[發(fā)明專利]一種氣助超順磁性萃取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110289043.2
• 申請(qǐng)日: 2011-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN102500460A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊良嶸;李文松;劉會(huì)洲;邢慧芳;劉德明;安震濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號(hào): B03B7/00
• 分類號(hào): B03B7/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳慧珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種萃取方法，特別涉及一種氣助超順磁性萃取方法。

背景技術(shù)

磁性載體分離技術(shù)從20世紀(jì)70年代起發(fā)展起來，獲得了長足發(fā)展。磁性載體分離是通過偶聯(lián)在磁性載體表面的親和配基、疏水基團(tuán)、離子交換基團(tuán)等對(duì)目標(biāo)組分進(jìn)行吸附，然后利用合適的磁性分離裝置分離出來，并經(jīng)過清洗、洗脫來直接快速的獲得目標(biāo)產(chǎn)物的新型分離技術(shù)。由于該技術(shù)具有操作簡單，步驟少，選擇性高，分離迅速，對(duì)母液要求不高等優(yōu)點(diǎn)，因此被提出和廣泛研究應(yīng)用于免疫檢測、細(xì)胞標(biāo)記和分離、核酸分離、蛋白質(zhì)純化、廢水處理、天然產(chǎn)物分離等領(lǐng)域。

目前，在分析檢測這一應(yīng)用領(lǐng)域方面，磁性載體分離已取得較大進(jìn)展，但將該技術(shù)用于分離領(lǐng)域時(shí)由于分離對(duì)象絕大部分是稀溶液甚至極稀溶液，適度規(guī)模化處理時(shí)就面臨著巨大的挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的磁分離裝置要么處理量太少無法適應(yīng)要求，要么放大后裝置內(nèi)空間磁場強(qiáng)度及梯度不夠，導(dǎo)致空間內(nèi)流動(dòng)的弱磁性顆粒和超細(xì)磁性顆粒，尤其是納米磁性顆粒，所受磁力太弱而不能被快速有效捕集。如何有效的處理大量含磁顆粒的稀溶液是磁性載體分離技術(shù)應(yīng)用中的一個(gè)突出問題。

近幾十年發(fā)展起來的氣泡浮選技術(shù)又被稱為氣泡吸附分離技術(shù)，它是依據(jù)表面吸附的原理，以氣泡作為載體使溶液中的顆粒、特定目標(biāo)分子或離子等附著或吸附在“氣-液”界面與母液分離的方法，曾于上世紀(jì)八十年代被美國列為十大化工新技術(shù)之一。該技術(shù)在顆粒方面的分離應(yīng)用主要有：礦物、沉淀、膠體、塑料，并因此而發(fā)展出礦物浮選、沉淀浮選、膠體浮選、塑料浮選等新型浮選技術(shù)，尤其應(yīng)用最廣、最成功的是礦物浮選，為冶金工業(yè)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。氣浮分離技術(shù)用于分離不溶解的物質(zhì)和疏水性顆粒，它具有裝置簡單、易于放大，可間歇操作及連續(xù)操作，能迅速處理大量試液同時(shí)進(jìn)行分離富集，能耗低，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化操作的優(yōu)點(diǎn)。

近年來，氣泡浮選技術(shù)與其他分離技術(shù)聯(lián)用，取得了一定成果。

例如，閻永勝(氣浮分離、固相萃取與光譜法聯(lián)用及應(yīng)用研究，閻永勝，中國科學(xué)院上海冶金研究所材料物理與化學(xué)(專業(yè))博士論文，2000年度)對(duì)固-液分離富集技術(shù)(離子交換樹脂為固相分離介質(zhì))與光譜法聯(lián)用(樹脂相光譜法)及溶劑浮選分離富集技術(shù)(惰性氣體為動(dòng)力)與光譜法聯(lián)用(溶劑浮選光譜法)的綜合研究發(fā)現(xiàn)：固相光譜法和溶劑浮選光譜法作為一種分離/富集技術(shù)與光譜法聯(lián)用，具有集分離、富集、增敏、測定于一體的特點(diǎn)，具有高的靈敏度和選擇性，特別適用于復(fù)雜樣品、高純物質(zhì)低含量雜質(zhì)及低組分環(huán)境水樣的分析。

畢鵬禹等(一種分離富集發(fā)酵液中氨基酸的新方法：氣浮絡(luò)合萃取，畢鵬禹等，中國化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)分析化學(xué)分會(huì)場論文集，2008年)結(jié)合了溶劑浮選和絡(luò)合萃取技術(shù)各自的優(yōu)點(diǎn)，首次提出了氣浮絡(luò)合萃取技術(shù)。運(yùn)用這一技術(shù)對(duì)發(fā)酵液中的L-苯丙氨酸進(jìn)行分離富集，取得了良好的效果。最優(yōu)條件下的分離產(chǎn)物經(jīng)過反萃取和重結(jié)晶得到了最終產(chǎn)物，經(jīng)FTIR和HPLC的鑒定證明，該產(chǎn)物為高純度L-苯丙氨酸。

基于類似原理，將氣浮分離技術(shù)與磁性載體分離技術(shù)相耦合，發(fā)展“氣助超順磁性萃取”新模式，即首先用超順磁性顆粒分散在溶液中選擇性吸附目標(biāo)物，然后采用氣浮的方法將吸附了目標(biāo)產(chǎn)物的磁性載體富集到氣浮塔頂部(高濃度顆粒區(qū)或泡沫富集區(qū))，再通過外加磁場從少部分液體里捕集回收磁性載體用于目標(biāo)產(chǎn)物的洗脫。這樣可以發(fā)揮磁性載體高選擇性、易分離、操作簡單以及氣浮分離技術(shù)能耗低、裝置簡單、易放大和連續(xù)化操作的雙重優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)稀溶液體系尤其是極稀溶液體系高效節(jié)能的規(guī)模化選擇性分離。氣助超順磁性萃取技術(shù)及其設(shè)備的研究將是一個(gè)嶄新的研究方向，對(duì)于促進(jìn)磁性分離技術(shù)的發(fā)展和拓寬氣泡吸附分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域均有著良好的理論意義和廣闊的應(yīng)用背景。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種氣助超順磁性萃取方法，采用本發(fā)明的方法能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化稀溶液和極稀溶液中超順磁性顆粒的高度濃縮富集，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜體系中目標(biāo)成分的快速高選擇性萃取分離。

本發(fā)明的氣助超順磁性萃取方法是在使用一種氣助超順磁性萃取設(shè)備上進(jìn)行的，其中，所述設(shè)備包括底部帶有氣體入口的氣浮柱和氣浮柱上方的磁鐵，氣浮柱中填充有一相或兩相介質(zhì)，所述一相為含有吸附劑超順磁性顆粒和待分離的生物制品或離子型物質(zhì)的水相，所述兩相：下相為含有吸附劑超順磁性顆粒和待分離的生物制品或離子型物質(zhì)的鹽水相或水相，上相為含聚合物的水相或有機(jī)溶劑相，所述一相或兩相中的下相可以加入表面活性劑。