反胶团萃取牛血清白蛋白论文.doc

优秀毕业设计1 引言1. 1牛血清白蛋白的简介 蛋白质是一类重要的生物大分子，它在生物体内占有特别重要的地位，蛋白质和核酸是构成细胞内原生质的主要成分，而原生质是生命现象的基础。蛋白质的结构决定了蛋白质的性质和功能，相对于其他蛋白质而言，血清白蛋白的结构并不复杂，血清白蛋白(Serum Albumin)是人和哺乳动物体内血浆中含量最丰富的蛋白质，约占血浆总蛋白的60%。它是血液缓冲剂，能维持正常的血液渗透压:并且它还可以存储和转运众多的内源性和外源性物质。血清白蛋白是一种重要的蛋白质，在血液中的平均浓度为42g/L(0.63mml/L)有着极其重要的生理功能。另一方面，相对而言，血清白蛋白比较容易分离提纯，可以大量制备。所以，血清白蛋白成为研究蛋白质的理化性质、生物学功能、体内代谢、临床应用和遗传变异等方面的理想蛋白质，从五十年代开始人们对其展开了大量的研究，以期在分子水平上揭示相关生命过程的奥秘。牛血清是细胞培养中用量最大的天然培养基，含有丰富的细胞生长必须的营养成份，具有极为重要的功能。1.提供对维持细胞指数生长的激素，基础培养基中没有或量很少的营养物，以及主要的低分子营养物。2. 提供结合蛋白，能识别维生素、脂类、金属和其他激素等，能结合或调变它们所结合的物质活力。3.有些情况下结合蛋白质能与有毒金属和热原质结合，起到解毒作用。4.是细胞贴壁、铺展在塑料培养基质上所需因子来源。5.起酸碱度缓冲液作用。6.提供蛋白酶抑制剂，使在细胞传代时使剩余胰蛋白酶失活，保护细胞不受伤害。在动物血液中,白蛋白分子和其他血液成分共同协调保护红细胞,处于等渗状态,此外,白蛋白分子能运输代谢产物,保持动物生理状态。牛血清白蛋白产品(BSA) 是一种用途广泛的生物产品，能配制细胞培养基；配制标准蛋白质试剂盒；借用电泳技术测定未知蛋白质的分子量。BSA产品是血清的稀释剂,是其它蛋白质的稳定剂。配在酶试剂中,BSA 可以保护酶的活性,而不让酶短期失活。用在免疫生化的Elisa 和免疫杂交工作中,BSA 能做非专一性吸附杂质的抑制剂,BSA 产品能联结抗体抗原、受体蛋白,做亲和吸附剂中的手臂(arm) 1。牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin，简写为BSA)是由582个氨基酸残基组成，分子量约为67000，等电点为4.8. BSA支链中含有17个对维系蛋白质空间结构稳定性起重要作用的二硫键，由它们组成八对结构交叉相邻的二硫桥键按物理特性溶解度来分，牛血清白蛋白属于清蛋白，溶于水、稀盐、稀酸及稀碱溶液，能为饱和硫酸按所沉淀。按其生物功能分，其属于转运蛋白;按其形状和大小分，其属于球状蛋白，形状接近于球型或椭球形，疏水的氨基侧链位于分子内，亲水的侧链在外面暴露于水溶剂，因此在水中的溶解性非常好。因为蛋白质是两性高分子电解质，主要由疏水性各不相同的20种氨基酸组成。在水溶液中，多肽链中的疏水性氨基酸残基具有向内部折叠的趋势，使亲水性氨基酸残基分布在蛋白质立体结构的外表面。即使如此，一般仍有部分疏水性氨基酸残基暴露在外表面，形成疏水区。疏水性氨基酸含量高的蛋白质的疏水区大，疏水性强。因此，蛋白质表面由不均匀分布的荷电基团形成的荷电区、亲水区和疏水区构成2。1.2 几种分离方法的比较 利用基因工程菌发酵生产蛋白质，料液中含有大量组成复杂的培养基、菌体代谢产物等，目标蛋白的含量常常不到蛋白质总量的1%。新近发展的亲和色谱具有很高的选择性，但吸附过程的少量杂质非特异性结合使纯化效果大大降低，且能和酶专一结合的配基选择困难。毛细管凝胶电泳也只能分离微量的蛋白质纯品，需要高压电场，无法放大。大多数蛋白质是生物活性物质，溶液的pH值、离子强度的变化都可能使其变性失活，特别是被用作医药、结构研究的蛋白质，不仅要有一定的纯度，产品的活性保持也很重要。反胶团法分离蛋白质，使蛋白质始终处于有水的环境中，不致失活，有机相可循环使用，设备简单、料液预处理简单，不存在膜污染，对于蛋白质分离方法的改进具有重要意义。生物产品的生产费用5090耗费在分离纯化过程中，因此，对这一过程的研究和改进具有重要意义。目前，所采用的生化产品分离方法主要有盐析、沉淀、层析、电泳、高效液相色谱等，它们的共同缺点是连续操作和放大困难。沉淀(precipitation)是物理环境的变化引起溶质的溶解度降低生成固体凝聚物(aggregates)的现象，利用沉淀原理分离蛋白质等生物产物的回收、浓缩和纯化。