第七章--萃取分離課件

1、第七章 萃取分離第一節(jié) 萃取分離的基本原理一、什么是萃??？萃?。╡xtraction）：利用溶質(zhì)在互不相溶的兩相之間分配系數(shù)的不同而使溶質(zhì)得到純化或濃縮的方法。互不相溶的兩相：液體固體液固萃?。ń。?；氣體固體/液體超臨界流體萃取液體液體液液萃?。ㄓ袡C(jī)溶劑萃取、雙水相 萃取、液膜萃取和反膠團(tuán) 萃?。┹腿〔僮髦兄辽儆幸幌嗍橇黧w！溶液 發(fā)酵液萃取劑 溶劑重液輕液萃取 前雜質(zhì)產(chǎn)品輕液與重液互不相溶產(chǎn)物平衡：C1產(chǎn)/C2產(chǎn) = 定值 = K產(chǎn)萃取液萃余液萃取 平衡 后重液輕液1相上相2相下相雜質(zhì)平衡：C1雜/C2雜 = 定值 = K雜相關(guān)概念料液：在溶劑萃取過(guò)程中，通常將供提取的溶 液稱為料液，常是水

2、溶液；溶質(zhì)：從料液中提取出來(lái)的產(chǎn)物稱為溶質(zhì)；萃取劑：用來(lái)萃取產(chǎn)物的溶劑常稱為萃取劑；萃取液：溶質(zhì)轉(zhuǎn)移到萃取劑中與萃取劑形成的 溶液稱為萃取液；萃余液：被萃取出溶質(zhì)后的料液稱萃余液（萃 殘液）。 二、萃取分離的分類萃取機(jī)制物理萃?。褐苯永萌苜|(zhì)在兩相中溶解能力差別； 化學(xué)萃?。喝軇┡c溶質(zhì)化合或絡(luò)合后在兩相中溶 解能力差別。相類型液-固萃取：浸取液-液萃?。河袡C(jī)溶劑萃取、雙水相萃取、液膜萃 取和反膠團(tuán)萃取氣-液/固萃?。撼R界流體萃取三、物質(zhì)的溶解原理相似相溶分子之間可以有兩個(gè)方面的相似： （1） 分子結(jié)構(gòu)相似 如，分子的組成、官能團(tuán)、形態(tài)結(jié)構(gòu)的相似 （2）能量相似（相互作用力相似） 如，相互作用

3、力有極性的和非極性的之分。 顯然，溶解度增加或下降的原因是物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與水的相似性增加或下降了。 水的結(jié)構(gòu)：H-OH乙醇的結(jié)構(gòu)：CH3CH2-OH1. 分子結(jié)構(gòu)相似2. 能量相似2.1 形成氫鍵能力相似是由一個(gè)氫原子和兩個(gè)電負(fù)性原子結(jié)合構(gòu)成，如AHB，這里，“”表示氫鍵，它是一種帶方向性的強(qiáng)作用力。/軸向力 形成氫鍵必須有能夠接受電子的部分AH，即電子受體；還須有給出電子的部分B，即電子供體。 按照生成氫鍵的能力，可將溶劑分成四種類型。 （1）N型溶劑：不能形成氫鍵，稱惰性溶劑/如烴類。 （2）A型溶劑：只有電子受體的溶劑，能與電子供體 形成氫鍵。 （3）B型溶劑：只有電子供體的溶劑 。（4

4、）AB型溶劑：同時(shí)具備電子受體AH和供體B的溶劑， 可締合成多聚分子。AB（1）型：交鏈氫鍵締合溶劑，如水、多元醇、胺基取代醇、羥基羧酸、多元羧酸、多酚等 AB（2）型：直鏈氫鍵締合溶劑，如醇、胺、羧酸等。 AB（3）型：生成內(nèi)氫鍵分子，這類溶劑中的電子受體AH因已形成內(nèi)氫鍵而不再起作用。故AB（3）型溶劑的氫鍵性質(zhì)與N型或B型相似。 表中所處位置越接近，越易互溶，越遠(yuǎn)越難互溶 物質(zhì)溶解尚未定量的“數(shù)字化”！ 介電常數(shù) ：是一個(gè)化合物摩爾極化程度的量度，如果已知介電常數(shù)，就能預(yù)測(cè)該化合物是極性的還是非極性的。 介電常數(shù)的測(cè)定方法：C 是物質(zhì)在電容器二級(jí)板間的靜電容量C0 是無(wú)介質(zhì)時(shí)電容器二級(jí)板

