第五章节萃取幻灯片.pptVIP

* * 超临界CO2在生物工业中的应用： （1）生物活性物质和生物制品的提取 （2）超临界状态下的酶促反应（超临界状态对酶的稳定性和活性的影响） （3）超临界CO2萃取的细胞破壁技术 超临界流体萃取法的优点 萃取速度高于液体萃取，特别适合于固态物质的分离提取。 在接近常温的条件下操作，能耗低于一般的精馏法，适于热敏性物质和易氧化物质的分离。 传热速度快，温度易于控制。 适合于非挥发性物质的分离。 2. 反胶团萃取： 反胶团萃取技术是近年来发展起来的一种新型萃取分离技术，主要适合于蛋白质的提取和分离。 （1）反胶团萃取的基本原理 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、内含微小水滴的、空间尺度仅为纳米级的集合型胶体。是一种自我组织和排列而成的，并具热力学稳定的有序构造。 反胶团体系构成： 表面活性剂(≦10%) 助溶剂 水（0-10%） 有机溶剂（80-90%） 表面活性剂的极性头朝内，疏水的尾部向外，中间形成极性的“核” 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的功能。 反胶团萃取蛋白质的驱动力： ① 静电引力：主要是蛋白质的表面电荷与反胶束内表面电荷（离子型表面活性剂）之间的静电引力作用。 ② 疏水性相互作用：蛋白质分子的疏水微区和表面活性剂的疏水基团可存在疏水性相互作用 ③ 空间位阻作用：增大反胶束极性核的尺寸，以减小大分子蛋白进入胶核的传质阻力。 反胶团萃取特点 （1）进入有机相的生物大分子被表面活性分子所屏蔽，从而避免了与有机溶剂相直接接触而引起的变性，失活。 （2）pH、离子强度、表面活性剂浓度等因素会对反胶团萃取产生影响。 通过对它们的调整，对分离场（反胶团）—待分离物质（生物大分子等）的相互作用加以控制，能实现对目的物质高选择性的萃取和反萃取。 （3）有机相内反胶团中微水相体积最多仅占有机相的几个百分点，所以它同时也是一个浓缩操作。 反胶团萃取常用的表面活性剂： AOT：琥珀酸二（2-乙基己基）酯磺酸钠 CTAB： 溴代十六烷基三甲胺 TOMAC: 氯化三辛基甲铵 PTEA: 磷脂酰乙醇胺 反胶团萃取常用的非极性有机溶剂： 环己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、己醇、硅油等 反胶团应用 1) 蛋白质分离 2) 胞内酶的提取 3) 蛋白质复性 利用反胶团包裹变性的蛋白质，通过调整系统组成的环境参数，使得每个微胶团只包裹一个蛋白质分子，然后改变胶团溶液组成进行复性，由于蛋白质被单独装在各个胶团中，复性时完全不接触，避免了有害作用，使酶的活性完全恢复。 3.双水相萃取： 双水相萃取是利用物质在互不相溶的两个水相之间分配系数的差异实现分离的方法。 双水相技术在几乎所有的生物物质如氨基酸、多肽、核酸、细胞器、细胞膜、各类细胞、病毒等的分离纯化中得到应用,特别是成功地应用在蛋白质的大规模分离中。 （1）双水相体系 双水相体系的主要成因是聚合物之间的不相容性,即聚合物分子的空间阻碍作用使相互间无法渗透,从而在一定条件下分为两相。一般认为,只要两种聚合物水溶液的水溶性有所差异,混合时就可发生相分离,并且水溶性差别越大,相分离倾向也就越大。 类型 上相组分 下相组分 非离子型聚合物/非离子型聚合物 聚丙二醇 甲基聚丙二醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基葡聚糖 聚乙二醇 聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、葡聚糖、聚蔗糖 乙基羟乙基纤维素 葡聚糖 甲基纤维素 葡聚糖、羟丙基葡聚糖 非离子型聚合物/无机盐 聚丙二醇 硫酸钾 聚乙二醇 硫酸镁、硫酸钾、硫酸铵、硫酸钠、甲酸钠、酒石酸钾钠 高分子电解质/高分子电解质 硫酸葡聚糖钠盐 羧甲基纤维素钠盐 羧甲基葡聚糖钠盐 羧甲基纤维素钠盐 非离子型化合物/低分子量组分 葡聚糖 丙醇 聚丙烯乙二醇 磷酸钾、葡萄糖 甲氧基聚乙二醇 磷酸钾 几类常用的双水相体系 （2）影响生物物质在双水相分配的因素 ① 成相高聚物分子量和浓度 哪一相高聚物分子量降低，则萃取的生物大分子在该相的分配增加；成相高聚物在总体系中的浓度越大，成相高聚物在两相中的浓度差越大，蛋白质在某一相中富集的程度就越高。 ② 盐的种类和浓度： 对于聚乙二醇-葡聚糖体系， 带负电荷蛋白质的分配系数大小为: KH2PO4、K2HPO4﹥SO42- ﹥F- ﹥Ac- ﹥Cl- ﹥Br- ﹥I-、Li