水溶液中蛋白质的溶解度一般在生理离子强度范围内(0.15-0.2mol/kg)最大，而低于或高于此范围时溶解度均降低，蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低、发生沉淀的现象称为盐析(Salting-out)，利用盐析沉淀初级纯化的产物中盐含量较高，一般在盐析沉淀后，需进行脱盐处理。层析是根据混合物中,溶质在互不混溶的两相之间分配行为的差别,引起移动速度的不同而进行分离的方法.凝胶过滤层析选择性低,料液处理量小;离子交换层析的变量多,;影响分离特性的因素复杂,难放大;而疏水性相互作用层析应用普遍。电泳(electrophoresis)是荷电溶质(溶解质)在电场作用下发生定向泳动的现象。电泳分离是利用荷电溶质在电场中泳动速度的差别进行分离的方法。电泳法主要分区带电泳、等电点电泳和等速电泳等。这些电泳法又根据是否使用凝胶载体分为凝胶电泳和自由流电泳。自由流电泳适用于连续分离操作，但分离效果易受对流和扩散的影响，凝胶电泳较自由流电泳的分离度高，但凝胶载体对溶质泳动产生的阻力影响电泳速度，并且耗电量大，处理量小2。高效液相色谱法在抗生素中应用广泛，但分析要求高效柱和高灵敏检测、高速、微量避免生物样品的变质，所以对实验仪器要求严格，容易受试验条件限制，同时成本高产量却不高。1.3 反胶团体系 新近发展起来的反胶团体系使在温和条件下大规模分离生物分子成为可能。反胶团萃取技术具有高选择性、易放大、萃取相(反胶团相)可循环利用以及分离和浓缩同步进行等优点，特别适用于蛋白质的分离3，既利用了溶剂萃取的优点，又实现了生物物质的有效分离，作为一种新型的生物分离技术应用于蛋白质、氨基酸及药物、农药等物质的分离分析中，显示了巨大的应用潜力。反胶团萃取技术的发现，是分离技术研究领域的一项突破。该技术应用过程中，较少使用毒性试剂，对人体无害，而且反胶团溶液可反复利用，亲和配体的引入，还可提高目标物的萃取率及分离的选择性4。反胶团是当油相中表面活性剂的浓度超过临界胶束浓度后，其分子在非极性溶剂中自发形成的亲水基向内、疏水基向外的具有极性内核(polar core)的多分子聚集体4。反胶团体系由表面活性剂、助溶剂、水和有机溶剂构成。反胶团体系具有如下特征：热力学稳定；自发形成；表面张力低（小于102m.m-1）；透明（反胶团的直径小于100nm）；比表面大;黏度同普通有机溶剂相仿。反胶团的表面活性剂分子层能够避免蛋白质分子与有机溶剂接触，从而保持蛋白质的活性。反胶团法利用蛋白质等生物物质在水相和反胶团相间分配的不同进行萃取分离。形成反胶团的基本推动力来源于表面活性剂分子的疏水尾之间的疏水相互作用以及亲水头基间的静电和氢键等作用力5。用作形成反胶团溶液的有机溶剂主要有：正辛烷、异辛烷、环己烷、苯、甲苯、氯仿等6。离子型双亲物质在非极性溶剂中不能电离，只能以离子对形式存在，形成反胶团的基本推动力来源于表面活性剂分子的疏水尾之间的疏水相互作用以及亲水头基间的静电和氢键等作用力。由于这些作用力在非极性溶剂的环境中较弱，反胶团形成的推动力小得多，所以形成的反胶团的聚集数也很小，一般在10以下，而且随着表面活性剂浓度的变化而变化，但是，在很宽的浓度范围内聚集数并无突变，不存在明显的临界胶束浓度，水或其他极性杂质的存在可以大大增加聚集数。一般情况下，在较低的表面活性剂的浓度时，反胶团的形状是封闭的球形或椭圆形。由于形成反胶团的作用力较弱，反胶团的大小容易变化5。 阳离子型反胶团内壁带正电荷，蛋白质进入反胶团发生在水相PH低于蛋白质的PI时2,这是一种协同过程,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.反胶团萃取的热力学研究主要集中在萃取蛋白质上，根据热力学基本理论，蛋白质从水相萃人反胶团相中，达到平衡状态时系统的Gibbs自由能变化应为最小4。反胶团萃取蛋白质的动力学：萃取过程中，蛋白质在互不相溶的两相间的传递分三步：蛋白质从水溶液主体扩散到界面；在界面形成包容蛋白质的反胶束；含有蛋白质的反胶束在有机相中扩散离开界面7。1.4 表面活性剂 表面张力是指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力(mN/m)，它是液体的内在性质，其大小主要取决于液体自身和与其接触的另一相物质的种类，从广义上讲，能使体系表面张力下降的溶质均可称为表面活性剂，但习惯上只将降低表面张力作用较大的一类化合物称为表面活性剂。CTAB是季铵盐型阳离子表面活性剂，在碱性介质中不受影响8。表面活性剂是反胶团萃取的一个关键因素，不同结构的表面活性剂形成的反胶团含水量和性能有很大差别。