1、第6章 溶劑萃取分離法6.1 基本概念6.2 主要萃取體系6.3 影響萃取的各種因素6.4 溶劑萃取方法6.5 膠體萃取6.6 雙水相萃取I2水溶液這是因為I2在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度，I2在相間的轉(zhuǎn)移過程是物理過程。而更多的情況下，被萃取對象要與試劑（萃取劑）發(fā)生化學(xué)作用。CCl4I2 / CCl4 H2O實實 例例溶劑萃取（溶劑萃?。╯olvent extraction） 溶于某一液相中的組分，在與第二液相接觸后轉(zhuǎn)入第二液相的過程。又稱液-液萃取。通常是水相-有機(jī)相。 利用組分在兩互不相溶的溶劑之間的分配行為的差異進(jìn)行分離的方法萃取萃取泛指任意兩相間的傳質(zhì)過程，包括液-固萃

2、?。ü滔噍腿。?，SFE，逆流（色譜）萃取等等。反萃取反萃取被萃物進(jìn)入有機(jī)相后，再用水相將其中部分組分萃取出來。主要目的是把隨目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)入有機(jī)相的雜質(zhì)除掉。溶劑萃取法的發(fā)展過程溶劑萃取法的發(fā)展過程 19世紀(jì)中葉人們就知道用有機(jī)溶劑萃取某些無機(jī)物。如1842年P(guān)eligot用二乙醚萃取硝酸鈾酰。 1872年Berthelot和Jungfleisch根據(jù)經(jīng)驗提出了液-液分配的定量關(guān)系。 1891年Nernst從熱力學(xué)觀點出發(fā)闡明了液液分配的定量關(guān)系。 20世紀(jì)40年代以后，溶劑萃取走向成熟（完善的理論體系，豐富的萃取模式，廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域）。溶劑萃取的優(yōu)缺點溶劑萃取的優(yōu)缺點優(yōu)點優(yōu)點 儀器設(shè)備簡單，操作

3、方便； 分離選擇性高； 應(yīng)用范圍廣。既可以用于無機(jī)物萃取，又可用于有機(jī)物萃取。既可進(jìn)行大量物質(zhì)分離，又可用于微量組分的富集。處理量大，適合工業(yè)規(guī)模分離，易于實現(xiàn)連續(xù)自動操作。缺點缺點 有機(jī)溶劑易揮發(fā)，多對人體有害 手工操作比較麻煩，費時 分離效率（柱效）不高。（比LC小23個數(shù)量級）6.1 6.1 基本概念基本概念1. 分配平衡常數(shù)分配平衡常數(shù) (A)H2O (A)org （萃?。┓峙涑?shù)KDKD為常數(shù)的條件：n 溶質(zhì)A在溶液中的濃度極低；n A在兩相中的分子形態(tài)相同；n 溫度一定。OHorgDAAK2碘在水和碘在水和CClCCl4 4之間的分配（之間的分配（2525 C C） II2 2 H

4、2OH2O, , mol/L Imol/L I2 2 CCl4CCl4, , mol/L Kmol/L KD D 0.1148 0.1148 10102 2 10.0910.09 10102 2 87.8987.89 0.0762 0.0762 10102 2 6.526.52 10102 2 85.5485.54 0.0500 0.0500 10102 2 4.26 4.26 10102 2 85.2085.20 0.0320 0.0320 10102 2 2.72 2.72 10102 2 85.0085.00熱力學(xué)分配平衡常數(shù)熱力學(xué)分配平衡常數(shù)K0 KD也稱（萃取）分配系數(shù)化學(xué)勢與化學(xué)勢

5、與K0 平衡時：org aq 即： aqorgDaqaqorgorgaqorgKAAK0explnlnln0000000RTKRTRTRTaqorgaqorgaqorgaqaqorgorg2. 分配比分配比 當(dāng)溶質(zhì)在某一相或兩相中發(fā)生離解，締合，配位或離子聚集現(xiàn)象時，同一溶質(zhì)在同一相中就可能存在多種形態(tài)。如OsO4在CCl4/H2O體系中分配時,出現(xiàn)下列情況。nOsO4在水中水解在水中水解 OsO4 H2O HOsO5H HOsO5 OsO52 HnOsO4在在CCl4中聚集中聚集 4 OsO4 (OsO4)4水相形態(tài)： OsO4 ， HOsO5 ， OsO52 CCl4相形態(tài)： OsO4 ，

