逆相ミセル抽出法におけるタンパク質の物質移動機構と分離・濃縮プロセス

反相胶束萃取法中蛋白质传质机理及分离/浓缩过程

基本信息

批准号：
03650779
负责人：
片岡健
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至 1992
项目状态：
已结题

项目摘要

1.逆相ミセル抽出法によるタンパク質の分離・濃縮操作においては、水相から逆ミセル相へ抽出(正抽出)されたタンパク質を再び水相中へ回収(逆抽出)する必要があるが、前年度の研究結果より、逆抽出速度が正抽出に比ベて非常に遅いことが明らかにされた。そこで、この逆抽出速度を速める手段として温度およびイソプロピルアルコールの水相への添加について検討した。液液平面接触撹拌セルを用い、リゾチームを可溶化させたAOT-イソオクタン逆ミセル溶液と1kmol/m^3KC1水溶液(pH=11.5)を接触させることにより逆抽出速度を測定した。15℃から40℃で測定した逆ミセル相から水相へのリゾチームの移動速度は、二相界面でのリゾチームの脱離に伴う抵抗によって支配され、この脱離速度は温度の上昇と共に増大することが明らかとなった。また、水相ヘイソプロピルアルコールを0から10vol%の範囲で添加したところ、脱離速度はイソプロピルアルコール濃度の増大と共に加速され、10vol%では正抽出における界面での可溶化速度にかなり近い値になることが分かった。2.逆相ミセル抽出法を適用した膜型抽出操作の基礎研究として、孔径0.45μm、厚さ80μmの疎水性多孔質平膜を隔膜とする平面接触撹拌セルを用い、0.1kmol/m^3KC1水溶液からAOT-イソオクタン逆ミセル相への膜を通してのリゾチームの正抽出速度について検討した。抽出速度は主に水相境膜内の拡散抵抗に支配され、膜抽出操作で問題となる膜中の拡散抵抗の影響を小さいことが判明した。また、逆ミセル相から水相への膜を通しての逆抽出速度は非常に遅く、この理由の解明と迅速化が今後の課題である。

1、在采用反相胶束萃取法的蛋白质分离浓缩操作中，需要将从水相中萃取到反胶束相（正向萃取）中的蛋白质回收回水相（反向萃取）中。今年的研究表明，反向提取的速度比正向提取的速度慢得多。因此，我们研究了温度和向水相中添加异丙醇作为加快反萃取速率的方法。使用液-液平面接触搅拌池，通过将溶解有溶菌酶的AOT-异辛烷反胶束溶液与1kmol/m^3 KCl水溶液(pH=11.5)接触来测量反萃取率。在 15 至 40 °C 范围内测量的溶菌酶从反胶束相到水相的转移速率主要由与两相界面处溶菌酶解吸相关的阻力决定，并且该解吸速率随着温度的升高而增加。此外，当水相中加入0～10 vol%范围内的异丙醇时，解吸速率随着异丙醇浓度的增加而加快，并且在10 vol%时，正萃取界面处的增溶速率相当高。这就是我发现的接近正常提取的情况。 2. 作为反相胶束萃取法膜式萃取操作的基础研究，采用以孔径为 0.45 μm、厚度为 80 μm 的疏水性多孔平膜作为隔膜的平接触搅拌池研究了溶菌酶从水溶液到AOT-异辛烷反胶束相通过膜的正向萃取率。发现萃取率主要由水相膜内的扩散阻力控制，并且作为膜萃取操作中的问题的膜内扩散阻力的影响很小。此外，通过膜从反胶束相到水相的反萃取速率极其缓慢，未来的挑战包括阐明其原因并加快其速度。