反胶束萃取方法步骤
第4章 反胶束萃取
其中：W0为有机相中水与表面活性剂的摩尔比， 即含水率。
生物分离工程前沿技术
表面活性剂为模板制备介孔硅材料
生物分离工程前沿技术
生物分离工程前沿技术
生物分离工程前沿技术
反胶团的溶解作用
反胶团溶解蛋白质的 形式，有人提出四种 模型：
水壳模型； 蛋白质分子表面疏水区 域直接与有机相接触； 蛋白质吸附于反胶团内 壁； 蛋白质疏水区与几个反 胶团的表面活性剂疏水 尾相互作用，被几个小 反胶团“溶解”。 对亲水性蛋白质，普遍 接受水壳模型。
生物分离工程前沿技术
生物分离工程前沿技术
3.4 反胶团萃取操作
多步Байду номын сангаас歇混合－澄清萃取操作
生物分离工程前沿技术
连续循环萃取－反萃取操作
萃取
反萃取
料液
产物1
反萃液
产物2
生物分离工程前沿技术
3.5 反胶束萃取蛋白质的应用
从发酵液中提取细胞外酶
直接提取细胞内酶
从植物中同时提取油和蛋白质 油溶于有机相，蛋白质进入内水相 纯化和分离蛋白质
生物分离工程前沿技术
反胶团萃取应用实例
反胶束萃取氨基糖苷类抗生素
阴离子表面活性剂：二—2—乙基己基磷酸钠 (NaDEHP)：
助表面活性剂：磷酸三丁酯(TBP)
正向与逆向转移的机制
– 正向转移 氨基糖苷类可被萃取入反胶束的含水内核，这 种萃取是胶束内壁与氨基糖苷类分子之间静电引力相互作 用的结果； – 逆向转移 由于形成表面活性小很多且极易溶于有机相中 的Ca(DEHP) 2 致使反胶束破裂，氨基糖苷类分子又返回水 相。
生物分离工程前沿技术
第3章 反胶团萃取 3.1 概述 传统液液有机溶剂萃取的缺点
反胶束萃取蛋白质的过程
反胶束萃取蛋白质的过程嘿，你知道吗？在生物科技这个神奇的领域里，有一种超酷的技术叫反胶束萃取蛋白质。
这就像是一场微观世界里的寻宝游戏，只不过宝藏是那些对我们超级重要的蛋白质。
我先给你讲讲啥是反胶束吧。
想象一下，你有一堆小小的、圆圆的东西，就像一个个微型的气球。
这些小气球的外皮是一种特殊的物质，它们的里面呢，可以包裹住东西。
这就是反胶束啦。
反胶束存在于有机溶剂当中，就像一群小气球在油的海洋里漂浮着。
这些小气球的外皮，也就是表面活性剂分子，它们很特别，一头亲水，一头疏水。
亲水的那头就像一个个小手臂，伸在外面，对水很友好；疏水的那头呢，就躲在里面，不喜欢水，喜欢油。
那怎么用这个反胶束来萃取蛋白质呢？这可就有意思了。
咱们就假设有个叫小李的科学家，他在实验室里就捣鼓这个事儿。
小李先得把这个反胶束的溶液准备好。
这就好比是准备好装宝藏的小盒子。
他得小心翼翼地调配溶液的浓度啊、酸碱度啊这些东西。
要是浓度不对，那就像是盒子的大小不合适，可能就装不下蛋白质这个大宝贝了。
酸碱度不合适呢？那就更糟糕了，就好像盒子里面有刺，会把蛋白质给弄坏的。
当这个反胶束溶液准备好了，就到了关键的一步——让蛋白质和反胶束接触。
这时候，就像是把蛋白质这个小客人带到了满是小盒子的房间里。
蛋白质在水溶液里，而反胶束在有机溶剂里，这就像是两个不同的世界。
可是呢，奇迹就发生在这个接触的瞬间。
蛋白质周围都是水，而反胶束外面那些亲水的小手臂，就像是热情的迎宾员。
它们看到蛋白质周围的水，就说：“嘿，水朋友，快带着你的伙伴蛋白质到我们这儿来呀。
”然后呢，蛋白质就被这些亲水的部分吸引着，慢慢地靠近反胶束。
这感觉就像是被一群友好的小精灵拉着，一步步走向那个神秘的小盒子。
一旦蛋白质靠近了反胶束，就会发生更奇妙的事儿。
反胶束会把蛋白质包裹起来，就像把宝贝小心翼翼地装进盒子里，然后关上门。
这个时候，蛋白质就从水溶液里转移到了有机溶剂里。
你说神奇不神奇？这就好比是把一条在水里游的鱼，一下子放到了一个透明的保护球里，然后这个保护球又能在油里漂浮了。
综合性实验五 用反胶束萃取技术提取胰蛋白酶
实验五用反胶束萃取技术提取胰蛋白酶目录1前言2 实验I3 实验II4 结论5 参考文献1 前言反胶束是表面活性剂在有机溶剂中自发形成的纳米尺度的一种聚集体。
表面活性剂是由亲水的极性头和疏水的非极性尾两部分组成的分子。
