生物分离工程 第九章.有害物质

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生物分离工程

生物分离工程

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。

《生物分离工程》复习内容提要

《生物分离工程》复习内容提要

2009级《生物分离工程》复习内容提要第一章绪论:重点节:第二节、第三节1、生物分离工程的一般流程Page42、生物分离纯化工艺过程的选择依据Page53、生物分离过程的特点Page6第二章发酵液的预处理:重点节:第一节1、发酵液的一般特性Page92、发酵液预处理的要求Page10-113、发酵液预处理的方法Page11-164、凝集&絮凝Page11-125、转筒真空过滤机的结构和工作原理Page27-28第三章细胞分离技术:重点节:第二节1、差速离心&密度梯度离心Page312、比较不同细胞破碎方法(机械法、化学法、物理法和酶溶法)的原理和优缺点Page34-393、比较珠磨法、高压匀浆法和超声波细胞破碎法的优缺点Page34-364、细胞破碎的方法主要有哪些?选择破碎方法时应考虑哪些因素?(自己总结)5、蛋白质复性及其主要复性方法(稀释与透析、色谱、反胶束)Page41-45第四章沉淀技术:重点节:第三节1、盐析的原理Page512、K s和β分级盐析法Page523、什么是饱和度?盐析沉淀操作曲线的制作实验步骤Page544、盐析操作计算Page53-545、主要的沉淀方法(盐析、有机溶剂、等电点、变性沉淀等)及其优缺点比较Page27-28第五章萃取技术:重点节:第二节(二)、第三节(二、三)、第四节(一、二、四)、第六节(一、二)、第八节(一、二、三、四)1、萃取分配系数、相比、萃取分离系数Page652、单级萃取、多级逆流萃取、多级错流萃取理论收率和萃余率的计算Page67-703、物理萃取&化学萃取Page72-734、水相条件如何影响有机溶剂萃取过程Page73-745、有机溶剂萃取剂的选择原则Page746、解释双水相相图Page817、常用的双水相系统有哪些?Page80-818、什么是道南电位Page82,试述道南平衡理论在双水相萃取、纳滤膜分离机制和离子交换树脂分离机制解释中的应用。

生物分离工程知识点复习(有)

生物分离工程知识点复习(有)

⽣物分离⼯程知识点复习(有)2009-2010学年第⼀学期《⽣物分离⼯程》复习⼤纲第⼀章绪论⼀、⽣物分离过程的⼀般流程P3⼆、⽣物分离的⼀般步骤:⼀般分四步1、不溶物的去除(固液分离)Removal of insolubles2、杂质粗分或称分离(浓缩)使⽤离⼦交换吸附、萃取;以上分离过程不具备特异性,只是进⾏初分,可提⾼产物浓度和质量。

Isolation3、纯化(⾊谱、电泳、沉淀)Purification4、精制(结晶)Polishing三、⽣物分离过程的特点(四个,P4)第⼆章细胞分离与破碎⼀、⽣物悬浮液预处理⽬的a 改变发酵液物理性质b 产物转⼊液相中c 除去发酵液中部分杂质⼆、凝聚和絮凝的概念及作⽤凝聚:添加盐类破坏细胞双电层,导致细胞聚集。

絮凝:添加絮凝剂在细胞间形成桥架作⽤。

作⽤:加快重⼒沉降速率(直径增加),去除蛋⽩质,提⾼过滤速度和质量。

三、⽣物悬浮液固液分离⽅法离⼼和过滤四、离⼼设备从形式上分为管式、螺旋式、碟⽚式。

五、细胞破碎的概念和破碎的关键⽬标及原因破碎细胞壁和细胞膜,关键是细胞壁。

原因:因为细胞壁是具有⼀定刚性和坚韧的物质,起到保护细胞的作⽤,当细胞与周围环境交换营养物或代谢产物时,细胞壁起了调节和控制的作⽤。

此外,它还具有抗机械撞击作⽤的功能。

六、超声破碎细胞的原理超声波在⾼强度声能输⼊下,利⽤空化现象(cavitation)引起的冲击波和剪切⼒使细胞破碎。

七、细胞破碎程度的测定⽅法直接计数法:直接对适当稀释后的样品进⾏计数,可以通过平板计数技术或在⾎球细胞器上⽤显微镜观察来实现最终染⾊细胞的计数。

间接计数法:间接计数法是在细胞破碎后,测定悬浮液中细胞释放出来的化合物的量(例如可溶性蛋⽩、酶等)。

破碎率可通过被释放出来化合物的量R与所有细胞的理论最⼤释放量Rm之⽐进⾏计算。

间接计数法最常⽤的细胞内含物是蛋⽩质,特别是酶活性释放到基质中,是破碎程度很好的指⽰参数。

⼋、离⼼和珠磨法破碎细胞的计算第三章初级分离⼀、沉淀的概念(P35)以及与结晶的区别沉淀和结晶的区别在于形态的不同,结晶是同类分⼦或离⼦以有规则排列形式析出,沉淀是同类分⼦或离⼦以⽆规则的紊乱排列形式析出。

