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第二章萃取分离技术什么是溶剂萃取、胶团萃取、双水相萃取、超临界流体萃取技术?特点是什么?影响因素有哪些?应用范围是什么?2.1溶剂萃取2.2胶团萃取2.3双水相萃取2.4超临界流体第二章萃取分离技术什么是溶剂萃取、2.1溶剂萃取溶剂萃取双水相萃取胶团萃取超临界萃取萃取分离技术本章内容溶剂萃取双水相萃取胶团萃取超临界萃取萃取分离技术本章内容

掌握:溶剂萃取、胶团萃取、双水相萃取和超临界流体萃取等技术的基本概念及原理。

了解:溶剂萃取、胶团萃取、双水相萃取和超临界流体萃取等技术的特点、影响因素和应用。重点:分配定律与分配平衡;溶剂萃取、胶团萃取、双水相萃取和超临界流体萃取技术的分离原理和特点。

难点:分配定律与分配平衡;弱电解质的分配平衡;化学萃取平衡。本章要点及学习要求掌握:溶剂萃取、胶团萃取、双水相萃取和超临界流体萃取等技2.1溶剂萃取2.1.1概述1.溶剂萃取溶剂萃取利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法称为萃取。溶剂萃取(液-液萃取)是一种常用的化工单元操作、它不仅广泛应用于石油化工、湿法冶金、精细化工等领域,而且在生化物质的分离和纯化中也是一种重要的手段。2.1溶剂萃取2.1.1概述溶剂萃取溶剂萃取(液-液萃2.特点:扩散分离操作初步分离、纯化技术至少有一相为流体利用液体或超临界流体为溶剂利用不同溶质在两相中分配平衡差异2.1溶剂萃取2.特点:2.1溶剂萃取3.萃取优点(1)萃取过程具有选择性好、回收率高;(2)能与其他需要的纯化步骤(例如结晶、蒸馏)相配合;(3)通过转移到具有不同物理或化学特性的第二相中,来减少由于降解(水解)引起的产品损失;(4)适用于各种不同的规模;(5)设备简单、操作简便、速度快,生产周期短,便于连续操作,容易实现计算机控制。2.1溶剂萃取3.萃取优点2.1溶剂萃取液-液萃取液-固萃取液-气萃取(溶液吸收)萃取对象4.萃取分类2.1溶剂萃取(1)根据萃取对象将萃取分为液-液萃取液-固萃取液-气萃取(溶液吸收)萃取对象4.萃2.1溶剂萃取萃取(extraction)利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作,所以,萃取操作中至少有一相为流体,一般称该流体为萃取剂(extractant)。(2)根据萃取剂的种类和形式的不同可分为:有机溶剂萃取(简称溶剂萃取)双水相萃取、液膜萃取反胶束萃取等。液-液萃取:以液体为萃取剂,含有目标产物的原料也为液体,则称此操作为液-液萃取。2.1溶剂萃取萃取利用液体或超临界流体为(2)根据萃取剂的液-液萃取两种不相容的液体水溶剂:亲水化合物进入到水相中。有机溶剂:疏水性化合物将进入有机相中的程度就越大。2.1溶剂萃取液-液萃取两种不相容水溶剂:亲水化合物进入到水相中。有机溶液-固萃取或浸取(Leaching):以液体为萃取剂,含有目标产物的原料为固体,则称此操作为液-固萃取或浸取(Leaching)。超临界流体萃取: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,称此操作为超临界流体萃取。2.1溶剂萃取液-固萃取或浸取(Leaching):以液体为萃取剂,含有目(3)根据萃取剂与溶质之间是否发生化学反应将萃取分为:

物理萃取:溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡,萃取剂与溶质之间不发生化学反应。如:利用乙酸丁酯萃取发酵液中的青霉素即属于物理萃取。2.1溶剂萃取(3)根据萃取剂与溶质之间是否发生化学反应将萃取分为:2.1化学萃取:则利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相的分配。萃取剂与溶质之间的化学反应包括离子交换络合反应等。例如,利用季铵盐(如氯化三辛基甲铵,R+Cl-)为萃取剂萃取氨基酸时,阴离子氨基酸(A)通过与萃取剂在水相和萃取相间发生下述离子交换反应而进入萃取相。其中横杠表示该组分存在于萃取相(下同)。R+Cl-+A-R+A-+Cl-2.1溶剂萃取化学萃取:则利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复(4)根据萃取机理和萃取过程中生成萃合物性质的不同

将萃取体系分为:

简单分子萃取中性配合物萃取鳌合萃取离子缔合物萃取协同萃取高温萃取等2.1溶剂萃取(4)根据萃取机理和萃取过程中生成萃合物性质的不同2.1溶5.液-液萃取操作流程液-液萃取是一种利用物质在两个互不相溶的液相中(料液和萃取剂)分配特性不同来进行分离的过程。其操作流程如图所示:2.1溶剂萃取振荡几次打开活塞Gas溶剂体积为样品溶液的30%~35%。蒸气逸出(也叫放气)5.液-液萃取操作流程2.1溶剂萃取振荡几次打开活塞Gas絮状物(乳化)有机相水相水相和絮状物静置分层激烈振摇1~2min2.1溶剂萃取絮状物有机相水相水相和絮状物静置分层激烈振摇2.1溶剂萃取有机相3~5次2.1溶剂萃取有机相3~5次2.1溶剂萃取工业生产中液-液萃取过程图萃取器溶剂/溶质塔汽提塔分离器冷凝器热交换器2.1溶剂萃取工业生产中液-液萃取过程图萃取器溶剂/溶质塔汽提塔分离器冷凝

6.液液萃取步骤:

2.1溶剂萃取(1)萃取剂和含有组分(或多组分)的料液混合接触,进行萃取,被萃取溶质从料液转移到萃取剂中;(2)分离互不相溶的两相并回收溶剂;(3)萃余液(残液)脱溶剂。其中离开液-液萃取器的萃取剂相称为萃取液,经萃取剂相接触后离开的料液相称为萃余液(残液)。6.液液萃取步骤:2.1溶剂萃取(1)萃取剂和含有组分7.反萃取

