反胶团萃取课件

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1、反胶团萃取PPT课件反胶团萃取反胶团萃取反胶团萃取PPT课件液膜类型液膜类型浸渍型浸渍型：以多孔高分子膜作以多孔高分子膜作为支架为支架, , 使液体膜溶液使液体膜溶液( (有机有机溶剂溶剂) )浸渍在其孔穴部位浸渍在其孔穴部位, , 并并在内外相均接触水溶液。在内外相均接触水溶液。W WW W内相内相 外相外相O O膜支架膜支架乳化型乳化型：将表面活性剂、添将表面活性剂、添加剂及溶剂加剂及溶剂( (内相试剂内相试剂) )的水溶的水溶液高速搅拌液高速搅拌(2000(2000转转/ /分钟分钟), ), 制成一个油包水制成一个油包水(W/O)(W/O)的乳状液的乳状液, , 然后再把这种乳状液加入

2、到低然后再把这种乳状液加入到低速搅拌速搅拌(100(100转转/ /分钟分钟) )的试液中的试液中 并使乳状液均匀分散在试液中并使乳状液均匀分散在试液中, , 结果形成水包油结果形成水包油, ,再包水再包水(W/O/W)(W/O/W)的多相乳浊液。的多相乳浊液。2反胶团萃取PPT课件一、一、概述概述 反胶团反胶团(Reversed Micelles)是是两性表面活性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，内含微小水滴的，空间尺度仅为纳米级的而成的，内含微小水滴的，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

3、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。热力学稳定的有序构造。反胶团萃取PPT课件n微胶团：水溶液中微胶团：水溶液中表面活性剂的极表面活性剂的极 性头朝外，疏水性头朝外，疏水 的尾部朝内，中的尾部朝内，中 间形成非极性的间形成非极性的 “核核”水水非极性的非极性的“核核”极性极性“头头”非极性非极性“尾尾”反胶团萃取PPT课件n反胶团：反胶团：表面活性剂的极表面活性剂的极 性头朝内，疏水性头朝内，疏水 的尾部向外，中的尾部向外，中 间形成极性的间形成极性的“核核”非极性有非极性有机溶剂机溶剂极性极性“头头”极性的极性的“核核”非极性非极性“尾尾”反胶团萃取PPT课件反

4、胶团萃取PPT课件反胶团的微小界面和微小水相具有两个特异性反胶团的微小界面和微小水相具有两个特异性功能：功能： (1)具有分子识别并允许选择性透过的半透膜的功能；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。保持活性。反胶团萃取PPT课件反胶团萃取的优点反胶团萃取的优点(1)有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性；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；分离、浓缩可同时进行，过程简便；(3)能解决蛋白质能解决蛋白质(如胞内酶如胞内酶)在非细胞环境中迅速失在非细胞

5、环境中迅速失 活的问题；活的问题；(4)由于构成反胶团的表面活性剂往往具有细胞破壁功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效，因而可直接从完整细胞中提取具有活性的蛋白质和酶；质和酶；(5)反胶团萃取技术的成本低，溶剂可反复使用等。反胶团萃取技术的成本低，溶剂可反复使用等。反胶团萃取PPT课件二、反胶团的形成二、反胶团的形成1、反胶团的构造：反胶团的构造： 在胶体化学中，如向在胶体化学中，如向水溶液水溶液中加入表面活性剂，中加入表面活性剂，并使并使其浓度超过一定数值时，其浓度超过一定数值时，表面活性剂就会在水相中形成表面活性剂就会在水相中形成胶体

6、胶体或微胶团或微胶团，它是表面活性剂的聚集体。其亲水性的极性端向，它是表面活性剂的聚集体。其亲水性的极性端向外指向水溶液，疏水性的非极性外指向水溶液，疏水性的非极性“尾尾”向内相互聚集在一起。向内相互聚集在一起。 当向当向非极性溶剂非极性溶剂中加入表面活性剂，中加入表面活性剂，并使其浓度超过一并使其浓度超过一定数值时，定数值时，也会在非极性溶剂内形成表面活性剂的聚集体。也会在非极性溶剂内形成表面活性剂的聚集体。与在水相中不同的是，其疏水性的非极性尾部向外，指向非与在水相中不同的是，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极性溶剂，而极性头向内，与在水