5、間的靜電容量如果已知C2物質(zhì)的介電常數(shù) 2，求知樣品 1的介電常數(shù) 1，則可得到下式：C1 、C2可以測(cè)定； 2為已知；則可求得 1。2.2 極性相似介電常數(shù) 相近的物質(zhì)，則極性相近，互溶性好；介電常數(shù) 差距大的物質(zhì)，則極性相差大，不易互溶。評(píng)價(jià)溶解的定量方法！ 根據(jù)萃取目標(biāo)物質(zhì)（產(chǎn)物）的介電常數(shù)，尋找極性相接近的溶劑作為萃取溶劑，也是溶劑選擇的重要方法之一。 氨基酸在水中能電離，電離后帶電荷，極性很強(qiáng)所以溶于水中： O R-C-O- + H+ 四、萃取分離的原理利用溶質(zhì)（產(chǎn)物或雜質(zhì)）組分在兩個(gè)互不混溶的液相（如水相和有機(jī)溶劑相）中競(jìng)爭(zhēng)性溶解和分配性質(zhì)上的差異來(lái)進(jìn)行分離操作。 分配系數(shù)K =

6、= 應(yīng)用條件：（1）稀溶液 （否則用活度計(jì)算）。（2）溶質(zhì)對(duì)溶劑之互溶度沒(méi)有影響 。（3）必須是同一種分子類型，即不發(fā)生締合或離解。分配系數(shù)K 反映一種萃取劑性能的優(yōu)劣。分配系數(shù)K越大，萃取收率越高。萃 余 相 濃 度萃 取 相 濃 度1、分配系數(shù)在一定溫度和壓力條件下，溶質(zhì)分配在兩個(gè)互不相溶的溶劑中達(dá)到平衡時(shí)，溶質(zhì)在兩相中的活度之比為常數(shù)。分配系數(shù)的選擇 青霉素是一種弱酸，在水中會(huì)有一部分離解成負(fù)離子，而只有兩相中的游離酸分子才符合分配定律。此時(shí)，同時(shí)存在著兩種平衡，一種是青霉素游離酸分子在有機(jī)溶劑相和水相間的分配平衡；另一種是青霉素游離酸在水中的電離平衡。前者用分配系數(shù)K0表征，后者用電離

7、常數(shù)Kp來(lái)表征。 K = K0H+/(KpH+) （弱酸） （5.2） K = K0Kp/(KpH+) （弱堿） （5.3） 萃取劑對(duì)溶質(zhì)A和B分離能力的大小可用分離因數(shù)()來(lái)表征： = ( C1A/C1B)/(C2A/C2B) = ( C1A/C2A)/(C1B/C2B) = KA/KB 如果A是產(chǎn)物，B為雜質(zhì)，分離因數(shù)可寫為： K產(chǎn)/K雜 越大，A、B的分離效果越好，即產(chǎn)物與雜質(zhì)越容易分離，產(chǎn)物純度越高。 既追求產(chǎn)品收率，也追求產(chǎn)品純度2、分離因數(shù)五、萃取分離的特點(diǎn)選擇性好；操作條件溫和；能耗消耗少；傳質(zhì)快；多級(jí)萃取可實(shí)現(xiàn)高濃度產(chǎn)物分離。第二節(jié) 溶劑萃取溶劑萃取，又稱有機(jī)溶劑萃取，利用溶質(zhì)

8、（產(chǎn)物或雜質(zhì)）在水相和有機(jī)溶劑相中溶解度差異來(lái)進(jìn)行分離的操作。 一般萃取過(guò)程很快，如果接觸表面足夠大，則在數(shù)秒之內(nèi)就可完成。 萃取操作流程可分為單級(jí)萃取和多級(jí)萃取。多級(jí)萃取中又有多級(jí)錯(cuò)流萃取和多級(jí)逆流萃取之分。 萃取是典型的快過(guò)程結(jié)晶是典型的慢過(guò)程 通常需幾小時(shí)到幾十小時(shí)。分液漏斗液-液萃取過(guò)程圖1萃取器； 2 溶劑溶質(zhì)塔； 3 汽提塔；4 冷凝器； 5 分離器； 6 熱交換器一、溶劑的選擇（1）萃取容量大，即單位體積的萃取溶劑能萃取大量的產(chǎn)物 。（2）選擇性好，理想情況是只萃取產(chǎn)物而不萃取雜質(zhì)。 （3）與被萃取的液相（通常是水相）互溶度要小，且粘度低、界 面張力小或適中，這樣有利于相的分散和

