一、定义：利用物质在两相中的溶解度不同而使其分离的技术。萃取分离中的两相一般为互不相溶的两个液相，有时也可采用其他流体。二、分类：根据两相的组成不同，萃取可以分为四大萃取有机溶剂萃取双水相萃取超临界萃取液膜萃取有机溶剂萃取定义；是利用组分在互不相溶的水相和有机溶剂相中的溶解度不同而达到分离的萃取技术。二、有机溶剂萃取的原理：由于不同的物质具有不同的分子结构，极性不同，所以在不同的溶剂中溶解度不同。极性物质易溶于极性溶剂中，非极性物质易溶于非极性的有机溶液中。一般极性物质极易溶于水中，非极性物质或极性小的物质溶于有机溶液中，可以采用有机溶剂萃取，将极性不同的物质进行分（一）、选择有机溶剂1、要求：根据不同萃取组分选择适宜的有机溶剂，多从溶解度方面考虑。2、常用的萃取有机溶剂：乙醇、丙酮、丁醇、苯酚等。3、举例：用丁醇萃取微粒体或线粒体中酶用苯酚萃取RNA1、萃取2、分离：在萃取达到平衡以后，通过离心机或吸液管将水相和有机相分开，分别收集在水相和有机相中的组分。3、注意事项：防止变性：温度，接触时间含欲分离组分的水溶液预冷至0～10的有机溶混合充分搅拌静止分层分配系数K萃取相的溶质浓度萃余相的溶质浓度1、双水相萃取是利用组分在两个互不相溶的水相中溶解度不同而达到分离的萃取技术。2、双水相是由两种互不相溶的高分子溶液（如聚乙二醇PEG—葡聚糖溶液）或互不相溶的盐溶液和高分子溶液（如硫酸铵—聚乙二醇溶液）组成。分配系数的大小决定了萃取分离的效果。可采取修饰高分子聚合物的方式提高分配系数。1、双水相的形成：是由于聚合物之间的不溶性，即聚合物分子的空间阻碍作用，无法相互渗透，不能形成均一相，从而具有相分离的倾向，在一定条件下，即可分为两相。聚合物与盐类溶液是由于盐析作用而引起两相的形成。2、原理：在双水相中各组分（如蛋白质、酶等）在两相中的溶解度不一样，分配系数不同所以可通过双水相萃取达到分离。分配系数决定双水相萃取的效果。3、影响分配系数的主要因素A、两相的组成。B、高分子聚合物的分子量、浓度和极性等。C、两相的比例。D、组分（如酶）的分子量、电荷和极性等。E、温度。F、pH。可通过化学修饰高分子聚合物（如引入亲和配基）提高组分的分配系数。三、双水相萃取的操作过程1、选择双水相系统的溶质应先根据要分离的组分和杂质，选择双水相系统的溶质。还要考虑溶质不会与要分离的组分发生化学反应。常用双水相溶质有两类：A、水溶性的高分子聚合物。如聚乙二醇、葡聚糖、聚蔗糖等B、盐类。如硫酸铵、磷酸钾、硫酸镁和酒石酸钾钠。通常在双水相萃取中、采用两种高分子聚合物系统如聚乙两醇—葡聚糖系统。或采用高分子—盐溶液系统如聚乙二醇—硫酸铵系统等。组成双水相系统的溶质溶质P溶质Q聚丙二醇甲基聚丙二醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等聚乙二醇聚乙烯醇、葡聚糖、聚蔗糖甲基纤维素羟甲基葡聚糖、葡聚糖、乙基羟乙基纤葡聚糖羟丙基葡聚糖葡聚糖聚蔗糖葡聚糖聚乙二醇硫酸镁、硫酸铵、硫酸钠、甲酸钠、酒石酸钠等制备双水相系统关键是首先要选择好适宜的溶质，其次是配制好溶液的浓度和两种溶液的比例。在双水相系统中，一般溶液中水的含量占80%以上。制备过程如下：含溶质P的溶液含溶质Q的溶液充分混合、静止一定时间按一定比上相下相含溶质P、Q含溶质P、Q举例用等量的1.1%的右旋糖酐溶液和0.36%甲基纤维素溶液混合,静止后产生两相,上相中含右旋糖酐0.39%,含甲基纤维素0.65%;而下相中含右旋糖酐1.58%,含甲基纤维素0.15%。双水相形成的条件和定量关系可用相图表示。双节线下方是单相区，双节线上方是双相区。同一系线上的各点分成两相，具有相同的组成但体积比不同，上相体积Vt和下相体积Vb之比＝BM/BTC点为临界点。只有当溶质P和溶质Q达到一定浓度才形成两相。溶质P浓度（%）双节线临界点相图制作的步骤第一步：将一定浓度的两种溶质混合，（例如图中的M点），分成两相后，分别测定上相和下相中两种溶质的浓度，得到图中的T点和B点。第二步：改变两种溶质的浓度（例如图中的M’点，分相后再分别测定上相和下相中两种溶质的浓度，得到图中的T’和B’点。第三步：按上述方法，得到双节线上的若干个点以后，就可画出完整的双节线，面获得该双水相的相图。4、萃取分离欲分离混合物充分混合分成两相得目的物一、概念1、超临界流体：在温度和压力超过某物质的超临界点时，该物质称为超临界流体。特点：介于液体与气体之间，溶解能力与液体接近，扩散系数接近于气体。2、超临界萃取：又称为超临界液体萃取，是利用欲分离物质与杂质在超临界流体中的溶解度不同而达到分离的一种萃取技术。二、超临界萃取的原理1、物质存在的状态：在不同温度和压力条件下，物质以四种形态存在，即固体（S）、液体（L）、气体（G）和超临界流体（SCF）。2、超临界萃取的原理：在超临界流体中，不同的物质有不同的溶解度，溶解度大的物质溶解在超临界流体中，与不溶或溶解度小的物质分开。