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膠束化

洗滌劑作為膠束與蛋白質和膜相互作用Micelli-

當表面活性化合物形成非共價時，就會發生離子化

溶液中的簇；這個過程是由疏水效應驅動的（1）

當將非極性基團引入水溶液中時

由現有的水分子形成的氫鍵網絡

被破壞，水分子圍繞

滿足氫鍵的非極性實體（圖3A）這一結果

在本體水相As中熵的不利降低中

額外的非極性基團被添加到溶液中，它們自身-

關聯，從而減少

相對于單分散態來說是復雜的（圖3B）現在，更少

水分子需要在收集的周圍重新排列

非極性基團因此，與絡合物相關的熵

不如單分散洗滌劑不利。簡而言之，

疏水締合和膠束的形成是由

對本體水相有利的熱力學效應（26

蛋白質的溶解取決于

溶液中的膠束膠束通常被認為是球形的

形狀上然而，現在人們意識到它們是不對稱的

并且具有“粗糙"的表面，烷基尾部無組織

瞬時插入散裝溶液（圖4A）（27-29）

膠束通常直徑為幾納米-

分子量小于100kDa的洗滌劑膠束是動態的

結構；膠束內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的分子細節

從一個膜還沒有全理解，它通常是

接受一旦蛋白質溶解，洗滌劑

分子在疏水性跨膜周圍形成環面

域（圖4B）（8）

臨界膠束濃度（CMC）

考慮洗滌劑時，膠束化是一個關鍵現象

應用每種洗滌劑都有其關鍵的特點

膠束濃度；以上洗滌劑的濃度

這些單體自組裝成非共價聚集體（稱為

膠束）（1，30，31）CMC實際上不會在單一濃度下發生-

濃度，但更確切地說，在狹窄的濃度范圍內當-

總洗滌劑濃度低于CMC，洗滌劑單體

在散裝溶液中是免費的。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進入膠束中

需要注意的是，當總洗滌劑濃度為

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

通過包括表面張力測量在內的多種方法（32）

和染料（即苯胺基-1-萘磺酸[ANS]）結合

實驗（33）當使用膜蛋白時

經驗法則是在至少2倍的洗滌劑濃度下工作

CMC和洗滌劑：蛋白質重量與重量之比至少為4:1

此外，當從天然膜中溶解蛋白質時

建議在遠高于CMC的洗滌劑濃度下工作

以及以10:1的洗滌劑：脂質摩爾：摩爾比因此，CMC

規定了在各種蛋白質中需要添加多少洗滌劑

和膜制劑

有幾個物理化學因素會影響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

基團和溶液添加劑，如電解質

親水基團對CMC的影響

親水性頭部基團的變化影響洗滌劑CMC in

一般來說，含有離子頭基團的洗滌劑具有較高的CMC

比那些含有非離子頭基團的要多（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

疏水基團對CMC的影響

疏水基團的物理特性也可以具有

對特定洗滌劑CMC的不同影響通常

CMC隨著烷基鏈中碳原子數的增加而減少

增加至約16至18個碳（對于直鏈

烷基）（1）超過這一點，洗滌劑會變成類脂的，不會

形成離散的膠束根據經驗，對于離子洗滌劑

將單個亞甲基添加到疏水性的兩半尾部

CMC對于非離子和兩性離子洗滌劑，添加

亞甲基使CMC相對于

母體CMC通常，支鏈疏水性上的碳原子

鏈對CMC的影響約為碳原子對CMC影響的一半

直鏈苯環與碳氫化合物的加成

鏈相當于大約35個亞甲基一輛碳汽車-

與對應的相比，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

將氧或羥基添加到疏水基團

CMC增加了這些極性基團之間的亞甲基基團

親水性頭組對

CMC，就像在沒有極性基團氟碳化合物的情況下一樣

往往具有比氫化碳更低的CMC（1

電解質對CMC的影響

電解質往往會降低洗滌劑溶液的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）發現CMC進一步降低至0 9mM

在添加350mM NaCl時，已經顯示出類似的效果

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CMC的還原也具有

已顯示用于陽離子洗滌劑，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可能是由于

離子頭群周圍的電子環境Addition

電解質的減少了相似電荷之間的排斥

膠束中的離子頭基團，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）對于壬基葡糖-

側，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對水的影響-

疏水部分高度水合的電解質（即Cl-）是

水結構制造商；它們會“鹽化"疏水基團，

因此，它們傾向于減少具有

小電荷：半徑比（即SCN-和i-），是水結構破壞-

ers；它們傾向于在疏水基團中“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

濁點是非離子表面-

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

膠束的快速生長和胞間吸引可能

導致形成可以從中沉淀出來的大顆粒

溶液，從而導致濁度這種相分離是反向的-

非極性添加劑（即碳氫化合物）往往

增加濁點，而極性化合物（即醇類）

并且鹽傾向于降低濁點（1）低濁點可能

可用于膜蛋白純化（39-41）例如，Triton

X-114有一個接近室溫的濁點這個性質

可以進行兩相水/洗滌劑提取

從膜蛋白中分離水溶性蛋白（39，42）

然而，只有極少數的非離子洗滌劑具有

云點低于50°C

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