生物分離與純化技術(shù)復(fù)習(xí)重點

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載生化分離技術(shù)復(fù)習(xí)重點1. 生化分離，生化分離技術(shù)的基本步驟生物分離與純化的目的是從微生物發(fā)酵液，酶反應(yīng)產(chǎn)物，動植物細胞培養(yǎng)和生物體本身分離并純化對人類有用的， 符合質(zhì)量要求的各種生物藥物和生物制品。來源：（ 1）動物臟器（2）血液，分泌物和其它代謝物（3）海洋生物（ 4）植物（ 5）微生物特點：（1）目的產(chǎn)物濃度低，純化難度大（2）活性物質(zhì)性質(zhì)不穩(wěn)定，操作過程容易失活（3）生物材料中生化組分數(shù)量大，分離困難（4）生物材料易變質(zhì)，保存困難（5）生物產(chǎn)品的質(zhì)量標準高基本步驟 ：原料的選取和預(yù)處理，分離提取，精制和成品的制作2. 吸附技術(shù)概念：是指在一定條件下，將待分離的料液（或氣體

2、）通入適當(dāng)?shù)奈絼┲?，利用吸附劑對料?（或氣體）中某一組分具有選擇吸附的能力，使該祖墳富集在吸附劑表面， 然后再用適當(dāng)?shù)南疵摍C將吸附的組分從吸附劑上解吸下來的一種分離技術(shù)吸附劑類型 ：（1）物理吸附（范德華力） （2）化學(xué)吸附（電子轉(zhuǎn)移）（3）交換吸附（離子交換）常用的吸附劑 ：一類有機吸附劑， 如活性炭、纖維素、大孔吸附樹脂、聚酰胺等；另一類是無機吸附劑，如氧化鋁、硅膠、人造沸石、磷酸鈣氫氧化鋁等。活性炭吸附規(guī)律 ：對具有極性基團的化合物吸附力較大； 對芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物； 對相對分子質(zhì)量大的化合物的吸附力大于相對分子質(zhì)量小的化合物。影響吸附的因素 ：吸附劑的性質(zhì)；吸附物

3、的性質(zhì)；吸附條件（溫度、PH、鹽的濃度）、溶劑的影響。3.膜分離技術(shù)概念：指物質(zhì)在推動力作用下由于傳遞速度不同而得到分離的過程。特點：易于操作；成本低、壽命長；高效；常溫下操作無相態(tài)的變化，分離精度高，沒有二次污染；膜材質(zhì)的價格高；操作過程中膜面容易被污染；膜的耐藥性，耐溶性，耐熱性能有限。類型：滲析；電滲析；微濾；超濾；反滲透；納濾；氣體分離微孔濾膜清洗和再生方法 ：將濾膜平放于清潔盛器內(nèi)，用 60左右的蒸餾水浸泡，使全部濕潤，數(shù)小時候（約 4 小時以）傾去水，再用上法浸泡 12 小時，使用前再用適量溫蒸餾水清洗一次。微孔濾過膜截留粒子的范圍：0.110m的粒子。4.液膜分離技術(shù)學(xué)習(xí)必備歡迎

4、下載概念：是一種以液膜為分離介質(zhì)，以濃度差為推動力的分離操作，是屬于液液系統(tǒng)的傳質(zhì)分離過程。組成：膜溶劑；表面活性劑；流動載體；膜增強劑。分類：乳狀液膜；支撐液膜。液膜分離步驟 ：制備液膜；液膜萃??；澄清分離；破乳。影響因素 ：液膜乳液成分的影響；乳水比；連續(xù)的PH；攪拌速度的影響；料液的濃度和酸度的影響；操作溫度的影響；接觸時間。應(yīng)用：分離氨基酸；提取抗生素；提取生物堿；提取蛋白質(zhì)；分離有機酸；應(yīng)用酶反應(yīng)和酶萃取；液膜包裹。5.鹽析基本原理： 在高濃度中性鹽存在的情況下，蛋白質(zhì)（或酶）等生物大分子在水溶液中的溶解度降低并沉淀出的現(xiàn)象稱為鹽析。影響鹽析的因素 ：鹽飽和度；蛋白質(zhì)濃度；PH 值；

