專利名稱：添加醛酮酯提高反膠團相對生物物質萃取率和反萃率的方法
技術領域：
本發明屬于生物物質分離純化領域，特別涉及一種添加醛酮酯到陽離子型反膠團相中形成陽離子-醛酮酯混合反膠團相，從而提高反膠團相對生物物質等生物物質萃取率和反萃率的添加醛酮酯提高反膠團相對生物物質萃取率和反萃率的方法。
反膠團相是表面活性劑在有機溶劑中形成的分子聚集體，其中的微水池能溶解蛋白質等生物活性物質。通過調節水相pH值、離子強度等條件，可以選擇性地萃取目標蛋白質。理論上，反膠團相法萃取蛋白質僅需要通過萃取和反萃過程，即可實現蛋白質的濃縮純化，其操作步驟簡單，與傳統的蛋白質分離技術如鹽析沉淀、凝膠過濾層析、離子交換層析等相比，具有處理量大、選擇性好和可連續操作等優點，特別適用于生物產品的大規模分離純化，因其有可能大幅度降低生物產品的生產成本。但是反膠團相法萃取蛋白質至今未能實現工業化，原因很多，其中之一是該方法的反萃過程十分困難。
影響蛋白質在水相和反膠團相間分配的因素很多，如水相pH值、離子強度和鹽的種類，有機相表面活性劑的類型、濃度、助表面活性劑的使用與否、用量多少和溶劑的種類，萃取過程的溫度和壓力等。其中最重要的是水相的pH值和離子強度。當使用陽離子型表面活性劑形成反膠團相時，水相pH值高于蛋白質的等電點pI，有利于蛋白質的萃取；當使用陰離子型表面活性劑形成反膠團相時，水相pH值低于蛋白質的等電點pI，有利于蛋白質的萃取。當水相離子強度較低時，有利于蛋白質的萃取；而水相離子強度較高時，不利于蛋白質的萃取。
眾所周知，因為存在很高的傳質界面阻力，蛋白質的反萃即蛋白質從反膠團相到反萃水相的轉移十分困難。一般認為，在不利于萃取的條件下進行反萃，蛋白質應該實現完全反萃。但是，蛋白質的反萃似乎并非一個平衡過程，即使在很高的離子強度和完全不利于萃取的pH條件下，蛋白質的反萃也不能完全實現，甚至反萃率很低或完全不發生反萃。
近年來，許多研究人員進行了新的嘗試，提出一系列提高反膠團法蛋白質反萃率的新方法。這些新方法是1)Ermin(Prikl Biokhim Kikrobiol，1988，24，42-49)和Woll(Biotechnol. Prog.，1989，5，57-62)等人嘗試加入第二種溶劑破壞反膠團相，從而釋放反膠團相中的蛋白質；2)Dekker(Chem. Eng. J.，1991，46，B69-74)等人通過先增加反萃溫度然后離心的方法分離出多余的水相，濃縮蛋白質于分離出的水相；3)Carison(Biotechnol. Prog. 1992，8，85-90)等人添加10％到50％的異丙醇到反萃水相，實現蛋白質的反萃；4)Leser(Chimia，1990，44，270-282)加入硅膠吸收水分，從而使蛋白質與有機相分離；5)Gupta(Biotechnol. Bioeng.，1994，44，830-836)通過分子篩使反膠團相脫水，實現蛋白質與有機相的分離；6)Hayes(Biotechnol. Bioeng.，1998，59(5)，557-566)加入少量的助表面活性劑到W/O微乳液，實現蛋白質的反萃；7)Jarudilokkul(Biotechnol. Bioeng.，1999，62(5)，593-601)通過添加帶有相反電荷的表面活性劑，在低鹽和溫和的pH條件下實現了蛋白質的反萃。
以上幾種方法雖然能夠從反膠團相分離出蛋白質，但僅添加異丙醇和加入相反電荷表面活性劑的方法易于實現工業化大生產，其他幾種僅有學術研究價值。而添加異丙醇的方法的缺點是反膠團相二次萃取蛋白質的能力急劇下降，導致有機相不能循環使用；添加帶相反電荷表面活性劑的缺點是完全破壞反膠團相，有機相失去萃取蛋白質的能力。因此，反膠團相萃取蛋白質的反萃問題并未根本解決。
本發明的目的是針對反膠團相萃取蛋白質等生物物質的過程反萃困難的問題，而提供一種可同時提高陽離子型反膠團相對蛋白質等生物物質的萃取率和反萃率的萃取方法，在很寬的pH范圍和不同離子強度下能顯著提高反膠團相對生物物質的反萃率，顯著降低反膠團相達到反萃平衡的時間，并且反膠團相能夠循環使用。
