Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ekstrakcja białek przy użyciu odwróconych miceli

Matla M., Smętek A., Pyć R.

Biotechnology and Food Science

|

2011

|

Vol. 75, nr 1

97-108

PL

Odwrócone micele, czyli mikroemulsje typu woda w oleju są trójskładnikowymi systemami, które składają się z wody, cząsteczek surfaktantu i rozpuszczalnika organicznego. Mogą one być wykorzystywane do ekstrakcji w układzie ciecz-ciecz celem oczyszczania i wydobywania białek i innych cząsteczek. Odwrócone micele są atrakcyjnymi narzędziami w biotechnologii, ponieważ ekstrakcja w tych systemach jest tania, wydajna i łatwo jest w niej powiększać skalę. Wydajność ekstrakcji białek i ich rozpuszczanie w odwróconych micelach zależy od wielu czynników, takich jak pH, siła jonowa czy rodzaj i stężenie surfaktantu. W poniższym artykule przedstawiono proces ekstrakcji białek w odwróconych micelach i ich potencjalne zastosowania. Określono także i omówiono czynniki, które wywierają wpływ na ekstrakcję w układzie ciecz-ciecz.

EN

Reversed micelles, or water-in-oil microemulsions are three-component systems, that consist water, surfactant molecules and organic solvent. They can be used for liquid-liquid extraction to purificate and recovery proteins and other molecules. Reversed micelles are attractive tools for biotechnology because extraction in this systems is cheap, efficient and easy to scale up. Efficiency of protein extraction and solubilization in reversed micelles depends on many factors like pH, ionic strength, surfactant type and concentration. The present review describes the process of protein extraction in reversed micellar systems and shows potential applications of it. It also specify and describe factors that affect liquid-liquid extraction.

2

Procesy rodnikowe w micelach odwrotnych

Gębicki J. L.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2004

|

Z. 337

3-70

PL

Niniejsza rozprawa habilitacyjna dotyczy badania miceli odwrotnych za pomocą próbników rodnikowych. Próbniki te wytwarzane były za pomocą radiolizy impulsowej i następnie obserwowane metodą szybkiej spektrofotometrii absorpcyjnej. Jako uzupełniające techniki badawcze stosowano fotolizę laserową, spektroskopię w bliskiej podczerwieni oraz EPR. Obiektem badań były micele odwrotne utworzone z anionowego surfaktantu, AOT oraz z niejonowych surfaktantów, Brij30 i Igepal CO-520. Micele odwrotne zwane też mikroemulsjami typu woda w oleju, w/o, to izotropowe, trwale termodynamicznie roztwory utworzone przez dwie niemieszające się ciecze, zwykle wodę i węglowodór, dzięki obecności odpowiedniego surfaktantu. Ich wielkość można stosunkowo łatwo kontrolować zmieniając stosunek molowy wody do surfaktantu. Ogromne w ostatnich latach zainteresowanie mikroemulsjami wynika z następujących przesłanek. Zamknięta w nich woda uważana jest za model wody biologicznej, używane sąjako media do mikrosyntezy organicznej i nieorganicznej, do kontrolowanego dostarczania leków, a także jako modele biologicznego otoczenia białek. Najważniejsze wnioski z badań opisanych w rozprawie to: • Elektron hydratowany okazał się dobrym próbnikiem wnętrza miceli odwrotnych, a anionorodnik (SCN)2-• dobrym próbnikiem dynamicznego procesu, jakim jest wymiana miedzymicelarna. • W mikroemulsjach utworzonych przez AOT występują różne rodzaje wody, a ich udział zależy zarówno od parametru w0, jak i od rodzaju węglowodoru tworzącego fazę ciągłą. Bliższe poznanie tego faktu pozwala lepiej zrozumieć wpływ miceli odwrotnych na enzymy zamknięte w ich wnętrzu, będącym modelem naturalnego otoczenia biologicznego. • W obecności miceli odwrotnych wydajność rodników nadtlenkowych wytwarzanych radiacyjnie w ciągłej fazie węglowodorowej jest mniejsza niż w czystym węglowodorze, można więc mówić o swego rodzaju efekcie ochronnym miceli odwrotnych. Efekt ten może być modelem procesu peroksydacji lipidów w układach biologicznych. • Wymiana micelarna przebiega w micelach z jonowego AOT oraz w micelach z niejonowego Igepalu według tego samego mechanizmu. Polega on na tworzeniu się tzw. kanalików wodnych podczas zderzeń pomiędzy micelami. Fakt niezależności mechanizmu wymiany od jonowego czy niejonowego charakteru surfaktantu ułatwia projektowanie mikroemulsji przeznaczonych do syntezy nieorganicznych nanocząsteczek, czy tez nanożeli polimerowych.