通常希望所选表面活性剂形成极性核较大的反胶团，且反胶团与蛋白质的作用不应太强，以减少蛋白质的失活。表面活性剂的特点：双亲媒性结构；至少溶于某一相；界面吸附；界面定向；形成胶束；多功能性(润湿、乳化和分散)。工业上所用的阳离子表面活性剂都是有机氮化合物的衍生物。大致分两类:一类是脂肪胺本身,由于在使用过程中能吸收氢质子而生成胺盐；另一类是季铵盐,分子中带正电荷。阳离子表面活性剂很少用于清洗，然而它却具有一些独特的性能和作用。因为很多基质的表面带负电荷，如果用阳离子表面活性剂去清洗，反而会被基质的表面负电荷吸附而起不到清洗作用，但是这种特性可用于抗静电，这主要是由于电性中和的作用。另外，在一定时间内可依靠离子的电性作用吸附于基质的表面，而把它的疏水端伸向外部，依靠这种作用产生的特殊用途之一就是用作织物的柔软剂，此外，脂肪胺及季铵盐可定向在细菌半渗透膜与水或空气的界面上，紧密排列的界面分子阻碍了有机体的呼吸或切断了营养物质的来源而致使它死亡，所以阳离子表面活性剂也可用于防霉和杀菌9。表面活性剂是胶体和界面化学中一类重要的有机化合物,这类化合物由非极性的“尾链”和极性的“头基”两个部分组成。非极性部分是直链或支链的碳氢或碳氟链，它们与水的亲和力极弱，与油有较强的亲和力，因此称为憎水基或亲油基(hydrophobic或lipophilic group)。极性头基为正、负离子或极性的非离子，它们通过离子-偶极或偶极-偶极作用与水分子强烈相互作用并且是水化的，因此称为亲水基或头基(hydrophilic group 或head group)。根据其亲水基的差异，表面活性剂可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。由于双亲性质，表面活性剂趋向于富集在水/空气界面或油/水界面从而降低水的表面张力和油/水界面张力，因而具有“表面活性”(surface activity).表面活性剂又称为双亲物质(amphiphile)、胶体电解质等。构成反胶团的表面活性剂最好具有空间体积较大的疏水基团和体积较小的亲水基团2。利用季铵盐为表面活性剂的反胶团相一般需加入油性醇，如己醇和辛醇,其作用是降低表面活性剂亲水头阳离子间的相互排斥作用2，正辛醇在水中的溶解度低,只有0.05g/100gH2O10,当有机相与水相混合时,正辛醇微溶对萃取后水相吸光度测定的影响降低。实验主要仪器有离心机、紫外可见分光光度计、恒温磁力搅拌器等，离心机是生化实验室及生化工业广泛使用的分离设备。实验室用离心机以离心管式转子离心机为主，离心操作为间歇式。离心分离是利用惯性离心力和物质的沉降系数或浮力密度的不同而进行的一项分离、浓缩或提炼操作，对那些固体颗粒很小或液体黏度很大，过滤速度很慢，甚至难以过滤的悬浮液十分有效，不但用于悬浮液中液体或固体的直接回收，而且可用于连种互不混溶液体的分离，如液-液萃取、和不同密度固体或乳浊液的分离7。这次的实验设计用十六烷基溴化铵(CTAB)/正辛醇：三氯甲烷(4:1 V/V)反胶团体系对牛血清白蛋白(BSA)进行萃取，通过改变萃取体系水相的PH值、离子强度、两液相的体积比等因素，研究了BSA在阳离子表面活性剂体系的萃取机理，实验表明：BSA的浓度在0.1g/L，氯化钾浓度为0.5mol/L，水相与有机相体积比为2：1时，在210nm时萃取率高达95%，具有较高的应用价值。2 实验2.1主要仪器和试剂 表1 实验主要仪器仪器名称产地UV-1100紫外可见分光光度计北京瑞利分析仪器公司HJ-3恒温磁力搅拌器江苏医疗仪器厂800型电动离心机沉淀器盐城实验仪器厂TG268B型光学读数分析天平湘仪天平仪器厂HC-TP-12型架盘天平天津市天马仪器厂表2 实验用试剂试剂名称产地十六烷基溴化铵(CTAB)分析纯北京奥博星生物技术责任有限公司牛血清白蛋白 (BSA,PI=4.8)分析纯上海蓝季科技发展有限公司正辛醇分析纯天津天泰精细化学品有限公司三氯甲烷分析纯天津市凯通化学试剂有限公司甘氨酸(氨基乙酸)生化试剂天津市大茂化学试剂厂甲酸分析纯天津市凯通化学试剂有限公司无水乙酸钠分析纯北京化工厂冰乙酸分析纯天津市凯通化学试剂有限公司氯化铵分析纯天津市巨星圣源化学试剂有限公司浓氨水分析纯唐山市路北区化工厂浓盐酸分析纯唐山市路北区化工厂氢氧化钠分析纯天津市北方化玻购销中心溴化钾分析纯天津市化学试剂三厂氯化钠分析纯天津市北方天医化学试剂厂蒸馏水自制2.2实验方法2.2.1溶液的配制表3 