胶团萃取
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
《反胶团萃取专题》课件
- 4.1 技术的改进 - 4.2 应用领域的拓展 - 4.3 未来发展趋势
1 技术的改进
将进一步研究磁性颗 粒、纳米材料等新材 料在反胶团处理中的 应用，并提高处理效 率。
2 应用领域的拓展
将反胶团萃取技术应 用于更多水质处理场 景，如海水淡化、湖 泊水质治理等。
3 未来发展趋势
随着环境问题的日益 严重，反胶团萃取技 术将在水处理领域发 挥更大的作用。
5. 结语
- 5.1 总结反胶团萃取技术的优势和应用 - 5.2 展望反胶团萃取技术的未来发展方向
总结反胶团萃取技术的优势和应 用
反胶团萃取技术通过处理胶团问题改善水 质，具有重要的环境保护和资源利用价值。
展望反胶团萃取技术的未来发展 方向
未来，反胶团萃取技术将进一步发展，为 解决水质问题和环境保护作出更大贡献。
《反胶团萃取专题》PPT 课件
# 反胶团萃取专题
水中的胶团对水质有着重要影响。本课件将介绍反胶团萃取技术，探讨其定 义、分类、应用以及未来发展方向。
1. 胶团及其对水质的影响
- 1.1 胶团的定义 - 1.2 胶团对水质的影响
胶团的定义
胶团是由有机和无机物质聚 集形成的粒状结构，存在于 水中。
胶团对水质的影响
1
污水处理中的应用
反胶团萃取技术在污水处理中可
饮用水处理质，提 高水质净化效果。
反胶团萃取技术可以解决饮用水
中的胶团问题，确保水质安全卫
生。
3
工业水处理中的应用
许多工业生产过程中都存在胶团 问题，反胶团萃取技术可以提高 水资源的利用效率。
4. 反胶团萃取技术的发展方向
反胶团萃取技术的分类
根据处理原理和应用领域的不同，反胶团萃取技术可以分为物理方法、化学方法和生物方 法。
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
反胶团萃取技术
反胶团萃取法，亦称“逆胶束萃取法”。
利用反相微胶团在油相中形成的亲水空穴能选择性地溶解某些蛋白质分子的特性,来分离萃取蛋白质分子的一种方法。
反相微胶团是指油相中表面活性剂浓度超过临界胶团浓度后,在非极性油溶液中形成的聚集体,其内腔由表面活性剂分子的亲水头构成,外面被伸向连续油相的憎水尾部所包围,这种结构使其在连续油相中形成了许多亲水空穴,水相中的极性分子有可能溶解在油相中。
如水相中含有几种蛋白质,可调节系统的条件,使某些蛋白质溶于胶团中,而其他蛋白质则不能,以此达到分离的目的。
该法已成功地通过控制pH和氯化钾浓度,实现了α-核糖核酸酶、细胞色素C和溶菌酶的分离以及α-淀粉酶的连续萃取和反萃取操作。
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！。
胶团萃取
B、高聚合物的浓度
❖ 聚合物分相的最低浓度为临界点，系线的长度为零， 此时分配系数为1，即组分均匀的分配于上下相.
❖ 随着成相聚合物的总浓度或聚合物/盐混合物的总浓 度增大，系统远离临界点，系线长度增加，两相性 质的差别(疏水性等)增大，蛋白质分子的分配系数 将偏离临界点处的值(m=1)，即大于1或小于1。因 此,成相物质的总浓度越高，系线越长，蛋白质越容 易分配于其中的某一相。
双水相系统(aqueous two-phase system, ATPS)
PEG = 聚已二醇(polyethylene glycol) Kpi = 磷酸钾 DX = 葡聚糖(dextran)
2、双水相萃取的原理
• 是生物物质在双水相体系中的选择性分配，当物 质进入双水相体系后，由于表面性质、电荷作用 和各种作用力（如憎水键、氢键和离子键等）的 存在和环境的影响，使其在上、下相中的浓度不 同，即分配系数不同。
❖ 反之．如pH大于PI，蛋白质在微胶团的溶解 度将很低或不溶。
❖ 但如pH过低。蛋白质会变性，溶解度也下降。
AOT体系中，三种低分子量的在较低PH时，几乎能完 全溶解于反胶团相。不过，PH过低时，蛋白质变性， 溶解度随之降低。显然，对于多中蛋白质自混合物的 分离，只要它们的PH有差异，就可以通过控制溶液的 PH是他们达到分离。
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。
水
胶团分为正（向）胶 团和反（向）胶团。
四、 反胶团萃取的应用
第六章反向微胶团萃取与双水相萃取技术
• 6.4.2:相图 • 不同的双水相体系,其成相条件是不同的,相图常被用于 研究不同双水相体系中的成相现象。把双水相体系中 的组成成分,分别以不同的浓度相混,然后观察其成相过 程,把此过程以图的形式描绘下来,即称为此种双水相体 系的相图。
• 图中当体系的组成及浓度处于 TCB曲线的上方时,如M点,体系 分为两相。上相(轻相)的组成用 T表示,下相(重相)的组成用B点 表示。直线TMB曲线称为结线 (系线)。当体系的总组成由M变 到M‘，则体系组成为T‘和B’两相。 T‘、B’相间的差别比T、B相间的 差别要小。进一步改变体系的组 成,分相时形成的相间差别进一 步变小,达到C点时,则无成相现 象。C点可称为分相临界点,曲线 TCB称为双结点曲线。体系中的 组成处于TCB下方,体系中由于 不满足成相条件而呈现单相。
• 3、水相中的离子强度 • 微胶团 中水相的 离子强度 对反相微胶团萃取的影响,可 以用前面第二章中的盐溶和 盐析现象来解释 。在低离子 强度下,酶和蛋白质等生物大 分子表面上的荷电性和亲水 性得到了改善,溶解度上升,与 微胶团内表面的结合力增强。 当水相中的离子强度增加到 一定的程度时,由于抵消了生 物大分子表面上的电荷,并且 由于离子的水化作用而使蛋 白质分子表面上的水膜消失， 减少了与微胶团内表面的结 合作用,从而降低了溶解度。 使分离效率降低 •
