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离子液体双水相对某些生物分子的萃取分离性能研究

作　者: 李志勇
导　师: 王键吉
学　校: 河南师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 胆碱离子液体热敏聚合物双水相液-液萃取氨基酸蛋白质糖类化合物选择性分离
分类号: O658.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来,离子液体双水相作为一种新的绿色分离技术受到越来越多的关注。离子液体双水相融合了离子液体和传统双水相的优点,具有分相时间短、粘度低、不使用挥发性有机溶剂、萃取过程不易发生乳化等优点,因而成为离子液体领域的研究热点之一。但是,目前文献报道的离子液体双水相几乎全部是咪唑类离子液体-无机盐双水相体系。这些离子液体对生物体具有不同程度的毒性,因此开发无毒、无害、可生物降解的离子液体是实现离子液体双水相绿色分离的前提。作为国家自然科学基金资助课题（No. 20873036）的一部分,本文就胆碱类离子液体的合成、与某些热敏性聚合物所形成的离子液体双水相体系的相平衡性质以及对氨基酸、蛋白质的双水相绿色分离进行了较系统的研究,主要研究内容包括:1.设计合成了一系列以胆碱为阳离子,以羧酸根为阴离子的无毒、无害、可生物降解的离子液体:甲酸胆碱、乙酸胆碱、丙酸胆碱、丁酸胆碱、乙醇酸胆碱、乳酸胆碱、苯甲酸胆碱、草酸胆碱、柠檬酸胆碱。利用核磁共振光谱（NMR）、差示扫描量热（DSC）等技术对这些离子液体进行了表征。2.在298.15K测定了胆碱类离子液体（甲酸胆碱、乙酸胆碱、丙酸胆碱、丁酸胆碱、乙醇酸胆碱、乳酸胆碱、草酸胆碱、柠檬酸胆碱）与PPG400、PPG1000、EO10PO90等热敏性聚合物形成的离子液体双水相体系的液-液平衡相图数据,讨论了离子液体和聚合物的结构、体系的温度等因素对离子液体-聚合物双水相体系成相规律的影响。3.研究了L-色氨酸和L-酪氨酸在胆碱类离子液体+ PPG400双水相体系中的分配行为,系统讨论了双水相体系中离子液体的浓度、聚合物的浓度、氨基酸的分子结构等因素对氨基酸分配性能的影响,建立了基于离子液体-聚合物双水相体系的氨基酸绿色分离方法。4.研究了胆碱类离子液体+热敏性聚合物PPG400所形成的离子液体双水相体系对蛋白质（牛血清蛋白、溶菌酶）的萃取性能,分析了离子液体的结构、蛋白质的亲水性等因素对萃取过程的影响。5.在测定离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双氰胺（[C4mim][N（CN）₂）-K₂HPO₄双水相体系液-液平衡相图的基础上,首次实现了离子液体双水相对糖类化合物（阿拉伯糖、葡萄糖、蔗糖、棉子糖、葡聚糖）和牛血清蛋白（BSA）的选择性分离。并利用电导、动态光散射、透射电子显微镜等手段探讨了富离子液体相的微观结构和选择性分离的机制。结果表明,该类体系在选择性分离蛋白质和糖方面具有潜在的应用。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-19
  1.1 双水相体系的分类及应用  11
  1.2 离子液体及其物理化学性质  11-12
  1.3 离子液体双水相及其应用研究进展  12-17
    1.3.1 离子液体双水相体系的相平衡  12-14
    1.3.2 离子液体双水相的应用  14-17
  1.4 本文研究的意义和主要内容  17-19
第二章胆碱类离子液体的合成与表征  19-27
  2.1 引言  19
  2.2 实验部分  19-20
    2.2.1 主要试剂  19
    2.2.2 主要实验仪器  19-20
  2.3 胆碱类离子液体的合成  20
    2.3.1. 阴离子交换树脂的预处理  20
    2.3.2. 胆碱类离子液体的合成  20
  2.4 胆碱类离子液体的表征  20-25
    2.4.1 胆碱类离子液体的核磁共振氢谱(1H NMR)  20-24
    2.4.2 胆碱类离子液体的熔点  24-25
  2.5 小结  25-27
第三章离子液体双水相体系的相平衡研究  27-37
  3.1 引言  27
  3.2 实验部分  27-28
    3.2.1 主要试剂  27
    3.2.2 主要实验仪器  27
    3.2.3 离子液体双水相体系相图的测定  27-28
  3.3 结果与讨论  28-36
    3.3.1 离子液体的结构和聚合物的种类对双水相相平衡的影响  28-30
    3.3.2 体系的温度对双水相相平衡的影响  30-31
    3.3.3 双水相相平衡数据的关联  31-36
  3.4 小结  36-37
第四章离子液体双水相对L-色氨酸和L-酪氨酸的萃取分离性能  37-45
  4.1 引言  37-38
  4.2 实验部分  38-39
    4.2.1 主要试剂  38
    4.2.2 主要实验仪器  38
    4.2.3 实验步骤  38-39
  4.3 结果与讨论  39-43
    4.3.1 离子液体和聚合物浓度对氨基酸萃取率的影响  39-41
    4.3.2 氨基酸的结构对萃取率的影响  41-43
  4.4 小结  43-45
第五章离子液体双水相对牛血清蛋白和溶菌酶的萃取分离性能  45-51
  5.1 引言  45-46
  5.2 实验部分  46-47
    5.2.1 主要试剂  46
    5.2.2 主要实验仪器  46
    5.2.3 实验步骤  46-47
  5.3 结果与讨论  47-50
    5.3.1 离子液体的结构对蛋白质分配行为的影响  47-48
    5.3.2 蛋白质分子的尺寸对分配行为的影响  48-50
    5.3.3 蛋白质的回收和聚合物的循环使用  50
  5.4 小结  50-51
第六章离子液体双水相对蛋白质和糖类化合物的选择性分离  51-61
  6.1 引言  51-52
  6.2 实验部分  52-53
    6.2.1 主要试剂  52
    6.2.2 主要实验仪器  52
    6.2.3 实验步骤和方法  52-53
  6.3 结果与讨论  53-58
    6.3.1 双水相体系的相图  53-54
    6.3.2 蛋白质和糖类化合物的选择性分离  54-56
    6.3.3 富离子液体相的微观结构和选择性分离的可能机制  56-58
  6.4 小结  58-61
第七章结论与展望  61-65
参考文献  65-73
附录  73-77
致谢  77-78
攻读学位期间发表的学术论文目录  78-79

离子液体双水相对某些生物分子的萃取分离性能研究

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