溶剂萃取反胶束萃取双水相萃取超临界液体萃取液膜分离法萃取：利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法称为萃取。溶剂萃取，又称液-液萃取，是一种常用的化工单元操作、它不仅广泛应用于石油化工、湿法冶金、精细化工等领域，而且在生化物质的分离和纯化中也是一种重要的手段。这是因为它具有如下的优点：1.萃取过程具有选择性；2.能与其他需要的纯化步骤(例如结晶、蒸馏)相配合；3.通过转移到具有不同物理或化学特性的第二相中，来减少由于降解(水解)引起的产品损失；4.可从潜伏的降解过程中(例如代谢或微生物过程)分离产物；5.适用于各种不同的规模，6.传质速度快，生产周期短，便于连续操作，容易实现计算机控制1．萃取萃取(extraction)是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作，所以，萃取操作中至少有一相为流体，一般称该流体为萃取剂(extractant)。以液体为萃取剂时，液-液萃取：含有目标产物的原料也为液体液-固萃取或浸取(Leaching)含有目标产物的原料为固体超临界流体萃取以超临界流体为萃取剂时，含有目标产物的原料可以是液体，也可以是固体．另外，在液-液萃取中，根据萃取剂的种类和形式的不同又分为有机溶剂萃取(简称溶剂萃取)、双水相萃取、液膜萃取和反胶束萃取等。液－液萃取过程图萃取器溶剂/溶质塔汽提塔分离器冷凝器热交换器左图表示互不相溶的两个液相，上相(密度较小)为萃取剂(萃取相)，下相(密度较大)为料液(料液相)，两相之间以一界面接触。在相间浓度差的作用下，料液中的溶质向萃取相扩散，溶质浓度不断降低，而萃取相中溶质浓度不断升高(右图)。在此过程中，料液中溶质浓度的变化速率即萃取速率可用下式表为与萃取相中溶质浓度呈相平衡的料液相溶质浓度（mol/dmk为传质系数(m/s)；a为以料液相体积为基准的相间接触比表面积。dc/dt=ka(c-c)时，萃取速率为零，各相中的溶质浓度不再改变，很明显，溶质在两相中的分配平衡是状态的函数，与萃取操作形式(两相接触状态)无关。但是，达到分配平衡所需的时间与萃取速率有关，而萃取速率不仅是两相性质的函数，更主要的是受相间接触方式即萃取操作形式的影响。在溶剂萃取分离过程中，当完成萃取操作后，为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施，往往需要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取(Backextraction)。除溶剂萃取外，其他萃取过程一般也要涉及反萃取操作。对于一个完整的萃取过程，常常在萃取和反萃操作之间增加洗涤操作，如下图所示，洗涤操作的目的是除去与目标产物同时萃取到有机相的杂质，提高反萃液中目标产物的纯度。下图中虚线表示洗涤段出口溶萃取、洗涤和反萃操作过程示意图液中含有少量目标产物，为提高收率，需将此溶液返回到萃取段。经过萃取、洗涤和反萃取操作，大部分目标产物进入到反萃相(第二水相)，而大部分杂质则残留在萃取后的料液相(称作物理萃取和化学萃取物理萃取即溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质之间不发生化学反应。例如，利用乙酸丁酯萃取发酵液中的青霉素即属于物理萃取。化学萃取则利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相的分配。萃取剂与溶质之间的化学反应包括离子交换和络合反应等。例如，利用季铵盐(如氯化三辛基甲铵，R)为萃取剂萃取氨基酸时，阴离子氨基酸(A)通过与萃取剂在水相和萃取相间发生下述离子交换反应而进入萃取相。其中横杠表示该组分存在于萃取相(下同)。