生物分离工程
生物分离工程总结
1，生物分离工程：是指从发酵液，酶反应液或动植物细胞培养液中分离，纯化生物产品的过程。
它描述了生物产品的分离，纯化过程的原理，方法和设备，因为它处于整个生物产品生产过程的后端，所以也称为生物工程下游技术。
2，凝集：通过加入无机盐，在无机盐作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成块状絮凝体的过程。
3，絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
4，离心分离：是指在离心场的作用下，将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。
5，过滤：发酵液通过一种多孔介质，固体颗粒被截留的过程。
6，滤饼过滤：固体颗粒沉积于过滤介质表面形成滤渣层。
7，深层过滤：固体颗粒进入并沉积于多孔孔道内，溶液经孔道缝隙流过滤渣。
8，细胞破碎：是采用一定的方法，在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术，是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质的基础。
9，机械破碎法：通过机械运动产生的剪切力使组织细胞破碎。
10，物理破碎法：通过各种物理因素作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。
生物分离工程（下游加工过程）11，化学破碎法：通过各种化学试剂对细胞膜的作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。
12，通过细胞本身酶系或外加酶催化剂的催化作用，使外层结构破坏。
13，超声破碎法：在超声波作用下，液体发生空化作用，空穴的形成，增大和闭合产生极大的冲击波和剪切力，使细胞破碎。
14，空化作用：指存在于液体中的微气核空化泡在声波作用下发生变化，声压达到一定值，在声波纵向传插负压区，空泡化增大，在声波传播的正压区，空泡闭合，在反复增大，闭合中，空泡化崩溃，崩溃的瞬间，产生巨大的剪切力。
15，酶解法：利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞，使细胞壁受到破坏后，再利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜。
16，酶解—自溶作用：利用生物体自身产生的酶来溶胞，而不需要外加其他酶。
《生物分离工程》课程笔记
《生物分离工程》课程笔记第一章绪论一、生物分离工程的历史及应用1. 历史生物分离工程的历史可以追溯到古代酿酒和面包制作时期，但作为一个独立领域的发展始于20世纪。
早期的生物分离技术主要依靠自然现象，如沉淀、结晶等。
随着科技的发展，尤其是生物技术的崛起，生物分离工程逐渐形成一门独立的学科，并得到了迅速发展。
2. 应用生物分离技术在医药、食品、农业、环境保护等领域有广泛的应用。
例如，在疫苗生产中，需要从细胞培养液中分离出病毒或细菌；在抗生素提取中，需要从发酵液中提取抗生素；在蛋白质纯化中，需要从混合蛋白质中分离出目标蛋白质；在果汁澄清中，需要去除果汁中的悬浮固体等。
二、生物分离过程的特点1. 复杂性生物分离过程涉及生物大分子（如蛋白质、核酸、多糖等）的分离和纯化，这些生物大分子在结构和性质上具有很高的复杂性，因此生物分离过程也具有较高的复杂性。
2. 多样性生物分离过程中，针对不同的生物大分子和混合物，需要采用不同的分离方法和工艺，因此生物分离过程具有很高的多样性。
3. 灵敏度生物大分子在分离过程中容易受到外界因素的影响，如温度、pH值、离子强度等，因此生物分离过程需要严格控制条件，具有很高的灵敏度。
4. 易失活性生物大分子在分离过程中容易发生变性、降解等失活现象，因此生物分离过程需要尽量减少这些失活现象的发生。
5. 高价值生物大分子往往具有很高的经济价值，如药物、生物制品等，因此生物分离过程需要高效、高收率地分离目标物质，以满足市场需求。
第二章过滤一、过滤基本概念及预处理1. 过滤基本概念过滤是一种基于孔径大小实现固体与流体分离的技术。
在生物分离工程中，过滤技术被广泛应用于细胞培养液、发酵液、酶反应液等混合物的初步分离和纯化。
过滤过程中，混合物通过过滤介质（如滤纸、滤膜等），固体颗粒被拦截在过滤介质上，而流体则通过过滤介质流出，从而实现分离。
2. 预处理为了提高过滤效率，通常需要对混合物进行预处理。
《生物分离工程》知识点整理
生物分离工程第一章(绪论)生物分离工程的定义和过程生物分离工程定义（名词解释）：为提取生物产品时所需的原理、方法、技术及相关硬件设备的总称，指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程。
过程：目标产物捕获目标产物初步纯化(萃取、沉淀、吸附等方法)目标产物高度纯化和精制细胞分离三种手段：重力沉降离心沉降过滤第二章离心分离原理和方法：原理：离心沉降是在离心力的作用下发生的。
单位质量的物质所受到的离心力：式中：r为离心半径，即从旋转轴心到沉降颗粒的距离；ω为旋转角速度；N为离心机的转数，s－1方法：（1）差速离心分级（2）区带离心（差速区带离心、平衡区带离心）离心分离设备：离心力（转速)的大小：低速离心机、高速离心机、超离心机按用途：分析性、制备性按工业应用：管式离心机、碟片式离心机实验室用以离心管式转子离心机，离心操作为间歇式悬浮液的预处理方法和目的：方法：1.加热：最简单和最廉价的处理方法。
