Language
Country/Area
No result found
水中奇迹分层：如何利用ABS技术分离稀有金属？
随着对环境友好的技术需求日益增长，水相双相系统（ABS）正逐渐成为传统有机-水溶剂萃取系统的洁净替代方案。 ABS是由两种聚合物、聚合物与宇宙无价盐或两种盐混合而成，这些混合物在适当的浓度或特定温度下形成。这类系统的两相主要由水和非挥发成分组成，从而有效消除了挥发性有机化合物的使用。
在生物技术应用中，ABS已被使用多年，作为一种非变性且良性的分离介质。
引言
1896年，比耶林克首次注意到水溶性聚合物琼脂与可溶性淀粉或明胶溶液之间的“相容性”问题。随着这些物质的混合，它们便形成了两个不相容的相。对许多其他水相双相系统的研究后，聚乙烯醇（PEG）-右旋糖浆系统被广泛研究。其他可以形成水相双相的系统包括PEG-碳酸钠、PEG和磷酸盐、柠檬酸或硫酸等。
两相之间的互动
众所周知，当油和水被倒入同一容器时，因为它们不相容，会分离成两个相或层。然而，在ABS中，两个不相容成分都是以水为基础的。两相之间的分离受pH值、温度和离子强度等因素的影响，而当聚合物的浓度超过某一限制浓度时，分离便会发生。
PEG-右旋糖浆系统
在这一系统中，“上相”由较疏水的聚乙烯醇（PEG）组成，其密度低于“下相”的密度，后者是由更多亲水且密度更高的右旋糖浆溶液构成。虽然PEG的密度本身高于水，但它却处于上层。这一现象被认为与PEG的溶剂“有序性”特性相关，能将过剩的水排除，创造出低密度的水环境。
优势
ABS是一种优越的萃取方法，能够从粗细胞提取物或其他混合物中有效提取蛋白质/酶及其他易变性生物分子。在工业或实验室生产酶的过程中，这一技巧得到了广泛应用。
这些系统在快速分离相和化合物的分配方面表现出色，能在内源性蛋白酶降解之前提取所需分子。
例如，ABS能够以较低的界面压力和环境条件下，保护不稳定的生物分子。此外，聚合物层的稳定性有助于提高所需蛋白质的浓度，进一步提高提取效率。这些系统还可因应需求进行扩大，从实验室规模到工业生产的要求。
热力学建模
除了实验研究，拥有一个良好的热力学模型来描述和预测液-液平衡条件对于工程和设计尤为重要。为了获取全球和可靠的热力学模型参数，通常需要相平衡数据来实现。
在ABS中，所有不同类型的相互作用—聚合物、电解质和水之间的交互—都需要被考虑到。
目前，已经有许多模型被用来进行热力学模拟，包括NRTL、Chen-NRTL、Wilson等。这些模型在再现聚合物/盐水相双相系统的关键数据上均取得了成功。今年，随着这一领域的持续发展，更多研究将有助于进一步理解和优化ABS技术的应用。
在「水中奇迹分层：如何利用ABS技术分离稀有金属？」的研究和应用中，我们能否找到更具创新性的方法来提升这一技术的效率和可持续性？