本發明的實施方案如下本發明提供的添加醛酮酯提高反膠團相對生物物質萃取率和反萃率的方法，其工藝步驟如下1.配制由陽離子型表面活性劑、助表面活性劑、醛酮酯有機物、水和有機溶劑組成的陽離子-醛酮酯混合反膠團相；所述陽離子-醛酮酯混合反膠團相的配制如下首先稱取或移取一定量的陽離子型表面活性劑，并向其中依次加入助表面活性劑、醛酮酯有機物、水和有機溶劑，混合均勻，振蕩后靜置，至陽離子型表面活性劑和醛酮酯有機物完全溶解，再加入有機溶劑定容，即制得陽離子-醛酮酯混合反膠團相；所配制的陽離子-醛酮酯混合反膠團相與所加入的助表面活性劑的體積比為100∶0.10-20；所配制的陽離子-醛酮酯混合反膠團相與所加入的醛酮酯物質的體積比為100∶0.5-20；所配制的陽離子-醛酮酯混合反膠團相與所加入的水的體積比為100∶0.5-3；所配制的陽離子-醛酮酯混合反膠團相中，陽離子型表面活性劑所占的濃度為10毫摩爾-200毫摩爾/升；2.將陽離子-醛酮酯混合反膠團相與萃取水相按1∶1-1∶50的比例混合，進行萃取；3.將陽離子-醛酮酯混合反膠團相與反萃水相按1∶1-50∶1的比例混合，進行反萃；所述醛酮酯為醛RCHO、酮RR′CO、酯RCOOR′所述醛RCHO、酮RR′CO、酯RCOOR′中的烷基可為直鏈或支鏈；所述烷基R、R′為1個碳至15個碳原子的烷基；所述陽離子型表面活性劑為三烷基甲基季胺鹽、二烷基二甲基季胺鹽、烷基三甲基季胺鹽；所述的助表面活性劑為烷基醇類物質；所述的有機溶劑為單一液態烷烴或混合液態烷烴。
本發明的方法，在單一陽離子型反膠團相中添加醛酮酯有機物形成陽離子-醛酮酯混合反膠團相，將產生兩方面的作用一是增加反膠團相的大小，陽離子表面活性劑帶一定的正電荷，是一種路易斯酸，而醛酮酯的極性頭具有孤對電子，是一種路易斯堿，醛酮酯極性頭在反膠團相內壁的出現降低了陽離子表面活性劑極性頭間的相互斥力，從而反膠團相變大，能夠容納更大的生物物質分子，具有比單一反膠團相更大的萃取能力；二是降低反膠團相的界面阻力，有利于生物物質進出反膠團相，從而在較高的離子強度和不利于生物物質萃取的pH值條件下提高生物物質的反萃率。
另外，具有疏水尾的醛酮酯有機物在水相的溶解度較少，大部分溶解于有機溶劑，萃取過程的損失較少，有利于反膠團相的循環使用。如果反膠團相因為醛酮酯溶解于水相降低對生物物質的反萃率，可以在有機相中添加少量醛酮酯。
適用于本發明方法分離的生物物質包括蛋白質、酶、氨基酸和核酸等。
本發明可以顯著地增加反膠團相對生物物質的萃取率，同時在很寬的pH范圍和不同離子強度下能顯著提高反膠團相對生物物質的反萃率，顯著降低反膠團相達到反萃平衡的時間，其突出優點還在于反膠團相能夠循環使用。
下面結合附圖及實施例進一步描述本發明附
圖1為單一反膠團相和陽離子-醛酮酯混合反膠團相萃取BSA的萃取率隨萃取水相pH值的變化而變化的示意圖；附圖2為CTAB-醛酮酯混合反膠團相萃取BSA的萃取率隨醛酮酯添加量的變化而變化的示意圖；附圖3為CTAB-正庚醛混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相pH值的變化而變化(反萃水相含1.0mol/L的KBr)的示意圖；附圖4為CTAB-正庚醛混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃時間的變化而變化(反萃水相含1.0mol/L的KBr，pH＝4.3)的示意圖；附圖5為CTAB-正庚醛混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相離子強度的變化而變化(反萃水相pH＝4.3)的示意圖；附圖6為CTAB-酮酯混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相pH值的變化而變化(反萃水相含1.0mol/L的KBr)的示意圖；附圖7為CTAB-酮酯混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃時間的變化(1.0mol/L的KBr，pH＝4.3)而變化的示意圖；附圖8為CTAB-酮酯混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相離子強度的變化而變化的示意圖；其中-■-為十六烷基三甲基溴化銨(縮寫為CTAB)-●-為CTAB+正庚醛-▲-為CTAB+甲基異丁基酮--為CTAB+乙酸丁酯實施例1用本發明的方法萃取BSA本實施例中，陽離子表面活性劑選用CTAB(十六烷基三甲基溴化銨，分析純)；助表面活性劑選用正己醇；醛酮酯分別選用甲基異丁基酮、正庚醛、乙酸丁酯；有機溶劑選用石油醚；水采用蒸餾水；