6、(OsO4)4分配比（分配比（D）因為同一物質(zhì)的每種形態(tài)在兩相中的分配系數(shù)都不一樣。故分配比定義為某種物質(zhì)在兩相之間各形態(tài)總濃度的比值。n 分配比不一定是常數(shù)，隨實驗條件（pH，萃取劑，溶劑，鹽析劑等）而變化。n 當(dāng)溶質(zhì)在兩相中只有一種形態(tài)時，DKDiaqiiorgiAaqAorgAACCD3. 萃取率（萃取率（E）對于一次萃?。簩τ谝淮屋腿。阂砸訡aq Vorg除上式，得：除上式，得： 可見：E得大小取決于分配比和相比（兩相體積比）溶質(zhì)在兩相中的總量溶質(zhì)在有機(jī)相中的量100%E%100%aqaqorgorgorgorgVCVCVCE%100/%100/%orgaqorgaqaqorgaqor

7、gVVDDVVCCCCE當(dāng)相比為1（即VaqVorg）時： 對于分配比D較小的物質(zhì)，可以通過減小相比（即增加有機(jī)溶劑體積）來提高萃取率，但這種作用不明顯。 而且，增大有機(jī)溶劑體積會使有機(jī)相中的溶質(zhì)濃度降低，不利于后繼分離和測定工作。 所以，通常是采用多次萃取或連續(xù)萃取來提高萃取率。%1001%DDE多次萃取多次萃取 可推導(dǎo)出（請自己推導(dǎo)）經(jīng)n次萃取后，水相中殘留溶質(zhì)A的平衡濃度Cn為： 當(dāng)VaqVorg時： 式中C0為水相中A的最初濃度，即總濃度。norgaqorgaqnDVVVVCC)/(0nnDCC)1 (104. 分離系數(shù)分離系數(shù) （分離因子）（分離因子）對于單一形態(tài)溶質(zhì)，DKD ，于是

8、有：BaqBorgAaqAorgBABACCCCDD/,BDADBAKK,6.2 6.2 主要萃取體系主要萃取體系1.1.萃取過程萃取過程 (1) 在水相中可萃取絡(luò)合物的生成和在水相中可萃取絡(luò)合物的生成和 水相中發(fā)生的化學(xué)變化水相中發(fā)生的化學(xué)變化 (2) 可萃取絡(luò)合物在水相和有機(jī)相間的分配平衡可萃取絡(luò)合物在水相和有機(jī)相間的分配平衡(3) 可萃取絡(luò)合物在有機(jī)相中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)可萃取絡(luò)合物在有機(jī)相中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（聚合，離解，與其它組分反應(yīng)）（聚合，離解，與其它組分反應(yīng)）2. 萃取體系的分類萃取體系的分類基于元素萃取到有機(jī)相的形式分類 中性配合萃取體系（簡單分子萃取體系） 陽離子交換萃取體系（螯合

9、萃取體系） 離子締合萃取體系 協(xié)同萃取體系 其他萃取體系（如高溫萃取體系）6.2.1 中性配合萃取體系1. 特點特點 被萃取物在水相中以中性分子形式存在 萃取劑也是中性分子（含有適當(dāng)配位基團(tuán)） 被萃取物與萃取劑形成中性配合物TBP煤油體系從硝酸溶液中萃取硝酸鈾酰煤油體系從硝酸溶液中萃取硝酸鈾酰n被萃取物形式：UO2(NO3) 2 （鈾的其他形態(tài)如UO22, UO2NO3等不被萃?。﹏萃取劑：TBP（磷酸三丁酯）n中性配合物： UO2(NO3) 22TBP6.2.1 中性配合萃取體系2. 中性配合萃取劑中性配合萃取劑n中性中性含磷萃取劑：含磷萃取劑： 磷酸酯；膦酸酯；次膦酸酯；膦氧化物；焦磷酸酯

10、；膦的有機(jī)衍生物n 中性中性含氧萃取劑：含氧萃取劑： 酮，酯，醇，醚等，如MIBK（甲基異丁基酮）n中性中性含硫萃取劑：含硫萃取劑： 亞砜，硫醚n含氮中性萃取劑含氮中性萃取劑：吡啶等。6.2.1 中性配合萃取體系3. 中性配合萃取舉例中性配合萃取舉例n萃取強(qiáng)酸萃取強(qiáng)酸 非極性溶劑可以萃取近乎中性分子的弱酸，但不能萃取強(qiáng)酸；極性溶劑（醇，醚，酮，酯）可以萃取強(qiáng)酸。如醚萃取硝酸： H+ + NO3 + E HNO3E 或者 H+ NO3 H2O E HNO3H2OE 有機(jī)相中溶劑化的H+與溶劑或水分子要形成氫鍵。6.2.1 中性配合萃取體系n萃取金屬離子萃取金屬離子 UO22 + 2NO3 + 2