5、溫度鹽加入方式 ：（1）加硫酸銨的飽和溶液 ;(2)直接加固體硫酸銨6.等電點沉淀法基本原理 ：兩性生化物質(zhì)在溶液 PH 處于等電點時，分子表面電荷為零，分子間靜電排斥作用減弱， 因此吸引力增大， 能相互聚集起來，發(fā)生沉淀。等電點概念 ：蛋白質(zhì)或兩性電解質(zhì) (如氨基酸 )所帶凈電荷為零時溶液的 pH，此時蛋白質(zhì)或兩性電解質(zhì)在電場中的遷移率為零。7.結(jié)晶概念：溶質(zhì)呈晶態(tài)從溶液中析出的過程稱為結(jié)晶。過程：過飽和溶液的形成；晶核的生成；晶體的生長。影響結(jié)晶因素： 溶液濃度；樣品純度；溶劑； PH；溫度；時間。方法：鹽析法；加飽和鹽溶液；透析法；有機溶劑（直接加有機溶劑或者利用揮發(fā)性溶劑蒸發(fā)結(jié)晶） ；

6、等電點；其它（溫度差，加入金屬離子）等。8.有機沉淀法原理：向蛋白質(zhì)等生物大分子的水溶液中加入一定量親水性的有機溶劑，能顯著降低蛋白質(zhì)等生物大分子的溶解度，使其沉淀析出。常用有機溶劑 ：乙醇、丙酮、甲醇等。9.固相析出分離技術(shù)主要有：結(jié)晶法、鹽析法、有機溶劑沉淀法和等電點沉淀法。10.離子交換法概念：是應(yīng)用離子交換劑作為吸附劑， 通過靜電引力將溶液中帶相反電荷的物質(zhì)吸附在離子交換劑上， 然后用合適的洗脫機將吸附物從離子交換劑上洗脫下來，從而達到分離、濃縮、純化的目的。常用離子交換劑 ：人工高聚物作載體的離子交換樹脂；多糖作載體的學(xué)習(xí)必備歡迎下載多糖基離子交換劑。分類；一.按樹脂骨架的主要成分分

7、 ：（1）聚苯乙烯型樹脂（ 2）聚苯烯酸型樹脂（ 3）多乙烯多氨環(huán)氧氯苯烷樹脂（ 4）酚醛樹脂二 .按骨架的物理結(jié)構(gòu)來分 ：（1）凝膠型樹脂（ 2）大網(wǎng)格樹脂（ 3）均孔樹脂三 .按活性基團分類 ：陽離子交換樹脂：（1）強酸性陽離子交換樹脂（磺酸基團和次甲酸磺酸基團） （2）弱酸性陽離子交換樹脂（羧基和酚羥基）陰離子交換樹脂 :（1）強堿性陰離子交換樹脂（季銨基團） （2）弱堿性陰離子交換樹脂（伯胺基。仲胺基）離子交換樹脂的理化性能： 交聯(lián)度；交換容量；粒度和形狀；滴定曲線；穩(wěn)定性；膨脹性。影響離子交換樹脂選擇因素 ：離子化合價；離子的水化半徑；溶液濃度；離子強度；溶液的 PH；有機溶劑的影響

8、；樹脂的物理結(jié)構(gòu)的影響；樹脂與離子間的輔助力影響離子交換速度的因素 ：樹脂粒度；樹脂的交聯(lián)度；溶液流速；溫度；離子的大??；離子的化合價；離子濃度。離子交換技術(shù)的一般流程 ：原料液的預(yù)處理原料液與離子交換樹脂的充分接觸淋洗交換樹脂把離子交換樹脂上的有用物質(zhì)解吸并洗脫下來離子交換樹脂的再生。11.層析柱裝柱的操作方法： 首先選好柱子，一般柱子的直徑與長度比為 1:1050；凝膠柱可以選 1:100200，同時將柱子洗滌干凈。 將層析用的基質(zhì)（如吸附劑、樹脂、凝膠等）在適當(dāng)?shù)娜軇┗蚓彌_液中溶脹，并用適當(dāng)濃度的酸（ 0.5N1N）、堿（0.5N1N）、鹽（ 0.5M1M ）溶液洗滌處理，以除去其表面可

9、能吸附的雜質(zhì)。然后用去離子水（或蒸餾水）洗滌干凈并真空抽氣（吸附劑等與溶液混合在一起） ，以除去其內(nèi)部的氣泡。關(guān)閉層析柱出水口，并裝入 1/3 柱高的緩沖液，并將處理好的吸附劑等緩慢地倒入柱中，使其沉降約 3cm 高。打開出水口，控制適當(dāng)流速，使吸附劑等均勻沉降， 并不斷加入吸附劑溶液。（吸附劑的多少根據(jù)分離樣品的多少而定。 ）最后使柱中基質(zhì)表面平坦并在表面上留有 23cm 高的緩沖液，同時關(guān)閉出水口。12.親和層析原理：親和層析是一種吸附層析，抗原（或抗體）和相應(yīng)的抗體（或抗原）發(fā)生特異性結(jié)合，而這種結(jié)合在一定的條件下又是可逆的。所以將抗原（或抗體）固相化后，就可以使存在液相中的相應(yīng)抗體（或