萃取水相為含0.10摩爾/升的氯化鉀和1.0毫克/毫升的牛血清白蛋白(BSA)的不同pH的緩沖液(在pH值為3-6范圍，使用0.05摩爾/升的檸檬酸-檸檬酸三鈉緩沖液；在pH值為6-8范圍，使用0.05摩爾/升的Na2HPO4-NaH2PO4緩沖液；pH值為8-11范圍使用0.05摩爾/升的硼砂-鹽酸緩沖液)；其具體工藝步驟如下1.分別配制CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相、CTAB-正庚醛混合反膠團相、CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相和單一CTAB反膠團相以配制100毫升CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相為例，其配制過程如下稱取1.822克CTAB，并向其中依次加入20毫升正己醇(助表面活性劑)、5毫升的甲基異丁基酮、50毫升的石油醚和1.2毫升的蒸餾水，振蕩靜置，至CTAB和甲基異丁基酮完全溶解，加入石油醚定容至100毫升，混合均勻，從而制得100毫升的CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相；采用與配制CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相相同的配制過程分別配制100毫升CTAB-正庚醛混合反膠團相和100毫升CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相；單一CTAB反膠團相的配制過程除不加醛酮酯有機物外，與上述混合反膠團相的配制過程相同；CTAB-正庚醛混合反膠團相中，CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占CTAB-正庚醛混合反膠團相體積的20％，正庚醛的體積占CTAB-正庚醛混合反膠團相體積的5％，蒸餾水的體積占CTAB-正庚醛混合反膠團相體積的1.2％，其余為石油醚；CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相中，CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相體積的20％，甲基異丁基酮的體積占CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相體積的5％，蒸餾水的體積占CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相體積的1.2％，其余為石油醚；CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相中，CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相體積的20％，乙酸丁酯的體積占CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相體積的5％，蒸餾水的體積占CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相體積的1.2％，其余為石油醚；單一CTAB反膠團相中，CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占單一CTAB反膠團相體積的20％，蒸餾水的體積占單一CTAB反膠團相體積1.2％，其余為石油醚；2.萃取BSA的過程如下；向盛有等體積萃取水相的5個三角瓶中分別加入等體積的CTAB-正庚醛混合反膠團相，CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相，CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相和單一CTAB反膠團相，在室溫(18攝氏度)下，150次/分鐘振蕩20分鐘，3500rpm離心分相，即完成萃取。
