阳离子型混合反胶团萃取蛋白质的性能及相关过程开发的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 张伟 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2001-06 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陈家镛 |
| 关键词 | 混合反胶团 蛋白质萃取 乳化 萃取器 |
| 其他题名 | Studies on extraction of proteins with cationic mixed reversed micelles and related process development work |
| 学位专业 | 分离科学与工程 |
| 中文摘要 | 反胶团萃取蛋自质技术是新兴的一种生物分离技术，有可能实现大规模连续化生产，从而大幅度降低生物产品佩的生产成本，展现出广阔的应用前景，引起卜间际．山．佩二科研二L几作者的广泛关注。近年来，混合反胶团的研究受到重视。研究结果表明混合反胶团可能具有比单一反胶团优良的萃取和反萃性能。本论文研究了佩一六烷基三甲基浪化胺（CTAB）与几类极性有机物或各种表面活性剂混合反胶团的萃取性能。同时由于反胶团萃取过程容易出现乳化现象，本论文设；佩一出两种新型萃取器，尝试解决乳化问题。研究内容如下：（1）研究了CTAB与胺类萃取剂混合反胶团的形成对反胶团相水含量的影响，研究了萃取水相pH值、离子强度和胺类萃取剂添加量对牛血清白蛋白（BSA)萃取性能的影响，并研究了反萃水相pH值、离子强度和反萃时间对BSA反萃性能的影响。随胺类萃取剂添加一佩量的增加，反胶团相平衡水含量逐渐增加，表明CTAB-月安类反胶团的体积可能比单一CTAB反胶团．的体积大。在很宽的萃取水相pH值、离子强度范围内和不同胺类添加量条件下，CTAB一伯胺、．CTAB一仲胺反胶团的萃取性能优于单一CTAB反胶团的萃取性能。其中正辛胺和二正辛胺能显著拓宽萃取BSA的水相pH值范围。在很宽的反萃水相pH值和离子强度范围内，以及从反萃时间对蛋白质回收率的影响考虑，CTAB一胺类反胶团的反萃性能均优于单一CTAB反胶团的反萃性能。添加胺类提高反胶团萃取率的原因可能是CTAB一胺类混合反胶团的体积比单一CTAB反胶团的体积大。添加胺类改善反胶团反萃率的原因可能是降低了BSA与反胶团间的疏水性相互作用。（2）研究了CTAB和含氧极性有机物（包括醛、酮、酉旨和磷氧类萃取剂）混合反胶团对反胶团相水含量的影响，研究了萃取水相pH值、离子强度和醛、酮、酉旨佩霖加量对BsA萃取性能的影响，以及反萃水相pH值、离子强度和反萃佩寸佩、1佩又佩‘BSA反萃性能佩3勺影响。均立醛、酮、酉旨禾佩磷氧类萃取剂添加量的增加一佩，反胶团琦J一日元衡水含量逐渐增加。CTAB一酉荃、酮、酉旨或磷氧类萃取剂混合反胶团的体积可能比单佩·佩佩CTAB反胶团的体积大。在很宽的萃取水相pH值范围内，在一佩一定的萃取水相离子强度范围内和不同醛、酮、酉旨添加量条件下，CTAB一醛、酮、酉旨和磷氧类萃取剂混合反胶团的萃取性能优于单一CTAB反胶团的萃取性能。在很宽的反萃水相pH值和反萃水相离子强度范围内，及从反萃时间对一蛋白质回收率的影响考虑，CTAB一正庚醛、CTAB一甲基异丁基酮混合反胶团的反萃性能高于单一CTAB反胶团的反萃性能。其中添加正庚醛能够显著拓宽反萃水相pH值范围和缩短达到反萃平衡的时间。添加醛、酮、酉旨或磷氧类萃取剂提高反胶团萃取率可能的原因是CTAB一醛、酮、酉旨或磷氧类萃取剂混合反胶团的体积比单r一CTAB反胶团的体积大。添加正庚醛或甲基异丁基酮改善反胶团反萃率的原因可能是降低了BSA与CTAB反胶团间的疏水性相互作用（3）研究了CTAB和卤代烃混合反胶团对反胶团相水含量的影响，研究了萃取水相pH值、离子强度和卤代烃添加量对BSA萃取性能的影响，并研究了反萃水相pH值、离子强度和反萃时间对BSA反萃性能的影响。随卤代烃添加量的增加反胶团相平衡水含量变化不大。CTAB一卤代烃混合反胶团的体积可能与单一CTAB反胶团的体积相差不大。在很宽的萃取水相pH值和离子强度范围内和不同添加量条件下，CTAB一卤代烃混合反胶团的萃取性能与单一CTAB反胶团的萃取性能相当。添加澳辛烷对反胶团萃取率改善效果较好，添加氯丁烷效果次之，而添加碘丁烷影响不大。添加碘丁烷能够显著拓宽反萃BsA的水相pH值范围，而添加氯丁烷和澳辛烷对此影响不大；在较低的反萃水相离子强度范围内，添加一佩碘丁烷能够显著提高反萃率，澳辛烷作用次之，氯一丁烷作用最小。添加碘丁烷能够显著降低达到反萃平衡的时间，澳辛烷和氯一J一‘烷作用次之且效果接近。