生物分离工程绪论

生物分离工程绪论
单元操作:
完成一道工序所需的一种方法和手段。
生化分离
生物分离工程原理
分离的本质在于有效识别混合物中不同溶质间物 理、化学和生物学性质的差别。
学;
力学、热力学、电磁性质;
:化学热力学、化学反应学、光化
:分子识别。
分离是混合的逆过程,需要作功才能实现,而且 需要有专门过程和设备。如酒精-水
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b. 种类:溶剂萃取、双水相萃取、反胶团萃取、超 临界流体萃取
微滤、超滤、纳滤,透析、反渗透、电渗析等
目的是除去与产物的物理化学性质比较接 近的杂质。 通常采用对产物有高度选择性的 技术。
• 层析技术(色谱技术)
1 流动相状态:GC与HPLC、TLC
2 固定相:柱色谱与薄层色谱
3 原理:离子交换色谱、吸附色谱、凝胶色 谱、亲和色谱
1 回收技术:絮凝、离心、过滤、微过滤等。 2 细胞破碎技术:球磨、高压匀浆、化学破碎等。 3 初步纯化技术:吸附、离子交换、沉淀(盐析、有机溶剂沉
淀、等电点、沉淀剂)、萃取、膜分离技术、超滤等。
4 高度纯化技术:离子交换、结晶、各类色谱(层析)技 术,如亲和色谱、疏水色谱、聚焦色谱等。
5 成品加工:浓缩、喷雾干燥、气流干燥、沸腾干燥、冷冻干
(2)原料中产物和主要杂质的浓度;
(3)产物和主要杂质的产物和主要杂质的物理化 学特性及差异;
(4)产品主要用途和标准;
5 产品的市场价格;
6 废液的处理方法等。
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①发酵液的预处理; ②提取(初步分离); ③精制(高度纯化); ④成品制备。
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主要分离工艺过程
原料
细胞内
能团、挥发性等;

【重点】生物分离工程

【重点】生物分离工程

生物分离工程:生物化工产品通过微生物发酵过程、酶反应过程或动植物细胞大量培养获得,从上述发酵液、反应液或培养液中分离、精制有关产品的过程。

研究内容:是研究生化工业中生物制品分离和纯化的工程技术学科,主要讲授传质与生化分离工程的原理应用,以及生化分离该过程中一些主要的分离单元操作和分离工程领域的研究进展及其动态;重点讲授发酵液的预处理、细胞破碎、溶剂萃取法、双水相萃取法、反胶束萃取法、凝胶萃取法、超临界流体萃取法、离子交换法、层析分离法、膜分离法、蒸发、结晶和干燥等单元操作原理及其在生物工程技术领域的应用。

根据分离过程的基本原理.分离操作可分机械分离和传质分离两大类。

机械分离的对象是非均相物系,根据物质的大小、密度的差异进行分离,如过滤、重力沉降和离心沉降等。

传质分离的对象主要是均相物系,又分输送分离和扩散分离两种。

输送分离根据溶质在外力作用下产生的移动速度的差异实现分离,又称速度分离法,其传质推动力主要有压力差、电位梯度和磁场梯度等,如超滤、反渗透、电渗析、电泳和磁泳等。

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,传质推动力为偏离平衡态的浓度差,如蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、吸附和离了交换等生物分离工程特点:1必须设计合理的分离过程和操作条件,实现目标产物的快速分离纯化,获得高活性目标产品。

2必须出去原料液中含有的热源及具有免疫原性的异体蛋白质等有害人类健康的物质,并且防止这些物质在分离操作过程中从外界混入3优化设计分离过程和各个分离操作,并努力开发和应用新型高效的分离纯化技术4对原料液进行高度浓缩。

5生物物质的生物活性大多是在生物体内的温和条件下维持并发挥作用的,当遇到高温,PH值的改变以及某些化学药物存在等周围环境的急剧变化时极不稳定,容易发生活性的降低甚至丧失发酵液预处理的目的: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,提高固液分离器效率2尽可能使产物转入便于后处理的某一相中(多数为液相)3去除发酵液中部分杂质,以利于后续步骤操作。

生化分离工程电子版课本1-59

生化分离工程电子版课本1-59

⽣化分离⼯程电⼦版课本1-591 绪论1.1 ⽣物技术与⽣物分离⽣物技术(biotechnology)即有机体的操作和应⽤有机体⽣产有⽤物质、改善⼈类⽣存环境的技术。

1953年,Watson和Crick提出了脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构模型.阐明了DNA是⽣物遗传信息(基因)的携带者,开辟了现代分⼦⽣物学的新纪元,为⽣物技术及其产业的发展开辟了⼴阔的空间。