然后，通过升高温度、降低压力或者吸附的方法使萃取物与超临界流体分离，而得到所需的物质。3、应用：食品工业、医药、化工等领域。超临界流体萃取流程图3-高压釜4-分离釜5-压力表图3-1超临界流体萃取装置其工艺过程包括萃取和分离两步，萃取过程在萃取罐（釜）中进行，将原料装入萃取罐，通入一定温度和压力的超临界流体，将欲分离的组分萃取出来：经过降低或者升高温度，使目的物在超临界液体中的溶解度降低，然后进入分离罐，将目的物与超临界流体分离。经过分离的超临界流体再经过升压或者降温后进入萃取罐中循环使用。超临界萃取工艺流程萃取降压或升温分离升压或降温萃取物超临界流体原料2、操作过程（1）选择超临界流体选择原则：惰性物质；无毒无害；易得廉价（2）萃取将含有目的物的原料装进萃取罐，通入一定温度和一定压力的超临界流体，将目的物从原料中萃取出来。（3）分离分离工艺有3种。即等压分离、等温分离和吸附分离。三种分离方法对比作用条件等压分离压力相同、改变温度等温分离温度相同、改变压力吸附分离压力、温度不变、加吸附剂夹带剂在超临界流体萃取的过程中，为了提高分离效果，在超临界流体中添加少量另一种溶剂。水、乙醇、丙酮等为常用的夹带剂。胶束……将表面活性剂添加到水或者有机溶剂中，并使其浓度超过临界胶束浓度（即胶束形成时所需表面活性剂的最低浓度），表面活性剂就会在水溶液或有机溶剂中聚集在一起而形成聚集体。这种聚集体称为胶束。正胶束……是表面活性剂分散于水中形成的纳米尺度的一种聚集体。反胶束……又称反胶团，是表面活性剂分散于连续有机相中形成的纳米尺度的一种聚集体。反胶束萃取……是利用反胶束将组分分离的一种技术。正胶束萃取的原理：将表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶束浓度时，表面活性剂就会在水溶液中聚集在一起而形成聚集体，在通常情 况下，这种聚集体是水溶液中的胶束，称为正胶 束。结构示意见图a。在胶束中，表面活性剂的排 列方向是极性基团在外，与水接触，非极性基团 在内，形成一个非极性的核心、在此核心可以溶 解非极性物质。 若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中，并使其浓度超 过临界胶束浓度，便会在有机溶剂内形成聚集体，这种聚 集体称为反胶束，其结构示意见图b。在反胶束中，表面 活性剂的非极性基团在外与非极性的有机溶剂接触，而极 性基团则排列在内形成一个极性核。极性核吸收水后，就 形成了“水池” ，此极性核具有溶解极性物质的能力。 当含有此种反胶束的有机溶剂与蛋白质等组分的水溶液接 触后，蛋白质及其它亲水物质能够进入此水池内而与其它 不能进入反胶束的组分分离。 当含有此种反胶束的有机溶剂与蛋白质的水溶液接触后，蛋白质及其他亲水物质能够通过螯合作用进入此“水池”。 由于周围水层和极性基团的保护，保持了蛋白质的天然构型， 不会造成失活。蛋白质的溶解过程和溶解后的情况示意于图 表面活性剂与有机溶剂选择表面活性剂是由亲水憎油的极性基团和亲油憎水的非极 性基团两部分组成的两性分子，可分为阴离子表面活性剂、 阳离子表面活性剂和非离子型表面活性剂，它们都可用于 形成反胶束。 在反胶束萃取蛋白质的研究中，用得最多的是阴离子 表面活性剂AOT(AerosolOT)，其化学名为丁二酸－2－乙 基己基磺酸钠。这种表面活性剂容易获得，其特点是具有 双链，极性基团较小、形成反胶束时不需加助表面活性剂， 并且所形成的反胶束较大，半径为170nm，有利于大分子 蛋白质进入。 2、反胶束的形成 将一定量的表面活性剂添加到有机溶剂中，搅拌混合，再让它静止一段时间，表面活性剂就会形成反胶束。 3、萃取 在适当的条件下，将含有目的物的水溶液与反胶束体系 混合均匀，然后静止一段时间，将目的物萃取到反胶束中。 在萃取过程中要注意控制如下条件： （1）pH值 因pH值决定两性电解质表面基团的解离状态，当两性 电解质的净电荷与表面活性剂头部基团的电性相反，它们 之间有静电吸引力，有利于它进入反胶束中。反之不利于 两性电解质进入反胶束中。 2）离子强度 反胶束中水相的离子强度会产生静电屏蔽。降低 了带电分子与反胶束带电界面之间的静电引力和表面活性 剂头部基团之间的静电排斥力。不利于目的物进入反胶束， 因此在萃取中应尽量降低水相的离子强度。 （3）温度 温度升高，表面活性剂与水亲和力减小，反胶束颗 粒直径缩小，降低反胶束内部的水含量，不利于目的物的 萃取。 萃取完成后，将反胶束与水溶液分离，再将含有目的 物（蛋白质等）的反胶束与反萃取缓冲液混合，目的物从 反胶束中转移到缓冲液中，然后将反胶束分离，从缓冲液 中获得所需的分离产物。 增加离子强度。反胶束萃操作过程： 选择表面活性剂和有机溶剂 制反胶束 萃取 反萃取 得目的物 思考题 1、名词解释 萃取、双水相萃取、超临界萃取、分配系 数、反胶束、正胶束 2、论述超临界萃取技术的原理 3、论述反胶束萃取的原理和操作过程。