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1-1 前言

在分離化合物的過程中,液相/液相萃取是一種常被用來分離化 合物的技術,溶劑的選擇一般是使用有機溶劑和水溶液形成不互溶的 兩相,再藉由欲分離的化合物在兩相之間分佈上的不同,而達到分離 的目的,但一般傳統上對於有機溶劑的選擇,使得萃取的過程中因為 使用大量易燃、有毒、高揮發性的有機溶劑,造成實驗人員在操作上 許多安全性的考量及限制,另外,產生的有機廢棄物更造成了環境上 的污染,使用過後還需依環保法規妥善處裡等等,在處於環保意識高 漲、永續生存發展概念興起及綠色觀念推廣的現今,尋找降低對環境 負擔或設計較安全的分離溶劑來取代危險物質的使用是迫切需要的 課題。

室溫離子液體(Room Temperature Ionic Liquids,RTILs)是一種在 室溫下為液體的有機熔融鹽類,其以離子的型態所組成。可藉由陰離 子和陽離子種類上的改變,以調控它們的疏水性、親水性和黏度等性 質,因其具有低蒸氣壓、良好的熱穩定性、不可燃性、可 溶 解 有 機 或 無 機 物 質 1等獨特特質,與傳統的有機溶劑相較之下,確實是大 大降低了實驗操作上的風險,綜合前述優點,離子液體常被認為是一

種符合環保概念的「綠色溶劑」2

近年來,離子液體的在化學方面上的研究已知被應用在萃取3、 電化學4、催化反應5,6,7、有機合成5,6,8及高溫氣體感測器9等領域。

隨著離子液體的研究發展愈來愈廣泛,使其在綠色化學上顯得更為重 要。

1-2 研究動機

離子液體應用在液相/液相萃取的研究非常廣泛,已有研究發現 在較低pH值的環境下,胺基酸會從水層中被萃取進離子液體相10,也 有文獻指出可直接利用離子液體萃取DNA(dsDNA)11,或利用在含有 羥基(hydroxyl-group)的疏水性離子液體中添加皇冠醚類(crown ethers) 作修飾,來將蛋白質細胞色素c (cytochrome c)從水溶液中萃取到離子 液體層12。本實驗室也曾利用離子液體1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([Bmim][PF6])當作萃取劑13,在[Bmim][PF6]中加 入乙酸乙酯(ethyl acetate)和水之後可形成兩相系統,調控水樣品之pH 值,可以影響蛋白質表面所帶電荷數目,再藉由蛋白質和離子液體間 的靜電吸引力,可以達到萃取目的。但此實驗必須在強酸條件之下才 有較好的萃取效果,對蛋白質活性會造成影響,另外本實驗室也曾將 親和性染料CB3GA合成為[Bmim]3[CB3GA] 以增將其在[Bmim][PF6]

中的溶解度,並對於萃取溶菌酶具有良好的回收率14,15

由於親和性染料剛果紅和蛋白質牛血清蛋白(BSA)之間具有親和 作用力16,能提高在萃取蛋白質上的選擇性。因此本實驗將剛果紅應 用於離子液體[Bmim][PF6]中,並合成[Bmim]2[Congo Red]當作萃取劑 溶於離子液體[Bmim][PF6],和蛋白質水溶液形成兩相,利用液相/液 相萃取將蛋白質萃取到離子液體相中,期望拓展離子液體在液相/液 相萃取方面的應用,並符合環保、安全的目的。

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