生物物质分离技术及原理
生物化学中的常用分离技术
生物化学中的常用分离技术生物化学是研究生命体内分子组成、结构与功能的学科，其中分离技术是非常重要的一环。
生物化学中的常用分离技术包括离心、层析、电泳等方法。
离心是最常见的分离技术之一，它是利用离心机的高速旋转原理来实现样品中分子成分的分离。
离心机通常将样品置于高速旋转的离心轮之中，离心轮旋转时会为样品造成一个向外的离心力，使得样品中具有不同密度的分子成分向离心轮的不同位置沉降，达到分离的目的。
离心常常被用于分离细胞和其它生物样品中的非溶解性颗粒物和蛋白质等生物大分子。
层析法是一种基于固体相和液相之间的亲和性差异来实现分离的技术。
它通过将样品混合于一种固定相（比如色谱柱中的色谱填料）的流动相中，让样品中的分子成分以不同的速率与固相中的填料相互作用并分离。
这就需要依据出不同物质分子的化学性质来选择合适的填料（比如离子交换柱、亲和素柱、凝胶柱等）。
层析法是一种非常重要的分离技术，广泛应用于生物制药、生化分析、分子诊断等领域。
电泳法是利用电磁场将分子分离的分离技术。
它利用电泳原理，即在电磁场作用下，带电粒子（如样品中的DNA、蛋白质等生物大分子）在电场力和电阻力的作用下运动。
电泳技术主要包括聚丙烯酰胺凝胶电泳、蒸汽泄压调控电泳（SDS-PAGE）、凝胶过滤电泳、等电聚焦电泳等等。
与离心、层析相比，电泳技术可以更为准确地分离出特定的蛋白质或DNA分子，具有非常重要的研究价值。
总之，生物化学的常用分离技术虽然各具特色，但它们依据不同的物理、化学作用原理实现了生物大分子的分离。
这些技术在研究领域、医疗临床、药品开发等生物制药行业都有广泛应用。
它们的出现不仅促进了科学技术进步，也对我们对于生命体的理解有着非常积极的意义。
生物活性物质的分离与纯化技术
生物活性物质的分离与纯化技术：从原理到应用生物活性物质的分离与纯化是生物学、生物工程以及药物化学等领域中非常重要的研究方向。
这种技术主要用于提取天然产物、发现新药物以及研究生物活性物质的信号转导机制等方面。
在对生物活性物质进行研究时，需要对其进行分离与纯化。
本文将从原理、方法及应用三个方面入手，介绍现代以及其应用。
原理：生物活性物质的分离与纯化是指将复杂的混合物中的有用成分索取出来，而该成分通常只是其中一小部分。
因此，分离和纯化的成果往往是非常少的，需要注意提高分离的效率和选择性。
生物活性物质通常是复杂多样的，并且在混合物中的浓度非常低。
因此，需要采用一系列的分离与纯化方法，才能使其荟萃反映出来。
生物活性物质的分离与纯化方法按照其物理、化学性质和分子的大小等因素进行分类。
常用的方法包括：离子交换、透析、层析、电泳等。
方法：离子交换是一种最常见的分离与纯化技术。
其基本原理是根据生物物质的电荷差异，在离子交换树脂上进行吸附和脱附。
离子交换树脂是一种将有机化合物固定在其中的高分子物质。
在离子交换分离过程中，生物物质溶液经过树脂的时候，离子交换树脂会对其带电的分子进行吸附，并将其吸附在树脂表面。
然后，根据逐渐增加溶液的离子强度，使得生物物质逐渐从树脂上脱离下来。
通过这样的多次处理，离子交换可以获得比较纯的生物物质。
透析是另一种分离技术。
其基本原理是根据不同大小的分子通过不同大小和孔径的透析膜来进行过滤分离。
透析膜的孔径通常比生物物质小，这使得生物物质可以通过，而较大的分子则无法通过。
层析是一种分离和纯化技术。
其基本原理是将混合样品注入到含有不同固定相的层次柱中，根据各种机制，在柱中形成不同的化学分析区段。
通过轻重分离，生物物质被不同的区段结合，直到最终获得纯化的物质。
电泳是一种根据电荷或大小分子的不同来进行分离的技术。
这种技术需要用到电极，将溶液浸泡在盐桶中，然后试管中的分子通过盐桶电极的分离进入试管腔。
生物分离工程(2)
第一章绪论生物技术与生物分离（填空）1.生物分离的一般步骤：预处理、产物提取、纯化、产品精制。
生物分离的本质是物质的分离。
2.生物分离基本原理：生物分离的基本原理是指根据混合物（包括原子、离子、分子、分子复合物、分子聚合体、和细胞、细胞碎片和颗粒等）中各种溶质间具有物理、化学和生物学性质的差别，利用能够识别这些差别的分离性质和能够扩大这些差别的分离设备，实现各种物质的分离，或使被分离的产物得以纯化。
3.生物分离的方法依靠的性质①物理学性质：力学性质：溶质的密度:尺寸、大小和形状。
重力沉降,分子或颗粒的离心分离和膜分离热力学性质：溶质的溶解度(液相固相平衛)、挥发度(气液相平衡),表面活性剂及在相间的分配平衡行为的差异等性质,可进行蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、沉淀、泡沫分离、吸附传质性质：粘度、分子扩散系数和热扩散现象等,利用传质速度的差异也可进行分离如透析电磁性质：溶质的荷电特性,如电荷分布,电离度、等电点和磁性等可采用电渗析、离子交换、磁性分离②化学性质：化学吸附和化学吸收是利用化学反应进行的分离的典型例子化学热力学性质(化学平衡常数)、反应动力学(反应速率)、化学解离特性(激光激发作用极化、离子化)、③生物学：生物分子识别:生物亲和作用；生物输送性质:生物膜输送；生物反应、控制:酶反应、免疫系统第二章发酵液的预处理和固体分离一.预处理的目的:促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离的效率:①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。