黏度、促凝聚、固体成分体积、破坏凝胶结构、增加空隙率调pH值：方法简单有效、成本低廉2.凝聚：在凝聚剂(如铝盐、铁盐、石灰和NaCl)作用下，细胞蛋白质等胶体去稳定，并聚集成1mm大小的凝聚块的过程。
（机理：破坏双电层，水解后胶体吸附，氢键结合等）3.絮凝：在絮凝剂高分子聚合电解质的作用下，胶体颗粒和聚合电解质交连成网，形成10mm大小的絮凝团过程。
（机理：絮凝剂主要起中和电荷、桥架和网络作用）4.惰性助滤剂：一种颗粒均匀、质地坚硬的粒状物质，用于扩大过滤表面的适应范围，减轻细小颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞。
（使用方法：预涂层；按一定比率混合。
助滤剂种类：硅藻土、纤维素、未活化的炭、炉渣、重质碳酸钙等。
）目的：提高过滤速度和过滤质量是过滤操作的目标。
各种细胞破碎技术原理和优缺点：原理：许多生物产物在细胞培养过程中保留在细胞内，需破碎细胞，使目标产物选择性地释放到液相。
生物分离工程试题库及答案
生物分离工程试题库及答案一、单选题1. 生物分离工程是指将生物体内所需的活性成分从混合物中分离出来的一种工程技术。
以下哪项不是生物分离工程的应用领域？A. 制药工业B. 酿酒工业C. 农业生产D. 燃料生产答案：D2. 下列哪个选项中的方法不属于常见的生物分离工程方法？A. 附着法B. 膜分离法C. 蒸馏法D. 萃取法答案：C3. 生物分离工程中常用的分离技术包括以下哪些？A. 膜分离法B. 萃取法D. 离心法答案：A、B、C、D4. 以下哪个选项中的分离方法不适合于高分子物质的分离？A. 膜分离法B. 结晶法C. 离心法D. 沉淀法答案：B5. 在生物分离工程中，选择合适的分离方法时需要考虑以下哪些因素？A. 成本因素B. 分离效率C. 操作难度D. 原料来源答案：A、B、C、D二、多选题1. 生物分离工程中，以下哪些因素会影响酶的活性？B. pH值C. 浓度D. 氧气含量答案：A、B、C、D2. 下列哪些应用领域可以运用生物分离工程技术？A. 制药领域B. 酿酒领域C. 化妆品领域D. 电子领域E. 食品工业答案：A、B、C、E三、简答题1. 生物分离工程的基本原理是什么？简要描述分离原理。
答案：生物分离工程的基本原理是利用不同物质在特定条件下的物理化学性质的差异，将混合物中的目标物质与其他物质分离开来。
常见的分离原理包括按照溶解度、相对分子大小、疏水性等特性进行分离。
2. 生物分离工程在制药领域的应用有哪些？举例说明。
答案：生物分离工程在制药领域的应用非常广泛，可以用于提取药物原料、纯化药物、分离杂质等。
例如，通过膜分离法可以将药物原料与废弃物质分离开来，提高纯度；通过离心法可以分离出生物制剂中的细胞碎片和溶液，得到纯度更高的药物。
四、应用题生物分离工程在食品工业中的应用越来越广泛，请你分析以下场景并给出解决方案。
场景描述：某食品工厂生产的食品中含有一种特殊的营养成分，但是这种营养成分并不稳定，容易在加工过程中被破坏。
生物分离工程
生物分离工程生物分离工程是指采用物理、化学和生物学方法将生物体或其组成部分从混合物中分离出来，并纯化得到目标物质的一种工程领域。
该领域涉及到许多专业知识，包括生物学、生化学、物理化学等多个学科的理论和技术，应用广泛。
生物分离工程的目的是将生物体中的目标物分离出来，以便进行药物发现、分析化学以及生命科学研究等方面的应用。
生物分离工程包括生物分离过程、分离器设备及工艺控制等多个方面。
生物分离过程是将混合物中的目标物通过特定的工艺流程进行分离，得到纯化的目标物质。
一般包括以下几个步骤：（1）前处理：对样品进行初步处理，如细胞破碎、离心、过滤等。
（2）初步分离：将混合溶液通过某些技术方法进行初步分离，如各种色谱技术、电泳分离、凝胶柱分离等。
（3）中间分离：在初步分离的基础上，对样品进一步处理，如双向电泳、反渗透膜分离、超重力分离等。
（4）终极分离：最后通过某些技术，将目标物质从混合物中完全分离出来，如聚集素层析、反转移层析、凝胶电泳等。
分离器设备是指在生物分离过程中使用的各种设备，根据不同的分离过程，分离器设备也有所不同。
例如，在分离蛋白质时，最常用的分离器设备是各种色谱技术和电泳分离设备，而在分离细胞时，采用的设备则主要是离心机、过滤器等。
工艺控制是指对生物分离工程中各个步骤进行控制和调节，以确保分离工艺的有效性和纯化度的提高。
常用的工艺控制手段包括调节温度、压力、流量等系列参数的控制，并且可以采用自动化操作，进一步提高生物分离工程的自动化程度。
生物分离工程的应用非常广泛，包括生命科学研究、药物研发、食品工业以及纯化工程、环境保护等方面。
例如，在药物研发中，生物分离工程用于分离制备药物，提高药物纯度和效果；在食品工业中，生物分离工程用于提高食品的品质和安全性；在环境保护中，生物分离工程可用于处理污水和有害气体等。
总之，生物分离工程是一项复杂、细致的研究领域，在各个行业都有广泛的应用。
随着科技的发展和人们对生命科学研究的不断深入，生物分离工程将会越来越得到关注和重视，为人们的生活和健康做出更大的贡献。
生物分离工程复习纲要
生物分离工程复习纲要--裴武第一章绪论1.生物分离工程在生物技术中的地位？答: 生物技术的重要目的是运用培养微生物、动物细胞、植物细胞来生产对人有用的产品, 而分离纯化过程是生物产品工程的重要环节。
