微生物學(xué)第四章 酶的分離純化

1、2022-3-15第四章第四章 酶的分離純化酶的分離純化及產(chǎn)品成型及產(chǎn)品成型第四章第四章 酶的分離純化及產(chǎn)品成型酶的分離純化及產(chǎn)品成型重點重點（2）酶的分離純化：沉淀分離、離心）酶的分離純化：沉淀分離、離心 分離、膜過濾、層析分離、電泳分離分離、膜過濾、層析分離、電泳分離（4）酶純化過程）酶純化過程 的純度監(jiān)測的純度監(jiān)測本章知識點：本章知識點：（1 1）細(xì)胞的破碎、酶的提取）細(xì)胞的破碎、酶的提取（3 3）酶液的濃縮、結(jié)晶、干燥、成型）酶液的濃縮、結(jié)晶、干燥、成型一、生物下游加工技術(shù)一、生物下游加工技術(shù)u下游加工過程下游加工過程包括目標(biāo)產(chǎn)物的提取、濃縮、純化及包括目標(biāo)產(chǎn)物的提取、濃縮、純化及 成

2、品化等過程。成品化等過程。 大多數(shù)酶大多數(shù)酶的回收純化過程成本約占的回收純化過程成本約占70%70%； 醫(yī)用酶醫(yī)用酶的生產(chǎn)回收過程的成本高達(dá)的生產(chǎn)回收過程的成本高達(dá)85%85%； 基因工程表達(dá)產(chǎn)物基因工程表達(dá)產(chǎn)物的回收純化過程成本一般占的回收純化過程成本一般占85-85-90%90%以上以上； 青霉素青霉素回收過程成本約占回收過程成本約占50%50%； 乙醇乙醇的回收過程成本僅占的回收過程成本僅占14%14%。二、分離純化的一般流程二、分離純化的一般流程發(fā)酵液發(fā)酵液細(xì)胞分離（離心、過濾）細(xì)胞分離（離心、過濾） 細(xì)胞細(xì)胞清液清液細(xì)胞破碎細(xì)胞破碎碎片分離碎片分離粗分離粗分離純化純化成品化成品化線路

3、線路2線路線路1（胞內(nèi)酶）（胞內(nèi)酶）（胞外酶）（胞外酶）預(yù)處理預(yù)處理發(fā)酵液發(fā)酵液預(yù)處理預(yù)處理細(xì)胞分離細(xì)胞分離細(xì)胞破碎細(xì)胞破碎細(xì)胞碎片分離細(xì)胞碎片分離初步分離初步分離純化純化成品加工成品加工（胞外酶）（胞外酶） 人干擾素是一種重要蛋白類生物藥品，具有抗癌和治療肝人干擾素是一種重要蛋白類生物藥品，具有抗癌和治療肝炎等作用。炎等作用。Yonehara等人：等人：醋酸鋅鹽析醋酸鋅鹽析離子交換層析離子交換層析硫酸銨鹽析硫酸銨鹽析銅螯合層析銅螯合層析疏水層析疏水層析凝膠電泳凝膠電泳staehelin等人：等人：硫酸銨鹽析硫酸銨鹽析免疫親和層析免疫親和層析陽離子交換層析陽離子交換層析（83.0%）（62.7

4、%）（96.2%）（46.0%）（78.3%）（88.9%）共六步，總收率僅為共六步，總收率僅為16%僅三步，總收率達(dá)僅三步，總收率達(dá)81.0%首先首先，應(yīng)對被純化的酶的應(yīng)對被純化的酶的理化性質(zhì)理化性質(zhì)有一個比較全面的有一個比較全面的 了解了解;其次其次，判斷采用的方法和條件是否得當(dāng)，始終以，判斷采用的方法和條件是否得當(dāng)，始終以活力活力 回收率回收率和和純化倍數(shù)純化倍數(shù)為指標(biāo)；為指標(biāo)；再者再者，在純化工作中，往往在純化工作中，往往不宜重復(fù)不宜重復(fù)采用相同的步驟采用相同的步驟 和條件；和條件；最后最后，要嚴(yán)格，要嚴(yán)格控制操作條件控制操作條件。在實踐工作中選擇方法時在實踐工作中選擇方法時:酶分離純

