胶团、反胶团萃取.ppt

胶团萃取目录一、胶团与反胶团概述
1、胶团的形成及特性
胶团或反胶团的形成均是表面活性剂分子自聚的结果，是热力学稳定体系。
将表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶团浓度（criticalmicelleconcentration,CMC）时，表面活性剂就会在水溶液中聚集在一起形成聚集体，称为胶团（micelles）。
特性：水溶液中胶团的表面活性剂的极性基团向外与水相接触，而非极性基团在内，形成一个非极性的核心，此核心可以溶解非极性物质。
极性“头”2、反胶团的形成及特性极性“头”3、表面活性剂
表面活性剂的存在是构成反胶团的必要条件，有三类表面活性剂都可在非极性溶剂中形成反胶团。
（1）阴离子型表面活性剂
（2）阳离子型表面活性剂
（3）非离子型表面活性剂常用的表面活性剂及其相应的有机溶剂在反胶团萃取蛋白质使用最多的是阴离子型表面活性剂AOT，AOT容易获得，它具有双链，形成反胶团时无需添加辅助表面活性剂且有较好的强度；它的极性基团较小，所形成的反胶团空间较大，有利于生物大分子进入。4、反胶团的分类2）混合表面活性剂反胶团体系：
是指两种或两种以上表面活性剂构成的体系，一般来说，混合表面活性剂反胶团对蛋白质有更高的分离效率。
3）亲和反胶团体系：
是指除了有组成反胶团的表面活性剂以外，还有具有亲和特征的助剂，它的亲和配基与蛋白质有特异的结合能力，往往极少量亲和配基的加入就可使萃取蛋白质的选择性大大提高。表面活性剂聚集体的可能的微观构造1、反胶团的物理化学特性
影响反胶团的大小的因素：
（1）表面活性剂和非极性有机溶剂的种类、浓度；
（2）操作时体系的温度、压力；
（3）微小水池中的离子强度等。
（1）反胶团的临界胶团浓度
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（CMC）。
大多数在0.1~1.0mmol/L之间。CMC与表面活性剂的种类有关。
见下表
（2）反胶团含水率W：
W用水和表面活性剂的摩尔浓度之比来定义：
C[水]
W=
C[表面活性剂]
如：表面活性剂是AOT，则

W=

W越大，反胶团的半径越大。

当W<6-8时，“水池”（微水相）中水分子被表面活性剂亲水基团强烈地束缚，其表观粘度可增大到普通水粘度的50倍，且疏水性非常强。另外，其冰点通常低于0℃。
这一部分水使表面活性剂的亲水性基团水合化，即被牢固地束缚着，所以粘度很大，流动性很差。在AOT反胶团中，水合化一分子AOT需要6~8个水分子，而其它水分子则不受束缚，可与普通水一样自由流动。
故当W>16时，“水池”中的水逐渐接近主体水相粘度，胶团内也形成二重电荷层。
20假定反胶团为球形（除了W或表面活性剂浓度很大外），反胶团平均直径dm的增加和W的增加基本成正比，W=0~50之间，dm=2~30nm。
AOT的Wmax=60，若W值再增大，反胶团溶液变浑浊，并开始分层。
2、反胶团的制备
制备反胶团系统一般有以下三种方法：
（1）注入法
将含有蛋白质的水溶液直接注入到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。
该方法过程快，并能较好地控制反胶团的平均直径和含水量。（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，即把含有表面活性剂的有机相和含有蛋白质的水相接触，在缓慢的搅拌下，一部分蛋白质缓慢转入（萃入）有机相。
该过程较慢，但形成的体系处于稳定的热力学平衡状态，有利于在有机溶剂相中获得较高的蛋白质浓度。（3）溶解法
将含有反胶团（W＝3~30）的有机溶液与蛋白质固体粉末一齐搅拌，使蛋白质进入反胶团中。
用于非水溶性蛋白质。该法所需时间较长，含蛋白质的反胶团体系稳定。
说明反胶团“水池”中的水与普通水的性质有区别。三、反胶团萃取胶团萃取（micellarextrceion）是被萃取物以胶团或者胶体形式从水相被萃取到有机相的溶剂萃取方法，既可用于无机物的萃取，也可用于有机物的萃取。
反胶团萃取（reversedmicellarextrceion）是利用表面活性剂在有机溶剂相中形成反胶团进行萃取，即反胶团在有机相内形成一个亲水微环境，使蛋白质类生物活性物质溶解于其中，从而避免在有机相中发生不可逆变性的现象。
1、反胶团萃取原理
从宏观上看反胶团萃取，是有机相－水相间的分配萃取，和普通的液液萃取在操作上具有相同特征。
微观上，是从主体水相向溶解于有机溶剂相中的反胶团微水相中的分配萃取。
从原理上，可当做“液膜”分离操作的一种。
如下图所示：282、反胶团萃取的优点3、影响反胶团萃取生物分子的主要因素（2）水相离子强度的影响
a：离子强度影响到反胶团内壁的静电屏蔽的程度，降低了蛋白质分子和反胶团内壁的静电作用力。
b：减小表面活性剂极性头之间的相互斥力，使反