화학공학소재연구정보센터
Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.15, No.5, 558-563, August, 2004
PEG와 Dextran이 포함된 고분자 수용액의 액-액 상평형 측정
Measurements of Liquid-Liquid Equilibrium of Aqueous Polymer Solutions Containing Polyethylene Glycol and Dextran
E-mail:
초록
주로 물로 구성된 고분자 수용액(ATPS)은 생물학적 물질들에게 온화한 환경을 제공하기 때문에 생물학적인 활성물질의 분리분야에서 광범위하게 주목받고 있다. 이 연구에서는 PEG와 dextran을 포함하는 ATPS의 액-액 상평형을 실험적으로 연구하였다. 이를 위하여 GPC를 이용하여 평형상의 조성을 분석하였다. 상형성 고분자의 분자량이 클수록 상분리 영역이 넓어지고 두 고분자의 분자량 차이가 작을수록 binodal curve는 더욱 대칭화 되어감을 알 수 있었다. 또한, 결과로부터 명확한 고분자 분획이 관찰되었다; 즉, 두 상 내의 고분자 분자량분포는 서로 다를 뿐만 아니라 초기의 분자량 분포와도 달랐다. 위상의 dextran 평균분자량은 대응선 길이가 길어짐에 따라 감소하지만 아래 상의 평균분자량은 초기의 평균분자량에 접근하였다. 또한 연속희석법은 완전한 상경계의 결정을 위한 빠르고 정확한 방법이 될 수 있음을 확인하였다.
Since an aqueous two-phase polymer solution (ATPS) contains mainly water, it provides a mild environment to the biological materials; and therefore, the extraction by means of ATPS is widely used in the field of separation of biologically active materials. In this work, the liquid-liquid equilibrium (LLE) of ATPS containing polyethylene glycol (PEG) and dextran (Dex) were experimentally investigated. In this effort, the gel permeation chromatography (GPC) was used for analysis of the composition of the equilibrium phases. It was found that the larger molecular weights of the phase-forming polymers lead to the wider phase-splitting region, and the larger difference between the molecular weights of the polymers resulted in the more asymmetric binodal curve. Furthermore, a clear polymer fractionation on the phase separation was observed from the results; the MWDs of each polymer in the coexisting phases were different from each other as well as from the original distribution. While the average molecular weight of Dex in the top phase decreased with the increase of the tie-line length (TLL), that of the bottom phase asymptotically approached that of the original. In addition, the continuous dilution method was found to be a rapid and accurate method for complete determination of the phase boundary.
  1. Albetsson PA, Nature, 182, 709 (1958) 
  2. Furuya T, Iwai Y, Tanaka Y, Uchida H, Yamada S, Arai Y, Fluid Phase Equilib., 103(1), 119 (1995) 
  3. King RS, Blanch HW, Prausnitz JM, AIChE J., 34, 1585 (1988) 
  4. Forciniti D, Hall CK, Fluid Phase Equilib., 61, 243 (1991) 
  5. Gaube J, Pfenning A, Stumpf M, Fluid Phase Equilib., 83, 365 (1993) 
  6. Kang CH, Sandler SI, Macromolecules, 21, 3088 (1988) 
  7. Forciniti D, Hall CK, Kula MR, J. Biotechnol., 20, 151 (1991) 
  8. Gaube J, Hochemer R, Keil B, Pfenning A, J. Chem. Eng. Data, 38, 207 (1993) 
  9. Shishov AK, Krivobokov VV, Chubarova YV, Frenkel SY, Polym. Sci. U.S.S.R., 23, 1330 (1981) 
  10. Zaslavsky BY, Aqueous Two-Phase Partitioning, 251, Marcel Dekker, Inc., New York (1995)
  11. Hartounian H, Koetitz JA, Kaler EW, Sandler SI, AIChE J., 40(9), 1574 (1994) 
  12. Koningsveld R, Staverman AJ, J. Polym. Sci. A: Polym. Chem., 6, 367 (1968)
  13. Kang CH, Lee CK, Sandler SI, Ind. Eng. Chem. Res., 28, 1537 (1989) 
  14. Larsson M, Mattiasson B, Biotechnol. Appl. Biochem., 12, 405 (1990)
  15. Kang CH, HWAHAK KONGHAK, 33(2), 243 (1995)