用紫外法測定有機相蛋白質的含量，Brandford方法測定水相的蛋白質含量，其結果如圖1所示，圖1中，-■-為單一CTAB反膠團相萃取BSA的萃取率隨萃取水相pH值的變化而變化的曲線；-●-為CTAB-正庚醛混合反膠團相萃取BSA的萃取率隨萃取水相pH值的變化而變化的曲線；-▲-為CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相萃取BSA的萃取率隨萃取水相pH值變化而變化的曲線；--為CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相萃取BSA的萃取率隨萃取水相pH值變化而變化的曲線；由圖1可知，在很寬的pH值下，CTAB-醛酮酯混合反膠團相對BSA的萃取率比單一CTAB反膠團相對BSA的萃取率顯著提高。
實施例2用本發明的方法萃取BSA本實施例所選用的陽離子表面活性劑、助表面活性劑、醛酮酯和水均與實施例1相同，選用正己烷為有機溶劑；萃取水相的pH值為7.0。
1.分別配制具有不同醛酮酯體積百分比的CTAB-正庚醛混合反膠團相、CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相、CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相；配制方法同實施例1，得到的CTAB-醛酮酯混合反膠團相中，CTAB的濃度均為200毫摩爾/升，正己醇的體積均占CTAB-醛酮酯混合反膠團相體積的20％，蒸餾水的體積均占CTAB-醛酮酯混合反膠團相體積的3.0％，在CTAB-正庚醛混合反膠團相、CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相、CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相中，其醛酮酯的體積分別占CTAB-醛酮酯混合反膠團相體積的1％、2％、3％、4％和5％，其余均為正己烷；2.萃取過程同實施例1；其萃取結果見附圖2，圖2中，-●-為CTAB-正庚醛混合反膠團相萃取BSA的萃取率隨正庚醛添加量的變化而變化的曲線；-▲-為CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相萃取BSA的萃取率隨甲基異丁基酮添加量的變化而變化的曲線；--為CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相萃取BSA的萃取率隨乙酸丁酯添加量的變化而變化的曲線；由圖2可知，在pH值為7.0時，CTAB-正庚醛混合反膠團相、CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相和CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相對BSA的萃取率比單一CTAB反膠團相對BSA的萃取率明顯提高，而且，其萃取率隨醛酮酯有機物添加量的增加而提高。
實施例3用本發明的方法萃取并反萃BSA本實施例中，萃取水相同實施例1，pH值為9.10；反萃水相為含1.0摩爾/升的溴化鉀的不同pH值的緩沖液；1.分別配制CTAB-正庚醛混合反膠團相和單一CTAB反膠團相；配制方法同實施例1，得到的CTAB-正庚醛混合反膠團相中，CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占CTAB-正庚醛混合反膠團相體積的20％，正庚醛占CTAB-正庚醛混合反膠團相體積的2.0％，蒸餾水的體積均占CTAB-正庚醛混合反膠團相體積的為1.2％，其余為石油醚；在單一CTAB反膠團相中，CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占單一CTAB反膠團相體積20％，蒸餾水的體積占單一CTAB反膠團相體積的1.2％，其余為石油醚；2.萃取過程同實施例1；3.反萃過程如下向50毫升三角瓶中加入等體積的反萃水相和含1.0毫克/毫升的BSA的有機相，250次/分鐘振蕩一小時，4000rpm離心分相，完成其反萃；Brandford方法測定反萃水相的蛋白質含量，其結果見附圖3，圖3中，-■-為單一CTAB反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相pH值的變化而變化的曲線；-●-為CTAB-正庚醛混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相pH的變化而變化的曲線；從圖3可知，當反萃水相含1.0摩爾/升的溴化鉀時，CTAB-正庚醛混合反膠團相在很寬的pH范圍內對BSA的反萃率比單一CTAB反膠團相對BSA的反萃率高。