5、化方法酶分離純化方法離心分離、凝膠過濾、膜分離離心分離、凝膠過濾、膜分離鹽析沉淀、有機(jī)溶劑沉淀、共沉淀、鹽析沉淀、有機(jī)溶劑沉淀、共沉淀、等電點沉淀等電點沉淀離子交換層析、電泳分離、等電聚焦離子交換層析、電泳分離、等電聚焦選擇性熱變性法、選擇性酸堿變性法、選擇性熱變性法、選擇性酸堿變性法、選擇性表面變性法選擇性表面變性法親和層析、免疫電泳、免疫沉淀親和層析、免疫電泳、免疫沉淀分離依據(jù)的性質(zhì)分離依據(jù)的性質(zhì)分離方法分離方法分大小、輕重分大小、輕重溶解度大小溶解度大小穩(wěn)定性差異穩(wěn)定性差異電荷性質(zhì)電荷性質(zhì)親和作用親和作用發(fā)酵液發(fā)酵液預(yù)處理預(yù)處理細(xì)胞分離細(xì)胞分離細(xì)胞破碎細(xì)胞破碎細(xì)胞碎片分離細(xì)胞碎片分離初步

6、分離初步分離純化純化成品加工成品加工（胞外酶）（胞外酶）第一節(jié)第一節(jié) 酶的提取分離（酶溶液的制備）酶的提取分離（酶溶液的制備）方法：方法：（1 1）加熱）加熱 適用于耐熱的酶，加適當(dāng)?shù)拿副Ｗo(hù)劑。適用于耐熱的酶，加適當(dāng)?shù)拿副Ｗo(hù)劑。 （2 2）加凝聚劑或絮凝劑）加凝聚劑或絮凝劑 （3 3）調(diào)）調(diào)pHpH值值一、發(fā)酵液的預(yù)處理一、發(fā)酵液的預(yù)處理目的：目的：降低粘度，便于固液分離。降低粘度，便于固液分離。發(fā)酵液發(fā)酵液預(yù)處理預(yù)處理細(xì)胞分離細(xì)胞分離細(xì)胞破碎細(xì)胞破碎細(xì)胞碎片分離細(xì)胞碎片分離初步分離初步分離純化純化成品加工成品加工（胞外酶）（胞外酶）二、細(xì)胞破碎二、細(xì)胞破碎只對胞內(nèi)酶只對胞內(nèi)酶（1 1）機(jī)械破

7、碎法）機(jī)械破碎法（2 2）物理破碎法）物理破碎法（3 3）化學(xué)破碎法）化學(xué)破碎法（4 4）酶促破碎法）酶促破碎法超聲波超聲波細(xì)胞破碎機(jī)細(xì)胞破碎機(jī)細(xì)胞破碎珠細(xì)胞破碎珠高壓細(xì)胞破碎機(jī)高壓細(xì)胞破碎機(jī)電動玻璃勻漿機(jī)電動玻璃勻漿機(jī)利用機(jī)械力的攪拌，剪切或研碎細(xì)胞。利用機(jī)械力的攪拌，剪切或研碎細(xì)胞。組織搗碎機(jī)組織搗碎機(jī)，細(xì)胞研磨器細(xì)胞研磨器，勻漿器等勻漿器等。（一）機(jī)械破碎法（一）機(jī)械破碎法高壓勻漿器高壓勻漿器細(xì)胞懸浮液細(xì)胞懸浮液加工后的細(xì)胞勻漿加工后的細(xì)胞勻漿閥座閥座碰撞環(huán)碰撞環(huán)閥杠閥杠珠磨機(jī)珠磨機(jī) 通過溫度，壓力，聲波等各種物理因素的作用，通過溫度，壓力，聲波等各種物理因素的作用，將組織細(xì)胞破碎的方法