11、TBP UO2(NO3)22TBP6.2.2 陽離子交換萃取體系1. 1. 特點特點 萃取劑通常是既溶于水又溶于有機(jī)溶劑的有機(jī)酸；故在兩相中有分配。 被萃取物通常是金屬陽離子，它與有機(jī)酸生成配合物或螯合物。 Mn+(aq) + nHA3(org) MAn(org) + nH+(aq) 有機(jī)酸萃取金屬離子的過程可以看作是水相中的陽離子與有機(jī)酸HA中的的交換反應(yīng)。6.2.2 陽離子交換萃取體系2. 陽離子交換萃取劑陽離子交換萃取劑 酸性含磷萃取劑： 烷基磷酸（如二烷基磷酸） 螯合萃取劑： -二酮（如：乙酰丙酮），8-羥基喹啉類，肟類，羥胺衍生物，雙硫腙，酚類。 有機(jī)羧酸和磺酸： 羧酸和磺酸在煤油，

12、苯和CCl3中常成為二聚體。6.2.2 陽離子交換萃取體系3. 3. 萃取步驟萃取步驟酸性萃取劑對金屬離子的萃取(1)萃取劑HA在兩相中分配： HA(aq) HA(org) (2)萃取劑在水相中離解： HA H+ A- (3)水相中金屬與萃取劑陰離子配位：Mn+ nA- MAn(4)在水相形成的金屬配合物（或螯合物）在兩相中分配 MAn(aq) MAn(org) 6.2.2 陽離子交換萃取體系4. 陽離子交換萃取舉例陽離子交換萃取舉例二烷基磷酸萃取稀土 RERE3+3+ 3(HA)3(HA)2 2 RE(HA) RE(HA)2 2 3 3 3H3H+ + 二烷基磷酸以二聚體參與配位 萃取物結(jié)構(gòu)

13、如右n陸九芳p656.2.3 離子締合萃取體系1. 特點特點o萃取劑陰（陽）離子與被萃取物陽（陰）離子在水相中相互締合后進(jìn)入有機(jī)相。多數(shù)情況下是陽離子萃取劑與金屬配陰離子形成的締合體系。o被萃取物以各種多樣的形式被萃取。 如形成非溶劑化配位鹽，溶劑化配位鹽，陰離子配合物等等。o離子締合萃取平衡比較復(fù)雜，定量處理比較困難。6.2.3 離子締合萃取體系2. 胺類萃取體系胺類萃取體系常用胺類萃取劑為脂肪胺萃取無機(jī)鹽時形成鹽進(jìn)入有機(jī)相 R3N（org） H+ X- R3NH+X-（org）可以用堿將酸從有機(jī)相中反萃出來 R3NHX（org）+ OH- R3N H2O X溶于有機(jī)相中的胺鹽能與水相中的陰

14、離子交換 R3NHX （org） + A- R3NHA（org） + X -（aq）交換能力的大小為： ClO4 NO3 Cl HSO4 F I Br Cl6.2.3 離子締合萃取體系n胺類萃取金屬離子時，金屬離子以配陰離子形式與胺生成離子締合物。 叔胺萃取硫酸鈾酰陰離子交換萃取機(jī)理 2R3N（org） H2SO4 （R3NH)2SO4（org） UO22+ 2SO42- UO2(SO4)22- (R3NH)2SO4（org）UO2(SO4)22- (R3NH)2UO2 SO4)2（org） SO42-6.2.3 離子締合萃取體系3.3.冠（穴）醚萃取體系冠（穴）醚萃取體系o 金屬陽離子與冠（

