胶团与反胶团萃取解读
胶团和反胶团萃取要点
由于周围水层和极性基团的保护，保持了蛋白 质的天然构型，不会造成失活。
◘ 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OT需要6~8个水分
子，而其它水分子则不受束缚，可与普通水一样自由流动 。
故当W > 16时，“水池”中的水逐渐接近主体水相粘 度，胶团内也形成二重电荷层。
见下图。
假定反胶团为球形（除了W或表面活性剂浓度很 大外），反胶团平均直径dm的增加和W的增加基本成 正比，W=0~50之间，dm=2~30nm。
向）胶团。
水
极性头
正胶团是在极性溶液中形成的，
其亲水性的极性端向外指向极 性（如水）溶液，疏水性的非 极性“尾”向内相互聚集在一
非极性的核 非极性尾
起。
反胶团是两性表面活性 剂在非极性有机溶剂中 亲水性基团自发的向内 聚集而成，内含微小水 滴，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。
反胶团的分类
1、单一表面活性剂反胶团体系： 是指在使用时无须加入助剂的表面活性剂，具有多条中等长度的烷 基尾和一个较小的极性头。
A、 阴离子型，如AOT。该体系结构简单和稳定，反胶团体积较大 ，适用于等电点较高的、相对分子量较小的蛋白质的分离；
B、阳离子型，如CTAB，DAP等。该体系适用于等电点较低的、相对 分子量较大的蛋白质的分离； 分子量更大的蛋白质，但这类体系容易乳化。 C、非离子型表面活性剂，能形成更大的反胶团体系，能分离相对
胶团与反胶团萃取技术
极性基团两部分组成的两性分子。
表面活性剂的分类： 阴离子表面活性剂； 阳离子表面活性剂； 非离子型表面活性剂。
表面活性剂在溶液中开始形成胶团时的浓度称为临界胶束
浓度，简称CMC。当溶液中表面活性剂浓度低于CMC时，它 主要以单体形式，即分子或离子形式存在。表面活性剂形 成胶团后，溶液的许多物理化学质，如表面张力、摩尔电 导率、渗透压、密度、增溶性能等，在一个很窄的浓度范 围内呈现不连续变化。
从原理上，可当 做“液膜”分离操作 的一种。 如右图所示 ：
（3）溶解法 将含有反胶团（W＝3~30）的有机溶液与蛋白质固体粉末一齐搅 拌，使蛋白质进入反胶团中 。 用于非水溶性蛋白质。 该法所需时间较长，含蛋白质的反胶团体系稳定。 说明反胶团“水池”中的水与普通水的性质有区别。
二、反胶团萃取原理
从宏观上看反胶团萃取，是有机相－水相间的分配萃 取，和普通的液液萃取在操作上具有相同特征。 微观上，是从主体水相向溶解于有机溶剂相中的反胶 团微水相中的分配萃取。
表面活性剂 AOT CTAB TOMAC
有机溶剂 表面活性剂 有机溶剂 n-烃类(C6～C10)、异辛烷、 Brij60 辛烷 环己烷、四氯化碳、苯 己醇／异辛烷，己醇／辛烷
TritonX 己醇／环己烷 三氯甲烷／辛烷
磷脂酰胆碱 苯、庚烷 环己烷 磷脂酰乙醇胺 苯、庚烷
胶团分为正（向）胶团和反（向）胶团。
胶团与反胶团萃取
一、基本概念
二、萃取原理 三、影响因素 四、应用领域 五、胶团与反胶团萃取设备
一.基本概念
胶团萃取——是被萃取物以胶团或者胶体形式从水相 被萃取到有机相的溶剂萃取方法。它既可用于无机物的萃 取，也可用于有机物的萃取。
在无机物的方面：金属或其无机盐可以形成疏水胶体粒子粒子进入有
反胶团萃取的原理
反胶团萃取的原理胶团是一种由胶原蛋白和其他蛋白质组成的胶体颗粒，它在食品加工和制备中具有重要的作用。
然而，在某些情况下，我们需要将胶团从食品中去除，这就需要用到反胶团萃取技术。
反胶团萃取的原理主要是利用一定的物理或化学手段，将胶团从食品中分离出来。
本文将介绍反胶团萃取的原理及其应用。
首先，反胶团萃取的原理涉及到胶团的特性。
胶团在溶液中通常呈现为胶态，其粒径较大，表面带有电荷，因此在溶液中具有一定的稳定性。
为了实现反胶团的萃取，我们需要破坏胶团的稳定性，使其聚集成团，从而可以被分离出来。