因此, 生物分离工程是生物技术的重要组成部分, 是生物技术转化为生产力所不可缺少的重要环节, 在生物技术研究和产业发展中发挥着重要作用, 其技术进步限度对于保持和提高各国在生物技术领域内的经济竞争力有至关重要的作用。
2.生物分离工程的特点是什么？答: 生物分离是从生物材料、微生物的发酵液、生物反映液或动植物细胞的培养液中分离并纯化有关产品（如具有药理活性作用的蛋白质等）的过程, 又称为下游加工过程。
生物工程的重要特点是生物制品多种多样; 常无固定操作方法可循;生物材料组成非常复杂, 分离操作环节多, 不易获得高收率; 培养液（或发酵液）中所含目的物浓度很低, 而杂质含量却很高; 分离进程必须保护化合物的生理活性; 生物活性成分离开生物体后, 易变性、破坏。
3.生物分离工程可分为几大部分, 分别涉及哪些单元操作？答: 生物分离工程可分为可分为不溶物的去除、产物分离、产品的纯化及产品的精制四大部分。
不溶物的去除涉及过滤、离心和细胞破碎, 通过这些单元操作使产物浓度和质量得到了提高。
产物分离涉及离子互换吸附、萃取等。
其中萃取又分为溶剂萃取、反微团萃取、超临界流体萃取和双水相萃取等。
以上分离过程不具有特异性, 只是进行初分可提高产物浓度和质量。
产品的纯化涉及色谱、电泳、沉淀等单元操作, 这些技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。
产品的精制涉及结晶及干燥等单元操作。
4.在设计下游分离过程前, 必须考虑哪些问题方能保证我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？答: 在设计下游分离过程前, 通常要注意以下几个问题:1)生物材料的组成成分非常复杂, 有数百种甚至更多, 各种化合物的形状、大小、相对分子质量和理化性质都各不相同, 有的迄今还是未知物, 并且这些化合物在分离时仍在不断的代谢变化中。
生物分离工程
生物分离工程名词解释1、错流过流：料液流动方向与过滤介质平行的过滤属于错流过滤。
其常用的过滤介质为微孔滤膜或超滤膜。
2生物分离工程：指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液中分离、纯化生物产品的过程。
3. 盐析：蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低、发生沉淀的现象4、沉淀：是指在溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低，生成无定形固体从溶液中析出的过程。
5、等电点沉淀：指利用蛋白质在PH等于其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分离的方法。
6、萃取：萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液（原料）中提取出来的方法。
7、带溶剂：是指易溶于溶剂中并能够和溶质形成复合物且此复合物在一定条件下又容易分解的物质，也称为化学萃取剂。
8、细胞破碎：是指利用各种方法去破坏细胞壁和细胞膜，使胞内产物有效的释放出来。
9、包含体：包含体是聚集蛋白形成的浓密颗粒，呈无定形或类晶体。
10、乳化现象：是一种液体分散在另一种不相混合的液体中的现象。
11、超临界流体：是温度和压力同时高于临界值的流体，亦即压缩到具有接近液体密度的气体。
12、超临界流体萃取：是指利用超临界流体作为萃取剂，从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性成分，以达到分离和纯化的目的。
13、蒸发浓缩：是利用加热的方法使溶液中的一部分溶剂（通常为水）汽化后除去，得到含较高浓度溶质的一种操作过程。
14、结晶：是溶液中的溶质在一定条件下因分子有规则的排列而结合成晶体的过程。
15、双水相萃取：利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。
16、分离：是利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异，通过适当的装置和方法，使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一区域的过程。
17、亲和沉淀：亲和沉淀是利用蛋白质与特定分子（配基、基质、辅酶）之间高度专一作用而设计的一种特殊选择性的分离技术。
18、重结晶：第一章1、生物分离工程主要目标产品类型：直接产物，即由发酵直接生产，分离过程从发酵罐流出物开始间接产物：即由发酵过程得到细胞或酶，再经转化和修饰得到产品。
生物分离工程
绪论1、生物分离工程的定义：从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2、生物分离工程特点：1发酵液或培养液是产物浓度很低的水溶液；2培养液是多组分的混合物；3生化产品的稳定性差；4对最终产品的质量要求高。
