亲和膜分离
生物分离工程名词解释
凝聚：指在投加的化学物质（铝、铁的盐类或石灰等）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。
PPT电泳：荷电的胶体粒子在电场中的移动。
PPT或者：荷电溶质（电解质）或粒子在电场作用下发生定向泳动的现象P362电泳迁移率（mobility）:在电位梯度E的影响下，带电颗粒在时间t中的迁移距离d。
PPT或者：单位电场强度下的电泳速度。
P363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。
PPT 或者：利用具有一定选择性透过特性的过滤介质进行物质的分离纯化。
P56离子交换: 在吸附剂与溶液间发生离子交换，即吸附剂吸附离子后，它同时要放出等当量的离子于溶液中。
PPT亲和层析：是利用生物分子对之间所具有的专一而又可逆的亲和力使生物分子分离纯化的技术。
PPT过滤：是在外力作用下，利用过滤介质使悬浮液中的液体通过，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的一种单元操作。
PPT或者：利用薄片形多孔性介质（如滤布）截留固液悬浮液中的固体粒子，进行固液分离的方法。
P20沉降：离心分离是基于固体颗粒和周围液体密度存在差异，在离心场中使不同密度的固体颗粒加速沉降的分离过程，当静置悬浮液时，密度较大的固体颗粒在重力作用下逐渐下沉，这一过程称为沉降。
PPT重结晶：是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同，将晶体用合适的溶剂再次结晶，以获得高纯度的晶体的操作。
PPT分辨率：也称分离度。
它是指相邻两色谱保留值之差与两峰底宽平均值之比。
PPT晶体：形成新相（固体）需要一定的表面自由能。
因此，溶液浓度达到饱和溶解度时，晶体尚不能析出，只有当溶质浓度超过饱和溶解度后，才可能有晶体析出。
溶液达到过饱和状态是结晶的前提；过饱和度是结晶的推动力。
PPT分子伴侣：是一种热休克蛋白质，在体内和体外都具有抑制蛋白质伸展肽链错误折叠和聚集、促进肽链折叠成天然活性肽的作用。
生物分离原理及技术
生物分离原理及技术生物分离是指根据生物体内化学成份的差异，通过一系列的物理、化学或者生物学方法将生物体内的不同组分分离开来。
生物分离技术广泛应用于生物医学研究、生物制药、食品工业、环境监测等领域。
本文将详细介绍生物分离的原理和常用的分离技术。
一、生物分离的原理生物分离的原理基于生物体内各种化学成份的差异，包括份子大小、电荷、亲疏水性、亲和性等。
根据这些差异，可以通过调整环境条件，利用不同的分离技术来实现生物分离。
1. 份子大小差异原理份子大小是生物分离的一个重要因素。
普通来说，较大的份子在分离过程中会受到较大的阻力，因此会相对较慢地挪移。
根据这一原理，可以利用份子大小的差异来实现生物分离。
例如，凝胶电泳就是一种常用的份子大小分离技术，通过将待分离的生物样品加载到凝胶中，然后在电场作用下，份子根据大小差异在凝胶中挪移，最终实现分离。
2. 电荷差异原理生物体内的份子通常带有正电荷、负电荷或者无电荷。
根据份子的电荷差异，可以利用电场来实现生物分离。
例如，电泳技术就是一种基于份子电荷差异的分离技术。
在电泳过程中，待分离的生物样品会在电场作用下，根据电荷差异在电泳介质中挪移，从而实现分离。