8、。將組織細(xì)胞破碎的方法。凍融法凍融法、壓差法壓差法、超聲波法超聲波法。（二）（二） 物理破碎法物理破碎法通過各種化學(xué)試劑對細(xì)胞膜的作用，而使細(xì)胞破通過各種化學(xué)試劑對細(xì)胞膜的作用，而使細(xì)胞破碎的方法。碎的方法。有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑：如甲苯，丙酮，丁醇，氯仿等。：如甲苯，丙酮，丁醇，氯仿等。 非離子型表面活性劑非離子型表面活性劑：吐溫、催通等。：吐溫、催通等。（三（三 ）化學(xué)破碎法）化學(xué)破碎法微生物種類微生物種類酶酶細(xì)菌細(xì)菌酵母酵母霉菌霉菌植物細(xì)胞植物細(xì)胞（四）酶促破碎法（四）酶促破碎法（1 1）自溶法）自溶法（自身酶）自身酶）（2 2）酶處理）酶處理（外加酶）（外加酶）溶菌酶溶菌酶- -葡聚糖酶葡聚

9、糖酶幾丁質(zhì)酶幾丁質(zhì)酶纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶機(jī)械破碎機(jī)械破碎搗碎法搗碎法研磨法研磨法勻漿法勻漿法 物理破碎物理破碎溫度差破碎法溫度差破碎法壓力差破碎法壓力差破碎法超聲波破碎法超聲波破碎法 化學(xué)破碎化學(xué)破碎有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑表面活性劑表面活性劑酶促破碎酶促破碎自溶法自溶法外加酶法外加酶法通過機(jī)械運動產(chǎn)生的剪切通過機(jī)械運動產(chǎn)生的剪切力，使組織、細(xì)胞破碎。力，使組織、細(xì)胞破碎。通過各種物理因素的作用，通過各種物理因素的作用，使組織、細(xì)胞的外層結(jié)構(gòu)破使組織、細(xì)胞的外層結(jié)構(gòu)破壞，而使細(xì)胞破碎。壞，而使細(xì)胞破碎。通過各種化學(xué)試劑對細(xì)胞通過各種化學(xué)試劑對細(xì)胞膜的作用，而使細(xì)胞破

10、碎膜的作用，而使細(xì)胞破碎通過細(xì)胞本身的酶系或外通過細(xì)胞本身的酶系或外加酶制劑的催化作用，使加酶制劑的催化作用，使細(xì)胞外層結(jié)構(gòu)受到破壞細(xì)胞外層結(jié)構(gòu)受到破壞細(xì)胞破碎方法及其原理細(xì)胞破碎方法及其原理三、酶的提取三、酶的提取 指在一定的條件下，用適當(dāng)?shù)闹冈谝欢ǖ臈l件下，用適當(dāng)?shù)娜軇┤軇┨幚砗幚砗冈?，使酶原料，使酶酶充分充分溶解溶解到溶劑中的過程，又稱到溶劑中的過程，又稱抽提。抽提。原料原料溶劑溶劑酶酶（一）提取方法（一）提取方法 四稀：四?。合←}稀鹽、稀酸稀酸、稀堿稀堿、稀有機(jī)溶劑稀有機(jī)溶劑，水。，水。提取方法提取方法提取對象提取對象 稀鹽溶液稀鹽溶液 稀酸溶液稀酸溶液 稀堿溶液稀堿溶液 稀有機(jī)

