اثر مایع یونی 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیم برمید به‌عنوان «ماده کمکی» در تشکیل سامانه های دوفازی آبی {پلی‌اتیلن گلیکول 600- پتاسیم سیترات} در دماهای متفاوت

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 6، دوره 15، شماره 3، آذر 1400، صفحه 43-56   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2021.685754

نویسندگان

شعله حمزه زاده^{* 1}؛ مصطفی عباسی²

¹استادیار شیمی فیزیک، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، تهران، ایران

²دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی فیزیک، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، تهران، ایران

چکیده

در زیست­ فناوری جداسازی، استخراج و خالص­سازی زیست­ مولکول­ها با استفاده از سامانه­ های دوفازی آبی به­ عنوان یک جایگزین مناسب و پایدار برای سامانه ­های دوفازی رایج آب­–­حلال آلی همواره مورد­ توجه پژوهشگران فرایند بوده است. یکی از راهکارهای پژوهشگران برای بهبود کارایی این سامانه­ ها در فرایند استخراج استفاده از مایع ­های یونی به­ عنوان یک عامل کمکی است. از این­ رو، در این مقاله تأثیر مایع یونی 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیم برمید ([C₄C₁im]Br) در تشکیل سامانه دوفازی آبی متشکل از بسپار پلی­اتیلن گلیکول600 و نمک پتاسیم سیترات بررسی شد. منحنی باینودال و داده ­های تجربی تعادل مایع-مایع سامانه دوفازی آبی موردنظر در حضور مایع یونی [C₄C₁im]Br به همراه ضرایب توزیع بین دوفاز مایع یونی در دو دمای 15_/278 و K 15_/318 تعیین ­­­شد. نتیجه ­های به ­دست آمده نشان ­داد که با افزایش دما، توانایی مایع یونی در تقویت تشکیل سامانه دوفازی آبی کاهش یافت، به­ طوری­که در دمای K 15_/318 افزودن مایع یونی موجب تضعیف تشکیل سامانه دوفازی ­شد. افزون­ براین، ضرایب توزیع بزرگتر از یک برای [C₄C₁im]Br در همه ترکیب­ درصدها و دماهای مورد مطالعه به­ دست آمدند که با افزایش طول خطوط ارتباطی در یک دمای معین افزایش می‌یافتند.

