ABSTRACT

Aqueous biphasic systems (ABS) extraction is a simple, selective, efficient and easy to scale-up technology that, over the years, has attracted a considerable attention from the researcher community as an alternative methodology in downstream processing of a wide variety of biomolecules. This review summarizes and discusses the fundamental features of ABS, as well as its advantages and disadvantages, as a separation and purification technology of biomolecules. Nevertheless, the focus of this review are quaternary ABS formed by the addition of neutral salts and ionic liquids to conventional ABS or those ABS composed by deep eutectic solvents and another phase forming compound. The advantages brought by quaternary ABS in terms of separation and purification of biomolecules, as well as the main issues governing the phase behavior of these systems, are discussed. With examples of application of quaternary ABS as an alternative extraction and purification methodology, it is shown that such ABS are a promising method to improve the effectiveness of biomolecules downstream processing, potentially providing a response to the increasing demand for high purity bioproduct. Furthermore, some of the discussed quaternary ABS have a great potential as a novel, sustainable and cost-effective purification platform for biomolecules downstream processing that can potentially simplify the whole ABS-based purification process due to no need for target bioproduct recovery or phase formers removal. Finally, perspectives of such quaternary ABS are made, and some future challenges pointed out.

摘要

水相双相系统 (ABS) 萃取是一种简单、选择性、高效且易于放大的技术，多年来作为多种生物分子下游加工的替代方法引起了研究人员的广泛关注。本文总结并讨论了ABS作为生物分子分离纯化技术的基本特征及其优缺点。然而，本综述的重点是在传统 ABS 或由低共熔溶剂和另一种相形成化合物组成的 ABS 中添加中性盐和离子液体形成的四元 ABS。四元ABS在生物分子分离纯化方面带来的优势，以及控制这些体系相行为的主要问题，进行了讨论。通过应用四元 ABS 作为替代提取和纯化方法的实例，表明这种 ABS 是提高生物分子下游加工效率的一种有前景的方法，有可能满足对高纯度生物产品日益增长的需求。此外，所讨论的一些四元 ABS 具有作为生物分子下游加工的新型、可持续且经济高效的纯化平台的巨大潜力，由于不需要目标生物产品回收或相形成物去除，因此可以简化整个基于 ABS 的纯化过程。最后，对四元ABS进行了展望，并指出了未来的一些挑战。研究表明，此类 ABS 是提高生物分子下游加工效率的一种有前途的方法，有可能满足对高纯度生物产品日益增长的需求。此外，所讨论的一些四元 ABS 具有作为生物分子下游加工的新型、可持续且经济高效的纯化平台的巨大潜力，由于不需要目标生物产品回收或相形成物去除，因此可以简化整个基于 ABS 的纯化过程。最后，对四元ABS进行了展望，并指出了未来的一些挑战。研究表明，此类 ABS 是提高生物分子下游加工效率的一种有前途的方法，有可能满足对高纯度生物产品日益增长的需求。此外，所讨论的一些四元 ABS 具有作为生物分子下游加工的新型、可持续且经济高效的纯化平台的巨大潜力，由于不需要目标生物产品回收或相形成物去除，因此可以简化整个基于 ABS 的纯化过程。最后，对四元ABS进行了展望，并指出了未来的一些挑战。所讨论的一些四元 ABS 具有作为生物分子下游加工的新颖、可持续和具有成本效益的纯化平台的巨大潜力，由于不需要目标生物产品回收或相形成物去除，因此可以简化整个基于 ABS 的纯化过程。最后，对四元ABS进行了展望，并指出了未来的一些挑战。所讨论的一些四元 ABS 具有作为生物分子下游加工的新颖、可持续和具有成本效益的纯化平台的巨大潜力，由于不需要目标生物产品回收或相形成物去除，因此可以简化整个基于 ABS 的纯化过程。最后，对四元ABS进行了展望，并指出了未来的一些挑战。