化学萃取中通常用煤油、己烷、四氯化碳和苯等有机溶剂溶解萃取剂，改善萃取相的物理件质，此时的有机溶剂称为稀释剂(diluent)。萃取是一种扩散分离操作，不同溶质在两相中分配平衡的差异是实现萃取分离的主要因素。因此，了解分配定律是理解并设计萃取操作的基础。分配定律即溶质的分配平衡规律，可用文字叙述如下：在恒温恒压条件下，溶质在互不相溶的两相中达到分配平衡时，如果其在两相中的相对分子质量相等，则其在两相中的平衡浓度之比为常数，即A=常数，A称为分配常数,上式是分配常数的定义。下面用热力学理论分析分配定律。如果溶质在互不相溶的两相中达到分配平衡，根据热力学理论，在恒温恒压下溶质在两相中的化学位(μ)必须相等，即μ式中下标1和2分别表示相1(下相)和相2(上相)(下同)。化学位是溶质活度的函数，与溶质活度的关系为即分配常数为溶质在相l和相2中活度系数的比与Nerst分配常数的乘积。活度系数是溶质浓度的函数，只有当溶质浓度非常低时才有γ＝1，A＝A为常数，所以，分配定律只有在较低浓度范围内成立。当溶质浓度较高时，如果γ1/γ21，分配常数将随浓度改变，随浓度的增大或者升高，或者降低。上式所定义的分配常数是用溶质在两相中的摩尔浓度之比表达的。有些情况下，分配常数用溶质的摩尔分数之比表达。设相1和相2中溶质的摩尔分数分别为x和y，则分配常数是以相同分子形态(相对分子质量相同)存在于两相中的溶质浓度之比，但在多数情况，溶质在各相中并非以同一种分子形态存在，特别是在化学萃取中。因此，萃取过程中常用溶质在两相中的总浓度之比表示溶质的分配平衡，该比值称为分配系数(distributioncoefficient)或分配比(distributionratio)分别为溶质在相1和相2中的总摩尔分数，m为分配系数。很明显，分配常数是分配系数的一种特殊情溶质在料液相和萃取相的分配平衡关系是液－液萃取设备及过程设计的基础。在生物产物的液－液萃取中，一般产物浓度均较低，并且很少出现溶质溶解萃取剂的现象，因此没有必要利用有机化工萃取中常用的三角形相图，液－液平衡关系可用简单x-y线图表示，即这里的x和y分别表示相1和相2中溶质的总浓度，并且可以是摩尔浓度(kmol/m)，也可以是摩尔分数(下同)。当溶质浓度较低时，分配系数为常数,可表示成Henry型平衡关系y=mx当溶质浓度较高时，y=mx不再适用，很多情况下可用Langmuir型平衡关系表示其中，n为常数。当以上三式均不能很好地描述分配平衡关系时，可采用适当的经验关联式(如多项式)。有机溶剂萃取有机溶剂萃取(organicsolventextraction)简称溶剂萃取(solventextraction)，是石油化工、湿法冶金和生物产物分离纯化的重要手段，具有处理量大、能耗低、速度快等特点，并且易于实现连续操作和自动化控制。本节主要介绍有机溶剂与水相直接接触的常规溶剂萃取法，而近年来不断发展的液膜萃取和反胶团萃取将在后两章中介绍。弱电解质的分配平衡溶剂萃取常用于有机酸、氨基酸和抗生素等弱酸或弱碱性电解质的萃取。弱电解质在水相中发生不完全解离，仅仅是游离酸或游离碱在两相产生分配平衡，而酸根或碱基不能进入有机相。所以，萃取达到平衡状态时，一方面弱电解质在水相中达到解离平衡，另一方面末解离的游离电解质在两相中达到分配平衡。对 于弱酸性和弱碱性电解质，解离平衡关系分别 AH 解离平衡常数分别为其中，k 分别为弱酸和弱碱的解离常数；[AH]和[A 分别为游离酸和其酸根离子的浓度；[B]和[BH 如果在有机相中溶质不发生缔和，仅以单分子形式存在，则游离的单分子溶质符合分配定律，以弱酸性电 解质为例，分配常数为 其中，[AH]表示有机相中游离酸的浓度，A 游离酸的分配常数。