20世纪70年代,重组DNA(recombinant DNA,rDNA)技术[1]和蛔/蝗融合技术[:]相继建⽴,现代⽣物技术步⼊了崭新的发展时期。

1980年前后,世界主要发达国家先后实施⽣物技术发展计划,⽣物技术迎来了⽇新⽉异的⾼速发展阶段。

进⼊21世纪,⼈类基因组研究取得巨⼤成就,各染⾊体测序⼯作逐步完成[1]迎来了⽣物技术的后基因组时代,蛋⽩质组学L5]、药物基因组学、⽣物信息学和系统⽣物学研究蓬勃兴起.为⽣物技术的发展注⼈了巨⼤的⽣机和活⼒。

⽣物技术的主要⽬标是⽣物物质的⾼效⽣产,⽽分离纯化是⽣物产品⼯程(bioproduct engineering)的重要环节。

因此,⽣物分离(bloseparation)是⽣物技术的重要组成部分[61。

在⽣物技术领域,⼀般将⽣物产品的⽣产过程称为⽣物加⼯过程(bioprocess),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、动植物细胞培养等)及⽬标产物的分离纯化过程,后者⼜称下游加⼯过程(downstream processing)。

⽣物分离过程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.⽣物分离过程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,其结果导致分离过程成本往往占整个⽣产过程成本的⼤部分[71。

例如,⼤多数⼯业酶(enzyme)的分离过程成本约占⽣产过程的?o%,⽽对纯度要求更⾼的医⽤酶如天冬酰胺酶(asparaginase),分离过程成本⾼达⽣产过程的85%;基因重组蛋⽩质药物的分离过程成本⼀般占85%⼀90%以上.与此相⽐,⼩分⼦⽣物产物的分离成本较低,如青霉素的分离过程成奉约占50%,⽽⼄醇的分离过程成本仅占“%.因此,在⽣物⼤分⼦药物的⽣产过程中,分离过程的质量往往决定整个⽣物加⼯过程的成败。

生物分离工程 教学大纲

生物分离工程  教学大纲

《生物分离工程》教学大纲英文名称:Bioseparations Engineering学分:2.5学分学时:50学时先修课程:生物化学、化工原理、微生物学教学对象:生物工程、制药工程、药物制剂、食品工程、生物技术专业的本科生教学目的:本课程主要讲授各种生物活性物质中各种杂质的去除、分离、纯化和精制技术,是生物工程中不可缺少的组成部分,通过对本课程的学习,能使学生针对不同产品的特性,较好地运用各种分离技术来设计合理的提取、精制的工艺路线,并能从理论上解释各种现象,提高分析问题和解决问题的能力,是一门理论和实践密切结合的课程。

教学基本要求:本课程的教学与学习要侧重于准确理解生物活性物质分离过程的特点和基本规律,本课程将生物分离过程分成不溶物的去除、提取、分离与精制四大部分。

要求学生对重要的公式要会推导,明确公式的物理意义,结合课后的习题练习学会熟练运用公式进行一些生物分离过程的计算,加深对生物分离过程基本原理的理解,并学会正确选择各种分离设备的型号,使学生能顺利学习后续如发酵工厂设计等专业课,提高自学与更新本专业知识的能力。

教学内容:第一章绪论(2学时)1. 生物分离工程的历史及应用2. 生物分离过程的特点基本要求掌握生物分离工程在生物工程领域的地位,生物分离过程的特点以及生物分离过程的分类。

