一次萃取的效率不達(dá)要求課件

第二章萃取分離技術(shù)什么是溶劑萃取、膠團(tuán)萃取、雙水相萃取、超臨界流體萃取技術(shù)？特點(diǎn)是什么？影響因素有哪些？應(yīng)用范圍是什么？2.1溶劑萃取2.2膠團(tuán)萃取2.3雙水相萃取2.4超臨界流體第二章萃取分離技術(shù)什么是溶劑萃取、2.1溶劑萃取溶劑萃取雙水相萃取膠團(tuán)萃取超臨界萃取萃取分離技術(shù)本章內(nèi)容溶劑萃取雙水相萃取膠團(tuán)萃取超臨界萃取萃取分離技術(shù)本章內(nèi)容

掌握：溶劑萃取、膠團(tuán)萃取、雙水相萃取和超臨界流體萃取等技術(shù)的基本概念及原理。

了解：溶劑萃取、膠團(tuán)萃取、雙水相萃取和超臨界流體萃取等技術(shù)的特點(diǎn)、影響因素和應(yīng)用。重點(diǎn)：分配定律與分配平衡；溶劑萃取、膠團(tuán)萃取、雙水相萃取和超臨界流體萃取技術(shù)的分離原理和特點(diǎn)。

難點(diǎn)：分配定律與分配平衡；弱電解質(zhì)的分配平衡；化學(xué)萃取平衡。本章要點(diǎn)及學(xué)習(xí)要求掌握：溶劑萃取、膠團(tuán)萃取、雙水相萃取和超臨界流體萃取等技2.1溶劑萃取2.1.1概述1.溶劑萃取溶劑萃取利用溶質(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稱為萃取。溶劑萃取(液-液萃取)是一種常用的化工單元操作、它不僅廣泛應(yīng)用于石油化工、濕法冶金、精細(xì)化工等領(lǐng)域，而且在生化物質(zhì)的分離和純化中也是一種重要的手段。2.1溶劑萃取2.1.1概述溶劑萃取溶劑萃取(液-液萃2.特點(diǎn)：擴(kuò)散分離操作初步分離、純化技術(shù)至少有一相為流體利用液體或超臨界流體為溶劑利用不同溶質(zhì)在兩相中分配平衡差異2.1溶劑萃取2.特點(diǎn)：2.1溶劑萃取3.萃取優(yōu)點(diǎn)（1）萃取過程具有選擇性好、回收率高；（2）能與其他需要的純化步驟(例如結(jié)晶、蒸餾)相配合；（3）通過轉(zhuǎn)移到具有不同物理或化學(xué)特性的第二相中，來減少由于降解(水解)引起的產(chǎn)品損失；（4）適用于各種不同的規(guī)模;（5）設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、速度快，生產(chǎn)周期短，便于連續(xù)操作，容易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。2.1溶劑萃取3.萃取優(yōu)點(diǎn)2.1溶劑萃取液-液萃取液-固萃取液-氣萃取（溶液吸收）萃取對(duì)象4.萃取分類2.1溶劑萃?。?）根據(jù)萃取對(duì)象將萃取分為液-液萃取液-固萃取液-氣萃取（溶液吸收）萃取對(duì)象4.萃2.1溶劑萃取萃取(extraction)利用液體或超臨界流體為溶劑提取原料中目標(biāo)產(chǎn)物的分離純化操作，所以，萃取操作中至少有一相為流體，一般稱該流體為萃取劑(extractant)。（2）根據(jù)萃取劑的種類和形式的不同可分為：有機(jī)溶劑萃取(簡(jiǎn)稱溶劑萃取)雙水相萃取、液膜萃取反膠束萃取等。液-液萃取：以液體為萃取劑，含有目標(biāo)產(chǎn)物的原料也為液體，則稱此操作為液-液萃取。2.1溶劑萃取萃取利用液體或超臨界流體為（2）根據(jù)萃取劑的液-液萃取兩種不相容的液體水溶劑：親水化合物進(jìn)入到水相中。有機(jī)溶劑：疏水性化合物將進(jìn)入有機(jī)相中的程度就越大。2.1溶劑萃取液-液萃取兩種不相容水溶劑：親水化合物進(jìn)入到水相中。有機(jī)溶液-固萃取或浸取(Leaching)：以液體為萃取劑，含有目標(biāo)產(chǎn)物的原料為固體，則稱此操作為液-固萃取或浸取(Leaching)。超臨界流體萃取:以超臨界流體為萃取劑，含有目標(biāo)產(chǎn)物的原料可以是液體，也可以是固體，稱此操作為超臨界流體萃取。2.1溶劑萃取液-固萃取或浸取(Leaching)：以液體為萃取劑，含有目（3）根據(jù)萃取劑與溶質(zhì)之間是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將萃取分為：

物理萃取：溶質(zhì)根據(jù)相似相溶的原理在兩相間達(dá)到分配平衡，萃取劑與溶質(zhì)之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如：利用乙酸丁酯萃取發(fā)酵液中的青霉素即屬于物理萃取。2.1溶劑萃?。?）根據(jù)萃取劑與溶質(zhì)之間是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將萃取分為：2.1化學(xué)萃?。簞t利用脂溶性萃取劑與溶質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)生成脂溶性復(fù)合分子實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)向有機(jī)相的分配。萃取劑與溶質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)包括離子交換絡(luò)合反應(yīng)等。例如，利用季銨鹽(如氯化三辛基甲銨，R＋Cl－)為萃取劑萃取氨基酸時(shí)，陰離子氨基酸(A)通過與萃取劑在水相和萃取相間發(fā)生下述離子交換反應(yīng)而進(jìn)入萃取相。其中橫杠表示該組分存在于萃取相(下同)。R＋Cl－＋A－R＋A－＋Cl－2.1溶劑萃取化學(xué)萃取：則利用脂溶性萃取劑與溶質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)生成脂溶性復(fù)（4）根據(jù)萃取機(jī)理和萃取過程中生成萃合物性質(zhì)的不同

將萃取體系分為：

簡(jiǎn)單分子萃取中性配合物萃取鰲合萃取離子締合物萃取協(xié)同萃取高溫萃取等2.1溶劑萃?。?）根據(jù)萃取機(jī)理和萃取過程中生成萃合物性質(zhì)的不同2.1溶5.液－液萃取操作流程液－液萃取是一種利用物質(zhì)在兩個(gè)互不相溶的液相中(料液和萃取劑)分配特性不同來進(jìn)行分離的過程。其操作流程如圖所示：2.1溶劑萃取振蕩幾次打開活塞Gas溶劑體積為樣品溶液的30％～35％。蒸氣逸出（也叫放氣）5.液－液萃取操作流程2.1溶劑萃取振蕩幾次打開活塞Gas絮狀物（乳化）有機(jī)相水相水相和絮狀物靜置分層激烈振搖1~2min2.1溶劑萃取絮狀物有機(jī)相水相水相和絮狀物靜置分層激烈振搖2.1溶劑萃取有機(jī)相3～5次2.1溶劑萃取有機(jī)相3～5次2.1溶劑萃取工業(yè)生產(chǎn)中液－液萃取過程圖萃取器溶劑/溶質(zhì)塔汽提塔分離器冷凝器熱交換器2.1溶劑萃取工業(yè)生產(chǎn)中液－液萃取過程圖萃取器溶劑/溶質(zhì)塔汽提塔分離器冷凝

6.液液萃取步驟：

2.1溶劑萃?。?）萃取劑和含有組分(或多組分)的料液混合接觸，進(jìn)行萃取，被萃取溶質(zhì)從料液轉(zhuǎn)移到萃取劑中；（2）分離互不相溶的兩相并回收溶劑;（3）萃余液(殘液)脫溶劑。其中離開液－液萃取器的萃取劑相稱為萃取液，經(jīng)萃取劑相接觸后離開的料液相稱為萃余液(殘液)。6.液液萃取步驟：2.1溶劑萃?。?）萃取劑和含有組分7．反萃取

這種調(diào)節(jié)水相條件，將目標(biāo)產(chǎn)物從有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相的萃取操作稱為反萃取(Backextraction)。除溶劑萃取外，其他萃取過程一般也要涉及反萃取操作。對(duì)于一個(gè)完整的萃取過程，常常在萃取和反萃操作之間增加洗滌操作，如下圖所示：2.1溶劑萃取在溶劑萃取分離過程中，當(dāng)完成萃取操作后，為進(jìn)一步純化目標(biāo)產(chǎn)物或便于下一步分離操作的實(shí)施，往往需要將目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到水相。7．反萃取2.1溶劑萃取在溶劑萃取分離過程中，當(dāng)完成萃取操萃取、洗滌和反萃操作過程示意圖2.1溶劑萃取洗滌段出口溶液中含有少量目標(biāo)產(chǎn)物，為提高收率，需將此溶液返回到萃取段。萃取、洗滌和反萃操作過程示意圖2.1溶劑萃取洗滌段出口溶液洗滌操作的目的：除去與目標(biāo)產(chǎn)物同時(shí)萃取到有機(jī)相的雜質(zhì)，提高反萃液中目標(biāo)產(chǎn)物的純度。結(jié)果：經(jīng)過萃取、洗滌和反萃取操作，大部分目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)入到反萃相(第二水相)，而大部分雜質(zhì)則殘留在萃取后的料液相(稱作萃余相)。2.1溶劑萃取洗滌操作的目的：2.1溶劑萃取液-液萃取是物質(zhì)在互不相溶兩種液相之間分配的過程，物質(zhì)在兩相中的分布服從分配定律，不同溶質(zhì)在兩相中分配平衡的差異是實(shí)現(xiàn)萃取分離的主要因素。因此，了解分配定律是理解并設(shè)計(jì)萃取操作的基礎(chǔ)。萃取平衡：在萃取過程中，當(dāng)被萃取物（溶質(zhì)）在單位時(shí)間內(nèi)從水相進(jìn)入有機(jī)相的量相等時(shí)，則在該條件下萃取體系處于動(dòng)態(tài)平衡。2.1.2萃取平衡1.分配定律與分配平衡常數(shù)2.1溶劑萃取液-液萃取是物質(zhì)在互不相溶兩種液相之間分配的過程，物質(zhì)在兩相分配定律：在恒溫恒壓條件下，溶質(zhì)在互不相溶的兩相中達(dá)到分配平衡時(shí)，如果其在兩相中的相對(duì)分子質(zhì)量相等，則其在兩相中的平衡濃度之比為常數(shù)。即KD=CA(有機(jī))

