第十一章 反胶束萃取和浊点萃取.

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1 第十一章 反胶束萃取和浊点萃取

2 §1 反胶束萃取 反胶束萃取的特点： 发酵液 生物大分子 成本低，溶剂可反复使用； 萃取率和反萃取率高。 传统萃取
反胶束萃取、双水相萃取和其他方法 反胶束萃取的特点： 成本低，溶剂可反复使用； 萃取率和反萃取率高。

3 §1.1 反胶束的形成和特征 §1.1.1 反胶束的概念 表面活性剂分散于连续有机相中一种自发形成的纳 米尺度的聚集体。 （1）表面活性剂
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。 阴离子和阳离子 非离子和两性离子

4 阴离子表面活性剂： 阳离子表面活性剂： 丁二酸-2-乙基己基酯磺酸钠（AOT）； 双链、极性基团较小，反胶束半径为170 nm。
溴化十六烷基三甲胺（CTAB）； 需要加入一定量的助溶剂。

5 （2）临界胶束浓度 胶束形成时所需要表面活性剂的最低浓度，用 CMC表示。它与表面活性剂的化学结构、溶剂、温度 和压力等因素有关。

6 （3）胶束与反胶束 胶束的形成

7 反胶束的形成

8 思考： 哪种胶束溶液适合蛋白质的萃取？ 为什么？

9 （4）反胶束的形状和大小 球形、椭球形或棒形 Rm = 3 Wo Mw / (αauNaρw)

10 §1.1.2 反胶束萃取蛋白质的原理 蛋白质进入反胶束溶液是一种协同过程； 表面活性剂同临近的蛋白质发生静电作用而变形，形成反胶束；
改变水相条件（如pH值、离子种类和离子浓度）可使蛋白质从有机相中返回水相中，实现反萃取。

11 （1）“水壳”模型 结合水和自由水 原理：大分子的蛋白质被封闭“水池”中，表面存在一层水化层与胶束内表面隔开，从而使蛋白质不与有机溶剂接触

12 （2）蛋白质进入反胶束的推动力 静电作用力 当溶质所带电荷与表 面活性剂相反时，由于 静电引力的作用，溶质 易溶于反胶束。

13 位阻效应 反胶束“水池”的物理性能（大小、形状等）及其中水的活度可以用W0的变化调节，并且会影响大分子的增溶或排斥，达到选择性萃取的目的。

14 §1.1.3 反胶束萃取体系及其操作 （1）反胶束萃取体系 单一反胶束体系：AOT/异辛烷体系；
混合反胶束体系:由两种或两种以上表面活性剂构成的反胶束体系； 亲和反胶束体系：导入与目标蛋白有特异亲和作用的助溶剂。 例如：AOT/异辛烷中加入辛基-β-D-吡喃葡糖苷后使ConA的萃取选择性提高10倍。

15 （2）影响反胶束萃取蛋白的因素 水相pH值对萃取的影响 当反胶束内表面电荷与蛋白质表面电荷相反时， 蛋白质才可能进入反胶束。
阳离子表面活性剂，pH > pI时，蛋白质才可能进入发胶束； 阴离子表面活性剂，pH < pI时，蛋白质才可能进入反胶束。

16 离子强度对萃取率的影响 离子强度增大，导致反胶束： 与蛋白质间的静电作用力变小； 表面极性基团间的斥力变小，反胶束变小； 内蛋白质向外移动；
溶解性的改变。

17 表面活性剂的类型 表面活性剂的浓度 离子种类对萃取的影响 加强静电作用力和胶束的大小。 离子种类影响表面活性剂的电离程度
阳离子种类对W0的影响 离子种类 K+ Ca2+ Na+ Mg2+ W0 9.2 15.4 20.0 43.6

18 反萃取及蛋白质的变性 主要通过调节反萃取的条件，以AOT-异辛烷-水体 系萃取溶菌酶为例： 反萃取条件: 萃取条件： pH为12.0；
盐浓度[KCl]为1.0 mol/L； 萃取条件： pH为8.0； 盐浓度（KCl）为0.2 mol/L；

19 （3）反胶束萃取设备 膜萃取器： a.管状超滤膜； b.中空纤维膜 离心萃取器 混合澄清槽 微分萃取设备

20 §1.1.4 反胶束萃取蛋白质的应用 （1）蛋白质的萃取分离 纯化和分离蛋白质 从植物中同时提取油和蛋白质 胞内、外酶的提取 蛋白质的复性

21 （2）酶的固定化 油脂的水解和合成； 肽和氨基酸的合成 有害物质的降解 （3）分离纯化生物小分子化合物 氨基酸和抗生素

22 §1.1.5 反胶束萃取蛋白质技术的发展 （1）新型反胶束体系的设计和开发及萃取选择性的提高； （2）反胶束酶系统的研究； （3）反胶束与其他技术的联用。

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26 §2. 浊点萃取技术 §2.1. 浊点萃取 表面活性剂的主要功能 增溶作用 (solubilization)
浊点作用 (cloud point) 在一定温度范围内，表面活性剂易溶于水成为澄清的溶液， 而当温度升高（或降低）一定程度时，溶解度反而减小，在水 溶液中出现混浊、析出、分层的现象。 溶液由透明变为混浊时的温度称为浊点。

27 浊点萃取的特点： 不需要使用挥发性有机溶剂 可逆的反应 浊点与表面活性剂的类型、浓度和外界条件有关
（1）随憎水部分的碳链的增长而降低；随亲水链的增长而升高； （2）随浓度的增大而升高； （3）非离子型表面活性剂：当T > CP时，发生浊点分离； 两性型表面活性剂：当T < CP时，发生浊点分离.

28 §2.2. 产生浊点现象的原因 胶束的体积随温度升高而变大； 加热破坏了氢键的形成 §2.3. 浊点萃取的过程 表面活性剂 样品
在适当的温度下保持平衡 离心 分离 表面活性剂相 稀释或净化 分析盐或其他组分

29 §2.3. 影响浊点萃取效率的因素 表面活性剂的类型及性质 平衡温度和时间 pH值：电中性 添加剂：引发表面活性剂水溶液的相分离