②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。
③尽可能使产物转入便于后处理的一相中(多数是液相)二.发酵液预处理的方法：1.降低液体的粘度：常用方法有加水稀释和加热处理。
2.调节PH：直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质,3.凝聚：改变细胞、细胞碎片及溶解大分子物质的分散状态，使其聚结成较大的颗粒，便于提高过滤速率。
生物分离技术
生物分离技术
生物分离技术是一种用于从复杂的生物物质中提取、纯化和鉴定
目标成分的技术。
主要技术和方法包括离心分离、离子交换分离、膜
分离、放射免疫分析、层析法、色谱法和结合物智能化凝胶等。
离心
分离是指根据物质的密度、比重、粒度和结构，利用离心力将细胞或
者未形成细胞粒子从其他物质中分离的方法。
离子交换分离利用不同
的离子之间的化学反应，通过过滤、吸附或沉淀的方式可以将目标物
质从混合物中分离出来。
膜分离法依靠膜的通透性特性，利用不同的
分子的不同的通透性来分离物质。
放射免疫分析通过使用放射性标记
来鉴定物质，有助于更清晰地确定物质构造和性质。
层析法可以利用
质谱仪将混合物中不同组分因重力或力臂力学作用而离子化，分离、
鉴定和测定。
色谱法可以通过将物质在某个特定溶剂中分散为溶液，
然后用特定介质进行极性鉴定，较为精确地确定和分离目标物质。
结
合物智能化凝胶可以利用特殊的效应曲线，利用智能化的原理提取混
合的有机物质含量。
总之，生物分离技术不仅用于物质的提取和分离，也有助于鉴定和定性分析重要的生物物质。
天然产物的传统提取分离方法及其原理
天然产物的传统提取分离方法及其原理一、概述天然产物是指由生物体产生的具有特定育胎亲庖、化学结构和生理活性的有机物质。
这些天然产物常常具有重要的药用、保健和化妆品等功能。
为了从天然产物中提取有效成分，人们发展了多种提取分离方法，其中包括传统提取分离方法。
本文将介绍天然产物的传统提取分离方法及其原理。
二、传统提取分离方法1. 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法是一种古老的提取分离方法，通常用于提取植物中的挥发油。
其原理是利用水蒸气将植物中的挥发性成分带出，再通过冷凝后形成液态，最终分离得到目标物质。
这种方法简单易行，对于一些挥发性成分含量较高的植物很有效。
2. 浸提法浸提法是通过将天然产物与溶剂浸泡一定时间后，再通过过滤或蒸发得到目标成分的方法。
浸提法主要适用于提取植物中的高分子化合物、脂溶性成分和生物碱等。
3. 化学提取法化学提取法是利用化学反应将天然产物中的目标成分转化为易提取的化合物，再通过溶剂提取或结晶蒸发等方法分离得到目标成分。
这种方法通常用于提取生物碱、色素等。
4. 蒸馏法蒸馏法是通过将含有目标成分的液体加热至沸点后，将产生的蒸汽冷凝后收集得到目标成分的方法。
蒸馏法主要适用于提取易挥发的天然产物成分。
5. 萃取法萃取法是将天然产物与合适的溶剂混合，通过溶解和分配平衡来实现目标成分的分离。
这种方法适用于提取天然产物中的脂溶性成分、生物碱等。
三、传统提取分离方法的原理1. 水蒸气蒸馏法的原理水蒸气蒸馏法的原理是利用水蒸气的温度和湿度来使植物中的挥发性成分转化为蒸气，再通过冷凝形成液态。
这种方法利用了水蒸气的特性和挥发性成分的物理性质，实现了提取分离的过程。
2. 浸提法的原理浸提法的原理是利用溶剂与植物中的目标成分发生物理或化学作用，使目标成分溶解到溶剂中，最终通过过滤或蒸发分离得到目标成分。
这种方法利用了溶剂的溶解性和植物成分的亲和性。
3. 化学提取法的原理化学提取法的原理是通过化学反应将目标成分转化为易提取的化合物，再通过溶剂提取或结晶蒸发等方法分离得到目标成分。
生物分离工程的原理是什么
生物分离工程的原理是什么生物分离工程是一种利用生物学和工程学的原理和方法，对混合物中的生物分子或细胞进行分离和纯化的过程。
其原理主要包括物理分离原理、化学分离原理和生物分离原理。
物理分离原理是基于生物分子或细胞在不同物理环境中的特性差异进行分离的方法。
常用的物理分离方法有离心、过滤、凝胶电泳和超滤等。
离心是通过界面张力和离心力的作用下，在不同密度的溶液中将生物分子或细胞分离出来。
过滤是根据物质的大小选择性通过滤膜的原理进行分离，通常用于分离细胞或大分子。
凝胶电泳则是利用电场作用，通过电泳迁移速度的差异将带电的生物分子在凝胶中逐渐分离开来。
超滤则是利用压差将分子或细胞通过半导膜分离出来。
化学分离原理是通过不同化学特性将生物分子或细胞分离和纯化的方法。
其中常用的方法包括溶剂萃取、凝胶过滤、层析和电解等。
溶剂萃取是利用溶解性差异将目标物质从溶液中分离出来，通常是用有机溶剂与水溶液相互萃取。
凝胶过滤则是利用粒径差别将生物分子或细胞分离出来，通过选择性选择不同尺寸的过滤膜或纤维经过过滤操作，大分子或细胞可以被留在膜的一侧。
层析是一种利用不同成分在固定相上的迁移速度差异进行分离的技术，常用的层析方法包括凝胶层析、离子交换层析和亲和层析等。
电解是将分子或细胞通过正负电荷的相互作用来分离的方法。
生物分离原理则是利用生物学上的特性对生物分子或细胞进行分离的过程。