10、抗原）選擇性地結(jié)合在固相載體上，借以與液相中的其他蛋白質(zhì)分開，達到分離提純的目的。影響吸附劑親和力的因素：配基濃度；空間障礙；配基與載體的學(xué)習(xí)必備歡迎下載結(jié)合位點；載體孔徑。13.疏水作用層析概念： 固定相由非極性物質(zhì) (如烴類、苯基等 )組成的層析。非極性分子間或分子的非極性基團間具有吸引力，不同分子的非極性基團與固定相非極性物質(zhì)結(jié)合的強弱不同，從而達到分離。多用于蛋白質(zhì)分析和分離。原理：蛋白質(zhì)表面一般有疏水與親水集團，疏水層析是利用蛋白質(zhì)表面某一部分具有疏水性，與帶有疏水性的載體在高鹽濃度時結(jié)合。在洗脫時，將鹽濃度逐漸降低，因其疏水性不同而逐個地先后被洗脫而純化，可用于分離其它方法不易純化

11、的蛋白質(zhì)。14.過濾概念：在推動力或者其他外力作用下懸浮液（或含固體顆粒發(fā)熱氣體）中的液體（或氣體）透過介質(zhì)，固體顆粒及其物質(zhì)被過濾介質(zhì)截留， 從而使固體及其他物質(zhì)與液體 （或氣體） 分離的操作。原理：利用物質(zhì)的溶解性差異，將液體和不溶于液體的固體分離開來的一種方法類型：（ 1）常規(guī)過濾（ 2）錯流過濾15.助濾劑濾餅作用助濾劑原理： 通過加入助濾劑改變進入濾池之前的顆?；驗V料表面性質(zhì)、 電性與尺寸。 改變?yōu)V料表面性質(zhì)可提高顆粒向濾料遷移速度與黏附效率； 改變進入濾池懸浮顆粒的表面性質(zhì)與尺寸可提高顆粒黏附效率。按照該機理形成的聚合物 顆粒絮體，使顆粒和黏附作用都得到加強。助濾劑的主要種類有：聚

12、合無機高分子（如聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁） 合成有機高分子 （如聚丙烯酰胺、 HAC陽離子絮凝劑）天然有機高分子 （如骨膠、 海藻酸鈉） 氧化劑 （如氯、 臭氧、二氧化氯等）。助濾劑使用方法：（1）在過濾之前先在過濾介質(zhì)表面預(yù)涂一層助濾劑；（ 2）助濾劑按一定比例均勻加入待過濾的料液中。濾餅 ：過濾介質(zhì)一般有一定孔徑的紗布或不銹鋼網(wǎng)。過濾介質(zhì)一般是形成濾餅用的。真正起到過濾作用的是濾餅。濾餅的孔隙較過濾介質(zhì)小。截留能力大。所以，在實驗時一般將頭一定體積的濾液重新過濾。過濾介質(zhì)、濾餅都有一定的過濾阻力。過濾介質(zhì)阻力是不變的。而隨著過濾的進行，濾餅不斷變厚。阻力不斷增加。過濾速度不斷減小16.提取：

13、 通過溶劑 (如乙醇 )處理、蒸餾、脫水、經(jīng)受壓力或離心力作用，或通過其他化學(xué)或機械工藝過程從物質(zhì)中制取 (如組成成分或汁液 )。謂經(jīng)過提煉而取得。學(xué)習(xí)必備歡迎下載17. 精制： 從一種物質(zhì)中把不需要的成分除去18. 萃?。豪萌苜|(zhì)在互不相容的兩相之間分配系數(shù)的不同而使溶質(zhì)得到純化或濃縮的技術(shù)。萃取選取的原因：（ 1）萃取劑分子至少有一個萃取功能基（2）萃取劑分子中必須有相當(dāng)長的鏈烴或芳烴（ 3）選擇性好、萃取容量大、化學(xué)和輻射穩(wěn)定性強、容易與原料液分層、操作安全等。影響因素 ：（1） PH，溫度鹽析（2）有機溶劑的選擇（3）帶溶劑（ 4）乳化和去乳化19.細胞破碎常用的技術(shù)： （ 1）高壓勻