EN

Reverse micelles or microemulsions arc thermodynamically stable aggregates formed by surfactants in nonpolar, usually hydrocarbon phase. They can acquire reasonable amount of water immobilizing it in the form of small droplets separated from continuous apolar phase by the surfactant interface. The size of reverse micelles can be easily controlled by the water to surfactant molar ratio, usually denoted as W0. Water in such droplets is regarded to mimic biological water and thus is extensively studied with different methods. Moreover microemulsions attract wide interest as micro reactors, hosts for proteins or as a media for controlled drug delivery. Pulse radiolysis with the time resolved absorption detection was applied as the main experimental technique. It was supplemented with a time resolved laser photochemistry, NIR and ESR spectroscopy. Reverse micelles formed from both ionic (AOT) and nonionic (Brij30, Igepal CO-520) surfactants were studied. The most important conclusions derived are: Radiolytically generated anion radicals, eaq- and (SCN)2-• appeared good probes to study the miccllar interior and intermiccllar exchange process, respectively. • Probing AOT microemulsions with hydrated electron combined with NIR speclroscopy studies of immobilized water confirmed that three types of water can be distinguished, bulk-like (hydrogen bonded) waler, quasi-monomeric water and intermediate water. It seems that these fact can be accounted for the influence of reverse micelles on the enzymes immobilized in their water droplets. • Main process responsible for the decay of hydrated electron in both AOT and Igepal reverse micelles is its reaction with the surfactant molecules virtually immobilized at the interface, i.e. its lifetime depends on the distance the electron has to overcome from the micellar interior to the interface. Similarly the rate of reaction of hydrated electron with proteins immobilized in reverse micellar interior does not depend on the kind of protein, but only on the distance the electron has to overcome to encounter protein molecule. • Specific for the radiolysis of the AOT reverse micelles is the formation of the triad eaq-/Na+/SO3-• in which λmax of the hydrated electron absorption band is shifted to 600 nm. The SO3-• anion radical needed to form the triad comes from the homolytic scission of the C-S bond in the AOT anion radical produced upon the attachment of the electron radiolytically formed upon irradiation of the hydrocarbon phase. AOT reverse micelles significantly decrease the yield of hydrocarbon peroxyl radicals formed when the system contains traces of oxygen. The possible mechanism of such protective effect is due to the efficient scavenging of charges by micelles and to the much higher solubility of oxygen in hydrocarbon phase than in the water core of reverse micelles. Both effects lead to the separation of reactants needed to form peroxide radicals. It is suggested that reverse micelles may serve as a model for the studies of lipid peroxidation processes known to be responsible for the atherosclerosis. The rate of intermicellar exchange depends mainly on the size of the micellar aggregate formed both by aninic AOT or nonionic Igepal. Intermicellar exchange proceeds via water channels formed upon collisions between micellar aggregates. This mechanism is common for reverse micelles formed by anionic AOT and nonionic Igepal. This finding together with the previous one are of importance for designing microemulsions for inorganic nanoparticles synthesis.

3

Back-extraction mechanism of lysozyme from reverse micelles in sodium bis 2-ethylhexyl sulfosuccinate and long chain alkyl amine mixed systems

Shiomori K., Honbu T., Sana T., Kawano Y., Kuboi R.

Ars Separatoria Acta

|

2002

|

No. 1

45-54

EN

Extraction and back-extraction of lysozyme are investigated using a mixed micellar system of sodium bis(2-ethylhexyl) sulfosuccinate and long chain alkyl amines. Either di-n-octylamine or di-2-ethylhexylamine is used as the amine added. In these systems, reverse micelles is not formed at acidic pH range. Lysozyme extracted at pH which is slightly lower than the isoelectric point of lysozyme is successfully back-extracted by destruction of the micelles at acidic pH range. By increasing the amine concentration, the pH values, at which the back-extraction of lysozyme began, are raised, and the activity of the back-extracted lysozyme decreases. Linear relationship between the concentration of the amine added in the system and that of lysozyme back-extracted exists .