3、生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？答：1、发酵液的预处理与固液分离，过滤(filtration) 、离心(centrifugation) 2、初步纯化，沉淀(precipitation) 、萃取(extraction) 、吸附(adsorption )、膜分离(membrane separation) 3、高度纯化，色谱(chromatography )、电泳(electrophoresis) 4、成品加工，结晶(crystallization) 、干燥(drying)。
4、在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？答：1、产品价值2、产品质量3、产物在生产过程中出现的位置4、杂质在生产过程中出现的位置。
5、产品和主要杂质独特的物化性质6、不同分离方法的技术经济比较。
5、阐述生物分离工程的发展动向。
答、1、基础理论研究2、提高分离过程的选择性3、开发分离介质4、提高分离纯化技术5、清洁生产6、规模化、工程化研究6、分离效率的评价：目标产物的浓缩程度、分离纯化程度、回收率第二章细胞分离与破碎Cell isolation and disruption1 如何预处理发酵液？答：1.高价无机离子的去除方法去除钙离子：通常使用草酸。
去除镁离子：加入三聚磷酸钠，与镁离子形成络合物。
用磷酸盐处理，也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。
去除铁离子：加入黄血盐，使其形成普鲁士蓝沉淀而除去。
2、杂蛋白质的除去：沉淀、吸附法、变性法、凝聚Coagulation和絮凝flocculation 3.有色物质的去除及其他：使用吸附剂去除有色物质(离子交换剂、离子交换纤维、活性炭等) 、用工业酶制剂可净化发酵产物，除去干扰性浑浊物、使用惰性助滤剂、加入反应剂2 凝聚和絮凝的区别答：凝聚：向胶体悬浮液中加入电解质，由于双电层电位降低，使胶体体系不稳定，胶体粒子间因相互碰撞而产生凝集(1mm左右)的现象。
生物分离工程kaosi
生物分离工程：是指从发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。
凝集：指在投加的化学物质(如水解的凝集剂、铝、铁的盐类或石灰等)作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。
絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
蛋白质复性：又称再折叠，是指变性蛋白质在变性剂去除或浓度降低后，就会自发地从变性的热不稳定状态向热稳定状态转变，形成具有生物学功能的天然结构沉淀：又称为沉析，是指在溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低，生成无定形固体从溶液中析出的过程。
萃取：是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液（原料）中提取出来的方法盐析：蛋白质在高离子强度溶液中溶解度降低，以致从溶液里沉淀出来的现象。
分配定律：在恒温恒压条件下，溶质在互不相溶的两相中分配时，达到分配平衡后，如果其在两相中的相对分子质量相等，则其在两相中的平衡浓度之比为一常数，此常数称为分配常数A，A=c1/c2浓差极化：较高的压力和料液浓度以及缓慢的膜面流速可造成膜表面溶质浓度高于主体浓度，形成高浓度边界层，使料液侧膜面的渗透压升高，有效压差减小的现象。
凝胶极化：是指在膜分离的过程中，由于溶质受到膜的截留作用，不能完全通过膜，溶质在膜表面附近浓度升高，导致膜两侧的有效压差减少，膜的通透量降低，当膜表面附近的浓度超过溶质的溶解度时，溶质析出，并在膜的表面形成凝胶层的过程。
阻滞因素：又称迁移率，是指一定条件下，在相同的时间内某一组分在固定相移动的距离与流动相本身移动的距离之比值，常用Rf(Rf≤1)表示。
正向色谱：是指固定相的极性高于流动相的极性，在这种色谱过程中，非极性分子或极性小的分子比极性大的分子移动速度快，先从柱中流出来；反向色谱：是指固定相的极性低于流动相的极性，在这种色谱过程中，极性大的分子比极性小的分子移动的速度快，而先从柱中流出。
1 第一章 绪论 生物分离工程.
原料液中常存在降解目标产物的杂质， 如可水解目标蛋白质的蛋白酶。
4 生物产品要求高质量
生物产物一般用作医药、食品和化妆品， 与人类生命息息相关。因此，要求分离纯 化过程必须除去原料液中含有的热原 （pyrogen)及具有免疫原性的异性蛋白等 有害人类健康的物质，并且防止这类物质 在操作过程中从外界混入。
分离，又称速度分离法。动力为压力差、电位梯度和磁场 梯度，如超滤、反渗析、电渗析、电泳和磁泳
扩散分离根据溶质在两相中分配平衡状态的差异实现分 离，又称平衡分离法。动力为偏离平衡态的浓度差，如蒸 馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、吸附和离子交换等。
四、生物分离工程的一般步骤和单元操作
1、一般步骤
1) 发酵液的预处理与固液分离； 2) 初步纯化（或称产物的的提取）； 3) 高度纯化（产物的精制）； 4) 成品加工。
2、一般工艺过程：
发酵液
预处理
加热 调pH值 絮凝
碎片分离
离心分离 萃取 过滤 错流过滤
初步纯化
沉淀 吸附 萃取 超滤
细胞分离
沉降
离心分离 过滤
错流过滤
高度纯化
层析 亲和
离子交换 憎水
吸附 电泳
胞外产物
细胞破碎
匀化 研磨 溶胞
