胶团和反胶团萃取课件.pptVIP

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， 溶剂主要限于氯仿、四氯化碳和乙醚等。 胶团—— 胶团是双亲（即亲水又亲油）物质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。 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。 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。 反胶团的构造 向非极性溶剂中加入表面活性剂时，当表面活性剂的浓度超过一定的数值时，会在非极性溶剂内形成表面活性剂的聚集体。与在水相中不同的是，非极性溶剂内形成的表面活性剂聚集体，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，因而称之为反胶团或反向胶团。 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。 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； C、非离子型表面活性剂，能形成更大的反胶团体系，能分离相对分子量更大的蛋白质，但这类体系容易乳化。 2、混合表面活性剂反胶团体系： 是指两种或两种以上表面活性剂构成的体系，一般来说，混合表面活性剂反胶团对蛋白质有更高的分离效率。 3、亲和反胶团体系： 是指除了有组成反胶团的表面活性剂以外，还有具有亲和特征的助剂，它的亲和配基与蛋白质有特异的结合能力，往往极少量亲和配基的加入就可使萃取蛋白质的选择性大大提高。 反胶团含水率W ： W用水和表面活性剂的摩尔浓度之比来定义，即： 如表面活性剂是AOT，则 W越大，反胶团的半径越大 当W 6-8 时， “水池”（微水相）中水分子被表面活性剂亲水基团强烈地束缚，其表观粘度可增大到普通水粘度的50倍，且疏水性非常强。另外，其冰点通常低于0℃。 这一部分水使表面活性剂的亲水性基团水合化，即被牢固地束缚着，所以粘度很大，流动性很差。 在AOT反胶团中，水合化一分子AOT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。 AOT的Wmax=60，若W值再增大，反胶团溶液变浑浊，并开始分层。 （2）相转移法 将酶或蛋白质从主体水相转移到含表面活性剂的非极性有机溶剂中形成反胶团-蛋白质溶液，即把含有表面活性剂的有机相和含有蛋白质的水相接触，在缓慢的搅拌下，一部分蛋白质缓慢转入（萃入）有机相。 该过程较慢，但形成的体系处于稳定的热力学平衡状态，有利于在有机溶剂相中获得较高的蛋白质浓度。 （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 。