在反胶束系统中，表面活性剂的非极性尾端指向有机溶剂，极性头向内排列形成一个极性核，溶解水后形成“水池”(waterp001)。
此“水池”可以增溶蛋白质等大分子。
上世纪70年代开始，瑞士的Luisi等首次提出了用反胶束萃取蛋白质。
反胶束萃取具有成本低，可以重复利用的优点，所以具有广阔的工业应用前景。
目前，国内外对反胶束技术的研究取得了很大的进展。
Cortez等用CTAB反胶束体系从季也蒙假丝酵母组织中分离提取木糖还原酶，回收率近100％。
Su等从牛乳清中分离得到90％纯度的IgG。
FerreimMJ使用反胶束萃取技术成功地从黑曲霉中提取葡萄糖氧化酶。
2 实验I 反胶束萃取法提取胰蛋白酶的工艺研究2.1 实验目的和要求2.2 实验原理2.3 实验器材与试剂2.4 操作步骤2.4.1 反胶束相系统的萃取操作1不同pH值对萃取的影响（1）萃取。
分别吸取不同pH值的酶溶液和等体积含15%.............胰蛋白酶充分转移至反胶束团中。
（2）离心并测定酶活。
将充分混合的……………………….按下式计算萃取率：萃取率（E）=2不同KCl离子强度对萃取的影响（1）萃取。
分别吸取不同KCl浓度的酶溶液和等体积含15%.............胰蛋白酶充分转移至反胶束团中。
（2）离心并测定酶活。
方法同上。
2.4.2 反胶束相系统的反萃取操作（1）反萃取。
在萃取离心后的上层有机相………….使胰蛋白酶转入水相。
（2）离心并测定反萃液酶活。
按下式计算反萃率：反萃率(E’)=2.5 结果与讨论2.5.2 pH值对萃取和反萃取的影响在通常情况下，pH值对反胶束的萃取和反萃皆有很显著的影响，研究者们也经常通过pH值的调节以达到提高萃取率和反萃取率的目的。
反胶束萃取生物大分子
反胶束萃取生物大分子
反胶束萃取是一种常见的生物大分子提取方法，可以从多种材料中分离、纯化和提取多种生物大分子，如DNA、蛋白质和核酸。
反胶束萃取的原理是，放大基质和活性酶的杂质并将胞壁和外膜的大分子包裹层断裂。
首先，将所需材料放入离心机，以获取细胞裂解液。
其次，将细胞裂解液添加到预先安装在管壁上的危险动物Lysing（Matrix）结构中，可以将细胞内的大分子从细胞萃取出来。
第三步，将细胞质液中的细胞内分子添加到反相磁力混合器中，使用滚筒运动的模式进行混合，以充分发挥细胞内物质的杂化作用。
第四步，将细胞质液添加到安装在100％乙醇中的8.5％亚胺溶剂中，使DNA、蛋白质和核酸从细胞中萃取出来。
此外，添加一定量的固定盐可以有效抑制反胶束萃取中非特异性酶的反应，有效提高生物大分子（DNA）的分离纯化率。
总而言之，反胶束萃取是一种有效提取大分子的简单而有效的方法，且模式简单方便。
它不仅能够提供高纯度的大分子，还能在较短的时间内获得满意的结果。
反胶束萃取方法步骤
随着基因工程和细胞工程的发展，尽管传统的分离方法 （如溶剂萃取技术）已在抗生素等物质的生产中广泛应 用，并显示出优良的分离性能，但它却难以应用于蛋白 质的提取和分离。其主要原因有两个：一是被分离对 象—蛋白质等在40~50℃便不稳定，开始变性，而且绝大 多数蛋白质都不溶于有机溶剂，若使蛋白质与有机溶剂 接触，也会引起蛋白质有变性；二是萃取剂问题，蛋白 质分子表面带有许多电荷，普通手离子缔合型萃取剂很 难奏效。因此研究和开发易于工业化的、高效的系列化 物质分离方法已民为当务之急。反胶束萃取法就是在这 一背景下发型起来的一种新型分离技术。
当W0超过60（最大含水量）时，透明的反胶束溶液将 变浑浊，并发生分相。对于季铵盐形成的反胶束， W0一般小于3。在列平衡水相存在的情况下，W0可以 人为地在一定范围内调节。
9.2 反胶束萃取蛋白质的基本原理
9.2.1 三元相图及萃取蛋白质 对一个由水、表面活性剂和非极性有机
溶剂构成的三元系统，存在有多种共存 相，可用三元相图表示，如图10.5是水AOT-异辛烷系统的相图示例。
由于实验方法不同，所得的CMC值往往给于完全一致， 但是突变点总是落在一个很窄的浓度范围内，故用 CMC范围来表示更为方便。