9、兩相分離 。（4）溶劑的回收和再生容易 。（5）化學(xué)穩(wěn)定性好，不易分解，對(duì)設(shè)備腐蝕性小 。（6）經(jīng)濟(jì)性好，價(jià)廉易得。 （7）安全性好，閃點(diǎn)高，對(duì)人體無(wú)毒性或毒性低。 生物工業(yè)中常用的是：酯類、醇類和酮類！二、萃取操作方式(1)原料預(yù)處理；(2)混合：攪拌罐、管道、噴射泵。(3)分離：離心機(jī)、自然沉降。 (4)產(chǎn)品收獲：蒸餾、反萃取(5)溶劑回收：蒸餾、精餾F料液S溶劑R萃余液L萃取液P產(chǎn)物1.單級(jí)萃取單級(jí)萃取特點(diǎn)：. 要求分配系數(shù)大；. 溶劑用量大；. 萃取效率低。2.多級(jí)錯(cuò)流萃取 多級(jí)錯(cuò)流萃取特點(diǎn)：.每級(jí)均加新鮮溶劑；.溶劑消耗量大； .萃取液產(chǎn)物平均濃度較??；.萃取較完全。三級(jí)錯(cuò)流萃取裝置

10、(a)艾德連式；(b)泵混合分離器；(c)加當(dāng)齊格勒接觸器；(d)霍米莫脫接觸器 多級(jí)逆流萃取流程的特點(diǎn)是：料液走向和萃取劑走向相反，只在最后一級(jí)中加入萃取劑，故和錯(cuò)流萃取相比，萃取劑消耗少，萃取液產(chǎn)物平均濃度高，產(chǎn)物收率最高。在工業(yè)上除非有特殊理由，否則應(yīng)采用多級(jí)逆流萃取流程。3. 多級(jí)逆流萃取在三級(jí)逆流萃取裝置分離青霉素多級(jí)逆流萃取裝置（1）pH值 ：pH直接影響表觀分配系數(shù)/特別是弱的酸堿。 （2）溫度 ：它影響分配系數(shù)K，因?yàn)闇囟韧ㄟ^(guò)影響溶質(zhì)的化學(xué)位而影響溶質(zhì)在兩相中的分配/能量 （3）鹽析 ：無(wú)機(jī)鹽類一般可降低產(chǎn)物在水中的溶解度而使其更易于轉(zhuǎn)入有機(jī)溶劑相中，另一方面還能減小有機(jī)溶劑在

11、水相中的溶解度/爭(zhēng)奪水分子。 （4）帶溶劑 ：能與產(chǎn)物形成復(fù)合物的物質(zhì)。使產(chǎn)物更易溶于有 機(jī)溶劑相中/該復(fù)合物憎水性強(qiáng)。該復(fù)合物在一 定條件下又要容易分解。 （5）溶劑比與回流比：溶劑用量越大，溶質(zhì)回收率越高； 回流比越大，萃取液中溶質(zhì)濃度越高。三、萃取操作條件（6）乳化和去乳化 . 乳化 ：乳化是一種液體（分散相）分散在另一種不相混溶的液體（連續(xù)相）中的現(xiàn)象。 乳化形成乳濁液: 水包油型（O/W）; 油包水型（W/O）。乳化形成原因：水相存在蛋白質(zhì)或固體顆粒物質(zhì)乳化弊端：有機(jī)相與水相分層困難；影響產(chǎn)品純 度；降低產(chǎn)品收率破乳化(1). 過(guò)濾和離心分離；(2). 稀釋；(3). 加熱；(4).

