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膠束化

洗滌劑作為膠束與蛋白質(zhì)和膜相互作用Micelli-

當(dāng)表面活性化合物形成非共價(jià)時(shí)，就會(huì)發(fā)生離子化

溶液中的簇；這個(gè)過(guò)程是由疏水效應(yīng)驅(qū)動(dòng)的（1）

當(dāng)將非極性基團(tuán)引入水溶液中時(shí)

由現(xiàn)有的水分子形成的氫鍵網(wǎng)絡(luò)

被破壞，水分子圍繞

滿(mǎn)足氫鍵的非極性實(shí)體（圖3A）這一結(jié)果

在本體水相As中熵的不利降低中

額外的非極性基團(tuán)被添加到溶液中，它們自身-

關(guān)聯(lián)，從而減少

相對(duì)于單分散態(tài)來(lái)說(shuō)是復(fù)雜的（圖3B）現(xiàn)在，更少

水分子需要在收集的周?chē)匦屡帕?/p>

非極性基團(tuán)因此，與絡(luò)合物相關(guān)的熵

不如單分散洗滌劑不利。簡(jiǎn)而言之，

疏水締合和膠束的形成是由

對(duì)本體水相有利的熱力學(xué)效應(yīng)（26

蛋白質(zhì)的溶解取決于

溶液中的膠束膠束通常被認(rèn)為是球形的

形狀上然而，現(xiàn)在人們意識(shí)到它們是不對(duì)稱(chēng)的

并且具有“粗糙"的表面，烷基尾部無(wú)組織

瞬時(shí)插入散裝溶液（圖4A）（27-29）

膠束通常直徑為幾納米-

分子量小于100kDa的洗滌劑膠束是動(dòng)態(tài)的

結(jié)構(gòu)；膠束內(nèi)的洗滌劑單體是恒定的，

與溶液中的游離洗滌劑單體快速交換盡管

洗滌劑膠束提取蛋白質(zhì)的分子細(xì)節(jié)

從一個(gè)膜還沒(méi)有全理解，它通常是

接受一旦蛋白質(zhì)溶解，洗滌劑

分子在疏水性跨膜周?chē)纬森h(huán)面

域（圖4B）（8）

臨界膠束濃度（CMC）

考慮洗滌劑時(shí)，膠束化是一個(gè)關(guān)鍵現(xiàn)象

應(yīng)用每種洗滌劑都有其關(guān)鍵的特點(diǎn)

膠束濃度；以上洗滌劑的濃度

這些單體自組裝成非共價(jià)聚集體（稱(chēng)為

膠束）（1，30，31）CMC實(shí)際上不會(huì)在單一濃度下發(fā)生-

濃度，但更確切地說(shuō)，在狹窄的濃度范圍內(nèi)當(dāng)-

總洗滌劑濃度低于CMC，洗滌劑單體

在散裝溶液中是免費(fèi)的。然而，隨著上面添加更多的洗滌劑

CMC，所有額外的洗滌劑單體都會(huì)進(jìn)入膠束中

需要注意的是，當(dāng)總洗滌劑濃度為

大于CMC，則存在單體洗滌劑濃度

等于CMC并且膠束洗滌劑濃度等于：

【總洗滌劑濃度】——CMC CMC可確定

通過(guò)包括表面張力測(cè)量在內(nèi)的多種方法（32）

和染料（即苯胺基-1-萘磺酸[ANS]）結(jié)合

實(shí)驗(yàn)（33）當(dāng)使用膜蛋白時(shí)

經(jīng)驗(yàn)法則是在至少2倍的洗滌劑濃度下工作

CMC和洗滌劑：蛋白質(zhì)重量與重量之比至少為4:1

此外，當(dāng)從天然膜中溶解蛋白質(zhì)時(shí)

建議在遠(yuǎn)高于CMC的洗滌劑濃度下工作

以及以10:1的洗滌劑：脂質(zhì)摩爾：摩爾比因此，CMC

規(guī)定了在各種蛋白質(zhì)中需要添加多少洗滌劑

和膜制劑

有幾個(gè)物理化學(xué)因素會(huì)影響CMC

給定洗滌劑的CMC通常隨著加氫量的增加而降低-

洗滌劑的堿度增加其他直接影響

CMC具有疏水性和親水性的特點(diǎn)

基團(tuán)和溶液添加劑，如電解質(zhì)

親水基團(tuán)對(duì)CMC的影響

親水性頭部基團(tuán)的變化影響洗滌劑CMC in

一般來(lái)說(shuō)，含有離子頭基團(tuán)的洗滌劑具有較高的CMC

比那些含有非離子頭基團(tuán)的要多（1）這是由于電子-

相鄰洗滌劑頭組之間的電子排斥

膠束中的單體含有兩性離子的洗滌劑

頭部群體的CMC往往比那些包含

離子頭基團(tuán)

