第八章反胶束萃取课件.ppt

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1、第八章反胶束萃取传统的分离方法(如溶剂萃取技术)难以应用于蛋白质的提取和分离。其主要原因有两个：一是被分离对象－蛋白质等在40-50℃便不稳定，开始变性，而且绝大多数蛋白质都不溶于有机溶剂，若使蛋白质与有机溶剂接触，也会引起蛋白质的变性；第八章反胶束萃取二是萃取剂问题，蛋白质分子表面带有许多电荷，普通的离子缔合型萃取剂很难奏效。因此研究和开发易于工业化的、高效的生化物质分离方法己成为当务之急。反胶束萃取法就是在这一背景下发展起来的一种新型分离技术。第一节概述一、反胶团(ReversedMicelles)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

2、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。第一节概述二、反胶团的特异性功能：(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。第一节概述三、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；第一节概述(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。第二节反胶团的形成一、反胶

3、团的构造1、胶团的形成向水溶液中加入表面活性剂，当表面活性剂的浓度超过一定的数值时，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。第二节反胶团的形成将表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶束浓度(CMC)时，表面活性剂就会在水溶液中聚集在一起而形成聚集体，在通常情况下，这种聚集体是水溶液中的胶束，称为正常胶束(normalmicelle)。第二节反胶团的形成在胶束中，表面活性剂的排列方向是极性基团在外，与水接触，非极性基团在内，形成一个非极性的核心、在此核心可以溶解非极性物质。第二节反胶团的形成2、反胶团的形成当向非极性溶剂中加入表面活性剂时，如表面活性剂的浓

4、度超过一定的数值时，也会在非极性溶剂内形成表面活性剂的聚集体。第二节反胶团的形成与在水相中不同的是，非极性溶剂内形成的表面活性剂聚集体，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第二节反胶团的形成图8-1是几种可能的表面活性剂聚集体的微观构造。在反胶团中有一个极性核心，。它包括由表面活性剂极性端组成的内表面、平衡离子和水。此极性核具有溶解极性物质的能力，极性核溶解水后，就形成了“水池”(waterpool)。第二节反胶团的形成这个“水池”具有极性，可以溶解具有极性的分子和亲水性的生物大分子，而极性分子和/或

5、亲水性的生物大分子也因此可“溶解”在非极性的有机溶剂中。第二节反胶团的形成如蛋白质及其他亲水物质能够通过螯合作用进入此“水池”。由于周围水层和极性基团的保护，保持了蛋白质的天然构型，不会造成失活。第二节反胶团的形成二、表面活性剂表面活性剂的存在是构成反胶团的必要条件。1、表面活性剂的组成表面活性剂是由亲水憎油的极性基团和亲油憎水的非极性基团两部分组成的两性分子。第二节反胶团的形成2、表面活性剂的种类（1）阴离子表面活性剂；（2）阳离子表面活性剂；（3）非离子型表面活性剂。它们都可用于形成反胶束。第二节反胶团的形成3、常见表面活性剂AOT、CTAB(溴代十六烷基三甲铵)、TOMA

6、C(氯化三辛基甲铵)、PTEA(磷脂酰乙醇胺)，其中以AOT最为常用。而常用于反胶团萃取系统的非极性有机溶剂有环己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、己醇、硅油等。第二节反胶团的形成（1）阴离子型在反胶束萃取蛋白质的研究中，用得最多的是阴离子表面活性剂AOT(AerosolOT)，其化学名为丁二酸－2－乙基己基磺酸钠，结构式见图。第二节反胶团的形成第二节反胶团的形成这种表面活性剂容易获得，其特点是具有双链，极性基团较小、形成反胶束时不需加助表面活性剂，并且所形成的反胶束较大，半径为170nm，有利于大分子蛋白质进入。第二节反胶团的形成（2）阳离子型①CTAB(cetyl-methyl-am

7、moniumbromide)溴化十六烷基三甲胺/十六烷基三甲基胺溴第二节反胶团的形成②DDAB(didodecyldimethylammoniumbromide)溴化十二烷基二甲铵第二节反胶团的形成③TOMAC(triomethyl-ammoniumchloride)氯化三辛基甲铵第二节反胶团的形成将阳离子表面活性剂如CTAB溶于有机溶剂形成反胶束时，与AOT不同，还需加入一定量的助溶剂(助表面活性剂)。这是因为它们在结构上的差异造成的。第二节反胶团的形成二、反胶团的物理化学特性及制备1．反