缓冲溶液的配制方法11-12缓冲溶液PH值缓冲溶液的名称配制方法2.3氨基乙酸-盐酸取15g溶于50ml水，加浓盐酸8ml，稀至100ml3.7甲酸-氢氧化钠取甲酸9.5g和氢氧化钠4g溶于50ml水中，溶解后，稀至100ml4.7醋酸-醋酸钠取无水醋酸钠8.3g溶于水中,加冰醋酸6ml,稀释至100ml8.0氯化铵-氨水取氯化铵10g溶于适量水中，加浓氨水0.7ml，稀至100ml10.0氯化铵-氨水取氯化铵5.4g溶于适量水中，加浓氨水35ml，稀至100ml；PH为12.0的氢氧化钠溶液12.0氢氧化钠0.01mol/L氢氧化钠7.0蒸馏水自制反胶团体系的配制：分析天平上准确称取9.1165gCTAB溶于250ml正辛醇：三氯甲烷(4:1 V/V)溶液中,配制成浓度为0.1mol/L的CTAB/正辛醇/三氯甲烷反胶团体系溶液。2.2.2 水相的确定 用不同PH值的缓冲溶液配制一系列的0.1g/L的BSA溶液，用紫外分光光度计进行波长扫描，取一定体积的试样和空白样，空白样用不含BSA的缓冲溶液，PH=7.0的BSA水溶液用蒸馏水做空白样，每隔1nm测一组吸光度值，找到最大吸收波长max及其吸光度A。2.2.3 萃取方法将一定体积的反胶团溶液与一定体积的浓度、PH值及离子强度都确定的BSA溶液混合，经恒温磁力搅拌器搅拌3min后，在离心机上离心30min。用分液漏斗分出其下层水相并测定其吸光度A，用标准对照法测出浓度c1并计算萃取率R%。标准对照法要求每一个比色管均做一个空白管，一个已知浓度的标准溶液，一个样品，空白管是不加入BSA的缓冲溶液，标准溶液是配制好的与空白管PH值相同的0.1g/L的BSA溶液，样品是萃取后的水相，PH为7.0的标准溶液用蒸馏水做空白。萃取工艺如下图：取8ml一定PH值的0.1g/L的BSA溶液加入0.980g氯化钾配成ckcl为0.5M的BSA溶液加入4ml反胶团体系溶液恒温磁力搅拌器搅拌3min倒入离心管中10ml，离心30min离心后上层为油相，下层为水相分液漏斗分出水相，并用紫外分光光度计的标准对照法测萃取后BSA的浓度求萃取率图1 萃取操作R%=(c0-c1)/c0100%c0-萃取前蛋白质的浓度(g/L)c1-萃取后蛋白质的浓度(g/L)R%-蛋白质的萃取率3 结果与讨论3.1 最大吸收波长的选取操作步骤见2.2.2。图2最大吸收波长的选取表4 不同PH值的波峰、波谷值PH值峰波长/(nm)峰值/(nm)谷波长/(nm)谷值/(nm)7.01279.000.072255.000.0572201.001.997200.001.9898.01278.000.067251.000.0402212.001.228200.0000.18710.01279.000.081257.000.0562218.001.074200.000.166PH值为3.7的BSA溶液在200-212.5nm处有吸收，但曲线不平滑，趋于与X轴平行，在212.5nm后A值降低，PH为12.0和PH为8.0的曲线比较接近，在210nm左右有波峰，故选取210nm处进行测量，这样得到萃取后的A值才能有比较。3.2 水相PH值对萃取率的影响3.2.1 水相PH值的初步选择 用前述PH值分别为2.3、3.7、4.7、7.0、8.0、10.0、12.0的缓冲溶液配制BSA浓度为0.1g/L的BSA溶液及BSA水溶液。其余操作同2.2.3。在=210nm用紫外分光光度计测其吸光度A，平行三次，结果见表5：表5 =210nm不同PH值下BSA的吸光度PH3.77.08.010.012.0A平均0.0131.5331.1780.1821.088因为PH为2.3的BSA溶液在200-400nm下没有吸收紫外光区域的光，所以其吸光度值为0，PH值为4.7接近与蛋白质的等电点，也没有吸收，所以吸光度值也为0。从表中可看出分别在酸性、中性、碱性区域，当pH值等于4.0、7.0至8.0附近时，有较大A值。选定pH值分别为4.0、7.0、8.0三种体系作为萃取的水相。若A值较大，在萃取后通过紫外分光光度计能测量出A值，不至于因为能量低而测不出来，影响萃取率的计算。3.2.2 萃取最佳PH值的选择用0.1 mol/L的CTAB/正辛醇/三氯甲烷(4：1，V/V)的反胶团溶液提取ckcl =0.5 mol/L的上述pH值分别等于4.0、7.0、8.0的BSA溶液，并在为210nm下测A，平行三次，其余操作同2.2.3，结果见表6：表6 水相PH值对萃取率的影响PH值平均测量号波长/(nm)A标C标/(g/L)A样C样/(g/L)R%3.710.06020.06630.0632100.0630.100负值负值07.011.9070.29621.9060.25631.9060.2362101.9060.1000.2360.014868.011.5430.54421.5430.54231.6150.5462101.5670.1000.5440.03565水相的PH值决定了蛋白质表面电荷的状态，从而对萃取过程造成影响。