實施例4用本發明的方法萃取并反萃BSA本實施例中，萃取水相同實施例1，pH值為9.10；反萃水相為含1.0摩爾/升的氯化鉀的pH＝4.30的緩沖液；1.分別配制CTAB-正庚醛混合反膠團相和單一CTAB反膠團相；配制方法同實施例1，得到的CTAB-正庚醛混合反膠團相中，其CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占CTAB-正庚醛混合反膠團相體積的20％，正庚醛的體積占CTAB-正庚醛混合反膠團相體積的2.0％，蒸餾水的體積占CTAB-正庚醛混合反膠團相體積的3.0％，其余為石油醚；單一CTAB反膠團相CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占單一CTAB反膠團相體積的20％，蒸餾水的體積占單一CTAB反膠團相體積的1.2％，其余為石油醚；2.萃取過程同實施例1；3.反萃過程同實施例3，采用不同的反萃時間，其結果見附圖4，圖4中，-■-為單一CTAB反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃時間的變化而變化的曲線；-●-為CTAB-正庚醛混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃時間的變化而變化的曲線；從圖4可知，當反萃水相含1.0摩爾/升的氯化鉀時，CTAB-正庚醛混合反膠團相能顯著降低CTAB體系達到反萃平衡的時間，而單一CTAB反膠團相需要較長的時間才能達到反萃平衡；經過相同混合時間，混合反膠團相的蛋白質轉移率高于單一反膠團相的蛋白質轉移率。
實施例5用本發明的方法萃取并反萃BSA本實施例中，萃取水相同實施例1，pH值為9.10；反萃水相為含不同濃度的溴化鉀、pH值為4.30的緩沖液；1.分別配制CTAB-正庚醛混合反膠團相和單一CTAB反膠團相，配制方法同實施例1，得到的CTAB-正庚醛混合反膠團相中，CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占CTAB-正庚醛混合反膠團相體積的20％，正庚醛的體積均占CTAB-正庚醛混合反膠團相體積的2.0％，蒸餾水的體積占CTAB-正庚醛混合反膠團相體積的1.2％，其余為石油醚；單一CTAB反膠團相CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占單一CTAB反膠團相體積的20％，蒸餾水的體積占單一CTAB反膠團相體積的1.2％，其余為石油醚；2.萃取過程同實施例1；3.反萃過程同實施例3，其結果見附圖5，圖5中，-■-為單一CTAB反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相離子強度的變化而變化的曲線；-●-為CTAB-正庚醛混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相離子強度的變化而變化的曲線；從圖5可知，當反萃水相pH值為4.30，含不同濃度的溴化鉀時，CTAB-正庚醛混合反膠團相較單一CTAB反膠團相的反萃率高。
實施例6用本發明的方法萃取并反萃BSA本實施例中，萃取水相同實施例1，pH值為9.10；反萃水相為含1.0摩爾/升的氯化鉀的、pH值為4.30的緩沖液；1.配制CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相、CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相和單一CTAB反膠團相，配制方法同實施例1，得到的CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相和CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相中，CTAB的濃度均為50毫摩爾/升，正己醇的體積均占CTAB-醛酮酯混合反膠團相體積的20％，甲基異丁基酮的體積占CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相體積的2.0％，乙酸丁酯的體積占CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相體積的4％，蒸餾水的體積均占CTAB-醛酮酯混合反膠團相體積的1.2％，其余為石油醚；單一CTAB反膠團相中，CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占單一CTAB反膠團相體積的20％，蒸餾水的體積占單一CTAB反膠團相體積的1.2％，其余為石油醚；2.