补充反胶束.
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影响因素4:表面活性剂浓度的影响 增大表面活性剂的浓度可增加反胶束 的数量,从而增大对蛋白质的溶解能力。 但表面活性剂浓度过高时,有可能在溶液 中形成比较复杂的聚集体。
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影响因素5:离子种类对萃取的影响 阳离子的种类如 Mg2+、Na+、Ca2+、 K+ 对萃取率的影响主要体现在改变反胶束 内表面的电荷密度上,通常反胶束中表面 活性剂的极性基团不是完全电离,有很大 一部分阳离子仍在胶团的内表面上(相反 离子 — 缔合),极性基团的电离程度愈大, 反胶束内表面的电荷愈大,产生的反胶束 也愈大。
3W0 M W Rw aau N a W Rw 反胶束半径大小 W0-水与表面活性剂摩尔 比值 M W-水分子质量 aau-每个表面活性剂分子 在反胶束的面积,离子 型,为0.5~0.7nm2 N a-阿伏加德罗常数
W-水密度
说明:蛋白质进入反胶束,会使反胶束结构发生变化 反胶束尺寸测定更多采用实验手段,如离心、小角度X射线散射法
在反胶束溶液中用得最多的是AOT(阴离 子型)
(二-(2-乙基已基)丁二酸酯磺酸钠)
AOT优点
1. 容易获得
2. 具有双链,极性基团较小,形成反胶束 时不需加助表面活性剂 3. 形成的反胶束较大,半径为170nm,有 利于大分子蛋白质进入
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条件2:临界胶束浓度
CMC:是胶束形成时所需表面活性剂的最
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话题5:反胶束萃取体系及 其操作
1. 单一反胶束体系:由单一表面活性剂形 成,结构简单、反胶束体积较大适合等 电点较高,相对分子量较小的蛋白质分 离,如AOP/异辛烷体系 2. 混合反胶束体系:二种或二种以上 3. 亲和反胶束体系
蛋白质增溶于反胶束溶液 方法
注入法:直接向含有表面活性剂的有机相 注入浓缩蛋白质溶液.(主要用于水溶性蛋 白质) 溶解法:直接将蛋白粉加入到反胶团相.(多 用于 非水溶性蛋白质)
影响因素2:离子强度对萃取率的影响
离子强度对萃取率的影响主要是由离子对表面 电荷的屏蔽作用所决定的
–I上升,反胶束内表面的双电层变薄,减弱了蛋白质 与反胶束内表面之间的静电吸引,从而减少蛋白质的 溶解度。 –反胶束内表面的双电层变薄后,也减弱了表面活性 剂极性基团之间的斥力,使反胶束变小,从而使蛋白 质不能进入其中。
补充
反胶束萃取法
参考:《生物物质分离工程》 第二版严希康主编P142
传统的分离方法,不适用蛋白质的提取和分离。
原因: ⑴蛋白质易变性 ⑵萃取剂问题,普通的离子缔合萃取剂很难奏效。
优点: ⑴具有成本低,溶剂可反复使用。 ⑵萃取率和反萃取率很高。 ⑶解决胞内酶在非细胞环境中迅速失活。 ⑷能直接从细胞中提取蛋白质和酶。
话题1:反胶束溶液形成的条件和特征: 反胶束( reversed micelle)是表面活性剂 分散于连续有机相中自发形成的纳米尺度的一种 聚集体。反胶束溶液是透明的,热力学稳定的系 统。 1. 表面活性剂 2. 临界胶束浓度CMC
续
条件1:表面活性剂 表面活性剂是由亲水憎油的极性基团 和亲油憎水的非极性基团两部分组成的两 极分子。有阴、阳、非离子表面活性剂。
低浓度。是体系的特性,与表面活性剂的 化学结构、溶剂、温度和压力等因素有关, 在非极性溶剂中CMC值的变化范围是0.11.0mM。
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话题2:胶束和反胶束的形成
胶束
反胶束
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反胶束的形状与大小 反胶束的尺寸和形状随表面活性剂 - 溶剂系统 的变化而变化,同时也受温度、压力、离子强度 的影响。 反胶束的形状:球形、椭球形、棒球形,其半 径一般为10-100nm。
话题6:反胶束萃取蛋白质的应用 分离蛋白质混合物 浓缩α-淀粉酶 从发醇液中提取胞外酶 直接提取胞内酶 用于蛋白质的复性
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续
话题4:影响因素ห้องสมุดไป่ตู้
蛋白质的萃取,与蛋白质的表面电荷和 反胶束内表面电荷间的静电作用,以及反胶 束的大小有关,所以,任何可以增强这种静 电作用或导致形成较大的反胶束因素,都有 助于蛋白质的萃取。
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影响因素1:水相pH值对萃取的影响 只有当反胶束内表面电荷与蛋白质表面电荷 相反,二者产生静电引力,蛋白质才能进入反 胶束。 提问: •阳离子表面活性剂,pH?(pH>pI) •对阴离子表面活性剂,pH?(pH<pI)
2、空间相互作用 盐浓度的增大对反胶束相产生脱水作用,反 胶束的含水率 W0随盐浓度的增大而降低,反胶束 直径减小,空间排阻作用增大,蛋白质的溶解度 下降。 在各种蛋白质等电点处的反胶束萃取实验研 究表明,随着蛋白质相对分子质量的增大,蛋白 质的分配系数下降,当蛋白质相对分子质量超过2 万时,分配系数很小。此时空间位阻占主导地位。
话题3:反胶束萃取蛋白质基本原理
1.三元相图
蛋白质进入反胶束溶液是一种协同过程。即
1. 在两相(有机相和水相)界面间的表面活性剂 层,同邻近的蛋白质发生静电作用而变形 2. 在两相界面形成了包含有蛋白质的反胶束,此 反胶束扩散进入有机相中
续
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2.反胶束的萃取原理 1、 静电作用
反胶束萃取一般采用离子型表面活性剂(如 AOT、TOMAC、CTAB)制备反胶束,这些表 面活性剂所形成的反胶束的内表面带有负电荷 (如AOT)或正电荷(如TOMAC,CTAB)。 带有电荷的溶质与表面活性剂发生强烈的静电相 互作用,影响溶质在反胶束的溶解度,即影响两 相间的分配系数。
–I上升,增大了离子间反胶束内“水池”的迁 移并取代蛋白质,使蛋白质从反胶束内被盐 析出来。
–盐与蛋白质表面活性剂的相互作用,可改变 溶解性能,盐的浓度越高,其影响就越大。
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影响因素3:表面活性剂的类型的影响 选用有利于增强蛋白质表面电荷和反胶束 内表面电荷间的静电作用与增强反胶束大小的 表面活性剂。