重点:准确理解生物分离过程的特点。

难点:正确理解生物分离过程与普通化工产品分离的区别,准确理解生物分离过程的特点。

第一部分不溶物的去除第二章过滤(4学时)1. 过滤的基本概念过滤前物料的预处理方法、关于过滤过程的基本理论及方法、理想不可压缩滤饼及可压缩滤饼过滤过程方程。

2. 连续旋转式真空抽滤机的操作原理连续旋转式真空抽滤过程的三个步骤即滤饼的形成、滤饼的洗涤、滤饼的去除过程的分析与计算。

3. 过滤的设备及其结构过滤设备的分类、设备的选择、过滤介质的特征以及典型过滤设备的种类和结构。

基本要求:掌握过滤前物料预处理的基本方法,过滤的基本理论及相关方程,了解连续旋转式真空抽滤机的操作原理与过程,以及过滤设备的基本结构及选择原则。

沈阳化工大学《生物物质分离工程》课程教学大纲

沈阳化工大学《生物物质分离工程》课程教学大纲

《生物物质分离工程》课程教学大纲一、课程的地位、性质和任务《生物物质分离工程》是生物工程专业学生必修的一门主要专业课程。

其主要任务是讲授生物工程产品的分离纯化基本原理,典型工艺、设备计算方法,培养学生具有一定的分析和解决生化分离单元操作中遇到的实际问题的能力。

此外,对培养学生具有正确的认识观和唯物辩证思想方法也有重要作用。

二、大纲编写依据根据学院专业课程教学要求及兄弟院校的教学大纲,参照有关教材编写。

三、大纲适用范围本大纲适用于生物工程专业本科学生。

四、大纲本文第一章绪论1.1生物分离工程的历史及其应用1.2 生物分离工程的特点1.3 生物分离方法简述及发展动向第二章发酵液的预处理2.1 发酵液的特点2.2 发酵液的预处理2.3 发酵液的相对纯化2.4 固-液分离过程第三章细胞的破碎与分离3.1 概述3.2 细胞壁的结构及组成3.3 细胞壁的破碎3.4 包涵体的分离及蛋白质的复性第四章萃取4.1 萃取基本概念4.2 分配定律与分配平衡4.3 溶剂萃取4.4 反胶团萃取4.5 双水相萃取4.6 超临界萃取第五章沉淀5.1 蛋白质表面特性5.2 盐析沉淀5.3 等电点沉淀5.4 有机溶剂沉淀5.5 其它沉淀方法第六章吸附和离子交换6.1 吸附剂与离子交换剂6.2 吸附平衡6.3 离子交换平衡及离子交换动力学6.4 固定床吸附操作6.5 膨胀床吸附操作6.6 流化床吸附操作第七章层析7.1 层析原理与分类7.2 层析过程理论基础7.3 离子交换层折7.4 凝胶过滤层析7.5 疏水性相互作用层析7.6 其它层析方法第八章膜分离8.1基本概念8.2 超滤和微滤8.3 反渗透第九章电泳9.1基本理论9.2等电点聚焦9.3等速电泳第十章干燥10.1 干燥速度10.2 干燥过程10.3干燥设备及应用五、学时分配(总学时数:48学时,其中讲课学时48学时,实验学时:0学时)六、各章基本要求第一章绪论了解《生化分离工程》的研究内容、研究方法、课程体系及研究进展。

生物分离工程题库

生物分离工程题库

《生物分离工程》题库一、名词解释凝聚:在中性盐的作用下,由于胶体离子之间双电层排斥电位的降低,而使胶体体系不稳定的现象。

过滤:利用多孔性介质截流悬浮液中的固体粒子,进行固液分离的过程。

离心:在离心作用下,利用固液和液体之间密度差达到沉降分离目的。

中性盐的饱和度:在一定的温度、一定的质量的水里所溶解盐的最大质量。

萃取:萃取是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化方法。

乳化:水或有机溶剂以微小液滴形式分散于有机相或水相中的现象。

胶束:将表面活性剂融入水中,当表面活性剂的浓度超过一定的数值时,表面活性剂就会在水溶液中聚集在一起形成聚集体,成为胶束。

膜分离:用天然或人工合成的薄膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法,统称为膜分离。

截留率:指混合物中被膜截留的某物质占原料中该物质总量的比率。

反渗透:是利用反渗透膜选择性地只能透过溶剂(通常是水)的性质,对溶液施加压力,克服溶剂的渗透压,使溶剂通过反渗透膜而从溶液中分离出来的过程。

吸附剂:吸附操作所使用的固体材料一般为多孔微粒或多孔膜,具有很大的比表面积,称为吸附剂或吸附介质。

表面添加剂:指那些具有很强的表面活性,能使液体的表面张力显著下降的物质。

离子交换:通常将基于离子交换原理的吸附操作称为离子交换或离子交换吸附。

吸附作用力为静电引力,所用吸附剂为离子交换剂,通过静电引力吸附带有相反电荷的离子,吸附过程发生电荷转移。

凝胶色谱:以凝胶为固定相,根据各物质分子大小不同而进行分离的层析技术,所以又叫分子筛层析,空间排阻层析或尺寸排阻层析。

(PPT和课本192页)等电聚焦电泳:当将pH调到等电点的大小,则大部分的蛋白质将会沉淀,这种达到分离蛋白质混合物的目的的方法称为等电聚焦电泳。

亲和分离技术:利用生物分子之间的专一识别性或特定的相互作用进行分离的技术,称为亲和分离技术。

亲和沉淀:是将生物专一性识别与沉淀分离相结合的分离纯化技术。

生物分离工程复习纲要

生物分离工程复习纲要

第一章:绪论1、生物分离工程概念回收生物产品分离过程的原理与方法,即从发酵液、酶反应液、动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。

2、生物分离工程研究的内容目标产品及其基质的性质。

根据产品及基质选择适宜的分离纯化技术(基本技术原理;基本方法;基本设备)。

第二章:发酵液预处理1、发酵液预处理的目的除去部分可溶性杂质和改变滤液的性质,以利于后继各步操作;改变发酵液的物理性质和降低溶液的粘度;尽可能使产物转入便于以后处理的相中。

(除去悬浮颗粒、改善滤液的性状、方便后续步骤)2、凝集与絮凝凝集(coagulation)作用是在某些电解质作用下,如中性盐作用下,使扩散双电层的排斥电位降低,破坏胶体系统的分散状态,而使胶体粒子聚集的过程。

(机理:中和粒子表面电荷;消除双电层结构;破坏水化膜)(通过电解质破坏胶体分散状态)絮凝(flocculation):指在某些高分子絮凝剂存在下,在悬浮粒子之间产生架桥作用,而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程。

