生物工业下游技术 第七章 反胶团萃取法ppt课件.ppt

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1、第七章反胶团萃取法谢虹2021/9/161第一节概述2021/9/162反胶团萃取随着基因工程和细胞工程的发展，尽管传统的分离方法(如溶剂萃取技术)已在抗生素等物质的生产中广泛应用，并显示出优良的分离性能，但它却难以应用于蛋白质的提取和分离。2021/9/163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；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

2、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。2021/9/164反胶团溶液的概念：反胶团溶液是透明的、热力学稳定的系统。反胶团是两性表面活性剂分散于非极性有机相中亲水性基团自发形成的内含微小水滴的、空间尺度仅为纳米级的聚集体。所以表面活性剂是反胶束溶液形成的关键。2021/9/165反胶团萃取具有成本低、溶剂可反复使用、萃取率和反萃取率都很高等突出的优点；反胶团萃取还有可能解决外源蛋白的降解，即蛋白质(胞内酶)在非细胞环境中迅速失活

3、的问题；由于构成反胶团的表面活性剂往往具有溶解细胞的能力，因此可用于直接从整细胞中提取蛋白质和酶。可见，反胶团萃取技术为蛋白质的分离提取开辟了一条具有工业开发前景的新途径。优点：2021/9/166第二节反胶团的形成2021/9/167一、反胶团的构造具有分子识别并允许选择性透过的半透膜功能；在疏水性环境中具有使亲水性大分子保持活性功能。2021/9/168将表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶团浓度(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

4、团，称为正常胶团(normalmicelle)。在胶团中，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。2021/9/169若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中，并使其浓度超过临界胶团浓度(CMC)，便会在有机溶剂内形成聚集体，这种聚集体称为反胶团，其结构示意见图b。在反胶团中，表面活性剂的非极性基团在外与非极性的有机溶剂接触，而极性基团则排列在内形成一个极性核(po1arcore)。2021/9/1610此极性核具有溶解极性物质的能力

5、，极性核溶解水后，就形成了“水池”(waterpool)。当含有此种反胶团的有机溶剂与蛋白质的水溶液接触后，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。蛋白质的溶解过程和溶解后的情况示意于图中。2021/9/1611bacC2021/9/1612增溶、乳化、润湿、杀菌、去污、起泡和消泡等二、表面活性剂（一）表面活性剂的概念表面张力：一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力,现象见图1。表面活性：使液体表

6、面张力下降的性质。表面活性物质：能使液体表面张力下降的物质。表面活性剂：具有很强的表面活性、能够显著降低液体表面张力的物质。2021/9/1613图1荷叶上的水珠的表面张力作用现象2021/9/1614OOOOOOOOWWW（肥皂R——COO-）（二）结构特征亲油的非极性烃链亲水的极性基团双亲性分子结构长度不少于8个碳原子羧酸磺酸硫酸及其盐或羟基酰胺基等2021/9/1615（三）表面活性剂的分类阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂两性离子表面活性剂非离子表面活性剂2021/9/16161．阴离子表面活性

7、剂（1）肥皂类通式（RCOO－）nMn+（2）硫酸化物通式ROSO3－M+（3）磺酸化物通式RSO3－M+碱金属皂：O/W碱土金属皂：W/O有机胺皂：三乙醇胺皂硫酸化蓖麻油、月桂醇硫酸钠、十六烷基硫酸钠等阿洛索-OT、十二烷基苯磺酸钠、甘胆酸钠等良好的乳化能力，但易被酸破坏，一般供外用乳化能力很强，较稳定。主要用作外用软膏的乳化剂渗透力强，去污力强，为优良洗涤剂2021/9/16172．阳离子表面活性剂3．两性离子表面活性剂通式[RNH3]＋X－主要有苯扎氯铵和苯扎溴铵（新洁尔灭）等。碱性水溶液中呈阴

8、离子表面活性剂的性质，具有很好的起泡、去污作用；酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质，具有很强的杀菌能力。天然品卵磷脂合成品氨基酸型与甜菜碱型。2021/9/1618脂肪酸甘油酯脂肪酸山梨坦（司盘、Span）聚山梨酯（吐温、Tween)聚氧乙烯脂肪酸酯（卖泽、Myrij）聚氧乙烯脂肪醇醚（苄泽、Brij）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物（泊洛沙姆、Poloxamer）商品名为普流罗尼克（Pluronic）4．非离子表面活性剂主要用作W/O型辅助乳化剂HLB值：1