W越大，反胶团的半径越大
（2）反胶团的制备
① 注入法
② 相转移法
③ 溶解法
三、 生理活性物质的分离农缩
1、反胶团萃取原理
蛋白质进入反胶团溶液是一协同过程。在有机溶剂 相和水相两宏观相界面间的表面活性剂层 ,同邻近 的蛋白质分子发生静电吸引而变形 ,接着两界面形 成含有蛋白质的反胶团 ,然后扩散到有机相中 ,从 而实现了蛋白质的萃取。(可能机理） 改变水相条件 (如pH值、离子种类或离子强度 ) , 又可使蛋白质从有机相中返回到水相中 ,实现反萃 取过程。
案例二：
使用二级混合-分离型萃取流程，用TOMAC/0.1%辛醇-异辛烷的
溶液体系连续分离-淀粉酶，浓缩了17倍。(图)
案例三 ： 胞内酶的提取
作业：
第八章 反胶团萃取
1.概念：反胶团；反胶团的临界胶团浓度 2.反胶团萃取的优点有哪些？ 3.如何用反胶团萃取技术分离核糖核酸酶a、细胞色 素c和溶菌酶？
水

极性“头”
微胶团：水溶液中
表面活性剂的极
性头朝外，疏水 的尾部朝内，中 间形成非极性的 “核”
非极性的 “核”
非极性“尾”
非极性有 机溶剂

极性“头”
反胶团：
表面活性剂的极
性头朝内，疏水 的尾部向外，中 间形成极性的“核”
极性的“核” 反微团内溶解的水称为微水相或水池
非极性“尾”
第八章、反胶团萃取
一、概述
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。
反胶团的微小界面和微小水相具有两个特异性功能：
(1)具有分子识别并允许选择性透过的半透膜的功能；
用 AOT反胶团体系萃取血红蛋白时发现 , 蛋白质浓度高时,萃取率降低;而蛋白质浓 度低时,萃取率较高。
⑥表面活性剂


表面活性剂的类型 目前最常用的反胶团或微乳液是 AOT/异辛烷 体系。一是AOT形成的反胶团较大 ,有利于蛋 白质的萃取 ;二是AOT形成反胶团时不需加助 表面活性剂。 表面活性剂的浓度 当其它条件一定时 ,表面活性剂浓度也存在某 临界值。小于此临界值时 ,增大表面活性剂的 浓度可提高蛋白质的萃取率 ,大于临界值时 , 则无明显影响
①水相的 pH值
pH对萃取的影响主要体现在改变蛋白质的表 面电荷上。 在 pH小于蛋白质的等电点(PI)时 ,蛋白质表 面带正电荷 ;大于等电点时 ,蛋白质带负电荷。 AOT是一种阴离子型表面活性剂 ,它所形成 的反胶团的内表面带负电荷。 当水溶液的 pH小于蛋白质的等电点时,两表 面异电荷的吸引力使蛋白质的萃取率接近1 0 0 %。当pH大于PI时,溶菌酶萃取率急剧下 降,直到接近于零 。
(5)反胶团萃取技术的成本低，溶剂可反复使用等。
二、反胶团的形成
1、反胶团的构造： 在胶体化学中我们知道，如向水溶液中加入表面活性剂，
并使其浓度超过一定数值时，表面活性剂就会在水相中形成
胶体或微胶团，它是表面活性剂的聚集体。其亲水性的极性 端向外指向水溶液，疏水性的非极性“尾”向内相互聚集在
一起。
(2)在疏水性环境中具有使亲水性大分子如蛋白质等
保持活性。
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；
所以可以根据pro间M的差别选择性对pro进行萃取分离。 ③疏水性相互作用 aa的疏水性各不相同, 研究表明, 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。
2）反胶束萃取的影响因素
水相的pH值 盐离子的种类和浓度 温度 蛋白质的分子量和浓度 表面活性剂
阳离子表面活性剂
季铵盐Βιβλιοθήκη 非极性有机溶剂：环己烷，庚烷， 辛烷等
分离蛋白质时， 使用最多的是阴离子型表面活性剂AOT。
2、反胶团的物理化学特性及制备
（1）反胶团的物理化学特性 ① 反胶团的临界胶团浓度 表面活性剂在非极性有机溶剂中能形成反胶团的最小浓度 ② 反胶团含水率W W=C水/C表
四、 反胶团萃取的应用
分离蛋白质混合物； 浓缩α -淀粉酶； 从发酵液中提取胞外酶 ； 直接提取胞内酶； 用于蛋白质复性。
案例一：
通过三步分离操作分离了核糖核酸酶a、细胞色素c和溶
菌酶。 依据原理1 依据原理2
通过调节水相pH值和KCl浓度来实现三种蛋白质的分 离。在pH=9时，核糖核酸酶的溶解度很小，保留在 水相而与其他两种蛋白质分离；相分离后得到的反 胶团相（含细胞色素C和溶菌酶）与0.5 mol/L的KCl 水溶液接触后，细胞色素C被反萃取到水相，而溶菌 酶留在反胶团相；含溶菌酶的反胶团与2.0 mol/L KCl，pH值为11.5的水相接触后，将溶菌酶反萃至水 相中。
溶解推动力
①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
左图为pH值对不同蛋白质的溶解 率急剧变化,当pH＜pI ,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。
②盐离子的种类
③盐浓度
W0
S&Pro Z
盐浓度
萃取率
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。
⑤ 蛋白质分子量和浓度
蛋白质的分子量对其萃取率有较大影响。 例如溶菌酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶的分子 量分别为 14300、23300、35000 , AOT/ 异辛烷反胶团萃取它们的最大萃取率分别 约为 1 0 0 %、90 %、3 0 % ,表明分子量 越大的蛋白质越难萃取。
② 空间相互作用

A. 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。
B .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。 表明随M增大, 空间排阻作用增大, pro的溶解率降低.
2、蛋白质的溶解
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
疏水尾发生相互作用，被几个 小反胶团所“溶解”。
3、反胶团萃取
1）分离场-分离物质的相互作用
当向非极性溶剂中加入表面活性剂，并使其浓度超过一定 数值时，也会在非极性溶剂内形成表面活性剂的聚集体。与 在水相中不同的是，其疏水性的非极性尾部向外，指向非极 性溶剂，而极性头向内，与在水相中形成的微胶团方向相反， 因而称之为反胶团或反向胶团。
构成反胶团的表面活性剂种类：
阴离子表面活性剂
AOT