کلیدواژه‌ها

سیستم دوفازی آبی؛ پلی اتیلن گلیکول؛ پتاسیم سیترات؛ مایع یونی؛ دما

مراجع

• Albertsson, P.-Å.; Nature 182, 709-711, 1958.
• Albertsson, P.-Å.; “Partition of cell particles and macromolecules: separation and purification of biomolecules, cell organelles, membranes, and cells in aqueous polymer two-phase systems and their use in biochemical analysis and biotechnology”, Wiley, New York, 1986.
• Walter, H.; Brooks, D.E.; Fisher, D.; “Partitioning In Aqueous Two–Phase System: Theory, Methods, Uses, And Applications To Biotechnology”, Academic Press, Toronto, 1985.
• Zaslavsky, B.Y.; “Aqueous two-phase partitioning: physical chemistry and bioanalytical applications”, CRC Press, U.S., 1994.
• Hatti-Kaul, R. (Ed.); “Aqueous two-phase systems: methods and protocols”, Humana Press, New Jersey, 2000.
• Hatti-Kaul, R.; Mol. Biotechnol. 19, 269-277, 2001.
• Pereira, J.F.; Lima, Á.S.; Freire, G.; Coutinho, J.A.; Green Chem. 12, 1661-1669, 2010.
• Wilkes, J.S.; Green Chem. 4, 73-80, 2002.
• Rogers, R.D.; Seddon, K.R.; Science 302, 792-793, 2003.
• Zhang, S.; Sun, N.; He, X.; Lu, X.; Zhang, X.; J. Phys. Chem. Ref. Data 35, 1475-1517, 2006.
• Gutowski, K.E.; Broker, G.A.; Willauer, H.D.; Huddleston, J.G.; Swatloski, R.P.; Holbrey, J.D.; Rogers, R.D.; J. Am. Chem. Soc. 125, 6632-6633, 2003.
• Freire, M.G.; Claudio, A.F.M.; Araujo, J.M.; Coutinho, J.A.; Marrucho, I.M.; Lopes, J.N.C.; Rebelo, L.P.N.; Chem. Soc. Rev. 41, 4966-4995, 2012.
• Freire, M.G.; “Ionic-liquid-based aqueous biphasic systems”, Springer, Berlin, 2016.
• de Souza, R.L.; Campos, V.C.; Ventura, S.P.; Soares, C.M.; Coutinho, J.A.; Lima, Á.S.; Fluid Phase Equilib. 375, 30-36, 2014.
• Almeida, M.R.; Passos, H.; Pereira, M.M.; Lima, Á.S.; Coutinho, J.A.; Freire, M.G.; Sep. Purif. Technol. 128, 1-10, 2014.
• Souza, R.L.; Ventura, S.P.M.; Soares, C.M.F.; Coutinho, J.A.P. ; Lima, Á.S.; Green Chem. 17, 3026-3034, 2015.
• Hamzehzadeh, S.; Vasiresh, M.; Fluid Phase Equilib. 382, 80-88, 2014.
• Hamzehzadeh, S.; Abbasi, M.; J. Chem. Thermodyn. 80, 102-111, 2015.
• Hamzehzadeh, S.; Majouy, A.; Mokhtarani, B.; J. Mol. Liq. 213, 235-246, 2016.
• Hamzehzadeh, S.; Touri, S.; Biotechnol. Prog. 34, 1149-1166, 2018.
• Santos, J.H.P.M.; Martins, M.; Silva, A.R.P.; Cunha, J.R.; Rangel-Yagui, C.O.; Ventura, S.P.M.; J. Chem. Eng. Data 65, 3794-3800, 2020.
• Marchel, M.; João, K.G.; Marrucho, I.M.; Sep. Purif. Technol. 210, 710-718, 2019.
• Ferreira, A.M.; Faustino, V.F.; Mondal, D.; Coutinho, J.A.; Freire, M.G.; J. Biotechnol. 236, 166-175, 2016.
• Rita de Cássia, S.S.; Pereira, M.M.; Freire, M.G.; Coutinho, J.A.P.; Sep. Purif .Technol. 196, 244-253, 2018.
• Neves, C.M.; Rita de Cássia, S.S.; Pereira, M.M.; Freire, M.G.; Coutinho, J.A.; Biochem. Eng. J. 141, 239-246, 2019.
• Marchel, M.; Soares, H.R.; Vormittag, P.; Hubbuch, J.; Coroadinha, A.S.; Marrucho, I.M.; Engineering Reports 1, e12030, 2019.
• Jocić, A.; Marić, S.; Dimitrijević, A.; Tot, A.; Gadžurić, S.; Vraneš, M.; Trtić-Petrović, T.; J. Mol. Liq. 303, 112484-112493, 2020.
• Tang, N.; Wang, Y.; Liu, M.; Liu, L.; Yin, C.; Yang, X.; Wang, S.; Sep. Purif. Technol. 246, 116898-116907, 2020.
• Vernau, J.; Kula, M.R.; Biotechnol. Appl. Biochem. 12, 397-404, 1990.
• Ting, A.M.; Lynn, S.; Prausnitz, J.M.; J. Chem. Eng. Data 37, 252-259, 1992.
• Cheluget, E.L.; Gelinas, S.; Vera, J.H.; Weber, M.E.; J. Chem. Eng. Data 39, 127-130, 1994.
• Hartounian, H.; Floeter, E.; Kaler, E.; Sandler, S.; AIChE J. 39, 1976-1984, 1993.
• Bailey, F.;Callard, R.; J. Appl. Polym. Sci. 1, 56-62, 1959.
• Bjoerling, M.; Karlstroem, G.; Linse, P.; J. Phy. Chem. 95, 6706-6709, 1991.
• Tubío, G.; Pellegrini, L.; Nerli, B.B.; Picó, G.A.; J. Chem. Eng. Data 51, 209-212, 2006.
• Remsing, R.C.; Swatloski, R.P.; Rogers, R.D.; Moyna, G.; Chem. Commun. 12, 1271-1273, 2006.
• Rodríguez, H.; Francisco, M.; Rahman, ; Sun, N.; Rogers, R.D.; Phys. Chem. Chem. Phys. 11, 10916-10922, 2009.
• Rodríguez, H.; Rogers, R.D.; Fluid Phase Equilib. 294, 7-14, 2010.
• Tomé, L.I.N.; Pereira, F.B.; Rogers, R.D.; Freire, M.G.; Gomes, J.R.B.; Coutinho, J.A.P.; J. Phys. Chem. B118, 4615–4629, 2014.
• Visak, Z.P.; Lopes, J.N.C.; Rebelo, L.P.N.; Monatsh. Chem. 138, 1153-1157, 2007.