/CA(水)為常數(shù)，KD稱為分配常數(shù),上式是分配常數(shù)的定義。式中：CA(有機(jī))

和

CA(水)分別表示平衡時(shí)溶質(zhì)A在有機(jī)相和水相中的濃度。2.1溶劑萃取分配定律：在恒溫恒壓條件下，溶質(zhì)在互不相溶的兩相中達(dá)到分配平分配常數(shù)：用溶質(zhì)在兩相中的摩爾濃度之比表達(dá)的。有些情況下，分配常數(shù)用溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)之比表達(dá)：設(shè)相1和相2中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)分別為x和y，則A=y/x2.1溶劑萃取分配常數(shù)：用溶質(zhì)在兩相中的摩爾濃度之比表達(dá)的。2.1溶劑萃在液液萃取過程中兩相中溶質(zhì)濃度的變化：

在相間濃度差的作用下，料液中的溶質(zhì)向萃取相擴(kuò)散，溶質(zhì)濃度不斷降低，而萃取相中溶質(zhì)濃度不斷升高。2.1溶劑萃取在液液萃取過程中兩相中溶質(zhì)濃度的變化：2.1溶劑萃取萃取速率：料液中溶質(zhì)濃度的變化速率即萃取速率可用下式表示：式中：C為料液相溶質(zhì)濃度（mol/Ｌ3）；c*

為與萃取相中溶質(zhì)濃度呈相平衡的料液相溶質(zhì)濃度（mol/Ｌ3）；K為傳質(zhì)系數(shù)(m/s)；a為以料液相體積為基準(zhǔn)的相間接觸比表面積。dc/dt=ka(c-c*)2.1溶劑萃取萃取速率：料液中溶質(zhì)濃度的變化速率即萃取速率可用下式表示當(dāng)兩相中的溶質(zhì)達(dá)到分配平衡(c=c*)時(shí)，萃取速率為零，各相中的溶質(zhì)濃度不再改變．溶質(zhì)在兩相中的分配平衡是狀態(tài)的函數(shù)，與萃取操作形式(兩相接觸狀態(tài))無關(guān)。達(dá)到分配平衡所需的時(shí)間與萃取速率有關(guān)，而萃取速率不僅是兩相性質(zhì)的函數(shù)，更主要的是受相間接觸方式即萃取操作形式的影響。2.1溶劑萃取當(dāng)兩相中的溶質(zhì)達(dá)到分配平衡(c=c*)時(shí)，萃取速率為零，各式中下標(biāo)1和2分別表示相1(有機(jī)相)和相2(水相)。而a=γc下面用熱力學(xué)理論分析分配定律。如果溶質(zhì)在互不相溶的兩相中達(dá)到分配平衡，根據(jù)熱力學(xué)理論，在恒溫恒壓下溶質(zhì)在兩相中的化學(xué)位(μ)必須相等，即μ1＝μ2

2.1溶劑萃取式中下標(biāo)1和2分別表示相1(有機(jī)相)和相2(水相)。而a=γKθKθKD化學(xué)位是溶質(zhì)活度的函數(shù)，與溶質(zhì)活度的關(guān)系為式中：Kθ為熱力學(xué)分配常數(shù)；

KD為（濃度）分配常數(shù)（Nernst分配常數(shù)）2.1溶劑萃取KθKθKD化學(xué)位是溶質(zhì)活度的函數(shù)，與溶質(zhì)活度的關(guān)系為式中：即熱力學(xué)分配常數(shù)為溶質(zhì)在有機(jī)相和水相中活度系數(shù)的比與Nernst分配常數(shù)的乘積。活度系數(shù)是溶質(zhì)濃度的函數(shù)，只有當(dāng)溶質(zhì)濃度非常低時(shí)才有γ＝1，KD＝Kθ為常數(shù)。分配定律只有在較低濃度范圍內(nèi)成立。當(dāng)溶質(zhì)濃度較高時(shí)，如果γ1/γ2≠1，分配常數(shù)將隨濃度改變，隨濃度的增大或者升高，或者降低。2.1溶劑萃取即熱力學(xué)分配常數(shù)為溶質(zhì)在有機(jī)相和水相中活度系數(shù)的比與Nern2.分配比:

分配常數(shù)是以相同分子形態(tài)(相對(duì)分子質(zhì)量相同)存在于兩相中的溶質(zhì)濃度之比.但在多數(shù)情況，溶質(zhì)在各相中并非以同一種分子形態(tài)存在，特別是在化學(xué)萃取中。當(dāng)溶質(zhì)A在水相或有機(jī)相中發(fā)生電離、聚合等作用時(shí)，就會(huì)存在著多種化學(xué)形式，由于不同形式在兩相中的分配行為不同，故總的濃度比就不是常數(shù)。2.1溶劑萃取2.分配比:分配常數(shù)是以相同分子形態(tài)(相對(duì)分子質(zhì)量相同因此，萃取過程中常用溶質(zhì)在兩相中的總濃度之比表示溶質(zhì)的分配平衡，該比值稱為分配比(distributioncoefficient)或(distributionratio)

即：溶質(zhì)A在兩相中的總濃度比值，稱為分配比,用符號(hào)D表示。cA有機(jī)和cA水為溶質(zhì)在有機(jī)相和水相中的總摩爾濃度實(shí)際的應(yīng)用中一般多用D。2.1溶劑萃取因此，萃取過程中常用溶質(zhì)在兩相中的總濃度之比表示溶質(zhì)的分配平或D=yt/xt

其中，，xt和yt分別為溶質(zhì)在有機(jī)相和水相中的總摩爾分?jǐn)?shù)，D為分配比。很明顯，分配常數(shù)是分配比的一種特殊情況。2.1溶劑萃取或D=yt/xt其中，，xt和yt分別為溶質(zhì)

溶質(zhì)在料液相和萃取相的分配平衡關(guān)系是液－液萃取設(shè)備及過程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。液－液平衡關(guān)系可用簡(jiǎn)單x-y線圖表示，即y=f(x)這里的x和y分別表示有機(jī)相和水相中溶質(zhì)的總濃度，并且可以是摩爾濃度(kmol/m3)，也可以是摩爾分?jǐn)?shù)(下同)。2.1溶劑萃取溶質(zhì)在料液相和萃取相的分配平衡關(guān)系是液－液萃取設(shè)備及過當(dāng)溶質(zhì)濃度較低時(shí)，分配比為常數(shù),y=f(x)

可表示成Henry型平衡關(guān)系y=Dx當(dāng)溶質(zhì)濃度較高時(shí)，y=Dx不再適用，很多情況下可用Langmuir型平衡關(guān)系表示y=D1

x/(D2+x)其一般形式為y=D1

xn/(D2+xn)其中，n為常數(shù)。當(dāng)以上三式均不能很好地描述分配平衡關(guān)系時(shí)，可采用適當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式(如多項(xiàng)式)。2.1溶劑萃取當(dāng)溶質(zhì)濃度較低時(shí)，分配比為常數(shù),y=f(x)可表示成He3.萃取率

萃取率：被萃取物在有機(jī)相中的量占它在兩相中的百分?jǐn)?shù)。

2.1溶劑萃取3.萃取率

萃取率：被萃取物在有機(jī)相中的量占它在兩相中的百

設(shè)：萃取體系中水相的體積為V水，有機(jī)相的體積為V有，則萃取效率可從下式計(jì)算：2.1溶劑萃取設(shè)：萃取體系中水相的體積為V水，有機(jī)相的體積為V有，則萃取當(dāng)V(水)＝V(有)，即用與試液同體積的有機(jī)溶劑來率取，此時(shí)上式為：當(dāng)V(水)＝V(有)，而D＝1時(shí)，則萃取一次萃取效率為50%；若要求萃取百分率大于90%，則D必須大于9；當(dāng)分配比不夠大時(shí)，一次萃取的效率不達(dá)要求，可采用多次萃取的方法來提高萃取效率。2.1溶劑萃取當(dāng)V(水)＝V(有)，即用與試液同體積的有機(jī)溶劑來率取，此時(shí)4．多次連續(xù)萃取的計(jì)算設(shè):V（水）:水相體積V（有）:每次加入的有機(jī)相體積

m0:被萃取前試樣中A的質(zhì)量m1、m2、……mn:1次、2次……n次萃取后水相中剩余的A的質(zhì)量求m1、m2、……mn？解:經(jīng)一次萃取后留在水相中A的質(zhì)量:2.1溶劑萃取4．多次連續(xù)萃取的計(jì)算設(shè):V（水）:水相體積V（第二次萃取后水相中剩余溶質(zhì)質(zhì)量：經(jīng)n次萃取后水相中剩余溶質(zhì)質(zhì)量：n次萃取后的萃取效率E為：2.1溶劑萃取經(jīng)n次萃取后水相中剩余溶質(zhì)質(zhì)量：n次萃取后的萃取效率E

例：

以CCl4萃取20mL水溶液中的I2，已知碘在水與CCl4的分配比為85，試比較用20mLCCl4一次萃取及每次用10mLCCl4分兩次萃取的萃取效率。解：一次萃?。?/p>

分兩次萃?。豪阂訡Cl4萃取20mL水溶液中的I2，已知碘注意同量的萃取劑，分多次萃取的效率比一次萃取的效率高。增加萃取次數(shù)將增大工作量，并將引起誤差。2.1溶劑萃取注意同量的萃取劑，分多次萃取的效率比一次萃取的效率高。2.12.1.3主要的萃取體系及應(yīng)用溶劑萃取體系是由水相和有機(jī)相組成的。①其中有機(jī)相被稱為萃取劑②萃取后的水相稱為萃余液③被萃入到有機(jī)相中的物質(zhì)稱為萃合物分類：根據(jù)萃合物分子性質(zhì)的不同，萃取體系可分為:

