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反胶束萃取蛋白质的研究进展

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示 ， 其 中 ｗ。 （ Ｗ。 ＝［ Ｈ ０］ ／［ Ｓ Ｕ Ｒ Ｆ ］ ） 表示 形成 反
胶束 微粒 水 的 摩 尔 浓 度 与 表 面 活 性 剂 的摩 尔 浓 度 之 间 的 比值 ， 其 在 一 定 程 度 上 反 映 了反 胶 束 的大 小， 是一个 能够 表 征反 胶 束 体 系增 溶 能力 的重 要 指 标 。一般 随着 ｗ 的增 加 ， 反胶束 的半 径也随之增 大 ，
１ 反 胶 束 体 系 的概 念
１ ． １ 反 胶 柬 体 系的 组 成
机相发 生 接触 ， 朝 内 聚集形 成 一 个极 性 核 （ ｐ ｏ ｌ ａ ｒ
ｃ ｏ ｒ ｅ ） 。极性 核 可 以容 纳 （ 或 增溶 ） 少 量水 ， 称 为“ 水
池” （ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｐ ｏ ｏ １ ） 。通常 ， 正辛烷 、 异辛烷 、 正 辛 醇 等 有
当表 面 活 性 剂 在 水 中 的浓 度 超 过 了 临 界 胶 束
浓度 （ Ｃ ＭＣ ） 时， 会 形 成 一 种 非 极 性 核 心 的 微 胶 团 结
构， 即亲 水 基 团朝 向水 相 ， 而 多个 表 面 活 性 剂 分 子 （ 或离 子） 的疏水基 团相互 缔合 ， 称 为 正常胶 柬 （ Ｏ ／ Ｗ 型胶 团） ， 见图 １ 一ａ所示 ； 如 果表 面 活性 剂浓 度 超过
反胶束 （ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｄ ｍ ｉ ｃ ｅ ｌ ｌ ｅ ｓ ） 是分 散 于连续 有 机相 中的表 面活性剂 会 自发形 成 具有 纳米 尺度 的 团聚 体
（ 聚集体 ） 。在这种 团聚体 即反 胶束 中的表 面活 性剂
上 的疏水 基和亲 水基 则分 别 向外 和具 有非 极性 的有
Ｃ Ｔ Ａ Ｂ 、 Ｔ Ｏ ＭＡ Ｃ 、 Ａ Ｏ Ｔ 等 。反胶 束 的形成 与 表 面 活 性 剂及 其溶 剂 的种类 、 浓度 及操 作温度 等 因素有 关 ，
一
Ｉ 临界胶 束浓 度 （ Ｃ ＭＣ） 且溶 于 非 极 性有 机 溶 剂 时 ， 此
时 极 性 和 非 极 性 基 团 会 定 向 排 列 形 成 与 上 述 相 反 的
极 性 头 图 １一ａ 正 常 胶 束
非 极性 尾 图 １一 ｂ 反 胶 束
的生 物 分 离 技 术 ， 反 胶 束 萃 取 技 术 具 备 萃 取 速 度
快、 成本较低 、 条 件 要 求 不 高 以及 不 会 引起 活 性 物
质 失 去 活性 等 优 越性 ， 越来越受到重视 ， 已 经 广 泛 应用 于蛋 白 质 、 酶 等 生 物 活 性 大 分 子 的分 离 提 纯 ， 显示 出了较好 的应 用前 景 。
第 １ ４卷
第 １ 期
广 东 轻 工 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＧＵＡＮＧＤ０ＮＧ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ ＴＥＣＨＮＩ ＣＡＬ ＣＯＬＬ ＥＧＥ
Ｖｏ １ ．１ ４ Ｖｏ １ ．１ Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ５
２ ０ １ ５年 ３月