15、穴）醚中的雜原子（O，N，S，P等）靠靜電相互作用形成配合物后進(jìn)入有機(jī)相。o 配合物的穩(wěn)定性與冠（穴）醚的空穴直徑，冠（穴）醚環(huán)上雜原子種類、數(shù)目和空間排列，環(huán)上取代基，金屬離子的體積和電荷，溶劑性質(zhì)等有關(guān)。o 穴醚因具有兩個以上環(huán)，為三維結(jié)構(gòu)化合物，其球形空穴對金屬離子的配合能力比單環(huán)的冠醚要大得多。o 冠（穴）醚的親水雜原子向內(nèi)側(cè)，外側(cè)是疏水的CH2CH2基，因而使萃取配合物在有機(jī)相溶解性增加。6.2.3 離子締合萃取體系n穴醚2,2,2與金屬離子的配合反應(yīng)6.2.3 離子締合萃取體系n冠醚與陽離子配位后，陽離子原來的配對陰離子仍伴隨在外。 6.2.3 離子締合萃取體系n冠醚萃取硝酸和從硝

16、酸水溶液中萃取U(VI)，Pu(IV)等離子的機(jī)理與萃取堿金屬離子不同，而類似于TBP的萃取反應(yīng)（中性配合萃?。纬扇軇┗?。 H H+ + + NO+ NO3 3- - + C+ C（orgorg） C HNOC HNO3 3（orgorg） UOUO2 22+ 2+ + 2NO+ 2NO3 3- - + C+ C（orgorg） C UO C UO2 2(NO(NO3 3) )2 2（orgorg） M(NOM(NO3 3) )4 4 + 2C+ 2C（orgorg） 2C M(NO 2C M(NO3 3) )4 4（orgorg）6.2.3 離子締合萃取體系4. 金屬以配陰離子被萃取（

17、佯鹽萃取體系）金屬以配陰離子被萃?。ㄑ瘥}萃取體系）機(jī)理機(jī)理（以乙醚萃取6M鹽酸水溶液中的Fe3+為例）(1) 水相中被萃取金屬離子Fe3+與適當(dāng)?shù)年庪x子Cl-結(jié)合形成配陰離子 Fe3+ + 4 Cl FeCl4(2) 含氧萃取劑與進(jìn)入有機(jī)相的水合H+結(jié)合形成佯鹽陽離子 H+ R-O-R（org） + H+ + Cl- R-O-R （org） + Cl-(3) 金屬配陰離子與萃取劑佯鹽陽離子締合生成佯鹽 R R OH+(org) FeCl4 OHFeCl4 R R6.2.3 離子締合萃取體系5.5.金屬以陽離子被萃取金屬以陽離子被萃取o 部分大陽離子可以直接與萃取劑陰離子締合后進(jìn)入有機(jī)相o 一些

18、陽離子先與大分子螯合配位體形成配陽離子，配陽離子再與水相中的大陰離子（ClO3-，ClO4-，CNS-等）締合后進(jìn)入有機(jī)相。如Fe3+先與聯(lián)吡啶形成配陽離子，再與ClO4-締合（締合物如右）6.2.4 協(xié)同萃取體系1.1.協(xié)同萃取作用協(xié)同萃取作用 混合萃取劑同時萃取某一物質(zhì)時，其分配比顯著大于相同濃度下各單一萃取劑分配比之和。即：n有協(xié)同效應(yīng)： D協(xié)同D加和D1D2n無協(xié)同效應(yīng)： D協(xié)同D加和n反協(xié)同效應(yīng)： D協(xié)同D加和n協(xié)萃系數(shù)R： R=D協(xié)同/D加和6.2.4 協(xié)同萃取體系 二二(2-(2-乙基己基）磷酸（乙基己基）磷酸（P204P204）與中性含磷萃取劑協(xié)萃）與中性含磷萃取劑協(xié)萃體系萃取

19、體系萃取UOUO2 22+2+的協(xié)萃系數(shù)的協(xié)萃系數(shù)含磷萃取劑（B） TBP BDBP TOPO單獨含磷萃取劑 DB 0.0002 0.002 0.06單獨P204萃取劑 DP204 135 135 135 混合萃取劑 D協(xié)同 470 3500 3500協(xié)萃系數(shù) R 3.5 25.9 25.9TBP=磷酸三丁酯；BDBP=二丁基膦酸丁酯；TOPO=三辛基氧膦6.2.4 協(xié)同萃取體系2.2.協(xié)同萃取機(jī)理協(xié)同萃取機(jī)理n生成了更為穩(wěn)定的含有兩種以上配位體的可萃物；n生成的配合物疏水性更強(qiáng)，更易進(jìn)入有機(jī)相中。 如單獨陽離子交換萃取反應(yīng)： Mn+ n HA (org) MAn(org) 加入中性配合萃取劑

