第八章反胶团萃取概要.ppt

第八章 反胶团萃取 一、概述 反胶团(Reversed Micelles)是两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发地向内聚集而成的，内含微小水滴的，空间尺度仅为纳米级的集合型胶体。是一种自我组织和排列而成的，并具热力学稳定的有序构造。 反胶团的微小界面和微小水相具有两个特异性功能： (1)具有分子识别并允许选择性透过的半透膜的功能； (2)在疏水性环境中具有使亲水性大分子如蛋白质等保持活性。 反胶团萃取的优点 (1)有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性； (2)分离、浓缩可同时进行，过程简便； (3)能解决蛋白质(如胞内酶)在非细胞环境中迅速失 活的问题； (4)由于构成反胶团的表面活性剂往往具有细胞破壁功效，因而可直接从完整细胞中提取具有活性的蛋白质和酶； (5)反胶团萃取技术的成本低，溶剂可反复使用等。 二、反胶团的形成 1、反胶团的构造： 在胶体化学中我们知道，如向水溶液中加入表面活性剂，并使其浓度超过一定数值时，表面活性剂就会在水相中形成胶体或微胶团，它是表面活性剂的聚集体。其亲水性的极性端向外指向水溶液，疏水性的非极性“尾”向内相互聚集在一起。 当向非极性溶剂中加入表面活性剂，并使其浓度超过一定数值时，也会在非极性溶剂内形成表面活性剂的聚集体。与在水相中不同的是，其疏水性的非极性尾部向外，指向非极性溶剂，而极性头向内，与在水相中形成的微胶团方向相反，因而称之为反胶团或反向胶团。 构成反胶团的表面活性剂种类： 阴离子表面活性剂 AOT(琥珀酸二酯磺酸钠，P154图8-2） 阳离子表面活性剂 季铵盐 非极性有机溶剂：环己烷，庚烷， 辛烷等 2、反胶团的物理化学特性及制备 （1）反胶团的物理化学特性 ① 反胶团的临界胶团浓度 表面活性剂在非极性有机溶剂中能形成反胶团的最小浓度 ② 反胶团含水率W W=C水/C表 W越大，反胶团的半径越大 三、 生理活性物质的分离农缩 1、反胶团萃取原理 蛋白质进入反胶团溶液是一协同过程。在有机溶剂相和水相两宏观相界面间的表面活性剂层 ,同邻近的蛋白质分子发生静电吸引而变形 ,接着两界面形成含有蛋白质的反胶团 ,然后扩散到有机相中 ,从而实现了蛋白质的萃取。(可能机理） 改变水相条件 (如pH值、离子种类或离子强度 ) ,又可使蛋白质从有机相中返回到水相中 ,实现反萃取过程。 2、蛋白质的溶解 3、反胶团萃取 1）分离场-分离物质的相互作用 B .在各pro的pI处(排除了静电相互作用的影响)，反胶团萃取实验研究表明: 随着M增大, pro的分配系数(m, 溶解率)下降。表明随M增大, 空间排阻作用增大, pro的溶解率降低. ③疏水性相互作用 aa的疏水性各不相同, 研究表明, aa或肽的分配系数m随aa疏水性的增大而增大（ P160图8-7）。蛋白质的疏水性影响其在反胶团中的溶解形式,因而影响其分配系数。疏水性较大的pro可能以“半岛式”形式溶解。 2）反胶束萃取的影响因素 水相的pH值 盐离子的种类和浓度 温度 蛋白质的分子量和浓度 表面活性剂 ④温度 温度是影响蛋白质萃取率的一个重要因素。一般来说 ,温度的增加将使反胶团的含水量下降。 不利于蛋白质的萃取。 通过提高温度可以实现蛋白质的反萃取。 四、 反胶团萃取的应用 分离蛋白质混合物； ? 浓缩α-淀粉酶； 从发酵液中提取胞外酶 ； 直接提取胞内酶； 用于蛋白质复性。 案例一： 通过三步分离操作分离了核糖核酸酶a、细胞色素c和溶菌酶。 依据原理1 依据原理2 通过调节水相pH值和KCl浓度来实现三种蛋白质的分离。在pH=9时，核糖核酸酶的溶解度很小，保留在水相而与其他两种蛋白质分离；相分离后得到的反胶团相（含细胞色素C和溶菌酶）与0.5 mol/L的KCl水溶液接触后，细胞色素C被反萃取到水相，而溶菌酶留在反胶团相；含溶菌酶的反胶团与2.0 mol/L KCl，pH值为11.5的水相接触后，将溶菌酶反萃至水相中。 案例二： 使用二级混合-分离型萃取流程，用TOMAC/0.1%辛醇-异辛烷的溶液体系连续分离?-淀粉酶，浓缩了17倍。(图) 第八章 反胶团萃取 1.概念：反胶团；反胶团的临界胶团浓度 2.反胶团萃取的优点有哪些？ 3.如何用反胶团萃取技术分离核糖核酸酶a、细胞色素c和溶菌酶？ 案例三 ： 胞内酶的提取 作业： * * 微胶团：水溶液中 表面活性剂的极 性头朝外，疏水 的尾部朝内，中 间形成非极性的