第四章 讲 萃取-反胶团萃取ppt课件.ppt

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1、第四章萃取第二节反胶团萃取1萃取液液萃取液固萃取或浸取超临界流体萃取有机溶剂萃取简称溶剂萃取双水相萃取液膜萃取反胶团萃取根据萃取剂的种类和形式的不同分为：以液体为萃取剂，含有目标产物原料为液体含目标产物的原料为固体以超临界流体为萃取剂，含有目标产物的原料可以是液体，也可以是固体。第二节反胶团萃取2主要内容一、概述二、反胶团的形成三、生理活性物质的分离浓缩四、反胶团萃取的应用五、思考题3一、概述反胶团（ReversedMicelles）:是两性表面活性剂在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

2、寸仅为纳米级的集合型胶体。反胶团的微小界面和微小水相具有两个特异性的功能：（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。4反胶团萃取优点：（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。5二、反胶团的形成（一）

3、反胶团的构造水溶液+表面活性剂（浓度>某一数值）胶体或微胶团（表面活性剂的聚集体）；非极性溶剂中+表面活性剂（浓度>某一数值）表面活性剂的聚集体（反胶团）。微观构造：（见图）极性核心（表面活性剂极性端组成的内表面、平衡离子和水，被称为水池（waterpool））。水池可溶解具有极性的分子和亲水性的生物大分子，故极性分子和亲水性的生物大分子可“溶解”在非极性的有机溶剂中。67表面活性剂的存在是构成反胶团的必要条件表面活性剂？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。三类：阴离子型、阳离子型和非离

4、子型表面活性剂。最常用的是阴离子表面活性剂：AOT（丁二酸-2-乙基已基酯磺酸钠）8为什么AOT最常使用？具有双链结构，极性基团较小，所形成的反胶团空间较大，半径可达170nm，有利于生物分子的进入，形成胶束时不需加助剂,且有较好的强度。反胶团萃取系统的非极性有机溶剂有：环己烷，辛烷、庚烷、异辛烷、己烷等。9（二）反胶团的物理化学特性及制备1、反胶团的物理化学性质（1）反胶团的临界胶团浓度将表面活性剂在非极性有机溶剂相中能形成反胶团的最小浓度称为临界胶团浓度（CriticalMicelleConcentration,

5、CMC），一般为0.1-1.0mmol/L，与表面活性剂的种类有关。（2）反胶团的形成与大小比水相中微胶团的空间尺寸小得多，多为球形，也可能为椭球形或棒形。大小与溶剂和表面活性剂的种类、浓度、温度、离子强度有关。10（3）反胶团含水率W：有机相中水与表面活性剂的摩尔比。W越大，反胶团的半径越大。W=C水/C表注意：反胶团“水池”中的水与普通的水在性质上是有差异的。当含水率W0较低时，反胶团水池内的理化性质与正常水相差悬殊。11例如，用AOT为表面活性剂时，当W0<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

6、强烈束缚，表观粘度上升50倍，水合化一分子AOT需6-8个水分子，其它水分子不受束缚；当W0>16时，微水相的水与正常的水接近，反胶团内形成双电层。122、反胶团的制备（1）注入法将含蛋白质的水溶液直接注入含有表面活性剂的非极性有机溶剂中去，然后进行搅拌直到形成透明的溶液为止。（2）相转移法将酶或蛋白质从主体水相转移到含表面活性剂的非极性有机溶剂中形成反胶团-蛋白质溶液。可得较高蛋白质浓度。（3）溶解法对非水溶性蛋白质可用该法。将含有反胶团（W=3-30）的有机溶液与蛋白质固体粉末一起搅拌，使蛋白质进入反胶团中，所需

7、时间长。1314三、生理活性物质的分离浓缩（一）反胶团萃取原理是蛋白质从主体水相向溶解于有机溶剂相中纳米级的、均一且稳定的、分散的反胶团微水相中的分配萃取。15特点：萃取进入有机相的生物大分子被表面活性分子所屏蔽，从而避免了与有机溶剂相直接接触而引起的变性、失活。可通过调整pH、离子强度、表面活性剂浓度等来控制分离场（反胶团）--待分离物质（生物大分子）的相互作用，实现对目的物质高选择性的萃取。反胶团萃取也是一个浓缩过程，因微水相体积仅占有机相的几个百分点。添加盐类就可从已和主体水相分开的有机相中分离出含有目的物的浓

8、水溶液，操作简单。16（二）蛋白质的溶解（1）水壳模型，蛋白质位于水池的中心，周围存在的水层将其与反胶团壁（表面活性剂）隔开；（2）蛋白质中的亲脂部分直接与非极性溶剂的碳氢化合物相接触；17（3）蛋白质被吸附在微胶团的“内壁”上；（4）蛋白质被几个微胶团所溶解，微胶团的非极性尾端与蛋白质的亲脂部分直接作用。大多数学者接受的是水壳模型。18(三)