生化分離工程2萃取分離-在線瀏覽
2024-12-03 15:00本頁(yè)面
【正文】 的濃度超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，形成 正膠團(tuán)（ normal micelle） 。 ? 在反膠團(tuán)中有一個(gè)極性核心，它包括由表面活性劑極性端組成的內(nèi)表面、平衡離子和水，被稱之為“水池”（ water pool） 。 2021328 5 ? 常用的表面活性劑 ? AOT（ Aerosol OT），其化學(xué)名稱是琥珀酸二（ 2乙基己基）酯磺酸鈉（ Sodium di2ethylhexylsulfosuccinate），結(jié)構(gòu)式下 ? CTAB（溴代十六烷基三甲銨）、 TOMAC（氯化三辛基甲銨）、 PTEA（磷脂酰乙醇胺）。 2021328 6 ? 反膠團(tuán)的物理化學(xué)特性 ? CMC （ critical micelle concentration） ～ mmol/L的范圍內(nèi)。 ? 反膠團(tuán)“水池”中的水與普通水差異大。另外，其冰點(diǎn)通常低于 0℃ 。因?yàn)檫@一部分水被牢固地束縛著，所以粘度很大，流動(dòng)性很差。 圖 214 膠團(tuán)變化示意圖 2021328 8 ? 反膠團(tuán)的制備 ? 即將含蛋白質(zhì)的水相與含表面活性劑的有機(jī)相接觸。這種方法的過(guò)程較快并可控制反膠團(tuán)的平均直徑和含水量。 將含有反膠團(tuán) （ W＝3～ 30） 的有機(jī)溶液與蛋白質(zhì)固體粉末一起攪拌 ， 使蛋白質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)中 ， 該法所需時(shí)間較長(zhǎng) 。 2021328 9 圖 215 蛋白質(zhì)溶解方式示意圖 2021328 10 反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理 ? 反膠團(tuán)萃取是有機(jī)相 水相間的分配萃取。 ? 同時(shí)也是一個(gè) 濃縮操作。 圖 216 反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的示意圖 2021328 11 “ 水殼 ” 模型 （ watershell mode）） ? 蛋白質(zhì)向非極性溶劑中反膠團(tuán)的納米級(jí)水池中的溶解，有圖 217所示的四種可能。 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。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。 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。當(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)。 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)）。 ④降低 pH， 正電荷量增加，似乎有利于萃取率的提高。這被認(rèn)為是蛋白質(zhì)的 pH變性所造成的。 2021328 17 ⑤ 添加 KCl等無(wú)機(jī)鹽，萃取率下降（圖 219）。 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)。與蛋白質(zhì)溶入與否沒(méi)有關(guān)系。 ? 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。 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。 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
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