这种调节水相条件,将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取(Backextraction)。除溶剂萃取外,其他萃取过程一般也要涉及反萃取操作。对于一个完整的萃取过程,常常在萃取和反萃操作之间增加洗涤操作,如下图所示:2.1溶剂萃取在溶剂萃取分离过程中,当完成萃取操作后,为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施,往往需要将目标产物转移到水相。7.反萃取2.1溶剂萃取在溶剂萃取分离过程中,当完成萃取操萃取、洗涤和反萃操作过程示意图2.1溶剂萃取洗涤段出口溶液中含有少量目标产物,为提高收率,需将此溶液返回到萃取段。萃取、洗涤和反萃操作过程示意图2.1溶剂萃取洗涤段出口溶液洗涤操作的目的:除去与目标产物同时萃取到有机相的杂质,提高反萃液中目标产物的纯度。结果:经过萃取、洗涤和反萃取操作,大部分目标产物进入到反萃相(第二水相),而大部分杂质则残留在萃取后的料液相(称作萃余相)。2.1溶剂萃取洗涤操作的目的:2.1溶剂萃取液-液萃取是物质在互不相溶两种液相之间分配的过程,物质在两相中的分布服从分配定律,不同溶质在两相中分配平衡的差异是实现萃取分离的主要因素。因此,了解分配定律是理解并设计萃取操作的基础。萃取平衡:在萃取过程中,当被萃取物(溶质)在单位时间内从水相进入有机相的量相等时,则在该条件下萃取体系处于动态平衡。2.1.2萃取平衡1.分配定律与分配平衡常数2.1溶剂萃取液-液萃取是物质在互不相溶两种液相之间分配的过程,物质在两相分配定律:在恒温恒压条件下,溶质在互不相溶的两相中达到分配平衡时,如果其在两相中的相对分子质量相等,则其在两相中的平衡浓度之比为常数。即KD=CA(有机)

/CA(水)为常数,KD称为分配常数,上式是分配常数的定义。式中:CA(有机)

CA(水)分别表示平衡时溶质A在有机相和水相中的浓度。2.1溶剂萃取分配定律:在恒温恒压条件下,溶质在互不相溶的两相中达到分配平分配常数:用溶质在两相中的摩尔浓度之比表达的。有些情况下,分配常数用溶质的摩尔分数之比表达:设相1和相2中溶质的摩尔分数分别为x和y,则A=y/x2.1溶剂萃取分配常数:用溶质在两相中的摩尔浓度之比表达的。2.1溶剂萃在液液萃取过程中两相中溶质浓度的变化:

在相间浓度差的作用下,料液中的溶质向萃取相扩散,溶质浓度不断降低,而萃取相中溶质浓度不断升高。2.1溶剂萃取在液液萃取过程中两相中溶质浓度的变化:2.1溶剂萃取萃取速率:料液中溶质浓度的变化速率即萃取速率可用下式表示:式中:C为料液相溶质浓度(mol/L3);c*

为与萃取相中溶质浓度呈相平衡的料液相溶质浓度(mol/L3);K为传质系数(m/s);a为以料液相体积为基准的相间接触比表面积。dc/dt=ka(c-c*)2.1溶剂萃取萃取速率:料液中溶质浓度的变化速率即萃取速率可用下式表示当两相中的溶质达到分配平衡(c=c*)时,萃取速率为零,各相中的溶质浓度不再改变.溶质在两相中的分配平衡是状态的函数,与萃取操作形式(两相接触状态)无关。达到分配平衡所需的时间与萃取速率有关,而萃取速率不仅是两相性质的函数,更主要的是受相间接触方式即萃取操作形式的影响。2.1溶剂萃取当两相中的溶质达到分配平衡(c=c*)时,萃取速率为零,各式中下标1和2分别表示相1(有机相)和相2(水相)。而a=γc下面用热力学理论分析分配定律。如果溶质在互不相溶的两相中达到分配平衡,根据热力学理论,在恒温恒压下溶质在两相中的化学位(μ)必须相等,即μ1=μ2

2.1溶剂萃取式中下标1和2分别表示相1(有机相)和相2(水相)。而a=γKθKθKD化学位是溶质活度的函数,与溶质活度的关系为式中:Kθ为热力学分配常数;

KD为(浓度)分配常数(Nernst分配常数)2.1溶剂萃取KθKθKD化学位是溶质活度的函数,与溶质活度的关系为式中:即热力学分配常数为溶质在有机相和水相中活度系数的比与Nernst分配常数的乘积。活度系数是溶质浓度的函数,只有当溶质浓度非常低时才有γ=1,KD=Kθ为常数。分配定律只有在较低浓度范围内成立。当溶质浓度较高时,如果γ1/γ2≠1,分配常数将随浓度改变,随浓度的增大或者升高,或者降低。2.1溶剂萃取即热力学分配常数为溶质在有机相和水相中活度系数的比与Nern2.分配比:

分配常数是以相同分子形态(相对分子质量相同)存在于两相中的溶质浓度之比.但在多数情况,溶质在各相中并非以同一种分子形态存在,特别是在化学萃取中。当溶质A在水相或有机相中发生电离、聚合等作用时,就会存在着多种化学形式,由于不同形式在两相中的分配行为不同,故总的浓度比就不是常数。2.1溶剂萃取2.分配比:分配常数是以相同分子形态(相对分子质量相同因此,萃取过程中常用溶质在两相中的总浓度之比表示溶质的分配平衡,该比值称为分配比(distributioncoefficient)或(distributionratio)

即:溶质A在两相中的总浓度比值,称为分配比,用符号D表示。cA有机和cA水为溶质在有机相和水相中的总摩尔浓度实际的应用中一般多用D。2.1溶剂萃取因此,萃取过程中常用溶质在两相中的总浓度之比表示溶质的分配平或D=yt/xt

其中,,xt和yt分别为溶质在有机相和水相中的总摩尔分数,D为分配比。很明显,分配常数是分配比的一种特殊情况。2.1溶剂萃取或D=yt/xt其中,,xt和yt分别为溶质