12、 加電解質(zhì)；(5). 加表面活性劑；(6). 吸附法。1、單級(jí)萃取設(shè)備 ：?jiǎn)渭?jí)萃取用一套混合器和分離機(jī)即可。 2、多級(jí)萃取設(shè)備 ：（1）脈動(dòng)篩板塔 優(yōu)點(diǎn)： 操作方便、密閉性好 萃取劑用量少； 占地面積小。 四、萃取設(shè)備 利用機(jī)械攪拌裝置，促使連續(xù)相液體的湍動(dòng)，從而使懸浮在湍動(dòng)液流中的分散相液滴被剪切成較細(xì)小的液滴，使分布更為均勻，萃取過(guò)程由此得到強(qiáng)化。 （2）轉(zhuǎn)盤塔第二節(jié) 固液萃取利用分子擴(kuò)散的原理，采用有機(jī)或無(wú)機(jī)溶劑將固體物料中的可溶組分溶解使其進(jìn)入液相，從而將它從固體物料中分離出來(lái)的操作。 也稱：醇溶蛋白1、相平衡 浸取過(guò)程中的相平衡用分配系數(shù)KD表示：Y :平衡后溶質(zhì)在液相的濃度X :平

13、衡后溶質(zhì)在固相的濃度2、溶劑的選擇 為了高效、快速地從固體中將目的物浸取出來(lái)，同時(shí)盡可能將不希望的物質(zhì)留在固體中，選擇合適的溶劑是關(guān)鍵。溶劑的選擇最主要的依據(jù)仍是“相似相溶”原理，這與溶劑萃取是一致的。 3、增溶作用生物工業(yè)的浸取過(guò)程中往往包含增溶作用。原先不溶或難溶性的生物大分子物質(zhì)向可溶性的、分子量較小的生物物質(zhì)轉(zhuǎn)變。浸取過(guò)程有時(shí)會(huì)促使某些溶質(zhì)向不溶性物質(zhì)轉(zhuǎn)變。4、固體原料的預(yù)處理 生物工業(yè)的浸取過(guò)程中往往包含增溶作用。原先不溶或難溶性的生物大分子物質(zhì)向可溶性的、分子量較小的生物物質(zhì)轉(zhuǎn)變。浸取過(guò)程有時(shí)會(huì)促使某些溶質(zhì)向不溶性物質(zhì)轉(zhuǎn)變。 為加速浸取的過(guò)程，往往要對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理。應(yīng)該注意的是原

14、料的粉碎并非越細(xì)越好。 第三節(jié) 液膜萃取液膜是由水溶液或有機(jī)溶劑(油)構(gòu)成的液體薄膜；液膜可將與之不能互溶的液體分隔開來(lái)，使其中一側(cè)液體的溶質(zhì)選擇性地透過(guò)液膜進(jìn)入另一側(cè)，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)之間的分離。液膜最顯著優(yōu)點(diǎn)：可同時(shí)實(shí)現(xiàn)萃取和反萃取。一、液膜的種類1. 乳化液膜：（W/O）/W或（O/W）/O型的雙重乳狀液高分散體系。2. 支撐液膜支撐液膜是將多孔高分子固體膜浸在膜溶劑（如有機(jī)溶劑）中，使膜溶劑充滿膜的孔隙形成的液膜。二、膜相組成膜相主要由溶劑、表面活性劑、流動(dòng)載體和增強(qiáng)劑構(gòu)成。 膜相中表面活性劑占15，流動(dòng)載體15，90左右是膜溶劑。1、膜溶劑 使用較多的膜溶劑是高分子烷烴、異烷烴類物質(zhì)，它是膜

15、相的基體物質(zhì)。較理想的膜溶劑通常有以下特點(diǎn)： （1）能保持操作過(guò)程中的穩(wěn)定性。有一定的粘度，又不溶解于內(nèi)外水相 （2）良好的溶解性。希望它優(yōu)先溶解欲提取的物質(zhì)，而對(duì)雜質(zhì)的溶解越少越好，同時(shí)對(duì)膜相中的其它組分也有較好的互溶性； （3）膜溶劑與水相應(yīng)有一定的相對(duì)密度差，以利于操作后期膜相與料液的分離。 2、表面活性劑 它是液膜技術(shù)中穩(wěn)定油水分界面的最重要的組分，對(duì)液膜的穩(wěn)定性、滲透速度、分離效率和膜相與內(nèi)水相分離后的循環(huán)使用有直接關(guān)系，表面活性劑的選擇是關(guān)鍵問(wèn)題。 3、流動(dòng)載體 合適的載體是液膜分離技術(shù)的關(guān)鍵之一。它能對(duì)欲提取的物質(zhì)進(jìn)行選擇性搬運(yùn)遷移，因此對(duì)選擇性和膜的通量（或分離速度）起決定性作