3. 亲疏水性差异原理生物体内的份子通常具有不同的亲疏水性。
根据份子的亲疏水性差异，可以利用亲疏水性来实现生物分离。
例如，液相色谱技术就是一种基于份子亲疏水性差异的分离技术。
在液相色谱中，待分离的生物样品会在固定相和流动相的作用下，根据亲疏水性差异在色谱柱中挪移，从而实现分离。
4. 亲和性差异原理生物体内的份子通常具有不同的亲和性。
根据份子的亲和性差异，可以利用亲和性来实现生物分离。
例如，亲和层析技术就是一种基于份子亲和性差异的分离技术。
在亲和层析中，待分离的生物样品会与具有特定亲和性的配体结合，然后通过洗脱步骤将目标份子从其他份子中分离出来。
二、常用的生物分离技术生物分离技术有不少种，根据不同的原理和应用需求，可以选择合适的技术进行生物分离。
亲和色谱模拟分离过程
亲和色谱，也称为亲和层析，是一种利用固定相的结合特性来分离分子的色谱方法。
该方法依赖于键合在固定相上的配体与生物活性目标分子间的特异性识别与可逆的亲和力作用，实现生物分子选择性分离。
在实际操作过程中，首先将待分离的物质连接到凝胶过滤色谱柱上，并确保连接的分子与待分离物质有一定的结合能力，这种结合是可逆的，即在改变流动相条件时可以相互分离。
然后通过调整流动相条件使得待分离物质与基质之间的相互作用增强或减弱，从而实现分离。
亲和色谱法具有高分辨率、高选择性的特点，因此被广泛应用于复杂样品的分离纯化过程。
例如，可以利用亲和色谱法从混合物中纯化或浓缩某一特定分子，也可以用于去除或降低混合物中特定分子的含量。
此外，亲和色谱还可以用于从变性或功能不同的版本中分离活性生物分子，以及从大量粗样品中分离低浓度的纯化合物。
尼龙亲和膜的制备及其对木瓜蛋白酶的分离纯化研究
尼龙亲和膜的制备及其对 木瓜蛋 白酶的 分离纯化研究
聂华 丽 ， 陈天翔 ，朱利 民
（ 东华 大学 生 物科学 与技 术研 究所 ，上海 ２ １２ ） ０６０
摘 要 ：以尼龙膜 为基质 ， 合 壳聚糖 的方法对 尼龙 膜进 行 改性 ， 膜的 非特 异性 吸 附 大 大降 键 使
低 ， 偶联 活性 染料 亲和基 Ｃｂｃｏ ｌｅＦ Ｇ 得 到 一 种 新 的 染料 亲和 膜 ． 亲和 膜 具 有 良 并 ｉ ｒｎＢｕ ３ Ａ， ａ 该
维普资讯
第２ ８卷 第 １ 期 ２０ ０８
技
术
ＶＯ ． ８ Ｎｏ １ １２ ． Ｆｅ ．２ ０ ｂ ０８ ，
Ｍ旺ＭＢＲ ＡＮＥ ＣＩ Ｓ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮ０Ｌ ＧＹ ｏ
文章编 号 ：０ ７ ９ ４２ ０ ）１ ０ ６ ５ １０ —８ ２ （０ ８０ ～０ １ —０
木瓜 蛋 白酶 （ Ｃ ． ． ２ ２ Ｅ ３ ４ ２ ． ）是一类巯 基蛋 白 酶， 广泛存在于 番木瓜 （ ａｉ ａａａ 的根 、 、 Ｃ ｒ ａｐｐｙ ） ｃ 茎 叶
和果 实 内 ， 中在 未 成 熟 的乳 汁 中含 量 最 为 丰 其 富【２． ｌ Ｉ 广泛地 应用 于食 品行 业 ， ， 如啤酒 的澄清 和 肉
物 系 ， 能满足 生化 分离 的需要 ． 不
广西 南宁 天绿生 物制 品有 限公 司 ；染 料 Ｃｂｃ ｎ ｉ ｒ ａｏ Ｂｕ ３ ｌｅＦ ＧＡ，ｉｍａ 司 ； 聚糖 （ 乙酰 度 ＞９ ％） Ｓｇ 公 壳 脱 ０ ，
亲 和膜色 谱技术 是一 种 ２ ０世纪 ８ 代末发 展 ０年 起来 的生物大 分子 分 离纯 化 的新 技术 ， 把膜 分 离 与