由于利用一般的分析方法测得的水相浓度为 游离酸和酸根离子的总浓度，故为方便起见， 用水相总浓度c表示酸的浓度，即 氨基酸等两性电解质不能采用物理萃取，而需采用化学萃取方法。常用于氨基酸的萃取剂有季铵盐类(如 氯化三辛基甲铵)、磷酸酯类[如二(2-乙基己基)磷酸] 等。氨基酸解离平衡为 1112 其中K1和K2为解寓平衡常数分别用A、A 示偶极离了、阳离子和阴离子型氨基酸，则14 13 TOMAC 15氨基酸和Cl 1716 其中m Cl分别为氨基酸和氯离子的分配系数， 18从13到18可以推导出下式 19 事实上，阴离子氨基酸的离子交换反应需在高于其等电点的pH范围内进行，所以, 式18中的[A 可忽略不计，式19简化成下式20 ClK2 K2 二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)记做HR，是阳离子交换萃取剂，其在有机相中通过氢键作用以二聚体的形式 存在。当氨基酸与D2EHPA的摩尔比很小时，两个二聚 体分子与一个阳离子氨基酸发生离子交换反应，释放一 个氢离子。 21离子交换平衡常数为 22氨基酸的表观分配系数为 23 可推导出利用D2EHPA为萃取剂时氨基酸的分配 系数表达式 24 由于阳离于氨基酸的离子交换反应需在pH小于 其等电点的pH范围内进行，所以，式18中的 ]可忽略不计，式24可简化成下式25 （１）.水相物理条件的影响不论是物理萃取还是化学萃取，水相pH值对弱电解 质分配系数均具有显著影响。物理萃取时，弱酸性电解 质的分配系数随pH降低(即氢离子浓度增大)而增大， 而弱碱性电解质则正相反。例如，红霉素是碱性电解质， 在乙酸戊酯和pH 9.8的水相之间分配系数为44.7，而水 相pH降至5.5时，又如，青霉素是较强的有机酸，pH值 对其分配系数有很大影响。下图是pH值对青霉素及其他 有机酸分配系数的影响，很明显，在较低 pH下有利于青霉素在有机相中 的分配，当pH大6.0 时，青霉素几乎完全分配于水 相中。从图中可知，选择适当 的pH，不仅有利于提高青霉素 的收率，还可根据共存杂质的 性质和分配系数，提高青霉素 的萃取选择性。因此，通过调 节水相的pH控制溶质的分配行 为，从而提高萃取率的方法 广泛应用于抗生素和有机酸等弱电解质的萃取操作。反 萃取操作同样可通过调节pH值实现。例如，红霉素在 pH9.4的水相中用醋酸戊酯萃取，而反萃取则用pH5.0的 水溶液。 温度也是影响溶质分配系数和萃取速度的重要因 素。选择适当的操作温度，有利于目标产物的回收和 纯化。但由于生物产物在较高温度下不稳定，故萃取 操作一般在常温或较低温度下进行。此外，无机盐的 存在可降低溶质在水相中的溶解度，有利于溶质向有 机相中分配，如萃取维生素B12时加入硫酸铵，萃取青 霉素时加入氯化钠等。但盐的添加量要适当，以利于 目标产物的选择性萃取。 （2）.有机溶剂或稀释剂的选择 根据目标产物以及与其共存杂质的性质选择合适的有 机溶剂，可使目标产物有较大的分配系数和较高的选 择性。根据相似相溶的原理，选择与目标产物极性相 近的有机溶剂为萃取剂，可以得到较大分配系数。此 外，有机溶剂还应满足以下要求：(1)价廉易得；(2) 与水相不互溶；(3)与水相有较大的密度差，并且粘度 小，表面张力适中，相分散和相分离较容易；(4)容易 回收和再利用；(5)毒性低，腐蚀性小，闪点低，使用 安全；(6)不与目标产物发生反应。 常用于抗生素类生物产物萃取的有机溶剂有丁醇等 醇类、乙酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸戊酯等乙酸酯类以及 甲基异丁基甲酮(methyl isobutyl ketone)等。这些溶剂 可较好地满足上述对有机溶剂的要求，通过调节水相的 pH或加入适当的萃取剂，可使目标产物有较大的分配 系数和选择性。