反胶 束 萃取 蛋 白质 的 研 究 进 展
般 为非离子表 面活性剂 大于 阳离子表 面活性剂 ， 而
聚集体 ， 即反胶束 （ Ｗ／ Ｏ型胶 团） ， 如 图 １一 ｂ所 示 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５— ０ １—１ ５
阳离 子表面活性 剂则大于 阴离子表面活性 剂 。
作者 简介 ： 杨铃 （ １ ９ ７ ８ 一） ， 女， 讲师 ， 硕 士。
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Байду номын сангаас彳
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１ ９ ７ ７年 Ｌ ｕ ｉ ｓ ｉ … 等人 在 １ ９ ７ ７年第 一次 观察 到含
有 表 面 活 性 剂 的 有 机 溶 剂 可 以 溶 解 胰 凝 乳 蛋 白酶 ，
、 ｌ Ｉ Ｖ
极
有
机
而且 其光 谱 分 析 表 明 溶 解 于 反 胶 束 溶 液 的 蛋 白酶 仍然 保 持 活 性 ， 由此 提 出 了反 胶束 概 念 ； １ ９ ７ ９年 Ｌ ｕ ｉ ｓ ｉ 等研 究 了反 胶 束 体 系 水 相 主体 ｐ Ｈ值 、 蛋白
２
广 东 轻 工 职 业 技 术 学 院 学 报
第 ｌ ４卷
１ ． ２
反 胶 柬 体 系的 性 质
量 表 面 活 性 剂 和 有 机 溶 剂 的 水 相 和 有 机 溶 剂 连 续
反胶束 体 系 的性 质 常 用 参 数 ｗ 、 与 Ｎ来 表
相 。萃 取时 ， 待萃 取 的蛋 白质溶 液 以 水相 形 式 与 反
杨 铃
（ 广 东 轻 工 职 业技 术 学 院 轻 化 工 程 系 ， 广 东 广州 ５ １ ０ ３ ０ ０ ）
摘 要 ： 介 绍 了反 胶 束 萃取 体 系的 定义 和特 点及 其 溶 解和 蛋 白质 的萃 取 原理 ， 并较 为详
细 地 叙 述 了表 面 活 性 剂 种 类 与 浓 度 、 离子 种 类 与强 度 、 蛋 白 质 分 子 量 与 浓 度 以及 水 相 的
ｐ Ｈ值 等 因素对反 胶 束 萃取 的影 响 ， 综 述 了近 年 来 国 内外 有 关反 胶 束萃取 蛋 白质 的应 用研
究， 并对 其前 景进 行 了展 望。
关键 词 ： 反胶 束 萃取 ； 蛋 白质 中图 分类 号 ： Ｔ Ｑ ０ ２ ８ ． ３ ２ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编号 ： １ ６ ７ ２ — １ ９ ５ ０ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ ・ ０ ０ ０ １ － ０ ４
机溶剂 用 以形成 反胶束体 系的有机相 ； 而表 面活性 剂 则根 据其极性基 团性质 的不同可分为三种类 型 ， 即阳 离子 型 、 阴离子型 以及非离子 型。在 以上三种 类 型中 非离 子型表面 活性剂 与其 他 两种 相 比属 于不太 常 见 的类 型 。 目前 毕 竟 常见 的 阳 离 子 型 表 面 活 性 剂 为
质和 表面 活 性 剂 浓 度 对 蛋 白质 萃 取 行 为 的影 响 以 及蛋 白质 在 反 胶 束 溶 液 中 的光 谱 特 性 。近 几 十 年 随着 现代 生物 工程 技 术 的不 断发 展 ， 作 为 一 种 新 型
水
ｖ、 ‘
蓑
ｂ ． 反胶束
ａ ． 正 常胶 束
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反胶团萃取技术的研究