法仍然混有其他的蛋 白酶 ， Ｊ不能达到制药工业 的
生物工程下游技术作业及答案[终稿]
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生物工程下游技术作业及答案第三章1 凝聚:是指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层排斥作用降低，电位下降，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，基于桥架作用，使胶粒形成絮凝团的过程。
3 为有利于发酵液过滤可采用哪些方法来改变发酵液过滤特性？其简要机理如何？答：可通过以下几个方式：（1）降低液体粘度(加水稀释法和加热法)；（2）调节pH；（3）凝聚与絮凝；（4）加入助滤剂；（5）加入反应剂。
4 杂蛋白是发酵液中主要杂质，常用的除去方法有哪些？答：沉淀法；变性法；吸附法。
第四章1 细胞破碎：是指选用物理、化学、酶或机械的方法来破坏细胞壁或细胞膜。
2 细胞破碎有哪些方法？简述他们的基本原理。
答：固体剪切法；液体剪切法；超声波法；其他方法。
3 高压匀浆法与球磨法比较？答：1、高压匀浆法操作参数少，易于确定，适于大规模操作，而球磨法操作参数多，一般凭经验估计，在大规模操作中，夹套冷却控温难度较大。
2、球磨机连续操作时兼具破碎和冷却双重功能，减少了产物失活的可能性，而高压匀浆机需配备换热器进行级间冷却。
3、球磨法破碎在适当条件下一次操作即可达到较高的破损率，而高压匀浆法往往需循环2-4次才行。
4、球磨机适合于各种微生物细胞的破碎，而高压匀浆机不适合丝状真菌及含有包含体的基因工程菌。
第六章1浓差极化：是指当溶剂透过膜，而溶质留在膜上，因而使膜面浓度增大，并高于主体中浓度的现象。
2 膜的污染：随着操作时间的增加，膜透过流速的迅速下降，溶质的截留率也明显下降，这一现象被称为膜的污染。
3 简要说明各种膜（超滤膜、微孔过滤膜和纳米过滤膜）的特点及用途？答：超滤膜：能截留相对分子质量500以上的高分子的膜，应用于大分子产品，主要是酶及蛋白类产品。
微孔过滤膜：主要用于分离流体中尺寸为0.1-10µm的微生物和微粒子，以达到净化、分离和浓缩的目的。
主要用于无菌液体的生产，反渗透及超过滤的前处理。
生化分离工程复习提纲
包涵体
---一种蛋白质不溶性聚集体，包括目标蛋白、菌体蛋白等。
目标蛋白一级结构是正确的，但立体结构是错误的，所以没有生物活性。
形成：大肠杆菌中目标产物的表达水平过高，超过正常代谢水平，
内，形成不溶性的包涵体。
第四章
离心分离的特点（选择）
优点：分离速度快、分离效率高、液相澄清度好；
②支撑液膜
支撑液膜是由溶解了载体的膜相液,在表面张力作用下,依靠聚合凝胶层中的化学反应或带电荷材料的静电作用,含浸在多孔支撑体的微孔内而制成,见图。
由于将
可以承受较大的压力,且具
支撑液膜的性能与支撑体材质、厚度。
膜分离技术的原理
膜分离技术的原理膜分离技术是一种利用半透膜对不同组分进行分离的技术。
它主要包括超滤、纳滤、反渗透和气体分离等几种类型，广泛应用于水处理、生物工程、食品加工、医药等领域。
膜分离技术的原理主要是利用膜的选择性通透性，将混合物中的不同组分分离出来。
膜分离技术的原理可以简单概括为，在一定的压力作用下，将混合物置于膜的一侧，通过膜的选择性通透性，使得其中一种组分能够通过膜，而另一种组分则被截留在膜的一侧，从而实现两者的分离。