20、S后的協(xié)同萃取反應(yīng)： Mn+ n HA(org) x S(org) MAnSx (org) n H6.2.4 協(xié)同萃取體系取代機(jī)理取代機(jī)理n如果形成的萃合物中含有自由萃取劑HA，則加入中性萃取劑S后，S取代HA生成更穩(wěn)定或更疏水的萃合物。 UO22+3HAx(org) UO2(Ax)2HAx(org) 2HUO2(Ax)2HAx(org)TOPO(org) UO2(Ax)2TOPO(org)HAx(org)n有時，加入強(qiáng)配位體后，也可以部分取代配位數(shù)已飽和的單一配體萃合物。 Pu(TTA)4(org) HNO3 TOPO(org) Pu(TTA)3NO3TBPO(org) HTTA6.2.4

21、協(xié)同萃取體系溶劑化機(jī)理溶劑化機(jī)理n如果金屬的配位數(shù)沒有飽和，只有一部分被萃取劑A配位，剩下的配位部分被水分子占據(jù)，當(dāng)加入中性萃取劑S后，S取代水分子，形成A和S的協(xié)同萃取體系。 Y(TTA)3 2H2O(org) 2TBP(org) Y(TTA)3 2TBP(org) 2H2O6.2.4 協(xié)同萃取體系主要協(xié)同萃取體系主要協(xié)同萃取體系 體 系 類 型 實 例萃取劑類型 陽離子交換與中性配合 P204和TBP萃取UO22+不同的二元 陽離子交換與胺類協(xié)同 TTA和TOA萃取Th4+協(xié)萃體系 中性配合與胺類協(xié)同 TOPO和TOA萃取Am3+萃取劑類型 陽離子交換與陽離子交換 TTA和HAA萃取Re3

22、+相同的二元 中性配合與中性配合 TBP和Ar2SO萃取UO22+協(xié)萃體系三元協(xié)萃體系 陽離子交換/中性配合/胺類 P204/TBP/R3N萃取UO22+6.3 影響萃取的各種因素1. 萃取劑濃度的影響萃取劑濃度的影響n自由（游離）萃取劑濃度增加，分配系數(shù)上升。n自由萃取劑濃度指有機(jī)相中未參與形成萃合物的萃取劑濃度。n濃度高到一定程度后會出現(xiàn)活度系數(shù)降低的趨勢。2. 酸度的影響酸度的影響n不同萃取體系中酸度的影響不同。n在中性配合萃取體系中，酸度直接影響與金屬形成中性鹽的陰離子的濃度。n陽離子交換萃取體系中H直接和金屬離子競爭萃取劑。3. 金屬離子濃度的影響金屬離子濃度的影響 金屬離子濃度較低

23、的情況下，對萃取幾乎無影響，但當(dāng)金屬離子濃度很高時，會導(dǎo)致有機(jī)相中游離萃取劑濃度降低，從而降低分配系數(shù)。4. 鹽析劑的影響鹽析劑的影響n鹽析現(xiàn)象：在萃取中，向水相中加入另一種無機(jī)鹽使得金屬分配系數(shù)上升的現(xiàn)象。所加無機(jī)鹽稱鹽析劑。n鹽析劑往往含有與被萃物相同的陰離子，加入鹽析劑將產(chǎn)生同離子效應(yīng)，使分配系數(shù)上升。n由于鹽析劑的水合作用，使得水相中的一部分水成了它們的水合水，從而降低了自由水的濃度。同時也就提高了金屬離子的活度，使分配系數(shù)提高。5. 溫度的影響溫度的影響n主要看萃取反應(yīng)是吸熱還是放熱反應(yīng)。n溫度對TBP萃取鈾的影響見右圖6. 樣品溶液中雜質(zhì)離子的影響樣品溶液中雜質(zhì)離子的影響n水相中存

24、在的能與金屬離子配合的陰離子會抑制（減弱）萃取配合物的生成7. 萃取劑的影響萃取劑的影響 萃取的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)直接影響其與金屬離子的配位。8. 稀釋劑的影響稀釋劑的影響n稀釋劑：加入有機(jī)相中起溶解萃取劑、減小有機(jī)相粘度、抑制乳化等作用的惰性溶劑。n稀釋劑影響萃取劑的聚合。n稀釋劑可能與萃取劑形成氫鍵。9. 第三相形成的影響第三相形成的影響 第三相的形成影響萃取過程，必須避免。6.4 溶劑萃取方法1. 分批萃?。▎渭壿腿。┓峙腿。▎渭壿腿。﹏操作簡單，是實驗室常用的萃取方法。n被萃物分配比較大時，只需進(jìn)行1次萃取操作。n分批萃取適合于一個組分定量地保留在水相，而另一個組分在兩相之間分配的情況。n幾

