一反胶束法。?。反胶束萃取技术（Reversed micellar extraction）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。 是利用表面活性剂在有机溶剂中自发形成一种纳米级的反 胶束相来萃取水溶液中的大分子蛋白质。。料液。有 机 相。反胶团萃取。micelles）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

　　反胶束萃取技术（反胶束萃取技术（ReversedmicellarextractionReversedmicellarextraction）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。质的提取和分离。是利用表面活性剂在有机溶剂中自发形成一种纳米级的反是利用表面活性剂在有机溶剂中自发形成一种纳米级的反胶束相来萃取水溶液中的大分子蛋白质。胶束相来萃取水溶液中的大分子蛋白质。reversedmicellesreversedmicelles反胶团的微小界面和微小水相具有两个特反胶团的微小界面和微小水相具有两个特异性功能：异性功能：具有分子识别并允许选择性透过的半透具有分子识别并允许选择性透过的半透膜的功能；膜的功能；在疏水性环境中具有使亲水性大分子如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。蛋白质等保持活性的功能。反胶团可作为反胶团可作为作为生理活性物质以及生物作为生理活性物质以及生物活性大分子的特异性分离场（分离、浓缩活性大分子的特异性分离场（分离、浓缩等方法）。等方法）。反胶团萃取技术的突出优点反胶团萃取技术的突出优点有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性；有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性；分离、浓缩可同时进行，过程简便；分离、浓缩可同时进行，过程简便；能解决蛋白质（如胞内酶）在非细胞环境中能解决蛋白质（如胞内酶）在非细胞环境中迅速失活的问题；迅速失活的问题；表面活性剂往往具有细胞破壁功效，可直接表面活性剂往往具有细胞破壁功效，可直接从完整细胞中提取具有活性的蛋白质和酶；从完整细胞中提取具有活性的蛋白质和酶；成本低，溶剂可反复使用等。成本低，溶剂可反复使用等。当向水溶剂中加入表面活性剂时，如表面活性剂的当向水溶剂中加入表面活性剂时，如表面活性剂的浓度超过一定的数值时，形成浓度超过一定的数值时，形成正胶团。当向非极性溶剂中加入一定量的表面活性剂时，会形成溶剂中加入一定量的表面活性剂时，会形成反胶团或或反向胶团。反向胶团。在反胶团中有一个极性核心，它包括由表面活性剂在反胶团中有一个极性核心，它包括由表面活性剂极性端组成的内表面、平衡离子和水，被称之为极性端组成的内表面、平衡离子和水，被称之为““水池。水池。这个这个““水池水池””具有极性，可以溶解具有极具有极性，可以溶解具有极性的分子和亲水性的生物大分子。性的分子和亲水性的生物大分子。在在AOTAOT反胶团中，水合化一分子反胶团中，水合化一分子AOTAOT需要需要66～～88个水分子，而其他水分子则不受束缚，个水分子，而其他水分子则不受束缚，可与普通水一样自由流动，所以当可与普通水一样自由流动，所以当WW＞＞1616时，““水池水池””中的水逐渐接近主体水相粘度，中的水逐渐接近主体水相粘度，胶团内也形成双电层。胶团内也形成双电层。胶团变化示意图反胶团的制备反胶团的制备1.液液接触法液液接触法即将含蛋白质的水相与含表面活性剂的即将含蛋白质的水相与含表面活性剂的有机相接触。有机相接触。2.