《反胶团萃取》ppt课件

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1、反胶团萃取技术反胶团萃取技术的产生传统的分离方法，如液-液萃取技术很难应用于对生化产品（如蛋白质、氨基酸、抗生素等）的提取与分离，原因在于这类物质多数不溶于非极性有机溶剂，或与有机溶剂接触后会引起变性和失活；而盐析、沉淀、层析、电泳等生化分离方法又不能实现连续和放大操作。因此，针对这两大难题，在20世纪70年代中期反胶团萃取技术就发展起来了。一、概述反胶团的突出优点(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

2、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。2.1胶团和反胶团的形成胶团或反胶团的形成均是表面活性剂分子自聚集的结果，是热力学稳定体系。（1）正向微胶团:在水溶液中形成的胶体或微胶团，是由于表面活性剂中极性基团定向排列的结果。§２反胶团的形成及特性极性“头”水非极性的“核”非极性“尾”表面活性剂的极性头部（亲水基）朝外（水），疏水的尾部朝内，中间形成非极性的“核”。这种胶团称为正向胶团，或简称正胶团。胶团的形成胶团（2）反相胶团如果溶剂为非极性液体，当加入表面活性剂至一定浓度时，由于表面活性剂的极性和非极性基团的定向排列，也会形成微胶团结构。极性“头”有机溶剂极

3、性的“核”非极性“尾”反胶团：表面活性剂的极性头朝内，疏水的尾部向外，中间形成极性的“核”。反胶团的形成反微团内溶解的水称为微水相或水池反胶团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。2.2常用的表面活性剂可在非极性溶剂中形成反胶团。在用反胶团萃取技术分离蛋白质的研究中使用得最多的是阴离子型表面活性剂AOT(AerosolOT)，其化学名称是丁二酸二异辛酯磺酸钠。丁二酸二异辛酯磺酸钠这种表面恬性剂容易获得，其特点是具有双链，极性基团较小，形成反胶团时不需加入助表

4、面活性剂，并且形成的反胶团较大，半径为170nm，有利于大分子蛋白质进入。溶剂通常为异辛烷(2，2，4-三甲基戊烷)AOT能溶解于有机溶剂中，也能溶解于水中，并形成反相微胶团。AOT在形成反胶团时的Wo值较大，可达170。因此在反相微胶团内就可以溶解较多的生物大分子而提高了萃取效率。2.3反胶团的两个特异性功能(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的功能。2.4反胶团的形状和大小反胶团的形状多为球形或近似球形，有时也呈柱状结构，其半径一般为10～100nm。胶团的大小取决于盐的种类和浓度、溶剂和表面活性剂的种类和浓度以

5、及温度等。2.5Wo值表征胶团大小较好的参数是Wo——水与表面活性剂的摩尔比。用非极性溶剂中的水浓度和表面活性剂浓度之比来表示:Wo=[H20]/[表面活性剂]Wo值的物理意义Wo值越大，反相微胶团内的水分含量就越多，形成的反相微胶团的半径就越大。能溶解水溶性成分的量就越多。因此，Wo值大小可以反映出反相微胶团的大小和溶解能力。2.6CMC表面活性剂的临界浓度：表面活性剂要形成反相微胶团，在溶剂中的浓度必须达到一定值，否则就不能形成微胶团，这个形成微胶团所必需的最低浓度值，叫做表面活性剂形成微胶团的临界浓度(CMC)。不同的表面活性剂的CMC值在0.l-1.0mmol/L之间，随温度、

6、压力和溶剂的变化而变化。2.7水池的性质表面活性剂分子的聚集使反胶团内形成极性核，反胶团内溶解的水通常称为微水相或“水池”。由于反胶团内存在“水池”，故可溶解氨基酸、肽和蛋白质等生物分子，为生物分子提供适宜存在的亲水微环境。因此，“水池”的物理化学性质直接影响到反胶团萃取的适用范围和效率。当反胶团的含水率较低时，反胶团“水池”内水的理化性质与正常水相差悬殊。例如，以AOT为表面活性剂，当wo小于6～8时，反胶团内微水相的水分子受表面活性剂亲水基团的强烈束缚，表观黏度上升50倍，疏水性也极高。随着wo的增大，这些现象逐渐减弱，当wo大于16时，微水相的水与正常的水接近，反胶团内可形成双电

7、层。即使当wo值很大时，“水池”内水的理化性质也不可能与正常的水完全相同，特别是接近表面活性剂亲水头的区域内。反胶团内的水由于表面活性剂分子极性头电离具有很高的电荷浓度，因此“水池”中水的pH值不同于主体水的pH值。这一结论对于在反胶团内固定蛋白质的研究尤为重要。§3反胶团萃取蛋白质的过程蛋白质进入反胶团溶液是一种协同过程，即在宏观两相(有机相和水相)界面间的表面活性剂层，同邻近的蛋白质发生静电作用而变形，接着在两相界面形成了包含有蛋白质的反胶