只有当反胶团内表面电荷，也就是表面活性剂极性基团所带的电荷与蛋白质表面电荷相反时，两者产生静电引力，蛋白质才有可能进入反胶团。故对于阳离子表面活性剂，溶解的PH值需高于PI值时，反胶团萃取才能进行，表明蛋白质所带的净电荷与表面活性剂极性头所带电荷符号相反，两者的静电作用对萃取蛋白质有利，如果PH值很低，在界面上会产生白色絮凝物，并且萃取率也降低。由表可看出，水相的pH值对BSA的萃取率影响甚大，萃取BSA的最佳液相为pH=7.0pI(plBsA=4.8)的蒸馏水体系，pH=3.7pI时萃取率为零，所以本文选择PH=7.0为最佳萃取条件。3.3 离子强度对反胶团萃取BSA的影响用浓度为01mol/L的CTAB/正辛醇/三氯甲烷(4：1，V/V )反胶团溶液提取pH值为70，不同离子强度KCI(mol/L)的BSA水溶液。在=210nm下测吸光度A，平行三次其余操作同2.2.3，结果见表7：表7 离子强度对萃取率的影响Ckcl/(g/L)平均测量号波长/(nm)A标C标/(g/L)A样C样/(g/L)R%0.511.9250.18921.9230.18131.9230.1712101.9230.1000.1800.009911.011.9260.67921.9250.68131.9250.6252101.9250.1000.6620.052481.511.9430.65421.9370.65731.9410.6332101.9400.1000.6480.03367离子强度对萃取率的影响主要是由离子对表面电荷的屏蔽作用所决定的。盐离子浓度增大，反胶团内表面的双电层变薄，反胶团与蛋白质分子的静电作用变弱。还有可能使表面活性剂极性头之间的排斥力减小，导致反胶团的“水池”变小，不利于BSA的萃取，在Ckcl=0.5M时萃取率最高，在Ckcl=1.0M时最低，在Ckcl=1.5M时略有升高但较Ckcl=0.5M的萃取率低，所以本文选择Ckcl=0.5时为最佳萃取条件。3.4 不同离子对萃取率的影响测pH值为7.0，Ckcl，CkBr，CNacl均为0.5M的BSA水溶液，方法：取8ml一定PH值的0.1g/L的BSA溶液加入0.4760gkBr加入4ml反胶团体系溶液，取8ml一定PH值的0.1g/L的BSA溶液加入0.2338gNacl，加入4ml反胶团体系溶液 ，平行三次，其余操作同2.2.3，结果见表8：表8 不同离子对萃取率的影响0.5M的不同盐平均测量号波长/(nm)A标C标/(g/L)A样C样/(g/L)R%氯化钾11.6670.09421.6680.08431.6680.0612101.6680.1000.0790.00595溴化钾11.6660.08621.6680.07631.6650.0682101.6670.1000.0770.00496氯化钠11.6690.13821.6661.09931.6660.0812101.6670.1000.1060.00694由表可看出，在相同离子强度下，其影响程度遵循Hofmeister序6，F-Cl- 99.99% pure)were purchased from Aldrich; Ammonium hydroxidesolution ( 38% NH3); cetyl trimethyl ammoniumbromide (CTAB) (technical grade); and n-butanol,methanol, and chloroform (all of HPLC grade) werepurchased from Fisher Scientific. Octane ( 97%pure) was purchased from Phillips 66. All reagentswere used without further purification. Water wasdeionized and distilled before use.3.2. MethodsA microemulsion system with CTAB as the surfactant,n-butanol as the cosurfactant, n-octane as theoil phase and an aqueous solution as the