濁點萃取

濁點萃取法(cloud point extraction,CPE)是近年來出現的一種新興的液—液萃取技術,它不使用揮發性有機溶劑,不影響環境。

基本介紹

  • 中文名:濁點萃取
  • 外文名:cloud point extraction
  • 簡稱:CPE 
  • 類型:液萃取技術
臨界膠束濃度,蛋白質分離純化中的套用,

臨界膠束濃度

表面活性劑分子在溶劑中締合形成膠束的最低濃度即為臨界膠束濃度(critical micell concentration,即cmc
表面活性劑的表面活性源於其分子的兩親結構,親水基團使分子有進入水的趨向,而憎水基團則竭力阻止其在水中溶解而從水的內部向外遷移,有逃逸水相的傾向,而這兩傾向平衡的結果使表面活性劑在水錶的富集,親水基伸向水中,憎水基伸向空氣,其結果是水表面好像被一層非極性的碳氫鏈所覆蓋,從而導致水的表面張力下降。表面活性劑在界面富集吸附一般的單分子層,當表面吸附達到飽和時,表面活性劑分子不能在表面繼續富集,而憎水基的疏水作用仍竭力促使疏水基分子逃離水環境,於是表面活性劑分子則在溶液內部自聚,即疏水基*在一起形成核心,親水基朝外與水接觸,形成最簡單的膠團。而開始形成膠團時的表面活性劑的濃度稱之為臨界膠束濃度,簡稱cmc。 當溶液達到臨界膠束濃度時,溶液的表面張力降至最低值 ,此時再提高表面活性劑濃度,溶液表面張力不再降低而是大量形成膠團,此時溶液的表面張力就是該表面活性劑能達到的最小表面張力,用cmc表示。

蛋白質分離純化中的套用

CPE 法可用於分離膜蛋白、酶、動物、植物和細菌的受體,還可以替代一些分離方法如硫酸銨分級法作為純化蛋白的第一步,與色譜方法聯用。另外,CPE 法分離純化蛋白質已經可以實現大規模操作。Minuth等人成功地進行了膽固醇氧化酶濁點萃取的中試研究。雖然使用離心分離器可以使CPE大規模連續進行,但商品離心分離器用於CPE 的效率和容量仍需進一步研究。而且,他們發現相分離操作受細胞培養時產生的表面活性物質影響較大,體系兩相間密度差較小,表面張力較小,含產物的表面活性劑相的流變學行為較複雜,操作較難。表1列出了CPE法近幾年來在蛋白質分離純化中的套用。 (1) CPE法用於分離純化膜蛋白 膜蛋白(內嵌膜蛋白、外圍膜蛋白)疏水性強、難溶於水,抽提內嵌膜蛋白時,既要削弱它與膜脂的疏水性結合,又耍使它保持疏水基在外的天然狀態,較難分離純化。由於表面活性刑具有兩親性,它一直作為腹蛋白理想的增溶劑。增溶時,膜蛋白琉水部分嵌入膠束的硫水核中而與膜脫離,又保持了膜蛋白表面的廢水結構。相分離後,膜蛋白與表面活性劑共同析出,與親水性蛋白質分離。所以,CPE 法在分離純化膜蛋白方面極有優勢。 (2) 與其它分析技術的聯用 CPE 可以作為高效液相色譜(HPLC)、流動注射分析(FIA)、毛細管電泳(CE)等儀器分析的樣品前處理方法,提高檢出靈敏度。表面活性別可以防止樣品吸附在玻璃容器上,易於與FIA中的載液及HPLC中的有機流動相或膠束流動相混合,可以直接進樣。但是在很多套用中需要除去表面活性劑後再與儀器聯用。將萃取物與表面活性劑分離的方法很多。對於CMC>1mM 的表面活性劑如兩性離子表面活性劑可用透析法,但操作時間較長(24h左右)。對於CMC 較小的表面活性劑可通過色譜柱分離除去,如凝膠柱、毛紉管柱等,分離出的表面活性劑可以再利用,也可以作焚燒處理。但CPE作為HPLC 的樣品前處理方法有兩個缺點:第一,常用的表面活性劑在UV區域有很強的背景吸收。第二,操作時間較長,從色譜柱上需用幾個小時洗脫表面活性劑。表面活性劑的洗脫可能會干擾分析物的測定。

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