(物理高分子物质的桥联作用)3、高价态无机离子的去除Ca2+去除:一般用草酸的钠盐生成草酸钙;Mg2+去除:加入三聚磷酸钠,从而形成三聚磷酸钠镁络合物;Fe3+去除:加入黄血盐(亚铁氰化钾) 。

4、固液分离的主要方法a)过滤(垂直过滤(死过滤);错流过滤)b)离心第三章:细胞分离技术1、细胞破碎的方法(了解原理)机械法:主要利用高压、研磨、超声波等方法产生剪切力达到破碎细胞壁的目的。

热量的产生是该法的一个缺点。

高压匀浆的原理:从高压室(几百个大气压)压出的细胞悬浮液速度可达几百米每秒,高速喷出的浆液喷射到静止的撞击环上,细胞在高速造成的剪切力,碰撞力和高压到常压的变化等作用下,造成细胞破碎。

珠磨法的原理:细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英砂、氧化铝等研磨剂一起快速搅拌或研磨,研磨剂、珠子与细胞之间的互相剪切、碰撞,使细胞破碎。

超声波破碎法的原理:液体中局部空穴的形成、增大和闭合产生极大的冲击波和剪切力,引起的粘滞性旋涡在细胞上造成了剪切力,使细胞内液体发生流动,从而使细胞破碎。

生物分离工程填空判断

生物分离工程填空判断

生物分离工程复习题第一章绪论填空题:1.为了提高最终产品的回收率:一是提高每一级的回收率,二是减少操作步骤。

2、评价一个分离过程效率的三个主要标准是:①浓缩程度②分离纯化程度③回收率。

判断并改错:原料目标产物的浓度越高,所需的能耗越高,回收成本越大。

(×)改:原料目标产物的浓度越低。

第二章细胞分离与破碎填空题:1.在细胞分离中,细胞的密度ρS 越大,细胞培养液的密度ρL越小,则细胞沉降速率越大。

2.过滤中推动力要克服的阻力有介质阻力和滤饼阻力,其中滤饼占主导作用。

3.重力沉降过程中,固体颗粒受到重力,浮力,摩擦阻力的作用,当固体匀速下降时,三个力的关系重力=浮力+摩擦阻力。

4.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。

5.单从细胞直径的角度,细胞越小,所需的压力或剪切力越大,细胞越难破碎。

判断并改错:在恒压过滤中,过滤速率会保持恒定。

(×)改:不断下降。

生长速率高的细胞比生长速率低的细胞更难破碎。

(×)改:更易破碎。

第三章初级分离填空题:1.防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围的水化层和双电层。

2、.降低蛋白质周围的水化层和双电层厚度,可以破坏蛋白质溶液的稳定性,实现蛋白质沉淀。

3、常用的蛋白质沉淀方法有:盐析沉淀,等电点沉淀,有机溶剂沉淀。

4、8.Cohn方程中,Ks越大,β值越小,盐析效果越好。

5.等电点沉淀的操作条件是低离子强度和 pH=pI 。

6.有机溶剂沉淀时,蛋白质的相对分子质量越大,则有机溶剂用量越少;在溶液等电点附近,则溶剂用量越少。

7.盐析常数Ks随蛋白质的相对分子量的增高或分子结构的不对称性而增加。

判断题:1、当蛋白质周围双电层的ζ点位足够大时,静电排斥作用抵御蛋白质分子之间的分子间力,使蛋白质溶液处于稳定状态而难以沉淀。

(√)2、无论是亲水性强,还是疏水性强的蛋白质均可采用等电点沉淀。

(×)改:适用于疏水性强的蛋白质(酪蛋白)。

第四章膜分离填空题:1.反渗透中,溶质浓度越高,渗透压越大,则施加的压力越大。

生物分离工程期末复习(DOC)

生物分离工程期末复习(DOC)

生物分离工程复习题第一章绪论简答题:1、简述生物分离技术的基本涵义及内容。

答:基本涵义:生物分离技术是指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物(发酵液、培养液)及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。

内容主要包括:离心分离、过滤分离、泡沫分离、萃取分离、沉淀(析)分离、膜分离、层析(色谱)分离、电泳分离技术以及产品的浓缩、结晶、干燥等技术。

2、物质分离的本质是有效识别混合物中不同溶质间物理、化学和生物学性质的差别,利用能够识别这些差别的分离介质和扩大这些差别的分离设备实现溶质间的分离或目标组分的纯化。

请从物质的理化性质和生物学性质几个方面简述生物活性物质分离纯化的主要原理。

答:生物大分子分离纯化的主要原理是:1)根据分子形状和大小不同进行分离,如差速离心与超离心、膜分离、凝胶过滤等;2)根据分子电离性质(带电性)差异进行分离,如离子交换法、电泳法、等电聚焦法;3)根据分子极性大小及溶解度不同进行分离,如溶剂提取法、逆流分配法、分配层析法、盐析法、等电点沉淀及有机溶剂分级沉淀等;4)根据物质吸附性质的不同进行分离,如选择性吸附与吸附层析等;5)根据配体特异性进行分离,如亲和层析法等。