不同类型的膜分离技术有不同的分离原理，下面将分别介绍几种常见的膜分离技术及其原理。
首先是超滤技术，超滤膜的孔径在纳米到微米之间，可以有效截留溶质、胶体和悬浮物等大分子物质，而溶剂和小分子物质则可以通过膜。
其原理是利用压力驱动溶剂和小分子物质通过膜，而大分子物质则被截留在膜的一侧，从而实现溶质和溶剂的分离。
其次是纳滤技术，纳滤膜的孔径在纳米级别，可以截留溶质和大部分溶剂，而水分子等小分子物质则可以通过膜。
其原理是利用压力差使得溶质和大分子物质被截留在膜的一侧，而溶剂和小分子物质则通过膜，实现了对溶质和溶剂的有效分离。
另外是反渗透技术，反渗透膜的孔径在纳米级别以下，可以截留绝大部分溶质和溶剂，只有水分子等极小分子物质可以通过膜。
其原理是利用高压作用下，使得水分子通过膜，而溶质和溶剂被截留在膜的一侧，实现了对水和溶质的有效分离。
最后是气体分离技术，气体分离膜可以选择性地通透不同气体分子，根据气体分子的大小、形状和亲和性等特性，实现对混合气体的分离。
其原理是利用压力差使得不同气体分子在膜上的透过速率不同，从而实现了对混合气体的有效分离。
总的来说，膜分离技术的原理是利用膜的选择性通透性，通过施加压力或压力差的方式，实现对混合物中不同组分的有效分离。
不同类型的膜分离技术有着不同的应用和分离原理，但都以膜的选择性通透性为基础，为各行各业的生产和生活提供了重要的分离技术支持。
第六章 亲和分离技术
（3）葡聚糖凝胶： 葡聚糖凝胶孔径太小，偶联配基后，孔径更小，应 用受到限制。 （4）聚丙烯酰胺凝胶： Bio-gel P 有供化学反应的酰胺基，能制得配基含量较高的亲 和柱，适用于亲和势比较低的系统。 pH过高或过低的溶液中酰胺基易水解。
（5）多孔玻璃珠： 化学与物理稳定性较好，机械强度高。 缺点：亲水性不强，对蛋白质尤其是碱性蛋白质有非 特异性吸附，化学活性基团少。 （6）其它载体——壳聚糖
（5）辅酶和磷酸腺苷 脱氢酶和激酶与辅酶之间具有亲和结合作用。 辅酶主要有NAD（nicotinamide adenine dinucleotide）、 NADP（NAD phosphate）和ATP （adenosine triphosphate）等。 这些辅酶可用做脱氢酶和激酶的亲和配基。 AMP（adenosine 5'-monophosphate）、 ADP （adenosine 2'，5'-diphosphate）的腺苷部分与上述辅酶 的结构类似，可用做这些酶的亲和配基。
（4）凝集素 凝集素（lectin）是与糖特异性结合的蛋白质（酶和 抗体除外）的总称。 伴刀豆球蛋白A（concanavalin A，con A） 可用做 糖蛋白、多糖、糖脂等含糖生物大分子的分析、纯化。 pH＜5.6时con A为二聚体，分子量为52 kD；pH＞5.6时 为四聚体，分子量为102 kD，两个亚基（subunit）之间 通过二硫键结合。因此，在利用con A为配基的亲和分离 技术中，操作条件应当适宜。
三、亲和作用体系
将亲和体系中的一种分子与固体粒子共价偶联，可 特异性结合另一种分子（目标产物） ，使其从混合物中 高选择性地分离纯化。 一般将被固定的分子称为其亲和结合对象的配基 （ligand），用L表示。
第十章 亲和膜
第五节
亲和膜分离技术的展望
• 扩大亲和膜技术的应用范围 • 寻找理想的膜材料 • 解决膜污染问题
本章习题
• 亲和膜分离的基本原理、优点及其应用领 域