萃取過程同實施例1；3.反萃過程同實施例3，采用不同的反萃時間，其結果見附圖6，圖6中，-■-為單一CTAB反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相pH值的變化而變化的曲線；▲-為CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相pH值的變化而變化的曲線；--為CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相pH值的變化而變化的曲線；從圖6可知，CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相、CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相較單一反膠團相的對BSA的反萃率高。
實施例7用本發明的方法萃取并反萃BSA本實施例中，萃取水相同實施例1，pH值為9.10；反萃水相含有1.0mg/ml的溴化鉀、pH值為4.30的緩沖液；1.配制CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相、CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相和單一CTAB反膠團相，配制方法同實施例1，得到的CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相和CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相中，CTAB的濃度均為50毫摩爾/升，正己醇的體積均占CTAB-酮酯混合反膠團相體積的20％，甲基異丁基酮的體積占CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相體積的2.0％，乙酸丁酯的體積占CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相體積的2.0％，蒸餾水的體積均占CTAB-酮酯混合反膠團相體積的1.2％，其余為石油醚；單一CTAB反膠團相中，CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占單一CTAB反膠團相體積的20％，蒸餾水的體積占單一CTAB反膠團相體積的1.2％，其余為石油醚；2.萃取過程同實施例1；3.反萃過程同實施例3，其結果見附圖7，圖7中，-■-為單一CTAB反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃時間的變化而變化的曲線；▲-為CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃時間的變化而變化的曲線；--為CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃時間的變化而變化的曲線；從圖7可知，當反萃水相含1.0mol/L溴化鉀，pH值為4.30的緩沖液時，CTAB-CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相、CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相能顯著降低CTAB體系達到反萃平衡的時間，而單一CTAB反膠團相需要較長的時間才能達到反萃平衡；經過相同混合時間，混合反膠團相的蛋白質轉移率高于單一反膠團相的蛋白質轉移率。