2.1溶劑萃取

螯合物萃取離子締合物萃取協(xié)同萃取等2.1.3主要的萃取體系及應(yīng)用溶劑萃取體系是由水相和有機(jī)相(1)螯合物萃取體系

螯合物萃取是指被萃取物與萃取劑形成螯合物后被萃取到有機(jī)相的體系。所用的萃取劑為螯合劑?？捎米鲚腿┑尿蟿┡c試樣中的被萃取金屬離子生成四元、五元或六元環(huán)狀螯合物很穩(wěn)定，因而萃取靈敏度很高.可用于萃取濃度很低的金屬離子，在分離同時(shí)達(dá)到富集的效果。(1)螯合物萃取體系螯合物萃取是指被萃取物與

萃取過程①

萃取劑在兩相中分配平衡②

水相中萃取劑電離平衡③

萃取劑與萃取離子絡(luò)合平衡④

內(nèi)絡(luò)鹽在兩相中分配平衡

萃取過程螯合條件的選擇穩(wěn)定性較大的絡(luò)合物本身分配系數(shù)較小螯合物分配系數(shù)大1、螯合劑的選擇2、溶劑的選擇

3、酸度適當(dāng)螯合物溶解度大、與水比重差別大揮發(fā)性少些、毒性少些酸度大，生成難離解的有機(jī)酸酸度小，水解2.1溶劑萃取螯合條件的選擇穩(wěn)定性較大的絡(luò)合物本身分配系數(shù)較小螯合物分配系(2)離子締合物萃取體系

離子締合物萃取是被萃取物和萃取劑兩種不同電荷離子締合而成疏水性中性分子而被有機(jī)溶劑萃取。2.1溶劑萃取(2)離子締合物萃取體系離子締合物萃取是被萃取物和締合物萃取類型金屬絡(luò)陰離子的萃取○堿性染料類○高分子胺類溶劑化萃取體系○酸的萃取○用醚類萃取金屬離子○用TBP萃取金屬離子金屬陽離子的離子締合體系冠醚對(duì)金屬離子的萃取2.1溶劑萃取締合物萃取類型金屬絡(luò)陰離子的萃取2.1溶劑萃取金屬絡(luò)陰離子的萃取

萃取原理：★金屬離子與溶液中憎水性較大的簡(jiǎn)單配位陰離子形成絡(luò)陰離子★萃取劑中具有孤電子對(duì)的原子與溶液中H+的離子形成陽離子★陰陽離子靠靜電引力形成具有疏水性的離子對(duì)并萃入有機(jī)相2.1溶劑萃取金屬絡(luò)陰離子的萃取萃取原理：2.1溶劑萃?。?）堿性染料離子締合物萃取

堿性染料化合物在酸性條件下形成大陽離子，利用它們與樣品陰離子締合成中性分子進(jìn)行萃取。2.1溶劑萃?。?）堿性染料離子締合物萃取堿性染料化合物在酸性

堿性染料具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即其分子內(nèi)吸電子基的氮原子上具有自由的未交換的電子對(duì)，可牢固地結(jié)合一個(gè)質(zhì)子而發(fā)生離子化作用，中性染料分子轉(zhuǎn)變成一價(jià)大陽離子。2.1溶劑萃取堿性染料具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即其分子內(nèi)吸電子基的氮三苯甲烷系堿性染料羅丹明類染料R1=N(CH3)2

N(CH2CH3)22.1溶劑萃取三苯甲烷系堿性染料羅丹明類染料R1堿性染料陽離子可與一些金屬鹵素離子或硫氰酸根形成的絡(luò)陰離子結(jié)合中性疏水締合物而被苯、甲苯等惰性溶劑萃取。堿性染料離子締合物萃取可用于微量金屬元素的比色萃取分析。如次甲基藍(lán)陽離子萃取BF4-：+[BF4]-主要萃取條件：配位陰離子、酸性溶液和惰性溶劑2.1溶劑萃取堿性染料陽離子可與一些金屬鹵素離子或硫氰酸根形成的絡(luò)陰離子結(jié)（2）高分子量胺萃取

質(zhì)子加成反應(yīng)因此，高分子胺可用于水溶液中酸的萃取。高分子量胺（本身是液體，有時(shí)溶在稀釋劑中）與酸反應(yīng)生成的鹽難溶于水，但易溶于有機(jī)溶劑而被萃取。2.1溶劑萃?。?）高分子量胺萃取質(zhì)子加成反應(yīng)因此，高

溶于有機(jī)相中的高分子胺鹽，與水相中的金屬絡(luò)陰離子接觸時(shí)，發(fā)生交換過程，使水相中的金屬絡(luò)陰離子與有機(jī)相中的胺鹽陽離子締合生成三元絡(luò)合物而進(jìn)入有機(jī)相。其萃取過程為：

可見，這類反應(yīng)具有溶劑萃取和離子交換兩種作用，因此，這類胺鹽也稱為液體陰離子交換劑。它們還可以用堿溶液再生。2.1溶劑萃取溶于有機(jī)相中的高分子胺鹽，與水相中的金屬絡(luò)陰離子接觸時(shí)，溶劑化萃取體系

醇、醚或TBP（X酸三丁酯）類化合物堿性較強(qiáng)，特別適應(yīng)于萃取強(qiáng)酸。如高氯酸、三氯乙酸、硝酸的萃取H(H2O)4++ClO4-+TBP(H2O)←→H(H2O)3TBP

+·ClO4-+H2O○酸的萃取2.1溶劑萃取溶劑化萃取體系醇、醚或TBP（X酸三丁酯）類化合物堿性較

○

金屬用醚類的萃取“羊鹽萃取”Al3+可以采用羊鹽萃取嗎？為什么？

羊鹽（類似于“銨鹽”）萃取的特點(diǎn)是分配比不一定大，但萃取容量較大，可用于萃取常量或大量的物質(zhì)。如:HCl介質(zhì)中乙醚萃取FeCl4-2.1溶劑萃取

○

金屬用醚類的萃取“羊鹽萃取”Al3+可以采

萃取條件使用含氧溶劑，其形成羊鹽能力為：R2O<ROH<RCOOH<RCOOR<RCOR<RCOH；采用高酸度，一般要求[H+]要達(dá)到（5-15）mol/L；

被萃物酸根陰離子不能有大的親水性；金屬離子能與陰離子形成疏水性的配合陰離子。2.1溶劑萃取萃取條件2.1溶劑萃取○

用TBP萃取金屬離子使用辛醇、TBP和氧化膦在高氯酸或硝酸溶液萃取金屬離子。如在硝酸溶液中用TBP萃取金屬離子：Mm++mNO3-+pTBP←→M(NO3)mpTBP2.1溶劑萃取○用TBP萃取金屬離子2.1溶劑萃取冠醚萃取

適用于堿金屬和堿土金屬的萃取。

冠醚結(jié)構(gòu)：冠醚是一類大雜環(huán)化合物,雜環(huán)中包含著重復(fù)的-[-Y--CH2--CH2-]-環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)中----代表乙撐基--CH2--CH2--,它是冠狀化合物的一個(gè)基本的結(jié)構(gòu)單元,Y代表雜原子,可以是O、S、N、P等,分別稱為氧、硫、氮、磷冠醚。2.1溶劑萃取冠醚萃取適用于堿金屬和堿土金屬的冠醚萃取原理：冠醚在一定的條件下能與離子形成有一定穩(wěn)定性的主客體配合物。其主要作用力是離子--偶極靜電作用,金屬離子處在冠醚孔穴中間,可用于溶劑萃取、液膜分離和液相色譜等領(lǐng)域。冠醚絡(luò)合物的萃取,類似于離子締合物的萃取。在通常情況下,堿金屬是難于采用萃取分離的。冠醚主要用于堿金屬和堿土金屬的萃取,特別是它們對(duì)堿金屬離子有較高的萃取選擇性。但要注意冠醚的價(jià)格較貴,并且具有一定的毒性。金屬離子先與冠醚形成金屬離子冠醚配合物,然后與陰離子形成離子締合物而被萃取。2.1溶劑萃取冠醚萃取原理：冠醚在一定的條件下能與離子形成有一定穩(wěn)定性的主

冠醚萃取金屬離子的影響因素①冠醚孔穴大小

冠醚環(huán)具有一定的揉曲性,外圈(乙撐基)疏水,內(nèi)圈(雜原子)親水。其孔穴大小與萃取選擇性有關(guān),應(yīng)與金屬離子的直徑相匹配。②金屬離子半徑和電荷

主要考慮金屬離子的半徑和電荷,它們可能影響離子水化作用和對(duì)冠醚的靜電作用。18-C-6的孔穴半徑約2.6~3.2A,對(duì)K＋(離子半徑為2.66A,而Na＋為1.9A)的具有較高的選擇性。半徑小,電荷多的Li＋、Ca2＋離子比Na＋更難萃取。Pb2＋和Sr2＋的離子半徑相近,但Sr2＋具有惰性氣體構(gòu)型,其水合作用較強(qiáng),因此DB-18-C-6對(duì)Pb2＋的萃取能力是Sr2＋的40-50倍。2.1溶劑萃取冠醚萃取金屬離子的影響因素18-C-6的③溶劑化作用常用極性不大的有機(jī)溶劑,如CHCl3、CH2Cl2。④陰離子性能陰離子的性質(zhì)對(duì)冠醚配合物在有機(jī)相的溶解度有很大的影響。親脂性、較軟的大離子有利于萃取。應(yīng)用舉例:

DCH-18-C-6（二環(huán)己基-)可用于從大量Ca2＋中萃取Sr2＋，Sr2＋的回收率達(dá)97%，而其中的Ca2＋僅存1/(10－4-10－5)。此法已用于牛奶中90Sr和89Sr的分析。2.1溶劑萃?、廴軇┗饔?.1溶劑萃取鹽析作用