7、相中形成的微胶团方向相反，因而称之为反，因而称之为反胶团或反向胶团反胶团或反向胶团。反胶团萃取PPT课件表面活性剂的不同聚集体反胶团萃取PPT课件构成反胶团的表面活性剂种类：构成反胶团的表面活性剂种类：n阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂AOT双（双（2乙基己基）琥珀酸酯磺酸钠乙基己基）琥珀酸酯磺酸钠n阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂季铵盐季铵盐n非极性有机溶剂：环己烷，庚烷，非极性有机溶剂：环己烷，庚烷， 辛烷等辛烷等分离蛋白质时，分离蛋白质时， 使用最多的是阴离子型表面活性剂使用最多的是阴离子型表面活性剂AOT。反胶团萃取PPT课件2、反胶团的物理化学特性及制、反胶团的物理化学特性及制备备（

8、1）反胶团的物理化学特性反胶团的物理化学特性 反胶团的临界胶团浓度反胶团的临界胶团浓度n表面活性剂在非极性有机溶剂中能形成反胶团的表面活性剂在非极性有机溶剂中能形成反胶团的最小浓度最小浓度 反胶团含水率反胶团含水率W W=C水水/C表表 W越大，反胶团的半径越大越大，反胶团的半径越大反胶团萃取PPT课件反胶团萃取PPT课件（2）反胶团的制备反胶团的制备 注入法注入法 相转移法相转移法 溶解法溶解法反胶团萃取PPT课件三、三、 生理活性物质的分离农缩生理活性物质的分离农缩1、反胶团萃取原理、反胶团萃取原理反胶团萃取PPT课件n蛋白质进入反胶团溶液是一协同过程。在有机溶蛋白质进入反胶团溶液是一协同

9、过程。在有机溶剂相和水相两宏观相界面间的表面活性剂层剂相和水相两宏观相界面间的表面活性剂层 , ,同同邻近的蛋白质分子发生静电吸引而变形邻近的蛋白质分子发生静电吸引而变形 , ,接着两接着两界面形成含有蛋白质的反胶团界面形成含有蛋白质的反胶团 , ,然后扩散到有机然后扩散到有机相中相中 , ,从而实现了蛋白质的萃取。从而实现了蛋白质的萃取。 n改变水相条件改变水相条件 ( (如如pHpH值、离子种类或离子强值、离子种类或离子强度度 ) ,) ,又可使蛋白质从有机相中返回到水相中又可使蛋白质从有机相中返回到水相中 , ,实现反萃取过程。实现反萃取过程。反胶团萃取PPT课件2、蛋白质的溶解、蛋白质

10、的溶解a、水壳模型：、水壳模型：蛋白质位于水蛋白质位于水池的中心，周围存在的水层将池的中心，周围存在的水层将其与反胶团壁隔开；其与反胶团壁隔开；b、半岛模型：、半岛模型：蛋白质表面存蛋白质表面存在强烈疏水区，该区直接与有在强烈疏水区，该区直接与有机相接触；机相接触；c、蛋白吸附于反胶团内壁；蛋白吸附于反胶团内壁；d、蛋白疏水区与几个反胶团的蛋白疏水区与几个反胶团的疏水尾发生相互作用，被几个疏水尾发生相互作用，被几个小反胶团所小反胶团所“溶解溶解”。反胶团萃取PPT课件3、反胶团萃取、反胶团萃取1）分离场）分离场-分离物质的相互作用分离物质的相互作用 溶解推动力溶解推动力静电作用：静电作用：理论

11、上理论上,当溶质所带电荷与表面活性剂相反时当溶质所带电荷与表面活性剂相反时,由于由于静静电引力的作用电引力的作用,溶质易溶于反胶团溶质易溶于反胶团,溶解率或分配系数溶解率或分配系数较大较大,反之反之,则不能溶解到反胶团相中则不能溶解到反胶团相中反胶团萃取PPT课件下图为下图为pH值对不同蛋白质的溶解率急剧变化值对不同蛋白质的溶解率急剧变化,当当pHpI ,即在带正电荷的即在带正电荷的pH范围内蛋白质的溶解率接范围内蛋白质的溶解率接近近100%,说明静电相互作用对蛋白质的反胶团萃取说明静电相互作用对蛋白质的反胶团萃取起决定性作用。起决定性作用。反胶团萃取PPT课件 空间相互作用空间相互作用 A.