實施例8用本發明的方法萃取并反萃BSA本實施例中，萃取水相同實施例1，pH值為9.10；反萃水相為含不同濃度的溴化鉀、pH值為4.30的緩沖液；1.分別配制CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相、CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相和單一CTAB反膠團相，配制方法同實施例1，得到的兩種CTAB-混合反膠團相中，CTAB的濃度均為50毫摩爾/升，正己醇的體積均占CTAB-醛酮酯混合反膠團相體積的20％，甲基異丁基酮、乙酸丁酯的體積分別占CTAB-醛酮酯混合反膠團相體積的2.0％，蒸餾水的體積均占CTAB-醛酮酯混合反膠團相體積的1.2％，其余為石油醚；單一CTAB反膠團相中，CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占單一CTAB反膠團相體積的20％，蒸餾水的體積占單一CTAB反膠團相體積的2.0％，其余為石油醚；2.萃取過程同實施例1；3.反萃過程同實施例3，其結果見附圖8，圖8中，-■-為單一CTAB反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相的離子強度的變化而變化的曲線；▲-為CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相的離子強度的變化而變化的曲線；--為CTAB-乙酸丁酯混合反膠團相反萃BSA的反萃率隨反萃水相的離子強度的變化而變化的曲線；從圖8可知，當反萃水相pH值為4.30，含不同濃度的溴化鉀時，甲基異丁基酮的添加能顯著提高CTAB體系對BSA的反萃率。
實施例9用本發明的方法萃取BSA本實施例中，萃取水相同實施例1；1.配制CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相，配制方法同實施例1，得到的CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相中，CTAB的濃度為10毫摩爾/升，正丁醇的體積占CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相體積的5％，蒸餾水的體積占CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相體積的0.5％，甲基異丁基酮體積占CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相體積的2％，其余為石油醚；2.萃取過程同實施例1；其實驗結果表明，CTAB-甲基異丁基酮混合反膠團相對BSA的萃取率比單一CTAB反膠團相對BSA的萃取率高。
本實施例，也可采用三甲基烷基(C10-C16)氯化銨或三甲基烷基(C17-C20)氯化銨，配置三甲基烷基(C10-C16)氯化銨-甲基異丁基酮混合反膠團相或三甲基烷基(C17-C20)氯化銨-甲基異丁基酮混合反膠團相，其對BSA的萃取率也高于單一三甲基烷基(C10-C16)氯化銨相或單一三甲基烷基(C17-C20)氯化銨反膠團相對BSA的萃取率。
本實施例也可采用正辛醛、十五醛、甲基己基甲酮、乙酸戊酯或乙酸異戊酯，配置CTAB-正辛醛混合反膠團相、CTAB-十五醛混合反膠團相、CTAB-甲基己基甲酮混合反膠團相、CTAB-乙酸戊酯混合反膠團相或CTAB-乙酸異戊酯混合反膠團相，其對BSA的萃取率也高于單一CTAB反膠團相對BSA的萃取率。
實施例10用本發明的方法萃取BSA本實施例中，萃取水相同實施例1，1.分別配制二烷基二甲基氯化銨-甲基丁基酮混合反膠團相和單一CTAB反膠團相；配制方法同實施例1，得到的二烷基二甲基氯化銨-甲基丁基酮混合反膠團相中，二烷基二甲基氯化銨的濃度為100毫摩爾/升，正辛醇的體積占二烷基二甲基氯化銨-甲基丁基酮混合反膠團相體積的10％，甲基丁基酮的體積占二烷基二甲基氯化銨-甲基丁基酮混合反膠團相體積的20％，蒸餾水的體積占二烷基二甲基氯化銨-甲基丁基酮混合反膠團相體積的1.0％，其余為石油醚；單一CTAB反膠團相中，CTAB的濃度為100毫摩爾/升，正辛醇的體積占單一CTAB反膠團相體積的5％，蒸餾水的體積占單一CTAB反膠團相體積的0.5％，其余為石油醚；2.萃取過程同實施例1；3.反萃過程同實施例3，反膠團相與反萃水相的體積比為50∶1；其實驗結果表明，甲基丁基酮的添加能顯著提高二烷基二甲基氯化銨反膠團相對BSA的反萃率。
本實施例，也可采用氯化甲基三辛銨或氯化甲基三正十二銨，配制氯化甲基三辛銨-乙酸戊酯混合反膠團相或氯化甲基三正十二銨-乙酸戊酯混合反膠團相，其對BSA的萃取率也高于單一氯化甲基三辛銨相或單一氯化甲基三正十二銨反膠團相對BSA的萃取率。