注入法注入法将含有蛋白质的水溶液直接注入到含有将含有蛋白质的水溶液直接注入到含有表面活性剂的非极性有机溶剂中去。这表面活性剂的非极性有机溶剂中去。这种方法的过程较快并可控制反胶团的平种方法的过程较快并可控制反胶团的平均直径和含水量。均直径和含水量。对非水溶性蛋白质可用该法。将含有反胶团（W＝3～30）的有机溶液与蛋白质固体粉末一起搅拌，使蛋白质进入反胶团中，该法所需时间较长。含蛋白质的反胶团也是稳定的。蛋白质溶解方式示意图水壳””模型模型（（waterwater--shellshellmodemode））蛋白质向非极性溶剂中反胶团的纳米级水池蛋白质向非极性溶剂中反胶团的纳米级水池中的溶解，如图所示的四种可能。中的溶解，如图所示的四种可能。大分子蛋白质被封闭在“水池”中蛋白质中的亲脂部分直接与非极性溶剂的碳氢化合物相接触蛋白质被吸附在微胶团的“内壁”上蛋白质被几个微胶团所溶解，蛋白质向反胶团溶解的可能模型常用的表面活性剂及其相应的有机溶剂常用的表面活性剂及其相应的有机溶剂表面活性剂表面活性剂有机溶剂有机溶剂AOTAOT异辛烷、环己烷、四氯化碳异辛烷、环己烷、四氯化碳CTABCTAB乙醇乙醇//异辛烷、己醇异辛烷、己醇//辛烷辛烷TritonTriton--XX乙醇乙醇//环己烷环己烷磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱苯、庚烷苯、庚烷前萃取前萃取将目的蛋白质有选择性地从发酵液中转将目的蛋白质有选择性地从发酵液中转移到反胶团溶液中。移到反胶团溶液中。后萃取后萃取再用第二种水相溶液从反胶团中将该蛋再用第二种水相溶液从反胶团中将该蛋白质萃取出来。白质萃取出来。纯化和分离蛋白质、氨基酸、酶、多纯化和分离蛋白质、氨基酸、酶、多蛋白质复性、酶活性复性蛋白质复性、酶活性复性如对于溶菌酶和肌如对于溶菌酶和肌红蛋白的混合溶液红蛋白的混合溶液((两种蛋白质相对分子量相近两种蛋白质相对分子量相近,,等电点分别为等电点分别为11.8），用二烷基磷酸），用二烷基磷酸异辛烷反胶束溶液萃取，并用缓冲液将混异辛烷反胶束溶液萃取，并用缓冲液将混合液的pHpH值调至值调至9.，则溶菌酶完全进入有，则溶菌酶完全进入有机相中，而肌红蛋白则留在水相。机相中，而肌红蛋白则留在水相。液膜萃取液膜萃取单纯迁移单纯迁移也称物理渗也称物理渗透透，，是根据料液中是根据料液中各种溶质在膜相中各种溶质在膜相中的溶解度的溶解度（（分配系分配系数数））和扩散系数的和扩散系数的不同进行的萃取分不同进行的萃取分在有机酸等弱酸性电解质的分离纯化在有机酸等弱酸性电解质的分离纯化方面方面，，可利用强碱溶液为反萃相可利用强碱溶液为反萃相，，与料液中的溶质发生不可逆的反应而促进溶质的迁移的溶质发生不可逆的反应而促进溶质的迁移。。同向迁移同向迁移乳状液膜（乳状液膜（emulsionemulsionliquidliquidmembrance,membrance,ELMELM））根据成膜流体的不同，根据成膜流体的不同，分为分为(W/O)/W(W/O)/W和和(O/W)/O两种。在生两种。在生物分离中主要应用物分离中主要应用(W/O)/W型乳状液膜。型乳状液膜。支撑液膜支撑液膜支撑液膜是将固体膜浸在膜支撑液膜是将固体膜浸在膜溶剂溶剂((如有机溶剂中如有机溶剂中))使膜溶剂使膜溶剂充满膜的孔隙形成液膜。充满膜的孔隙形成液膜。支撑液膜分隔料液相和反萃支撑液膜分隔料液相和反萃相相,,实现渗透溶质的选择性萃取。实现渗透溶质的选择性萃取。孔膜为聚四氟乙烯、聚乙烯和孔膜为聚四氟乙烯、聚乙烯和聚丙烯等高疏水性膜。聚丙烯等高疏水性膜。与乳状液膜相比，支撑液膜 与乳状液膜相比，支撑液膜 结构简单，放大容易。 结构简单，放大容易。 