不同反胶束体系特性研究_杨颖莹

03ls12-21
2012 年第 12 期
粮食与油脂
9
不同反胶束体系特性研究
杨颖莹 1，布冠好 1，陈复生 1，廖志雄 2 （1. 河南工业大学粮油食品学院， 河南郑州 450001；
2. 河南科技学院新科学院， 河南新乡 453003） 摘 要：该实验旨在研究不同反胶束体系性质，测定丁二酸二异辛酯磺酸钠（AOT）/ 异辛烷单一 反胶束溶液及丁二酸二异辛酯磺酸钠（AOT）―吐温 85（Tween 85）/ 异辛烷―正辛醇混合反胶 束溶液的含水量（Wo）、粘度及电导率。结果显示，在相同含水量（Wo）条件下，AOT–Tween 85 混合反胶束粘度及电导率均大于 AOT 单一反胶束溶液；AOT 反胶束溶液粘度随含水量增加呈 先增加后降低，而 AOT–Tween 85 反胶束溶液粘度随含水量增加而增大；两种不同反胶束体系电 导率均随含水量增加而先增加后降低，混合反胶束体系随 AOT 比例增大，电导率最大时含水量 （Wo，max）向 Wo 值更大方向移动。通过实验结果表明，由于 Wo 增大，反胶束之间分子间作用力增 强，从而增加反胶束聚集数，粘度随之增加；但两种反胶束体系区别主要是由于增溶水能力不同； 电导率也可反映胶束化行为；在相同条件下，AOT–Tween 85 反胶束“水池”直径大于 AOT 反胶 束“水池”直径。 关键词：反胶束；粘度；电导率
micelle system are increased and then decreased with the increase of Wo，and the Wo，max of AOT– Tween 85 conductivity value moved to a bigger Wo value as the mass ratio of the AOT increased. The
在滴定瓶中加入一定量无水甲醇（要求甲醇液面 要超过电极铂片约 25 ml），用 Karl–fischer 试剂将甲 醇中水分滴去，然后用微量进样器准确向甲醇溶液加 入 10 μl 蒸 馏 水，再 用 Karl–fischer 溶 剂 将 溶 液 滴 定 至 终 点。 从 水 分 滴 定 仪 上 读 取 所 消 耗 溶 液 量，得 出 Karl–fischer 溶剂相应系数。
10
粮食与油脂
2012 年第 12 期
关系，可间接得到反胶团结构信息〔5〕。通过粘度测定， 也可反映出反胶束之间分子间作用力变化，及反胶束 聚集数等信息。本实验研究 Wo、粘度及电导率变化， 从而可明确反胶束体系一些性质。 1 材料与方法 1.1 主要原料与试剂
丁二酸二异辛酯磺酸钠（AOT）：上海海曲化工 厂；吐温 85（Tween–85）：上海丽臣商贸有限公司； 异辛烷、甲醇、卡尔费休试剂、氯化钾、磷酸氢二钠、磷 酸二氢钾等（均为分析纯）；所用水为去离子水。 1.2 主要仪器和设备
2. Xinke College，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang 453003，Henan，China）
Abstract：This experiment is designed to study the properties of different reverse micelle ，and determine Wo，viscosity and conductivity value of AOT/isooctane single reverse micelle system and AOT–Tween 85/isooctane–n–octyl alcohol mixed reverse micelle system. Results show that，on the same Wo conditions，the viscosity of AOT–Tween 85 mixed reverse micelle is greater than AOT single
用微量进样器准确取反胶束溶液 50 μl，迅速加入 无水甲醇溶液中，用 Karl–fischer 溶剂将其滴定至终 点，从水分滴定仪上准确读取所消耗 Karl–fischer 溶 剂体积。
反胶束溶液增溶水分摩尔数 Wo=
反胶束溶液表面活性剂摩尔数
1.3.3 反胶束电导率测定
按 1.3.1 配置反胶束溶液，通过 Deta l326 电导率
技术可用于提取分离蛋白可行性及优越性，具有巨大 应用潜力，将在提取纯化生物活性物质方面开创一条 具工业应用前景新途径〔2〕。为此，对反胶束体系性质 需加以进一步研究。
反胶束体系水池内水与细胞内的水性质类似，水 池尺寸大小可通过含水量调节，使之与蛋白质分子大 小相近；反胶束体系中表面活性剂分子膜类似于生物 细胞膜类脂分子定向排列〔3–4〕。表面活性剂分子膜存 在，可避免酶等生物物质与周围有机溶剂接触，保持 生物物质活性。电导法能测定电导率随增溶水量变化
相对粘度 1.01 1.07 1.14 1.23 1.28 1.36 1.41 1.52 1.58