11、溶劑稀有機(jī)溶劑在低濃度鹽溶液中溶解度較大的酶在低濃度鹽溶液中溶解度較大的酶在稀酸溶液中溶解度大且穩(wěn)定的酶在稀酸溶液中溶解度大且穩(wěn)定的酶在稀堿溶液中溶解度大且穩(wěn)定的酶在稀堿溶液中溶解度大且穩(wěn)定的酶與脂質(zhì)結(jié)合牢固或含較多非極性與脂質(zhì)結(jié)合牢固或含較多非極性基團(tuán)的酶基團(tuán)的酶（二）提取過程中的注意事項（二）提取過程中的注意事項不超出酶的不超出酶的酸堿穩(wěn)定范圍酸堿穩(wěn)定范圍；最好最好遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離待提取酶的待提取酶的等電點等電點。010左右，尤其是采用有機(jī)溶劑提取時。左右，尤其是采用有機(jī)溶劑提取時。3、提取液體積（用量）：、提取液體積（用量）： 為含酶原料體積的為含酶原料體積的25倍。可一次抽提，也可分幾倍?？梢?/p>

12、次抽提，也可分幾次反復(fù)抽提。次反復(fù)抽提。提高酶的穩(wěn)定性。提高酶的穩(wěn)定性。1 1、pHpH值：值：2 2、溫度：、溫度：4 4、加保護(hù)劑：、加保護(hù)劑：第二節(jié)第二節(jié) 酶的沉淀分離、離心和膜過濾技術(shù)酶的沉淀分離、離心和膜過濾技術(shù)鹽析沉淀法鹽析沉淀法有機(jī)溶劑沉淀法有機(jī)溶劑沉淀法等電點沉淀法等電點沉淀法聚乙二醇沉淀法聚乙二醇沉淀法復(fù)合物沉淀法復(fù)合物沉淀法一、沉淀分離法一、沉淀分離法（一）鹽析沉淀法（一）鹽析沉淀法常用中性鹽：常用中性鹽：（NHNH4 4）2 2SOSO4 4 優(yōu)點：優(yōu)點：溶解度大，溫度系數(shù)小；溶解度大，溫度系數(shù)??； 價廉易得；價廉易得； 可保護(hù)酶。可保護(hù)酶。1 1、鹽析操作、鹽析操作（1

13、 1）硫酸銨的飽和度）硫酸銨的飽和度100%（NH4）2SO4 的飽和度（的飽和度（%）=實際濃度實際濃度飽和濃度飽和濃度0.4 S = 40%（飽和度）（飽和度）（2）調(diào)整鹽濃度的方法）調(diào)整鹽濃度的方法加飽和（加飽和（NH4）2SO4 溶液：溶液：VV0（S2 - S1）1 - S2=V0 原來溶液的體積原來溶液的體積V 所需加入飽和硫酸銨的體積所需加入飽和硫酸銨的體積S1 原來溶液的硫酸銨飽和度原來溶液的硫酸銨飽和度S2 所需達(dá)到的硫酸銨飽和度所需達(dá)到的硫酸銨飽和度 例：將例：將2升升0.2S的硫酸銨的硫酸銨溶液提升至溶液提升至0.5S，需加飽和，需加飽和硫酸銨溶液多少升？溶液體硫酸銨溶液

14、多少升？溶液體積增加多少倍？積增加多少倍？加固體（加固體（NH4）2SO4 ：WB（S2 - S1）1 - AS2=W 將將1L飽和度為飽和度為S1的溶液提高到的溶液提高到 S2所所要添加的固體硫酸銨要添加的固體硫酸銨克克數(shù)；數(shù)；A、B 與溫度有關(guān)的經(jīng)驗常數(shù)與溫度有關(guān)的經(jīng)驗常數(shù) 例：某酶制劑廠生產(chǎn)蛋例：某酶制劑廠生產(chǎn)蛋白酶發(fā)酵液白酶發(fā)酵液20噸，要求硫酸噸，要求硫酸銨的飽和度達(dá)到銨的飽和度達(dá)到40%，計算，計算需要加入硫酸銨多少需要加入硫酸銨多少kg?（25）經(jīng)驗常數(shù)經(jīng)驗常數(shù)010202530A0.2710.2810.2900.2940.298B（g/L）514.72525.05536.345