溶质在料液相和萃取相的分配平衡关系是液-液萃取设备及过程设计的基础。液-液平衡关系可用简单x-y线图表示,即y=f(x)这里的x和y分别表示有机相和水相中溶质的总浓度,并且可以是摩尔浓度(kmol/m3),也可以是摩尔分数(下同)。2.1溶剂萃取溶质在料液相和萃取相的分配平衡关系是液-液萃取设备及过当溶质浓度较低时,分配比为常数,y=f(x)

可表示成Henry型平衡关系y=Dx当溶质浓度较高时,y=Dx不再适用,很多情况下可用Langmuir型平衡关系表示y=D1

x/(D2+x)其一般形式为y=D1

xn/(D2+xn)其中,n为常数。当以上三式均不能很好地描述分配平衡关系时,可采用适当的经验关联式(如多项式)。2.1溶剂萃取当溶质浓度较低时,分配比为常数,y=f(x)可表示成He3.萃取率

萃取率:被萃取物在有机相中的量占它在两相中的百分数。

2.1溶剂萃取3.萃取率

萃取率:被萃取物在有机相中的量占它在两相中的百

设:萃取体系中水相的体积为V水,有机相的体积为V有,则萃取效率可从下式计算:2.1溶剂萃取设:萃取体系中水相的体积为V水,有机相的体积为V有,则萃取当V(水)=V(有),即用与试液同体积的有机溶剂来率取,此时上式为:当V(水)=V(有),而D=1时,则萃取一次萃取效率为50%;若要求萃取百分率大于90%,则D必须大于9;当分配比不够大时,一次萃取的效率不达要求,可采用多次萃取的方法来提高萃取效率。2.1溶剂萃取当V(水)=V(有),即用与试液同体积的有机溶剂来率取,此时4.多次连续萃取的计算设:V(水):水相体积V(有):每次加入的有机相体积

m0:被萃取前试样中A的质量m1、m2、……mn:1次、2次……n次萃取后水相中剩余的A的质量求m1、m2、……mn?解:经一次萃取后留在水相中A的质量:2.1溶剂萃取4.多次连续萃取的计算设:V(水):水相体积V(第二次萃取后水相中剩余溶质质量:经n次萃取后水相中剩余溶质质量:n次萃取后的萃取效率E为:2.1溶剂萃取经n次萃取后水相中剩余溶质质量:n次萃取后的萃取效率E

例:

以CCl4萃取20mL水溶液中的I2,已知碘在水与CCl4的分配比为85,试比较用20mLCCl4一次萃取及每次用10mLCCl4分两次萃取的萃取效率。解:一次萃取:

分两次萃取:例:以CCl4萃取20mL水溶液中的I2,已知碘注意同量的萃取剂,分多次萃取的效率比一次萃取的效率高。增加萃取次数将增大工作量,并将引起误差。2.1溶剂萃取注意同量的萃取剂,分多次萃取的效率比一次萃取的效率高。2.12.1.3主要的萃取体系及应用溶剂萃取体系是由水相和有机相组成的。①其中有机相被称为萃取剂②萃取后的水相称为萃余液③被萃入到有机相中的物质称为萃合物分类:根据萃合物分子性质的不同,萃取体系可分为:

2.1溶剂萃取

螯合物萃取离子缔合物萃取协同萃取等2.1.3主要的萃取体系及应用溶剂萃取体系是由水相和有机相(1)螯合物萃取体系

螯合物萃取是指被萃取物与萃取剂形成螯合物后被萃取到有机相的体系。所用的萃取剂为螯合剂。可用做萃取剂的螯合剂与试样中的被萃取金属离子生成四元、五元或六元环状螯合物很稳定,因而萃取灵敏度很高.可用于萃取浓度很低的金属离子,在分离同时达到富集的效果。(1)螯合物萃取体系螯合物萃取是指被萃取物与

萃取过程①

萃取剂在两相中分配平衡②

水相中萃取剂电离平衡③

萃取剂与萃取离子络合平衡④

内络盐在两相中分配平衡

萃取过程螯合条件的选择稳定性较大的络合物本身分配系数较小螯合物分配系数大1、螯合剂的选择2、溶剂的选择

3、酸度适当螯合物溶解度大、与水比重差别大挥发性少些、毒性少些酸度大,生成难离解的有机酸酸度小,水解2.1溶剂萃取螯合条件的选择稳定性较大的络合物本身分配系数较小螯合物分配系(2)离子缔合物萃取体系

离子缔合物萃取是被萃取物和萃取剂两种不同电荷离子缔合而成疏水性中性分子而被有机溶剂萃取。2.1溶剂萃取(2)离子缔合物萃取体系离子缔合物萃取是被萃取物和缔合物萃取类型金属络阴离子的萃取○碱性染料类○高分子胺类溶剂化萃取体系○酸的萃取○用醚类萃取金属离子○用TBP萃取金属离子金属阳离子的离子缔合体系冠醚对金属离子的萃取2.1溶剂萃取缔合物萃取类型金属络阴离子的萃取2.1溶剂萃取金属络阴离子的萃取

萃取原理:★金属离子与溶液中憎水性较大的简单配位阴离子形成络阴离子★萃取剂中具有孤电子对的原子与溶液中H+的离子形成阳离子★阴阳离子靠静电引力形成具有疏水性的离子对并萃入有机相2.1溶剂萃取金属络阴离子的萃取萃取原理:2.1溶剂萃取(1)碱性染料离子缔合物萃取

碱性染料化合物在酸性条件下形成大阳离子,利用它们与样品阴离子缔合成中性分子进行萃取。2.1溶剂萃取(1)碱性染料离子缔合物萃取碱性染料化合物在酸性

碱性染料具有一个共同的特点,即其分子内吸电子基的氮原子上具有自由的未交换的电子对,可牢固地结合一个质子而发生离子化作用,中性染料分子转变成一价大阳离子。2.1溶剂萃取碱性染料具有一个共同的特点,即其分子内吸电子基的氮三苯甲烷系碱性染料罗丹明类染料R1=N(CH3)2