填空题:1.为了提高最终产品的回收率:一是提高每一级的回收率,二是减少操作步骤。

2、评价一个分离过程效率的三个主要标准是:①浓缩程度②分离纯化程度③回收率。

判断并改错:原料目标产物的浓度越高,所需的能耗越高,回收成本越大。

(×)改:原料目标产物的浓度越低。

选择题:1. B 可以提高总回收率。

A.增加操作步骤B.减少操作步骤C.缩短操作时间D.降低每一步的收率2.分离纯化早期,由于提取液中成分复杂,目的物浓度稀,因而易采用( A )A、分离量大分辨率低的方法B、分离量小分辨率低的方法C、分离量小分辨率高的方法D、各种方法都试验一下,根据试验结果确定第二章细胞分离与破碎概念题:过滤:是在某一支撑物上放多孔性过滤介质,注入含固体颗粒的溶液,使液体通过,固体颗粒被截留,是固液分离的常用方法之一。

生物分离工程分

生物分离工程分

第一章绪论一、生物分离工程在生物技术中的地位?生物技术的主要目标是生物物质的高效生产,而分离纯化是生物产品工程的重要环节。

因此,生物分离是生物技术的重要组成部分。

生物分离工程是生物技术的下游技术,用于目标产物的提取、浓缩、纯化以及成品化。

二、生物分离工程的特点是什么?1.产品丰富,产品的多样性导致分离方法的多样性2.绝大多数生物分离方法来源于化学分离3.生物分离一般比化工分离难度大三、生物分离工程可分为几大部分,分别包括哪些单元操作?生物分离过程一般分四步:1.固-液分离(不溶物的去除)离心、过滤、细胞破碎,目的是提高产物浓度和质量2.浓缩(杂质粗分)离子交换吸附、萃取、溶剂萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取、双水相萃取以上分离过程不具备特异性,只是进行初分,可提高产物浓度和质量。

3.纯化色谱电泳沉淀以上技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。

4.精制结晶干燥四、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?(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)主要杂质独特的物化性质是什么(6)不同分离方法的技术经济比较上述问题的考虑将有助于优质、高效产物分离过程的优化。

五、生物分离效率有哪些评价指标?1.目标产品的浓缩程度——浓缩率m2.系数α回收率REC第二章细胞分离与破碎一、细胞破碎的目的意义由于有许多生化物质存在于细胞内部,必须在纯化以前将细胞破碎,使细胞壁和细胞膜受到不同程度的破坏(增大通透性)或破碎,释放其中的目标产物,然后方可进行提取。

二、细胞破碎方法的大致分类破碎方法可归纳为机械破碎法和非机械破碎法两大类,非机械破碎法又可分为化学(和生物化学)破碎法和物理破碎法。

1.机械破碎处理量大、破碎效率高速度快,是工业规模细胞破碎的主要手段。

细胞的机械破碎主要有高压匀浆、研磨、珠磨、喷雾撞击破碎和超声波破碎等。

2.化学(和生物化学)渗透破碎法(1)渗透压冲击法(休克法)(2)酶溶(酶消化)法3.物理破碎法1)冻结-融化法(亦称冻融法)(2)干燥法空气干燥法真空干燥法冷冻干燥法喷雾干燥法三、化学渗透法和机械破碎法相比有哪些优缺点?化学渗透破碎法与机械破碎法相比优点:化学渗透破碎法比机械破碎法的选择性高,胞内产物的总释放率低,特别是可有效地抑制核酸的释放,料液的粘度小,有利于后处理过程。

