]。

可见,盐对ATPS的性质以及萃取的结果有重要影响,但影响的原因尚待研究者们进一步从理论上深入解析。组成ATPS的其它组分对萃取的结果影响较大。

除了盐以外,按照ATPS的其他组分对其进行分类,通常有以下几类:聚合物-盐-水[6,17]、有机溶剂-盐-水[4,18]、离子液体-盐-水[19]、离子液体-表面活性剂-水[20-21]、其他体系如聚合物1-聚合物2-水[22]等。

1.1 聚合物-盐-水体系

由于聚合物黏度较大,相比于两种聚合物形成的双水相体系,聚合物-盐体系得到更多的应用。而在聚合物-盐体系中,聚乙二醇-盐-水体系的应用最为广泛。

1.1.1 聚乙二醇-盐-水体系 PEG是平均分子量从200到20000的乙二醇高聚物的总称。PEG的分子量对形成的ATPS性质有较大影响,构成PEG-盐-水体系的双水相所使用PEG分子量一般介于300～6000之间,但最常用的体系或萃取效率较好的双水相体系使用的PEG分子量在1500～6000之间。PEG分子量太小,上相的极性太大;两相的极性差异小,不利用分配系数的提高;若PEG分子量太大,其疏水性强,水中溶解度小,形成双水相的PEG浓度降低,也不易于获得较高的提取效率。不同分子量的PEG对双水相的形成和性质有以下三个方面的差异:PEG及盐在形成双水相时所需的质量分数。如在提取分离丁酸[10]和红豆蛋白质[7]时,发现不同的PEG分子量对相图有影响,当所选的盐质量分数一定时,随着PEG相对分子质量的增大,憎水程度越强,加大了相分离的动力,因此形成双水相体系所需PEG的浓度降低。PEG分子量对萃取率有影响。萃取丁酸[10]时,分子量为6000形成双水相的萃取率达到最大。但当萃取对象为红豆蛋白质[7]时,PEG6000形成的双水相萃取率较低,可能是由于PEG相对分子质量高,疏水性较大,红豆蛋白不易向上相分配。PEG分子量对分配系数有影响。从马铃薯中提取转化酶[8]时发现随着PEG分子量的增大,分配系数增大。当分子量超过4000,体积排阻效应变大,分配系数反而减小。因此,选择PEG分子量的大小时需要综合考虑上述几个因素的影响。

聚乙二醇(PEG)-盐-水体系含水量高[3,23]且两相容易分离,蛋白质不易变性失活,因此研究者将这一体系用以提取生物活性的蛋白质。后来发现该体系可以用来提取小分子物质,如酚类化合物[3]、丁酸[10]、黄连生物碱[5]等能获得较好的收率,成本低,污染小。

1.1.2 其他聚合物-盐-水体系 除了聚乙二醇以外,质量分数为50%氧化乙烯和质量分数为50%氧化丙烯组成的共聚物EO50PO50构成的ATPS分离溶菌酶[24]。相对于PEG-盐体系,该体系成本更低,适合工业化生产。

1.2 有机溶剂-盐-水体系

与聚合物-盐-水体系相比,有机溶剂组成的ATPS黏度小,溶剂和萃取物易回收。组成ATPS的有机溶剂一般与水可以混溶,有机溶剂的极性小,则其相应的ATPS体系的上相极性小;反之,有机溶剂的极性大则其相应的ATPS体系的上相极性大。这些体系一般不适合分离蛋白质、多肽,而用来提取分离小分子化合物。如:花青素[25]、白藜芦醇[26]、辣椒素[27]、绿原酸[28]等化合物,提取时应选择适合的pH。例如乙醇-NaH2PO4ATPS萃取和分离花青素时,pH>3.31花青素的回收率将会降低,pH>4.20 NaH2PO4将会沉淀。当萃取生物碱[29]等碱性化合物时,体系的pH调节在碱性范围内。总之,pH的选择依据是萃取的化合物在双水相中能够以分子状态存在。