常用的生物分离方法包括细胞离心、免疫分离和蛋白质结合等。
细胞离心是一种通过多次离心来分离细胞的方法，通常需要根据目标细胞的密度来选择不同的离心速度和时间。
免疫分离是利用抗体与特定抗原结合的特异性来分离目标细胞或生物分子的方法。
蛋白质结合则是利用蛋白质与配体的亲和性来进行分离和纯化，常用的方法有亲和层析、亲和吸附和免疫沉淀等。
总之，生物分离工程是利用物理分离原理、化学分离原理和生物分离原理，通过不同的方法对混合物中的生物分子或细胞进行分离和纯化的过程。
这些原理和方法的选择取决于需要分离的目标物质的特性和要求，通过灵活应用这些原理和方法，可以实现对复杂混合物中生物分子或细胞的高效纯化和分离。
生物怎么分离的实验原理
生物怎么分离的实验原理
生物分离实验的原理取决于所分离的生物体或生物分子的特性和分离方法。
以下是几种常见的生物分离实验原理：
1. 超速离心：利用差异的离心速度和离心力将混合物中的生物体分离。
离心过程中，重质量的物质沉淀在离心管底部，而轻质量的物质则悬浮在上部。
2. 过滤：利用物质的不同尺寸和孔隙大小，通过过滤膜或过滤纸，将混合物中的生物体或颗粒分离出来。
较大的生物体会被截留，而较小的物质会穿过过滤介质。
3. 电泳：利用生物体或生物分子在电场中的移动性差异来分离它们。
通过施加电场，离子或分子根据其电荷、大小和电荷密度的不同，在电泳过程中以不同的速率移动而分离。
4. 层析：利用不同的化学性质和亲和性来分离混合物中的生物体或分子。
通过将混合物通过各种固定相和流动相的相互作用，使其根据性质差异在固定相上进行吸附和解吸附而分离。
5. 细胞培养和筛选：利用细胞在培养基上的增殖能力和特定的生理反应来分离和筛选生物体。
通过培养基的成分和条件的调控，使目标生物体能够生长和繁殖，而其他非目标生物体被排除或抑制。
这些原理只是几个常见的生物分离实验原理，实际上还有很多其他的分离方法和技术，根据具体的实验目的和对象，可以选择适合的方法进行生物分离。
生物分离工程 绪论
第一章绪论一、生物分离工程概述1.生物分离在生物技术中所占位置(1) 生物技术(biotechnology)所谓生物技术就是指有机体的操作（如：培养微生物、动物细胞、植物细胞）和利用有机体生产有用物质、改善人类生存环境的技术。
其主要目标是生物物质的高效生产。
因而，按上述定义，早在公元前428年就有了应用生物技术酿酒、制奶酪等的记载。
狭义生物技术的产物仅为化学产品，约有100年的历史。
(2)生物加工过程（bioprocess）即生物技术领域生物产品的生产过程，包括优良生物物种的选育、基因工程、细胞工程、生物反应过程（酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养）及目标产物的分离纯化过程(3)生物技术的下游加工过程（downstream processing）：即目标产物的分离纯化过程，也就是生物分离工程因此，生物分离处于生物技术的下游加工过程。
(4)生物技术的上中下游上游：菌种选育，基因工程，分子生物学，遗传学中游：微生物发酵工程，动植物细胞，海洋生物培养——生物反应过程下游：生物分离工程(5) 获得产品的有效途径原料、预处理、生物反应、生物分离、产品工程2. 什么是生物分离工程（Bioseparation Engineering）？从微生物、动植物细胞及其生物化学产品中提取有用物质的技术，包括目标产物的提取（isolation）、浓缩（concentration）、纯化（purification）及成品化（product polishing）等过程。
生物分离工程的发展历史已经有几百年的历史了——最早的分离技术有蒸馏(从鲜花和香草料中提取天然的香料)、过滤等原始方法。
其特性主要体现在生物产物的特殊性、复杂性和对生物产品要求的严格性上。
分离过程的成本往往占整个生产过程成本的大部分。
而分离过程的质量往往决定整个生物加工过程的成败。
3.生物分离的应用（1）医药：抗生素、激素、维生素（2）食品：乳酪（3）化工：氨基酸（4）精细化工：化妆品、香料（5）农业：农药（6）生物：酶4.生物分离的历史生物分离工程的发展已经有几百年的历史了——最早的分离技术有蒸馏、过滤等原始方法如：从牛奶中提取奶酪；16世纪人们发明了用水蒸气蒸馏从鲜花与香草料中提取天然香料的方法；近代生物分离技术是在欧洲工业革命以后逐渐发展形成的最早的开发是由于发酵制酒精以及有机酸分离提取的需要；20世纪40年代初，开始出现大规模深层发酵生产抗菌素；近年来发展起来的利用基因工程菌生产人造胰岛素，人与动物疫苗等产品5．生物物质和生物分离（1）生物物质A. 种类繁多，包括小分子化合物、生物大分子、细胞、生物体组织等B. 来源：自然界存在的各种生物资源、生物反应过程生产的各种有用生物物质，如生物医药、疫苗、生物材料、食品添加剂、饲料、化妆品等等，其中与人类健康直接相关的治疗药物和疫苗是生物分离工程研究的重要内容。
生物分离原理及技术
第二章过滤预处理的目的：1、改变发酵液的物理性质，促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器的效率。
2、尽可能使产物转入便于后处理的某一项中，（多数为液相）3、去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作预处理的方法：1、加热2、凝聚和絮凝3、助滤剂上的吸附凝聚指在投加的化学物质（如铝、铁的盐类或石灰等）作用下，胶体脱稳并使离子相互聚集成1mm大小块状凝聚体的过程。
