生物分離與純化技術(shù)知識(shí)點(diǎn)歸納

1、生物分離與純化技術(shù)知識(shí)點(diǎn)歸納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(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)和生物體本身分離并純化對(duì)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(lái)源：（1）動(dòng)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(diǎn)：（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(guò)程容易失活（3）生物材料中生化組分?jǐn)?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(biāo)準(zhǔn)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）通入適當(dāng)?shù)奈?/p>

2、劑中，利用吸附劑對(duì)料液（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(jī)將吸附的組分從吸附劑上解吸下來(lái)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(jī)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(wú)機(jī)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(duì)具有極性基團(tuán)的化合物吸附力較大；對(duì)芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物；對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量大的化合物的吸附力大于相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物。影響吸附的因素：吸附劑的性質(zhì)；吸附物的性質(zhì)；吸附條件（溫度、PH、鹽的濃

3、度）、溶劑的影響。3.膜分離技術(shù)概念：指物質(zhì)在推動(dòng)力作用下由于傳遞速度不同而得到分離的過(guò)程。特點(diǎn)：易于操作；成本低、壽命長(zhǎng)；高效；常溫下操作無(wú)相態(tài)的變化，分離精度高，沒(méi)有二次污染；膜材質(zhì)的價(jià)格高；操作過(guò)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(rùn)，數(shù)小時(shí)候（約4小時(shí)以）傾去水，再用上法浸泡12小時(shí)，使用前再用適量溫蒸餾水清洗一次。微孔濾過(guò)膜截留粒子的范圍：0.110m的粒子。4.液膜分離技術(shù)概念：是一種以液膜為分離介質(zhì)，以濃度差為推動(dòng)力的分離操作，是

4、屬于液液系統(tǒng)的傳質(zhì)分離過(guò)程。組成：膜溶劑；表面活性劑；流動(dòng)載體；膜增強(qiáng)劑。分類：乳狀液膜；支撐液膜。液膜分離步驟：制備液膜；液膜萃?。怀吻宸蛛x；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(shí)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(jī)酸；應(yīng)用酶反應(yīng)和酶萃??；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；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(diǎn)

5、沉淀法基本原理：兩性生化物質(zhì)在溶液PH處于等電點(diǎn)時(shí)，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(lái)，發(fā)生沉淀。等電點(diǎn)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(shí)溶液的pH，此時(shí)蛋白質(zhì)或兩性電解質(zhì)在電場(chǎng)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(guò)程稱為結(jié)晶。過(guò)程：過(guò)飽和溶液的形成；晶核的生成；晶體的生長(zhǎng)。影響結(jié)晶因素：溶液濃度；樣品純度；溶劑；PH；溫度；時(shí)間。方法：鹽析法；加飽和鹽溶液；透析法；有機(jī)溶劑（直接加有機(jī)溶劑或者利用揮發(fā)性溶劑蒸發(fā)結(jié)晶）；等電點(diǎn)；其它（溫度差，加入金屬離子）等。8.有機(jī)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

6、水性的有機(jī)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(jī)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(jī)溶劑沉淀法和電點(diǎn)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(guò)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(jī)將吸附物從離子交換劑上洗脫下來(lái)，從而達(dá)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；多糖作載體的多糖基離子交換劑。分類：1）.按樹脂骨架的主要成分分：聚苯乙烯型樹脂聚苯烯酸型樹脂多乙烯多氨環(huán)氧氯苯烷樹脂酚醛樹脂。2）.按骨架的物理結(jié)構(gòu)來(lái)分：凝膠型樹脂大網(wǎng)格樹脂均孔樹脂3）.

7、按活性基團(tuán)分類：陽(yáng)離子交換樹脂：強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂（磺酸基團(tuán)和次甲酸磺酸基團(tuán)）弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂（羧基和酚羥基）陰離子交換樹脂:強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂（季銨基團(tuán)）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(jià)；離子的水化半徑；溶液濃度；離子強(qiáng)度；溶液的PH；有機(jī)溶劑的影響；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?。浑x子的化合價(jià)；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

8、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(lái)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(zhǎng)度比為1:1050；凝膠柱可以選1:100200，同時(shí)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，

9、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(shí)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(dá)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；配基與載體的結(jié)合位點(diǎn)；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

10、極性基團(tuán)間具有吸引力，不同分子的非極性基團(tuán)與固定相非極性物質(zhì)結(jié)合的強(qiáng)弱不同，從而達(dá)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(tuán)，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(shí)結(jié)合。在洗脫時(shí)，將鹽濃度逐漸降低，因其疏水性不同而逐個(gè)地先后被洗脫而純化，可用于分離其它方法不易純化的蛋白質(zhì)。14.過(guò)濾概念：在推動(dòng)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(guò)介質(zhì)，固體顆粒及其物質(zhì)被過(guò)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(lái)的一種方法類型：（1）常

11、規(guī)過(guò)濾（2）錯(cuò)流過(guò)濾15.助濾劑濾餅作用助濾劑原理：通過(guò)加入助濾劑改變進(jìn)入濾池之前的顆粒或?yàn)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?yàn)V料遷移速度與黏附效率；改變進(jìn)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(jī)理形成的聚合物C顆粒絮體，使顆粒和黏附作用都得到加強(qiáng)。助濾劑的主要種類有：聚合無(wú)機(jī)高分子（如聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁）合成有機(jī)高分子（如聚丙烯酰胺、HAC陽(yáng)離子絮凝劑）天然有機(jī)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(guò)濾之前先在過(guò)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(guò)濾的料液中。濾餅：過(guò)濾介質(zhì)一般有一定

12、孔徑的紗布或不銹鋼網(wǎng)。過(guò)濾介質(zhì)一般是形成濾餅用的。真正起到過(guò)濾作用的是濾餅。濾餅的孔隙較過(guò)濾介質(zhì)小。截留能力大。所以，在實(shí)驗(yàn)時(shí)一般將頭一定體積的濾液重新過(guò)濾。過(guò)濾介質(zhì)、濾餅都有一定的過(guò)濾阻力。過(guò)濾介質(zhì)阻力是不變的。而隨著過(guò)濾的進(jìn)行，濾餅不斷變厚。阻力不斷增加。過(guò)濾速度不斷減小16.提?。和ㄟ^(guò)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(guò)其他化學(xué)或機(jī)械工藝過(guò)程從物質(zhì)中制取(如組成成分或汁液)。謂經(jīng)過(guò)提煉而取得。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(gè)萃取功

13、能基（2）萃取劑分子中必須有相當(dāng)長(zhǎng)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(qiáng)、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(jī)溶劑的選擇（3）帶溶劑（4）乳化和去乳化19.細(xì)胞破碎常用的技術(shù)：（1）高壓勻漿法（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(xì)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(xì)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

14、次數(shù)和溫度21.化學(xué)滲透法破碎細(xì)胞的特點(diǎn)：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(xì)胞的影響因素：、攪拌速度、料液的循環(huán)速度、細(xì)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(xì)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