生物分离-补充反胶束

补充反胶束萃取法

参考：《生物物质分离工程》第二版严希康主编P142传统的分离方法，不适用蛋白质的提取和分离。原因：⑴蛋白质易变性⑵萃取剂问题，普通的离子缔合萃取剂很难奏效。优点：⑴具有成本低，溶剂可反复使用。⑵萃取率和反萃取率很高。⑶解决胞内酶在非细胞环境中迅速失活。⑷能直接从细胞中提取蛋白质和酶。话题1：反胶束溶液形成的条件和特征：反胶束（reversedmicelle）是表面活性剂分散于连续有机相中自发形成的纳米尺度的一种聚集体。反胶束溶液是透明的，热力学稳定的系统。表面活性剂临界胶束浓度CMC续条件1：表面活性剂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极分子。有阴、阳、非离子表面活性剂。在反胶束溶液中用得最多的是AOT（阴离子型）(二-（2-乙基已基）丁二酸酯磺酸钠）AOT优点容易获得具有双链，极性基团较小，形成反胶束时不需加助表面活性剂形成的反胶束较大，半径为170nm，有利于大分子蛋白质进入返回条件2：临界胶束浓度CMC：是胶束形成时所需表面活性剂的最低浓度。是体系的特性，与表面活性剂的化学结构、溶剂、温度和压力等因素有关，在非极性溶剂中CMC值的变化范围是0.1-1.0mM。返回话题2：胶束和反胶束的形成胶束反胶束返回反胶束的形状与大小反胶束的尺寸和形状随表面活性剂-溶剂系统的变化而变化，同时也受温度、压力、离子强度的影响。反胶束的形状：球形、椭球形、棒球形，其半径一般为10-100nm。

说明：蛋白质进入反胶束，会使反胶束结构发生变化反胶束尺寸测定更多采用实验手段，如离心、小角度X射线散射法话题3：反胶束萃取蛋白质基本原理1.三元相图蛋白质进入反胶束溶液是一种协同过程。即在两相（有机相和水相）界面间的表面活性剂层，同邻近的蛋白质发生静电作用而变形在两相界面形成了包含有蛋白质的反胶束，此反胶束扩散进入有机相中续返回2.反胶束的萃取原理1、

静电作用反胶束萃取一般采用离子型表面活性剂（如AOT、TOMAC、CTAB）制备反胶束，这些表面活性剂所形成的反胶束的内表面带有负电荷（如AOT）或正电荷（如TOMAC，CTAB）。带有电荷的溶质与表面活性剂发生强烈的静电相互作用，影响溶质在反胶束的溶解度，即影响两相间的分配系数。

2、空间相互作用

盐浓度的增大对反胶束相产生脱水作用，反胶束的含水率W0随盐浓度的增大而降低，反胶束直径减小，空间排阻作用增大，蛋白质的溶解度下降。

在各种蛋白质等电点处的反胶束萃取实验研究表明，随着蛋白质相对分子质量的增大，蛋白质的分配系数下降，当蛋白质相对分子质量超过2万时，分配系数很小。此时空间位阻占主导地位。续话题4：影响因素蛋白质的萃取，与蛋白质的表面电荷和反胶束内表面电荷间的静电作用，以及反胶束的大小有关，所以，任何可以增强这种静电作用或导致形成较大的反胶束因素，都有助于蛋白质的萃取。返回影响因素1：水相pH值对萃取的影响

只有当反胶束内表面电荷与蛋白质表面电荷相反，二者产生静电引力，蛋白质才能进入反胶束。提问：阳离子表面活性剂，pH？(pH>pI)对阴离子表面活性剂，pH？(pH<pI)影响因素2：离子强度对萃取率的影响离子强度对萃取率的影响主要是由离子对表面电荷的屏蔽作用所决定的I上升，反胶束内表面的双电层变薄，减弱了蛋白质与反胶束内表面之间的静电吸引，从而减少蛋白质的溶解度。反胶束内表面的双电层变薄后，也减弱了表面活性剂极性基团之间的斥力，使反胶束变小，从而使蛋白质不能进入其中。I上升，增大了离子间反胶束内“水池”的迁移并取代蛋白质，使蛋白质从反胶束内被盐析出来。盐与蛋白质表面活性剂的相互作用，可改变溶解性能，盐的浓度越高，其影响就越大。返回影响因素3：表面活性剂的类型的影响选用有利于增强蛋白质表面电荷和反胶束内表面电荷间的静电作用与增强反胶束大小的表面活性剂。影响因素4：表面活性剂浓度的影响增大表面活性剂的浓度可增加反胶束的数量，从而增大对蛋白质的溶解能力。但表面活性剂浓度过高时，有可能在溶液中形成比较复杂的聚集体。返回影响因素5：离子种类对萃取的影响阳离子的种类如Mg2+、Na+、Ca2+、K+对萃取率的影响主要体现在改变反胶束内表面的电荷密度上，通常反胶束中表面活性剂的极性基团不是完全电离，有很大一部分阳离子仍在胶团的内表面上（相反离子—缔合），极性基团的电离程度愈大，反胶束内表面的电荷愈大，产生的反胶束也愈大。返回返回话题5：反胶束萃取体系及其操作单一反胶束体系：由单一表面活性剂形成，结构简单、反胶束体积较大适合等电点较高，相对分子量较小的蛋白质分离，如AOP/异辛烷体系混合反胶束体系：二种或二种以上亲和反胶束体系蛋白质增溶于反胶束溶液方法注入法:直接向含有表面活性剂的有机相注入浓缩蛋白质溶液.(主要用于水溶性