3.1 反膠束革取和膠束催化

表面活性劑在非極性溶劑如某些有機(jī)溶劑中會(huì)形成疏水基向外、親水基向內(nèi)的具有極性內(nèi)核的多分子聚集體。由于此時(shí)表面活性劑的排列方向與一般的正向膠束相反,所以被稱為反向膠束<簡(jiǎn)稱反膠束>。反膠束的極性內(nèi)核可以溶解少量水而形成微型水池,蛋白質(zhì)、核酸和氨基酸等生物質(zhì)便可溶解其中。同時(shí),由于反膠束的屏蔽作用,這些生物質(zhì)不與有機(jī)溶劑直接接觸,起到保護(hù)生物質(zhì)活性的作用,從而實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)的溶解和革取 不同的表面活性劑形成的反膠束的性質(zhì)也有差異,其中研究得較多的是AOT[二-<2-乙基己基>丁二酸醋磺酸鈉]/異辛烷體系[4] 反膠束革取具有操作過(guò)程簡(jiǎn)單~易于放大等液-液革取過(guò)程的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具有選擇性高~能有效防止生物大分子失活和變性等優(yōu)良特性,在生物分離領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用反膠束革取蛋白質(zhì)主要有：（1）同時(shí)提取蛋白質(zhì)和油脂;（2）分離蛋白質(zhì)混合物;（3）從發(fā)酵液中分離和提純酶。

如果對(duì)膠束進(jìn)行一些特殊的修飾,有可能賦予膠束或反膠束革取的更多優(yōu)良性能。在體系中添加具有親合特性的助劑,由于它的親合配基可與目標(biāo)蛋白質(zhì)特異結(jié)合,因此極少量親合配基的加入就會(huì)使革取目標(biāo)蛋白的選擇性大大提高

膠束催化就是在膠束中進(jìn)行酶催化反應(yīng)。膠束催化中使用的表面活性劑為溫和表面活性劑,以防止酶活的降低。

反膠束體系能較好地模擬酶的天然環(huán)境,使得大多數(shù)酶能夠保持催化活性和穩(wěn)定性 反膠束體系主要應(yīng)用于脂肪酶的研究 大部分脂肪酶是水溶性酶,親脂性的底物在水中溶解度小,因此脂肪酶在水中活性較低 在反膠束體系中,脂肪酶分子穩(wěn)定地存在于核心水池中,底物則溶于有機(jī)溶劑或附著于表面活性劑膜上,其酶活大大高于在水中的活性。

3.2 膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜

自從1984年膠束電動(dòng)毛細(xì)管<MEKC>問(wèn)世以來(lái),因其具有高分辨率和可以同時(shí)分離離子化合物與中性化合物的優(yōu)點(diǎn),成為毛細(xì)管電泳家族中十分重要的一員 在MEKC中,離子型表面活性劑在毛細(xì)管內(nèi)的溶液中形成帶電的膠束,能進(jìn)入膠束的待分離物質(zhì)在隨毛細(xì)管內(nèi)溶液流動(dòng)的過(guò)程中會(huì)在膠束的非極性內(nèi)核與膠束外部的極性溶液間進(jìn)行分配,從而起到了層析的效果 此過(guò)程中形成的膠束被稱為固定相,其作用類似于層析中的固定相 MEKC能將不同的電中性物質(zhì)分開(kāi),因?yàn)榕c普通的區(qū)帶毛細(xì)管電泳相比,決定電中性物質(zhì)分離效果的是層析作用。同時(shí),因?yàn)榇蛛x物質(zhì)所帶電荷不同,受電場(chǎng)力牽引的速度就不同,因而待分離物在電泳和類似層析兩個(gè)因素的同時(shí)作用下,會(huì)達(dá)到更好的分離效果,因此MEKC具有更高的分辨率。

在MEKC中,表面活性劑通過(guò)形成帶電膠束而起作用,用于MEKC的表面活性劑種類很多,除最常用的十二烷基磺酸鈉<SDS>以外,非離子型表面活性劑和離子型表面活性劑的混合體系也被成功地應(yīng)用。MEKC主要用于小分子化合物的分離與分析。

微乳狀液是由不相混溶的油、水和表面活性劑自發(fā)形成的外觀均勻、透明、熱力學(xué)穩(wěn)定的液體。水包油型<O/W>微乳狀液可用作CE的電泳溶液。與MEKC相似,此時(shí)的微乳可看作固定相,CE稱作微乳電動(dòng)<MEEKC>。

