生化分離工程2 萃取分離-文庫(kù)吧
2025-09-17 15:00 本頁(yè)面
【正文】 分離目標(biāo)物質(zhì)（蛋白質(zhì)））間的相互作用及其影響因素等見(jiàn)表 24。 表 24 決定分配系數(shù) K的分離場(chǎng) 分離物質(zhì)間相互作用 相互作用 分離場(chǎng) 分離物質(zhì) 靜電性相互作用 pH、 鹽的種類(lèi)和離子強(qiáng)度 pI、 表面電荷 液狀離子交換體濃度 、 膠 團(tuán)內(nèi)雙重電荷層 立體性相互作用 膠團(tuán)尺度 、 含水率 W、 表 分子量 面活性劑濃度 疏水性相互作用 溶劑 、 膠團(tuán)親水疏水基 、 親水疏水殘基 含水率 特異性相互作用 親和配體 構(gòu)象 2021328 13 ? 下面以研究得較多的 AOT／ 異辛烷體系為對(duì)象，以立體性、靜電性、疏水性相互作用的分離特性及效果作以下的歸納。 ? 酶、蛋白質(zhì)等生物大分子的空間尺度與反膠團(tuán)的大小相接近。因而包括立體性相互作用在內(nèi)，表 511中所有的相互作用關(guān)系雖都很重要，但在多數(shù)場(chǎng)合下，是它們之間的復(fù)合作用占主導(dǎo)地位。有些蛋白質(zhì)其構(gòu)象很小的變化就可能對(duì)這些相互作用的結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。 2021328 14 ? 以細(xì)胞色素 C、 溶菌酶 、 核糖核酸酶 a為例，考察它們從主體水相向反膠團(tuán)內(nèi)微水相中的萃取或反方向的反萃取時(shí)靜電性相互作用以及 pH對(duì)這種作用的影響。 ① 對(duì)于 Mr＜ 20210小分子蛋白質(zhì)， pH＞ pI時(shí)，蛋白質(zhì)不能溶入膠團(tuán)內(nèi)，但在等電點(diǎn)附近，急速變?yōu)榭扇堋．?dāng) pH＜ pI時(shí)，即在蛋白質(zhì)帶正電荷的 pH范圍內(nèi)，它們幾乎完全溶入膠團(tuán)內(nèi)。 2021328 15 圖 218 pH對(duì)蛋白質(zhì)萃取率的影響 2021328 16 ②蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量增大到一定程度，即使將 pH向酸性一側(cè)偏離 pI， 萃取率也會(huì)降低（即立體性相互作用效果增大）。 ③相對(duì)分子質(zhì)量更大的 BSA， 全 pH范圍內(nèi)幾乎都不能萃?。挫o電相互作用效果無(wú)限小，可忽略不計(jì)）。此時(shí)， AOT濃度如較通常條件（ 50～ 100mmol/L）增加到 200～ 500mmol/L， 逐漸變?yōu)榭奢腿 ? ④降低 pH， 正電荷量增加，似乎有利于萃取率的提高。事實(shí)上，緩慢減小 pH， 萃取率從某一 pH開(kāi)始，急速減小。這被認(rèn)為是蛋白質(zhì)的 pH變性所造成的。蛋白質(zhì)和微量的 AOT在靜電、疏水性等的相互作用下，在水相中生成了復(fù)合體而變性。 2021328 17 ⑤ 添加 KCl等無(wú)機(jī)鹽，萃取率下降（圖 219）。 圖 219 鹽濃度對(duì)蛋白質(zhì)溶解率的影響 2021328 18 ? 而且，它對(duì)有機(jī)相具有脫水作用（ W減小，見(jiàn)下圖），使立體性相互（排斥）作用增大。 圖 220 鹽濃度對(duì)反膠團(tuán)含水率的影響 AOT（ mmol／ L）＝（○） 50 （△） 100， （□） 200， （◇） 300 2021328 19 ? 隨著蛋白質(zhì)分子量的增大，蛋白質(zhì)分子和膠團(tuán)間的立體性相互作用增加，萃取率有下降趨勢(shì)。用動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)定，發(fā)現(xiàn)反膠團(tuán)粒徑存在一粒徑分布，膠團(tuán)的粒徑分布（分離場(chǎng)）隨鹽濃度和 AOT濃度的增加而發(fā)生顯著的變化。與蛋白質(zhì)溶入與否沒(méi)有關(guān)系。 ? 分離場(chǎng)不受蛋白質(zhì)種類(lèi)的影響，可通過(guò)控制反膠團(tuán)粒徑，高效分離純化蛋白質(zhì)。 ? 隨著蛋白質(zhì)分子量的增加， 分配系數(shù) KpI迅速下降，相對(duì)分子質(zhì)量 20210左右的蛋白質(zhì)的高效分離是可能的。 ? 萃取溶入膠團(tuán)的蛋白質(zhì)的種類(lèi)和相對(duì)分子質(zhì)量不同，分離場(chǎng)的特性（膠團(tuán)平均直徑和含水率）幾乎不變。 2021328 20 ? 疏水性相互作用對(duì)蛋白質(zhì)分配特性的影響不大 2021328 21 反膠團(tuán)萃取過(guò)程 ? 多步間歇混合／澄清萃取過(guò)程 ? 圖 221是在 pH 9時(shí)，核糖核酸酶的溶解率很小，保留在水相而與其他兩種蛋白質(zhì)分離；相分離得到的反膠團(tuán)相（含細(xì)胞色素 C和溶菌酶）與 mol/L的 KCl水溶液接觸后，細(xì)胞色素 C被反萃到水相，而溶菌酶的保留在反膠團(tuán)相。此后，含有溶菌酶的反膠團(tuán)相與 mol/L KCl， pH ，將溶菌酶反萃回收到水相中。 2021328 22 圖 221 反膠團(tuán)萃取分離蛋白質(zhì)的工藝過(guò)程 2021328 23 ? 連續(xù)循環(huán)萃取 反萃取過(guò)程 ? 圖 222為連續(xù)循環(huán)萃取 反萃取過(guò)程，該過(guò)程由兩個(gè)混合／澄清單元構(gòu)成，左側(cè)單元用于反膠團(tuán)萃取，經(jīng)沉降澄清器后反膠團(tuán)相進(jìn)入右側(cè)單元的混合器進(jìn)行反萃取。 圖 222 連續(xù)循環(huán)萃取與反萃取過(guò)程示意圖 2021328 24 超臨界流體萃取 ? 超臨界流體萃取 supercritical fluid extraction， SCFE，也叫 氣體萃取 gas extraction、 流體萃取 fluid extraction、 稠密氣體
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