15、41.24545.88（mol/L）3.093.974.064.104.13加入飽和加入飽和硫酸銨溶液硫酸銨溶液 溶液體積不大，溶液體積不大，要達(dá)到的鹽濃度不高要達(dá)到的鹽濃度不高加入固體加入固體硫酸銨硫酸銨 當(dāng)溶液體積較大，要當(dāng)溶液體積較大，要達(dá)到的鹽濃度又較高達(dá)到的鹽濃度又較高2 2、為了得到較好的鹽析效果，應(yīng)控制下列因素：、為了得到較好的鹽析效果，應(yīng)控制下列因素：（1 1）不同酶不同酶，鹽析時所需的，鹽析時所需的鹽濃度鹽濃度各不相同。各不相同。（2 2）加鹽操作時，防止）加鹽操作時，防止局部鹽濃度過高局部鹽濃度過高，防止產(chǎn)生，防止產(chǎn)生泡沫泡沫。（3 3）pHpH值值和和溫度溫度：等電點附近

16、，室溫或低溫操作。：等電點附近，室溫或低溫操作。（5 5）脫鹽脫鹽：超濾、透析或?qū)游觥＃撼瑸V、透析或?qū)游觥＃?）蛋白質(zhì)濃度蛋白質(zhì)濃度：一般控制在：一般控制在2.53.0% 為宜。為宜。（二）有機(jī)溶劑沉淀法（二）有機(jī)溶劑沉淀法1、作用原理、作用原理 去水膜；去水膜；降低介電常數(shù)；降低介電常數(shù)；破壞氫鍵。破壞氫鍵。2、操作注意、操作注意 低沸點，易燃易爆；低溫操作，沉淀析出后要盡低沸點，易燃易爆；低溫操作，沉淀析出后要盡快分離。快分離。（三）等電點沉淀（三）等電點沉淀1、原理、原理2、實際操作、實際操作 與其他方法一起使用（鹽析、有機(jī)溶劑沉淀、復(fù)與其他方法一起使用（鹽析、有機(jī)溶劑沉淀、復(fù)合沉淀）。

17、合沉淀）。 單獨使用時，主要是用于從粗酶液中除去某些等單獨使用時，主要是用于從粗酶液中除去某些等電點相距較大的雜蛋白電點相距較大的雜蛋白 。3、注意、注意 加酸堿調(diào)節(jié)加酸堿調(diào)節(jié)pHpH值時，防止局部酸堿過高。值時，防止局部酸堿過高。（四）選擇性變性沉淀法（四）選擇性變性沉淀法p1、熱變性法熱變性法：根據(jù)目的酶與雜蛋白熱穩(wěn)定性差異，根據(jù)目的酶與雜蛋白熱穩(wěn)定性差異，可以在較高溫度下，使雜蛋白變性沉淀，而酶則保持可以在較高溫度下，使雜蛋白變性沉淀，而酶則保持可溶狀態(tài)。可溶狀態(tài)。p2、酸堿變性法：酸堿變性法：目的酶與雜蛋白的酸堿穩(wěn)定性不目的酶與雜蛋白的酸堿穩(wěn)定性不同，可以調(diào)整同，可以調(diào)整pHpH使雜蛋

18、白變性沉淀。使雜蛋白變性沉淀。 選擇一定的條件使酶液中存在的某些蛋白質(zhì)等選擇一定的條件使酶液中存在的某些蛋白質(zhì)等雜雜質(zhì)質(zhì)變性沉淀，而不影響所需的酶。變性沉淀，而不影響所需的酶。第二節(jié)第二節(jié) 酶的沉淀分離、離心和膜過濾技術(shù)酶的沉淀分離、離心和膜過濾技術(shù)鹽析沉淀法鹽析沉淀法有機(jī)溶劑沉淀法有機(jī)溶劑沉淀法等電點沉淀法等電點沉淀法選擇性變性沉淀法選擇性變性沉淀法第二次作業(yè)：第二次作業(yè)：1 1、設(shè)計一套詳細(xì)方案，從自然界中篩選產(chǎn)、設(shè)計一套詳細(xì)方案，從自然界中篩選產(chǎn)蛋白酶的微生物菌種。蛋白酶的微生物菌種。二、膜過濾技術(shù)在酶二、膜過濾技術(shù)在酶分離純化中的應(yīng)用分離純化中的應(yīng)用 借助于一定孔徑的半透膜，將不同大小