疏水基團(tuán)對(duì)CMC的影響

疏水基團(tuán)的物理特性也可以具有

對(duì)特定洗滌劑CMC的不同影響通常

CMC隨著烷基鏈中碳原子數(shù)的增加而減少

增加至約16至18個(gè)碳（對(duì)于直鏈

烷基）（1）超過(guò)這一點(diǎn)，洗滌劑會(huì)變成類(lèi)脂的，不會(huì)

形成離散的膠束根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于離子洗滌劑

將單個(gè)亞甲基添加到疏水性的兩半尾部

CMC對(duì)于非離子和兩性離子洗滌劑，添加

亞甲基使CMC相對(duì)于

母體CMC通常，支鏈?zhǔn)杷陨系奶荚?/p>

鏈對(duì)CMC的影響約為碳原子對(duì)CMC影響的一半

直鏈苯環(huán)與碳?xì)浠衔锏募映?/p>

鏈相當(dāng)于大約35個(gè)亞甲基一輛碳汽車(chē)-

與對(duì)應(yīng)的相比，bon雙鍵增加了CMC-

ing飽和化合物；具有順式雙鍵的化合物具有

比具有反式雙鍵的化合物更高的CMC當(dāng)

將氧或羥基添加到疏水基團(tuán)

CMC增加了這些極性基團(tuán)之間的亞甲基基團(tuán)

親水性頭組對(duì)

CMC，就像在沒(méi)有極性基團(tuán)氟碳化合物的情況下一樣

往往具有比氫化碳更低的CMC（1

電解質(zhì)對(duì)CMC的影響

電解質(zhì)往往會(huì)降低洗滌劑溶液的CMC

例如，陰離子洗滌劑SDS的CMC約為

6mM；然而，在150mM NaCl的存在下，CMC減少

至1 4mM（34）發(fā)現(xiàn)CMC進(jìn)一步降低至0 9mM

在添加350mM NaCl時(shí)，已經(jīng)顯示出類(lèi)似的效果

用于其他陰離子洗滌劑，包括月桂酸鉀和鈉

癸基硫酸酯（34）在添加鹽時(shí)CMC的還原也具有

已顯示用于陽(yáng)離子洗滌劑，包括十二烷基銨

氯化物、癸基三甲基溴銨和十六烷基三甲基銨-

硫酸銨（34，35）存在CMC的還原

離子洗滌劑的電解質(zhì)可能是由于

離子頭群周?chē)碾娮迎h(huán)境Addition

電解質(zhì)的減少了相似電荷之間的排斥

膠束中的離子頭基團(tuán)，因此洗滌劑

單體可以緊密堆積，CMC減少（1）

在含有非離子清潔劑的溶液中添加鹽也可以-

降低CMC值例如，Triton X-100在水溶液中的CMC

溶液為0 24mM在0 5M或1 0M NaCl存在下，CMC為

分別降至0 14 mM和0 08 mM（36）對(duì)于壬基葡糖-

側(cè)，CMC從水溶液中的6.9mM減少到2.6

mM在1 5 M NaCl中（37）這些不帶電的CMC的減少

洗滌劑可能是由于電解質(zhì)對(duì)水的影響-

疏水部分高度水合的電解質(zhì)（即Cl-）是

水結(jié)構(gòu)制造商；它們會(huì)“鹽化"疏水基團(tuán)，

因此，它們傾向于減少具有

小電荷：半徑比（即SCN-和i-），是水結(jié)構(gòu)破壞-

ers；它們傾向于在疏水基團(tuán)中“成鹽"。因此，離子可能

增加或減少非離子洗滌劑的CMC（1-36-38）

濁點(diǎn)

濁點(diǎn)是非離子表面-

tant溶液分離成富含洗滌劑的相和洗滌劑

差相（1，25，27）分離顯示為

溶液溫度的升高有利于膠束的形成；這個(gè)

膠束的快速生長(zhǎng)和胞間吸引可能

導(dǎo)致形成可以從中沉淀出來(lái)的大顆粒

溶液，從而導(dǎo)致濁度這種相分離是反向的-

非極性添加劑（即碳?xì)浠衔铮┩?/p>

增加濁點(diǎn)，而極性化合物（即醇類(lèi)）

并且鹽傾向于降低濁點(diǎn)（1）低濁點(diǎn)可能

可用于膜蛋白純化（39-41）例如，Triton

X-114有一個(gè)接近室溫的濁點(diǎn)這個(gè)性質(zhì)

可以進(jìn)行兩相水/洗滌劑提取

從膜蛋白中分離水溶性蛋白（39，42）

然而，只有極少數(shù)的非離子洗滌劑具有

云點(diǎn)低于50°C

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