表9.2是几种类型表面活性剂的CMC值，可以看出， CMC值与活性剂的结构有一定的联系。在非极性溶剂 中CMC值的变化范围是
1.0×10-4~1.0×10-3mol/L。
9.1.3 胶束与反胶束的形成
9.2.3 蛋白质溶入反胶束溶液的推动力与 分配特性
9.2.3.1 推动力 蛋白质溶入反胶束溶液的推动力主要包
括表面活性剂与蛋白质的静电作用力和 位阻效应。
（1）静电作用力
在反胶束萃取体系中，表面活性剂与蛋白质都是带电 的分子，因此静电相互作用肯定是萃取过程中的一种 推动力。其中一个最直接的因素是pH值，它决定了蛋 白质带电基团的离解速率及蛋白质的净电荷。
第四章反相微胶团萃取技术
临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration CMC)
临界胶束浓度,是胶束形成时所需表面活性剂的最 低浓度，用CMC来表示，这是体系特性，与表面活 性剂的化学结构、溶剂、温度和压力等因素有关。 CMC的数值可通过测定各种物理性质的突变(如表 面张力、渗透压等)来确定。
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 两部分组成的两性分子，可分为阴离子表面活性剂、阳离子表 面活性剂和非离子型表面活性剂，它们都可用于形成反胶束。 常用的表面活性剂及相应的有机溶剂见下表
第四章反相微胶团萃取技术
在反胶束萃取蛋白质的研究中，用得最多的是阴离子表面活性 剂AOT(AerosolOT，丁二酸-2-乙基己基磺酸钠)。
第四章反相微胶团萃取技术
一、反胶束萃取原理和制备
• 1 基本原理 • 表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶束浓
度(CMC) 时，便形成聚集体,称为正常胶束；表面 活性剂溶于有机溶剂，当浓度大于临界胶团浓度 时，会在有机相中形成聚集体,称为反胶束。反胶 束中极性头朝内，非极性尾朝外排列形成亲水内 核，称为“水池”。 • 萃取时，待萃取的原料液以水相形式与反胶束体 系接触，调节各种参数，使其中要提取的物质以 最大限度转入反胶束体系(前萃取) ，后将含该物 质的前萃液与另外一个水相接触。 再次调节pH、 离子强度等参数分出要提取物质。
• 反胶束中，酶的动力学与水中相似，只是由于酶与 表面活性剂作用，底物分配和交换，因而Km(米氏 常数) Kcat (转换数) 是复杂的多变量函数。
第四章反相微胶团萃取技术
• 4 制备方法 • 目前常用转移法、注入法、溶解法制备反
胶束体系。 • 相转移法：将含有生物大分子的水相与溶
反胶束萃取的原理(一)
反胶束萃取的原理(一)反胶束萃取定义反胶束萃取（Reverse Micelle Extraction）是一种利用胶束的特殊结构，将一种化学物质从水相转移到油相中的分离技术。
胶束结构胶束是由一种或多种表面活性剂分子在溶液中形成的微小结构，它具有以下特征：•头部亲水性，尾部亲油性•在适当条件下，表面活性剂分子自组装形成球形、柱形等微小结构•表面活性剂分子排列方式决定胶束内部空间反胶束萃取原理当一种化学物质在水相中与表面活性剂分子相互作用时，会形成一种被包裹在胶束内部的胶束化合物。
这时，通过调节表面活性剂浓度，可以使胶束化合物在胶束内部达到热力学平衡状态。
在接下来的操作中，我们将油相注入水相中，萃取胶束化合物。
当油相中含有胶束化合物时，胶束分离出来，在油相中被稳定的悬浮。
这一过程就是反胶束萃取。
应用反胶束萃取技术在生物化学、药物化学、工业化学等领域中得到广泛应用。
例如，可以通过反胶束萃取将酶从水相中萃取到油相中，从而达到酶的分离和纯化；也可以利用反胶束萃取将有机物从废水中萃取出来。
结论反胶束萃取技术是一种利用胶束特殊结构，实现化学物质转移的分离技术。
在实际应用中，要根据反胶束萃取原理选择合适的表面活性剂和操作条件，以达到最佳分离效果。
实验步骤反胶束萃取实验步骤如下：1.准备含有目标化学物质的水相溶液。
2.选择合适的表面活性剂和油相，并在适当条件下，将表面活性剂分子自组装形成反胶束。
