添加卤代烃提高反胶团相对生物物质萃取率和反萃率的方法技术

本发明专利技术属于生物物质分离纯化领域，特别涉及一种添加卤代烃提高反胶团相对生物物质萃取率和反萃率的方法，该方法在阳离子型表面活性剂中添加卤代烃，形成的阳离子－卤代烃混合反胶团相对生物物质的萃取率和反萃率得以提高，该方法在很宽的ｐＨ范围和不同离子强度下能够显著地提高反胶团相对生物物质的反萃率，显著降低反胶团相达到反萃平衡的时间，其突出优点还在于反胶团相能够循环使用。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物物质分离纯化领域，特别涉及添加卤代烃到阳离子型反胶团相中形成阳离子-卤代烃混合反胶团相，从而提高反胶团相对蛋白质等生物物质萃取率和反萃率的。反胶团相是表面活性剂在有机溶剂中形成的分子聚集体，其中的微水池能溶解蛋白质等生物活性物质。通过调节水相pH值、离子强度等条件，可以选择性地萃取目标蛋白质。理论上，反胶团相法萃取蛋白质仅需要通过萃取和反萃过程，即可实现蛋白质的浓缩纯化，其操作步骤简单，与传统的蛋白质分离技术如盐析沉淀、凝胶过滤层析、离子交换层析等相比，具有处理量大、选择性好和可连续操作等优点，特别适用于生物产品的大规模分离纯化，因其有可能大幅度降低生物产品的生产成本。但是反胶团相法萃取蛋白质至今未能实现工业化，原因很多，其中之一是该方法的反萃过程十分困难。影响蛋白质在水相和反胶团相间分配的因素很多，如水相pH值、离子强度和盐的种类，有机相表面活性剂的类型、浓度、助表面活性剂的使用与否、用量多少和溶剂的种类，萃取过程的温度和压力等。其中最重要的是水相的pH值和离子强度。当使用阳离子型表面活性剂形成反胶团相时，水相pH值高于蛋白质的等电点pI，有利于蛋白质的萃取；当使用阴离子型表面活性剂形成反胶团相时，水相pH值低于蛋白质的等电点pI，有利于蛋白质的萃取。当水相离子强度较低时，有利于蛋白质的萃取；而水相离子强度较高时，不利于蛋白质的萃取。众所周知，因为存在很高的传质界面阻力，蛋白质的反萃即蛋白质从反胶团相到反萃水相的转移十分困难。一般认为，在不利于萃取的条件下进行反萃，蛋白质应该实现完全反萃。但是，蛋白质的反萃似乎并非一个平衡过程，即使在很高的离子强度和完全不利于萃取的pH条件下，蛋白质的反萃也不能完全实现，甚至反萃率很低或完全不发生反萃。近年来，许多研究人员进行了新的尝试，提出一系列提高反胶团法蛋白质反萃率的新方法。这些新方法是1)Ermin(Prikl Biokhim Kikrobiol，1988，24，42-49)和Woll(Biotechnol. Prog.，1989，5，57-62)等人尝试加入第二种溶剂破坏反胶团相，从而释放反胶团相中的蛋白质；2)Dekker(Chem.Eng. J.，1991，46，B69-74)等人通过先增加反萃温度然后离心的方法分离出多余的水相，浓缩蛋白质于分离出的水相；3)Carison(Biotechnol. Prog. 1992，8，85-90)等人添加10％到50％的异丙醇到反萃水相，实现蛋白质的反萃；4)Leser(Chimia，1990，44，270-282)加入硅胶吸收水分，从而使蛋白质与有机相分离；5)Gupta(Biotechnol. Bioeng.，1994，44，830-836)通过分子筛使反胶团相脱水，实现蛋白质与有机相的分离；6)Hayes(Biotechnol. Bioeng.，1998，59(5)，557-566)加入少量的助表面活性剂到W/O微乳液，实现蛋白质的反萃；7)Jarudilokkul(Biotechnol. Bioeng.，1999，62(5)，593-601)通过添加带有相反电荷的表面活性剂，在低盐和温和的pH条件下实现了蛋白质的反萃。以上几种方法虽然能够从反胶团相分离出蛋白质，但仅添加异丙醇和加入相反电荷表面活性剂的方法易于实现工业化大生产，其他几种仅有学术研究价值。而添加异丙醇的方法的缺点是反胶团相二次萃取蛋白质的能力急剧下降，导致有机相不能循环使用；添加带相反电荷表面活性剂的缺点是完全破坏反胶团相，有机相失去萃取蛋白质的能力。因此，反胶团相萃取蛋白质的反萃问题并未根本解决。本专利技术的目的是针对反胶团相萃取生物物质过程反萃困难的问题，提供一种添加卤代烃提高反胶团相萃取率及反萃率的方法，该方法能同时提高阳离子型反胶团相对生物物质萃取率和反萃率，而且反胶团相能够循环使用。本专利技术的实施方案如下本专利技术提供的，其工艺步骤如下1.