乙醇-(NH4)2SO4组成的ATPS中加入环糊精,色氨酸光学对映体在上相与下相中的分配系数有明显差异,从而实现对映体的分离[23]。pH对ATPS萃取分离色氨酸对映体具有显著影响,随着pH增大,D-色氨酸与L-色氨酸在双水相中的分配系数先增大后下降,在pH=3时,D-色氨酸与L-色氨酸的分配系数差异最大,色氨酸对映体的分离效果最好,分离系数(α=KD/KL)为1.38。该法为手性化合物的分离纯化提供了一种便捷、新颖的方法。

丙醇-盐-水、丙酮-盐-水ATPS也是常用的萃取体系,如萃取蒽醌类化合物[30]、蒜氨酸[15]、盐酸土霉素[31]、琥珀酸[32]等。

1.3 离子液体-盐-水体系

离子液体(ionic liquid,IL)一般由有机阳离子和阴离子组成。常见的有机阳离子有咪唑盐离子、季铵盐离子、N-烷基吡啶离子等。阴离子分为有机阴离子和无机阴离子,常用的有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟酸根离子、硝酸盐及醋酸盐等。离子液体蒸汽压低、较高的热化学稳定性。相对于由PEG组成的ATPS,离子液体的ATPS黏度低、不易乳化、相分离速度快。

IL-盐-水体系常被用来分离大分子物质(如蛋白质、多肽、酶等)。例如有三个课题组采用IL-盐-水体系来分离牛血清白蛋白(BSA)[33-35]。选用K2HPO4是因其溶解度大且具有提取BSA适宜的pH。在ATPS中IL的种类对萃取BSA的分配系数、提取效率等有较大影响。BSA在[bmim][Br]、[bmim][Cl]、[OH-mim][Cl]组成的ATPS中K值在1.97～3.04之间,而类胆汁离子液体组成的ATPS中BSA的分配系数达到7.68,提高了2～3倍[33]。Chen等[35]则比较了8种IL形成的ATPS对BSA萃取率的影响。这8种IL分别由两种阳离子N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)、二乙基乙醇胺(DEEA)和4种阴离子丙酸(Pr)、丁酸、戊酸、己酸构成。若IL的阳离子为DMEA,随着阴离子链长增加,双水相对BSA萃取率从99.47%下降到64.80%;若阳离子为DEEA,阴离子随着链长增加萃取率则是从89.43%下降到58.70%。这表明IL的阳离子相同时,随着阴离子烷基链的不断增长,离子液体的疏水性增强,BSA的萃取率降低。当IL的阴离子相同时,烷基链长的阳离子,IL的水溶性低,溶液的黏度增加,体系对BSA的萃取率降低。因此[DMEA][Pr]是这8种离子液体中萃取BSA最佳的离子液体。由1,1,3,3-四甲基胍(1,1,3,3-tetramethylguandine,TMG)阳离子与8种不同的阴离子(醋酸盐、山梨酸盐、衣康酸盐、丙烯酸盐、甲基丙烯酸盐、乳酸盐、肉桂酸盐、马来酸盐)组成的ATPS在萃取分离BSA时,TMG与丙烯酸盐组成的离子液体(TMGA)对BSA的萃取率高,达99.46%[34]。

四种离子液体[C4mim][N(CN)2]、[C4mpyr]Cl、[C4mim]Cl和[C8mim]Cl分别与磷酸盐缓冲液构成的ATPS提取脂肪分解酶[36],在pH=7.0时,脂肪酶(pI=3.0)带负电荷,使得亲水性增加,脂肪酶向盐相转移。[C4mim][N(CN)2]-磷酸缓冲液体系对脂肪酶的提取效果好,分配系数K=0.049±0.003。不仅如此,离子液体-盐-水体系还能被用来分离小分子物质,如磺酰胺类化合物[37]、五倍子酸[38]等。

1.4 离子液体-表面活性剂-盐-水体系

在离子液体-盐-水体系中加入表面活性剂形成新型ATPS。当加入2.33%十二烷基苯磺酸钠(SDBS)时,C6[mim]BF4和C8[mim]BF4与(NH4)2SO4溶液形成的ATPS遭破坏,而C4[mim]BF4-(NH4)2SO4-水体系中,SDBS加入使形成ATPS需要的IL量极少(0.1%),该体系可以提取糖果中的苏丹红Ⅰ-Ⅳ[39]。C4[mim]Cl-PEG300-Na2SO4双水相体系提取没食子酸、香草酸、丁香酸时,分配系数大于30.0,而在PEG300-Na2SO4中,三种化合物的分配系数低于20.0[40]。