N(CH2CH3)22.1溶剂萃取三苯甲烷系碱性染料罗丹明类染料R1碱性染料阳离子可与一些金属卤素离子或硫氰酸根形成的络阴离子结合中性疏水缔合物而被苯、甲苯等惰性溶剂萃取。碱性染料离子缔合物萃取可用于微量金属元素的比色萃取分析。如次甲基蓝阳离子萃取BF4-:+[BF4]-主要萃取条件:配位阴离子、酸性溶液和惰性溶剂2.1溶剂萃取碱性染料阳离子可与一些金属卤素离子或硫氰酸根形成的络阴离子结(2)高分子量胺萃取

质子加成反应因此,高分子胺可用于水溶液中酸的萃取。高分子量胺(本身是液体,有时溶在稀释剂中)与酸反应生成的盐难溶于水,但易溶于有机溶剂而被萃取。2.1溶剂萃取(2)高分子量胺萃取质子加成反应因此,高

溶于有机相中的高分子胺盐,与水相中的金属络阴离子接触时,发生交换过程,使水相中的金属络阴离子与有机相中的胺盐阳离子缔合生成三元络合物而进入有机相。其萃取过程为:

可见,这类反应具有溶剂萃取和离子交换两种作用,因此,这类胺盐也称为液体阴离子交换剂。它们还可以用碱溶液再生。2.1溶剂萃取溶于有机相中的高分子胺盐,与水相中的金属络阴离子接触时,溶剂化萃取体系

醇、醚或TBP(X酸三丁酯)类化合物碱性较强,特别适应于萃取强酸。如高氯酸、三氯乙酸、硝酸的萃取H(H2O)4++ClO4-+TBP(H2O)←→H(H2O)3TBP

+·ClO4-+H2O○酸的萃取2.1溶剂萃取溶剂化萃取体系醇、醚或TBP(X酸三丁酯)类化合物碱性较

金属用醚类的萃取“羊盐萃取”Al3+可以采用羊盐萃取吗?为什么?

羊盐(类似于“铵盐”)萃取的特点是分配比不一定大,但萃取容量较大,可用于萃取常量或大量的物质。如:HCl介质中乙醚萃取FeCl4-2.1溶剂萃取

金属用醚类的萃取“羊盐萃取”Al3+可以采

萃取条件使用含氧溶剂,其形成羊盐能力为:R2O<ROH<RCOOH<RCOOR<RCOR<RCOH;采用高酸度,一般要求[H+]要达到(5-15)mol/L;

被萃物酸根阴离子不能有大的亲水性;金属离子能与阴离子形成疏水性的配合阴离子。2.1溶剂萃取萃取条件2.1溶剂萃取○

用TBP萃取金属离子使用辛醇、TBP和氧化膦在高氯酸或硝酸溶液萃取金属离子。如在硝酸溶液中用TBP萃取金属离子:Mm++mNO3-+pTBP←→M(NO3)mpTBP2.1溶剂萃取○用TBP萃取金属离子2.1溶剂萃取冠醚萃取

适用于碱金属和碱土金属的萃取。

冠醚结构:冠醚是一类大杂环化合物,杂环中包含着重复的-[-Y--CH2--CH2-]-环节。结构中----

代表乙撑基--CH2--CH2--,它是冠状化合物的一个基本的结构单元,Y代表杂原子,可以是O、S、N、P等,分别称为氧、硫、氮、磷冠醚。2.1溶剂萃取冠醚萃取适用于碱金属和碱土金属的冠醚萃取原理:冠醚在一定的条件下能与离子形成有一定稳定性的主客体配合物。其主要作用力是离子--偶极静电作用,金属离子处在冠醚孔穴中间,可用于溶剂萃取、液膜分离和液相色谱等领域。冠醚络合物的萃取,类似于离子缔合物的萃取。在通常情况下,碱金属是难于采用萃取分离的。冠醚主要用于碱金属和碱土金属的萃取,特别是它们对碱金属离子有较高的萃取选择性。但要注意冠醚的价格较贵,并且具有一定的毒性。金属离子先与冠醚形成金属离子冠醚配合物,然后与阴离子形成离子缔合物而被萃取。2.1溶剂萃取冠醚萃取原理:冠醚在一定的条件下能与离子形成有一定稳定性的主

冠醚萃取金属离子的影响因素①冠醚孔穴大小

冠醚环具有一定的揉曲性,外圈(乙撑基)疏水,内圈(杂原子)亲水。其孔穴大小与萃取选择性有关,应与金属离子的直径相匹配。②金属离子半径和电荷

主要考虑金属离子的半径和电荷,它们可能影响离子水化作用和对冠醚的静电作用。18-C-6的孔穴半径约2.6~3.2A,对K+(离子半径为2.66A,而Na+为1.9A)的具有较高的选择性。半径小,电荷多的Li+、Ca2+离子比Na+更难萃取。Pb2+和Sr2+的离子半径相近,但Sr2+具有惰性气体构型,其水合作用较强,因此DB-18-C-6对Pb2+的萃取能力是Sr2+的40-50倍。2.1溶剂萃取冠醚萃取金属离子的影响因素18-C-6的③溶剂化作用常用极性不大的有机溶剂,如CHCl3、CH2Cl2。④阴离子性能阴离子的性质对冠醚配合物在有机相的溶解度有很大的影响。亲脂性、较软的大离子有利于萃取。应用举例:

DCH-18-C-6(二环己基-)可用于从大量Ca2+中萃取Sr2+,Sr2+的回收率达97%,而其中的Ca2+仅存1/(10-4-10-5)。此法已用于牛奶中90Sr和89Sr的分析。2.1溶剂萃取③溶剂化作用2.1溶剂萃取盐析作用

在实验中发现,形成离子缔合物的体系,特别是第2种情况,在溶液中加入高浓度的无机盐可使多种金属络合物的分配比大大增加,这种效应叫盐析效应,加入的无机盐叫盐析剂盐析剂的加入,使溶液中阴离子浓度增大产生同离子效应利于萃取加入大浓度的盐析剂后,离子浓度增大,它们与水分子结合形成水合离子使水分子浓度降低,减少了水分子与被萃取金属离子的水合能力2.1溶剂萃取盐析作用在实验中发现,形成离子缔合物的体系,特别是第电解质的加入,降低了水的介电常数,水的偶极作用减弱有利于缔合物的形成和萃取的进行。