在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，形成離子締合物的體系，特別是第2種情況，在溶液中加入高濃度的無機(jī)鹽可使多種金屬絡(luò)合物的分配比大大增加，這種效應(yīng)叫鹽析效應(yīng)，加入的無機(jī)鹽叫鹽析劑鹽析劑的加入，使溶液中陰離子濃度增大產(chǎn)生同離子效應(yīng)利于萃取加入大濃度的鹽析劑后，離子濃度增大，它們與水分子結(jié)合形成水合離子使水分子濃度降低，減少了水分子與被萃取金屬離子的水合能力2.1溶劑萃取鹽析作用在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，形成離子締合物的體系，特別是第電解質(zhì)的加入，降低了水的介電常數(shù)，水的偶極作用減弱有利于締合物的形成和萃取的進(jìn)行。

常用的鹽析劑有硝酸鹽，硫氰酸鹽，鹵化物，最多用銨鹽，保證加入的鹽析劑對(duì)后面的測(cè)定無干擾。通常情況下，高價(jià)離子較低價(jià)離子鹽析作用大，電荷相同時(shí)，離子半徑愈小，鹽析作用愈強(qiáng)。2.1溶劑萃取電解質(zhì)的加入，降低了水的介電常數(shù)，水的偶極作用減弱有利于締合3.三元絡(luò)合萃取體系

被萃取物質(zhì)形成三元絡(luò)合物，然后進(jìn)行萃取(1)如Ag++2phen→[Ag(phen)2]+

[Ag(phen)2]++BPR→[Ag(phen)2]2·BPR(結(jié)構(gòu)式見下頁)三元絡(luò)合物在pH=7的緩沖溶液中形成，可用硝基苯萃取。該絡(luò)合物顯藍(lán)色，測(cè)Ag+靈敏度相當(dāng)高。

Bi3++4Iˉ→[BiI4]ˉ

[BiI4]ˉ+RhB+→BiI4·RhB可用分光光度計(jì)測(cè)定，也可萃取后測(cè)定2.1溶劑萃取3.三元絡(luò)合萃取體系被萃取物質(zhì)形成三元絡(luò)合物，然后2.1溶劑萃取2.1溶劑萃取(2)Ga3+在6MHCl介質(zhì)中，與Cl-結(jié)合成絡(luò)陰離子GaCl4-，與羅丹明B的陽離子締合成三元絡(luò)合物：

羅丹明B的陽離子Ga的絡(luò)陰離子可用苯和乙醚（3：1）萃取，用光度法測(cè)Ga，可達(dá)μg。2.1溶劑萃取(2)Ga3+在6MHCl介質(zhì)中，與Cl-結(jié)合成絡(luò)陰離子G4．協(xié)同萃取體系

在溶劑萃取過程中，用兩種或兩種以上萃取劑的混合物萃取某些金屬離子時(shí)，其分配比（D協(xié)同）明顯地大于在相同條件下單獨(dú)使用每一種萃取劑時(shí)分配比之和（D1+D2）,即D協(xié)同>>（D1+D2）。這種現(xiàn)象稱為協(xié)同效應(yīng)。具有協(xié)同效應(yīng)的萃取體系稱為協(xié)同萃取體系。2.1溶劑萃取4．協(xié)同萃取體系在溶劑萃取過程中，用兩種或兩種以上例如，用HTTA-TBP-C6H6溶液從硝酸介質(zhì)中萃取釔：

協(xié)同萃取中的第二萃取劑，通常采用活性溶劑或中性萃取劑。它們應(yīng)具有如下特性：溶劑能取代已配位的水分子；溶劑本身具有一定的疏水性，但對(duì)金屬離子的配位能力較有機(jī)螯合物弱；有利于滿足金屬配位數(shù)和配位體的幾何因數(shù)．D分別1E4和1E62.1溶劑萃取例如，用HTTA-TBP-C6H6溶液從硝酸介質(zhì)中萃取釔：2.1溶劑萃取2.1溶劑萃取協(xié)同萃取的應(yīng)用提高萃取的濃縮倍數(shù)E=D/(D＋Vw/Vorg)×100%對(duì)于一般的萃取，通常Vw：Vorg不超過10，由于D的限制，一般只能濃縮10倍。而對(duì)于協(xié)同效應(yīng)，由于D大大提高，可進(jìn)一步提高相比。如:Cd(Ⅱ)-H2dz-TOPO協(xié)同萃取，相比100：1時(shí)還可定量萃取。若結(jié)合反萃取，濃縮倍數(shù)可達(dá)1000。2.1溶劑萃取協(xié)同萃取的應(yīng)用2.1溶劑萃取提高萃取比色的靈敏度

萃取劑本身是顯色劑,通過形成三元絡(luò)合物增大。例如Sn(Ⅳ)與鄰苯二酚紫(PV)形成二元絡(luò)合物呈紅色(555nm，6.5×104)，加入陽離子表面活性劑溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)后形成三元絡(luò)合物(662nm，9.56×104)，光譜紅移，靈敏度增大。2.1溶劑萃取提高萃取比色的靈敏度2.1溶劑萃取UO22+-TTA-TBPO（三丁基氧化膦）體系，它有兩種結(jié)構(gòu)：UO22+配位數(shù)是4UO22+配位數(shù)是62.1溶劑萃取UO22+-TTA-TBPO（三丁基氧化膦）體系，它有兩種結(jié)溶劑的萃取能力：(RO)3PO<R(RO)2PO<R2(RO)PO<R3PO(TBP)(TBPO)2.1溶劑萃取溶劑的萃取能力：2.1溶劑萃取§4-4溶劑的選擇原則對(duì)被分離物質(zhì)溶解度大而對(duì)雜質(zhì)溶解度小的溶劑（使被分離物質(zhì)從混合組分中有選擇性地分離）；對(duì)被分離物質(zhì)溶解度小而對(duì)雜質(zhì)溶解度大的溶劑；溶劑的選擇原則：“相似相溶”；常見溶劑的極性大小順序：飽和烴類>全氯代烴類>不飽和烴類>醚類>未全氯代烴類>酯類>芳胺類>酚類>酮類>醇類2.1溶劑萃取§4-4溶劑的選擇原則對(duì)被分離物質(zhì)溶解度大而對(duì)雜質(zhì)溶解度小§4-5溶劑萃取應(yīng)用應(yīng)用例子：（1）焦油廢水中油分和酚的分離測(cè)定（2）天然水中痕量鉛的富集分離2.1溶劑萃取§4-5溶劑萃取應(yīng)用應(yīng)用例子：2.1溶劑萃取

焦油廢水中油分和酚的分離測(cè)定●分離的依據(jù)：

油易溶于非極性的有機(jī)溶劑中，而酚在pH值較高時(shí)以離子狀態(tài)存在于水相，在pH值較低時(shí)則以分子形式存在而易溶于有機(jī)溶劑。分離流程如下：先調(diào)節(jié)廢水的pH值為12用CCl4萃取油分調(diào)節(jié)萃余液的pH值為5CCl4萃取酚2.1溶劑萃取焦油廢水中油分和酚的分離測(cè)定●分離的依據(jù)：分離流程如下：先例題含有羧酸、酚、胺和酮四種成分的混合試樣，預(yù)分離各組分；可加入弱堿性NaHCO3水溶液，并用乙醚萃?。?.1溶劑萃取混合試樣+NaHCO3水溶液乙醚溶液羧酸鈉酚、胺、酮水相乙醚層酚鈉胺、酮+NaOH水溶液水相乙醚層胺鹽酮+HCl水相乙醚層例題含有羧酸、酚、胺和酮四種成分的混合試樣，預(yù)分離各組分萃取操作的費(fèi)用包括：

①萃取設(shè)備的投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用；

②溶劑損耗；

③萃取后分離回收設(shè)備的投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用；④萃取后分離的費(fèi)用。多數(shù)情況下萃取不如蒸餾經(jīng)濟(jì)。但在下列情況下萃取則顯示出其經(jīng)濟(jì)上相技術(shù)上的優(yōu)越性：沸點(diǎn)十分接近的混合物的分離、恒沸液的分離、熱敏性物料的分離等。2.1溶劑萃取萃取操作的費(fèi)用包括：2.1溶劑萃取總結(jié)有機(jī)溶劑萃取pH值溫度無機(jī)鹽有機(jī)溶劑或稀釋劑的選擇化學(xué)萃取劑乳化現(xiàn)象水相物理?xiàng)l件的影響萃取分類萃取過程弱電解質(zhì)的分配平衡化學(xué)萃取平衡溶劑萃取操作萃取操作及設(shè)備2.1溶劑萃取總結(jié)有機(jī)溶pH值溫度無機(jī)鹽有機(jī)溶劑或稀釋劑化學(xué)萃取劑乳化2.2.1膠團(tuán)形成2.2.2反膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)及影響因素2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理2.2.4反膠團(tuán)萃取操作2.2.5反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的應(yīng)用2.2膠團(tuán)萃取什么是正膠團(tuán)、反膠團(tuán)、膠團(tuán)萃取？膠團(tuán)萃取的原理是什么？特點(diǎn)是什么？影響膠團(tuán)結(jié)構(gòu)和膠團(tuán)萃取的因素有哪些？膠團(tuán)萃取的應(yīng)用范圍是什么？2.2.1膠團(tuán)形成2.2.2反膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)及影響因素2.2.1.膠團(tuán)萃取的誕生？

傳統(tǒng)溶劑萃取技術(shù)缺點(diǎn)：蛋白質(zhì)40－50℃變性,蒸餾無法蛋白質(zhì)不溶于有機(jī)溶劑，并使蛋白質(zhì)變性.蛋白質(zhì)帶有許多電荷，普通萃取劑難奏效。黏度大,膜濾困難1977年提出反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)2.2.1膠團(tuán)形成1.膠團(tuán)萃取的誕生？1977年提出反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)2.2.反膠團(tuán)萃取的優(yōu)點(diǎn)：成本低，溶劑可反復(fù)使用萃取率和反萃取率高解決蛋白質(zhì)變性、降解的問題.從完整細(xì)胞中提取蛋白質(zhì)和酶解決了蛋白質(zhì)類生物活性物質(zhì)在有機(jī)相的溶解問題。具有工業(yè)開發(fā)前景的蛋白質(zhì)分離技術(shù)2.2.1膠團(tuán)形成反膠團(tuán)萃取的優(yōu)點(diǎn)：具有工業(yè)開發(fā)前景2.2.1膠團(tuán)形成結(jié)構(gòu)示意見圖a。在膠束中，表面活性劑的極性基團(tuán)在外，與水接觸，非極性基團(tuán)在內(nèi)，形成一個(gè)非極性的核心、在此核心可以溶解非極性物質(zhì)。2.概念膠團(tuán):雙親物質(zhì)(表面活性劑)在水或有機(jī)溶劑中自發(fā)形成的聚集體.正膠團(tuán):表面活性劑分散于水相中一定濃度后自發(fā)形成的納米尺度的聚集體(極性頭外非極尾內(nèi)).2.2.1膠團(tuán)形成結(jié)構(gòu)示意見圖a。在膠束中，表面活性劑的極性基團(tuán)在外，與水接觸反膠團(tuán):

