双水相萃取的基本原理
双水相体系(aqueous tvo-phase system ATPS)是一种或几种物质在水中以一定浓度混合，在一定条件下形成互不相溶的两相水溶液体系。双水相萃取(ATPE)原理与常见的水有机溶剂萃取法相似，都是依据物质在两相间的选择性分配。当物质进入双水相体系后，由于界面张力、疏水作用以及各种力的存在，使目标提取物在两相中不平衡分配，通过调节各影响因素，如成相盐的种类与浓度、中性盐的种类与浓度、声值、温度等，来提高目标产物的选择性，达到向单相富集的目的。
常规的双水相体系包括聚合物一聚合物水体系以及聚合物无机盐冰体系。近年来国内外研究人员相继开发了一系列新的双水相体系，主要包括离子液体-无机盐水体系、有机小分子无机盐水体系以及表面活性剂双水相体系。由于ATPS中组分性质的多样性，到目前为止还未有一套完整统一的理论来解释不同体系的成相原理。
聚合物果合物水双水相体系的形成主要是由于高聚物之间的不相溶性即高聚物分子的空间阻碍作用，相互无法渗透，不能形成均相，从而具有分离倾向，在一定条件下即可分为两相。一般认为，只要两聚合物水溶液的憎水程度有所差异，混合时就可发生相分离，且憎水程度相差越大，相分离的倾向也就越大[z}a
聚合物无机盐水双水相体系的形成普遍认为是盐析作用的结果。对于聚合物溶液来说，加入少量电解质并不会影响其稳定性，至等电点也不会发生聚沉，只有加入更多的电解质才会使其聚沉，这一现象称为盐析。发生盐析作用的主要原因是去水化作用，当聚合物溶液中加入中性盐，中性盐对水分子的亲和能力大于聚合物，破坏了聚合物表面的水化层直至其减弱或消失。有些聚合物分子带电，少量电解质的加入可以引起动电电势(勺的降低，但并不能使它失去稳定性，这时聚合物分子仍是高度水化的，只有加入更多的盐才会出现盐析现象。成相盐由于阴阳离子水化能力以及电荷的不同，盐析能力也有差异。
离子液体无机盐冰双水相这一概念是有由Gu tow sk i等[3]提出的。该体系的形成实质上与聚合物无机盐冰体系相近，是离子液体与无机盐争夺水分子的过程，离子液体的水化能力与成相盐的盐析能力决定分相能力，离子液体的水化能力越差，成相盐的盐析能力越强则分相能力越强，反之越弱。
表面活性剂双水相体系既包括非离子型表面活性剂组成的ATPS,也包括离子型表面活性剂组成的AT PS。表面活性剂混合溶液分相主要是由于表面活性剂浓度超过临界胶团浓度(critical m icelleconcentration QVI C)后表面活性剂分子会自组织成球状、棒状、层状等多种形态的胶团。目前有两种模型描述这种现象:相分离模型和多级平衡模型。前者将胶团假设为一个宏观的相与水相平衡，后者将表面活性剂溶液当作一个大小不一的胶团与单体分子平衡共存的系统。
有机小分子无机盐水双水相体系的研究国内外才刚刚起步，常用的有机小分子为乙醇、正丙醇、异丙醇、丙醇等亲水性有机小分子。一般认为该体系的形成是有机溶剂与成相盐竞争水分子形成缔合物的结果。
双水相提取抗生素的技术优势
双水相萃取技术之所以能够成为抗生素提取工程中的研究热点，主要是由于该技术表现出了以下优势:(1)双水相萃取技术能够从发酵液中直接提取抗生素，避免了发酵液的过滤处理和酸化操作，简化了工艺流程;(2)两相界面张力小(10'一10一 4 mN' m一 ' ),有助于强化相际间传质;( 3)体系所需设备简单，可以利用原有有机溶剂萃取生产中使用的混合、离心与分离设备，此外可运用现有萃取原理按比例放大试验参数，非常适用于工业生产，国外已实现了计算机控制的连续化生产;( 4)安全、无毒，不存在有机溶剂残留的问题;( 5)操作条件温和，整个操作在常温常压下进行，能够保持抗生素分子的活性，特别是聚合物双水相体系，对抗生素活性还具有一定的保护作用;( 6)能够运用反应萃取藕合技术，将抗生素制备与产物提取过程在双水相体系中同时进行，这可以有效解决产物积聚导致产率降低的问题，简化工艺流程。
制药设备双水相技术在提高产品质量的同时，降低生产成本，减少环境污染，开发出安全、无毒、高效、具有市场竞争力的新型抗生素提取技术，在实际生产中发挥出了重要作用。
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