3.将水相和油相混合，形成胶束化合物悬浮液。
4.离心分离，将胶束分离出来。
5.用油相洗涤胶束，将萃取出的目标化学物质从胶束中转移到油相。
6.从油相中分离出目标化学物质。
优缺点反胶束萃取技术具有以下优缺点：优点：•适用于分离亲水性和亲油性化学物质•目标化学物质得到很好的分离和纯化•操作简单，可扩展到工业应用缺点：•表面活性剂的结构和稳定性对萃取效果较为敏感•操作要求高，对仪器设备的要求较高结语反胶束萃取技术是一种常用的分离和纯化技术，在生物化学、药物化学、工业化学等领域中应用广泛。
反胶束法萃取葵花籽蛋白的结构及营养特性分析
Structure of sunflower seed protein extracted by reverse micelles and its nutritional characteristics
WANG Jian － ping1 ， REN Jian2 ， SONG Chun － li2 ， WANG Dian － you3 ， ZHANG Hong － rui3 （ 1． Feihe dairy company， Qiqihar Heilongjiang 161006 ； 2． College of Food and Bioengineering， Qiqihar University， Qiqihar Heilongjiang 161006 ； 3． Qiqihar Supervisory Bureau of Quality， Qiqihar Heilongjiang 161000 ） Abstract： The structure and nutrition characteristics of the protein extracted from sunflower seeds by reverse micelles were determined by Raman spectroscopy， amino acid analysis and thermal analysis． The results showed that the obtained protein possessed adequate amounts of essential amino acids except the and this protein was considered as a slightly inadequate lysine in comparison with FAO reference pattern， high － quality protein by the nutritional evaluation． The denaturation temperature of the protein solution was 93． 26 ℃ analyzed by differential scanning calorimeter（ DSC ） ． The α － helix was the main conformation of the secondary structure of the proteins analyzed by Raman spectroscopy． Key words： sunflower seed protein； reverse micelles； conformational analysis； nutritional characteristics analysis 葵花籽是世界第二大油料作物， 葵花籽制取高 级食用植物油后所得的脱脂葵花籽粕含有丰富的蛋 是植物蛋白的重要来源之一 白质（ 29% ～ 43% ） ，
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反胶束萃取
随着基因工程和细胞工程的发展，尽管传统的分离方法（如溶剂萃取技术）已在抗生素等物质的生产中广泛应用，并显示出优良的分离性能，但它却难以应用于蛋白质的提取和分离。