化学萃取氨基酸的稀释剂主要有煤油、 己烷、异辛烷、正十二烷等。 （3）．化学萃取剂 由于氨基酸和一些极性较大的抗生素的水溶性很强，在 有机相中的分配系数很小甚至为零，利用一般的物理 萃取效率很低，需采用化学萃取。氨基酸的化学萃取 剂如前所述。可用于抗生素的化学萃取剂有长链脂肪 酸(如月桂酸)、烃基磺酸、三氯乙酸、四丁胺和正十二 烷胺等。由于萃取剂与抗生素形成复合物分子的疏水 性比抗生素分子本身高得多，从而在有机相中有很高 的溶解度。因此，在抗生素萃取中萃取剂又称带溶剂。 （4）．乳化现象 实际发酵产物的萃取操作中常发生乳化现象。乳 化即水或有机溶剂以微小液滴形式分散于有机相或水 相中的现象。产生乳化后使有机相和水相分层困难， 出现两种夹带：发酵废液(萃余液)中夹带有机溶剂 (萃取液)微滴，使目标产物受到损失；有机溶剂(萃 取相)中夹带发酵液(萃余液)，给后处理操作带来闲难。 产生乳化的主要原因是发酵液中存在的蛋白质相固 体颗粒等物质，这些物质具有表面活性剂的作用，使有 机溶剂(油)和水的表面张力降低，油或水易于以微小液 滴的形式分散于水相或油相中。油滴分散于水相称为水 water)型乳浊液，而水相分散于油相称为油包水型或W／O(water oil)型乳浊液。在表面活性剂的存在下油水形成乳浊液的现象是乳化液膜萃取 的理论基础，但在通常的有机溶剂萃取操作中需尽量避 免其产生。产生乳化后，需采取某种手段破坏乳浊液， 提高萃取操作收率。 在实施萃取操作前，对发酵液进行过滤或絮凝沉淀处理， 可除去大部分蛋白质及固体微搅，防止乳化现象的发生。 产生乳化后，可根据乳化的程度和乳浊液的形式，采取 适当的破乳手段。如果乳化现象不严重，可采用过滤 或离心沉降的方法。对于o/w型乳浊液，加入亲油性表 面活性剂，可使乳浊液从o／w型转变成w/o型，但由于 溶液条件不允许w/o型乳浊液的形成，即乳浊液不能存 在，从而达到破乳的目的。相反对于w/o型乳浊液，加 入亲水性表面活性剂如十二烷基磺酸钠可达到破乳的 目的。 混合－澄清式萃取混合－澄清式萃取器(Mixer settler)是最常用的液液萃 取设备。如图所示，该萃取设备由料液与萃取剂的混合 器(mixer)和用于两相分离的澄清器(settler)构成，可进 行间歇或连续的液液萃取。在连续萃取操作中，要保证 在混合器中有充分的停留时间，以使溶质在两相中达到 或接近分配平衡。 混合－澄清式萃取设备示意图 对图中所示的萃取过程进 行物料衡算，得到 HxF+LyF=Hx+Ly 单级接触萃取效率较低，为达到一定的萃取收率，间歇操作时需要的萃取剂量较大，或者连续操作时所需萃取 剂的流量较大。将多个混合－澄清器单元串联起来，各 个混合器中分别通入新鲜萃取剂，而料液从第一级通入， 逐次进入下一级混合器的萃取操作称为多级错流接触萃 取，如图所示，其中每个方块表示一个混合－澄清单元。 经过n级错流接触萃取，最终萃余相和萃取相中溶质浓 度分别为xn和yn。 将多个混合－澄清器单元串联起来，分别在左右两端的混合器中连续通入料液和萃取液，使料液和萃取液逆流接触，即构成 多级逆流接触萃取。上图为n级逆流接触萃取流程。萃取剂(L) 从第一级通入，逐次进入下一级，从第n级流出；料液(H)从第 n级通入，逐次进入上一级，从第一级流出。最终萃取相和萃 余相中溶质浓度分别为yn和x1。假设各级中溶质的分配均达到 平衡，并且分配平衡符合线性关系。另外，第i级的物料衡算式 Hxi+Lyi=Hxi+1+Lyi-1i=1,2,…,n 对于第一级(i＝1)，设y0=0 ，所以，根据 分馏萃取(Fractionalextraction)是对多级逆流接触萃取 的改进，料液从中间的某一级加入。如下图所示，萃取 剂(L)从左端第一级加入，而从右端第n级加入纯重相 (H)。