凝聚剂的作用有：中和电荷、消除双电荷层、通过氢键或其他形式与离子结合而产生凝聚。
絮凝指使用絮凝剂（常为天然或合成的大分子量聚电解质）将胶体离子交联成网，形成10mm大小絮凝团的过程。
絮凝剂的主要作用起架桥作用。
凝聚：胶体粒子(10-100nm)中性盐促进下脱稳相互聚集成大粒子（1mm）机理：a 中和粒子表面电荷 b 消除双电层结构絮凝：大分子聚电解质将胶体粒子交联成网状，形成絮凝团的过程（10mm）机理：架桥作用发酵液的带电现象：通常发酵液中细胞或菌体带有负电荷，由于静电引力的作用使溶液中带相反电荷的粒于（即正离子）被吸附在其周围，在界面上形成了双电层。
但是这些正离子还受到使它们均匀分布开去的热运动的影响，具有离开胶粒表面的趋势，在这两种相反作用的影响下，双电层就分裂成两部分，在相距胶核表面约一个离子半径的stern平面以内，正离子被紧密束缚在胶核表面，称为吸附层或stern层；在stern平面以外，剩余的正离子则在溶液中扩散开去，距离越远，浓度越小，最后达到主体溶液的平均浓度，称为扩散层。
这样就形成了扩散双电层的结构模型。
在不同的界面上就会形成不同的电位，胶核表面的电位φs是整个双电层的电位，Stern平面上的电位为φd，在滑移面上的电位为ζ,称ζ电位（或称电动电位）。
这三种电位中只有ζ电位能实际测得，所以可以认为它是控制胶粒间电排斥作用的电位，用来表征双电层的特征，并作为研究凝聚机理的重要参数。
凝聚价或凝聚值：在发酵液中加入具有高价阳离子的电解质，由于能降低ζ电位和脱除胶粒表面的水化膜，就能导致胶粒间的凝聚作用。
微生物的分离与培养技术原理及其应用-文档资料
微生物的分离与培养技术原理及其应用-文档资料
微生物的分离与培养技术是微生物学实验室中最基本、最重要的实验技术之一。
其主要原理是将混合微生物群落分离为单一的微生物菌落，并在适宜的环境条件下使其生长繁殖形成单一菌种培养物，以便进行鉴定和研究。
1.微生物的分离技术
（1）稀释涂布法：将微生物混合液逐渐稀释，然后取一定量的稀释液涂布在富养基平板上，待菌落形成后，挑取单一菌落进行培养和研究。
（2）过滤法：利用微孔膜或滤纸将混合液过滤，将过滤后留在微孔膜或滤纸上的微生物进行培养和研究。
（1）液体培养：将微生物接种在富足的液体富养基中，置于适当的温度、光照和通气条件下进行培养。
（3）混合培养：将两种或以上的微生物同时接种在同一富养基上进行培养，这一技术可同时培养多种微生物，缩短实验时间。
3.技术应用
微生物的分离与培养技术在微生物学研究、医学诊断、生物工程和食品工业等领域都得到广泛应用。
（1）微生物学研究：分离单一菌种进行研究，为微生物学研究提供基础。
（2）医学诊断：从临床样品中分离出致病微生物进行培养与鉴定，有助于快速准确地诊断、鉴定和治疗病原微生物感染。
（3）生物工程：在微生物培养基中添加营养物质，用微生物进行合成、代谢和分泌等反应。
（4）食品工业：将微生物培养在富有营养的富养基中进行发酵，生产出发酵食品。
生物产品分离纯化技术
生物产品分离纯化技术生物产品分离纯化技术是一种将混合物中的目标分子分离出来并纯化的技术。
这种技术在生物制药、食品工业、环境保护等领域都有广泛的应用。
本文将介绍生物产品分离纯化技术的原理、方法和应用。
生物产品分离纯化技术的原理是利用目标分子与其他分子之间的物理和化学性质的差异，通过一系列的分离步骤将目标分子从混合物中分离出来并纯化。
这些物理和化学性质包括分子大小、电荷、亲疏水性、亲和力等。
二、生物产品分离纯化技术的方法1. 色谱技术色谱技术是一种将混合物中的分子分离出来的方法。
它基于分子在固定相和移动相之间的相互作用，通过不同的分离步骤将目标分子从混合物中分离出来。
常用的色谱技术包括凝胶过滤色谱、离子交换色谱、亲和色谱、逆相色谱等。
2. 膜分离技术膜分离技术是一种利用半透膜将混合物中的分子分离出来的方法。
它基于分子在半透膜上的渗透性和选择性，通过不同的分离步骤将目标分子从混合物中分离出来。
常用的膜分离技术包括超滤、逆渗透、气体分离等。
3. 溶液结晶技术溶液结晶技术是一种将混合物中的分子分离出来的方法。
它基于分子在溶液中的溶解度和结晶性，通过不同的分离步骤将目标分子从混合物中分离出来。
常用的溶液结晶技术包括晶体生长、冷冻结晶、溶剂结晶等。
三、生物产品分离纯化技术的应用1. 生物制药生物制药是利用生物技术生产的药物。
生物产品分离纯化技术在生物制药中有广泛的应用。
例如，将重组蛋白从细胞培养物中分离出来并纯化，以制备生物制药。
2. 食品工业食品工业是利用生物技术生产的食品。
生物产品分离纯化技术在食品工业中有广泛的应用。
例如，将食品中的营养成分分离出来并纯化，以制备营养补充剂。
3. 环境保护环境保护是保护环境和生态系统的一种行动。
生物产品分离纯化技术在环境保护中有广泛的应用。
例如，将废水中的有害物质分离出来并纯化，以净化水质。
四、结论生物产品分离纯化技术是一种将混合物中的目标分子分离出来并纯化的技术。
它基于分子在固定相和移动相之间的相互作用，通过一系列的分离步骤将目标分子从混合物中分离出来并纯化。
生物分离工程-第5章-萃取技术
单级萃取
假定：两相中的分配很快达到平衡； 两相完全不互溶，完全分离。