成品加工
无菌过滤 超虑 冷冻干燥 喷雾干燥
结晶
五、生物技术加工过程的选择标准
2 化学性质
化学热力学：化学平衡 反应动力学：反应速率 光化学性质：激光激发、离子化
3 生物学性质
分子识别：生物亲和力、生物学识别 传输性质：生物膜运输 反应、响应、控制：酶反应、免疫系统
机械分离：非均相 大小、密度差异，如过滤、重力沉淀、 离心沉淀
生物分离工程重点
1.生物分离工程：是指从发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。
它描述了生物产品分类里、纯化过程的原理、方法和设备。
因为它处于整个生物产品过程的后端，所以也称为生物工程下游技术。
2.生物分离工程的一般流程：（1）发酵液的预处理：主要采用凝聚和絮凝等技术来加速固相、液相分离，提高过滤速度。
过滤和离心是发酵液预处理最基本的单元操作。
（2）产物的提取：可采用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作。
（3）产物的精制：（高度纯化）主要是除去与目标物性质相近的杂质。
这一阶段的单元操作涉及色谱分离技术有层析（包括柱层析和薄层层析）、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱。
（4）成品的加工处理：单元操作主要由浓缩、结晶和干燥。
3.生物分离过程的体系特殊：（1）原料液的特点：生物分离与纯化处理的原料液体系十分复杂，含有为生物细胞、菌体、代谢产物、未耗用的培养基以及各种降解目标产物的杂质；原料液中常存在与目标分子在结构等理化性质上及其相似的分子及异构体，形成用普通方法难于分离的混合物；除少数特定的生化反应系统，原料液是产物浓度很低的水溶液；原料液低于环境变化（热、pH药物等）的能力差，溶液发生活性降低甚至丧失（变性失活）。
（2）对产物的要求：在分离纯化过程中必须保持目标物的生物活性；粗产物的纯度较低，而最终产品要求的纯度却极高；用作医药、食品和化妆品的生物产物与人类生命息息相关，要求最终产品的质量必须符合药典、试剂标准和食品规范等国家标准。
4.发酵液预处理的方法：按预处理的目的分为：提高过滤速度的方法（凝集和絮凝）、改变发酵液性质的方法（调节pH法）和杂质去除的方法三类。
其具体的方法有凝集和絮凝、加热法、调节pH法、加水稀释法、加入助滤剂法、加吸附剂法或加盐法、高价态无机离子去除的方法、可溶性杂蛋白质去除的方法、色素及其他杂质去除的方法等。
5.凝集：是指在投加的化学物质（如水解的凝集剂，铝、铁的盐类或石灰等）作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。
生物分离工程完整版
一、选择题：1、生物分离过程的一般步骤包括___D____。
A、预处理和固液分离B、初步纯化C、高度纯化和成品加工D、A，B和C2、生物悬浮液常用的预处理方法有：____D_____。
A、加热法B、调节悬浮液的pH值的大小C、凝聚和絮凝D、A，B和C3、有机溶液沉淀是利用亲水性的有机溶剂______A____，从而降低溶质的溶解度来实现的。
A、降低水的活度B、降低溶质的浓度C、增加水化层厚度D、提高介质的介电常数5、反胶团萃取是利用两性表面活性剂在____B___有机溶剂中亲___C___性基团自发向内形成反微团的的原理而实现的。
A、极性B、水C、非极性D、脂6、双水相萃取是利用_________B_________的原理。
A、物质在互不相溶的两相间的分配系数的差异B、物质在互不相溶的两水相间的分配系数的差异C、物质在互不相溶的两相间的溶解度的差异D、物质在互不相溶的两水相间的溶解度的差异7、反渗透膜分离的原理是______B________。
A、利用反渗透膜，使溶液中的水能通过而使溶质浓缩的过程B、利用渗透膜，使溶液中的水能通过而使溶质浓缩的过程C、利用渗透膜，使溶液中的溶质能通过而水分子被截留的过程D、利用反渗透膜，使溶液中的溶质能通过而水分子被截留的过程8、电泳分离是利用物质的__B__差异进行分离的方法。
A、在力场中沉降速度B、在电场中泳动速度C、pID、相对分子质量9、细胞的化学破碎的推动力为____B_______。
A、胞内外的蒸汽压差B、胞内外的渗透压差C、机械力D、浓度差二、填空题1、高效液相色谱分离方法中，液-液色谱是以液体作为流动相；以固定在固相载体表面的液体作为固定相。
2、完整的萃取操作过程一共分三个步骤，分别为萃取，洗涤和反萃取。
3、离子交换树脂的组成： ___载体__， _活性基团__和可交换离子。
4、根据分离机理的不同，色谱法可分为吸附色谱，分配色谱，离子交换色谱，凝胶色谱。
生物分离工程
生物分离工程
生物分离工程，也称为生物酶工程，是一项技术，用于从生物体中分离和分离生物分子，特别是酶类的分离。
生物分离工程是一项具有挑战性的技术，它利用了自然界中生物体之间，分子之间的某种化学和物理联系，从而实现了生物体和生物体之间，因而也实现了分子与分子之间的分离，有时甚至可以实现不同基因组的物质的分离。
生物分离工程涉及到2个主要工作步骤：1）通过化学和物理方法，将原始样品中的分子分离出来；2）经过精细的技术，对得到的分子进行细解，进一步提取出有价值的酶及其仿生物体。
体外分离的原则包括化学组分改变，细菌分离，细胞分离，离心分离和膜分离等。
化学组分改变是最常用的原理之一，它通过改变样品的pH值或离子强度，实现分子的有效分离。