12、 盐浓度增大对盐浓度增大对反胶团相产生脱水效反胶团相产生脱水效应应, 含水率含水率W0随盐浓随盐浓度的增大而降低度的增大而降低,反胶反胶团直径减小团直径减小, 空间排空间排阻作用增大阻作用增大, 蛋白溶蛋白溶解下降。解下降。反胶团萃取PPT课件B .在各蛋白的在各蛋白的pI处处(排除了静电相互作用的影响排除了静电相互作用的影响)，反胶团萃取实验研究表明反胶团萃取实验研究表明: 随着随着M增大增大, 蛋白的分配蛋白的分配系数系数(m, 溶解率溶解率)下降。表明随下降。表明随M增大增大, 空间排阻作空间排阻作用增大用增大, 蛋白的溶解率降低蛋白的溶解率降低. 所以可以根据蛋白间所以可以根据蛋白间M

13、的差别选择性对蛋白进行萃取的差别选择性对蛋白进行萃取分离。分离。 疏水性相互作用疏水性相互作用 aa的疏水性各不相同的疏水性各不相同, 研究表明研究表明, aa或肽的或肽的m随随aa疏水性的增大而增大疏水性的增大而增大 。蛋白质的疏水性影响其在反。蛋白质的疏水性影响其在反胶团中的溶解形式胶团中的溶解形式,因而影响其分配系数因而影响其分配系数. 疏水性较疏水性较大的蛋白可能以大的蛋白可能以“半岛式半岛式”形式溶解。形式溶解。反胶团萃取PPT课件2）反胶束萃取的影响因素）反胶束萃取的影响因素n水相的水相的pH值值 n盐离子的种类和浓度盐离子的种类和浓度n温度温度 n蛋白质的分子量和浓度蛋白质的分子

14、量和浓度 n表面活性剂表面活性剂反胶团萃取PPT课件水相的水相的 pH值值pH对萃取的影响主要体现在改变蛋白质的表对萃取的影响主要体现在改变蛋白质的表面电荷上。面电荷上。在pH小于蛋白质的等电点(PI)时,蛋白质表面带正电荷;大于等电点时,蛋白质带负电荷。AOT是一种阴离子型表面活性剂,它所形成的反胶团的内表面带负电荷。当水溶液的pH小于蛋白质的等电点时,两表面异电荷的吸引力使蛋白质的萃取率接近100%。当pH大于PI时,溶菌酶萃取率急剧下降,直到接近于零。反胶团萃取PPT课件盐离子的种类盐离子的种类反胶团萃取PPT课件盐浓度盐浓度盐浓度W0S&蛋白 Z萃取率反胶团萃取PPT课件温度温度n 温

15、度是影响蛋白质萃取率的一个重要因温度是影响蛋白质萃取率的一个重要因素。一般来说素。一般来说 , ,温度的增加将使反胶团的含温度的增加将使反胶团的含水量下降水量下降 , ,因而不利于蛋白质的萃取。通过因而不利于蛋白质的萃取。通过提高温度可以实现蛋白质的反萃取。提高温度可以实现蛋白质的反萃取。反胶团萃取PPT课件 蛋白质分子量和浓度蛋白质分子量和浓度u 蛋白质的分子量对其萃取蛋白质的分子量对其萃取率有较大影响。率有较大影响。越大的蛋白质越难萃取。越大的蛋白质越难萃取。u用用 AOT反胶团体系萃取反胶团体系萃取血红蛋白时发现血红蛋白时发现 , 蛋白质蛋白质浓度高时浓度高时,萃取率降低萃取率降低;而蛋

16、而蛋白质浓白质浓 度低时度低时,萃取率较高萃取率较高。反胶团萃取PPT课件表面活性剂表面活性剂n表面活性剂的类型表面活性剂的类型目前最常用的反胶团或微乳液是目前最常用的反胶团或微乳液是 AOT/AOT/异辛烷异辛烷体系。一是体系。一是AOTAOT形成的反胶团较大形成的反胶团较大 , ,有利于蛋有利于蛋白质的萃取白质的萃取 ; ;二是二是AOTAOT形成反胶团时不需加助形成反胶团时不需加助表面活性剂表面活性剂。n表面活性剂的浓度表面活性剂的浓度当其它条件一定时当其它条件一定时 , ,表面活性剂浓度也存在某表面活性剂浓度也存在某临界值。小于此临界值时临界值。小于此临界值时 , ,增大表面活性剂的增大表面活性剂的浓度可提高蛋白质的萃取率浓度可提高蛋白质的萃取率 , ,大于临界值时大于临界值时 , ,则无明显影响则无明显影响反胶团萃取PPT课件四、四、 反胶团萃取的应用反胶团萃取的应用n 分离蛋白质混合物；分离蛋白质混合物；n 浓缩浓缩-淀粉酶；淀粉酶；n 从发酵液中提取胞外酶从发酵液中提取胞外酶 ；n 直接提取胞内酶；直接提取胞内酶；n 用于蛋白质复性。用于蛋白质复性。反胶团萃取PPT课件1.1.概念：反胶团；反胶团的临界胶团浓度概念：反胶团；反胶团的临界胶团浓度2.2.反胶团萃取的优点有哪些？反胶团萃取的优点有哪些？思考题思考题