將表面活性劑溶于非極性的有機(jī)溶劑中，并使其濃度超過臨界膠束濃度(CMC)，便會(huì)在有機(jī)溶劑內(nèi)形成聚集體，這種聚集體稱為反膠團(tuán)。其結(jié)構(gòu)示意見圖b。在反膠團(tuán)中，表面活性劑的非極性基團(tuán)在外與非極性的有機(jī)溶劑接觸，而極性基團(tuán)則排列在內(nèi)形成一個(gè)極性核(po1arcore)。此極性核具有溶解極性物質(zhì)的能力，極性核溶解水后，就形成了“水池”(waterpool)。2.2.1膠團(tuán)形成反膠團(tuán):將表面活性劑溶于非極性的有機(jī)溶劑中，并使其濃度超(反)膠團(tuán)萃取:

被萃取物以膠團(tuán)形式從水相被萃取到有機(jī)相的溶劑萃取方法.臨界膠團(tuán)濃度:

是膠團(tuán)形成時(shí)所需表面活性劑的最低濃度，用CMC來表示，這是體系特性.影響CMC因素:與表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)、溶劑、溫度和壓力等因素有關(guān)。CMC的數(shù)值可通過測(cè)定各種物理性質(zhì)的突變(如表面張力、滲透壓等)來確定。2.2.1膠團(tuán)形成(反)膠團(tuán)萃取:被萃取物以膠團(tuán)形式從水相被萃取到有機(jī)相的溶bac反膠團(tuán)的大小與溶劑和表面活性劑的種類與濃度、溫度、離子強(qiáng)度等因素有關(guān)，一般為5~20nm膠團(tuán)和反膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖2.2.1膠團(tuán)形成bac反膠團(tuán)的大小與溶劑和表面活性劑的種類與濃度、溫度、離子3.表面活性劑是形成膠團(tuán)的關(guān)鍵因素形成正膠團(tuán)的表面活性劑水溶性高分子:天然高分子----淀粉、植物膠、動(dòng)物膠合成高分子----聚乙烯醇、聚丙稀酰胺改性天然高分子---改性淀粉、改性纖維素雙親嵌段共聚物：親水和親油高分子段組成—PEO-PPO在水中形成正膠團(tuán)。P73圖2.2.1膠團(tuán)形成3.表面活性劑是形成膠團(tuán)的關(guān)鍵因素2.2.1膠團(tuán)形成

形成反膠團(tuán)的表面活性劑表面活性劑是由親水憎油的極性基團(tuán)和親油憎水的非極性基團(tuán)兩部分組成的兩性分子?？煞譃殛庪x子表面活性劑、陽離子表面活性劑和非離子型表面活性劑，它們都可用于形成反膠束。常用的表面活性劑及相應(yīng)的有機(jī)溶劑見表。陰陽非離子2.2.1膠團(tuán)形成形成反膠團(tuán)的表面活性劑陰陽非離子2.2.1膠團(tuán)形成最常用表面活性劑：(陽、陰、非）丁二酸－2－乙基己基(琥珀酸）酯磺酸鈉－－陰離子（AOT）離子型表面活性劑所形成的反膠團(tuán)的表面帶有電荷：負(fù)電荷（AOT)正電荷（TOMAC,CTAB),

反膠團(tuán)萃取系統(tǒng)的有機(jī)溶劑：環(huán)己烷、庚烷和辛烷等。2.2.1膠團(tuán)形成最常用表面活性劑：(陽、陰、非）離子型表面活性劑所形成的反膠在反膠團(tuán)萃取中，用得最多的是陰離子表面活性劑AOT(AerosolOT)，其化學(xué)名為2－乙基己基－丁二酸酯磺酸鈉，結(jié)構(gòu)式見圖:2.2.1膠團(tuán)形成在反膠團(tuán)萃取中，用得最多的是陰離子表面活性劑AOT(Aer優(yōu)點(diǎn):表面活性劑容易獲得。其特點(diǎn)是具有雙鏈，極性基團(tuán)較小、形成反膠束時(shí)不需加助表面活性劑，并且所形成的反膠束較大，半徑為170nm，有利于大分子蛋白質(zhì)進(jìn)入。2.2.1膠團(tuán)形成優(yōu)點(diǎn):表面活性劑容易獲得。2.2.1膠團(tuán)形成常使用的陽離子表面活性劑名稱和結(jié)構(gòu)如下：(1)CTAB(cetyl-methyl-ammoniumbromide)溴化十六烷基三甲胺/十六烷基三甲基胺溴(2)DDAB(didodecyldimethylammoniumbromide)溴化十二烷基二甲銨2.2.1膠團(tuán)形成常使用的陽離子表面活性劑名稱和結(jié)構(gòu)如下：(1)CTAB(ce(3)TOMAC(triomethyl-ammoniumchloride)氯化三辛基甲銨陽離子表面活性劑如CTAB溶于有機(jī)溶劑形成反膠束時(shí)，與AOT不同，還需加入一定量的助溶劑(助表面活性劑)。這是因?yàn)樗鼈冊(cè)诮Y(jié)構(gòu)上的差異造成的。2.2.1膠團(tuán)形成(3)TOMAC(triomethyl-ammonium1）反膠團(tuán)形成過程非極性核心極性核水池水蛋白質(zhì)水池蛋白質(zhì)保持天然構(gòu)型2.2.2反膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)及影響因素表面活性劑分子自聚集膠團(tuán)反膠團(tuán)一定值表面活性劑加入水有機(jī)溶劑1）反膠團(tuán)形成過程非極性核心極性核水池水蛋白質(zhì)水池蛋白2）反膠團(tuán)結(jié)構(gòu)的影響因素

有機(jī)溶劑表面活性劑的種類、濃度溫度離子強(qiáng)度反膠束的含水量反膠團(tuán)大小/表面活性劑分子數(shù)2.2.2反膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)及影響因素2）反膠團(tuán)結(jié)構(gòu)的影響因素反膠束的含水量反膠團(tuán)大小/2.2.2-------反膠團(tuán)的溶解作用2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理示意圖反膠團(tuán)內(nèi)微水池溶解氨基酸、肽和蛋白質(zhì)等生物分子分離純化-------反膠團(tuán)的溶解作用2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)由于反膠團(tuán)內(nèi)存在微水池，故可溶解氨基酸、肽和蛋白質(zhì)等生物分子，為生物分子提供易于生存的親水微環(huán)境。因此，反膠團(tuán)萃取可用于氨基酸、肽和蛋白質(zhì)等生物分子的分離純化，特別是蛋白質(zhì)類生物大分子。2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理由于反膠團(tuán)內(nèi)存在微水池，故可溶解氨基酸、肽和蛋白1.蛋白質(zhì)的溶解過程(四種溶解過程p75):