增比粘度 0.01 0.07 0.14 0.23 0.28 0.36 0.41 0.52 0.58
根 据 Poiseille 方 程〔8〕，AOT 反 胶 束 溶 液 粘 度 η
和纯溶剂粘度 η0 可按下式计算：
Studies on properties of different reverse micelles
YANG Ying-ying1，BU Guan-hao1，CHEN Fu-sheng1，LIAO Zhi-xiong2 （1. College of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，Henan，China；
（2）AOT–Tween 85 反胶束溶液配制：按一定比 例称取一定量 AOT 和 Tween 85，置于 100 ml 锥形瓶 中，同时加入按一定浓度比例有机溶剂异辛烷 / 正辛 醇（体积比为 4 ∶ 1），在磁力搅拌器上搅拌至表面活性 剂完全溶解，待溶液透明后，加入一定体积 0.1 mol/L KCl 的 KH2PO4–Na2HPO4 缓冲溶液，摇床振荡，室温 下静置 12 h。若溶液透明，则为反胶束溶液；若溶液 浑浊，则不是，需继续静置或重新配置。 1.3.2 Karl-fischer 法测定反胶束体系水分 Wo 值〔7〕
experimental results show that，due to the increase of Wo，reverse micelle inter–atomic forces increase between molecules，thus the number of gathered reverse micelle increase，so viscosity increases，but the
收稿日期：2012–11–20 基金项目：国家自然科学基金项目（20976037，21176058，31171790） 作者简介：杨颖莹（1986~ ），女，硕士研究生，研究方向：食品资源开发与利用。 通信作者：陈复生（1963~ ），男，教授、博士、博导，研究方向：食品资源开发与利用。
03ls12-21
AOT 反胶束溶液粘度与表面活性剂占整个溶液
流体力学体积分数相关，可适用于 Einstein 公式〔9〕：
ηsp=
η–η0 η0
=2.5ф ＋14.1ф 2
（5）
式中：ф 为相体积，即表面活性剂占反胶束溶液
整个体积分数。
对反胶束溶液而言，当反胶束在溶液中呈现球状 分散时，所形成聚集数可用下式进行计算：
测定过程需在恒温水槽中进行。
2 结果与讨论
2.1 不同反胶束溶液 Wo 值及粘度研究
表 1 不同浓度 AOT 反胶束溶液 Wo 值及粘度
AOT 浓度 /g/mL 0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16
Wo 值 4.24 7.26 9.43 11.17 12.56 13.48 14.68 15.49 16.92
中图分类号：TS201.1
文献标识码：A
文章编号：1008― 9578（2012）12― 0009― 04
当表面活性剂溶于非极性有机溶剂，其浓度超过 临界胶束浓度（CMC）时，在有机溶剂内形成胶束称 之为反胶束，或称反相胶束。在反胶束中，表面活性 剂非极性基团在外，与非极性有机溶剂接触；而极性 基团则排列在内形成一个极性核〔1〕，此极性核具有溶 解极性物质能力，极性物溶解后，就形成“水池”。反 胶 束 系 为 一 种 自 发 形 成 纳 米 尺 度 聚 集 体，是 一 种 透 明、热力学稳定 W/O 体系。反胶束萃取是继双水相 萃取后又一种适于生物大分子分离纯化新技术，目前 虽仍处实验室研究阶段；但大量研究工作已表明此项
仪测定电导率，电导率仪校准后，取 20 ml 反胶束溶液
放入 50 ml 锥形瓶中，然后插入电极，待数字稳定后记
录电导率值，测定前用去离子水校正。
1.3.4 反胶束粘度测定
利用乌氏粘度计确定反胶束溶液粘度时，通常首
先需测定纯溶剂异辛烷流过时间 t0；然后液流过时间 t。
BS210S 型 电 子 天 平：German Sartorius 公 司； THZ–82B 型气浴恒温振荡器：江苏省金坛市医疗仪 器厂；85–2 控温磁力搅拌器：江苏省金坛市医疗仪 器 厂；PH211 型 pH 计：Hanna 公 司；Detal326 电 导 率仪：上海梅特勒 – 托利多国际贸易有限公司；移 液枪：Eppendorf 公司；ZSD–2J 型自动水分滴定仪： 上 海 安 亭 科 学 仪 器 厂；乌 氏 粘 度 计：上 海 启 航 玻 璃 仪器厂。 1.3 试验方法 1.3.1 反胶束溶液配制
（1）AOT 反胶束溶液配制：称取一定质量 AOT， 置于 100 ml 锥形瓶中，按一定浓度比例加入有机溶剂 异辛烷，在磁力搅拌器上搅拌至 AOT 完全溶解，待溶 液透明后，加入一定体积 0.1 mol/L KCl 的 KH2PO4– Na2HPO4 缓冲溶液，摇床振荡，室温下静置 12 h。若 溶液透明，则为反胶束溶液；若溶液浑浊，则不是，需 继续静置或重新配置〔6〕。