3.3 膠束液相色譜

與MEKC相似,將表面活性劑加入HPLC的流動(dòng)相<有機(jī)流動(dòng)相>中,形成反膠束,用帶有反膠束的流動(dòng)相作為洗脫液的HPLC 被稱作膠束液相色譜（MLC）。膠束的存在提高了HPLC的分辨率，同時(shí)調(diào)整了溶質(zhì)離子的保留時(shí)間，因此MLC可以用來(lái)分析含有更多組分的藥物分子的混合物。

3.4 泡沫分離

泡沫分離技術(shù)是1945年發(fā)現(xiàn)的一種新的分離技術(shù)，它是基于表面吸附原理而對(duì)表面活性物質(zhì)或能與表面活性物質(zhì)相結(jié)合的物質(zhì)進(jìn)行的分離。最初它只是用于礦物浮選和痕量物質(zhì)的分離、提取等。

近年來(lái)人們致力于用泡沫分離技術(shù)分離提取蛋白質(zhì)，并將此技

術(shù)用于環(huán)保工業(yè)。泡沫分離必須具備兩個(gè)基本條件：首先，待分離的溶質(zhì)應(yīng)是表面活性物質(zhì)，或者是可與表面活性物質(zhì)相結(jié)合的物質(zhì)，它們均可在氣-液界面上吸附；其次，待分離的溶質(zhì)在分離過(guò)程中能借助氣泡與液相主體分離，并在塔頂富集。

當(dāng)待分離的溶質(zhì)不具有表面活性時(shí)，就需要向溶液中加入一定的表面活性劑。常用于泡沫分離的表面活性劑為TWeen系列。泡沫分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于適合低濃度的分離回收，并且設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、耗能小、操作方便。泡沫分離技術(shù)主要應(yīng)用于分離固體粒子和溶液中的離子、分子；用于處理工業(yè)廢水；回收和濃縮蛋白質(zhì)、表面活性劑等表面活性物質(zhì)；分離全細(xì)胞等。

3.5 液膜分離

液膜分離是革取與反革取同時(shí)進(jìn)行，并自相耦合的分離過(guò)程。其分離原理是利用組分在膜內(nèi)的溶解、擴(kuò)散性質(zhì)差異或在液膜內(nèi)加入載體，利用組分與載體間可逆絡(luò)合反應(yīng)的選擇性不同來(lái)進(jìn)行分離。液膜可將與其不能互溶的液體分隔開(kāi)來(lái)，使其中一側(cè)液體中的溶質(zhì)選擇性地透過(guò)液膜進(jìn)入另一側(cè)，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)之間的分離。液膜主要有乳化液膜、支撐液膜、流動(dòng)液膜、整體液膜等幾類。液膜的膜相主要由膜溶劑、表面活性劑、流動(dòng)載體和膜增強(qiáng)劑等構(gòu)成。

表面活性劑的作用主要是穩(wěn)定油水分界面，另外對(duì)組分通過(guò)液膜的擴(kuò)散速率和乳液的破乳、油相回用等都有顯著影響。配制油膜應(yīng)用HLB值為3～6的油溶性表面活性劑，水膜則選用8～10范圍內(nèi)的水溶

性表面活性劑。研究和應(yīng)用較多的是失水山梨醇單油酸酯、蘭113A、聚胺衍生物、LMA-1等。

液膜技術(shù)在生物工程領(lǐng)域用于抗生素、有機(jī)酸、氨基酸的提取及酶的包封，有著其它方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)

3.6 細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)物的釋放

隨著基因重組技術(shù)和發(fā)酵工程的發(fā)展，用外源表達(dá)系統(tǒng)表達(dá)目標(biāo)產(chǎn)物得到了廣泛的應(yīng)用。然而如何使目標(biāo)產(chǎn)物破膜而出，而又不破壞其活性是生物分離工程面臨的一個(gè)難題。有人比較了超聲波破壁法、滲透壓休克法和使用非離子型表面活性劑的化學(xué)處理法。結(jié)果表明使用表面活性劑的化學(xué)處理法效果較好，不僅操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性好、效率高，而且對(duì)重組蛋白活性的破壞性較小。在高分子表面活性劑的單元結(jié)構(gòu)中，親脂基團(tuán)和親水基團(tuán)的大小與其破膜活性有關(guān)。