其主要原因有两个：一是被分离对象—蛋白质等在40~50℃便不稳定，开始变性，而且绝大多数蛋白质都不溶于有机溶剂，若使蛋白质与有机溶剂接触，也会引起蛋白质有变性；二是萃取剂问题，蛋白质分子表面带有许多电荷，普通手离子缔合型萃取剂很难奏效。
因此研究和开发易于工业化的、高效的系列化物质分离方法已民为当务之急。
反胶束萃取法就是在这一背景下发型起来的一种新型分离技术。
9.1 反胶束溶液形成的条件和特性
反胶束溶液是透明的、热力学稳定的系统。
反胶束（reversed micelle）是表面活性剂分散于连续有机相中一种自发形成的纳米尺度的聚集体，所以表面活性剂是反胶束溶液形成的关键，应该首先介绍。
9.1.1 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性分子，可分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，它们都可用于形成反胶束。
常用的表面活性剂及相应的有机溶剂见表10.1。
9.1.2 临界胶束浓度
（Critical Micelle Concentration）
临界胶束浓度，是胶束形成所需表面活性剂的最低浓度，用CMC来表示，这是体系特性，与表面活性剂的化学结构、溶剂、温度和压力等因素有关。
CMC的数值可通过测定各种物理性质的突变（如表面张力、渗透压等）来确定，见图10.2。
9.1.3 胶束与反胶束的形成
●正常胶束（，结构示意图见图10.3（a）。
–在胶束中，表面活性剂的排列方面是极性基团在外，与水接触，非极性基团在内，形成一个非极性的核心，在此核心可以溶解非极性物质。
●反胶束，其结构示意图见图10.3（b）。
–在反胶中，表面活性剂的非极性基团在外与非极性的有机溶剂接触，而极性基协和则排列在内形成一个极性核（polar core）。
此极性核具有溶解极性物质的能力，极性核溶解水后，就形成了“水池”（water pool）。
9.1.4 反胶束的形状与大小 从上可知，用于萃取蛋白质等生化物质的胶束是反胶束，反胶束的形状通常为球形，也有人认为是椭球形或棒形；反胶束的半径一般为10~100nm ，可由理论模型推算，计算公式如下：
式中 M W 、ρW 分别为水的相对分子质量和密度；N a 为阿伏伽德罗常数；a au 为表面活性剂，在室温下，a au =0.5~0.7nm ，并可近似认为是一常数； ()
W a au W m N a M W R ρ/30=
9.2 反胶束萃取蛋白质的基本原理
9.2.1 三元相图及萃取蛋白质
对一个由水、表面活性剂和非极性有机溶剂构成的三元系统，存在有多种共存相，可用三元相图表示，如图10.5是水-AOT-异辛烷系统的相图示例。
9.2.2 “水壳”模型（Water-shell Model） 反胶束系统中的水通常可分为两部分，即结合水和自由水。
结合水是指位于反胶束内部形成水池的那部分水：自由水即为存在于水相中的那部分水。
蛋白质在反胶束内的溶解情况，可用水壳模型作解释：大分子的蛋白质被封闭在“水池中”，表面也存在一层水化层与胶束内表面分隔开，从而使蛋白质不与有机溶剂直接接触。
9.2.3 蛋白质溶入反胶束溶液的推动力与分配特性
9.2.3.1 推动力
蛋白质溶入反胶束溶液的推动力主要包括表面活性剂与蛋白质的静电作用力和位阻效应。
9.2.3.2 反胶束萃取中蛋白质的分配特性
●反胶束萃取过程的分配特性不仅取决于起始两相联系
结构和性能，并且随着蛋白质进入反胶束还会使反胶束的结构发生变化，所以定量分子热力学模型的建立既复杂又困难。
根据上面介绍的“水壳”结构模型，可提出一种唯象热力学模型。
●假设一分子的蛋白质P与n个空胶束M作用，形成了蛋
，其化学平衡式可写为：白质-胶束配合物PM
n
9.2.4 反胶束萃取蛋白质的动力学 在反胶束萃取研究中，常常发现反萃取所需的时间要比萃取长得多，这与传质过程的类型与机理有关，因此有必要进行动力学研究、以便选择最佳的萃取和反萃取条件，有效控制和强化萃取和反萃取过程，实现蛋白质的分离、纯化。