25、種常用萃取儀器（見下頁）溶劑萃取裝置2. 連續(xù)萃取（多級萃?。┻B續(xù)萃取（多級萃?。﹏將含有被分離物質(zhì)的水相與有機(jī)相多次接觸以提高萃取效率的分離方法。n連續(xù)萃取裝置的基本構(gòu)成 萃取器：樣品溶液和有機(jī)溶劑在其中進(jìn)行萃取。 燒瓶：既作萃取液接受器，也是萃取劑蒸發(fā)器。 冷凝器：將萃取劑蒸汽冷凝后，回滴到萃取器中，進(jìn)行下一級萃取。 （裝置實例見下頁）n有機(jī)溶劑比水輕時的裝置n有機(jī)溶劑比水重時的裝置6.5 6.5 膠體萃取膠體萃取1. 基本概念基本概念n膠體（膠團(tuán)）萃取膠體（膠團(tuán)）萃取被萃取物以膠體或膠團(tuán)形式被萃取。n膠體萃取也能用于無機(jī)物的分離，但應(yīng)用較少。 如：氯仿（或CCl4）萃取膠體金； 乙醚或氯

26、仿萃取膠體銀或硫酸鋇。n正向微膠團(tuán)：在水溶液中加入表面活性劑達(dá)到一定濃度時，會形成表面活性劑聚集體（膠團(tuán)），在這種膠團(tuán)頭中，表面活性劑的極性頭（基團(tuán)）朝外（向水），而非極性尾朝內(nèi)。n反向微膠團(tuán)：與正相微膠團(tuán)相反，當(dāng)向非極性溶劑中加入表面活性劑達(dá)到一定濃度時，會形成憎水非極性尾朝外（向溶劑），而極性頭（親水基）朝內(nèi)的膠團(tuán)。膠團(tuán)大 小在毫微米級。 (e) 正向微膠團(tuán) (f) 反向微膠團(tuán)生物物質(zhì)對分離體系的要求嚴(yán)格生物物質(zhì)對分離體系的要求嚴(yán)格n由于在分離過程中生物物質(zhì)容易被破壞，很多通常的分離方法（如蒸餾）難以采用。n由于生物樣品一般粘度較大，過濾和超濾等也困難。n由于生物物質(zhì)（蛋白質(zhì)）的親水憎油性

27、，使其難溶于一般有機(jī)溶劑；不適合通常的水相/有機(jī)溶劑相體系。n由于生物物質(zhì)直接與有機(jī)溶劑接觸會引起變性。應(yīng)盡可能避免直接接觸。n對生物物質(zhì)萃取所用溶劑的要求對生物物質(zhì)萃取所用溶劑的要求 即能溶解蛋白質(zhì)并能與水分相，又不破壞蛋白質(zhì)的生物功能。n反向微膠團(tuán)對生物物質(zhì)的溶解反向微膠團(tuán)對生物物質(zhì)的溶解 反向微膠團(tuán)中有一個極性核心，它包括了表面活性劑的極性頭組成的內(nèi)表面，平衡離子和水。此極性核心又稱“水池（water pool）”，水池可以溶解極性分子，于是，極性的生物分子就可以溶于有機(jī)溶劑而不直接接觸有機(jī)溶劑。2. 蛋白質(zhì)的溶解模型蛋白質(zhì)的溶解模型n水殼模型水殼模型 蛋白質(zhì)居于“水池”中心，水殼層則保