1.5 其他体系

根据双水相形成的基本原理,研究者以聚合物代替盐,发展了聚合物-有机溶剂-水和聚合物-聚合物-水体系。右旋糖苷(Dx)-乙腈-水ATPS体系中右旋糖苷与水分子形成氢键,与有机溶剂竞争水而形成双水相,右旋糖苷主要分布在下层,乙腈在上层,香草醛被提取到上层,分配系数K=11.30,萃取率达95%[41]。Wu等[42]从人体血清白蛋白中提取免疫球蛋白G时比较了四种ATPS对其回收率的影响,分别为聚合物-聚合物-水体系(PEG-HPS(羟丙基淀粉)-水、PEG-Dx-水体系)和聚合物-盐-水体系(PEG-硫酸盐-水、PEG-磷酸盐-水),K<1;向体系中加入15% NaCl,免疫球蛋白G由原本向下相富集转变为向PEG相富集,K>1,且在PEG-HPS-水体系中的回收率最高(高于90%)。以表面活性剂-木糖醇-水组成的ATPS从南瓜种子中提取和纯化脂肪酶,这三种表面活性剂组成的ATPS对脂肪酶的纯化因子大小顺序:TritonX-100(PF>7.31)>Tween-80(PF<3.33)>SDS[43]。

2 双水相萃取技术与其他技术的联用

ATPS萃取方法相对于传统的提取方法而言,不使用或少量使用有机溶剂,并且在适宜条件下选择性较好。但该方法与传统的液-液萃取技术一样,从成分复杂的固体样品中萃取目标组分受基质状态、传质的影响较大,相分离的时间长。与其他技术如微波辅助[29,44-45]、超声波辅助[46-49]、溶剂浮选[50]等联用能使ATPS的分离时间短、选择性高,如表1。

表1 双水相技术与其他技术的联用Table 1 Aqueous two-phase extraction technique combined with other technologies

注:回收率指富集相中萃取物的质量与投入原料粗提液中目标物质的质量之比;萃取率指富集相中目标萃取物的质量与投入原料的质量之比。

微波辅助的ATPS比单一的微波萃取或热回流提取的方法的萃取时间短,萃取率更高。例如:从苦参中分离生物碱[29],从降香黄檀叶中提取染料木黄酮和鹰嘴豆芽素A[44]以及从葡萄种子中分离酚醛树脂[45]等。超声波辅助的ATPS技术从花椒中分离木酯素[46],比传统的热回流法萃取率高,木脂素的纯度高、选择性好,萃取时间也大大缩短。双水相浮选的方法从黄苓中分离黄苓苷[50],黄苓苷浓集系数大、以及所需的有机溶剂量少。

3 结论及展望

ATPS用于提取蛋白质等生物活性物质时,操作简单,体系含水量高,在萃取过程中保持物质的构象稳定,蛋白不易失活并获得高的萃取率。ATPS萃取方法用来从中药材等固体基质中提取小分子化合物的起步较晚,它兼具固液萃取的功能和液-液萃取的分离的功能,通过选择合适的pH、盐、有机溶剂、聚合物、离子液体或表面活性剂的种类和浓度,使萃取有较强的选择性和良好的提取效率。但是,构成ATPS体系的两相极性均较强,所以该法仅适合于提取分离极性较强的组分。在中药材提取中,由于多种有效成分极性跨度较大,因此该技术在多组分同时提取的应用中有较强局限性。未来,可以在双水相技术的基础上,构建三相体系或多相体系,从而实现多组分的高效同时提取和初步分离。这一技术因绿色环保将在生物工程、食品、中药制药、健康产品等领域有广泛应用。

[1]Albertsson P A. Chromatography and partition of cells and cell fragments[J]. Nature,1956,177(4513):771-774.

[2]刘磊磊,李秀娜,赵帅. 双水相萃取在中药活性成分提取分离中的应用进展[J]. 中草药,2015,46(5):766-773.

