反胶束萃取及其应用
反胶束体系在药学领域中的应用
反胶束体系在药学领域中的应用 沈阳药科大学药学院，许琼明，莫凤奎 【摘要】反胶京体系亦称W/O型微乳液，是由表面活性剂（有时需加助表面活性剂）形成的无数的具有纳米尺寸的含有水核的微小胶团分散在有机溶剂（下称油相）中构成的体系。它具有以下一些特点：（1）是宏观均相的透明的并具有高度分散性的热力学稳定体系。（2）具有极低的粘度和界面张力，并具有非常大的亚相（以下简称相）接触面积。（3）对脂溶性的有机物和水溶性的极性化合物都具有良好的溶解性能。（4）内相是一具有纳米尺寸的微小水核，而且该水核中的水同生物膜中的水类似，可分为三种情况：一级束缚水，二级束缚水，自由水。由于反胶束体系的外相一般生物相容性较差，不能直接应用于人体，放过去在药学领域的应用研究不多，近几年随着对反胶束体系研究的深入，反胶束体系在药学领域的应用研究已成为一新的热点。 1反胶束体系在药物合成方面的应用 在药物合成研究中，许多产物或中间体的合成反应因为原料相溶性较差，或因为相接触面积过小，而难以发生反应或反应较慢。反胶束体系不仅具有非常大的相接触面积，而且对油溶性和水溶性的原料都具有良好的溶解性能，以其作为反应介质则可使上述反应易于进行或大大加快。其特点是：操作步骤简单，反应过程温和，产物分高简单，而且可以通过改变反胶束体系的组成来调节反应速度。Blandamer 等通过优选反胶束体系的组成，使水杨酸与苯酚之间的酯化反应速率比在普通乳状液中快1000倍。 近几年来，酶促反应在药物合成中的应用研究已取得一些重要进展，其应用前景备受关注，特别是在一些采用普通的有机化学方法难于合成的药物或手性药物的合成及拆分方面，与常规合成方法相比具有许多优点：（1）反应条件温和、速度快。（2）副反应少，产物易分离纯化。（3）底物专一性强，具有高度立体和光学选择性。（4）反应步骤少，反应产物收率高。反胶束体系在结构和许多性质上同生物膜类似，绝大部分酶在反胜束体系中可以很好地保持其生物活性，有的甚至表现出超活性。石屹峰等利用来自Xanthomonas citri的酰化酶由D-α-苯甘氨酸甲酯和7－ADCA在AOT/异辛烷中合成头形力新，并研究了该反应的动力学过程，发现反胶束体系作为此反应的介质时，不仅提高了酶的催化速度，而且提高了转移酶活力对水解酶活力的选择性，在合成头孢力新时，使水解副反应被抑制，合成途径被强
反相胶束萃取
反相胶束萃取 Reversed Micelle Extraction 一、反相胶束萃取概况 随着生物工程技术的发展，传统的分离方法(如溶剂萃取)无法满足活性蛋白质等生物大分子物质的提取和分离。因为生物大分子物质一般在40～50℃以上开始变性，且绝大多数生物大分子物质不溶于有机溶剂，有机溶剂也易引起生物大分子物质的变性。同时生物大分子表面带有许多电荷，普通离子缔合型萃取剂很难奏效。 因此研究和开发易于工业化、高效的生化活性物质分离方法就成为生物工程技术发展的当务之急。反相胶束萃取技术是在这一背景下产生的新型分离技术。 反胶束萃取技术的起源可追溯至1977年。Lujsi等人首次提出用反相微胶束萃取蛋白质的概念，当时未引起重视。到20世纪80年代，生物学家开始认识到该技术的优越性，荷兰、美国的科学家首先进行了反相微胶束萃取蛋白质的研究。近年来该项研究已在国内外深入展开。 由于反胶束萃取具有成本低、溶剂可反复使用、萃取率和反萃取率高；能降低蛋白质(胞内酶)在非细胞环境中的迅速失活；且构成反胶束的表面活性剂具有溶解细胞能力，可直接用于从整体细胞中提取蛋白质和酶。所以反相微胶束萃取技术为活性蛋白质和其他活性物质的分离开辟了一条具有工业前景的新途径，得到快速发展。 二、反相胶束萃取的概念
?正常胶束：表面活性剂在极性溶液中形成的胶束或微胶团结构中，表面活性剂的亲水性基团朝外，而疏水性基团则靠内相互聚集成一种微胶团结构（图a），这种微胶束（团）称为正常胶束(normal micelle)。正常微胶束存在于极性溶剂中(多数情况为水)，较为常见。 ?反相微胶束：当表面活性剂在非极性溶液中形成胶束或微胶团时，表面活性剂的排列方向正好与在极性溶剂中的情况相反，即疏水性基团朝外，而亲水性基团则朝内并形成一个极性核区，由于这种微胶团结构（图b）与正常微胶束结构相反，所以称这种微胶束称为反相微胶束（reversed micelle）。 ?水池(water pool) ：在反相微胶束中，表面活性剂的亲水基团所围成的一个极性核心，称为水池。 ?微胶束萃取：如待分离组分是采用形成微胶束的形式进行萃取的过程，称为微胶束萃取或微胶团萃取。 ?反向微胶束萃取：如待分离组分是以反相微胶束（团）的形式被萃取的过程，就称之为反向微胶束萃取或反向微胶团萃取。