细菌分离可以通过替代培养基，修饰培养基或培养环境，从而实现细菌新陈代谢物的有效提取。
细胞分离则将不同种类的细胞从一起混和的物质中，单独分离出来。
离心分离是利用离心力将成分分离出来，它可以提取出细胞及细胞含量高的混合物，从而为进一步细胞分离提供前提。
膜分离是将非常细胞分子从其他颗粒分离出来的一种技术，它的实现原理是利用膜的渗透性将分子分离出来，从而达到分离的效果。
生物分离工程在医药、农业等多个领域有着重要应用，它可以帮助科学家获取有益的酶及其仿生物体，使用它们开发新型药物，优化农作物营养素，生产生物催化剂，等等，从而为人类的生活带来极大的好处。
总之，生物分离工程是一项非常有益的技术，其应用已经深入到了多个领域，为研究者们带来了巨大的帮助，可以使科学家获取具有良好抗病及其他特性的巨大机会，从而推动科学研究取得新的进展。
生物分离工程
单元操作及其适用范围。
1.固液分离：过滤（真菌，细菌，细胞碎片），离心（真菌、病毒、细胞）2.细胞破壁：机械法，酶法，化学法（胞内产品、酶、实验）3.产品分离纯化：蒸馏（乙醇和溶剂回收）萃取（抗生素、酶、精制油）、沉淀（酶），吸附（抗生素），膜技术（脱盐和除热原、蛋白质溶液脱盐），液相色谱（干扰素、血制品、蛋白质和多肽抗生素和多肽）4.水和溶剂的去除浓缩（抗生素，咖啡喝果汁），干燥（多数药物，a-淀粉酶和单细胞蛋白）。
哪些单元操作适用于生物小分子物质的提取？哪些单元操作生物大分子的提取？答：适用于生物小分子的单元操作有：液体萃取、非活性基吸附、低压亲和色谱逆同、高效液相色谱、蒸发、反渗透、超滤。
适用于大分子的单元操作有：过滤、离心、双水相萃取、沉淀，电渗析液相色谱、电泳、等电聚焦、干燥。
生物技术下游加工过程的发展动向：①基础理论研究：选择性分离剂、数学模型②应用研究：提高分离过程选择性、开发新介质、提高分离纯化技术③工程问题研究④改善环境相容性发酵液为何需要预处理？处理方法有哪些？答：因为发酵液中发酵产物浓度较低，含有许多杂质，悬浮颗粒，细胞的相对密度与培养液相似，液相粘度大，大多为非牛顿型液体，需要预处理。
此外，预处理可达到如下目的：⑴改变发酵液的物理性质，包括增大悬浮液中固体粒子的尺寸，降低液体黏度。
促进从悬浮液中固形物的分离速度，提高固液分离的效率。
⑵相对纯化，去除发酵液中的部分杂质（高价无机离子和杂蛋白质），以利于后续各步操作。
⑶尽可能使产物转入便于后处理的一相中（多数是液相）处理方法：加热法；絮凝和凝聚；调节PH；杂蛋白的去除；高价无机离子的去除；助滤剂和反应剂。
凝聚和絮凝过程有何区别？答：凝聚：指在投加的化学物质（铝、铁的盐类）作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１mm 大小块状凝聚体的过程。
机理：中和粒子表面电荷、消除双电层结构、破坏水化膜絮凝：指使用絮凝剂（天然的和合成的大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10mm 大小絮凝团的过程。
生物分离工程
⽣物分离⼯程绪论1、⽣物分离⼯程的定义：从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化⽣物产品的过程。
2、⽣物分离⼯程特点：1 发酵液或培养液是产物浓度很低的⽔溶液；2 培养液是多组分的混合物；3 ⽣化产品的稳定性差；4 对最终产品的质量要求⾼。
3、⽣物分离⼯程可分为⼏⼤部分，分别包括哪些单元操作？答：1、发酵液的预处理与固液分离，过滤(filtration)、离⼼(centrifugation) 2、初步纯化，沉淀(precipitation)、萃取(extraction)、吸附（adsorption）、膜分离(membrane separation)3、⾼度纯化，⾊谱（chromatography）、电泳(electrophoresis)4、成品加⼯，结晶(crystallization)、⼲燥(drying)。
4、在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题⽅能确保我们所设计的⼯艺过程最为经济、可靠？答：1、产品价值2、产品质量3、产物在⽣产过程中出现的位置4、杂质在⽣产过程中出现的位置。
5、产品和主要杂质独特的物化性质6、不同分离⽅法的技术经济⽐较。
5、阐述⽣物分离⼯程的发展动向。
答、1、基础理论研究2、提⾼分离过程的选择性3、开发分离介质4、提⾼分离纯化技术5、清洁⽣产6、规模化、⼯程化研究6、分离效率的评价：⽬标产物的浓缩程度、分离纯化程度、回收率第⼆章细胞分离与破碎Cell isolation and disruption1如何预处理发酵液?答：1.⾼价⽆机离⼦的去除⽅法去除钙离⼦：通常使⽤草酸。
去除镁离⼦：加⼊三聚磷酸钠，与镁离⼦形成络合物。
⽤磷酸盐处理，也能⼤⼤降低钙离⼦和镁离⼦的浓度。
去除铁离⼦: 加⼊黄⾎盐，使其形成普鲁⼠蓝沉淀⽽除去。
2、杂蛋⽩质的除去：沉淀、吸附法、变性法、凝聚Coagulation和絮凝flocculation 3.有⾊物质的去除及其他：使⽤吸附剂去除有⾊物质（离⼦交换剂、离⼦交换纤维、活性炭等）、⽤⼯业酶制剂可净化发酵产物，除去⼲扰性浑浊物、使⽤惰性助滤剂、加⼊反应剂2凝聚和絮凝的区别答：凝聚：向胶体悬浮液中加⼊电解质，由于双电层电位降低，使胶体体系不稳定，胶体粒⼦间因相互碰撞⽽产⽣凝集（1mm左右）的现象。