[3]Xavier L,Freire M S,Vidal-Tato I. Aqueous two-phase systems for the extraction of phenolic compounds from eucalyptus(Eucalyptusglobulus)wood industrial wastes[J]. Journal of Chemical Technology & Biotechnology,2014,89(11):1772-1778.

[4]Lakshmi M C,Madhusudhan M C,Raghavarao K S M S. Extraction and purification of lipoxygenase from soybean using aqueous two-phase system[J]. Food and Bioprocess Technology,2009,5(1):193-199.

[5]王凤薇,王道武,郭青锋,等. 双水相萃取黄连生物碱[J]. 精细化工,2015(6):642-645.

[6]Pimentel M C B,Araujo A I,Figueiredo Z M B,et al. Aqueous two-phase system for citrinin extraction from fermentation broth[J]. Separation and Purification Technology,2013,110:158-163.

[7]孙亚莉,张喜峰. 双水相萃取分离红豆蛋白质[J]. 中国酿造,2013(6):114-118.

[8]Yuzugullu Y,Duman Y A. Aqueous two-phase(PEG4000/Na2SO4)extraction and characterization of an acid invertase from potato tuber(Solanumtuberosum)[J]. Preparative Biochemistry & Biotechnology,2015,45(7):696-711.

[9]Da Silva R M M,Coimbra J S D R,Da Silva C A,et al. Green extraction by aqueous two-phase systems of porcine pancreatic and snake venom phospholipase A2[J]. Separation and Purification Technology,2015,141:25-30.

[10]Wu X T,Li G X,Yang H L,et al. Study on extraction and separation of butyric acid from clostridium tyrobutyricum fermentation broth in PEG/Na2SO4aqueous two-phase system[J]. Fluid Phase Equilibria,2015,403:36-42.

[11]郑晓杰,叶兴乾,吴祥庭. 苦苣皂甙的PEG/MgSO4双水相萃取优化及其抗氧化评价[J]. 中国食品学报,2015(6):110-116.

[12]Yang X,Zhang S,Yu W,et al. Ionic liquid-anionic surfactant based aqueous two-phase extraction for determination of antibiotics in honey by high-performance liquid chromatography[J]. Talanta,2014,124:1-6.

[13]Jiang B,Feng Z B,Liu C H,et al. J. Extraction and purification of wheat-esterase using aqueous two-phase systems of ionic liquid and salt[J]. Journal of Food Science and Technology,2015,52(5):2878-2885.

[14]Reis I A O,Santos S B,Pereira F D S,et al. Extraction and recovery of rutin from acerola waste using alcohol-salt-based aqueous two-phase systems[J]. Separation Science and Technology,2014,49(5):656-663.

[15]Jiang X M,Lu Y M,Tan C P,et al. Combination of aqueous two-phase extraction and cation-exchange chromatography:new strategies for separation and purification of alliin from garlic powder[J]. Journal of Chromatography B,Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences,2014,957:60-67.

[16]Tan Z J,Li F F,Xu X L,et al. Simultaneous extraction and purification of aloe polysaccharides and proteins using ionic liquid based aqueous two-phase system coupled with dialysis membrane[J]. Desalination,2012,286:389-393.

[17]Reschke T,Brandenbusch C,Sadowski G. Modeling aqueous two-phase systems:II. Inorganic salts and polyether homo-and copolymers as ATPS former[J]. Fluid Phase Equilibria,2014,375:306-315.

[18]Reis I A O,Santos S B,Santos L A,et al. Increased significance of food wastes:Selective recovery of added-value compounds[J]. Food Chemistry,2012,135(4):2453-2461.

[19]Berton P,Monasterio R P,Wuilloud R G. Selective extraction and determination of vitamin B-12 in urine by ionic liquid-based aqueous two-phase system prior to high-performance liquid chromatography[J]. Talanta,2012,97:521-526.

[20]Wang Y,Han J,Liu J,et al. Liquid-liquid equilibrium phase behavior of iminazolium-based ionic liquid aqueous two-phase systems composed of 1-alkyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate and different electrolytes ZnSO4,MgSO4and Li2SO4at 298.15 K:Experimental and correlation[J]. Thermochimica Acta,2013,557:68-76.