此纯重相除不含溶质外，与进料的组成相同(如某 种缓冲溶液)，在进料级(k)的右端起洗涤作用，使萃取 相中目标溶质纯度增加(但浓度下降)，因此第k级右侧 的各级称为洗涤段，重相H称为洗涤剂。在第k级的左侧， 溶质从重相被萃取进入萃取相，因此这段称为萃取段。 与多级逆流接触萃取相比，分馏萃取可显著提高目标产 物的纯度。 •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。反胶束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，反胶束萃取具有成本 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，反胶束萃取还有可能解决外源蛋白的降 解，即解决蛋白质(胞内酶)在非细胞环境中 迅速失活的问题； 而且由于构成反胶束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，反胶束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。 反胶束溶液的概念：反胶束溶液是透明的、热 力学稳定的系统。反胶束(reversed micelle)是表面 活性剂分散于连续有机相中一种自发形成的纳米尺度 的聚集体，所以表面活性剂是反胶束溶液形成的关键。 表面活性剂 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。 常用的表面活性剂及相应的有机溶剂见表10.1。 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， 结构式见图 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。常使用的阳离子表面活性剂名称和结构如 (1)CTAB(cetyl-methyl-ammoniumbromide)溴化十六 烷基三甲胺/十六烷基三甲基胺溴 (2)DDAB(didodecyldimethyl ammonium bromide)溴 化十二烷基二甲铵 TOMAC(triomethyl-ammonium chloride)氯化三 辛基甲铵 将阳离子表面活 性剂如CTAB溶于有 机溶剂形成反胶束 时，与AOT不同， 还需加入一定量的 助溶剂(助表面活 性剂)。这是因为 它们在结构上的差 异造成的。 临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration CMC) 临界胶束浓度,是胶束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。 胶束与反放束的形成 将表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶束浓度 (CMC)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，称为正常胶束(normal micelle)。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 (CMC)，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(po1ar core)。此极 性核具有溶解极性物质的能力，极性核溶解水后，就形 成了“水池”(water pool)。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中。 反胶团的大小与溶剂和表面活性剂的种类与浓度、温度、离子强度等因素有关，一般为5－20nm，其内水 池的直径d用下式计算 反胶团的溶解作用 由于反胶团内存在微水池，故可溶解氨基酸、肽和蛋 白质等生物分子，为生物分子提供易于生存的亲水微 环境。