反胶团萃取技术的研究

响 ， 体 如 表 １ 具 。 和效 率 。 ’

表 １ 响 生物 糟 ｝物 质 分配 的 因素 影 生
表面 活性 荆 种类 、浓 度 生 物 活性 物 质 物 质结 构 、 带 电情 况 、 物 质 大小 环境 溶液 ｐ Ｈ值 、离子 种 类 温度 、盐 浓 度
【 考文 献】 参
１反 胶 团 萃 取技 术 ．
等 优 良特 性 并 显 示 了 巨 大 的应 用 潜 力 。
３２技 术 前 景 ．
反 胶 团工 作 原 理 就 是 反 皎 束 的 主 要 功 能 。反 胶 束 （ ｖｒ ｄ ｒ ｅ ｅ ｅ ｓ
温度 是反 胶 团 萃取 技 术 提 取 生 物 活性 物 质 的 一 个 重 要 影 响
反胶 团萃 取 技 术 的研 究
张爽 ．
（ 吉林农 业科技学院 吉林 吉林 １２ ０ ） ３１１
【 摘要 】 反胶团萃取技术 是生物分离技术发展到现代的新型产物 ， 也是当今比较前沿的一种生物活性等物质分离的新技术， 然而由
于 种 种 因素 的限 制 ， 得 反胶 团 萃取技 术 还 没有 走向 工厂 化 ， 是 综述 了 目前 国 内外 的 反胶 团 萃取 技 术的 相 关研 究而 完 成 的 ， 使 本文 希望 能
胶 团 萃取 技 术 能 否 在 未 来 发 展 有 上 良 好 的 趋 势 已 经 成 为 一 个 热
张爽 （９ ５５ ， ， ， １８．－）男 汉 吉林 东辽人 ， 吉林农业科 技学 院学
点 问题 ； 何 萃取 分 子 量 大 的 蛋 白质 、 如 如何 最 大 限 度 的 保 持 蛋 白 生 。
质 分 离 过 程 中 ， 如 说 ： 物 产 品 的 分 离 、 化 、 及 活 性 等 方 面 其 具 有 强 大 的 生命 力 ，反 胶 团萃 取 技 术 在 农 产 品 加 工 ，食 品行 比 生 纯 以 越 来 越 受 到 重视 ， 且 急 切 的要 求 工厂 化 生 产 ， 原 因 是 常 规 的 业 ， 括 功 能 性 食 品 的 深加 工 ， 疗 卫 生 行 业 包 括 医 药 行 业 的迅 并 其 包 医
反胶束萃取技术的应用现状研究

反胶束萃取技术的应用现状研究

反胶束萃取技术的应用现状研究【标题】反胶束萃取技术的应用现状研究【作者】李艳萍【关键词】反胶束??萃取??应用现状??前景【指导老师】赵小辉【专业】化学【正文】1.引言传统的液--液萃取分离技术成本低,易于运作,已广泛用于多组分物质的分离。

但是,由于缺乏相应的生化溶剂,采用该技术难以分离蛋白质、核酸等生物活性物质;液相色谱技术,特别是制备型色谱技术的应用,使大多数生物分子的批量分离成为可能。

然而由于该技术本身也存在某些局限性,例如一定的固定相,有时会引起目标物的不可逆吸附、甚至变性等现象,在一定程度上限制了其在生化工程中的应用。

近年来,以反胶束溶液为新的溶剂系统的萃取分离技术,可以选择性分离某些生物活性分子,而逐渐引起了人们的重视。

近年来,反胶束萃取技术结合其他一些技术、方法的应用正在研究和开发,显示了良好的应用前景。

该法已成功地用于胞内外酶的萃取及酶蛋白的复性。

如70年代,Ｗells等[1]首次提出反胶束中的酶蛋白仍具有活性,并在一定的pH值和离子强度等条件下,反胶束可提取酶蛋白。

其后,反胶束萃取酶蛋白的研究日新月异,发展迅速。

国内外均有大量的研究报道,如Somnuk等[2]用反胶束萃取鸡蛋中的溶菌酶,Zhang等[3]用十六烷基二甲基溴化铵?(cetyl trimethyl ammonium bromide，CTAB)反胶束提取酵母乙醇脱氢酶等。

近年来,此项技术又有了诸多的新进展,如设计新表面活性剂和添加亲和性配基、反胶团乳化液膜萃取、用反离子表面活性剂反萃取胶团中酶蛋白及设计新的萃取设备等,解决了传统方法所遇到的酶失活、萃取选择性差等问题,从而大大促进其工业应用的发展。

反胶束萃取技术之所以日益受到了广泛的重视,是因其具有甚多突出优点:①有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性;②分离、浓缩可以同时进行,过程简单;③条件温和不会引起酶蛋白的变性,并能解决酶蛋白(如细胞内酶)在非细胞环境中迅速失活的问题;④由于构成反胶束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有活性的酶蛋白;⑤反胶束萃取技术的成本低,溶剂和表面活性剂可反复使用。

下游技术 第八章 反胶团萃取

下游技术 第八章 反胶团萃取





（3）离子强度
离子强度对蛋白质萃取的影响主要体现 在两个方面 :


