FL09 05萃取3幻灯片.ppt

液膜 由于固体膜存在选择性低和通量小的缺点，故人们试图用改变固体高分子膜的状态，使穿过膜的扩散系数增大、膜的厚度变小,从而使透过速度跃增,并再现生物腹的高度选择性迁移。这样,在上世纪60年代中期诞生了一种新的膜分离技术－液膜分离法(Liquid membrane separation),又称液膜萃取法(Liquid membrane extraction)，这是一种以液膜为分离介质、以浓度差为推动力的膜分离操作。它与溶剂萃取虽然机理不同、但都属于液-液系统的传质分离过程。 液膜的定义 液膜是悬浮在液体中很薄的一层乳液微粒。它能把两个组成不同而又互溶的溶液隔开，并通过渗透现象起到分离的作用。 组成 膜溶剂：构成膜基体，占90%以上 表面活性剂：起乳化作用，它含有亲水基和疏水基，可以促进液膜传质速度并提高其选择性，是液膜技术中稳定油水界面的最重要的组分。 流动载体：对膜的选择性和通量起决定作用。 膜增强剂：增加膜的稳定性 三相 外相：通常将含有被分离组分的料液作连续相，称为外相； 内相：接受被分离组分的液体，称内相； 膜相：处于两者之间的成膜的液体称为膜相 三者组成液膜分离体系。 按膜相分类 水型液膜：水包油型(O/W），液膜为水溶液，其两侧的液体为有机溶剂； 油型液膜：油包水型（W/O），液膜由有机溶剂构成，其两侧的液体为水溶液。 因此，液膜萃取可同时实现萃取和反萃取。这是液膜萃取法的主要优点之一，对于简化分离过程、提高分离速度、降低设备投资和操作成本是非常有利的。 图 按结构可分 整休液膜（bulk liquid membrane，BLM） 支持液膜（Supported liquid membrane，SLM） 乳化液膜（Emulsion liquid membrane，ELM） 主要看两种 乳化液膜 在生物分离中主要应用(W/O/W)型乳状液膜。 液膜的制备 ①表面活性剂 ②膜溶剂 ③添加剂　 ④流动载体 液膜分离机理 无载体液膜 有载体液膜 液膜分离装置——乳化液膜 1、制备乳化液膜 见下页图 发展背景 随着基因工程和细胞工程的发展，尽管传统的分离方法(如溶剂萃取技术)已在抗生素等物质的生产中广泛应用，并显示出优良的分离性能，但它却难以应用于蛋白质的提取和分离。其主要原因有两个：一是被分离对象－蛋白质等在40-50℃便不稳定，开始变性，而且绝大多数蛋白质都不溶于有机溶剂，若使蛋白质与有机溶剂接触，也会引起蛋白质的变性；二是萃取剂问题，蛋白质分子表面带有许多电荷，普通的离子缔合型萃取剂很难奏效。因此研究和开发易于工业化的、高效的生化物质分离方法己成为当务之急。反胶团萃取法就是在这一背景下发展起来的一种新型分离技术。 两个原因 一是被分离对象——蛋白质等在40-50℃便不稳定，开始变性，而且绝大多数蛋白质都不溶于有机溶剂，若使蛋白质与有机溶剂接触，也会引起蛋白质的变性； 二是萃取剂问题，蛋白质分子表面带有许多电荷，普通的离子缔合型萃取剂很难奏效。 因此研究和开发易于工业化的、高效的生化物质分离方法己成为当务之急。反胶团萃取法就是在这一背景下发展起来的一种新型分离技术。 优点 从所得结果来看，反胶团萃取具有成本低、溶剂可反复使用、萃取率和反萃取率都很高等突出的优点。此外，反胶团萃取还有可能解决外源蛋白的降解，即蛋白质(胞内酶)在非细胞环境中迅速失活的问题，而且由于构成反胶团的表面活性剂往往具有溶解细胞的能力，因此可用于直接从整细胞中提取蛋白质和酶。可见，反胶团萃取技术为蛋白质的分离提取开辟了一条具有工业开发前景的新途径。 一、什么是反胶团 是表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发地向内聚集而成的，内含微小水滴的，空间尺度仅为纳米级的集合体。是一种自我组织和排列而成的，并具有热力学稳定的有序构造。 所以表面活性剂是反胶团溶液形成的关键 构成反胶团的表面活性剂种类 （1）阴离子表面活性剂 AOT（2-乙基己基琥珀酸酯磺酸钠 ） （2）阳离子表面活性剂 季铵盐 两个特异性功能 （1）具有分子识别并允许选择性透过的半透膜的功能； （2）在疏水性环境中具有使亲水性大分子如蛋白质等保持活性的功能。 因此，有很好的应用前景。 二、反胶团的形成 一、临界胶团浓度(Critical Micelle Concentration，CMC) 临界胶团浓度,是胶团形成时所需表面活性剂的最低浓度，用CMC来表示。 这是体系特性，与表面活性剂的化学结构、溶剂、温度和压力等因素有关。CMC的数值可通过测定各种物理性质的突变(如表面张力、渗透压等)来确定。由于实验方法不同，所得的CMC值往往难于完全一致，但是突变点总是落在一个很窄的浓度范围内，故用CMC范围来表示更为方便。 胶团与反放团的形成 （1）胶团：将表面活