X S VS CS VS 1 ★ 萃取因素： E 萃取液溶质总量 ＝ ＝K K 萃余液溶质总量 XF VF CF VF m
单级萃取
单级萃取：只包括一个混合器和一个分离器
分离因素（β）
分离因素表示有效成分A与杂质B的分离程度。
KA KB
β=1 KA = KB 分离效果不好；
β>1 KA > KB 分离效果好；
β越大，KA 越大于KB，分离效果越好。
弱电解质在有机溶剂-水相的分配平衡
分配系数中CO和CW 必须是同一种分子类型，即不发生缔合或离解。对 于弱电解质，在水中发生解离，则只有两相中的单分子化合物的浓度才 符合分配定律。 例如青霉素在水中部分离解成负离子（青COO－），而在有机溶剂相 中则仅以游离酸（青COOH）的形式存在，则只有两相中的游离酸分子 才符合分配定律。
多级逆流萃取
在多级逆流萃取中，在第一级中连续加入料液，并 逐渐向下一级移动，而在最后一级中连续加入萃取 剂，并逐渐向前一级移动。
料液移动的方向和萃取剂移动的方向相反，故称为 逆流萃取。 在逆流萃取中，只在最后一级中加入萃取剂，故和 错流萃取相比，萃取剂之消耗量较少，因而萃取液 平均浓度较高。
有机溶剂萃取的影响因素
pH的影响
pH对表观分配系数的影响（pH-K）
pH低有利于酸性物质分配在有机相，碱性物质分 配在水相。 对弱酸随pH↓，K↑, 当pH << pK时，K→K0
由萃取机理和K～pH的关系式可得出如下结论
酸性物质 萃取 反萃取 pH<pK pH>pK 碱性物质 pH>pK pH<pK
生物活性物质的分离和提取技术
生物活性物质的分离和提取技术生物活性物质是指具有生物活性的化合物，如药物、食品添加剂、化妆品等。
它们具有复杂的化学结构和多种生物活性，对人体健康具有重要作用。
在生物活性物质的研究开发中，分离和提取技术是非常重要的。
生物活性物质来源于不同的生物体，包括植物、动物、微生物等。
分离和提取技术是一种将复杂混合物分解成单一或特定的化合物的方法。
植物是一种常见的生物活性物质来源。
为了从植物中分离和提取出生物活性物质，我们需要经过一系列的处理。
首先，我们需要从植物中采集原料，然后进行粗提取。
粗提取通常采用溶剂提取法，这种方法能够很好地将生物活性物质从植物中提取出来。
但是，粗提取中含有大量的杂质，需要进行进一步的分离和提取。
在进一步的分离和提取过程中，我们需要根据不同的性质，采用不同的分离和提取技术。
比如，对于极性物质，我们可以采用毛细管电泳技术进行分离；对于非极性物质，我们可以采用横向分子层析技术进行分离。
此外，还可以采用高效液相色谱技术和气相色谱技术等，这些技术能够有效地分离和提取出生物活性物质。
除了植物，动物和微生物也是生物活性物质的重要来源。
对于动物和微生物中的生物活性物质，其分离和提取技术也有所不同。
对于动物，我们采用的分离和提取技术主要包括胶体电泳、凝胶电泳、免疫学技术等。
对于微生物，我们可以采用发酵、微生物免疫学技术等进行提取和分离。
在生物活性物质的分离和提取过程中，还需要注意一些技术细节。
比如，在选择溶剂进行提取时，需要注意相溶性、挥发性、毒性等；在选择分离和提取技术时，需要根据样品的性质和复杂程度进行选择；在进行分离和提取时，需要注意不同物质的相互作用等。
总之，生物活性物质的分离和提取技术是一项重要的科研工作。
它不仅能够从生物体中提取出具有生物活性的化合物，而且还能够解决化合物的分析和鉴定问题。
我们需要掌握不同的分离和提取技术，以便能够更好地开发和利用生物活性物质。
生物大分子的分离和分析技术
生物大分子的分离和分析技术生物大分子是指生物体内分子量较大的有机分子，如蛋白质、核酸等。
分离和分析这些大分子具有重要意义，对于深入研究生物体的结构、功能和代谢过程具有十分重要的意义。
随着生物技术的发展，现代生物分子分离和分析技术已经取得飞跃性的进展，其中包括电泳法、质谱法、光谱法等。
1. 电泳法电泳法是分离和分析大分子的一种重要方法。
通常用于蛋白质、核酸等大分子的分离、定量和鉴定。
它的原理是将待分离物质置于固体或液体介质中，向介质中通入电场，通过分子在电场中的迁移速度和尺寸相互作用实现分离。
电泳法可分为凝胶电泳和自由电泳两种类型。
凝胶电泳是将待分离物质置于凝胶介质中，随后将其加在电流中进行分离。
根据不同的凝胶介质和条件，可实现蛋白质、核酸等不同分子的分离。
自由电泳是将待分离物质直接投入液相，负载电荷后，通过电场进行分离。
典型的自由电泳技术包括等电聚焦电泳和二维凝胶电泳等。
2. 质谱法质谱法是对分子质量进行定量、鉴定、结构分析的重要手段。
应用广泛的有四种，即时间飞行法、四级杆三重四极磁体质谱仪、多级串联质谱以及离子阱质谱法。
时间飞行法（Time-of-flight mass spectrometry）是根据分子离子飞行时间差异进行分子质量分析的重要方法，质谱分离器为飞行时间质谱仪。
三重四极质谱仪中，通过采取不同质荷比下分子离子运动区域大小不同的性质，实现对分子离子的分离和筛选。
多级串联质谱技术是将多个质谱分离器联用，对分子进行序列离子化和分离分析的方法。
离子产生器通过加速电场原理将待分析样品离子化，对离子进行加速定向，并在质谱分离器中实现离子的分离和检测。
离子阱质谱法是一种用于检测物质分子内部结构的技术。
通过向样品中通一定的能量，将样品中的分子化为离子，然后对离子进行离子阱分离。
3. 光谱法光谱法是利用物质与各种电磁波相互作用，分析物质能量转移、吸收、发射等现象，进而推断物质组成、结构和反应机理的一系列技术。
