生物工程下游技术知识要点(总复习)

第三章 发酵液预处理与固液分离 1.加水稀释法 （稀释后要过滤速率提高的百分比要大于加水量）

1.降低液体黏度

2.加热法

2.调整PH （如利用蛋白质的等电点）

3.凝聚：在电解质作用下，由于胶粒之间双电层电排斥作用降低，电

位下降，而使胶体体系不稳定的现象。

过滤特性改变 凝聚值越小，凝聚能力就越强

絮凝：在有些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，使胶粒形成较大

絮凝团的过程。

混凝：包括上述两种方法。

4.加入助滤剂 （最常见的是硅藻土）

5.加入反应剂

1. Ca 2+ : 加草酸钠

除杂 Mg 2+ :加三聚磷酸钠

C a 2+

：加黄血盐

1.沉淀法

2.杂蛋白的除去： 2.变性法 （有加热法，调PH ，加酒精，

丙酮等有机溶剂或表面活性剂

等。）

3.吸附法 (加入某些吸附剂或沉淀剂吸附

杂蛋白而除去)

1.离心 公式：Q=v ω2Z g d v L S •-=μ

ρρ18)(2 固液分离手段 θπctg r r g

n Z )(323132-=

2.过滤 （1）板框过滤机 （适合固体含量在１％—１０％的悬浮液

的分离）

（２）真空转鼓过滤机 （适合固体含量大于１０％） （３）硅藻土过滤机 （适合固体含量小于０．１％）

第五章细胞破壁

细胞破壁１．破壁方法：（１）珠磨法原理：进入珠磨机的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。

（2 ）高压匀浆法原理：利用高压使细胞悬浮液通过针形阀，由

于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破

碎。

是大规模细胞破碎的常用方法。

（3）超声破碎法（适合实验室用）

（4 ）酶溶法 1 .外加酶法

2. 自溶法（1）加热法

（2）干燥法

（5）化学渗透法

2.破碎率的测定（1）直接测定法破碎前利用显微镜计数器直接计数

破碎后用染色的方法把破碎的细胞与未受损

的细胞分开。即可直接计算破碎率。

（2）目的产物测定法通过测定破碎液中目的产物的释放量

来估算破碎率。

（3）导电率测定法根据导电率随着破碎率的增加而呈线性

增加

第五章．溶剂萃取与浸取

一、溶剂萃取过程的理论基础：

——是把目标物质从第一个液相中依靠更强大的溶解力抽提到第二个液相中。如把水相中的醋酸抽提到醋乙酯中。

1．萃取溶剂的选择

根据萃取目标产物的介电常数，寻找极性相接近的溶剂为萃取溶剂。好的溶剂应满足以下要求：

①萃取容量大，单位体积萃取溶剂能萃取大量产物；

②选择性好，只萃取产物而不萃取杂物；

③有利于相的分散和两相分离，与被萃取相互溶度小，且粘度小，界面传力小

④易回收和再生；

⑤化学致定性好，不易分解，对设备腐蚀性小；

⑥经济性好，价廉易得；

⑦安全性好，闪点高，对人体无毒或低毒。

二．分配定律和分离因数

1）分离因数

若原来料液中除溶质A以外，还有溶质B，则萃取剂对溶质A、B的分离能力可用分离因数（B）来表征：平衡后：1萃取液，2萃余液

B=（c1A/c1B）/(c2A/c2B)=(c1A/c2A)/(c1B/c2B)=k A/k B

若A为产物，B为杂质

B=k产/k杂

B越偏离于1，产物与杂质越容易分离。

三、水相条件对萃取的影响

1）PH值

k表观分配系数

产物的稳定性

选择性B= k产/k杂

2）温度

产物稳定性

k

3）盐析——无机盐类（硫酸铵、氯化钠等）一般可降低产物在水中的溶解度而使其更易转入有机溶剂相中，另一方面还能减小有机溶剂在水相的溶解度。如提取V B12时，加入（NHa）2so4可促其自水转到有机相。但盐的用量要适宜，防止促杂质一起转至有机相，还要考试成本，必要时可回收。

4）带溶剂——能和产物形成复合物，使产物更易溶于有机相中，且该复合物在一定条件下又容易分解。

四、乳化和去乳化

1、乳化

1）乳化——一种液体（分散相）分散在另一种不相混溶的液（连续相）体中的现象。

有两种形式：水包油O/W、W/O。在乳浊液中，界面积大，物系的自由能大，故为热力学不稳定系统，时间一长，乳浊液会自行破坏。

2）稳定的措施：加入表面活性剂，降低表面传力。

影响稳定的因素：

①表面活性剂在界面上形成的保护膜的情况。

②液滴是否带电（带电、同性互斥，稳）

③介质的粘度（粘大，不易聚集，稳）

3）乳化给萃取带来的不良影响

有机相与水相分层困难，出现两种夹带

水相中夹有有机相→产物的丢失

有机相中夹有水相→后续精制困难

2、破乳化

工业生产中，自量物系中的一些物质会成为表面活性剂，使乳化液较稳定。如在发酵液中，蛋白质就成为表面活性剂，且多形成O/W乳化液。

破乳方法：

①过滤或离心分离

②物理法（加电解质中和离子型乳浊液的电荷）

③物理法（加热、稀释、吸附等）

④顶替法：加入表面活性更大，但因其碳链较短难以形成坚固的保护膜的物质，取代界面上的乳化剂。

⑤转型法：向O/W中加入亲油性乳化剂，有转化成W/O倾向，又不稳定，而破乳。

第二节浸取

一、浸取过程

1．过程

浸取过程系指出溶媒进入细胞组织溶解、浸取目的产物后，变成浸取液的全部过程。

1）浸油：材料与浸取溶剂混合时，溶剂首先附着于材料表面使之润湿，然后通过毛细管和细胞间隙进入细胞组织中。

2）溶解：溶剂进入组织后，溶解可溶性成分。

3）扩散：溶剂溶解目的产物后，具有较高的浓度，故即形成扩散点，不停地向周围扩散，这是浸取的动力。

4）置换：浸取的关键在于保持最大的浓度梯度。用浸取溶剂随时置换材料周围的浓浸取液，是掌握浸出过程和设计浸出器械的关键问题。

二、溶剂的选择

1）原则：“相似相溶”原理。

2）良好溶剂要求：