19、、不同形借助于一定孔徑的半透膜，將不同大小、不同形狀和不同特性的物質(zhì)顆?；蚍肿舆M(jìn)行分離的技術(shù)。狀和不同特性的物質(zhì)顆粒或分子進(jìn)行分離的技術(shù)。二、膜過濾技術(shù)在酶分離純化中的應(yīng)用二、膜過濾技術(shù)在酶分離純化中的應(yīng)用 膜分離技術(shù)已被國際上公認(rèn)為膜分離技術(shù)已被國際上公認(rèn)為2020世世紀(jì)末至紀(jì)末至2121世紀(jì)中期最有發(fā)展前途，甚世紀(jì)中期最有發(fā)展前途，甚至?xí)?dǎo)致一次工業(yè)革命的重大生產(chǎn)技至?xí)?dǎo)致一次工業(yè)革命的重大生產(chǎn)技術(shù)，所以可以稱為前沿技術(shù)，是世界術(shù)，所以可以稱為前沿技術(shù)，是世界各國研究的熱點。各國研究的熱點。 廣泛應(yīng)用于生物工程、化學(xué)、制藥、廣泛應(yīng)用于生物工程、化學(xué)、制藥、飲料、電力、冶金、海水淡化、資源飲

20、料、電力、冶金、海水淡化、資源再生等領(lǐng)域。再生等領(lǐng)域。滲出液滲出液膜膜分離技術(shù)的地位和影響分離技術(shù)的地位和影響l 美國官方文件曾說美國官方文件曾說“18世紀(jì)電器改變了整個工業(yè)進(jìn)程世紀(jì)電器改變了整個工業(yè)進(jìn)程，而，而20世紀(jì)膜技術(shù)將改變整個面貌世紀(jì)膜技術(shù)將改變整個面貌”，“目前沒有一種目前沒有一種技術(shù)，能像膜技術(shù)這么廣泛地被應(yīng)用技術(shù)，能像膜技術(shù)這么廣泛地被應(yīng)用”l 日本日本和歐洲和歐洲則把膜技術(shù)作為則把膜技術(shù)作為21世紀(jì)的基盤技術(shù)進(jìn)行研世紀(jì)的基盤技術(shù)進(jìn)行研究和開發(fā)究和開發(fā)。l “誰掌握了膜技術(shù)，誰就掌握了化學(xué)工業(yè)的未來誰掌握了膜技術(shù)，誰就掌握了化學(xué)工業(yè)的未來”- Norman N. Li，美國科學(xué)

21、院院士，著名華裔科學(xué)家。美國科學(xué)院院士，著名華裔科學(xué)家。l 膜分離已得到廣泛應(yīng)用膜分離已得到廣泛應(yīng)用。21世紀(jì)是工業(yè)生物技術(shù)的世世紀(jì)是工業(yè)生物技術(shù)的世紀(jì)，膜技術(shù)將扮演重要角色。紀(jì)，膜技術(shù)將扮演重要角色。（一）膜分離的類型（一）膜分離的類型滲透（滲透（ Osmosis）透析（透析（Dialysis ）微濾（微濾（Microfiltration）超濾（超濾（Ultrafiltration）納濾（納濾（Nanofiltration ）反滲透（反滲透（Reverse Osmosis）1、按推動力不同：、按推動力不同：（2）壓力差膜分離：）壓力差膜分離：（3）電位差膜分離：）電位差膜分離：（1）擴(kuò)散膜分