16、用。 4、膜增強(qiáng)劑 主要是提高膜液的粘度，起增加膜的穩(wěn)定性作用。在液膜的分離操作時(shí)要求膜不過(guò)早破裂；而在破乳工序中液膜層又容易破碎，以利于膜相與內(nèi)水相的分離。三、乳化液膜的分離機(jī)制 液膜的分離機(jī)制可分為兩大類：無(wú)載體擴(kuò)散遷移和載體促進(jìn)傳遞機(jī)制1、無(wú)載體擴(kuò)散遷移 (1). 單純擴(kuò)散遷移屬于這種分離機(jī)制的液膜中不含流動(dòng)載體，內(nèi)、外水相中也無(wú)與待分離物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的試劑。僅靠待分離組分在膜中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)的差異，導(dǎo)致透過(guò)膜的速度不同而實(shí)現(xiàn)的一種液膜分離過(guò)程。 由于大多數(shù)溶質(zhì)在膜相中的擴(kuò)散系數(shù)幾乎相同，所以溶質(zhì)透過(guò)液膜的速度實(shí)際上取決于分配系數(shù)S。單純擴(kuò)散遷移不能產(chǎn)生濃縮效果，因?yàn)楫?dāng)溶質(zhì)遷移進(jìn)行

17、到液膜兩側(cè)濃度相等時(shí)，遷移推動(dòng)力等于零，輸送便自行停止。(2). 內(nèi)相化學(xué)反應(yīng)促進(jìn)遷移 為實(shí)現(xiàn)高效分離，可采用在溶質(zhì)的接受相（如內(nèi)相）添加與溶質(zhì)能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的試劑，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)促使溶質(zhì)高效快速遷移。2、載體促進(jìn)傳遞機(jī)制 在膜相中加入一種可自由流動(dòng)被稱為”載體”的化合物，它能選擇性地與外相中的待分離物質(zhì)結(jié)合后透過(guò)膜相并將它送入內(nèi)水相。載體通常是一種離子型表面活性劑，它有一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的憎水親油性的烴類尾部，而其頭部為一價(jià)電荷的親水性基團(tuán)。載體促進(jìn)傳遞機(jī)制類似于生物膜的“離子泵”的作用，能將某種物質(zhì)（離子）從低濃度區(qū)向高濃度區(qū)傳遞運(yùn)輸。給流動(dòng)載體提供化學(xué)能的形式可以是酸堿中和反應(yīng)、同離子效應(yīng)、離子交

18、換、絡(luò)合反應(yīng)、沉淀反應(yīng)等。三、影響液膜分離的因素(1). 液膜乳液的成分：表面活性劑的種類、濃度對(duì)液膜的穩(wěn)定性、滲透速率、分離效果都有顯著的影響。(2). 乳水比（Vew） ：乳水比是指液膜乳液體積（Ve）和料液體積（Vw）之比。乳水比越大，滲透過(guò)程的接觸面積越大，分離效果也越好。 (3). 連續(xù)相pH值 ：連續(xù)相pH值決定滲透物的存在形式，在一定pH值下，滲透物能與液膜中的載體形成配合物而進(jìn)入膜相。 (4). 攪拌強(qiáng)度 ：攪拌對(duì)生成很小的乳液滴有促進(jìn)作用，為溶質(zhì)的遷移提供了較大的膜表面積。 (5). 接觸時(shí)間 四、破乳化為了重新使用已用過(guò)的乳液，必須將已形成的并經(jīng)過(guò)分離操作的乳液破壞，從中分

19、離出膜相和內(nèi)相，以分別處理，這一操作稱為破乳。 破乳方法通常有： (1)化學(xué)法 : (2)高速離心法 : (3)加熱法 :(4)高壓靜電法 :其破乳的原理是讓乳液通過(guò)兩塊平行的裸電極之間，在兩極板之間外加脈沖式直流高壓電，在直流高壓電作用下，達(dá)到破乳的目的。 (5)電磁場(chǎng)法 :破乳的原理是一種利用交變電流在螺旋管產(chǎn)生渦流電場(chǎng)，渦流電場(chǎng)引起液滴的極化和振蕩，從而實(shí)現(xiàn)破乳。 第四節(jié) 反膠團(tuán)萃取反膠團(tuán)是兩性表面活性劑在非極性有機(jī)溶劑中親水性基團(tuán)自發(fā)地向內(nèi)聚集而成的，內(nèi)含微小水滴的，空間尺度僅為納米級(jí)的集合型膠體。是一種自我組織和排列而成，且熱力學(xué)穩(wěn)定的有序構(gòu)造。一、反膠團(tuán)的形成與特性正膠團(tuán)：水包油結(jié)