其次，反胶团萃取的原理可以通过改变溶液的物理条件来实现。
例如，可以通过调节溶液的pH值，改变离子强度，或者调节温度来破坏胶团的稳定性。
在酸性条件下，胶原蛋白的电荷状态会发生改变，从而导致胶团的聚集。
另外，通过加热或者冷却溶液，也可以改变溶液中胶团的稳定性，使其聚集成团。
此外，反胶团萃取的原理还可以通过添加特定的化学物质来实现。
例如，可以添加盐类、有机溶剂、蛋白酶等物质来改变溶液中胶团的性质，从而实现胶团的聚集和分离。
这些化学物质可以改变胶团表面的电荷状态，破坏其稳定性，使其聚集成团，便于分离。
最后，反胶团萃取的原理还可以通过物理手段来实现。
例如，可以利用超声波、高压处理、离心等方法来破坏胶团的稳定性，使其聚集成团，便于分离。
这些物理手段可以有效地改变胶团的结构和性质，从而实现胶团的萃取。
综上所述，反胶团萃取的原理主要是通过改变溶液的物理和化学条件，破坏胶团的稳定性，使其聚集成团，从而实现胶团的分离。
这种技术在食品加工和制备中具有重要的应用，可以有效地改善食品的质量和口感。
希望本文对反胶团萃取的原理有所帮助，谢谢阅读！。
反胶团萃取的个人总结
（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；
（5）反胶团萃取技术的成本低，溶剂可反复使用等。
（3）作为具有新型功能的疏水性反应场；
（4）作为酶和微生物的一种新型的固定化方法；
（5）作为微小型的生物反应器；
（6）作为生理活性物质及生物活性大分子的特异性分离场的应用性研究。
推动力
影响因素
与溶剂萃取相比较优缺点
反胶团萃取技术在分离生物大分子特别是分离蛋白质方面，具有突出优点：
（1）有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性；
反胶团萃取
一．胶团与反胶团的形成
胶团：将表面活性剂溶于水，当其浓度超过临界胶团浓度（CMC）时，表面活性剂就在水溶液中聚集在一起形成的聚集体。
反胶团：与此类似，将表面活性剂溶于有机溶剂中，当超过某一个数值，表面活性剂就在有机溶剂中形成反胶团，也称反微团或者反胶束。
与在水溶液中不同的是，有机溶剂内胶团的表面活性剂分子的疏水尾部向外，溶于有机溶剂，而亲水头部向内。
反胶团取的本质仍是液液有机溶剂萃取。
正胶团：
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”
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”
发展历程
基本原理
工业流程及其设备
应用方向
反胶团的应用研究：
（1）作为生物膜的简化模型；
（2）作为显示酶类性质的一种模型进行基础性研究；
反胶团萃取的原理
反胶团萃取的原理
胶团是一种由胶原蛋白和其他蛋白质组成的三维网络结构，广泛存在于动物组
织中，如皮肤、骨骼、软骨等。
在医学和生物工程领域，胶团的提取和分离是一项重要的技术，而反胶团萃取则是其中的一种关键方法。
反胶团萃取的原理基于胶团的特性，利用化学或物理手段将胶团从生物组织中
提取出来。
其过程主要包括预处理、溶解、分离和纯化等步骤。
首先，预处理阶段是为了改变胶团所处的环境，使得其易于被溶解和分离。
这
一步通常包括清洗、去除杂质和改变PH值等操作，以提高后续步骤的效率。
接下来是溶解步骤，通过加入适当的溶剂或改变温度、压力等条件，使得胶团
分子间的相互作用减弱，从而使胶团逐渐溶解于溶液中。
这一步需要根据胶团的特性和所处的生物组织来选择合适的溶解条件，以避免对胶团结构和性质的破坏。
随后是分离步骤，将溶解的胶团与其他生物组织成分分离开来。
这一步通常采
用离心、过滤、沉淀等方法，将胶团从溶液中分离出来，并去除残余的杂质和溶剂。
最后是纯化步骤，通过进一步的化学或物理处理，去除残余的杂质和溶剂，使
得提取的胶团达到所需的纯度和活性。
这一步通常包括柱层析、凝胶过滤、超滤等技术，以获得高纯度的胶团制品。