22、離：）擴(kuò)散膜分離：電滲析（電滲析（Electrodialysis）2 2、按膜孔徑或截留物質(zhì)的大?。骸茨た讖交蚪亓粑镔|(zhì)的大?。何V微濾 超濾超濾 納濾納濾 、電滲析、電滲析 、透析、透析 反滲透反滲透膜孔徑膜孔徑大大小小灰塵灰塵細(xì)菌細(xì)菌病毒病毒生物大分子生物大分子生物小分子生物小分子鹽類鹽類水水請將下列物質(zhì)按從大到小的順序排列：請將下列物質(zhì)按從大到小的順序排列：病毒病毒生物大分子生物大分子生物小分子生物小分子鹽類鹽類水水灰塵灰塵細(xì)菌細(xì)菌病毒病毒生物大分子生物大分子生物小分子生物小分子鹽類鹽類水水灰塵灰塵細(xì)菌細(xì)菌病毒病毒生物大分子生物大分子生物小分子生物小分子鹽類鹽類水水灰塵灰塵細(xì)菌細(xì)菌病毒病

23、毒生物大分子生物大分子生物小分子生物小分子鹽類鹽類水水膜膜微濾（微濾（MF）超濾（超濾（UF）納濾（納濾（NF）反滲透濾（反滲透濾（RO）灰塵灰塵細(xì)菌細(xì)菌（0.2-2um）（10-200nm）（2nm）（2-10nm）各種膜分離法的原理和應(yīng)用范圍各種膜分離法的原理和應(yīng)用范圍膜分離法膜分離法截留的顆粒大小截留的顆粒大小截留的主要物質(zhì)截留的主要物質(zhì)過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例微濾微濾（MF）0.22um灰塵、細(xì)菌灰塵、細(xì)菌微孔濾膜微孔濾膜除菌，回收除菌，回收菌菌超超 濾濾（UF）10nm200nm生物大分子生物大分子及以上及以上超濾膜超濾膜蛋白質(zhì)、多蛋白質(zhì)、多肽和多糖的肽和多糖的回收和濃縮回收

24、和濃縮納納 濾濾（NF）2nm10nm生物小分子生物小分子及以上及以上納濾膜納濾膜脫鹽、濃縮脫鹽、濃縮反滲透反滲透（RO）2nm鹽類及以上鹽類及以上反滲透膜反滲透膜鹽、氨基酸、鹽、氨基酸、糖的濃縮、糖的濃縮、淡水制造淡水制造1、微、微 濾濾(MF)又稱微孔過濾，是以微濾膜作為過濾介質(zhì)的膜分離技術(shù)。又稱微孔過濾，是以微濾膜作為過濾介質(zhì)的膜分離技術(shù)。（1）操作壓力：）操作壓力：低于低于0.1 MPa。（2）應(yīng)用：）應(yīng)用： 實驗室和生產(chǎn)中通常利用微濾實驗室和生產(chǎn)中通常利用微濾技術(shù)除去或收集酶發(fā)酵液中的細(xì)胞。技術(shù)除去或收集酶發(fā)酵液中的細(xì)胞。 無菌水、礦泉水、純生啤酒的生無菌水、礦泉水、純生啤酒的生產(chǎn)。

25、熱敏性藥物和營養(yǎng)物質(zhì)的過濾除產(chǎn)。熱敏性藥物和營養(yǎng)物質(zhì)的過濾除菌等。菌等。（二）酶分離純化中幾種常見的膜分離技術(shù)（二）酶分離純化中幾種常見的膜分離技術(shù)細(xì)胞細(xì)胞水水鹽鹽大大分分子子小小分分子子2、 超超 濾濾(UF) 可截留溶液中溶解的可截留溶液中溶解的大分子大分子物質(zhì)，而透過物質(zhì)，而透過小分子小分子物質(zhì)。物質(zhì)。（1）操作壓力：）操作壓力：0.10.7MPa。（2）應(yīng)用：）應(yīng)用： 一是分離純化，使高分一是分離純化，使高分子物質(zhì)與低分子物質(zhì)分離；子物質(zhì)與低分子物質(zhì)分離； 二是溶液的濃縮。二是溶液的濃縮。大分子大分子水水鹽鹽小小分分子子 納濾膜主要用于截留粒徑在納濾膜主要用于截留粒徑在210nm，分子