常用的盐析剂有硝酸盐,硫氰酸盐,卤化物,最多用铵盐,保证加入的盐析剂对后面的测定无干扰。通常情况下,高价离子较低价离子盐析作用大,电荷相同时,离子半径愈小,盐析作用愈强。2.1溶剂萃取电解质的加入,降低了水的介电常数,水的偶极作用减弱有利于缔合3.三元络合萃取体系

被萃取物质形成三元络合物,然后进行萃取(1)如Ag++2phen→[Ag(phen)2]+

[Ag(phen)2]++BPR→[Ag(phen)2]2·BPR(结构式见下页)三元络合物在pH=7的缓冲溶液中形成,可用硝基苯萃取。该络合物显蓝色,测Ag+灵敏度相当高。

Bi3++4Iˉ→[BiI4]ˉ

[BiI4]ˉ+RhB+→BiI4·RhB可用分光光度计测定,也可萃取后测定2.1溶剂萃取3.三元络合萃取体系被萃取物质形成三元络合物,然后2.1溶剂萃取2.1溶剂萃取(2)Ga3+在6MHCl介质中,与Cl-结合成络阴离子GaCl4-,与罗丹明B的阳离子缔合成三元络合物:

罗丹明B的阳离子Ga的络阴离子可用苯和乙醚(3:1)萃取,用光度法测Ga,可达µg。2.1溶剂萃取(2)Ga3+在6MHCl介质中,与Cl-结合成络阴离子G4.协同萃取体系

在溶剂萃取过程中,用两种或两种以上萃取剂的混合物萃取某些金属离子时,其分配比(D协同)明显地大于在相同条件下单独使用每一种萃取剂时分配比之和(D1+D2),即D协同>>(D1+D2)。这种现象称为协同效应。具有协同效应的萃取体系称为协同萃取体系。2.1溶剂萃取4.协同萃取体系在溶剂萃取过程中,用两种或两种以上例如,用HTTA-TBP-C6H6溶液从硝酸介质中萃取钇:

协同萃取中的第二萃取剂,通常采用活性溶剂或中性萃取剂。它们应具有如下特性:溶剂能取代已配位的水分子;溶剂本身具有一定的疏水性,但对金属离子的配位能力较有机螯合物弱;有利于满足金属配位数和配位体的几何因数.D分别1E4和1E62.1溶剂萃取例如,用HTTA-TBP-C6H6溶液从硝酸介质中萃取钇:2.1溶剂萃取2.1溶剂萃取协同萃取的应用提高萃取的浓缩倍数E=D/(D+Vw/Vorg)×100%对于一般的萃取,通常Vw:Vorg不超过10,由于D的限制,一般只能浓缩10倍。而对于协同效应,由于D大大提高,可进一步提高相比。如:Cd(Ⅱ)-H2dz-TOPO协同萃取,相比100:1时还可定量萃取。若结合反萃取,浓缩倍数可达1000。2.1溶剂萃取协同萃取的应用2.1溶剂萃取提高萃取比色的灵敏度

萃取剂本身是显色剂,通过形成三元络合物增大

。例如Sn(Ⅳ)与邻苯二酚紫(PV)形成二元络合物呈红色(555nm,6.5×104),加入阳离子表面活性剂溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)后形成三元络合物(662nm,9.56×104),光谱红移,灵敏度增大。2.1溶剂萃取提高萃取比色的灵敏度2.1溶剂萃取UO22+-TTA-TBPO(三丁基氧化膦)体系,它有两种结构:UO22+配位数是4UO22+配位数是62.1溶剂萃取UO22+-TTA-TBPO(三丁基氧化膦)体系,它有两种结溶剂的萃取能力:(RO)3PO<R(RO)2PO<R2(RO)PO<R3PO(TBP)(TBPO)2.1溶剂萃取溶剂的萃取能力:2.1溶剂萃取§4-4溶剂的选择原则对被分离物质溶解度大而对杂质溶解度小的溶剂(使被分离物质从混合组分中有选择性地分离);对被分离物质溶解度小而对杂质溶解度大的溶剂;溶剂的选择原则:“相似相溶”;常见溶剂的极性大小顺序:饱和烃类>全氯代烃类>不饱和烃类>醚类>未全氯代烃类>酯类>芳胺类>酚类>酮类>醇类2.1溶剂萃取§4-4溶剂的选择原则对被分离物质溶解度大而对杂质溶解度小§4-5溶剂萃取应用应用例子:(1)焦油废水中油分和酚的分离测定(2)天然水中痕量铅的富集分离2.1溶剂萃取§4-5溶剂萃取应用应用例子:2.1溶剂萃取

焦油废水中油分和酚的分离测定●分离的依据:

油易溶于非极性的有机溶剂中,而酚在pH值较高时以离子状态存在于水相,在pH值较低时则以分子形式存在而易溶于有机溶剂。分离流程如下:先调节废水的pH值为12用CCl4萃取油分调节萃余液的pH值为5CCl4萃取酚2.1溶剂萃取焦油废水中油分和酚的分离测定●分离的依据:分离流程如下:先例题含有羧酸、酚、胺和酮四种成分的混合试样,预分离各组分;可加入弱碱性NaHCO3水溶液,并用乙醚萃取:2.1溶剂萃取混合试样+NaHCO3水溶液乙醚溶液羧酸钠酚、胺、酮水相乙醚层酚钠胺、酮+NaOH水溶液水相乙醚层胺盐酮+HCl水相乙醚层例题含有羧酸、酚、胺和酮四种成分的混合试样,预分离各组分萃取操作的费用包括:

①萃取设备的投资和运转费用;

②溶剂损耗;

③萃取后分离回收设备的投资和运转费用;④萃取后分离的费用。多数情况下萃取不如蒸馏经济。但在下列情况下萃取则显示出其经济上相技术上的优越性:沸点十分接近的混合物的分离、恒沸液的分离、热敏性物料的分离等。2.1溶剂萃取萃取操作的费用包括:2.1溶剂萃取总结有机溶剂萃取pH值温度无机盐有机溶剂或稀释剂的选择化学萃取剂乳化现象水相物理条件的影响萃取分类萃取过程弱电解质的分配平衡化学萃取平衡溶剂萃取操作萃取操作及设备2.1溶剂萃取总结有机溶pH值温度无机盐有机溶剂或稀释剂化学萃取剂乳化2.2.1胶团形成2.2.2反胶团的结构及影响因素2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理2.2.4反胶团萃取操作2.2.5反胶团萃取蛋白质的应用2.2胶团萃取什么是正胶团、反胶团、胶团萃取?胶团萃取的原理是什么?特点是什么?影响胶团结构和胶团萃取的因素有哪些?胶团萃取的应用范围是什么?2.2.1胶团形成2.2.2反胶团的结构及影响因素2.2.1.胶团萃取的诞生?