总的来说，反胶团萃取的原理是通过一系列的预处理、溶解、分离和纯化步骤，将胶团从生物组织中提取出来，并获得所需的纯度和活性。
这项技术在医学、生物工程和食品工业等领域具有重要的应用前景，为胶团的利用和开发提供了重要的技术支持。
反胶团萃取的原理
反胶团萃取的原理
反胶团萃取是一种从溶液中去除胶体颗粒的方法。
它利用与胶体颗粒相反的电荷特性，通过添加电荷相反的染料或胶体颗粒，使胶体颗粒与添加剂发生吸附作用，形成重叠反胶团结构。
这些重叠的反胶团结构会相互吸引，从而形成更大的聚集体，使胶体颗粒变得更易沉淀。
该方法的原理是通过添加电荷相反的剂量，改变胶体颗粒表面的电荷性质。
胶体颗粒通常具有带负电或带正电的表面电荷分布，造成它们在溶液中的稳定分散。
当添加具有相反电荷的反胶团剂，如阳离子染料或阳离子胶体颗粒时，这些反胶团剂会吸附到胶体颗粒表面，改变胶体颗粒电荷的分布。
反胶团剂与胶体颗粒的吸附作用导致胶体颗粒之间的吸引力增强，形成更大的组块。
这些组块比起单个胶体颗粒更重，因此在重力或离心力的作用下更容易沉淀。
此外，重叠的反胶团结构还可以通过减少胶体颗粒与溶剂之间的接触面积，进一步促进沉淀。
反胶团萃取方法简单易行，并且可以有效地去除溶液中的胶体颗粒。
通过调整反胶团剂的剂量和溶液的pH值等条件，可以
控制胶体颗粒的去除效果。
然而，需要注意的是，该方法可能对一些溶液中的其他成分产生影响，因此在具体操作中需要仔细考虑和控制实验条件。
反胶团萃取解读
反胶团萃取张睿摘要：本问介绍了反胶团萃取的基本概念及其影响反胶团萃取蛋白质的因素，并分析了动力学和热力学的理论，从而建立了平衡模型。
关键词：反胶团、萃取、平衡模型1．研究背景传统的分离方法，如液-液萃取技术，具有操作连续、多级分离、放大容易和便于控制等优点，在化学、化工、石化等领域得到广泛应用。
但很难用于具有某些特殊性质的生化产品(如蛋白质、氨基酸等)的提取与分离，原因在于这类物质多数不溶于非极性有机溶剂，或与有机溶剂接触后会引起变性和失活。
20世纪80年代中期发展起来的反胶团萃取技术解决了这一难题。
所谓反胶团，是指当油相中表面活性剂的浓度超过临界胶束浓度后，其分子在非极性溶剂中自发形成的亲水基向内、疏水基向外的具有极性内核(polar core)的多分子聚集体(aggregates)。
反胶团的极性内核可以溶解某些极性物质，而且在此基础上还可以溶解一些原来不能溶解的物质，即所谓二次加溶原理。
例如，反胶团的极性内核在溶解了水后，在内核中形成“水池”(water poo1)，可以进一步溶解蛋白质、核酸和氨基酸等生物活性物质。
胶团的屏蔽作用，使这些生物物质不与有机溶剂直接接触，而水池的微环境又保护了生物物质的活性，从而达到了溶解和分离生物物质的目的。
这种技术既利用了溶剂萃取的优点，又实现了生物物质的有效分离，作为一种新型的生物分离技术应用于蛋白质、氨基酸及药物、农药等物质的分离分析中，显示了巨大的应用潜力。
[1]2．文献综述2.1反胶团的形成[2]正向胶团(normal micelle)是表面活性剂分子在极性溶剂，如水中形成的一种亲水基团(头)朝外，而疏水基团(尾)朝内的具有非极性内核的多分子聚集体。
洗涤剂中的表面活性剂分子在水中形成的就是这种胶团，其非极性内棱可以溶解各种油污。
从而达到去污的效果。
与此相反，表面活性剂在非极性溶剂如某些有机溶剂中就会形成亲水头向内和疏水尾向外的具有极性内核(polar core)的多分子聚集体(aggregates)，由于其表面活性剂的排列方向与一般的正向胶团相反，因此，称为反胶团。
5.1-5.3 双水相、反胶团、凝胶萃取技术
B
高 聚 物 B 质 量 分 数 (%)
T
VB/VA=DM/MT
系线
M VB
C
D VA
双节线
A
高聚物A质量分数(%)
高聚物A、B双水相系统相图
在系线上各点处系统的总浓度不同，但均分成 组成相同而 体积不同的两相。两相的体积近似服从杠杆规则，即
VB/VA=DM/MT