生物分离工程
生物分离工程1、生物分离工程概念指回收生物产品分离过程的原理与方法。
2、在设计生物分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保所设计的工艺过程最为经济、可靠？（1）产品价值；（2）产品质量；（3）产物在生产过程中出现的位置；（4）杂质在生产过程中出现的位置；（5）主要杂质独特的理化性质是什么；（6）不同分离方法的技术、经济比较。
3、生物分离工程包括哪些单元操作？固液分离过程采用过滤、离心、细胞破碎操作；浓缩阶段采用萃取、吸附、离子交换等操作；纯化环节用沉淀、色谱、电泳等操作；精制步骤采用结晶、干燥。
4、生物分离的依据根据混合物中不同组分间物理、化学和生物学性质的差别。
5、生物分离效率分离效率从两个角度评价：分离方法和设备；分离过程和产品。
（1）分离方法和设备评价指标有分离容量、分离速度、分辨率1）分离容量：单位体积的分离设备（或分离介质）处理物料或目标产物的体积或质量。
2）分离速度：单批次分离所需要的时间，或连续分离的进料速度。
3）分辨率：目标产品的纯化效果或杂质的去除能力。
（2）分离过程和产品从具体分离过程对目标产品的浓缩程度、纯化程度和回收率来评价。
6、细胞分离方法重力沉降、离心沉降、过滤。
1）凝聚是指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层排斥电位的降低，而使胶体体系不稳定的现象。
2）絮凝是指在某些高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使细胞聚集形成粗大的絮凝团的过程。
7、细胞破碎方法机械破碎法、非机械破碎法（物理破碎、化学破碎、酶促破碎法）8、选择破碎方法的依据1）细胞处理量；2）细胞壁强度和结构(高聚物交联程度、种类和壁厚度)；3）目标产物对破碎条件的敏感性；4）破碎程度；5）目标产物的选择性释放。
9、沉淀法基本原理就是采用适当的措施改变溶液的理化参数，控制溶液中各种成分的溶解度，根据不同物质在溶剂中的溶解度不同而达到分离的目的。
10、沉淀法应用范围不仅用于实验室中，因其不需专门设备，且易于放大，也广泛用于生产的制备过程，是分离纯化生物大分子，特别是制备蛋白质和酶时最常用的方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章绪论
1.生物分离工程是指从发酵液、酶反应也活动植物培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2.生物分离的一般流程：发酵液的预处理；提取；精制；成品加工。
第二章发酵液的预处理
1.过滤和离心是最基本的单元操作。
2.凝集是指在投加的化学物质作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝
体的过程。
3.絮凝是指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
4.调节pH法：在进行pH调节时，一般采用草酸等有机酸或某些无机酸来进行。
Ca+经常选用酸化剂为
草酸；Mg+的去除是采用加入磷酸盐，如三磷酸钠；Fe+通常加入黄血盐。
5.影响发酵液过滤的因素：菌种；发酵液粘度。
6.发酵液的过滤设备形式很多，按过滤的推动力分为：重力式过滤器、压力式过滤器、针孔式过滤器和
离心式过滤器。
7.目前国内外对过滤液的分离和过滤常采用的设备为：板框式压滤机；板式压滤机；自动板框式压滤机
和真空过滤机。
第三章细胞分离技术
1.细胞破碎的方法可分为：机械破碎发、物理破碎法、化学渗透法及酶溶法。
2.变性剂的加入，可削弱氢键的作用，使胞内产物相互之间的作用力减弱，从而易于释放。
3.包埋病毒粒子具一定形状和大小的蛋白结晶体，在相差显微镜下呈现强的折光性，由单一多肽构成。
第四章沉淀技术
1.盐析：蛋白是在搞离子强度溶液中溶解度降低，以致从溶液里沉淀出来的现象称为盐析。
2. 常用脱盐处理的方法有：透析法、超滤法及凝胶过滤法。
3．有机溶剂沉淀法的原理：①传统观点认为向蛋白质溶液中加入丙醇或乙醇等有机溶剂，水的活度程度降低，水对蛋白子表面的水化程度降低，即破坏了蛋白子表面的某水化蹭；另外，溶液的介电常数下降，蛋白子分之间的静电引力增大，从而聚集和沉淀。
②新观点认为，有机溶剂可能破坏蛋白质的某种键，使其空间结构发生某种程度的变化，致使一些原来包在内部的疏水基团暴露于表面并与有机溶剂的疏水基团结合形成疏水层，从而是蛋白子沉底，而当蛋白子的空间结构发生变形超过一定程度时，使会导致完全的变性。
第五章萃取技术
1.萃取是利用溶质在互不相容的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成
的溶液中萃取出来的方法。
2.工业上液液萃取的基本过程包括：混合；分离，溶剂回收。
3.单机萃取的计算，Hxf+Lyf=Hx+Ly K=y/x E=KL/H ￡=1/(1+E) 1-￡=E/(1+E)
4.在生化工程中得到广泛应用的双水相体系主要是聚乙二醇-葡聚糖体系和聚乙二醇-无机盐系统。
5.液膜组成：莫溶剂；表面活性剂；流动载体；膜真强剂。
6.夜魔分类：乳状液莫；支撑液膜；流动液膜。
7.液膜萃取机理：单膜迁移机理，又称物理渗透，是根据料液中各种溶质在膜相中的溶解度和扩散
