反胶团萃取

胶团与反胶团的形成
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(polar core)。
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”(water pool)。
当含有此种反胶团的有机溶剂与蛋 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。
概述
近年来该项研究已在国内外深入展开。从所得结果来看， 反胶团萃取具有成本低、溶剂可反复使用、萃取率和反 萃取率都很高等突出的优点。
此外，反胶团萃取有可能解决外源蛋白的降解，即蛋白 质(胞内酶)在非细胞环境中迅速失活的问题，而且由于 构成反胶团的表面活性剂往往具有溶解细胞的能力，因 此可用于直接从整细胞中提取蛋白质和酶。
优点:
A 形成胶团空间较大，半径为170nm，有利于生物大分子的进入； B 具有双链，极性基团较小，不需要添加助表面活性剂。
阳离子型：
(1) CTAB(cetyl-methyl-ammonium bromide) 溴化十六烷基三甲铵 (2) DDAB(didodecyldimethyl ammonium bromide) 溴化十二烷基二甲铵 (3) TOMAC (triomethyl-ammonium chloride) 氯化三辛基甲铵 将阳离子表面活性剂如CTAB溶于有机溶剂形成反胶团时，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。
第六章 双水相萃取回顾
聚合物不相溶性 影响分配的参数 双水相体系生物转化反应的条件 亲和双水相
第七章 反胶团萃取
概述
针对于蛋白质的提取和分离
1977年，瑞士的Luisi等人首次提出用反胶团萃 取蛋白质，但并未引起人们的广泛注意。
直到80年代，生物学家们才开始认识到其重要性， 荷兰的Van‘t Riet和Dekker、美国的Gokelen和 Hatton首先进行了反胶团萃取蛋白质的研究。
非离子型：TritonX、Brij60
常用的表面活性剂及相应的有机溶剂
构成反胶团的条件：
（2）临界胶团浓度(Critical Micelle
Concentration， CMC)
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，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。 大多数非极性溶剂中CMC都在0.11.0mmol/L范围内。
反胶团的溶解作用
关于反胶团溶解蛋白质的形式，有人提出 了四种模型：
a
b
水壳模型
c
d
水壳模型的正确性 （亲水性蛋白质）
(1)反胶团内酶的结构和活性与W0值密切相关， 说明酶对其周围存在的水层非常敏感；
(2)反胶团内酶反应动力学行为与在正常的水 相中相似，活性与pH的关系同样表现为钟 状曲线。
反胶团的制备
M，ρ分别为水的相对分子质量和密度
αsurf 为每个表面活性剂分子在反胶团表面的面积，它与表面活性剂、水相 和有机溶剂的特性有关，对离子型来说，室温下为0.5-0.7nm2
N 阿佛加德罗常数
反胶团的形状与大小
从式可知，Rm与Wo成正比，因此可通过测定与水相平衡的反胶团 相所增溶的水量来判定反胶团尺寸的大小和每个反胶团中表面活性剂 的分子数。
相转移法
影响反胶团萃取蛋白质的主要因素
（1）水相pH值对萃取的影响
水相的pH值决定了蛋白质表面电荷的状态、从而对萃取过程造成影响。
只有当反胶团内表面电荷，也就是表面活性剂极性基团所带的电荷与 蛋白质表面电荷相反时，两者产生静电引力，蛋白质才有可能进入反 胶团。
当反胶团的含水率W0较低时，反胶团水池内水的理化性质与正常水 相差悬殊。例如，以AOT为表面活性剂，当W0＜6-8时，反胶团内微 水相的水分子受表面活性剂亲水基团的强烈束缚，表观粘度上升50 倍，疏水性也极高。随W0的增大，这些现象逐渐减弱，当W0 ＞16时， 微水相的水与正常的水接近，反胶团内可形成双电层。但即使当W0 值很大时，水池内水的理化性质也不能与正常的水完全相同，特别是 在接近表面活性剂亲水头的区域内。
胶团与反胶团的形成
将表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶 团浓度(CMC)时，表面活性剂就会在水溶液中 聚集在一起而形成聚集体，在通常情况下，这 种聚集体是水溶液中的胶团，称为正常胶团 (normal micelle)。
胶团与反胶团的形成
若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中，并使 其浓度超过临界胶团浓度(CMC)，便会在有机溶 剂内形成聚集体，这种聚集体称为反胶团，
反胶团的形状与大小
用于萃取蛋白质等生化物质的胶团是反胶团，反胶团的 形状通常为球形，也有人认为是椭球形或棒形;反胶团 的半径一般为10～100nm，可由理论模型推算，计算公 式如下：
Rm=Hale Waihona Puke Baidu
6W0M
αsurfNρ
W0： 为每个反胶团中水分子与表面活性剂分子数的比值，假定表面活性剂 全用于形成反胶团并忽略有机溶液中的游离水，则W0等于反胶团溶液 中水与表面活性剂的摩尔浓度比值，称为含水率（water content）
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 (2) 分离、浓缩可同时进行，过程简便; (3) 能解决蛋白质(如胞内酶)在非细胞环境中迅速失活的问
题; (4) 由于构成反胶团的表面活性剂往往具有细胞破壁功效，
因而可直接从完整细胞中提取具有活性的蛋白质和酶; (5) 反胶团萃取技术的成本低，溶剂可反复使用等。
反胶团溶液形成的条件和特性
定义： 反胶团(Reversed Micelles)是两性表面活性剂在
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，并具热力 学稳定的有序构造。
构成反胶团的条件：
（1）表面活性剂
阴离子型：AOT (Aerosol OT，学名丁二酸-2-乙基已基酯磺酸钠或 琥珀酸二（2－乙基己基）酯磺酸钠，p154)，