传统溶剂萃取技术缺点:蛋白质40-50℃变性,蒸馏无法蛋白质不溶于有机溶剂,并使蛋白质变性.蛋白质带有许多电荷,普通萃取剂难奏效。黏度大,膜滤困难1977年提出反胶团萃取蛋白质2.2.1胶团形成1.胶团萃取的诞生?1977年提出反胶团萃取蛋白质2.2.反胶团萃取的优点:成本低,溶剂可反复使用萃取率和反萃取率高解决蛋白质变性、降解的问题.从完整细胞中提取蛋白质和酶解决了蛋白质类生物活性物质在有机相的溶解问题。具有工业开发前景的蛋白质分离技术2.2.1胶团形成反胶团萃取的优点:具有工业开发前景2.2.1胶团形成结构示意见图a。在胶束中,表面活性剂的极性基团在外,与水接触,非极性基团在内,形成一个非极性的核心、在此核心可以溶解非极性物质。2.概念胶团:双亲物质(表面活性剂)在水或有机溶剂中自发形成的聚集体.正胶团:表面活性剂分散于水相中一定浓度后自发形成的纳米尺度的聚集体(极性头外非极尾内).2.2.1胶团形成结构示意见图a。在胶束中,表面活性剂的极性基团在外,与水接触反胶团:

将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中,并使其浓度超过临界胶束浓度(CMC),便会在有机溶剂内形成聚集体,这种聚集体称为反胶团。其结构示意见图b。在反胶团中,表面活性剂的非极性基团在外与非极性的有机溶剂接触,而极性基团则排列在内形成一个极性核(po1arcore)。此极性核具有溶解极性物质的能力,极性核溶解水后,就形成了“水池”(waterpool)。2.2.1胶团形成反胶团:将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中,并使其浓度超(反)胶团萃取:

被萃取物以胶团形式从水相被萃取到有机相的溶剂萃取方法.临界胶团浓度:

是胶团形成时所需表面活性剂的最低浓度,用CMC来表示,这是体系特性.影响CMC因素:与表面活性剂的化学结构、溶剂、温度和压力等因素有关。CMC的数值可通过测定各种物理性质的突变(如表面张力、渗透压等)来确定。2.2.1胶团形成(反)胶团萃取:被萃取物以胶团形式从水相被萃取到有机相的溶bac反胶团的大小与溶剂和表面活性剂的种类与浓度、温度、离子强度等因素有关,一般为5~20nm胶团和反胶团结构示意图2.2.1胶团形成bac反胶团的大小与溶剂和表面活性剂的种类与浓度、温度、离子3.表面活性剂是形成胶团的关键因素形成正胶团的表面活性剂水溶性高分子:天然高分子----淀粉、植物胶、动物胶合成高分子----聚乙烯醇、聚丙稀酰胺改性天然高分子---改性淀粉、改性纤维素双亲嵌段共聚物:亲水和亲油高分子段组成—PEO-PPO在水中形成正胶团。P73图2.2.1胶团形成3.表面活性剂是形成胶团的关键因素2.2.1胶团形成

形成反胶团的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性分子。可分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子型表面活性剂,它们都可用于形成反胶束。常用的表面活性剂及相应的有机溶剂见表。阴阳非离子2.2.1胶团形成形成反胶团的表面活性剂阴阳非离子2.2.1胶团形成最常用表面活性剂:(阳、阴、非)丁二酸-2-乙基己基(琥珀酸)酯磺酸钠--阴离子(AOT)离子型表面活性剂所形成的反胶团的表面带有电荷:负电荷(AOT)正电荷(TOMAC,CTAB),

反胶团萃取系统的有机溶剂:环己烷、庚烷和辛烷等。2.2.1胶团形成最常用表面活性剂:(阳、阴、非)离子型表面活性剂所形成的反胶在反胶团萃取中,用得最多的是阴离子表面活性剂AOT(AerosolOT),其化学名为2-乙基己基-丁二酸酯磺酸钠,结构式见图:2.2.1胶团形成在反胶团萃取中,用得最多的是阴离子表面活性剂AOT(Aer优点:表面活性剂容易获得。其特点是具有双链,极性基团较小、形成反胶束时不需加助表面活性剂,并且所形成的反胶束较大,半径为170nm,有利于大分子蛋白质进入。2.2.1胶团形成优点:表面活性剂容易获得。2.2.1胶团形成常使用的阳离子表面活性剂名称和结构如下:(1)CTAB(cetyl-methyl-ammoniumbromide)溴化十六烷基三甲胺/十六烷基三甲基胺溴(2)DDAB(didodecyldimethylammoniumbromide)溴化十二烷基二甲铵2.2.1胶团形成常使用的阳离子表面活性剂名称和结构如下:(1)CTAB(ce(3)TOMAC(triomethyl-ammoniumchloride)氯化三辛基甲铵阳离子表面活性剂如CTAB溶于有机溶剂形成反胶束时,与AOT不同,还需加入一定量的助溶剂(助表面活性剂)。这是因为它们在结构上的差异造成的。2.2.1胶团形成(3)TOMAC(triomethyl-ammonium1)反胶团形成过程非极性核心极性核水池水蛋白质水池蛋白质保持天然构型2.2.2反胶团的结构及影响因素表面活性剂分子自聚集胶团反胶团一定值表面活性剂加入水有机溶剂1)反胶团形成过程非极性核心极性核水池水蛋白质水池蛋白2)反胶团结构的影响因素