當(dāng)含有此種反膠束的有機(jī)溶劑與蛋白質(zhì)的水溶液接觸后，蛋白質(zhì)及其他親水物質(zhì)能夠通過螯合作用進(jìn)入此“水池”。由于周圍水層和極性基團(tuán)的保護(hù)，保持了蛋白質(zhì)的天然構(gòu)型，不會(huì)造成失活。蛋白質(zhì)的溶解過程和溶解后的情況示意于下圖中。2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理1.蛋白質(zhì)的溶解過程(四種溶解過程p75):2.2.3反bcda反膠團(tuán)的溶解作用2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理bcda反膠團(tuán)的溶解作用2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原反膠團(tuán)溶解蛋白質(zhì)的四種模型(a)水殼模型：蛋白質(zhì)親水基團(tuán)被膠團(tuán)包裹，位于水池的中心，周圍存在的水層將其與反膠團(tuán)壁(表面活性劑)隔開；(b)插入模型：蛋白質(zhì)親水基部分穿入膠團(tuán)壁插入到反膠團(tuán)中,另一部分沒被包裹而露出在外面.蛋白質(zhì)分子表面存在強(qiáng)烈疏水區(qū)域，該疏水區(qū)域直接與有機(jī)相接觸；(c)吸附模型：蛋白質(zhì)進(jìn)入或被包裹到膠團(tuán)中后,蛋白質(zhì)親水基團(tuán)吸附于反膠團(tuán)內(nèi)壁；2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理反膠團(tuán)溶解蛋白質(zhì)的四種模型(a)水殼模型：蛋白質(zhì)親水基團(tuán)被膠(d)溶解模型：蛋白質(zhì)的疏水區(qū)與幾個(gè)反膠團(tuán)的表面活性劑疏水尾發(fā)生相互作用，被幾個(gè)小反膠團(tuán)所“溶解”。表面性質(zhì)不同的蛋白質(zhì)可能以不同的形式溶解于反膠團(tuán)相，但對(duì)于親水性蛋白質(zhì)，目前普遍接受的是水殼模型。2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理(d)溶解模型：蛋白質(zhì)的疏水區(qū)與幾個(gè)反膠團(tuán)的表面活性劑疏水尾2.蛋白質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)溶液是一種協(xié)同過程:在宏觀兩相(有機(jī)相和水相)界面間的表面活性劑層，同鄰近的蛋白質(zhì)發(fā)生靜電作用而變形，接著在兩相界面形成了包含有蛋白質(zhì)的反膠束，此反膠束擴(kuò)散進(jìn)入有機(jī)相中，從而實(shí)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的萃取，其萃取過程和萃取后的情況見下圖：2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理2.蛋白質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)溶液是一種協(xié)同過程:2.2.3反膠團(tuán)界面間的表面活性劑層蛋白質(zhì)靜電作用包含有蛋白質(zhì)的反膠束（相界面）擴(kuò)散進(jìn)入有機(jī)相蛋白質(zhì)萃取變形蛋白質(zhì)溶解原理蛋白質(zhì)進(jìn)入反膠束溶液是一個(gè)協(xié)同過程。2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理界面間的表蛋白質(zhì)靜電作用包含有蛋白質(zhì)的反膠束（相界面）反萃取過程萃取過程反膠束萃取蛋白質(zhì)的示意圖2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理改變水相條件（pH、離子種類和強(qiáng)度）使蛋白質(zhì)由有機(jī)相返回水相，實(shí)現(xiàn)反萃取過程.反萃取萃取反膠束萃取蛋白質(zhì)的示意圖2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白3.蛋白質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)相的傳質(zhì)三過程蛋白質(zhì)（水相）表面液膜擴(kuò)散到達(dá)相界面進(jìn)入反膠團(tuán)含有蛋白質(zhì)的反膠團(tuán)擴(kuò)散有機(jī)相2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理3.蛋白質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)相的傳質(zhì)三過程蛋白質(zhì)（水相）表面液到達(dá)4.反膠團(tuán)和蛋白質(zhì)的相互作用蛋白質(zhì)溶解于反膠團(tuán)相的主要推動(dòng)力影響蛋白質(zhì)的溶解反膠團(tuán)與蛋白質(zhì)的空間相互作用反膠團(tuán)與蛋白質(zhì)的疏水性相互作用。表面活性劑與蛋白質(zhì)的靜電相互作用2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理4.反膠團(tuán)和蛋白質(zhì)的相互作用蛋白質(zhì)溶解于反膠團(tuán)相的主要推動(dòng)（1）靜電相互作用----對(duì)蛋白質(zhì)的溶解起關(guān)鍵作用蛋白質(zhì)帶正電荷或負(fù)電荷表面活性劑發(fā)生靜電作用蛋白質(zhì)在反膠團(tuán)中的溶解率在兩相間的分配系數(shù)水相pH蛋白質(zhì)pI當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)與表面活性劑電荷相反時(shí)，易溶于反膠團(tuán)，分配系數(shù)較大。否則，蛋白質(zhì)不溶于反膠團(tuán)2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理（1）靜電相互作用----對(duì)蛋白質(zhì)的溶解起關(guān)鍵作用蛋白質(zhì)帶正反膠團(tuán)中含水量對(duì)蛋白質(zhì)的溶解過程起重要作用通常用含水率（watercontent）表示,即:ω0=非極性溶劑中水濃度/表面活性劑的濃度反膠束“水池”的物理性(大小、形狀等)及其中水的活度是可以用ω0的變化來調(diào)節(jié)的。2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理反膠團(tuán)中含水量對(duì)蛋白質(zhì)的溶解過程起重要作用2.2.3反膠團(tuán)（2）空間相互作用相對(duì)分子質(zhì)量的增大，空間排阻增大，蛋白質(zhì)分配系數(shù)降低。（3）疏水性相互作用氨基酸疏水性增大，氨基酸或寡肽的分配系數(shù)增大。蛋白質(zhì)的疏水性影響其在反膠團(tuán)中的溶解形式和分配系數(shù)。2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理（2）空間相互作用2.2.3反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理

蛋白質(zhì)的萃取與蛋白質(zhì)的表面電荷和反膠束內(nèi)表面電荷間的靜電作用，以及反膠束的大小有關(guān)，所以，任何可以增強(qiáng)這種靜電作用或?qū)е滦纬奢^大的反膠束的因素，都有助于蛋白質(zhì)的萃取。靜電相互作用反膠團(tuán)大小反膠束萃取萃取因素2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素蛋白質(zhì)的萃取與蛋白質(zhì)的表面電荷和反膠束內(nèi)表面電荷間

影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素見下表與反膠團(tuán)有關(guān)的因素與水相有關(guān)的因素表面活性劑的種類表面活性劑的濃度溶劑種類助表面活性劑及其濃度pH值離子種類離子強(qiáng)度與目標(biāo)蛋白質(zhì)有關(guān)的因素與環(huán)境有關(guān)的因素蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)蛋白質(zhì)的大小蛋白質(zhì)的濃度蛋白質(zhì)表面的電荷分布系統(tǒng)溫度系統(tǒng)壓力只要對(duì)這些因素進(jìn)行系統(tǒng)的研究，確定最佳操作條件，就可得到合適的目標(biāo)蛋白質(zhì)萃取率，從而達(dá)到分離純化的目的。2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素見下表與反膠團(tuán)有關(guān)的因（1）表面活性劑表面活性劑蛋白質(zhì)表面與反膠團(tuán)內(nèi)靜電作用蛋白質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)能量反膠團(tuán)內(nèi)電荷密度濃度增加反膠團(tuán)數(shù)量增加蛋白質(zhì)溶解能力增大適度2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素（1）表面活性劑表面活性劑蛋白質(zhì)表面與反膠團(tuán)內(nèi)靜電作用蛋白質(zhì)表面活性劑類型的影響:陰離子表面活性劑陽離子表面活性劑非離子表面活性劑都可用于形成反膠束.關(guān)鍵是應(yīng)從反膠束萃取蛋白質(zhì)的機(jī)理出發(fā)，選用有利于增強(qiáng)蛋白質(zhì)表面電荷與反膠束內(nèi)表面電荷間的靜電作用和增加反膠束大小的表面活性劑。另外，還應(yīng)考慮形成反膠束及使反膠束變大(由于蛋白質(zhì)的進(jìn)入)所需的能量的大小、反膠束內(nèi)表面的電荷密度等因素，這些都會(huì)對(duì)萃取產(chǎn)生影響。

2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素表面活性劑類型的影響:2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要目前研究中常用的AOT反膠束體系和其他體系有許多不足，如不能用于分子量較大的蛋白質(zhì)的萃取和往往在兩相界面上形成不溶性的膜狀物等等。為克服這些不足,可通過在單一表面活性劑中加入具有親和作用的生物表面活性劑或另一種非離子型表面活性劑的方法來改善萃取性能。2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素目前研究中常用的AOT反膠束體系和表面活性劑濃度的影響增大表面活性劑的濃度可增加反膠束的數(shù)量，從而增大對(duì)蛋白質(zhì)的溶解能力。但表面活性劑濃度過高時(shí)，有可能在溶液中形成比較復(fù)雜的聚集體，同時(shí)會(huì)增加反萃取過程的難度。因此，應(yīng)選擇蛋白質(zhì)萃取率最大時(shí)的表面活性劑濃度為最佳濃度。總結(jié)反膠束體系對(duì)核糖核酸酶a與伴刀豆球蛋白進(jìn)行萃取的結(jié)果，得到了分配系數(shù)K同表面活性劑濃度[S]以及pH值的關(guān)系式：

1nK＝A+B*pH+(C+D*pH)ln[S]式中系數(shù)A、B、C、D取決于蛋白質(zhì)的性質(zhì)，可通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定。2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素表面活性劑濃度的影響增大表面活性劑的濃度可增加反膠束pH是影響反膠團(tuán)萃取的重要因素，萃取操作中需利用酸或堿調(diào)節(jié)水相pH。pH蛋白質(zhì)表面電荷狀態(tài)影響蛋白質(zhì)萃取表面活性劑電荷相同相反靜電作用大蛋白質(zhì)萃取率高（2）pH值2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素pH是影響反膠團(tuán)萃取的重要因素，pH蛋白質(zhì)表面電荷狀態(tài)影響蛋

pH值：它決定了蛋白質(zhì)帶電基團(tuán)的離解速率及蛋白質(zhì)的凈電荷。如果靜電作用是蛋白質(zhì)增溶過程的主要推動(dòng)力：對(duì)于陽離子表面活性劑形成的反膠束體系，萃取只發(fā)生在水溶液的pH＞pI時(shí)，此時(shí)蛋白質(zhì)與表面活性劑極性頭間相互吸引，而pH＜pI時(shí)，靜電排斥將抑制蛋白質(zhì)的萃取.

對(duì)于陰離子表面活性劑形成的反膠束體系，情況正好相反。2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素pH＝pI時(shí)，蛋白質(zhì)呈電中性；pH＜pI時(shí)，蛋白質(zhì)帶正電荷；pH＞pI時(shí)，蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷。即隨著pH的改變，被萃取蛋白質(zhì)所帶電荷的符號(hào)和多少是不同的。pH值：它決定了蛋白質(zhì)帶電基團(tuán)的離解速率及蛋白質(zhì)的凈電荷。圖5-15如果pH值很低：在界面上會(huì)產(chǎn)生白色絮凝物，并且萃取率也降低．這種情況可認(rèn)為是蛋白質(zhì)變性之故。

水相pH值對(duì)幾種相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)的萃取影響見圖。2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素圖5-15如果pH值很低：在界面上會(huì)產(chǎn)生白色絮凝物，并且萃取

離子強(qiáng)度(鹽濃度)：決定了帶電荷的反膠團(tuán)的內(nèi)表面以及帶電荷的蛋白質(zhì)分子表面被靜電屏蔽的程度。由于鹽離解的反離子在表面活性劑極性頭附近建立了雙電層，稱為德拜屏蔽，從而縮短了蛋白質(zhì)與表面活性劑極性頭之間靜電吸引力的作用范圈，抑制了蛋白質(zhì)的萃取，因此在萃取時(shí)要盡量避免后者的影響。（3）離子強(qiáng)度2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素離子強(qiáng)度(鹽濃度)：決定了帶電荷的反膠團(tuán)的內(nèi)表面以及帶電靜電相互作用減弱使蛋白質(zhì)溶解率降低。離子強(qiáng)度增大反膠團(tuán)內(nèi)表面雙電層變薄表面活性劑極性基團(tuán)之間的斥力減弱反膠團(tuán)變小蛋白質(zhì)難進(jìn)入離子取代膠團(tuán)內(nèi)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析改變蛋白質(zhì)和表面活性劑溶解度2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素靜電相互作用減弱使蛋白質(zhì)溶解率降低。離子強(qiáng)度增大反膠團(tuán)內(nèi)表面離子強(qiáng)度對(duì)萃取率的影響主要是由離子對(duì)表面電荷的屏蔽作用所決定的：

a.離子強(qiáng)度增大后，反膠束內(nèi)表面的雙電層變薄，減弱了蛋白質(zhì)與反膠束內(nèi)表面之間的靜電吸引，從而減少蛋白質(zhì)的溶解度；b.反膠束內(nèi)表面的雙電層變薄后，也減弱了表面活性劑極性基團(tuán)之間的斥力，使反膠束變小，從而使蛋白質(zhì)不能進(jìn)入其中；2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素離子強(qiáng)度對(duì)萃取率的影響主要是由離子對(duì)表面電荷的屏蔽作用所決定c.離子強(qiáng)度增加時(shí)，增大了離子向反膠束內(nèi)“水池”的遷移并取代其中蛋白質(zhì)的傾向，使蛋白質(zhì)從反膠束內(nèi)被鹽析出來；d.

