生化分离技术核心知识点

第一章

生物技术下游加工过程特点：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.生物产品的稳定性差

4.对最终产品的质量要求很高

生物技术下游加工的一般步骤：1.发酵液的预处理与固-液分离

2.初步纯化

3.高度纯化

4.成品加工

生物技术产品的类型：1.按分子质量：小分子质量、大分子质量

2.按产品所处位置：细胞内、细胞外

第二章

共价过程中导致的失活：1.集团本身的共价修饰，导致基团功能不起作用

2.蛋白质上任何基因的共价修饰，使三维结构受到破坏

对策：1.避免细菌污染

2.水分的除去

3.高浓度的化学物质会使蛋白质变性，应避免

4.高浓度的底物、多元醇和稳定盐利于稳定蛋白质

5.对许多蛋白质而言，为防止硫羟基的氧化和降低光氧化的危险，除去空气至关重要

第三章

悬浮液预处理方法：1.加热法

2.调节悬浮液pH值

3.絮凝和凝聚

4.使用惰性助滤剂

去除悬浮颗粒，依据物理、化学性质：颗粒密度、颗粒大小、颗粒表面性质

过滤方法：恒压过滤、恒速过滤、变速变压过滤

过滤器类型：1.真空过滤器：转鼓真空过滤器、圆盘真空过滤器、水平带式真空过滤器

2.压滤器：板框压滤器、加压叶滤器、带式压滤器、气压罐式连续压滤器

带式压滤器的工作必要条件：料液过滤前都要加絮凝剂进行预处理，使悬浮液成絮团错流过滤：如果料液给过滤介质表面一个平行的大流量的冲刷，则过滤介质表面积累的

滤饼会减少到可以忽略的程度，则通过过滤介质的流速则减少。

第四章

细胞壁经酸水解，可以获得：肽聚糖、氨基酸、磷壁酸、糖、脂质

破碎率的评价：1.直接计数法

2.间接计数法

细胞的破碎按是否外加作用分为：机械法（高压匀浆法、珠磨、超声波法）、非机械法超声波法理论依据：超声波破碎细胞的机理可能与超声波引起的空穴现象有关

非机械法：1.酶法融胞

2.化学法：a.酸碱调节溶液pH值

b．有机溶剂常用甲苯

c.表面活性剂是两性化合物

3.物理法：a.渗透压冲击法

b.冻融法

c.干燥法

4.其他方法：a.多种破碎方法相结合

b.与下游过程相结合

c.与上游过程相结合

第五章

离心分离可分为：1.离线沉降

2.离心过滤

3.离心分离+超离心

离心分离因数Fr：粒子在离心机中产生的离心加速度与自有下降的加速度之比

离心设备的放大：1.等价时间Gt法

2.Σ因子法

超离心技术分类：1.制备性超离心：粒子差速离心、一般密度梯度离心法、等密度离心法

2.分析性超离心：相对分子质量测定、大分子纯度估计、检测大分子

中构的变化

3.超离心设备：分析用超离心机、制备用超离心机

第六章

膜分离分类：1.以静压力差为推动力的膜分离过程：微滤、超滤、纳滤、反渗透

2.以蒸汽分压为推动力的膜分离过程：膜蒸馏、渗透蒸发

3.以浓度差为推动力的膜分离过程：渗析

4.以电位差为推动力的膜分离过程：电渗析

膜的类型：1.有、无孔膜

2.膜对称性（各向同性膜、不对称膜、各向异性膜）

3.膜的孔道特性

4.膜材料

水通量：膜对纯水的通过量，是用在压力为0.1MPa,温度为20℃的条件下，透过一定量纯水所需的时间来测定。

截留分子质量MWCO：相当于一定截留率（90%/95%）的相对分子质量。

膜组件：平板式、管式、螺旋卷式、中空纤维式

浓差极化：在超滤过程中，由于水透过膜，因而在膜表面的溶质浓度增高，形成梯度，在浓差梯度作用下，溶质与水以相反方向扩散，在达平衡状态时，膜表面形

成一溶质浓度分布边界层，对水的透过起阻碍作用。

膜的污染：1.膜的劣化：化学性劣化、物理性劣化、生物性劣化

2.水生物污垢：吸着层、堵塞

3.预防和控制膜污染：①预处理法

②开发新型抗污染的膜

③加大供给液的流速

4.污染膜的清洁：化学洗涤、物理洗涤

中空纤维膜组件的工作模式：超滤、再循环、逆洗

超-微滤膜组件的工作模式：浓缩、透析、纯化

超-微滤系统的工厂布置：开路式操作、间歇式操作、进料和排放式操作、多次再循环操作

第七章

纳米过滤：介于反渗透和超滤之间，能截留有机小分子而使大部分无机盐通过，操作压力低

纳米过滤膜的截留相对分子质量一般小于1000，大于300

按纳滤膜的荷电情况可分为荷负电膜、荷正电膜、双极膜

第八章

膜亲和过滤法包括：亲和膜分离技术、亲和-错流膜过滤

配基及其选择：通用性配基、特异性配基、间隔臂及其配基

亲和载体有两个特性，拥有其一即可，或能溶于水溶液，或易于悬浮在水溶液

亲和载体的内核：水溶性大分子量聚合物、非水溶性的粒子

第九章

渗透蒸发：通过渗透蒸发膜，在膜两侧组分的蒸汽分压差作用下，使液体混合物部分蒸发，从而达到分离目的的一种膜分离法

渗透蒸发膜的分类：1.根据膜材料的化学性质和组成分类：亲水膜、亲油膜

2.根据结构不同分类：复合膜、离子交换膜

膜材料的选择：溶解度参数法

蒸汽渗透：当进料是某种混合蒸气，进行渗透蒸发时即为蒸气渗透

第十章

萃取溶剂的选择：1.利用溶解度参数理论指导溶剂选择

2.根据“相似物容易溶解在相似物中”的规律选择

乳化：一种液体以细小液滴的形式分散在另一不相溶的液体中

乳状液可分为：水包油、油包水

乳状液的消除：过滤、离心分离、化学法、物理法、顶转法

萃取操作：混合→分离→溶剂回收

萃取因子：萃取平衡后，溶质在萃取相与萃余相中质量的比值

多级逆流萃取：若干萃取级，料液与溶剂分别从两端加入，萃取相与萃余相逆流流动，操作系连续进行

微分萃取：当轻相和重相连续不断地逆流通过萃取器时，就会产生微分萃取，在两相的接触中，溶质从一相转移至另一相中，但一般不可能达到平衡