28、護(hù)了蛋白質(zhì)，使其生物活性不會改變。n陸九芳p125an蛋白質(zhì)親水基插入反向微膠團(tuán)蛋白質(zhì)親水基插入反向微膠團(tuán)僅蛋白質(zhì)的親水基插入膠團(tuán)內(nèi)部的“水池”中，而其親脂基團(tuán)露在膠團(tuán)外面，與表面活性劑的疏水劑或有機(jī)溶劑的碳?xì)洳糠纸佑|。n陸九芳p125bn吸附模型吸附模型 蛋白質(zhì)分子吸附在膠團(tuán)內(nèi)部由表面活性劑親水頭組成的親水壁上。n陸九芳p125cn溶解模型溶解模型 蛋白質(zhì)被幾個膠團(tuán)包圍而溶解于表面活性劑膠團(tuán)，膠團(tuán)的非極性尾與蛋白質(zhì)的親脂部分直接作用。n陸九芳p125cn水殼模型是比較公認(rèn)的蛋白質(zhì)溶解機(jī)理n膠團(tuán)中水含量（0）n“水池”中的水與正常水不同，特別是當(dāng)0相當(dāng)?shù)停ㄈ?10）時，其冰點通常低于00C。n

29、蛋白質(zhì)表面的電荷與微膠團(tuán)內(nèi)表面的電荷之間的靜電作用對蛋白質(zhì)的溶解起重要作用。表面活性劑的濃度非極性溶劑中水的濃度03. 影響膠團(tuán)萃取的主要因素影響膠團(tuán)萃取的主要因素(1) 表面活性劑和溶劑種類表面活性劑和溶劑種類n表面活性劑多采用AOT（琥珀酸二(2-乙基己基)酯磺酸鈉） 陰離子表面活性劑n有機(jī)溶劑通常采用異辛烷。n表面活性劑AOT能迅速溶于有機(jī)溶劑，也能溶于水而形成液晶態(tài)（非球狀）膠團(tuán)。nAOT作為反向微膠團(tuán)的表面活性劑的優(yōu)點： 所形成的膠團(tuán)的含水率高（0為5060），比季銨鹽高一個數(shù)量級以上； AOT形成反向微膠團(tuán)時，不需要助表面活性劑。(2) 水相水相pH值值n蛋白質(zhì)為兩性分子，各種蛋白

30、質(zhì)有確定的等電點(pI)，當(dāng)pHpI時，蛋白質(zhì)分子和表面活性劑內(nèi)表面都荷負(fù)電，相互排斥，蛋白質(zhì)難溶于膠團(tuán)中。npH過低時，蛋白質(zhì)會變質(zhì)，溶解度也降低。(3) 離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度n離子強(qiáng)度增加，減小了蛋白質(zhì)的表面電荷與微膠團(tuán)內(nèi)表面電荷的相互作用，從而降低蛋白質(zhì)在膠團(tuán)中的溶解度。n陸九芳p1273204. 膠團(tuán)萃取分離過程膠團(tuán)萃取分離過程(1) 制備含蛋白質(zhì)的反向微膠團(tuán)的三種方法制備含蛋白質(zhì)的反向微膠團(tuán)的三種方法n相轉(zhuǎn)移法：將含蛋白質(zhì)的水相和含表面活性劑的有機(jī)溶劑相接觸，在緩慢攪拌下，部分蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入（萃入）有機(jī)相。此過程較慢，最終得到的含蛋白質(zhì)有機(jī)相是穩(wěn)定的。n注入法：向含表面活性劑的有機(jī)相中注入含

31、蛋白質(zhì)的水溶液。此過程較快，操作也很簡單。n溶解法：適用于水不溶蛋白質(zhì)。將含水的反向微膠團(tuán)的有機(jī)溶液與蛋白質(zhì)固體粉末一起攪拌。(2) 實例實例：膠團(tuán)萃取分離3種蛋白質(zhì)（核糖核酸酶、細(xì)胞色素C、溶菌酶） 表面活性劑：AOT；有機(jī)相：異辛烷 利用離子強(qiáng)度和pH值調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的溶解度差異。npH=9,KCl=0.1M時，核糖核酸酶不溶于膠團(tuán)，而留在水相。n進(jìn)入有機(jī)相膠團(tuán)中的細(xì)胞色素C和溶菌酶用pH=9,KCl=0.5M的水溶液反萃取，只有細(xì)胞色素C進(jìn)入水相。n仍留在有機(jī)相中的溶菌酶再用pH=11.5,KCl=2.0M的水相反萃取。n陸九芳p1283236.6 6.6 雙水相萃取雙水相萃取n1896年年Beijerinck發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)： （明膠瓊脂）或 （明膠可溶性淀粉） 混濁不透明溶液 兩個有界面的液相 兩相的主成分都是水 上相 富含明膠 下相 富含瓊脂 （或淀粉）n等體積的等體積的2.2%2.2%葡聚糖與葡聚糖與0.72%0.72%的甲基纖維素的水溶液形