添加卤代烃改善反胶团反萃率可能的原因是降低了BSA一与反胶团间的疏水性相互作用。（4）研究了CTAB与非离子型、阳离子型、阴离子型和两性表面活性剂混合反胶团对反胶团相平衡水含量的影响，并研究了萃取率随萃取水相pH值的变化。系统研究了CTAB一失水山梨醇脂肪酸酷（Span系列非离子型表面活性剂）混合反胶团的萃取和反萃性能。绝大多数非离子型表面活性剂和两性表面活性剂的添加能够增加CTAB反胶团相的平衡水含量，而椰子油酸二乙醇酞胺的添加佩几乎不影响CTAB反胶团的水含量。CTAB与非离子型、阴离子型和两性表面活性剂混合反胶团对BSA的萃取率一般低于单一CTAB反胶团的萃取率。原因是非离子型和两性表面活性剂可能增加反胶团的数目而降低反胶团的大小，或者亲水性表面活性剂可能使部分CTAB转移到水相导致反胶团变小。而CTAB与椰子油酸二乙醇酞胺混合反胶团的萃取率在很宽的pH范围’内高于单一CTAB反胶团的萃取率，可能因为酸胺键与蛋白质之间有一定的相互作用。阳离子型与少量阴离子型表面活性}li混合反胶团的水含量和萃取率明显低于单佩阳离子型反胶团的水含量和萃取率，因为这种混合反胶团的体积小于单一阳离子型反胶团的体积。CTAB-Span系列混合反胶团的萃取性能低于单一CTAB反胶团的萃取性能，而CTAB一Span系列混合反胶团的反萃性能略优于单一CTAB反胶团的反萃性能。（、5)系统研究了CTAB一胺类、醛、酮、酉旨或卤代烃混合反胶团体系电导率随水含量、温度、电解质的种类和浓度的变化。CTAB一月安类、CTAB一醛、酮或酷和CTAB一卤代烃混合反胶团体系均为所谓“非渗滤体系”。随温度的升高，CTAB一胺类、CTAB一醛、酮或醋和CTAB一卤代烃混合反胶团体系的电导率几乎呈线性增加。反胶团体系电导率与温度成正比。另外，温度升高使有机相的薪度降低，也导致电导率增加。添加胺类、醛、酮、酉旨或卤代烃的混合反胶团体系的电导率高于单一CTAB反胶团的电导率，这可能是胺类、醛、酮、酉旨或卤代烃的添加导致反胶团介质相对介电常数：增切一佩的结果。不同科，类电解质的电导率曲线有很大差别，说明不同利，类电解质对反胶团流体力学半径和综合界面层厚度的影响不同。随水相JAI.I777.浓度的增加，CTAB一月安类、醛、酮、醋或卤代烃混合反胶团体系的最大电导率对应的水含量Wo，。。、呈现下降趋势，据此推测高盐浓度下综合界面膜厚度变小。随正辛胺添加量的增加，CTAB反胶团体系电导率的W。，。a、呈现增加的趋势。因此，随正辛胺添加量的增加，反胶团体积增大。总之，电导率对反胶团的微观结构十分敏感，电导法是研究反胶团微观结构的有效方法之一。（6）利用单一CTAB反胶团和几种典型混合反胶团体系，从面包酵母中分离大分子量乙醇脱氢酶。CTAB一氯丁烷混合反胶团比单一CTAB反胶团的YADH酶活回收率高，CTAB一丁基磷酸二异戊酷混合反胶团比单一CTAB反胶团的纯化因子高。结果表明，混合反胶团应用于实际体系萃取酶，可能提高萃取容量或选择性。利用单一 CTAB反胶团和CTAB一氯丁烷、CTAB一丁基磷酸二异戊醋混合反胶团体系研究了萃取水相pH值、萃取水相离子强度、反萃水相pH值和反萃水相离子强度对酶活回收率、蛋白质回收率和纯化因子的影响。CTAB一氯丁烷混合反胶团提高乙醇脱氢酶酶活回收率的原因可能是混合反胶团较单一CTAB反胶团体积大或氯丁烷与乙醇脱氢酶之间存在某种相互作用的结果。CTAB一丁基磷酸二异戊醋混合反胶团提高乙醇脱氢酶纯化因子的原因可能是该体系导致某些杂蛋白质失活变性，沉淀在两相界面。(7)设计出相分散自吸式搅拌萃取器和滚筒式填料筛板萃取器。研究结果表明，使用这两种萃取器均可有效解决反胶团萃取蛋白质过程中体系易乳化的问题。两种萃取器对溶液的剪切力较低，有利于蛋白质或酶活性的保持。石油醚价格低廉、易于提纯、不会引起酶的失活，可用于反胶团萃取蛋白质过程，能大幅度降低反胶团萃取蛋白质的生产成本。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-26 |
| 页码 | 166 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1906]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张伟. 阳离子型混合反胶团萃取蛋白质的性能及相关过程开发的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2001. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。