配制由阳离子型表面活性剂、助表面活性剂、卤代烃、水和有机溶剂组成的阳离子-卤代烃混合反胶团相；所述阳离子-卤代烃混合反胶团相的配制如下首先称取或移取一定量的阳离子型表面活性剂，并向其中依次加入助表面活性剂、卤代烃、水和有机溶剂，混合均匀，振荡后静置，至阳离子型表面活性剂和卤代烃完全溶解，再加入有机溶剂定容，即制得阳离子-卤代烃混合反胶团相；所配制的阳离子-卤代烃混合反胶团相与所加入的助表面活性剂的体积比为100∶0.50-20；所配制的阳离子-卤代烃混合反胶团相与所加入的卤代烃的体积比为100∶0.5-10；所配制的阳离子-卤代烃混合反胶团相与所加入的水的体积比为100∶0.5-3阳离子型表面活性剂在所配制的阳离子-卤代烃混合反胶团相中的浓度为10毫摩尔-200毫摩尔/升；2.将阳离子-卤代烃混合反胶团相与萃取水相按1∶1-1∶50的比例混合，进行萃取；3.将阳离子-卤代烃混合反胶团相与反萃水相按1∶1-50∶1的比例混合，进行反萃；所述卤代烃为氯代烷烃RCl、溴代烷烃RBr、碘代烷烃RI；所述氯代烷烃RCl、溴代烷烃RBr、碘代烷烃RI中的烷基为直链或支链；所述烷基R可为4个碳至20个碳原子的烷基；所述阳离子型表面活性剂为三烷基甲基季胺盐、二烷基二甲基季胺盐、烷基三甲基季胺盐；所述的助表面活性剂为烷基醇类；所述的有机溶剂为单一液态烷烃或混合液态烷烃。本专利技术在单一阳离子型反胶团相体系中添加卤代烃形成阳离子-卤代烃混合反胶团相，将产生两方面的作用一是增加反胶团相的大小，阳离子表面活性剂带一定的正电荷，是一种路易斯酸，而卤代烃的极性头具有孤对电子，是一种路易斯碱。卤代烃极性头在反胶团相内壁的出现降低了阳离子表面活性剂极性头间的相互斥力，从而反胶团相变大，能够容纳更大的生物组织分子，具有比单一反胶团相更大的萃取能力；二是降低反胶团相的界面阻力，有利于生物组织进出反胶团相，从而在较高的离子强度和不利于生物组织萃取的pH值条件下提高生物组织的反萃率。另外，具有疏水尾的卤代烃在水相的溶解度较少，绝大部分溶解于有机溶剂，萃取过程的损失很少，十分有利于反胶团相的循环使用。如果反胶团相因为卤代烃溶解于水相降低对生物组织的反萃率，可以在有机相添加少量卤代烃。适用于本专利技术方法分离的生物组织包括蛋白质、酶、氨基酸和核酸等。本专利技术提供的，可以显著增加反胶团相对生物组织的萃取率，同时在很宽的pH范围和不同离子强度下可显著提高反胶团相对生物组织的反萃率，显著降低反胶团相达到反萃平衡的时间，其突出优点还在于反胶团相能够循环使用。下面结合附图及实施例进一步描述本专利技术附附图说明图1单一反胶团相和阳离子-卤代烃混合反胶团相萃取BSA的萃取率随萃取水相pH值的变化而变化的示意图；附图2阳离子-卤代烃混合混合反胶团相萃取BSA的萃取率随卤代烃添加量变化而变化的示意图；附图3阳离子-卤代烃混合混合反胶团相反萃BSA的反萃率随反萃水相pH值变化而变化(反萃水相含1.0mol/L的KBr)的示意图；附图4阳离子-卤代烃混合混合反胶团相反萃BSA的反萃率随反萃时间变化而变化(反萃水相含1.0mol/L的KBr)的示意图；附图5阳离子-卤代烃混合混合反胶团相反萃BSA的反萃率随反萃水相离子强度的变化(反萃水相含KBr，p本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加卤代烃提高反胶团相对生物物质萃取率和反萃率的方法，其工艺步骤如下：１）配制由阳离子型表面活性剂、助表面活性剂、卤代烃、水和有机溶剂组成的阳离子－卤代烃混合反胶团相；所述阳离子－卤代烃混合反胶团相的配制如下：首先称取或移取一定 量的阳离子型表面活性剂，并向其中依次加入助表面活性剂、卤代烃、水和有机溶剂，均匀混合，振荡后静置，至阳离子型表面活性剂和卤代烃完全溶解，再加入有机溶剂定容，即制得阳离子－卤代烃混合反胶团相；所配制的阳离子－卤代烃混合反胶团相与所加入的助 表面活性剂的体积比为１００∶０．５０－２０；所配制的阳离子－卤代烃混合反胶团相与所加入的卤代烃的体积比为１００∶０．５－１０；所配制的阳离子－卤代烃混合反胶团相与所加入的水的体积比为１００∶０．５－３；阳离子型表面活性剂在所配制 的阳离子－卤代烃混合反胶团相中的浓度为１０毫摩尔－２００毫摩尔／升；２）将阳离子－卤代烃混合反胶团相与萃取水相按１∶１－１∶５０的比例混合，进行萃取；３）将阳离子－卤代烃混合反胶团相与反萃水相按１∶１－５０∶１的比例混合，进行反萃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，刘会洲，陈家镛，
申请(专利权)人：中国科学院化工冶金研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]