因此，反胶团萃取可用于氨基酸、肽和蛋白质 等生物分子的分离纯化，特别是蛋白质类生物大分子。 关于反胶团溶解蛋白质的形式，有人提出了四种模型，如图所 示。其中(a)为水壳模型，蛋白质位于水池的中心，周围存在的 水层将其与反胶团壁(表面活性剂)隔开；(b)蛋白质分子表面存 在强烈疏水区域，该疏水区域直接与有机相接触；(c)蛋白质吸 附于反胶团内壁；(d)蛋白质的疏水区与几个反胶团的表面活性 剂疏水尾发生相互作用，被几个小反胶团所“溶解”。表面性 质不同的蛋白质可能以不同的形式溶解于反胶团相，但对于亲 水性蛋白质，目前普遍接受的是水壳模型。 因为许多实验数据均间接地证明了水壳模型的正确性。 例如：(1)反胶团内酶的结构和活性与W0值密切相关， 说明酶对其周围存在的水层非常敏感；(2)反胶团内酶 反应动力学行为与在正常的水相中相似，活性与pH的 关系同样表现为钟状曲线。 反胶团的溶解作用反胶束萃取蛋白质的基本原理 三元相图及萃取蛋白质对一个由水、表面活性剂和非极性有机溶剂构成的三 元系统，存在有多种共存相，可用三元相图表示，图是 水－AOT－异辛烷系统的相图示例，从图中可知，能 用于蛋白质分离的仅是位于底部的两相区，在此区内的 三元混合物分为平衡的两相：一相是含有极少量有机溶 剂和表面活性剂的水相；另一相是作为萃取剂的反胶束 溶液。这共存的两相组成，用系线(图中虚线)相连。这 一体系的物理化学性质非常适合于萃取操作，因为界面 张力在0.1－2mN/m范围内，密度差为10％-20％，反胶 束溶液粘度适中，大约为1mPas这一数量级。蛋白质进 入反胶束溶液是一种协同过程，即在宏观两相(有机相 和水相)界面间的表面活性剂层，同邻近的蛋白质发生 静电作用而变形，接着在两相界面形成了包含有蛋白 质的反胶束，此反胶束扩散进入有机相中，从而实现 了蛋白质的萃取，其萃取过程和萃取后的情况见图， 改变水相条件(如pH值和离子种类及其强度等)又可使 蛋白质由有机相重新返回水相实现反萃取过程。 水－AOT－异辛烷系统相图 反胶束萃取蛋白质的示意团 蛋白质溶入反胶束溶液的推动力与分配特性蛋白质溶入反胶束溶液的推动力主要包括表面活性剂 与蛋白质的静电作用力和位阻效应。 (1)静电作用力： 在反胶束萃取体系中，表面活性剂与蛋 白质都是带电的分子，因此静电相互作用肯定是萃取过程中的 一种推动力。其中一个最直接的因素是pH值，它决定了蛋白质 带电基团的离解速率及蛋白质的净电荷。当pH＝pI时，蛋白质 呈电中性；pH＜pI时，蛋白质带正电荷；pH＞pI时，蛋白质带 负电荷，即随着pH的改变，被萃取蛋白质所带电荷的符号和多 少是不同的。因此，如果静电作用是蛋白质增溶过程的主要推 动力，对于阳离子表面活性剂形成的反胶束体系，萃取只发生 在水溶液的pH＞pI时，此时蛋白质与表面活性剂极性头间相互 吸引，而pH＜pI时，静电排斥将抑制蛋白质的萃取，对于 2.1 推动力 阴离子表面活性剂形成的反胶束体系，情况正好相反。此外，离 子型表面活性剂的反离子并不都固定在反胶束表面，对于AOT反 胶束，约有30％的反离子处于解离状态，同时，在反胶束“水池” 内的离子和主体水相中的离子会进行交换，这样，在萃取时会同 蛋白质分子竞争表面活性剂离子，从而降低了蛋白质和表面活性 剂的静电作用力。另一种解释则认为离子强度(盐浓度)影响蛋白 质与表面活性剂极性头之间的静电作用力是由于离解的反离子在 表面活性剂极性头附近建立了双电层，称为德拜屏蔽，从而缩短 了静电吸引力的作用范圈，抑制了蛋白质的萃取，因此在萃取时 要尽量避免后者的影响。 (2)位阻效应 许多亲水性物质，如蛋白质、核酸及氨基酸等， 都可以通过溶入反胶束“水池”来达到它们溶于非水溶剂中的目