water phasewas chosen. This system has been shown to solubilize(dissolve into aqueous droplets) a large amountof aqueous phase in well-defined nanosize droplets24.Microemulsions were prepared by solubilizingdifferent salt solutions into CTAB/n-butanol/n-octanesolutions. Two microemulsions (I and II) withidentical compositions (see Table 1) but differentaqueous phases were taken. The aqueous phase inmicroemulsion I was a solution of 0.01 M cobalt (II)nitrate and 0.02 M ferric nitrate. The aqueous phasein microemulsion II was a solution of ammoniumhydroxide, the precipitating agent, taken in a concentration10% greater than that required stoichiometri-cally for complete precipitation of the hydroxide.These two microemulsions were then mixed underconstant stirring. Due to the frequent collisions of theaqueous cores of water-in-oil microemulsions 15,16,the reacting species in microemulsions I and II comeinto contact. This led to the precipitation of cobaltironhydroxide particles within the nanosize aqueousdroplets of the microemulsion. Since the compositionsof the two microemulsions (I and II) are identical,differing only in the nature of the aqueous phase,the microemulsion does not get destabilized uponmixing. The aqueous droplets act as constrainednanosize reactors for the precipitation reaction, as thesurfactant monolayer provides a barrier restrictingthe growth of the hydroxide particles. This surfactantmonolayer also hinders the coagulation of particles.The cobalt-iron hydroxide precipitate synthesizedin microemulsions was separated in a Sorvall RC-5BSuperspeed centrifuge at 7000 rpm for 10 min. Theprecipitate was then washed with a 1:1 mixture ofmethanol and chloroform, followed by pure methanolto remove any oil and surfactant from the particles.The precipitate was then dried at 100C. Sintering ofparticles is not expected at this temperature. Theprecursors were then calcined at 600C for 5 h forcomplete conversion