制药工程原理与设备-03分离工程基础与设备2(反胶束萃取)

1（二）反胶束萃取1基本术语2反胶束的溶解作用3反胶束萃取的操作4萃取的影响因素5Applications21基本术语胶束(micelles)：向水中加入表面活性剂S，水溶液的随[S]增大而下降。当[S]达到一定值后，S缔合形成水溶性胶束,溶液的表面张力不再随表面活性剂浓度的增大而降低。胶团形成均是S分子自聚集的结果，是热力学稳定体系。自组装(selfassembly)：自动有序聚集的过程。临界胶束浓度(criticalmicelleconcentration,CMC)：S在水溶剂中形成胶束的最低浓度。反胶束(reversemicelles)：若向有机溶剂中加入一定浓度S，在有机溶剂中所会形成胶束。当形成反胶束时，水在有机相中的溶解随[S]线性增大。因此，可通过测定有机相中平衡水浓度的变化，确定形成反胶团的最低表面活性剂浓度。反胶束的形态：球形或近似球形，也呈柱状。极性核(polarcore):S分子的自组装形成了极性核。微水相或“水池”(waterpool)：反胶束内溶解的水。32反胶束的溶解作用微水池溶解和分离作用：反胶团的微水池的水可溶解氨基酸、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。蛋白质溶解模型：a、水壳模型：蛋白质位于水池的中心，周围存在的水层将其与反胶团壁隔开；b、半岛模型：pro表面存在强烈疏水区，该区直接与有机相接触；c、pro吸附于反胶团内壁；d、pro疏水区与几个反胶团的S疏水尾发生相互作用，被几个小反胶团所“溶解”。42反胶束的溶解作用溶解推动力A静电作用：理论上，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，溶质易溶于反胶团，溶解率或分配系数较大；反之，则不能溶解到反胶团相中。右图为pH值对不同蛋白质的溶解率急剧变化图：当pHpI时，即在带正电荷的pH范围内蛋白质的溶解率接近100%，说明静电相互作用对蛋白质的反胶团萃取起决定性作用。52反胶束的溶解作用B空间相互作用盐浓度增大对反胶团相产生脱水效应，含水率W0随盐浓度的增大而降低，反胶团直径减小，空间排阻作用增大，pro溶解下降。如，AOT/异辛烷系统的含水率与I-0.5成正比。图中W0与NaCl浓度关系为：图还示：AOT/异辛烷系统的含水率与AOT浓度无关，这是多数反胶团系统的共性。62反胶束的溶解作用在各pro的pI处(排除了静电相互作用的影响)，反胶团萃取实验研究表明：随着M增大，pro的分配系数(m,溶解率)下降。当M20KD时，m很小。表明随M增大，空间排阻作用增大,pro的溶解率降低。图的结果还表明，要据pro间M的差别可以选择性对pro进行萃取分离。C疏水性相互作用aa的疏水性各不相同，研究表明，除pH和I外，aa或肽的m随aa疏水性的增大而增大。蛋白质的疏水性影响其在反胶团中的溶解形式，因而影响其分配系数。疏水性较大的pro可能以“半岛式”形式溶解。D分配系数m(orK):ymx73反胶束萃取的操作A萃取的基本方法B反萃取C分级萃取84萃取的影响因素1)pHvalueAOT=二-(2-已基已基)琥珀酸酯磺酸钠。94萃取的影响因素2)盐浓度盐浓度W0S&ProZ选择性104萃取的影响因素3)盐离子的种类114萃取的影响因素4)蛋白质分子量M124萃取的影响因素5)SA种类B[S]134萃取的影响因素6)助表面活性剂145Applications1)蛋白质分离155Applications2)胞内酶的提取3)蛋白质复性3)、蛋白质复性16小结1萃取的分类及其特点；2分配定律与分配平衡；3弱电解质的分配平衡；4化学萃取；5有机溶剂的选择；6乳化现象；