有机溶剂表面活性剂的种类、浓度温度离子强度反胶束的含水量反胶团大小/表面活性剂分子数2.2.2反胶团的结构及影响因素2)反胶团结构的影响因素反胶束的含水量反胶团大小/2.2.2-------反胶团的溶解作用2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理反胶团萃取蛋白质的基本原理示意图反胶团内微水池溶解氨基酸、肽和蛋白质等生物分子分离纯化-------反胶团的溶解作用2.2.3反胶团萃取蛋白质由于反胶团内存在微水池,故可溶解氨基酸、肽和蛋白质等生物分子,为生物分子提供易于生存的亲水微环境。因此,反胶团萃取可用于氨基酸、肽和蛋白质等生物分子的分离纯化,特别是蛋白质类生物大分子。2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理由于反胶团内存在微水池,故可溶解氨基酸、肽和蛋白1.蛋白质的溶解过程(四种溶解过程p75):

当含有此种反胶束的有机溶剂与蛋白质的水溶液接触后,蛋白质及其他亲水物质能够通过螯合作用进入此“水池”。由于周围水层和极性基团的保护,保持了蛋白质的天然构型,不会造成失活。蛋白质的溶解过程和溶解后的情况示意于下图中。2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理1.蛋白质的溶解过程(四种溶解过程p75):2.2.3反bcda反胶团的溶解作用2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理bcda反胶团的溶解作用2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原反胶团溶解蛋白质的四种模型(a)水壳模型:蛋白质亲水基团被胶团包裹,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;(b)插入模型:蛋白质亲水基部分穿入胶团壁插入到反胶团中,另一部分没被包裹而露出在外面.蛋白质分子表面存在强烈疏水区域,该疏水区域直接与有机相接触;(c)吸附模型:蛋白质进入或被包裹到胶团中后,蛋白质亲水基团吸附于反胶团内壁;2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理反胶团溶解蛋白质的四种模型(a)水壳模型:蛋白质亲水基团被胶(d)溶解模型:蛋白质的疏水区与几个反胶团的表面活性剂疏水尾发生相互作用,被几个小反胶团所“溶解”。表面性质不同的蛋白质可能以不同的形式溶解于反胶团相,但对于亲水性蛋白质,目前普遍接受的是水壳模型。2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理(d)溶解模型:蛋白质的疏水区与几个反胶团的表面活性剂疏水尾2.蛋白质进入反胶团溶液是一种协同过程:在宏观两相(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,接着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,从而实现了蛋白质的萃取,其萃取过程和萃取后的情况见下图:2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理2.蛋白质进入反胶团溶液是一种协同过程:2.2.3反胶团界面间的表面活性剂层蛋白质静电作用包含有蛋白质的反胶束(相界面)扩散进入有机相蛋白质萃取变形蛋白质溶解原理蛋白质进入反胶束溶液是一个协同过程。2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理界面间的表蛋白质静电作用包含有蛋白质的反胶束(相界面)反萃取过程萃取过程反胶束萃取蛋白质的示意图2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理改变水相条件(pH、离子种类和强度)使蛋白质由有机相返回水相,实现反萃取过程.反萃取萃取反胶束萃取蛋白质的示意图2.2.3反胶团萃取蛋白3.蛋白质进入反胶团相的传质三过程蛋白质(水相)表面液膜扩散到达相界面进入反胶团含有蛋白质的反胶团扩散有机相2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理3.蛋白质进入反胶团相的传质三过程蛋白质(水相)表面液到达4.反胶团和蛋白质的相互作用蛋白质溶解于反胶团相的主要推动力影响蛋白质的溶解反胶团与蛋白质的空间相互作用反胶团与蛋白质的疏水性相互作用。表面活性剂与蛋白质的静电相互作用2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理4.反胶团和蛋白质的相互作用蛋白质溶解于反胶团相的主要推动(1)静电相互作用----对蛋白质的溶解起关键作用蛋白质带正电荷或负电荷表面活性剂发生静电作用蛋白质在反胶团中的溶解率在两相间的分配系数水相pH蛋白质pI当蛋白质与表面活性剂电荷相反时,易溶于反胶团,分配系数较大。否则,蛋白质不溶于反胶团2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理(1)静电相互作用----对蛋白质的溶解起关键作用蛋白质带正反胶团中含水量对蛋白质的溶解过程起重要作用通常用含水率(watercontent)表示,即:ω0=非极性溶剂中水浓度/表面活性剂的浓度反胶束“水池”的物理性(大小、形状等)及其中水的活度是可以用ω0的变化来调节的。2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理反胶团中含水量对蛋白质的溶解过程起重要作用2.2.3反胶团(2)空间相互作用相对分子质量的增大,空间排阻增大,蛋白质分配系数降低。(3)疏水性相互作用氨基酸疏水性增大,氨基酸或寡肽的分配系数增大。蛋白质的疏水性影响其在反胶团中的溶解形式和分配系数。2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理(2)空间相互作用2.2.3反胶团萃取蛋白质的基本原理

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的因素,都有助于蛋白质的萃取。静电相互作用反胶团大小反胶束萃取萃取因素2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要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

影响反胶束萃取蛋白质的主要因素见下表与反胶团有关的因素与水相有关的因素表面活性剂的种类表面活性剂的浓度溶剂种类助表面活性剂及其浓度pH值离子种类离子强度与目标蛋白质有关的因素与环境有关的因素蛋白质的等电点蛋白质的大小蛋白质的浓度蛋白质表面的电荷分布系统温度系统压力只要对这些因素进行系统的研究,确定最佳操作条件,就可得到合适的目标蛋白质萃取率,从而达到分离纯化的目的。2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素影响反胶束萃取蛋白质的主要因素见下表与反胶团有关的因(1)表面活性剂表面活性剂蛋白质表面与反胶团内静电作用蛋白质进入反胶团能量反胶团内电荷密度浓度增加反胶团数量增加蛋白质溶解能力增大适度2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素(1)表面活性剂表面活性剂蛋白质表面与反胶团内静电作用蛋白质表面活性剂类型的影响:阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂非离子表面活性剂都可用于形成反胶束.关键是应从反胶束萃取蛋白质的机理出发,选用有利于增强蛋白质表面电荷与反胶束内表面电荷间的静电作用和增加反胶束大小的表面活性剂。另外,还应考虑形成反胶束及使反胶束变大(由于蛋白质的进入)所需的能量的大小、反胶束内表面的电荷密度等因素,这些都会对萃取产生影响。