鹽與蛋白質(zhì)或表面活性劑的相互作用，可以改變?nèi)芙庑阅埽}的濃度越高，其影響就越大。如離子強(qiáng)(KCl濃度)對(duì)萃取核糖酸酶a,細(xì)胞色素c和溶菌酶的影響見圖:2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素c.離子強(qiáng)度增加時(shí)，增大了離子向反膠束內(nèi)“水池”的遷移并取代由圖可見:在較低的KCl濃度下，蛋白質(zhì)幾乎全部被萃取;當(dāng)KCl濃度高于一定值時(shí),萃取率就開始下降，直至幾乎為零。當(dāng)然，不同蛋白質(zhì)開始下降時(shí)的KCl濃度是不同的。2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素由圖可見:2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素（4）離子種類表面活性劑的解離程度反膠團(tuán)內(nèi)表面的電荷密度反膠團(tuán)大小離子種類影響三者成正比2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素（4）離子種類表面活性劑的解離程度反膠團(tuán)內(nèi)表面的電荷密度反膠離子種類對(duì)萃取的影響陽離子的種類對(duì)萃取率的影響主要體現(xiàn)在改變反膠束內(nèi)表面的電荷密度上。通常反膠束中表面活性劑的極性基團(tuán)不是完全電離的，有很大一部分陽離子仍在膠團(tuán)的內(nèi)表面上(相反離子締合)。

極性基團(tuán)的電離程度愈大，反膠束內(nèi)表面的電荷密度愈大，產(chǎn)生的反膠束也愈大。2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素離子種類對(duì)萃取的影響陽離子的種類對(duì)萃取率的影響主要體現(xiàn)在影響反膠束萃取的其他因素:有機(jī)溶劑的影響:有機(jī)溶劑的種類影響反膠束的大小，從而影響水增溶的能力，所以可以利用因溶劑作用引起的不同膠束結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)選擇性增溶生物分子的目的。

如：α-胰凝乳蛋白酶隨溶劑的不同在反膠束中增溶的比率會(huì)出現(xiàn)顯著的差別。2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素影響反膠束萃取的其他因素:2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的助表面活性劑的影響:當(dāng)使用陽離子表面活性劑時(shí)，引入助表面活性劑，能夠增進(jìn)有機(jī)相的溶解容量，這多半是由于膠束尺寸增加而產(chǎn)生的。溫度的影響:溫度的變化對(duì)反膠束系統(tǒng)中的物理化學(xué)性質(zhì)有激烈的影響，增加溫度能夠增加蛋白質(zhì)在有機(jī)相的溶解度，例如增加溫度可使α-胰凝乳蛋白酶進(jìn)入NH4-氯仿相并在轉(zhuǎn)移率上分別增加50％。2.2.4影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素助表面活性劑的影響:當(dāng)使用陽離子表面活性劑時(shí)，引入助表面2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)用液液接觸法:料液相與反膠團(tuán)相接觸，蛋白質(zhì)通過界面?zhèn)髻|(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)，實(shí)現(xiàn)反膠團(tuán)萃?。?）反膠團(tuán)萃取方法液液接觸法-相轉(zhuǎn)移法----分離蛋白質(zhì)注入法-----------溶解法-------酶分離2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)用液液接觸法:料液直接向含有表面活性劑的有機(jī)相注入濃縮蛋白質(zhì)溶液，適用于水溶性蛋白質(zhì)，用于利用反膠團(tuán)的酶反應(yīng)研究直接將蛋白質(zhì)粉末加入到反膠團(tuán)相中。適用于非水溶性蛋白質(zhì)，利于反膠團(tuán)萃取平衡的研究2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)用直接向含有表面活性劑的有機(jī)相注入濃縮蛋白質(zhì)溶液，直接將蛋白質(zhì)反膠團(tuán)萃取仍為液液有機(jī)溶劑萃取，可采用各種微分萃取設(shè)備和混合/澄清萃取設(shè)備。1）多步間歇混合/澄清萃取過程2）連續(xù)循環(huán)萃取-反萃取過程3）中空纖維膜萃取4）反膠團(tuán)液膜萃取（自學(xué)）（2）反膠團(tuán)萃取過程2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)用反膠團(tuán)萃取仍為液液有機(jī)溶劑萃取，可采用各種微分萃取設(shè)備1）多步間歇混合/澄清萃取過程2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)用1）多步間歇混合/澄清萃取過程2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣2)連續(xù)循環(huán)萃取與反萃取過程2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)用2)連續(xù)循環(huán)萃取與反萃取過程2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物3）中空纖維膜萃取反膠團(tuán)相通過膜組件的腔內(nèi)膜起固定兩相的作用料液相通過膜組件的殼方2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)用3）中空纖維膜萃取反膠團(tuán)相通過膜組件的腔內(nèi)膜起固定兩相的作用1）分離蛋白質(zhì)混合物如三種低分子量蛋白質(zhì)的混合物：細(xì)胞色素C,核糖核酸酶a和溶菌酶，通過控制水相pH和KCl濃度可將它們分離開來。（3）反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的應(yīng)用2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)用1）分離蛋白質(zhì)混合物通過控制水相pH和KCl濃度可將它們分離2）濃縮α淀粉酶用TOMAC/異辛烷反膠團(tuán)溶液對(duì)α淀粉酶溶液兩級(jí)連續(xù)萃取和反萃取操作。使α淀粉酶濃縮8倍。2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)用2）濃縮α淀粉酶2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)3）從發(fā)酵液提取胞外酶實(shí)例：用AOT/異辛烷反膠團(tuán)溶液，從芽孢桿菌的全發(fā)酵液提取核純化堿性蛋白酶，酶回收率為50％.2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)用3）從發(fā)酵液提取胞外酶2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離4）直接提取胞內(nèi)酶實(shí)例從棕色固氮菌細(xì)胞懸浮液提取、純化胞內(nèi)脫氫酶細(xì)胞表面活性劑（CTAB/己醇－新烷）破裂胞內(nèi)酶進(jìn)入反膠束水池反萃取改變環(huán)境反膠束萃取可以處理全發(fā)酵液，可以使純化、濃縮一步完成2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)用4）直接提取胞內(nèi)酶實(shí)例從棕色固氮菌細(xì)胞懸浮液提取、純化胞5）反膠團(tuán)萃取用于蛋白質(zhì)復(fù)性反膠團(tuán)溶液萃取變性的核糖核酸酶變性劑除去－S-S-還原回收收率50％AOT/異辛烷GSH反萃取變性的核糖核酸酶2.2.5反膠團(tuán)萃取在生物樣品分離中的應(yīng)用5）反膠團(tuán)萃取用于蛋白質(zhì)復(fù)性反膠團(tuán)溶液萃取變性的核糖核酸酶變生物活性物質(zhì)分離的有效方法蛋白質(zhì)酶核酸氨基酸全發(fā)酵液發(fā)酵濾液濃縮物反膠團(tuán)萃取結(jié)論生物活性物質(zhì)分離的有效方法蛋白質(zhì)酶核酸氨基酸全發(fā)酵液發(fā)酵濾反膠團(tuán)萃取概述傳統(tǒng)溶劑萃取技術(shù)缺點(diǎn)反膠團(tuán)反膠團(tuán)萃取本質(zhì)反膠團(tuán)萃取的優(yōu)點(diǎn)反膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)及影響因素反膠團(tuán)形成過程反膠團(tuán)的基本性質(zhì)反膠團(tuán)結(jié)構(gòu)影響因素總結(jié)反膠團(tuán)萃取概述傳統(tǒng)溶劑萃取技術(shù)缺點(diǎn)反膠團(tuán)反膠團(tuán)萃取本水殼模型直接接觸型反膠團(tuán)內(nèi)部吸附型疏水區(qū)相互作用型反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的基本原理蛋白質(zhì)溶解原理蛋白質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)相的傳質(zhì)三過程反膠團(tuán)溶解蛋白質(zhì)的形式反膠團(tuán)和蛋白質(zhì)的相互作用水殼模型直接接觸型反膠團(tuán)內(nèi)部吸附型疏水區(qū)相互作用型反膠團(tuán)萃取影響蛋白質(zhì)萃取的因素表面活性劑pH值離子種類離子強(qiáng)度影響因素酶的失活反膠團(tuán)萃取操作多步間歇混合/澄清萃取過程連續(xù)循環(huán)萃取-反萃取過程中空纖維膜萃取反膠團(tuán)液膜萃?。ㄗ詫W(xué)）液液接觸式注入式溶解式蛋白質(zhì)的溶解方式反膠團(tuán)萃取過程影響蛋白質(zhì)萃取的因素表面活性劑pH值離子種類離子強(qiáng)度影響因素反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的應(yīng)用濃縮α淀粉酶分離蛋白質(zhì)混合物直接提取胞內(nèi)酶從發(fā)酵液提取胞外酶反膠束萃取用于蛋白質(zhì)復(fù)性反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的應(yīng)用濃縮α淀粉酶分離蛋白質(zhì)混合物直接提取胞作業(yè)：1.為了獲得生物制品白介素－2，某科研人員采用在畢赤酵母中表達(dá)。他首先將細(xì)胞介素－2的表達(dá)基因轉(zhuǎn)入宿主，獲得工程菌，在30℃培養(yǎng)18小時(shí)，獲得培養(yǎng)物。請(qǐng)你為他設(shè)計(jì)方案如何獲得純品，并分析方案的可行性。作業(yè)：2.某博士在作赤性石斑魚性反轉(zhuǎn)基因EPIN研究中，他將構(gòu)建的基因插入含6組氨酸尾的表達(dá)質(zhì)粒上，轉(zhuǎn)化大腸桿菌。通過誘變表達(dá)獲得其表達(dá)產(chǎn)物，然后經(jīng)蛋白電泳檢驗(yàn)其大小，然后作進(jìn)一步分離純化，最后確定該檢驗(yàn)表達(dá)的正確性。請(qǐng)你為他設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行正確性分析。2.某博士在作赤性石斑魚性反轉(zhuǎn)基因EPIN研究中，他將構(gòu)建的1.蛋白酶的等電點(diǎn)為10.6，在PEG/磷酸鹽（磷酸二氫鉀和氯化鉀的混合物）系統(tǒng)中，隨pH值的增大，蛋白酶的分配系數(shù)如何變化。請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明.2.肌紅蛋白的等電點(diǎn)為7.0，利用PEG/Dx系統(tǒng)萃取肌紅蛋白。當(dāng)系統(tǒng)中分別含有磷酸鉀和氯化鉀時(shí)，分配系數(shù)隨pH如何變化，請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明.作業(yè)1.蛋白酶的等電點(diǎn)為10.6，在PEG/磷酸鹽（磷酸二氫鉀和復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)自測(cè)1、什么叫液-液萃取，其基本原理是什么？在進(jìn)行液-液萃取操作時(shí)應(yīng)注意什么？2、影響液-固萃取的因素有哪些？3、在液-液萃取過程中根據(jù)乳化程度不同各采用什么方法消除乳化？4、簡(jiǎn)述不同樣品中殘留農(nóng)藥的提取方法。本節(jié)首頁退出本章復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)自測(cè)1、什么叫液-液萃取，其基本原理是什么？第二章萃取分離技術(shù)什么是溶劑萃取、膠團(tuán)萃取、雙水相萃取、超臨界流體萃取技術(shù)？特點(diǎn)是什么？影響因素有哪些？應(yīng)用范圍是什么？2.1溶劑萃取2.2膠團(tuán)萃取2.3雙水相萃取2.4超臨界流體第二章萃取分離技術(shù)什么是溶劑萃取、2.1溶劑萃取溶劑萃取雙水相萃取膠團(tuán)萃取超臨界萃取萃取分離技術(shù)本章內(nèi)容溶劑萃取雙水相萃取膠團(tuán)萃取超臨界萃取萃取分離技術(shù)本章內(nèi)容