系数的不同而进行的萃取分离；促进迁移机理，又称反萃相化学促进迁移；载体输送机理，利用
膜相中流动载体选择性输送作用的传质机理称为载体输送，又称Ⅱ型促进迁移。
根据向流动载体
功能方式不同，载体输送又分为3种类型：载体促进扩散传递；载体促进你留传递；载体促进并
流传递。
8.反胶团：若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中，并使其溶度超过临界胶束溶度，便会在有机
溶剂内形成聚集体，这种聚集体称为反胶团。
9.反胶团萃取蛋白质，萃取过程是静电引力、疏水力、亲和力或几种力协同作用的结果，其中蛋白
质与表面活性剂极性头间的静电相互作用是主要推动力。
10.浸取的关键在于保持最大的浓度梯度。
11.超临界流体是指物质处于其临界温度和临界压力以上而形成的一种特殊状态的流体。
其特点：①
在临界点附近，密度线聚集于临界点周围，压力或温度的小范围变化，就会一起流体密度的大幅
度变化；②超临界流体的密度和溶剂化能力接近液体，年度和扩散系数接近气体，在临界点附近
流体的物理化学性质随温度和压力的变化极其敏感，在不改变化学组成的条件下即可通过压力调
节流体的性质；③在临界点附近，会出现流体的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有
流体的物性发生剧烈变化的现象。
12.超临界流体萃取的基本过程：等温法；等压法；吸附法。
第六章膜分离过程
1.分离膜的性能主要包括两大方面：膜的物化稳定性和分离透过性。
2.压力驱动膜过程是指压力作用下溶剂和具有较小尺寸的溶质粒子通过摸，而较大尺寸被膜截留的
分离过程。
3.较高的压力和料液浓度以及缓慢的膜面流速可造成膜表面溶质溶度高于主体浓度，形成高浓度边
界层，使料液侧膜面的渗透压升高，有效压差减小，此现象称为浓差极化。
4.超滤和微滤的区别和原理：
5.截留率是指混合物中被膜截留的某物质的量占原料中该物质总量的比率。
6.截留率分子质量是利用被膜截留分子质量大小来表征膜性能的一个指标，是指能被膜截留住的最
小溶质分子质量。
7.膜污染是指料液中的微滤、胶体粒子或溶质大分子由于与膜纯在物料化学作用或机械作用引起的
在膜表面或膜孔内吸附、沉淀造成膜孔变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化
现象。
8.工业上常用膜组件类型主要有滤筒式、板框式、圆筒式、螺旋卷式、中空纤维式和毛细管式。
9.膜组件是将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内并在一定推动力作用下完成组分分离的装
置。
10.电渗析的基本原理是什么？
11.影响截留的因素有哪些？
第七章吸附于离子交换
1.吸附的类型：物理吸附；化学吸附；离子交换吸附。
2.吸附过程通常包括分离料液与吸附剂混合、吸附质被吸附到吸附剂表面、料液流出、吸附质解吸
回收。
3.大孔网状吸附剂是一种非离子型共聚物，是借助于范德华力从溶液中吸附各种有机物质。
4.影响媳妇的主要因素：吸附剂的性质；吸附质的性质；温度；溶液pH；溶液中其他溶质的影响。
5.影像交换速度的因素：颗粒大小；交联度；温度；粒子的化合价；离子的大小；搅拌速度；溶液
浓度。
第八章色谱分离技术
1.阻滞因素又称迁移率，是指在一定条件下，在相同的时间内某一组分在固定向移动的距离与流动
相本身移动的距离之比。
2.正相色谱与反相色谱的区别：正相色谱是指固定相得极性高于流动相的极性，在这种色谱过程中，
非极性分子或极性小的分子比极性大的分子移动的速度快，先从筑中流出来。
反相色谱是指固定
相得极性低于流动相的极性，在这种色谱过程中，极性大的分子比极性小的分子移动的速度快而
先从柱中流出。
3.凝胶过滤是以具有网状结构的凝胶颗粒作为固定相，根据物质的分子大小进行分离的一种色谱技
术。
4.显色：碘蒸气显色；紫外线显色；喷雾显色。
5.目前在生产中常用的离子交换剂主要有离子交换树脂和多糖基离子交换剂。
他们都是由3部分组
成：不溶性载体，由高分子化合物构成的不溶于水、酸和碱、也不溶于普通有机溶剂、化学性质稳定的网状骨架；功能集团，大量与载体连接、不能自由移动的活动基团；可交换离子，在功能基团上携带的可移动的活性离子。
6.亲和配基分类：有绩效分子类，生物大分子类和燃料化合物类。
亲和配基的类型？？？P207
7.洗脱方法：①特异性洗脱，是指使用能与配基或待分离物质发生更强特异性亲和作用的小分子化
合物作为洗脱机，通过与配基或目标产物竞争性结合，使配基与目标产物解吸附的洗脱方法；②非特异性洗脱，是指改变洗脱液的pH、离子强度，离子种类或温度等物理性质降低目标产物与配基之间亲和作用的洗脱方法。
第九章离心技术
1.转子：角转子；水平转子；垂直转子；区带转子。
2.管式离心机的操作
3.计算题
4.超离心分离技术：差速离心法；差速-区带离心法；等密度离心。
第十章浓缩捷径与干燥
1.政法浓缩是利用加热的方法使溶液中的一部分溶剂气化后除去，得到含量较高浓度溶质的一种操
作过程。
2.结晶是溶液中的溶质在一定条件下因分子有规则的排列而结合成晶体的过程。
3.干燥是利用热能使湿物料中的湿分气化除去的单元操作。
4.绝大多数工业结晶其中起决定作用的两种机制为：液体剪应力成核；接触成核。
5.喷雾干燥是利用雾化器将料液喷成雾滴分散于热气流中，使水分迅速蒸发而成为粉粒状干燥制品
的一种干燥方式。