20、構(gòu)，表面活性劑的極性頭朝外，疏水的尾部朝內(nèi)，中間形成非極性的 “核”。正膠團(tuán)vs反膠團(tuán)反膠團(tuán)，油包水結(jié)構(gòu)，表面活性劑的極性頭朝內(nèi)，疏水的尾部向外，中間形成極性的“核”。向非極性溶劑中加入表面活性劑時(shí)，如表面活性劑的濃度超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，就會(huì)在非極性溶劑內(nèi)形成表面活性劑的聚集體。在反膠團(tuán)中有一個(gè)極性核心，被稱之為 “水池”。因?yàn)檫@個(gè)“水池”具有極性，可以溶解具有極性的分子和親水性的生物大分子。宏觀上，極性分子和親水性的生物大分子是“溶解”在非極性的有機(jī)溶劑中。 微觀上，是某種產(chǎn)物從主體水相向有機(jī)溶劑相中的反膠團(tuán)微水相中的分配萃取。影響反膠團(tuán)的大小因素表面活性劑種類、濃度；非極性有機(jī)溶劑種類、濃度

21、；操作時(shí)體系的溫度、壓力；微小水池中的離子強(qiáng)度。（1）反膠團(tuán)的臨界膠團(tuán)濃度表面活性劑在非極性有機(jī)溶劑相中能形成反膠團(tuán)的最小濃度稱為臨界膠團(tuán)濃度。CMC: 臨界膠束濃度，mol/L（2）反膠團(tuán)含水率水和表面活性劑的摩爾濃度之比，即 反膠團(tuán)含水率:當(dāng)W0 16時(shí)，“水池”中的水逐漸接近主體水相粘度，膠團(tuán)內(nèi)也形成二重電荷層，反膠團(tuán)萃取分離特點(diǎn)(1)有很高的萃取率和反萃取率并具有選擇性； (2)分離、濃縮可同時(shí)進(jìn)行，過(guò)程簡(jiǎn)便； (3)能解決蛋白質(zhì)（如胞內(nèi)酶）在非細(xì)胞環(huán)境中迅速失活的問(wèn)題；(4)由于構(gòu)成反膠團(tuán)的表面活性劑具有細(xì)胞破壁功效，因而可直接從完整細(xì)胞中提取具有活性的蛋白質(zhì)和酶；(5)反膠團(tuán)萃取技

22、術(shù)的成本低，溶劑可反復(fù)使用等。 二、反膠團(tuán)的分類1、單一表面活性劑反膠團(tuán)體系 是指在使用時(shí)無(wú)須加入助劑的表面活性劑，具有多條中等長(zhǎng)度的烷基尾和一個(gè)較小的極性頭。 a: 陰離子型，如AOT 該體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和穩(wěn)定，反膠團(tuán)體積較大，適用于等電點(diǎn)較高的、相對(duì)分子量較小的蛋白質(zhì)的分離； b: 陽(yáng)離子型表面活性劑，如CTAB，DAP 該體系適用于等電點(diǎn)較低的、相對(duì)分子量較大的蛋白質(zhì)的分離； c: 非離子型表面活性劑 能形成更大的反膠團(tuán)體系。能分離相對(duì)分子量大的蛋白質(zhì)，但這類體系容易乳化。 2、混合表面活性劑反膠團(tuán)體系是指兩種或兩種以上表面活性劑構(gòu)成的體系，一般來(lái)說(shuō)，混合表面活性劑反膠團(tuán)對(duì)蛋白質(zhì)有更高的分離

23、效率。 3、親和反膠團(tuán)體系是指除了有組成反膠團(tuán)的表面活性劑以外，還有具有親和特征的助劑，它的親和配基與蛋白質(zhì)有特異的結(jié)合能力，往往極少量親和配基的加入就可使萃取蛋白質(zhì)的選擇性大大提高。 三、反膠團(tuán)萃取體系的制備 注入法：將含有蛋白質(zhì)的水溶液直接注入到含有表面活性劑的非極性有機(jī)溶劑中去，然后進(jìn)行攪拌直到形成透明的溶液為止。 相轉(zhuǎn)移法：把含有表面活性劑的有機(jī)相和含有蛋白質(zhì)的水相接觸，在緩慢的攪拌下，一部分蛋白質(zhì)緩慢轉(zhuǎn)入（萃入）有機(jī)相。 溶解法：將含有反膠團(tuán)（W0330）的有機(jī)溶液與蛋白質(zhì)固體粉末一起攪拌，使蛋白質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)中 。四、反膠團(tuán)萃取原理1、靜電相互作用蛋白表面靜電荷表面活性劑親水端2、疏