14、漿法（ 2）高速珠磨法（ 3）超聲波法（ 4）化學(xué)法（ 5）酶解法（ 6）滲透壓沖擊法（ 7）凍結(jié)-融化法（ 8）干燥法常用的溶酶 ：溶菌酶、透明質(zhì)酸酶、蛋白酶、脂肪酶、核酸酶等。20. 高壓勻漿法的原理： 細胞懸浮液在高壓作用下從閥座與閥之間的環(huán)隙高速噴出后撞擊到碰撞環(huán)上， 細胞在受到高速撞擊后， 幾句釋放到低壓環(huán)境，從而在撞擊力和剪切力等綜合作用下破碎影響因素： 壓力、循環(huán)操作次數(shù)和溫度21. 化學(xué)滲透法破碎細胞的特點： 速度低，效率差，且化學(xué)或生化試劑的添加形成新的污染，但化學(xué)滲透法選擇性高，胞內(nèi)產(chǎn)物的總釋放率低，可有效抑制核酸的釋放，料液粘度小，有利于后處理。22.珠磨法破碎細胞的影響

15、因素：攪拌速度、料液的循環(huán)速度、細胞懸浮液的濃度、珠粒大小和數(shù)量、溫度等。23.發(fā)酵液預(yù)處理降低液體黏度常用的方法：（ 1）加熱（ 2）凝聚和絮凝（ 3）變性沉淀（4）調(diào)節(jié) PH24.加入電解質(zhì)凝聚劑的目的發(fā)酵液中的細胞，菌體或蛋白質(zhì)等膠體粒子 ide 表面都帶有同種電荷，使得這些膠體粒子之間相互排斥，保持一定距離而不互相凝聚。另外，這些膠體粒子和水有高度的親和性，其表面很容易吸住水分，形成一層水膜，從而使膠體粒子呈分散狀態(tài)。在發(fā)酵液中加入電解質(zhì)，就能中和膠體粒子的電性， 奪取膠體粒子表面的水分子，破壞其表面的水膜，從而使膠體粒子能直接碰撞而聚集起來。25.絮凝絮凝的主要影響因素概念：是指使用

16、絮凝劑， 在懸浮粒子之間產(chǎn)生架橋作用而使膠粒形成粗大的絮凝團的過程。原理：絮凝劑一般為高分子聚合物， 具有長鏈線狀結(jié)構(gòu)， 容易溶于水，其相對分子質(zhì)量高達數(shù)萬至 1000 萬以上，在長的鏈節(jié)上含有相當(dāng)多的活性功能團。絮凝劑的功能團能強烈地吸附在膠粒的表面，由于一個高分子絮凝劑的長鏈節(jié)上含有相當(dāng)多的活性功能團，所以一個絮凝劑分子可分別吸附在不同顆粒的表面，從而產(chǎn)生架橋鏈接。學(xué)習(xí)必備歡迎下載絮凝的影響因素：主要是絮凝劑的相對分子質(zhì)量和種類、絮凝劑用量、溶液的 PH、攪拌速度和時間等。26.干燥過程、常用的干燥方法和設(shè)備完整的干燥工藝過程： 是由加熱系統(tǒng)、原料供給系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、氣流輸送系統(tǒng)

17、和控制系統(tǒng)組成?？煞譃閮蓚€階段：恒速干燥和降速干燥。常用的干燥方法： 常壓干燥、減壓干燥、噴霧干燥和冷凍干燥等。常用設(shè)備：廂式干燥器、真空干燥器、冷凍干燥器、管式氣流干燥器、沸騰干燥器、噴霧干燥器等。27.常用的固液分離方法有：過濾、沉降和離心分離。28.浸取技術(shù)，影響因素概念：用溶劑浸漬固體混合物以分離可溶組分及殘渣的單元操作。又稱固液萃取。影響因素： 固體物質(zhì)的顆粒度；溶劑的用量及浸取次數(shù)；溫度；浸取時間；攪拌；溶劑的PH29.平衡水分： 與一定狀態(tài)的濕空氣充分接觸后，物料中不能除去的水分稱為平衡水分。30.自由水分： 物料中超過平衡水分的那部分水分稱自由水分。31.滲透蒸發(fā)： 是通過滲透選擇膜，在膜兩側(cè)組分的蒸氣分壓的作用下，使液體混合物部分蒸發(fā)，從而達到分離的一種膜分離方法。原理：膜前側(cè)的組分在膜表面溶解，進而向膜內(nèi)擴散，再透過膜而蒸發(fā)，利用膜的選擇透過性，可使含量少的溶質(zhì)透過膜得以分離。常用設(shè)備： 板框式滲透池；卷筒式滲透池。32.物料含水量的表示方法及計算公式（ 1）. 濕基含水量 ：濕物料中所含水分的質(zhì)量分率稱為濕物料的濕基含水量。濕物料中水分的質(zhì)量 / 濕物料總質(zhì)量（ 2）. 干基含水量 ：不含水分的物料通常稱為絕對干料 . 濕物料中的水分