實施例11用本發明的方法萃取α-淀粉酶本實施例中，萃取水相為含0.10摩爾/升的氯化鉀和1.0毫克/毫升的α-淀粉酶(AM)的不同pH的緩沖液；1)配制Aliquat 336(三烷基甲基氯化銨)-甲基異丁基酮混合反膠團相和單一Aliquat 336反膠團相，配制方法同實施例1，得到的Aliquat 336(三烷基甲基氯化銨)-甲基異丁基酮混合反膠團相中，CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占混合反膠團相體積的0.5％，甲基異丁基酮的體積占混合反膠團相體積的2％，蒸餾水的體積占混合反膠團相體積的0.5％，其余為石油醚；單一Aliquat 336反膠團相中，CTAB的濃度為50毫摩爾/升，正己醇的體積占單一Aliquat 336反膠團相體積的0.5％，蒸餾水的體積占單一Aliquat 336反膠團相體積的0.5％，其余為石油醚。2)萃取過程同實施例1，萃取水相與反膠團相的體積比為50∶1；其實驗結果表明，Aliquat 336-甲基異丁基酮混合反膠團相對α-淀粉酶的萃取率比單一Aliquat 336反膠團相對α-淀粉酶的萃取率高。
本實施例，也可采用氯化甲基三辛銨或氯化甲基三正十二銨，配制氯化甲基三辛銨-乙酸戊酯混合反膠團相或氯化甲基三正十二銨-乙酸戊酯混合反膠團相，其對α-淀粉酶的萃取率也高于單一氯化甲基三辛銨相或單一氯化甲基三正十二銨反膠團相對α-淀粉酶的萃取率。
權利要求
1.一種添加醛酮酯提高反膠團相對生物物質萃取率和反萃率的方法，其工藝步驟如下1)配制由陽離子型表面活性劑、助表面活性劑、醛酮酯有機物、水和有機溶劑組成的陽離子-醛酮酯混合反膠團相；所述陽離子-醛酮酯混合反膠團相的配制如下首先稱取或移取一定量的陽離子型表面活性劑，并向其中依次加入助表面活性劑、醛酮酯有機物、水和有機溶劑，均勻混合，振蕩后靜置，至陽離子型表面活性劑和醛酮酯完全溶解，再加入有機溶劑定容，即制得陽離子-醛酮酯混合反膠團相；所配制的陽離子-醛酮酯混合反膠團相與所加入的助表面活性劑的體積比為100∶0.10-20；所配制的陽離子-醛酮酯混合反膠團相與所加入的醛酮酯物質的體積比為100∶0.5-20；所配制的陽離子-醛酮酯混合反膠團相與所加入的水的體積比為100∶0.5-3；陽離子型表面活性劑在所配制的陽離子-醛酮酯混合反膠團相中的濃度為10毫摩爾-200毫摩爾/升；2)將陽離子-醛酮酯混合反膠團相與萃取水相按1∶1-1∶50的比例混合，進行萃取；3)將陽離子-醛酮酯混合反膠團相與反萃水相按1∶1-50∶1的比例混合，進行反萃。
2.按權利要求1所述的添加醛酮酯萃取劑提高反膠團相對生物物質萃取率和反萃率的方法，其特征在于所述醛酮酯有機物為醛RCHO、酮RR′CO或酯RCOOR′。
3.按權利要求2所述的添加醛酮酯提高反膠團相對生物物質萃取率和反萃率的方法，其特征在于所述烷基為直鏈或支鏈。
4.按權利要求3所述的添加醛酮酯提高反膠團相對生物物質萃取率和反萃率的方法，其特征在于所述烷基R、R′為1個碳至15個碳原子的烷基。
5.按權利要求2所述的添加醛酮酯提高反膠團相對生物物質萃取率和反萃率的方法，其特征在于所述烷基R、R′為1個碳至15個碳原子的烷基。
6.按權利要求1所述的添加醛酮酯提高反膠團相對生物物質萃取率和反萃率的方法，其特征在于所述陽離子型表面活性劑為三烷基甲基季胺鹽、二烷基二甲基季胺鹽、烷基三甲基季胺鹽。
7.按權利要求1所述的添加醛酮酯提高反膠團相對生物物質萃取率和反萃率的方法，其特征在于所述的助表面活性劑為烷基醇類。
8.按權利要求1所述的添加醛酮酯提高反膠團相對生物物質萃取率和反萃率的方法，其特征在于所述的有機溶劑為單一液態烷烴或混合液態烷烴。
全文摘要
本發明屬于生物物質分離純化領域,特別涉及一種添加醛酮酯提高反膠團相對生物物質萃取率和反萃率的方法,該方法通過添加醛酮酯到陽離子型表面活性劑中形成陽離子－醛酮酯混合反膠團相,從而提高反膠團相對生物物質萃取率,并在很寬的pH范圍和不同離子強度下顯著提高反膠團相對生物物質的反萃率,顯著降低反膠團相達到反萃平衡的時間,其突出優點還在于反膠團相可以循環使用。
文檔編號B01D11/00GK1353000SQ0013270
公開日2002年6月12日 申請日期2000年11月13日 優先權日2000年11月13日
發明者張偉, 劉會洲, 陳家鏞 申請人:中國科學院化工冶金研究所