反胶束萃取在食品中的研究与进展
分离工程期末论文 反胶束萃取在食品中的研究与进展Research Progress of Reversed Micellar Extraction in Food Science 学院：化学工程学院 专业班级：化学工程与工艺化工081 学生姓名：林佳楠学号： 050811129 指导教师：戴卫东（副教授） 2011年6月
1 引言或绪论 随着现代生物工程技术的不断发展，传统的溶剂萃取方法难以满足生化分离的要求。1977年Luisi等人[1]首次发现胰凝乳蛋白酶可以溶解于含表面活性剂的有机溶剂，提出反胶束概念，短短几十年，反胶束萃技术已经广泛应用于蛋白质、酶、氨基酸和细胞色素等生物活性大分子的分离提纯。反胶束萃取技术基于液-液相转移，萃取条件温和，萃取效率高且反胶束体系能模拟细胞天然环境作为酶催化反应介质，在食品工业领域有良好的应用前景。 2 反胶束萃取原理和制备 2.1 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”。如图1所示。 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。 2.2 体系性质 反胶束体系的性质常用参数W0(或R)，θ与N来表示，其中W0为水与表面活性剂的摩尔比，θ是增溶水相对总体积的浓度，N是组成每个反胶柬微粒的表面活性剂分子个数(聚焦数)。当W0一定时，θ与N决定了胶柬微粒的相对浓度。其中最重要的参数为W0 。 2.3 增溶动力学 蛋白质在反胶束中增溶，普遍认为动力是蛋白质表面的电荷与形成反胶束内
实验六 用反胶束萃取技术提取胰蛋白酶
实验六用反胶束萃取技术提取胰蛋白酶 Ⅰ反胶束萃取法提取胰蛋白酶 一、实验目的和要求 1、加深对反胶束萃取基本原理的理解。 2、了解反胶束萃取的工艺过程及影响因素。 3、了解胰蛋白酶酶话的测定方法和原理。 4、研究pH对萃取率和反胶束率的影响规律，求出适宜的萃取pH值。 二、实验原理 反胶束萃取技术是近年来发展的具有开发前景的新型分离技术。他是由表面活性剂分散在有机溶剂（连续相）中，自发形成纳米级的聚集体，称反胶束（或称反胶团）。在反胶束溶液中，组成反胶束的表面活性剂定向排列，其非极性尾向外伸入非极性有机溶剂的有机主体中，而极性头向内排列，形成一个极性核，核内充满水溶液，具有溶解蛋白质之类大分子物质的能力。当含有反胶束的有机溶剂与蛋白质水溶液接触时，蛋白质在静电引力、疏水作用或亲和力等推动作用力下溶入极性核，从而被萃取，然后再控制适当的条件使蛋白质从负载有机相中重新反萃取到水相，达到纯化的目的。 影响反胶束萃取的因素很多，主要有水相溶液的pH、离子强度、表面活性剂和有机溶剂的种类、浓度和温度等。 胰蛋白酶（trypsin）广泛存在于动物的胰中，是由胰腺腺泡细胞合成的肽链内切酶，分Ⅰ型和Ⅱ型两种，其相应前体分别胰蛋白酶原Ⅰ（CTN）和胰蛋白酶原Ⅱ（ATN）。正常胰液中胰蛋白酶原占总蛋白质含量的19%，CTN 是AT N 的2倍.胰蛋白酶为白色或类白色结晶性粉末，等电点pI = 10.8。 胰蛋白酶是生物化学尤其是蛋白质组学研究的重要试剂。它具有分解肽链的作用，能消化溶解变性蛋白质，对未变性的蛋白质无作用，因此能使浓痰液、血凝块等消化变稀，易于引流排除，加速创面净化，促进肉芽组织新生，而不损伤正常组织或损伤极微（因血清内有胰蛋白酶抑制物）。可帮助创伤或手术后伤口愈合，治疗烧伤，具有多种药用价值。此外，还有抗炎作用。临床上可用于脓胸、血胸、外科炎症、溃疡、瘘管等所产生的局部水肿、血肿、脓肿等。喷雾吸入，
反胶束萃取技术及其在食品科学中应用_杨颖莹
01ls01-13 粮食与油脂2012年第1期 1 反胶束萃取技术及其在食品科学中应用 杨颖莹，陈复生，布冠好，徐卫河 （河南工业大学粮油食品学院， 河南郑州 450052） 摘 要：该文综述反胶束技术概念及特点，及在食品科学中研究及应用，并分析反胶束技术用于蛋白质萃取方面存在问题，为相关领域研究提供参考。