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• 甲醛标准溶液的浓度计算: • X=(V1-V2)×c1×15 X—甲醛标准溶液的浓度,单位为毫克每毫升(mg/mL); V1—空白试验所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积,单 位为毫升(mL); V2—滴定甲醛溶液所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积 ,单位为毫升(mL); c1—硫代硫酸钠标准溶液的浓度,单位为摩尔每升( mol/L); 15—与1.00mL碘标准溶液(1.000mol/L)相当的甲醛的质 量,单位为毫克(mg)。
• 四、计算
X——样品中总二氧化硫的含量,mg/L; c——碘标准滴定溶液的物质的量浓度,mol/L; V——测定样品消耗的碘标准滴定溶液的体积,mL; V0——空白试验消耗的碘标准滴定溶液的体积,mL; 32——与1.00 mL碘标准溶液[c(1/2 I2)=1.000 mol/L]相当的以毫克表示的二氧化硫的质量; 25——取样体积,mL。
(2) 吸取 0 mL,0.10 mL,0.20 mL,0.30 mL,0.40 mL,0.50 mL 铅标准使用液(相当 0.0 μg,1.0 μg, 2.0 μg,3.0 μg,4.0 μg,5.0 μg 铅),分别臵于 125 mL 分液漏斗中,各加硝酸(1+99)至 20 mL。 于试样消化液、试剂空白液和铅标准液中各加 2.0 mL 柠檬酸铵溶液(200 g/L),l.0 mL 盐酸羟胺溶液(200 g/L)和 2 滴酚红指示液,用氨水(1+1)调至红色, 再各加 2.0 mL 氰化钾溶液(100 g/L),混匀。各加 5.0 mL 二硫腙使用液,剧烈振摇 1 min,静臵分层后, 三氯甲烷层经脱脂棉滤入 1 cm比色杯中,以三氯甲烷调 节零点于波长 510 nm处测吸光度,各点减去零管吸收值 后,绘制标准曲线或计算一元回归方程,试样与曲线比 较。
标 葡 萄 酒、果 酒 250 ---0.2 50 黄 酒 -----0.5 ---酒
项目
总二氧化硫( SO2) / (mg/L) 甲醛/(mg/L) 铅/(mg/L) ≤ ≤ ≤ ≤
a
啤 ---2.0 0.5 ----
展青霉素 a/ ( ug/L ) 仅限于果酒中
的苹果酒、山楂酒
第一节 甲醇含量的检测 一、来源 二、毒害作用 三、案例 1、2005年,云梦县一白酒加工销售点出售 的散装白酒中,甲醇含量竟然超过国家规定标 准200余倍。该县查封这批害人的毒酒,并对已 售出的少量有毒白酒进行追查。 云梦县质检局在城关泰山路一家白酒加工销 售点检查时,发现该点加工销售的散装白酒, 每100毫升甲醇含量达到8.32克,而国家规定白 酒中甲醇含量每100毫升不得超过0.04克。执法 人员现场封存了有毒白酒540余公斤。店主李某 称,该酒只销售了30余公斤。
2、样品处理
3、试剂 (1)高锰酸钾-磷酸溶液 (2)草酸-硫酸溶液 (3)品红-亚硫酸溶液 (4)标准甲醇溶液 (5) 60%(vol)无甲醇酒精 4、实验步骤 (1)标准系列管的制备
编号
0
1 0.20
2 0.40
3
4
5 1.00
甲醇标准溶 0 液(mL)
0.60 0.80
60%(vol) 0.50 0.50 无甲醇酒精 (mL)
5、计算
m 1000 甲醇(g/L) = V 1000
6、说明及注意事项
第三法
变色酸法
1.原理 甲醇在磷酸溶液中,被高锰酸钾氧化成甲醛,用偏重亚硫酸钠除去过量的高锰酸钾,甲醛与变色酸 在浓硫酸存在下,先缩合,随之氧化,生成对醌结构的蓝紫色化合物。与标准系列比较定量。 反应式如下: 5CH3OH +2KMnO4 + 4H3PO4 5HCHO +2MnHPO4 + 2KH2PO4 + 8H2O
0.50 4.10
0.50 0.50 3.90 3.70
0.50 3.50
水(mL)
4.50 4.30
于各管中加入2.00 mL高锰酸钾-磷酸溶液,摇匀, 放臵10分钟。加2.00 mL草酸-硫酸溶液,褪色后, 加5.00 mL品红-亚硫酸溶液,摇匀,于室温下显色 30min(如室温低于200C,则需在200C水浴中显色)。 显色30分钟后,立即在590nm 波长下测光密度,绘 制标准曲线。从标准曲线上求得试样管光密度所对 应的甲醇量(毫克),然后计算出样品中甲醇的含量。 (2)试样管的制备 品红-亚硫酸的呈色灵敏度与酒精含量有关,故 标准管与酒样管中酒精度应需一致。标准管中采用 酒精度为6%(vol),因此,试样管中酒精度也需调 制成6%(vol),参照标准管。
• 据公安部门初步调查,四名死者所饮用白酒均来自 五峰镇万马池十一号宏斌酒水批发部所批出,该店 业主王长兵,男,三十三岁,目前已被警方控制, 据其交代,今年三月十五日,他从宜都市聚能日用 品商店购进工业甲醇三点七四吨,共勾兑假酒六千 五百公斤,已售出约五千公斤,主要销往五峰县五 峰镇、采花乡宋家河、长乐坪镇白鹿庄。至三月二 十四日上午,相关部门追回嫌疑人所交代的假酒四 千二百八十八公斤。截止目前,五峰全县已查封散 装白酒七万六千八百三十二公斤,封存甲醇二千九 百七十公斤。 • 目前,该县领导带队深入各乡镇进行拉网式排查, 进一步加强宣传,同时向周边长阳县、宜都市告知 这一信息,以防问题散装白酒流入周边地区。
第二节 杂醇油(高级醇)含量的检测 一、概述 二、分析方法 (一) GC (二)对二甲胺基苯甲醛比色法 1、原理:除正丙醇外的高级醇,在浓硫酸 作用下,都会脱水,生成不饱和烃(如:异丁 醇变成丁烯,异戊醇变成戊烯)。而不饱和烃 与对—二甲氨基苯甲醛反应生成橙红色化合物, 与标准系列比较定量。
2、分析步骤 3、说明及注意事项 • (1)对—二甲氨基苯甲醛对不同醇类的显色 程度不一致。对相同量醇类,其显色灵敏度为 异丁醇﹥异戊醇﹥正戊醇,而正丙醇、异丙醇、 正丁醇等显色灵敏度很差。同时,酒中杂醇油 成分复杂,比例不一。准确的测定方法应采用 气相色谱法。 • (2)该显色反应不是杂醇油的特效反应,凡 试样中能被硫酸脱水生成不饱和烯烃的化合物, 如醛、酮和萜等都有类似反应而干扰测定。可 用盐酸间苯二胺处理。
/(mg/L) • a甲醇、氰化物指标均按 100%酒精度折算。
食品安全国家标准发酵酒及其配制酒 GB2758—2012 2013-02-01 实施 • 项 目 指 标 检验方法 啤酒 甲醛 / (mg/L)≤ 2.0 GB/T 5009.49
• 发酵酒卫生标准