系线的长度是衡量两相间相对差别的尺度，系线越长，两相 间的性质差别越大，反之则越小。当系线长度趋向于零时，即 在双节线上C点，两相差别消失，任何溶质在两相中的分配系数 均为1，因此C点称为临界点(critical point)。
德大学的Albertsson重新发现此体系并第一次用来提取生物物质。
1979年，Kula和Kroner等人将双水相体系用于从细胞匀浆液中提 取酶和蛋白质，使胞内酶的提取过程大为改善。此后，对于双水 相体系的研究和应用逐步展开并取得很大进展。在提纯有生理活 性的生物物质方面，与其他提取方法相比，它具有许多优势。现
在双水相萃取已被广泛用于蛋白质、酶、核酸、病毒、细胞、细
胞器等生物产品的分离和纯化，并逐步向工业化生产迈进，展现 了在食品工业、生物学研究和生物工程方面的巨大应用前景。
• 双水相现象是当两种聚合物或一种聚合物与一种 盐溶于同一溶剂时，由于聚合物之间或聚合物与 盐之间的不相容性，当聚合物或无机盐浓度达到 一定值时，就会分成不互溶的两相。
5.生物产品萃取技术
萃取的基本概念
①萃取: 溶质从料液转移到萃取剂的过程。
溶剂萃取概述
当含有生化物质的溶液与互不相溶的第二相接触时，生化物质倾
向于在两相之间进行分配，当条件选择得恰当时，所需提取的生
化物质就会有选择性地发生转移，集中到一相中，而原来溶液中 所混有的其它杂质（如中间代谢产物、杂蛋白等）分配在另一相 中，这样就能达到某种程度的提纯和浓缩。 ②反萃取：溶质从萃取剂转移到反萃剂的过程。 在完成萃取操作后，为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作 的实施，将目标产物从有机相转入水相的操作就称为反萃取
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不同蛋白质具有 不同的等电点， 可调节pH,分离 不同蛋白质，但 要注意避免蛋白 质的变性。
（2）水相离子强度的影响
a：离子强度影响到反胶团内壁的静电屏蔽程度，增 大离子强度可降低蛋白质分子和反胶团内壁的静电作 用力。 b：增大离子强度可减小表面活性剂极性头之间的相 互斥力，使反胶团变小。
蛋白质性质不同， 其在反胶团相中溶 解度达到最低时所 对应最小离子强度 也不相同，利用这 种差别，即可实现 不同蛋白质间分离 和浓缩。
胶团萃取与反胶团萃取
Review
胶团概念
当向水溶液中加入表面活性剂达到一定浓度
(CMC)时，会形成表面活性剂聚集体。
胶团萃取（micellar extraction）
水
正 向 胶 团 非极性“尾”
极性“头”
非极性的“核”
胶团萃取是被萃取物以胶团或者胶体形式从水相 被萃取到有机相的溶剂萃取方法。 胶团萃取多用于无机物萃取，但也用于有机物 萃取。 被萃取物主要限于金、银、硫酸钡等，溶剂主 要限于氯仿、四氯化碳和乙醚等。
起搅拌。适用于不溶水蛋白质。
制备含蛋白质的反胶团的三种方法
影响反胶团萃取的主要因素（以萃取蛋白为例）
（1）水相pH值的影响 水相的 pH 值决定了蛋白质分子表面可电离基团的离 子化程度。 当pH<pI时蛋白质带正电荷，与反胶团内所带电荷相 反，由于静电引力蛋白质转移到反胶团中。 相反，当pH>pI时该蛋白质带负电荷，由于静电斥力， 使溶入反胶团的蛋白质反向萃取出来，实现蛋白质的反 萃取。 等电点：对于每个蛋白质都存在一个pH使它的表面净电 荷为零即等电点（pI）。
反胶团萃取的本质仍是液-液有机溶剂萃取， 但与一般有机溶剂萃取所不同的是，反胶团萃取 是利用表面活性剂在有机相中形成的反胶团，从 而在有机相内形成分散的亲水微环境，使物质在 有机相内存在于反胶团的亲水微环境中。
反胶团萃取可应用于提取蛋白质、核酸分子的分离纯 化、分离金属离子、制备纳米材料、酶催化反应。
（3）助表面活性剂的影响
对于分子量过大的蛋白质，表面活性剂形成的反胶团 的大小不足以包容它，而无法实现萃取。此时加入一些非 离子表面活性剂，使它们插入反胶团结构中，就可以增大 反胶团的尺寸，溶解相对分子质量较大的蛋白质。