[21]Wang X H,Wei X L,Liu J,et al. Study on the aqueous two-phase systems composed of surfactant,ionic liquid and water[J]. Fluid Phase Equilibria,2013,347:1-7.

[22]Sarubbo L A,Oliveira L A,Porto A L F,et al. New aqueous two-phase system based on cashew-nut tree gum and poly(ethylene glycol)[J]. Journal of Chromatography B-Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences,2000,743(1-2):79-84.

[23]Chen X Q,Dong Q L,Yu J G,et al. Extraction of Tryptophan enantiomers by aqueous two-phase systems of ethanol and(NH4)2SO4[J]. Journal of Chemical Technology & Biotechnology,2013,88(8):1545-1550.

[24]Dembczynski R,Bialas W,Jankowski T. Recycling of phase components during lysozyme extraction from hen egg white in the EO50PO50/K2HPO4aqueous two-phase system[J]. Biochemical Engineering Journal,2010,51(1-2):24-31.

[25]Wu Y C,Wang Y,Zhang W L,et al. Extraction and preliminary purification of anthocyanins from grape juice in aqueous two-phase system[J]. Separation and Purification Technology,2014,124:170-178.

[26]He Y Z,Wang B,Zhuang Y,et al. Study on separation and purification of resveratrol in wine grape residue with aqueous two phase extraction method[J]. Advanced Materials Research,2012,550-553:1743-1746.

[27]Zhao P P,Lu Y M,Tan C P,et al. Aqueous two-phase extraction combined with chromatography:new strategies for preparative separation and purification of capsaicin from capsicum oleoresin[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology,2015,175(2):1018-1034.

[28]Tan Z J,Wang C Y,Yi Y J,et al. Extraction and purification of chlorogenic acid from ramie(BoehmerianiveaL. Gaud)leaf using an ethanol/salt aqueous two-phase system[J]. Separation and Purification Technology,2014,132:396-400.

[29]Zhang W,Zhu D,Fan H J,et al. Simultaneous extraction and purification of alkaloids from Sophora flavescens Ait. by microwave-assisted aqueous two-phase extraction with ethanol/ammonia sulfate system[J]. Separation and Purification Technology,2015,141:113-123.

[30]Tan Z J,Li F F,Xu X L. Extraction and purification of anthraquinones derivatives from Aloe vera L. using alcohol/salt aqueous two-phase system[J]. Bioprocess and Biosystems Engineering,2013,36(8):1105-1113.

[31]Han J,Hu S P,Wang Y. Extraction of oxytetracycline hydrochloride in aqueous two-phase system of acetone and ammonium sulfate[J]. Journal of the Chemical Society of Pakistan,2013,35(1):11-16.

[32]Gu B H,Zheng P,Yan Q,et al. Aqueous two-phase system:An alternative process for recovery of succinic acid from fermentation broth[J]. Separation and Purification Technology,2014,138:47-54.

[33]Huang S Y,Wang Y Z,Zhou Y G,et al. Choline-like ionic liquid-based aqueous two-phase extraction of selected proteins[J]. Analytical Methods,2013,5(13):3395.

[34]Zeng Q,Wang Y Z,Li N,et al. Extraction of proteins with ionic liquid aqueous two-phase system based on guanidine ionic liquid[J]. Talanta,2013,116:409-416.

[35]Chen J,Wang Y Z,Zeng Q,et al. Partition of proteins with extraction in aqueous two-phase system by hydroxyl ammonium-based ionic liquid[J]. Analytical Methods,2014,6(12):4067.

[36]Ventura S P M,De Barros R L F,De Pinho Barbosa J M,et al. Production and purification of an extracellular lipolytic enzyme using ionic liquid-based aqueous two-phase systems[J]. Green Chemistry,2012,14(3):734.

[37]Shao M Y,Zhang X L,Li N,et al. Ionic liquid-based aqueous two-phase system extraction of sulfonamides in milk[J]. Journal of Chromatography B,Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences,2014,961:5-12.