离子强度增大后使蛋白质与反胶团内表面的 静电引力减弱 ,从而减小了萃取率 ; 离子强度增大后减弱了表面活性剂极性头之 间的排斥 ,使反胶团变小 ,因而蛋白质难以 进入其中。
（4）温度
温度是影响蛋白质萃取率的一个重要因 素。一般来说 ,温度的增加将使反胶团 的含水量下降 ,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。
从复杂混合体系中分离蛋白质
在实际应用中往往遇到的是复杂的混合体系 , 例如 : 其中既含多种蛋白质,又含有发酵底物、 细胞碎片、细胞组织或血液成分 , 从中分离 某种蛋白质是很困难的。不少研究者对此进行 了尝试,取得了一定的进展。 例如,用ＡＯＴ / 异辛烷体系, 从细菌发酵液 中提取了 2 种脂肪酶 ; 从大豆和向日葵中分 离了蛋白质、油脂和多酚。 利用表面活性剂可以破坏细胞壁的特点,用反 胶团体系直接提取了胞内酶。
第八章
反胶团萃取
一、概述


蛋白质类是生物技术中的重要产物 , 但是大多 数蛋白质不溶于有机溶剂 , 而且与有机溶剂接 触后会引起蛋白质的变性和失活 , 因此不能直 接应用有机溶剂液 - 液萃取过程。 近年来 , 利用表面活性剂在有机溶剂中形成一 种反向胶团 ( 简称反胶团 reversed micelles) 对 蛋白质进行萃取的技术得到了快速的发展和应 用 , 这也是表面活性剂在生物工程中成功应用 的一个范例。
反胶团的形成

2. 反胶团的制备 1）注入法：将蛋白质水溶液直接注入到含

有表面活性剂的有机溶剂中，搅拌，形
成透明的溶液 2）相转移法：将蛋白质水相与含表面活性 剂的有机相接触 3）溶解法：将含反胶团的有机相与蛋白质
反胶束体系在蛋白质萃取中应用的研究进展

反胶束体系在蛋白质萃取中应用的研究进展

一般说来 ,两种或两种以上表面活性剂构成的 体系对蛋白质有更高的分离效率 。例如将 AO T与 二 - ( 2-乙基己基 )磷酸 (D E I- IPA )构成的混合体系 , 可萃取相对分子质量较大的牛血红蛋白 ,萃取率达 80% , AO T /DOL PA 体系 、AO T / Tween- 85体系对蛋白 质的萃取能力都优于单一的 AO T体系 。非离子表面 活性剂的加入可使反胶团变大 ,从而可萃取相对分 子质量更大的蛋白质 [ 26 ] 。
4 反胶束体系萃取蛋白质的影响因素
蛋白质在反胶束中的增溶作用 。与蛋白质的表 面电荷和反胶束内表面电荷间的静电作用 、蛋白质 的疏水性以及反胶束的大小等因素有关 。任何对这 些性能产生影响的因素都将对蛋白萃取产生影响 。
411 体系组成
用于蛋白质分离的反胶束体系 可以 是离 子型 的 ,也 可 以 是 非 离 子 型 的 。其 中 研 究 最 多 的 是 以 AOT为代表的阴离子微乳体系 ,主要是因为 AOT形成 反胶束时不需加助表面活性剂 。但由于它不能萃取分 子量较大的蛋白质 ,其应用受到一定的限制 ,需进行改 性或加入某些表面活性剂进行复配 。如加入具有亲和 作用的生物表面活性剂 (磷脂等 )来改善萃取性能 。
312 纯化
D ekker[18 ]等用 TOMAC /异辛烷 +非离子型表面 活性剂反胶束体系 , 使 α- 淀粉酶的浓度提高了 l7 倍 ,收率达 85 % ;王金枝 [19 ]等用十六烷基三甲基溴化 铵 ( CTAB ) /正己醇 /正辛烷反胶束体系纯化胰蛋白
酶 ,商业用酶的纯化倍数最高为 1197 倍 ,粗酶为 7115 倍 ,且粗酶纯化后比活在 200U /m g以上 。
另外 ,许多反胶束萃取的实验研究表明 ,随着表征 水池大小的参数 w0 (反胶束中水与表面活性剂摩尔浓 度之比 )的降低 ,蛋白质的萃取率也减少 ,这充分说明了 位阻效应的存在。目前常用的阴离子表面活性剂 AOT 形成的反胶束 ,由于其胶束尺寸不够大 ,直接用于相对 分子质量较大的蛋白质的萃取时 ,萃取率不高 [15] 。