of the hydroxide into the magneticferrite (CoFezOa).Phase analysis of the calcined powder was doneby powder X-ray diffraction on a Philips PW1700powder diffractometer at room temperature using CuKo radiation at 40 kV and 20 mA.Transmission electron microscopy (TEM) wasused to study the size and shape of the calcinedparticles. The calcined powder was ultrasonicallydispersed in methanol prior to depositing it onto acarbon coated TEM grid. A JEOL 200CX transmissionelectron microscope was used for these studies.Magnetization (M-H loop) measurements weredone on an unoriented, random assembly of particlesat room temperature on a vibrating sample magnetometer(LDJ 9600) with a maximum applied field of5 kOe. The sample was prepared by hand pressingthe calcined powder into a cylindrical pellet. Nofurther heat treatments were done on the pellet.高效钴铁酸盐微粒通过水相有机相系统的合成3.1 原料硝酸铁和硝酸钴( 分析纯 含量不少于99.99% )从Aldrich被购买； 氢氧化铵( 含NH3 38% )； CTAB (技术的等级)和丁醇，甲醇，和三氯甲烷(所有HPLC等级)从科学购销处购买。辛烷( 分析纯含量97% )从菲利普购买，所有试剂没有较进一步的净化而被使用。水是蒸馏水。3.2. 方法含有CTAB的一个微乳状体系作为表面活性剂，丁醇作为助表面活性剂，辛烷用做有机溶剂。这种体系是溶解 (溶解含水的聚集体 )大量的含水的纳米聚集体 24 。微乳状体系通过在CTAB/丁醇/辛烷系统中加入不同浓度的盐而形成的。带有相同组分的两微乳状体系 (I和II )处于不同的含水的阶段。含水阶段的微乳状体系I是0.01M( II )硝酸钴和0.02 M硝酸铁的一种固溶体。微乳状体系II的含水阶段能溶解氢氧化铵，沉淀剂浓度大于被要求的化学计量的10%。然后这两微乳状体系被充分混合。因为反胶团体系 15,16 的含水的核心的频繁的冲撞，微乳状体系 I和II中的物种开始反应。在这期间导致cobaltiron氢氧化物微粒的纳米集微乳状体系的含水量的改变。由于两微乳状体系 (I和II )的组分相同，在含水的阶段的性质中却是不同的，微乳状体系直到混合时才被充分摇动。当表面活性剂单层提供限制氢氧化物微粒的增长的一个障碍时，含水的聚集体为了反应充当约束纳米集反应堆。表面活性剂单层也防止凝结微粒。在微乳状体系中钴铁氢氧化物在7000转/分钟的一个 RC-5B 高速离心机中被离心10分钟，然后被洗涤以便从微粒中除去任何油和表面活化剂甲醇和三氯甲烷的1:1种混合物，最后是纯粹的甲醇。然后析出物在100C被弄干，微粒的干燥不能在这温度下。然后先在600C煅烧5小时为了把氢氧化物完全转化成为磁性的铁酸盐( CoFezOa )对煅烧的粉的阶段分析在室温下用菲利普PW1700粉衍射计 ，在40 kV和20 mA使用Cu K辐射完成。传输电子显微镜方法( TEM )被用来学习煅烧的微粒的大小和形状。煅烧的粉末先把它存放到一块碳涂上一层的TEM栅格上在甲醇中疏散，用JEOL 200CX转播电子显微镜进行研究。磁化( M H回路)测量方法是在室温下的一个最大限度应用的领域的振动的抽样磁强计( LDJ 9600 )上在带有5 kOe上被完成不定向的微粒的随机集结。通过把样品进入一个圆柱形的小球，进行煅烧， 没有较进一步的热处理在小球上被完成。袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