关键字：反胶束；萃取；蛋白 Reversed micelle technology and its application in food science YANG Ying-ying ，CHEN Fu-sheng ，BU Guan-hao ，XU Wei-he （College of Food Science and Technology ，Henan University of Technology ，Zhengzhou 450052，China ） Abstract ：Summ ari z ed t h e co n c ept and ch ara c teri s ti c o f rever s e m i c elle ，and t h e re s ear ch and appli c ati o n in f oo d sc ien c e ，and analy z ed extra c ti o n te ch n o l o gy o f t h e rever s e m i c elle pr o tein f o r t h e exi s ting pr o ble ms t o pr o vide t h e referen c e f o r t h e related field .Keywords ： rever s e m i c elle ；extra c ti o n ；pr o tein 中图分类号：TS201.1 文献标识码：A 文章编号： 1008―9578（2012）01―0001―01收稿日期：2011–12–14 基金项目：国家自然基金项目（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。 1 反胶束概念及特点 表面活性剂分子由亲水疏油极性头和亲油疏水非极性尾两部分组成。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，当其浓度大于临界胶团浓度时，会在有机相形成聚集体，称为反胶束。反胶束体系是透明、热力学稳定体系，同时也是一种动态平衡体系。两亲分子形成胶束过程自由能主要来源于两亲分子间偶极子―偶极子相互作用。另外，平动能和转动能丢失及氢键和金属配位键形成等都有可能参与该胶束化过程。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”；此“水 池”具有加溶蛋白质和氨基酸等极性物质能力〔1~2〕 。水在反胶束中有两种存在形式：自由水和结合水。结合水受到两亲分子束缚，且与主体水（普通水）有着不同物化性质。例如，粘性增大、介电常数减小、氢键形成网络结构遭到破坏等。Wo（含水量与表面活性剂摩尔比）是反映反胶束中含水量多少一个重要参数，Wo 越大，反胶束中增溶水越多。反胶团在几千次碰撞中不断打开和重组，当Wo 增大时，自由水可快速在 各个水核之间交换〔3〕 。这个发现说明，反胶团是各物质相互混合和交换的动力来源，对于研究有效物质交换过程意义重大。图1为胶束与反胶束示意图。 图1 正常胶束与反胶束示意图 Ⅰ ? 喋B喌? ? 喋C喌 ? ? 反胶束体系可增溶一些有机溶剂不能溶解一些 物质，包括蛋白质、核酸、短肽、氨基酸、抗生素〔4，5〕 、生 物碱〔6〕、黄酮类等生物物质。由于反胶团屏蔽保护作用，这些物质不与有机溶液直接接触，可保护生物物质活性，从而实现生物物质溶解和分离。 形成反胶束体系表面活性剂根据其极性头基团性质不同，可将反胶束体系分为四种类型：非离子型，如脂肪醇聚氧乙烯醚（Brij3O）；阴离子型，如丁二酸二异辛酯磺酸钠（AOT）；阳离子型，如十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）；两性离子型，如卵磷脂（PC）。反胶束可有一种表面活性剂形成单一反胶束体系；也可有两种或多种表面活性剂形成混合反胶束体系。某些双亲性物质，如三辛基甲基氯化铵（TOMAC）、卵磷脂，需加入一定量助表面活性剂（一般为C 4~C 12脂肪醇）才能形成稳定体系，称为亲和反胶束体系。最简单的是由一种表面活性剂构成，然而能形成这种反胶束的表面活性剂却很少，除AOT 等少数表面活性剂可直接形成稳定反胶束外，其余表面活性剂大都需要通过加入助溶剂才能形成反胶束。目前在反胶束萃取蛋白质研究中，常用表面活性剂及相应有机溶剂如表1所示。 表1 表面活性剂及相应有机溶剂 表面活性剂有机溶剂 AOT 异辛烷、环已烷、四氯化碳苯CTAB 正丁烷、正辛烷TOMAC 环已烷SDS 异丙醇、环已烷Tritonx-100环已烷、正辛醇Tween-85异丙醇、正已烷Brij56 辛烷 2 反胶束萃取转移驱动力 由于反胶束内存在微水池，故可溶解氨基酸、肽和蛋白质等生物分子，为生物分子提供易于生存亲水环境。一般认为，反胶束萃取驱动力是表面活性剂极