生物化学实验技术(2)常用分离技术
二．硫酸铵的使用
硫酸铵中常含有少量的重金属离子， 硫酸铵中常含有少量的重金属离子，对蛋白质巯基 有敏感作用，使用前必须用H 处理： 有敏感作用，使用前必须用H2S处理：将硫酸铵配成浓 溶液，通入H 饱和，放置过夜， 溶液，通入H2S饱和，放置过夜，用滤纸除去重金属离 浓缩结晶，100℃烘干后使用 烘干后使用。 子，浓缩结晶，100℃烘干后使用。 另外，高浓度的硫酸铵溶液一般呈酸性（PH=5.0左 另外，高浓度的硫酸铵溶液一般呈酸性（PH=5.0左 ），使用前也需要用氨水或硫酸调节至所需PH。 使用前也需要用氨水或硫酸调节至所需PH 右），使用前也需要用氨水或硫酸调节至所需PH。
第三节 其他沉淀法一．Fra bibliotek电点沉淀法 二．生成盐复合物沉淀法 三． 选择性变性沉淀 四．非离子多聚物沉淀法
一．等电点沉淀法
两性电解质分子上的净电荷为零时溶解度最低， 两性电解质分子上的净电荷为零时溶解度最低，不同的 两性电解质具有不同的等电点，以此为基础可进行分离。 两性电解质具有不同的等电点，以此为基础可进行分离。 利用等电点除杂蛋白时必须了解制备物对酸碱的稳定性， 利用等电点除杂蛋白时必须了解制备物对酸碱的稳定性， 不然盲目使用十分危险。 不少蛋白质与金属离子结合后， 不然盲目使用十分危险。 不少蛋白质与金属离子结合后，等 电点会发生偏移，故溶液中含有金属离子时，必须注意调整PH 电点会发生偏移，故溶液中含有金属离子时，必须注意调整PH 值。 等电点法常与盐析法、 等电点法常与盐析法、有机溶剂沉淀法或其他沉淀方法联 合使用，以提高其沉淀能力。 合使用，以提高其沉淀能力。
使用硫酸铵时： 使用硫酸铵时：
1）必须注意饱和度表中规定的温度，一般有0℃或室温两种， ）必须注意饱和度表中规定的温度，一般有 ℃或室温两种， 加入固体盐后体积的变化已考虑在表中； 加入固体盐后体积的变化已考虑在表中； 2）分段盐析中，应考虑每次分段后蛋白质浓度的变化。一种 ）分段盐析中，应考虑每次分段后蛋白质浓度的变化。 蛋白质如经二次透析，一般来说，第一次盐析分离范围（ 蛋白质如经二次透析，一般来说，第一次盐析分离范围（饱 和度范围）比较宽，第二次分离范围较窄。 和度范围）比较宽，第二次分离范围较窄。 3）盐析后一般放置半小时至一小时，待沉淀完全后才过滤或 ）盐析后一般放置半小时至一小时， 离心。过滤多用于高浓度硫酸铵溶液，因为此种情况下， 离心。过滤多用于高浓度硫酸铵溶液，因为此种情况下，硫 酸铵密度较大， 酸铵密度较大，若用离心法需要较高离心速度和长时间的离 心操作，耗时耗能。离心多用于低浓度硫酸铵溶液。 心操作，耗时耗能。离心多用于低浓度硫酸铵溶液。
生物分离工程的原理是什么
生物分离工程的原理是什么生物分离工程是一种利用生物化学和生物技术原理，通过物理、化学和生物学方法对生物体进行分离、提纯和纯化的过程。
它是一门综合性学科，涵盖了许多领域的知识和技术，如生物物理学、生物化学、分子生物学、生物工程等。
其核心原理是基于不同生物体的差异性，通过合适的实验设计和操作步骤，将目标物质从混合物中有效地分离出来。
生物分离工程的主要原理包括：1. 物理分离原理：物理分离是通过物料的物理性质进行分离，常用的方法包括离心、超滤、膜分离等。
离心是利用物料的不同密度和体积进行离心分离，如离心机可以分离细胞沉淀和液体上清。
超滤是利用滤膜的分子筛效应，根据分子尺寸的不同分离物质，常用于分离大分子如蛋白质和脱盐。
膜分离是利用逆渗透、微滤膜等，通过膜孔的大小和物料的压力差分离目标物质。
2. 化学分离原理：化学分离是利用物料的化学性质进行分离，常用的方法包括酸碱沉淀、吸附分离、电泳等。
酸碱沉淀是通过改变溶液pH值，使某些物质在酸或碱条件下形成不溶性沉淀，从而实现分离的目的。
吸附分离是利用物料在吸附介质上的亲和性差异进行分离，如利用离子交换树脂进行蛋白质与离子的吸附分离。
电泳是利用电场对带电物质进行迁移，根据它们的电荷、尺寸和形状的差异进行分离，如凝胶电泳可用于分离核酸。
3. 生物分离原理：生物分离是利用生物体本身的特性进行分离，如利用免疫反应进行分离，常用的方法有免疫吸附分离、免疫磁珠分离等。
免疫吸附分离是利用抗体与特定抗原间的特异性相互作用，将目标物质从混合物中吸附分离出来。
免疫磁珠分离是将磁性微珠与特异性抗体结合，形成抗原-抗体-磁珠复合物，通过外加磁场使复合物在液相中快速沉降，实现目标物质的分离。
此外，生物分离工程还可以应用到各种类型的生物体中，如微生物、植物和动物细胞等。
不同的生物体要素和目标物质的特性决定了最适合使用的分离方法。
生物分离工程在生物工业、医药制造和农业领域具有广泛应用，如制药过程中的药物提取和纯化、农田灌溉水的净化等。
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第九章1.膜分离的概念：利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。
