蛋白质反胶束萃取

蛋白质的反胶束萃取
Outline
蛋白质概述
蛋白质的常见分离方法
蛋白质反胶束萃取的原理 蛋白质反胶束萃取的应用举例 蛋白质的选择性萃取
蛋白质
化学分析试剂
化工用催化剂 …… 蛋白质
蛋白质分离上的常见问题
1 2 3 4 对温度、溶剂等敏感，易变性失活 原料中目标蛋白成分浓度小 杂质含量高，成分复杂 种类繁多，批量的特异性分离比较困难
• 离子强度
离子强度过小时，表面活性剂与溶剂相无法形成反 胶束，而形成了稳定的乳液，使其无法用于蛋白质 萃取。 离子强度增大时，它会： 1. 使反胶束内的双电层变薄，减弱蛋白质与反胶束内 表面间的静电引力，从而减小蛋白质溶解度。 2. 减弱表面活性剂之间的斥力，使胶束变小，不利于 蛋白质的溶解进入。 3. 增大了离子向反胶束内的迁移，并取代蛋白质，使 蛋白质从反胶束中析出。
水相
反胶束分离蛋白质举例
选择性反胶束萃取
向反胶束体系加入亲和配体后，可显著增强反胶束萃 取的选择性。 如对与刀豆球蛋白A的萃取，通过向反胶束中添加生 物表面活性剂octyl β-D-glycopyran（表面活性剂总量 的2-20%），作为参比的核糖核苷酸酶不受影响，而 刀豆球蛋白A与配体发生作用使其萃取效率显著提高。 对于抗生物素蛋白的反胶束萃取，同样可以通过加入 一些亲和配体，如带生物素标记的表面活性剂，使得 抗生物素蛋白更容易地进入胶束。 ……
有机相 萃取，实质上是蛋白质在 水相和反胶束内微水相间 的分配过程
水相
反胶束萃取的驱动力
静电相互作用 空间相互作用 疏水性相互作用
• 表面活性剂种类和浓度
影响反胶束萃取的因素
表面活性剂的种类： 1. 阳离子表面活性剂对表富集负电荷的蛋白质有较大分配比。 2. 阴离子表面活性剂对表富集正电荷的蛋白质有较大分配比。 表面活性剂的浓度： 1. 表面活性剂浓度增大，有利于形成更多的反胶束，可以加 速蛋白质的萃取。 2. 通过调节水率 w0，即胶束内水和表面活性剂的比，可调 节反胶束的大小。反胶束体积越大，其对大分子蛋白质的 分配比越大。
• 温度
升高温度会增加蛋白质在有机相中的溶解度，促进其的反 胶束萃取。但温度过高同时也会造成蛋白质变性等问题。
反萃取
有机相 蛋白质通过反胶束萃取后，进入 有机相的反胶束内。经过分离操 作，除去水相中的杂质等。
反萃取ຫໍສະໝຸດ Baidu
萃取
再通过调节体系的pH、离子强 度等，使得被萃取的蛋白质从反 胶束中释放出来，从来完成蛋白 质的分离提纯过程。
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可用于大批量分离纯化
可进行连续操作 分离成本低
问题
蛋白质在传统有机萃取剂中溶解度低且易变性
蛋白质反胶束萃取
反胶束萃取 Reversed micellar extraction： 源于20世纪70年代，本质上是一种液-液萃取，利用表面活性剂 在有机相中形成反胶团，从而在有机相中形成分散的微水环境， 使难溶于有机相或在有机相中发生生物活性变性的生物物质溶于 其中的萃取技术。
常见的分离方法
膜过滤 凝胶过滤 大小 抗蛋白酶 亲和色谱 金属离子 树脂 特殊性质 特异性结合 金属螯合力 溶解度 条件沉淀 蛋白质 形状 荷电性 等电点 密度 疏水性 疏水作用 色谱 离子交换 树脂 等电沉淀 梯度离心 分子筛
萃取
利用物质在互不相溶的两相之间分配特性不同而得以分离纯 化的技术
优势
• pH
pH会影响蛋白质的表面电荷及其分布，当pH<pI 时，蛋白质表面带正电荷，此时需用阴离子表面 活性剂制备反胶束进行萃取；反之，当pH>pI时， 蛋白质表面带负电荷，需用阳离子表面活性剂制 备胶束进行萃取。 pH-pI的大小，可以反映蛋白质所带电荷的多少， 一般来说pH与pI的差值越大，越有利于蛋白质萃 取。对于一些大分子蛋白质，只有在大的pH-pI 下才有可能分离。