助表面活性剂主要有乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、 异丁醇、正戊醇、异戊醇、1-己醇、2-己醇、1-辛醇、2-辛 醇、杂醇油、对壬基酚等。
反胶团萃取 （reverse micellar extraction）
极性的“核”
反 向 胶 团 非极性有机溶剂
反胶团内 溶解的水 称为微水 相或水池
反胶团萃取技术的产生
传统的分离方法，如液-液萃取技术很 难应用于对生化产品（如蛋白质、氨基酸 、抗生素等）的提取与分离，原因在于这 类物质多数不溶于非极性有机溶剂，或与 有机溶剂接触后会引起变性和失活；而盐 析、沉淀、层析、电泳等生化分离方法又 不能实现连续和放大操作。 因此，针对这两大难题，在20世纪70 年代中期反胶团萃取技术就发展起来了。
反胶团萃取技术的应用
（1）萃取蛋白质：利用反胶团萃取技术处理蛋
白质或其混合物，包括α-淀粉酶、细胞色素c 、核糖核酸酶、溶菌酶、α-胰凝乳蛋白酶、 过氧化氢酶等。 例：浓缩α-淀粉酶、分离蛋白质混合物 （2）日化行业中用于化妆品原料及功能性添加 剂（植物油、氨基酸、维生素）的提取。 （3）在药物中的应用：主要是对各种蛋白质、 抗体、抗生素的萃取。
蛋白质的溶解模型
(a)水壳模型
蛋白质居于“水池”中
心，水壳层则保护了蛋
白质，使其生触
仅蛋白质的亲水基插入胶
团内部的“水池”中，而 其亲脂基团露在胶团外面， 与表面活性剂的疏水剂或 有机溶剂的碳氢部分接触。
(c)吸附模型
蛋白质分子吸附在胶 团内部由表面活性剂
亲水头组成的亲水壁
上。
(d)包围溶解
蛋白质被几个胶团包
围而溶解于表面活性剂 胶团，胶团的非极性尾 与蛋白质的亲脂部分直 接作用。
陆九芳p125c
制备含蛋白质反胶团的三种方法
相转移法：将含蛋白质的水相和含表面活性剂的有机溶剂 相接触，在缓慢搅拌下，部分蛋白质转入有机相。此过 程较慢，最终得到的含蛋白质有机相是稳定的。 注入法：向含表面活性剂的有机相中注入含蛋白质的水溶 液。此过程较快，操作也很简单。 溶解法：将含水的反胶团的有机溶液与蛋白质固体粉末一
反胶团含水率W
定义为水和表面活性剂的摩尔浓度之比，即
W
C水 C表面活性剂
W可反映反胶团大小，W越大，反胶团半径越大
常用表面活性剂
表面活性剂的存在是反胶团萃取体系的必要条件，主要可 分为：
（1）阴离子型 (如二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠 (AOT)) （2）阳离子型 (如氯化三辛基甲铵(TOMAC)和十六烷三甲铵 (CTAB)等季铵盐)
（3）非离子型（如Tween 85)
常用的表面活性剂及其相应的有机溶剂
表面活性剂 AOT CTAB TOMAC 有机溶剂 表面活性剂 有机溶剂 n-烃类(C6～C10)、异辛烷、 Brij60 辛烷 环己烷、四氯化碳、苯 己醇／异辛烷，己醇／辛烷
TritonX 己醇／环己烷 三氯甲烷／辛烷
磷脂酰胆碱 苯、庚烷 环己烷 磷脂酰乙醇胺 苯、庚烷
（4）温度对蛋白质稳定性的影响
一般说来，温度的增加将使反胶团的含水量下降，因而 不利于蛋白质的溶解。
因此通过提高温度可以实现蛋白质的反萃取。然而，由 于蛋白质的活性对温度的变化较为敏感，因此该方法的应用 受到了一定程度的限制。 另外，温度会明显影响相转移的速度和效果。
（5）溶剂体系的影响 溶剂的性质(尤其是极性)对反胶团的形成和大小都有 影响。 常用的溶剂是烷烃类（正己烷、环己烷、正辛烷、 异辛烷等）。 有时也使用助溶剂，如醇类。可以调节溶剂体系的 极性，改变反胶团的大小，增加蛋白质的溶解度。
反胶团萃取使用最多的是阴离子型AOT
极性基团 较小，所 形成的反 胶团空间 较大，利 于生物大 分子进入
AOT体系的有机溶剂通常采用异辛烷
以反胶团萃取蛋白质为例
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；
(2)在疏水性环境中能使亲水性大分子蛋白质等保持活性。