2.膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程，近似于筛分过程，依据滤膜孔径大小而达到物质分离的目的，故而可以按分离粒子大小进行分类：3.微滤（MF ）：以多孔细小薄膜为过滤介质，压力差为推动力，使不溶性物质得以分离的操作，孔径分布范围在0.025~14μm 之间；4.超滤（UF ）：分离介质同上，但孔径更小，为0.001~0.02 μm ，分离推动力仍为压力差，适合于分离酶、蛋白质等生物大分子物质；需要增加流体的静压力，改变天然过程的方向，才可能发生含有低分子量化合物的溶剂流通过膜，此时的推动力是流体静压力与渗透压的压差；5.反渗透（RO ）：是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作，孔径范围在0.0001~0.001 μm 之间；（由于分离的溶剂分子往往很小，不能忽略渗透压的作用，故而成为反渗透）；过程类似于超滤，只是纯溶剂通过膜，而低分子量的化合物被截留。
因此，操作压力比超滤大得多。
超滤和反渗透通常又被称之为“强制膜分离过程”6.纳滤：以压力差为推动力，从溶液中分离300~1000小分子量的膜分离过程，孔径分布在平均2nm ；7.电渗析：以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作；8.渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度；9.一般说来，无机小分子的渗透压要比有机大分子溶质的渗透压高得多。
第七章1.色谱分离技术又称层析分离技术或色层分离技术，是一种分离复杂混合物中各个组分的有效方法。
它是利用不同物质在由固定相和流动相构成的体系中具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，这些物质随流动相一起运动，并在两相间进行反复多次的分配，从而使各物质达到分离。
流动相：指色谱过程中携带组分向前移动的物质。
固定相：指色谱过程中不移动的具有吸附活性的固体或是涂渍在载体表面上的液体。
2.概念：色谱技术是一组相关分离方法的总称，色谱柱的一般结构含有固定相（多孔介质）和流动相，根据物质在两相间的分配行为不同（由于亲和力差异），经过多次分配（吸附-解吸-吸附-解吸…），达到分离的目的。
3.分配系数，在凝胶色谱法中，分配系数表示凝胶颗粒内部水分中溶质分子所能达到的部分，故用一定的凝胶分离一定的溶质时，分配系数也为一常数。
4.阻滞因子是在色谱系统中溶质的移动速度和标准物（与固定相没有亲和力的流动相 Kd=0）的迁移率之比，意义在于体现某一种溶质与固定相之间的亲和力大小5.塔板理论可以给出在不同瞬间溶质在柱中的分布和各组分的分离程度与柱高之间的关系。
所谓“理论塔板高度”是指这样一段柱高，自这段柱中流出的液体(流动相)和其中固定相的平均浓度平衡。
设想把柱等分成若干段，每一段高度等于一块理论板。
理论塔板的计算方法：N---理论塔板数 t R --保留时间 c q K d =22/1)(54.5W t N R =2)(16b R W t N =NL H =W1/2---半峰宽 Wb --峰底宽度理论塔板高度：L---柱长6.保留时间（tR）和保留体积（VR）溶质通过色谱柱所需时间，即待测组分从进样到出现峰最大值所需的时间。
在一定的色谱操作条件下，任何一种物质都有一确定的保留时间，有着类似于比移值相同的作用，可作为色谱定性分7.一般色谱系统的操作程序：根据要分离组分的性质（包括极性、分子量、分子结构）选择合适的固定相和流动相；吸附操作：选择合适的操作条件（温度、pH值、流速），进行装柱、平衡、上样，测定穿透样品含量以调整操作参数；洗脱：采用有机溶剂洗涤、调节pH值以及体系离子强度，最大限度地回收目标产物8.吸收色谱：定义:利用溶质与吸附剂之间的分子吸附力(范德华力，包括色散力、诱导力、定向力以及氢键)的差异而实现分离(固体表面的吸引力)；氢键作用力＞定向力＞诱导力＞色散力关键要素：吸附剂和展开剂的选择吸附剂：氧化铝、硅胶、聚酰胺等，均含有不饱和的(未公用的）氧原子或氮原子以及能够形成氢键的基团，如-OH和-NH2吸附色谱基本原理固体物质具有吸附性能力，可将物质从溶液中吸附到它的表面上。
吸附剂从溶液中吸附物质的同时，也有部分被吸附的该物质从吸附剂上脱离（解吸）。
被解吸下来的物质向前移动时，遇到前面新的吸附剂会被重新吸附，然后又被后来的洗脱液再次解吸，继续向前移动。
经这样反复地吸附-解吸-再吸附-再解吸的过程。
物质沿洗脱液的前进方向移动，移动速度取决于吸附剂对该物质的吸附能力。
吸附能力强，则向前移动速度慢，反之则快，不同组分便会逐渐分离开。
9.如何根据被分离的对象选择吸附剂和展开剂？一般地：都是根据样品极性及试验结果临时确定的。
若吸附剂确定后，经试验若：Rf值太大，选展开剂极性比原来的小的溶剂。
Rf值太小，选展开剂极性比原来的大的溶剂。
一般经过多次才能确定下来。
10.分配色谱：原理：分配色谱法是利用被分离物质中各成分在两种不相混溶的液体之间分布情况不同而使混合物得到分离。
相当于一种连续性的溶剂提取方法。
是把其中一种溶剂固定，用另一种溶剂冲洗。
这种分离不经过吸附程序，仅由溶剂提取而完成，因此叫分配色谱法。
11.要素：固定相、载体、流动相12.载体：通常为惰性材料，没有吸附能力的，能吸留较大量的固定相液体。
硅胶、硅藻土纤维素、葡聚糖凝胶13.固定相的选择：常用的固定相有水、缓冲溶液、酸的水溶液、甲酚胺、丙二醇、有机溶剂等。
流动相选择：一般选用为水所饱和的有机溶剂或水-有机溶剂互溶的混合液。
如石油醚、醇类、酮类、苯类等。
