生物分離工程(孫彥)1-4章部分答案

生物分離工程(孫彥)1-4章部分答案匯報(bào)人：AA2024-01-24緒論生物分離基本原理細(xì)胞破碎與固液分離技術(shù)沉淀分離技術(shù)目錄01緒論生物分離工程是生物工程的重要組成部分，旨在從生物原料中提取、分離和純化目標(biāo)產(chǎn)物。生物分離工程涉及多種技術(shù)和方法，如沉淀、萃取、層析、電泳等，用于實(shí)現(xiàn)生物大分子、細(xì)胞、細(xì)胞器等不同級別的分離。生物分離工程在生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)保等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。生物分離工程概述20世紀(jì)50年代后，隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展，生物分離工程逐漸成為一個(gè)獨(dú)立的研究領(lǐng)域。近年來，隨著基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等高通量技術(shù)的發(fā)展，生物分離工程在生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。早期的生物分離技術(shù)主要基于物理和化學(xué)原理，如蒸餾、結(jié)晶等。生物分離工程發(fā)展歷史生物分離工程應(yīng)用領(lǐng)域用于藥物的生產(chǎn)和純化，如抗生素、激素、疫苗等。用于植物和微生物的育種和基因工程，以及農(nóng)產(chǎn)品的加工和保鮮。用于食品添加劑、功能性食品和飲料的生產(chǎn)和質(zhì)量控制。用于廢水處理、固體廢棄物處理和大氣污染治理等。生物醫(yī)藥農(nóng)業(yè)食品環(huán)保02生物分離基本原理03影響因素溶質(zhì)和溶劑的性質(zhì)、溫度、壓力等。01溶解度表示溶質(zhì)在溶劑中的溶解能力，受溫度、壓力、溶質(zhì)和溶劑性質(zhì)影響。02分配系數(shù)描述溶質(zhì)在兩種不相溶溶劑中的分配情況，是分離過程的重要參數(shù)。溶解度與分配系數(shù)溶質(zhì)在固體表面或固體內(nèi)部的富集現(xiàn)象，分為物理吸附和化學(xué)吸附。吸附解吸影響因素吸附的逆過程，即被吸附物質(zhì)從固體表面或內(nèi)部脫離出來。吸附劑的性質(zhì)、溶質(zhì)的性質(zhì)、溫度、壓力、溶液pH等。030201吸附與解吸利用膜的選擇性透過性實(shí)現(xiàn)不同組分的分離。膜分離微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜等。膜的種類膜的性質(zhì)、料液的性質(zhì)、操作條件（如壓力、溫度）等。影響因素膜分離原理利用不同物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相之間的分配差異進(jìn)行分離的方法。色譜法吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、凝膠色譜等。色譜類型固定相的性質(zhì)、流動(dòng)相的性質(zhì)、操作條件（如流速、溫度）等。影響因素色譜分離原理03細(xì)胞破碎與固液分離技術(shù)

細(xì)胞破碎方法機(jī)械法通過研磨、攪拌或高壓均質(zhì)等方式使細(xì)胞壁破裂，釋放出細(xì)胞內(nèi)容物。物理法利用超聲波、微波、激光或高壓電脈沖等物理手段破碎細(xì)胞?；瘜W(xué)法使用有機(jī)溶劑、表面活性劑或酶等化學(xué)試劑破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞內(nèi)容物釋放出來。沉淀法通過改變?nèi)芤簵l件使目標(biāo)物質(zhì)沉淀下來，實(shí)現(xiàn)固液分離。過濾法利用濾膜或?yàn)V器將懸浮在液體中的固體顆粒截留下來，達(dá)到分離目的。離心法利用離心力將懸浮在液體中的固體顆粒甩到容器壁上，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。固液分離技術(shù)通過高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將混合物中的不同成分分離開來。離心機(jī)專門用于離心沉淀的設(shè)備，可將懸浮在液體中的固體顆?？焖俪恋硐聛?。離心沉淀器利用離心力進(jìn)行萃取分離的設(shè)備，適用于液-液萃取體系。離心萃取器離心分離設(shè)備過濾器超濾膜納濾膜反滲透膜過濾與膜分離設(shè)備用于過濾懸浮在液體中的固體顆粒的設(shè)備，根據(jù)過濾精度可分為粗濾器、精濾器等。具有納米級孔徑的薄膜，可截留分子量更小的物質(zhì)，用于高純度溶液的制備。一種具有微孔結(jié)構(gòu)的薄膜，可截留分子量較大的物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)溶液的凈化與分離。一種半透膜，可使水分子通過而截留溶解在水中的無機(jī)鹽、有機(jī)物等雜質(zhì)，達(dá)到純化水的目的。04沉淀分離技術(shù)利用不同物質(zhì)在溶劑中的溶解度差異，通過改變條件使目標(biāo)物質(zhì)從溶液中析出。溶解度差異加入沉淀劑與溶液中的目標(biāo)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶性的沉淀物。沉淀劑作用通過調(diào)節(jié)溶液的pH值，改變目標(biāo)物質(zhì)的電荷狀態(tài)和溶解度，從而實(shí)現(xiàn)沉淀分離。pH值調(diào)節(jié)沉淀分離原理常用鹽類硫酸銨、氯化鈉等中性鹽是常用的鹽析劑。操作步驟在蛋白質(zhì)溶液中加入中性鹽，攪拌后靜置，使蛋白質(zhì)充分沉淀，然后進(jìn)行分離和洗滌。鹽析原理高濃度的鹽離子可降低蛋白質(zhì)的溶解度，使其從溶液中析出。鹽析法沉淀蛋白質(zhì)沉淀原理有機(jī)溶劑可降低溶液的介電常數(shù)，增加蛋白質(zhì)分子間的相互作用力，使蛋白質(zhì)析出。常用有機(jī)溶劑乙醇、丙酮等是常用的有機(jī)溶劑。操作步驟在蛋白質(zhì)溶液中加入有機(jī)溶劑，攪拌后靜置，使蛋白質(zhì)充分沉淀，然后進(jìn)行分離和洗滌。有機(jī)溶劑沉淀法030201選擇性原理利用某些物質(zhì)與特定成分的選擇性反應(yīng)，生成難溶