[发明专利]两种温度敏感可逆溶解成相聚合物、其制备方法及形成的再生型两水相体系

说明书

技术领域

本发明涉及成相聚合物技术领域，更具体地，涉及温度敏感可逆溶解成相聚合物技术领域，特别是指两种温度敏感可逆溶解成相聚合物、其制备方法及形成的再生型两水相体系。

背景技术

两水相体系(aqueous two-phase systems，简称ATPS)是基于液-液萃取理论并考虑保持生物活性而开发的一种新型液-液萃取分离技术，该技术在生物化工分离领域有极好的应用前景。与传统的有机溶剂萃取相比，两水相萃取技术具有分离条件温和、易操作、可调节因素多以及可借助传统溶剂萃取的成功经验等优点，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，具有非常广阔的工业应用前景。然而，由于现有的两水相体系成相聚合物存在着难以回收的问题，从而阻碍了两水相体系的应用。如何制备溶解可逆的高聚物，使其适用于两水相萃取或生物转化便成为两水相分离技术的关键。解决两水相体系成相聚合物循环使用问题成为研究热点。

Josefine和Tjerneld研究小组将EO-PO(是环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的无规共聚物)两端用憎水基团(C₁₄H₂₉)修饰，单独用这种修饰过的共聚物(HM-EO-PO)就可形成水两相体系，上相几乎含100％水分，下相含5-7％的HM-EO-PO。并用该体系纯化溶菌酶、牛血清蛋白及Apolopoprotein-1，通过控制pH或盐浓度来调节蛋白质的分配系数，被分离的蛋白相可用水反萃取，而成相高聚物可通过温度诱导来回收。但这个体系属于表面活性剂水胶束体系。该小组又将这种修饰的HM-EO-PO与EO-PO组成两水相体系，则可使两种高聚物均得到回收，其中EO-PO在两相中的回收率是73％，HM-EO-PO的回收率是97.5％。但这样组成的两水相体系中有一个成相聚合物的回收率太低，没有应用意义。之后，该小组又合成了聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)、聚乙烯己内酰胺(poly-VCL)以及NIPAM与带有乙烯咪唑(VI)的VCL共聚物(poly-NIPAM-VI)，以期获得更理想的热促相分离两水相体系。在其实验中，用poly-NIPAM-VI与HM-EO-PO组成两水相时，其回收率分别是poly-NIPAM-VI为53％而HM-EO-PO为92％。Poly-NIPAM-VI的回收率较低是由于该聚合物具有高的浊点和高的溶解度。

Berlo等利用挥发性盐类进行相体系回收(Mos V.B.，Karel C.A.M.L.，Lunk A.M.V.D.W.，J.Chromatogr.B.，1998，711：61-68)。通过CO₂和NH₃在含蛋白质的PEG的水溶液形成氨基甲酸铵(NH₄NH₂CO₂)，达一定浓度时可形成两水相。之后，解除压力使NH₄NH₂CO₂挥发分解并加以重新回收。但这种两水相体系在操作上并不方便，且另一相高聚物仍无法回收。

上述方法是解决聚合物的回收问题的各种尝试。但均没有获得高回收率的溶解可逆聚合物。因此，研发高回收率(大于95％)的两水相成相聚合物成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的就是针对以上存在的问题与不足，提供两种温度敏感可逆溶解成相聚合物、其制备方法及形成的再生型两水相体系，该两种成相聚合物温度敏感可逆溶解，由此形成的再生型两水相体系为温敏性，两成相聚合物可以高效回收，大大降低了使用成本，且回收简便，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种温度敏感可逆溶解成相聚合物I，其特点是，所述温度敏感可逆溶解成相聚合物I的分子量为10⁵～10⁶，由式(1)所示化合物、式(2)所示化合物和式(3)所示化合物经无规共聚而得到，其中所述式(1)所示化合物、所述式(2)所示化合物和所述式(3)所示化合物的摩尔比为90～80∶4～2∶1，

其中，R₁、R₂分别选自H或C₁～C₆的烷基；R₃为OH。

较佳地，所述R₁、所述R₂分别选自H或C₁～C₃的烷基。

更佳地，所述R₁为异丙基，所述R₂为亚甲基。