24、水性相互作用蛋白表面疏水區(qū)表面活性劑疏水端3、空間位阻作用蛋白表面疏水區(qū)表面活性劑疏水端五、反膠團(tuán)萃取的影響因素 1、表面活性劑種類和濃度2、親和助劑親和助劑可選擇性結(jié)合目標(biāo)蛋白，提高萃取率和選擇性；3、水相pH 改變蛋白質(zhì)的表面荷電性；4、離子強(qiáng)度 調(diào)節(jié)水相離子強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)萃取與反萃取的主要條件；5、溫度六、在蛋白質(zhì)分離工藝中的應(yīng)用 以含有核糖核酸酶-a、細(xì)胞色素C、溶菌酶的水溶液為例 第一步：在pH=9時(shí)，核糖核酸酶-a帶負(fù)電荷，即使在較低的鹽濃度下也不能被反膠團(tuán)萃取而留在水相中。細(xì)胞色素C和溶菌酶由于都帶正電荷，被萃取到反膠團(tuán)中。pI10.6pI7.8pI11.1第二步：利用提高離子

25、強(qiáng)度，將細(xì)胞色素C反萃到水相中，而溶菌酶仍留在反膠團(tuán)中。第三步：進(jìn)一步提高pH值和離子強(qiáng)度，將溶菌酶反萃到水相中。第五節(jié) 超臨界流體萃取一、超臨界流體1. 超臨界流體 (Supercritical fluid, SCF)超臨界流體是一種超過(guò)臨界壓力和臨界溫度的非凝縮性的高密度的流體，它的性質(zhì)介于氣體和液體之間，具有優(yōu)異的溶劑性質(zhì)。2. 純物質(zhì)P-T相圖臨界點(diǎn)：氣、液界面剛剛消失的狀態(tài)點(diǎn)二、超臨界流體特點(diǎn)1、超臨界流體具有接近液體的密度和類似液體的溶解能力；而粘度和氣體接近，擴(kuò)散系數(shù)比液體大得多。2、超臨界流體可以通過(guò)壓力和溫度的變化大幅度調(diào)節(jié)流體的密度，以便有選擇地溶解目的物。三、超臨界流體萃

26、取原理（1）有較高臨界溫度的流體溶劑的溶解能力較高。 （2）臨界溫度相當(dāng)，則與溶質(zhì)性質(zhì)接近的超臨界流體溶劑，溶解能力更大。（相似相溶原理） 四、超臨界流體萃取（1）溶解能力強(qiáng)、傳質(zhì)速率快、萃取時(shí)間短； （2）溶解能力可調(diào)節(jié)；（3）具有萃取和精餾雙重特性，分辨率高；（3）產(chǎn)品純度高，無(wú)污染。超臨界流體萃取的特點(diǎn)：（1）圖中三條粗實(shí)線:升華線、熔融線、沸騰線，將相圖分為固相區(qū)、液相區(qū)和氣相區(qū)。 （2）當(dāng)CO2的壓力和溫度各自超過(guò)其臨界壓力Pc 7.38MPa，臨界溫度 Tc 31.06時(shí)，沸騰線消失，此時(shí)，已無(wú)液態(tài)和氣態(tài)的明確界線。 （3）在臨界點(diǎn)的附近，密度線聚集于臨界點(diǎn)周圍，壓力或溫度小范圍的變化，就會(huì)引起CO2密度的大幅度變化。 （4）通過(guò)改變壓力或溫度來(lái)改變?nèi)軇〤O2的密度，就可以改變其對(duì)物質(zhì)的溶解能力。五、超臨界CO2的溶劑特征 1、超臨界CO2的相圖 （1）是惰性氣體，安全無(wú)毒，無(wú)腐蝕性，不可燃燒，純度高 且價(jià)格低。 （2）具有優(yōu)良的傳質(zhì)性能，擴(kuò)散系數(shù)大，粘度低，有利于縮 短萃取時(shí)間。 （3）操作條件溫和，適合于處理某些熱敏性生