[发明专利]基于阴离子表面活性剂形成的双水相体系及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于胶体与界面化学、分析化学、生物化学相互交叉的前沿领域，尤其涉及一种新的绿色溶剂1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体和阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠与水形成的新的双水相萃取体系及其制备方法。

背景技术

双水相萃取技术是近年来出现的一种新型分离技术，是利用组分在两水相间分配的差异而进行组分的分离提纯的技术。该技术由于操作简便、能耗低、分离效率高、不会导致被分离物质的破坏和失活、易于工程放大和连续操作等，被广泛应用于生物化学、细胞生物学、生物化工、食品和医药等领域，特别适用于生物物质及天然资源中有效成分的分离和提纯，尤其是近年来它对蛋白质、酶、核酸等生物活性物质的分离纯化受到广泛重视，因为大部分生物制品的原液是低浓度和有生物活性的，需要在低温或室温条件下进行富集、分离，而常规的萃取技术在这些领域中的应用受到一定限制。被认为是生物下游工程中一种极有前途的初级分离单元操作。双水相萃取技术就是在基于液-液萃取理论的同时又考虑到保持生物活性而开发的一种新型的萃取分离技术，因此寻求新型双水相体系仍为双水相萃取技术的主要发展方向之一。

新型双水相体系的开发主要集中在廉价及易于回收或操作简便的系统。近年来在生物物质分离过程中得到应用的双水相系统有：聚合物-聚合物、聚合物-无机盐和表面活性剂双水相系统。由表面活性剂形成的双水相系统中由于表面活性剂形成的胶束为生物分子提供了封闭的空间，并且由于体系中表面活性剂的质量分数小，其中的生物活性物质不易发生聚集沉淀而失活，具有分离条件温和、操作简单等特点。因此，用于生物活性物质的分离已引起理论界及应用领域工作者的广泛关注。

2003年Rogers首次提出了离子液体双水相的概念，并证明这种双水相体系将有可能在离子液体的制备、回收以及生物物质的萃取分离上有重大应用。因为离子液体双水相体系综合了离子液体和双水相体系的优点，开辟了新的萃取分离体系，这不仅拓宽了离子液体的应用范围，而且为寻找一种更为高效、绿色的生物分离技术提供了依据。

公开号CN 101016176A(申请号200610134738.2)的中国专利文献公开了一种双水相体系，特别涉及一种离子液体一无机盐一水双水相体系，是为了解决亲水性离子液体的回收，将无机盐和水加入离子液体中，振荡，形成上相富含离子液体，下相富含无机盐和水的双水相体系，其中无机盐、水和离子液体按重量百分比配比是：无机盐10-18％、水60-71％，离子液体14-26％。所述的双水相体系用于回收亲水性离子液体。公开号CN 1751766A(申请号200410078283.8)的中国专利文献涉及一种离子液体-糖双水相体系，是向一定浓度的糖的水溶液中逐滴滴加离子液体，置于一定温度下的水浴中，震荡，会出现混浊现象，静置分层，出现双水相体系。公开号CN 101502722A(申请号200810208083.8)的中国专利文献公开了一种萃取食品中残留抗生素的离子液体双水相体系，包括40％-56％(w/v)的无机磷酸盐、1％-20％(W/V)的离子液体和待测样品溶液。

上述各类用于生物制品萃取分离的双水相体系各有千秋，但随着基因工程、蛋白质工程、细胞培养工程、代谢工程等高新生物技术研究工作的广泛展开，各种生化新产品不断涌现，由于大部分的生物产品原液是具有低浓度和生物活性的，对分离条件以及环境要求极其苛刻，因此对一些特殊生化新产品的萃取分离给新型分离体系的开发提出了新的挑战。

发明内容：

针对现有双水相体系的现状，本发明的目的是提供一种阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠+绿色溶剂1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体+水形成的双水相及其制备方法。也提供了该双水相在提取和纯化生物活性物质(如甜椒色素)中的应用。

本发明的技术方案是这样实现的：基于阴离子表面活性剂形成的双水相体系，由阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、离子液体1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐和水构成。

前述的双水相体系，优选的方案是，体系中各组分的质量百分含量为：阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠1.0-9.7％，离子液体1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐9.7-39.5％，水59.3-80.6％。更为优选的是，体系中各组分的质量百分含量为：阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠1.0％，离子液体1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐39.0％，水60.0％。另一种更有选的方案是，体系中各组分的质量百分含量为：阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠9.7％，离子液体1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐9.7％，水80.6％。

本发明所用1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐的化学结构如下：