流动液膜流动液膜 HLBHLB HLB HLB 33--66 HLBHLB 88--15 15 pH:pH: pH pH 流动载体为离子交换萃取剂时，料液中流动载体为离子交换萃取剂时，料液中 如果存在与目标分子带相同电荷的杂质时，由 如果存在与目标分子带相同电荷的杂质时，由 于杂质的竞争会减小用于目标分子和供能离子 于杂质的竞争会减小用于目标分子和供能离子 输送的载体量，引起目标分子通透性的下降。 输送的载体量，引起目标分子通透性的下降。 对于依赖反萃相化学反应促进迁移和对于依赖反萃相化学反应促进迁移和 膜相流动载体促进迁移的萃取过程，反萃相的 膜相流动载体促进迁移的萃取过程，反萃相的 组成和浓度影响萃取速率和选择性。 组成和浓度影响萃取速率和选择性。 操作温度的升高使溶质的扩散系数增大，操作温度的升高使溶质的扩散系数增大， 利于萃取速率的提高。但较高的温度，使得液 利于萃取速率的提高。但较高的温度，使得液 膜粘度降低，膜相挥发速度加快，甚至引起表 膜粘度降低，膜相挥发速度加快，甚至引起表 面活性剂水解，使液膜不稳定。 面活性剂水解，使液膜不稳定。 乳状液膜为高度分散体系，相间接触比乳状液膜为高度分散体系，相间接触比 表面积大，且液膜膜薄，传质阻力小，短时间 表面积大，且液膜膜薄，传质阻力小，短时间 即可萃取完全。 即可萃取完全。 液膜分离技术由于其 液膜分离技术由于其良好的选择性和定向 良好的选择性和定向性， 分离效率高，而且能达到浓缩、净化和分离分离效率高，而且能达到浓缩、净化和分离 的目的，因此，广泛用于化工、食品、制药、 的目的，因此，广泛用于化工、食品、制药、 环保、湿法冶金、气体分离和生物制品等工 环保、湿法冶金、气体分离和生物制品等工 近年来液膜分离技术在发酵液产物分离领域近年来液膜分离技术在发酵液产物分离领域 中也引起了人们的关注，进行了较为广泛的 中也引起了人们的关注，进行了较为广泛的 研究和开发工作。 研究和开发工作。 柠檬酸萃取物 废液循环 １－乳液装置 2－发酵罐３－混合-分离装置 4－破乳装置 微波和传统的溶剂提取法相结合的一种萃取微波和传统的溶剂提取法相结合的一种萃取 方法， 方法， 利用 利用不同结构的化合物吸收微波能力的差异 不同结构的化合物吸收微波能力的差异，， 使得细胞内的某些成分被微波选择性加热， 使得细胞内的某些成分被微波选择性加热， 导致细胞结构发生变化，从而提高有效成分 导致细胞结构发生变化，从而提高有效成分 的溶出程度和速度。 的溶出程度和速度。 80 80年代，首次发表了微波用于植物提取的文 年代，首次发表了微波用于植物提取的文 献；9090年代商业化开始应用于中药有效成分 年代商业化开始应用于中药有效成分 的提取； 的提取； 微波作用包括： 微波作用包括： 一方面微波使细胞内的一些极性分子成为激发态，一方面微波使细胞内的一些极性分子成为激发态， 或者使极性分子变性，细胞结构不再“正常”， 或者使极性分子变性，细胞结构不再“正常”， 或者极性分子释放能量回到基态，所释放的能量 或者极性分子释放能量回到基态，所释放的能量 传递给其他物质分子，加速其热运动， 传递给其他物质分子，加速其热运动，缩短萃取 缩短萃取 组分的分子由物料内部扩散到溶剂界面的时间， 组分的分子由物料内部扩散到溶剂界面的时间， 从而提高萃取速率； 从而提高萃取速率； 另一方面微波不仅加热溶剂，而且 另一方面微波不仅加热溶剂，而且提高溶剂的活 提高溶剂的活 性，使其更多地溶解有效成分，并高效率传递入，使其更多地溶解有效成分，并高效率传递入 溶剂。 溶剂。 由微波加热原理可知，由微波加热原理可知，微波提取要求被处 微波提取要求被处 理的物料具有 理的物料具有良好的吸水性， 良好的吸水性，否则细胞难 否则细胞难 以吸收足够的微波能将自身击破，使其内 以吸收足够的微波能将自身击破，使其内 容物难以释放出来。 容物难以释放出来。 微波萃取技术在中药中的应用， 微波萃取技术在中药中的应用，大多在实 大多在实