• 关于蛋白质及酶等生物大分子是以何种形式被反相胶 团萃取的机理,有三种不同的见解。 – 一种认为是在反相胶团中,由表面活性剂的极性部分 围成一个中心,中心为水等极性溶剂占有,生物大分 子就溶解于其中,并且在生物大分子周围包膜着一层 水壳，对生物大分子起保护作用。此种见解即是所 谓的水壳模型。见4－2(a,b)； – 第二种见解认为是生物大分子虽然溶解于由表面活 性剂极性部分围成的中心部分,但在中心部分生物大 分子是以被吸附的状态附着于胶团的极性壁上。见 图4－2(c); – 第三种见解则认为生物大分子的非极性部分与多个 微胶团的非极性部分连接,由此形成生物大分子溶解 于多个微胶团之间的一种状态。见图4－2(d)。上述 几种见解中，以所谓的“水壳模型”解释具有较多 的说服力。
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。
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反 胶 团 的 溶 解 模 型
(a)水壳模型；(b)插入模型 (c)吸附模型；(d)溶解模型
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 ,实现反萃取过程。
三、影响反胶束萃取的因素
1、表面活性剂种类
2、 水相pH值 3、 离子强度
1、表面活性剂种类的影响
应从反胶束萃取蛋白质的机理出发，选用有利于增 强蛋白质表面电荷与反胶束内表面电荷间的静电作 用和增加反胶束大小的表面活性剂。
目前研究中常用的AOT反胶束体系和其他体系有许 多不足：如不能用于分子量较大的蛋白质的萃取和 往往在两相界面上形成不溶性的膜状物等等。为克 服这些不足，可通过在单一表面活性剂中加入具有 亲和作用的生物表面活性剂或另一种非离子型表面 活性剂的方法来改善萃取性能。
溶剂主要限于氯仿、四氯化碳和乙醚等。
胶团——是双亲（即亲水又亲油）物质
【表面活性剂】在水或有机溶剂中自发形
成的聚集体。
胶团的形成——当向水溶液中加入表面活
性剂达到一定浓度时就会形成表面活性剂
聚集体，即胶团。
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。
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。
非极性“尾”
反胶团含水率——W=C水/C表 W越大，反胶团的半径越大 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的功能；
(2)在疏水性环境中具有使亲水性大分子如蛋白质等
保持活性。
二、反胶团萃取原理
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。
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 起。
水
极性“头”
正胶团是在极性溶液中形成的，
非极性的 “核”
非极性“尾”
非极性有 机溶剂
极性“头”
反胶团 是两性表面活性剂
在非极性有机溶剂中亲水性 基团自发地向内聚集而成的， 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 极性的“核” 反微团内溶解的水称为微水相或水池
四、 反胶团萃取的应用
分离蛋白质混合物； 浓缩α-淀粉酶；
从发酵液中提取胞外酶 ；
直接提取胞内酶； 用于蛋白质复性。
反胶团萃取在生物样品分离中的应用
反胶团萃取在生物样品分离中的应用
图3．23表示核糖核酸酶、溶菌酶和细胞色素C 蛋白 质混合溶液约分离过程。 在pH＝9时．核糖核酸酶不溶．而其他两种酶可溶， 故在pH＝9，[KCl]＝0.1mol/L时．核糖核酸酶只留在 水相中．而溶菌酶和细胞色素C则完全溶于反相微胶 团中。 再将含有溶菌酶和细胞色素C有机相与0.5mol/LKCl的 水相接触．细胞色素C转入水相。
胶团萃取
2012.09.12
胶团萃取
一、基本概念 二、原理 三、影响因素 四、应用
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
体粒子粒子进入有机相。
被萃取物主要限于金、银、硫酸钡等，
反胶团萃取的优点
(1)有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性；
(2)分离、浓缩可同时进行，过程简便；
(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。
反之．如pH大于PI，蛋白质在微胶团的溶解 度将很低或不溶。
但如pH过低。蛋白质会变性，溶解度也下降。
3、离子强度
水相盐浓度（离子强度）决定了带电荷的反胶 团的内表面以及带电荷的蛋白质分子表面被静 电屏蔽的程度。离子强度增加时，增大了离子 向反胶束内“水池”的迁移并取代其中蛋白质 的倾向，使蛋白质从反胶束内被盐析出来.因此， 低的离子强度有利于蛋白质的萃取，高的离子 强度有利于蛋白质的反萃取。
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。
胶团分为正（向）胶 团和反（向）胶团。
2、水相pH值对萃取的影响
蛋白质是一种两性物质，具有确定的等电点
(pI)．
等电点：当蛋白质溶液处于某一pH时电荷为O，
此时溶液的pH值称为蛋白质的等电点(简写pI)。
当溶液的pH值小于等电点时，蛋白质的表面荷 正电，反之则荷负电。
水溶液的pH小于pI，则蛋白质的正电荷与微 胶团的内表面相吸．形成稳定的含蛋白质的 微胶团。
最后将含有溶茵酶的有机相与含有2.0mol/LKCl.pH＝ 11.5的水溶液混合，就可将溶菌酶转入到水相中，这 样就达到了三种蛋白质分离约目的。