Reverse Micellar Extraction 反胶束萃取及其应用理研1307 景楠 2013201075产生背景 传统萃取方法（如溶剂萃取）难应用于蛋白质的 分离，原因：1.大多数蛋白质都不溶于有机溶剂，与有机溶 剂接触，也会引起蛋白质的变性2.萃取剂问题，蛋白质分子表面带有许多电荷 ，普通的离子缔合型萃取剂很难起作用 反胶束萃取反胶束 正常胶束：表面活性剂溶于水中, 当浓度超过临界 胶束浓度(CMC)时, 就会聚集在一起而形成正常胶 束，亲水基向外、疏水基向内。 反胶束: 当油相中表面活性剂的浓度超过临界胶 束浓度(CMC)时, 其分子在非极性溶剂中自发形成 的亲水基向内、疏水基向外的具有极性内核的多 分子聚集体。反胶束的制备 注入法：将含蛋白质的水溶液直接注入到含表面 活性剂的非极性有机溶剂中，然后进行搅拌直至 形成透明溶液为止（过程较快、可控制平均直径 和含水量）。 相转移法：将含蛋白质的水相和含表面活性剂的 有机相接触，在缓慢搅拌下，一部分蛋白质转移 至有机相中。（过程较慢，处于稳定的热力学平 衡状态和获得较高的蛋白质浓度）。 溶解法：对非水溶性的蛋白质可用此法。将含有 反胶束的有机溶液与蛋白质固体粉末一起搅拌时 蛋白质进入反胶束中（需较长的时间）。反胶束萃取体系 单一反胶束体系：阴离子型：AOT(丁二酸- 2 - 乙基已基酯磺酸钠)/ 异辛烷阳离子型：十六烷基三甲基溴化铵(CTAB) 、二辛基二甲基氯化铵等季铵盐非离子型：能使反胶团变大, 从而可萃取相对分子质量更大的蛋白质 混合反胶束体系：两种或两种以上表面活性剂构成 的体系，蛋白质的分离效率更高反胶团溶解蛋白质模型 1.水壳模型（普遍接受） 2.蛋白质疏水部分直接与有机相接触 3.蛋白质吸附在反胶团内壁 4.蛋白质的疏水区与几个反胶团的表面活性剂疏 水尾发生相互作用，被几个小反胶团所“溶解”反胶团溶解蛋白质机理 反胶团的极性内核在溶解了水后, 在内核中形成“微水池”, 可以进一 步溶解蛋白质等生物活性物质。 屏蔽作用使蛋白质不与有机溶剂 直接接触, 而水池的微环境又保护 了其活性, 从而达到了溶解和分离 目的反胶团溶解蛋白质过程蛋白质进入反胶束溶液是一种协同过程改变水相条件（pH、离子种 类和强度）使蛋白质由有机相 返回水相，实现反萃取过程.蛋白质 表面活性剂静电作用变形含有蛋白质的反胶束扩散进入有机相蛋白质萃取反胶束萃取的影响因素与反胶束团有关的因素与目标蛋白质有关的因素表面活性剂的种类蛋白质的等电点表面活性剂的浓度蛋白质的大小表面溶剂的种类蛋白质的浓度助表面活性剂及其浓度蛋白质表面的电荷分布与水相有关的因素与环境有关的因素pH值系统温度离子种类系统压力离子强度反胶束萃取的优点 成本低，溶剂可反复使用 萃取率和反萃取率高 解决蛋白质变性、降解的问题. 从完整细胞中提取蛋白质和酶具有工业开发前景的蛋白质分离技术反胶束萃取的应用实例 混合反胶团萃取-淀粉酶以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和脱水山梨醇单硬脂酸酯聚氧乙烯醚 (Tween-60)为混合表面活性剂溶于正丁醇 - 异辛烷中构成反胶团系统，萃 取纯化- 淀粉酶食品科学 2011, 32(21): 214-217反胶束萃取的应用实例 混合反胶团萃取-淀粉酶以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和脱水山梨醇单硬脂酸酯聚氧乙烯醚 (Tween-60)为混合表面活性剂溶于正丁醇 - 异辛烷中构成反胶团系统，萃 取纯化- 淀粉酶食品科学 2011, 32(21): 214-217反胶束萃取的应用实例 反萃取技术对脂肪酶的高效纯化Efficient lipase purification using reverse micellar extraction 目标函数：纯化度，回收率 变量：表面活性剂的类型和浓度，pH，离子强度，有机相/水相比例原始脂肪酶培养基pH对回收率和纯化度的影响盐浓度对回收率和纯化度的影响Bioresource Technology, 2012, 108:224230反胶束萃取的应用实例 反萃取技术对脂肪酶的高效纯化Efficient lipase purification using reverse micellar extraction 目标函数：纯化度，回收率 变量：表面活性剂的类型和浓度，pH，离子强度，有机相/水相比例加入15%异丙醇后，不同浓度NaCl对回收率和 纯化度的影响反萃取过程中，pH对回收率和纯化度 的影响Bioresource Technology, 2012, 108:224230反胶束萃取的应用实例 反萃取技术对脂肪酶的高效纯化Efficient lipase purification using reverse micellar extraction 目标函数：纯化度，回收率 变量：表面活性剂的类型和浓度，pH，离子强度，有机相/水相比例V水相/V有机相对回收率和纯化度的影响结论： 1.反胶束萃取技术可以实现 2.脂肪酶的高效纯化及回收 3.纯化倍数：15倍 回收率：80%Bioresource Technology, 2012, 108:224230参考文献1刘俊果,邢建民,畅天狮,刘会洲.反胶团萃取分离纯化纳豆激酶J. 科学 通报，2006, 51(2): 133-137.2高树刚 ,宋伟明,安红.混合反胶团萃取- 淀粉酶J. 食品科学, 2011, 32(21): 214-217.3 Wang W, Weber M E, Vera J H. Reverse Micellar Extraction of Amino Acids Using Dioctyldimethylammonium ChlorideJ. Ind. Eng. Chem. Res. 1995,34: 599-606.4 Gaikaiwari R P, Wagha S A, Kulkarni B D. Efficient lipase purification using reverse micellar extractionJ. Bioresource Technology, 2012,108: 224 230.