GB2758-2005(已淘汰)
四、分析方法 (一)GC (二)品红—亚硫酸比色法 1、原理:甲醇测定采用氧化法。将甲醇氧化 成甲醛,用品红-亚硫酸显色,以比色法测定。 (1)甲醇在磷酸介质中被高锰酸钾氧化为甲醛: 5CH3OH + 2KMnO4 +4H3PO4=5HCHO +2KH2PO4 + 2MnHPO4 + 8H2O (2)过量的高锰酸钾被草酸还原: 5H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4= 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2 + 8H2O (3)所生成的甲醛与品红-亚硫酸(又称喜夫试 剂,Schiff)反应,生成醌式结构的蓝紫色化合 物,以比色法测定。
2、山西朔州假酒案 • 1998年除夕夜——“紧急通知:我市近日流入 清徐、文水、孝义生产的散装白酒,已造成严 重后果,望广大市民不要饮用此酒。”
• 文水县农民王青华用34吨甲醇加水后勾兑成散 装白酒57.5吨,出售给个体户批发商王晓东、 杨万才、刘世春等人。这些人明知道这些散装 白酒甲醇含量严重超标(后来经测定,每升含 甲醇361克,超过国家标准902倍),但为了牟 取暴利,铤而走险,臵广大乡亲生命于不顾, 造成27人丧生。 1998年3月9日,王北五峰甲醇中毒死亡人员增至4人 12人住院 • 新闻发布:国家葡萄酒质量网 • 发布时间:2009-3-26 中新社宜昌三月二十五日 电 (刘良伟 上官纯青)至二十五日下午,发生在湖 北省五峰土家族自治县的甲醇勾兑的散装白酒致死 人命事件,累计已有四人死亡,十二人住进医院抢 救治疗,还有十八人因出现不良反应在医院门诊输 液治疗。目前,宜昌市已启动食品安全三级应急响 应,采取系列措施控制事态进一步发展。湖北省质 监局、卫生厅、工商局、公安厅等部门派员已赶至 五峰指导事件调查处理工作。 三月二十三日十三时 零三分至二十四日十七时,湖北五峰县公安局连续 接到报案,共有四人疑似酒精中毒死亡。经公安、 质监、卫生等部门赶到现场调查取证,初步检验结 果表明酒中甲醇超标。
第三节
微量甲醛含量的检测
一、原理 甲醛在过量乙酸铵的存在下 , 与乙酰丙酮和 铵离子生成黄色的3,5-二乙酰基-1,4二氢吡啶 化合物,在波长 415nm 处有最大吸收,颜色的 深浅与甲醛的含量成正比,相应可得出试样中 甲醛的含量。 二、步骤(见实验指导书)
• 甲醛标准溶液的配制和标定: 吸取36%∽38%甲醛溶液7.0 mL,加入0.5 mL1mol/L硫酸,用水稀释至250 mL。此液为标准溶 液。 吸取上述标准溶液10.0 mL于100mL容量瓶中,加 水稀释定容。再吸取10.0mL稀释溶液于250mL碘量瓶 中,加90 mL水;20mL0.1mol/L碘标准溶液和15mL 1mol/L氢氧化钠溶液,摇匀,放臵15min。再加入 20mL1mol/L硫酸溶液酸化,用0.1000mol/L硫代硫酸 钠标准溶液滴定至淡黄色,然后加约1mL5g/L淀粉指 示剂,继续滴定至蓝色褪去即为终点。同时做试剂 空白试验。
3、 蒙古国副总理恩赫包勒德(08.1.2)说, 首都乌兰巴托巴嘎诺尔区新年期间发生饮用伪 劣白酒中毒事件,已造成11人死亡。 恩赫包勒德说,经调查,有52人在饮用同一 厂家生产的白酒后出现中毒症状,酒中甲醇含 量严重超标。除死者外,其余41名中毒者仍在 医院接受救治,其中3人病情严重。 恩赫包勒德说,政府已查封酒厂,并禁止在 巴嘎诺尔区出售白酒,质检机构已开始对乌兰 巴托市场上出售的酒精类饮料进行检查。 白酒在蒙古国是必不可少的招待品。
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