若所分离化合物的极性基团相同和类似，但非极性部分的大小及构型不同；或所分离物质的溶解度相差较大；或所分离物质的极性太强不适合于吸附色谱时可用分配色谱。
分配色谱选择展开剂时，首先选择各组分溶解度相差较大的溶剂，使用前，流动相和固定相应相互饱和12.流动相极性弱于固定相的液相色谱法叫正相色谱。
流动相极性强于固定相的液相色谱叫反相色谱。
13.离子交换色谱：以离子交换树脂作为固定相，选择合适的溶剂作为流动相，使溶质按照其离子交换亲合力的不同而得到分离的方法。
离子交换色谱法通常需用较细的树脂。
对于大分于物质的色谱法，还应注意选择低交联度的树脂。
14.分子筛凝胶色谱：在样品通过一定孔径的凝胶固定相时，由于流经体积的不同，使不同相对分子量的组分得以分离15.分子筛凝胶色谱分离原理：1、小分子溶质能透入凝胶内，即凝胶内部空间全都能为小分子溶质所达到 2、大分子溶质不能透入凝胶内，顺凝胶间隙下流，下移速度较小分子溶质快。
因而色谱分离的结果是，不同相对分子质量的溶质能得到分离，大分子溶质先自柱中流出，16. 纸层析和薄层层析也属于色谱分析法。
但与其它色谱方法不同的是在分离过程中一般不使用动力源。
17.纸层析和薄层层析流动相的移动是依靠毛细作用。
18.试样点在色谱滤纸或层析板的一端，并将该端浸在作为流动相的溶剂（常称之为展开剂）中，随着溶剂向上的移动，经过试样点时，带动试样向上运动。
19.层析纸和层析板：特制的色层滤纸。
按需要剪裁成长条形（或筒型）。
层析板是用专门的涂布器把浆状的吸附剂（硅胶或氧化铝，200～250目）均匀地涂在长条形玻璃板上（厚度0.15～0.5mm）。
干燥后即可使用。
20.展开剂：由一种或多种溶剂按一定比例组成。
如用纸层析分离氨基酸时，常用的展开剂组成和配比为：正丁醇：乙酸：水=4：1：1。
21.点样：用微量注射器或玻璃毛细管吸取一定量试样点在原点上。
试样点的直径一般应小于5mm。
可并排点多个试样同时展开。
22.显色、检测：有些组份在紫外光照射下产生荧光，可在紫外灯下用铅笔将组份斑点描绘出来。
常用的显色方法有喷洒显色剂、碘蒸气熏或氨水熏等。
如氨基酸可以用印三铜试剂显色，23.平板色谱简单、方便、及操作费用低；可以在一块层析板上同时展开多个试样及将多条滤纸同时展开。
采用方形薄层板还可以方便的进行二维展开，即按一般方法展开后，改变方向和展开剂再次展开，进一步改善分离效果。
试样一般不需要经过预处理即可分离应用：平板色谱法在染料、农药、医药、有机酸碱类化合物、糖类化合物、氨基酸、蛋白质及中草药中有效成分的分离分析中经常被使用。
也可以用于无机离子的分离。
还经常作为高效液相色谱的一种预试方法。
24.高效液相色谱灵敏、快速、分辨率高、重复性好，且须在色谱仪中进行。
25.高压液相的四种色谱分离方法原理：1)液—固吸附色谱的分离机理(Lsc)液—固色谱是以液体作为流动相，活性吸附剂作固定相。
图7．9—1(b)中，被分析的样品分子在吸附剂表面的活性中心产生吸附与洗脱过程，被分析样品不进入吸附剂内。
主要样品的性能按极性的大小顺序而分离，非极性溶质先流出层析柱，极性溶质在柱内停留时间长。
2)液—液分配色谱的分离机理（LLC) 液-液色谱是以液体作为流动相，把另一种液体涂渍在载体上作为固定相。
图7．9—1(c)中．从理论上说流动相与固定相之间应互不相溶，两者之间有一个明显的分界面。
样品溶于流动相后，在色谱柱内经过分界面进入到固定相中，这种分配现象与液—液萃取的机理相似，样品各组分借助于它们在两相间的分配系数的差异而获得分离(3)离子交换色谱的分离机理(LEC)以液体作为流动相，以人工合成的离子交换树脂作为固定相，见图7．9—1(d)中，用来分析那些能在溶液中离解成正或负的带电离子的样品，固定相是惰性网状结构，其带固定电荷，溶剂中被溶解的样品如具有与反向缓冲离子相同的电荷便可完成分离。
由于不同的物质在溶剂中离解后，对离子交换中心具有不同的亲和力，相当于具有不同的分配系数．亲和力愈高的组分在柱中的保留时间也就愈长。
(4)空间排斥色谱的分离矾理(EC)以液体作为流动相，以不同空穴的凝胶作为固定相，固定相通常是化学惰性空间栅格网状结构，它近乎于分子筛效应。
当样品进入时随流动相在凝胶外部间隙以及凝胶孔穴旁流过。
大尺寸的分子没有渗透作用，较早地被冲洗出来，较小的分子由于渗透进凝胶孔次内，因有—个平衡过程而较晚被冲洗出来。
这样，样品分子基本上是按其分子排斥力大小先后由柱中流出，完成分离和纯化的任务。
26.蛋白质分离常用的色谱方法：1、免疫亲和层析属于吸附色谱中的一种，利用抗原-抗体作用的高度专一性以及较强的吸附力，实现特殊蛋白质的分离免疫亲和层析介质的获得：（1）获得抗体（2）抗体连接到载体上2、疏水层析在载体表面连接上疏水的直链碳链或其他疏水基团，如苯基，可以与蛋白质的某些疏水基团相互作用，从而实现多组分的分离。
操作要点：蛋白质的局部变性；洗脱采用逐步降低盐浓度的方法进行离子交换色谱是最常用的蛋白质分离手段操作要点：由于蛋白质是两性电解质，在不同的pH值下，其解离程度是不同的，因此既可以采用阳离子交换，也可以用阴离子交换，可视具体情况而定由于蛋白质的极性基团很多，为了避免洗脱困难，通常采用弱阳或弱阴离子交换剂适当调节缓冲溶液的pH值，使蛋白质适当解离，通常采用的pH值靠近其等电点（不是等电点）第六章1.吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。