[38]Cláudio A F M,Ferreira A M,Freire C S R,et al. Optimization of the gallic acid extraction using ionic-liquid-based aqueous two-phase systems[J]. Separation and Purification Technology,2012,97:142-149.

[39]Yu W,Liu Z L,Li Q,et al. Determination of Sudan I-IV in candy using ionic liquid/anionic surfactant aqueous two-phase extraction coupled with high-performance liquid chromatography[J]. Food Chemistry,2015,173:815-820.

[40]Almeida M R,Passos H,Pereira M M,et al. Ionic liquids as additives to enhance the extraction of antioxidants in aqueous two-phase systems[J]. Separation and Purification Technology,2014,128:1-10.

[41]De Brito Cardoso G,Souza I N,Pereira M M,et al. Aqueous two-phase systems formed by biocompatible and biodegradable polysaccharides and acetonitrile[J]. Separation and Purification Technology,2014,136:74-80.

[42]Wu Q,Lin D Q,Yao S J. Evaluation of poly(ethylene glycol)/hydroxypropyl starch aqueous two-phase system for immunoglobulin G extraction[J]. Journal of Chromatography B,Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences,2013,928:106-112.

[43]Amid M,Manap M Y,Hussin M,et al. A novel aqueous two phase system composed of surfactant and xylitol for the purification of lipase from pumpkin(cucurbita moschata)seeds and recycling of phase components[J]. Molecules,2015,20(6):11184-11201.

[44]Ma F Y,Gu C B,Li C Y,et al. Microwave-assisted aqueous two-phase extraction of isoflavonoids from Dalbergia odorifera T. Chen leaves[J]. Separation and Purification Technology,2013,115:136-144.

[45]Dang Y Y,Zhang H,Xiu Z L. Microwave-assisted aqueous two-phase extraction of phenolics from grape(Vitisvinifera)seed[J]. Journal of Chemical Technology & Biotechnology,2014,89(10):1576-1581.

[46]Guo T,Su D,Huang Y,et al. Ultrasound-assisted aqueous two-phase system for extraction and enrichment of zanthoxylum armatum lignans[J]. Molecules,2015,20(8):15273-15286.

[47]马艺丹,刘红,廖小伟,等. 神秘果种子多酚超声双水相复合提取工艺及其抗氧化活性[J]. 食品与机械,2015(6):173-178.

[48]陈钢,李栋林,史建鑫,等. 响应面实验优化超声耦合双水相体系提取茶多酚工艺[J]. 食品科学,2016(6):95-100.

[49]李妍,李锋,刘朝兵,等. 双水相辅助超声提取茄肉总黄酮及抗氧化性[J]. 应用化工,2016(1):107-110.

[50]Bi P Y,Chang L,Mu Y L,et al. Separation and concentration of baicalin from Scutellaria Baicalensis Georgi extract by aqueous two-phase flotation[J]. Separation and Purification Technology,2013,116:454-457.

Progress of aqueous two-phase extraction technique

WU Ding-ding,MU Xiao-jing*,YI Xiao-qi,CHEN Gang

(College of Chemistry and Chemical Engineering of Chongqing University,Chongqing 401331,China)

Extraction with aqueous two-phase system(ATPS)is a novel separation technique,which shows some advantages including easy scale-up,mild conditions and continuous operation. The properties and applications of newly developed different ATPSs(polymer-salt-water,organic solvent-salt-water,ionic liquid-salt-water,ionic liquid-surfactant-salt-water)in extraction of proteins,amino acids,antibiotics and other small molecules in herbs were reviewed. ATPS extraction combining with other technologies were summarized,and the prospect of ATPSs was also discussed.

aqueous two-phase extraction;polymer;organic solvent;ionic liquid;hyphenated technique

2016-08-12

吴丁丁(1990-)，女，硕士研究生，研究方向：分析化学，E-mail：18883724367@163.com。

*通讯作者:穆小静(1973-)，女，博士，副教授，研究方向：药物分析，E-mail:muxiaojingcn@aliyun.com。

重庆市重点产业共性关键技术创新专项(cstc2016zdcy-ztzx10001);重庆市科技支撑示范工程(cstc2014zktjccxyyBX0025)。

TS201.2

A

1002-0306(2017)08-0395-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.068