掌握：溶劑萃取、膠團(tuán)萃取、雙水相萃取和超臨界流體萃取等技術(shù)的基本概念及原理。

了解：溶劑萃取、膠團(tuán)萃取、雙水相萃取和超臨界流體萃取等技術(shù)的特點(diǎn)、影響因素和應(yīng)用。重點(diǎn)：分配定律與分配平衡；溶劑萃取、膠團(tuán)萃取、雙水相萃取和超臨界流體萃取技術(shù)的分離原理和特點(diǎn)。

難點(diǎn)：分配定律與分配平衡；弱電解質(zhì)的分配平衡；化學(xué)萃取平衡。本章要點(diǎn)及學(xué)習(xí)要求掌握：溶劑萃取、膠團(tuán)萃取、雙水相萃取和超臨界流體萃取等技2.1溶劑萃取2.1.1概述1.溶劑萃取溶劑萃取利用溶質(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稱為萃取。溶劑萃取(液-液萃取)是一種常用的化工單元操作、它不僅廣泛應(yīng)用于石油化工、濕法冶金、精細(xì)化工等領(lǐng)域，而且在生化物質(zhì)的分離和純化中也是一種重要的手段。2.1溶劑萃取2.1.1概述溶劑萃取溶劑萃取(液-液萃2.特點(diǎn)：擴(kuò)散分離操作初步分離、純化技術(shù)至少有一相為流體利用液體或超臨界流體為溶劑利用不同溶質(zhì)在兩相中分配平衡差異2.1溶劑萃取2.特點(diǎn)：2.1溶劑萃取3.萃取優(yōu)點(diǎn)（1）萃取過程具有選擇性好、回收率高；（2）能與其他需要的純化步驟(例如結(jié)晶、蒸餾)相配合；（3）通過轉(zhuǎn)移到具有不同物理或化學(xué)特性的第二相中，來減少由于降解(水解)引起的產(chǎn)品損失；（4）適用于各種不同的規(guī)模;（5）設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、速度快，生產(chǎn)周期短，便于連續(xù)操作，容易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。2.1溶劑萃取3.萃取優(yōu)點(diǎn)2.1溶劑萃取液-液萃取液-固萃取液-氣萃?。ㄈ芤何眨┹腿?duì)象4.萃取分類2.1溶劑萃?。?）根據(jù)萃取對(duì)象將萃取分為液-液萃取液-固萃取液-氣萃?。ㄈ芤何眨┹腿?duì)象4.萃2.1溶劑萃取萃取(extraction)利用液體或超臨界流體為溶劑提取原料中目標(biāo)產(chǎn)物的分離純化操作，所以，萃取操作中至少有一相為流體，一般稱該流體為萃取劑(extractant)。（2）根據(jù)萃取劑的種類和形式的不同可分為：有機(jī)溶劑萃取(簡(jiǎn)稱溶劑萃取)雙水相萃取、液膜萃取反膠束萃取等。液-液萃?。阂砸后w為萃取劑，含有目標(biāo)產(chǎn)物的原料也為液體，則稱此操作為液-液萃取。2.1溶劑萃取萃取利用液體或超臨界流體為（2）根據(jù)萃取劑的液-液萃取兩種不相容的液體水溶劑：親水化合物進(jìn)入到水相中。有機(jī)溶劑：疏水性化合物將進(jìn)入有機(jī)相中的程度就越大。2.1溶劑萃取液-液萃取兩種不相容水溶劑：親水化合物進(jìn)入到水相中。有機(jī)溶液-固萃取或浸取(Leaching)：以液體為萃取劑，含有目標(biāo)產(chǎn)物的原料為固體，則稱此操作為液-固萃取或浸取(Leaching)。超臨界流體萃取:以超臨界流體為萃取劑，含有目標(biāo)產(chǎn)物的原料可以是液體，也可以是固體，稱此操作為超臨界流體萃取。2.1溶劑萃取液-固萃取或浸取(Leaching)：以液體為萃取劑，含有目（3）根據(jù)萃取劑與溶質(zhì)之間是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將萃取分為：

物理萃取：溶質(zhì)根據(jù)相似相溶的原理在兩相間達(dá)到分配平衡，萃取劑與溶質(zhì)之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如：利用乙酸丁酯萃取發(fā)酵液中的青霉素即屬于物理萃取。2.1溶劑萃取（3）根據(jù)萃取劑與溶質(zhì)之間是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將萃取分為：2.1化學(xué)萃?。簞t利用脂溶性萃取劑與溶質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)生成脂溶性復(fù)合分子實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)向有機(jī)相的分配。萃取劑與溶質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)包括離子交換絡(luò)合反應(yīng)等。例如，利用季銨鹽(如氯化三辛基甲銨，R＋Cl－)為萃取劑萃取氨基酸時(shí)，陰離子氨基酸(A)通過與萃取劑在水相和萃取相間發(fā)生下述離子交換反應(yīng)而進(jìn)入萃取相。其中橫杠表示該組分存在于萃取相(下同)。R＋Cl－＋A－R＋A－＋Cl－2.1溶劑萃取化學(xué)萃?。簞t利用脂溶性萃取劑與溶質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)生成脂溶性復(fù)（4）根據(jù)萃取機(jī)理和萃取過程中生成萃合物性質(zhì)的不同

將萃取體系分為：

簡(jiǎn)單分子萃取中性配合物萃取鰲合萃取離子締合物萃取協(xié)同萃取高溫萃取等2.1溶劑萃?。?）根據(jù)萃取機(jī)理和萃取過程中生成萃合物性質(zhì)的不同2.1溶5.液－液萃取操作流程液－液萃取是一種利用物質(zhì)在兩個(gè)互不相溶的液相中(料液和萃取劑)分配特性不同來進(jìn)行分離的過程。其操作流程如圖所示：2.1溶劑萃取振蕩幾次打開活塞Gas溶劑體積為樣品溶液的30％～35％。蒸氣逸出（也叫放氣）5.液－液萃取操作流程2.1溶劑萃取振蕩幾次打開活塞Gas絮狀物（乳化）有機(jī)相水相水相和絮狀物靜置分層激烈振搖1~2min2.1溶劑萃取絮狀物有機(jī)相水相水相和絮狀物靜置分層激烈振搖2.1溶劑萃取有機(jī)相3～5次2.1溶劑萃取有機(jī)相3～5次2.1溶劑萃取工業(yè)生產(chǎn)中液－液萃取過程圖萃取器溶劑/溶質(zhì)塔汽提塔分離器冷凝器熱交換器2.1溶劑萃取工業(yè)生產(chǎn)中液－液萃取過程圖萃取器溶劑/溶質(zhì)塔汽提塔分離器冷凝

6.液液萃取步驟：

2.1溶劑萃?。?）萃取劑和含有組分(或多組分)的料液混合接觸，進(jìn)行萃取，被萃取溶質(zhì)從料液轉(zhuǎn)移到萃取劑中；（2）分離互不相溶的兩相并回收溶劑;（3）萃余液(殘液)脫溶劑。其中離開液－液萃取器的萃取劑相稱為萃取液，經(jīng)萃取劑相接觸后離開的料液相稱為萃余液(殘液)。6.液液萃取步驟：2.1溶劑萃?。?）萃取劑和含有組分7．反萃取

這種調(diào)節(jié)水相條件，將目標(biāo)產(chǎn)物從有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相的萃取操作稱為反萃取(Backextraction)。除溶劑萃取外，