26、量分子量為為1000左右左右的物質(zhì)，可以使的物質(zhì)，可以使鹽鹽和和小分子小分子物質(zhì)透過，物質(zhì)透過，操作壓（操作壓（0.51MPa）。3、納、納 濾濾(NF)水水鹽鹽小分子小分子大分子大分子4、 反滲透反滲透(RO) 在壓力作用下，溶劑（通常是水）透過膜，而溶在壓力作用下，溶劑（通常是水）透過膜，而溶質(zhì)被阻擋于膜壁外。質(zhì)被阻擋于膜壁外。（1）操作壓力：）操作壓力：0.713 MPa。（2）應(yīng)用：）應(yīng)用： 在酶液的濃縮、無離子水的制備、海水淡化等方在酶液的濃縮、無離子水的制備、海水淡化等方面廣泛應(yīng)用。面廣泛應(yīng)用。溶質(zhì)溶質(zhì) 水水水水膜膜溶質(zhì)溶質(zhì) 水水水水膜膜滲透反滲透5 5、電滲析、電滲析 在電場作用

27、下，帶電離子透過膜向兩極移動，而在電場作用下，帶電離子透過膜向兩極移動，而達(dá)到分離的目的。達(dá)到分離的目的。酶液酶液膜膜膜膜+-+-應(yīng)用：應(yīng)用：電滲析主要用于酶液或其他溶液的脫鹽、海電滲析主要用于酶液或其他溶液的脫鹽、海 水淡化、純水制備等水淡化、純水制備等透析袋透析袋酶溶液酶溶液蒸餾水蒸餾水l應(yīng)用：應(yīng)用：主要用于生物大分主要用于生物大分子溶液的子溶液的脫鹽脫鹽。l不適于大規(guī)模不適于大規(guī)模生物分離過生物分離過程。程。6 6、透析、透析鹽類鹽類 水水膜膜透析水水膜膜滲透1、若除去酶溶液中的鹽分，可采用下面哪種分離方式？（、若除去酶溶液中的鹽分，可采用下面哪種分離方式？（ ） A.板框過濾板框過濾

28、B.微濾微濾 C.超濾超濾 D.反滲透反滲透2、若除去酶溶液中的生物小分子，可采用下面哪種分離方式？、若除去酶溶液中的生物小分子，可采用下面哪種分離方式？（ ） A.板框過濾板框過濾 B、微濾、微濾 C.超濾超濾 D.反滲透反滲透3、在采用微生物發(fā)酵生產(chǎn)殼聚糖酶時，若采用膜過濾的方法除、在采用微生物發(fā)酵生產(chǎn)殼聚糖酶時，若采用膜過濾的方法除去發(fā)酵液中的菌體細(xì)胞，可采用哪種膜分離方式？去發(fā)酵液中的菌體細(xì)胞，可采用哪種膜分離方式？ 用生產(chǎn)所得的殼聚糖酶來降解殼聚糖生產(chǎn)殼寡糖時，反應(yīng)用生產(chǎn)所得的殼聚糖酶來降解殼聚糖生產(chǎn)殼寡糖時，反應(yīng)完成后，可采用哪種膜分離方法除去反應(yīng)液中的殼聚糖酶？完成后，可采用哪種膜分離方法除去反應(yīng)液中的殼聚糖酶？練習(xí)：練習(xí)：三、膜分離技術(shù)的基本流程三、膜分離技術(shù)的