2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素表面活性剂类型的影响:2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要目前研究中常用的AOT反胶束体系和其他体系有许多不足,如不能用于分子量较大的蛋白质的萃取和往往在两相界面上形成不溶性的膜状物等等。为克服这些不足,可通过在单一表面活性剂中加入具有亲和作用的生物表面活性剂或另一种非离子型表面活性剂的方法来改善萃取性能。2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素目前研究中常用的AOT反胶束体系和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,同时会增加反萃取过程的难度。因此,应选择蛋白质萃取率最大时的表面活性剂浓度为最佳浓度。总结反胶束体系对核糖核酸酶a与伴刀豆球蛋白进行萃取的结果,得到了分配系数K同表面活性剂浓度[S]以及pH值的关系式:

1nK=A+B*pH+(C+D*pH)ln[S]式中系数A、B、C、D取决于蛋白质的性质,可通过实验测定。2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素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pH是影响反胶团萃取的重要因素,萃取操作中需利用酸或碱调节水相pH。pH蛋白质表面电荷状态影响蛋白质萃取表面活性剂电荷相同相反静电作用大蛋白质萃取率高(2)pH值2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素pH是影响反胶团萃取的重要因素,pH蛋白质表面电荷状态影响蛋

pH值:它决定了蛋白质带电基团的离解速率及蛋白质的净电荷。如果静电作用是蛋白质增溶过程的主要推动力:对于阳离子表面活性剂形成的反胶束体系,萃取只发生在水溶液的pH>pI时,此时蛋白质与表面活性剂极性头间相互吸引,而pH<pI时,静电排斥将抑制蛋白质的萃取.

对于阴离子表面活性剂形成的反胶束体系,情况正好相反。2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素pH=pI时,蛋白质呈电中性;pH<pI时,蛋白质带正电荷;pH>pI时,蛋白质带负电荷。即随着pH的改变,被萃取蛋白质所带电荷的符号和多少是不同的。pH值:它决定了蛋白质带电基团的离解速率及蛋白质的净电荷。图5-15如果pH值很低:在界面上会产生白色絮凝物,并且萃取率也降低.这种情况可认为是蛋白质变性之故。

水相pH值对几种相对分子质量较小的蛋白质的萃取影响见图。2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素图5-15如果pH值很低:在界面上会产生白色絮凝物,并且萃取

离子强度(盐浓度):决定了带电荷的反胶团的内表面以及带电荷的蛋白质分子表面被静电屏蔽的程度。由于盐离解的反离子在表面活性剂极性头附近建立了双电层,称为德拜屏蔽,从而缩短了蛋白质与表面活性剂极性头之间静电吸引力的作用范圈,抑制了蛋白质的萃取,因此在萃取时要尽量避免后者的影响。(3)离子强度2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素离子强度(盐浓度):决定了带电荷的反胶团的内表面以及带电静电相互作用减弱使蛋白质溶解率降低。离子强度增大反胶团内表面双电层变薄表面活性剂极性基团之间的斥力减弱反胶团变小蛋白质难进入离子取代胶团内蛋白质蛋白质发生盐析改变蛋白质和表面活性剂溶解度2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素静电相互作用减弱使蛋白质溶解率降低。离子强度增大反胶团内表面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:

a.离子强度增大后,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;b.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;2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素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c.离子强度增加时,增大了离子向反胶束内“水池”的迁移并取代其中蛋白质的倾向,使蛋白质从反胶束内被盐析出来;d.

盐与蛋白质或表面活性剂的相互作用,可以改变溶解性能,盐的浓度越高,其影响就越大。如离子强(KCl浓度)对萃取核糖酸酶a,细胞色素c和溶菌酶的影响见图:2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素c.离子强度增加时,增大了离子向反胶束内“水池”的迁移并取代由图可见:在较低的KCl浓度下,蛋白质几乎全部被萃取;当KCl浓度高于一定值时,萃取率就开始下降,直至几乎为零。当然,不同蛋白质开始下降时的KCl浓度是不同的。2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素由图可见:2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素(4)离子种类表面活性剂的解离程度反胶团内表面的电荷密度反胶团大小离子种类影响三者成正比2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素(4)离子种类表面活性剂的解离程度反胶团内表面的电荷密度反胶离子种类对萃取的影响阳离子的种类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的,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密度愈大,产生的反胶束也愈大。2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素离子种类对萃取的影响阳离子的种类对萃取率的影响主要体现在影响反胶束萃取的其他因素:有机溶剂的影响:有机溶剂的种类影响反胶束的大小,从而影响水增溶的能力,所以可以利用因溶剂作用引起的不同胶束结构实现选择性增溶生物分子的目的。

如:α-胰凝乳蛋白酶随溶剂的不同在反胶束中增溶的比率会出现显著的差别。2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素影响反胶束萃取的其他因素:2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的助表面活性剂的影响:当使用阳离子表面活性剂时,引入助表面活性剂,能够增进有机相的溶解容量,这多半是由于胶束尺寸增加而产生的。温度的影响:温度的变化对反胶束系统中的物理化学性质有激烈的影响,增加温度能够增加蛋白质在有机相的溶解度,例如增加温度可使α-胰凝乳蛋白酶进入NH4-氯仿相并在转移率上分别增加50%。2.2.4影响反胶束萃取蛋白质的主要因素助表面活性剂的影响:当使用阳离子表面活性剂时,引入助表面2.2.5反胶团萃取在生物样品分离中的应用液液接触法:料液相与反胶团相接触,蛋白质通过界面传质进入反胶团,实现反胶团萃取(1)反胶团萃取方法液液接触法-相转移法----分离蛋白质注入法-----------溶解法-------酶分离2.2.5反胶团萃取在生物样品分离中的应用液液接触法:料液直接向含有表面活性剂的有机

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