二配基和基质材料的结合方法按特异性分类天然配基合成配基生物特异性配基基团特异性配基以螯合金属离子为配基一亲和膜用于生物大分子分离二亲和膜技术用于有机小分子对映体拆分三亲和膜技术用于贵重金属离子分离
第十章 亲和膜
第一节
亲和膜分离基本原理
一、亲和膜发展的背景
• 亲和膜(AMC)是膜分离和亲和色谱的有机结合 • 解决生物工程下游产品回收和纯化的高效方法 • AMC可纯化和制取胰蛋白酶及其抑制剂、白蛋白、尿素酶、 单克隆抗体、纤维蛋白等生物医药制品
二、配基和基质材料的结合方法
1. 间隔臂、配基的选择与使用 2. 配基种类 • 按来源分类 天然配基
合成配基 • 按特异性分类
生物特异性配基
基团特异性配基 以螯合金属离子为配基
第三节
亲和膜的应用
一、亲和膜用于生物大分子分离
二、亲和膜技术用于有机小分子对映体拆分 三、亲和膜技术用于贵重金属离子分离
二、亲和膜分离基本原理
• 待分离体系通过膜时，样品中能够与亲和配基产生结合作 用的生物分子被吸附在膜表面，其余物质通过膜。经过冲 洗，将膜表面非亲和吸附的杂质除去，最后用洗脱剂将膜 表面欲分离的生物分子洗脱下来，收集得到纯净产物。
三、亲和膜特点
• 膜表面要有足够多的活化基团，有合适的间隔臂和配基； • 足够的表面积，以便获得足够数量的活化基团，并具备 足够多的孔，以及孔径分布要窄； • 膜要有一定力学强度，能承受压力，长期使用不变形； • 膜具有耐酸碱、耐盐和有机溶剂。
生化分离工程知识点总结归纳
生化分离工程知识点归纳第一章绪论1、生物物质分离工程：在工业规模上，通过适当的分离纯化技术与装备并消耗一定的能量和分离介质来实现生物物质（产品）制备的过程，是生物产业的一个重要组成部分。
2、生物工程下游加工过程的特点：（1）成分复杂：固体成分、液体成分（2）悬液中的目标产物浓度低（3）稳定性差：化学（温度和pH值）或微生物引起的降解（4）生物产品质量要求高：纯度、卫生、生物活性3、下游加工过程的一般流程（4个阶段）：发酵液的预处理与固液分离、初步纯化（提取）、高度纯化（精制）、成品加工。
4、某一具体产品的分离提取工艺设计中应考虑的问题：①产物本身的性质；②是胞内产物还是胞外产物；③原料中产物和主要杂质浓度；④产物和主要杂质的理化特性及差异；⑤产品用途和质量标准；⑥产品的市场价格；⑦不同分离方法的技术经济比较及废液的处理方法等。
第二章发酵液的预处理与过滤1、发酵液的预处理发酵液的预处理的方法：（1）加热：最简单、最经济的预处理方法是加热，降低料液黏度，也可以对其进行灭菌。
但加热变性的方法只适合于对热稳定性的产物。
（2）调节料液的pH值：促进全细胞聚集。
（3）凝聚和絮凝：凝聚是指通过加入简单电解质降低了胶体粒子间的排斥电位，从而使得范德华引力起主导作用，聚合成较大的胶粒，粒子的密度越大，越易分离。
常用凝聚剂多为阳离子型如明矾、三氯化铁。
絮凝是指预处理时加入絮凝剂（通常指天然或合成的生物大分子聚电解质）既能降低排斥电位，又吸附了周围的微粒，形成桥架作用，促使胶粒形成粗大，密度低的絮凝团。
这些絮凝团很容易被过滤得到。
主要絮凝剂：聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、多聚胺衍生物。
（4）使用惰性助滤剂：硅藻土、珍珠岩。
2、真空过滤器的优点：连续自动操作,节省人力，生产能力大。
真空过滤器的缺点：附属设备多，投资费用高，推动力小适用于量大易过滤的料液。
3、压滤器的优点：过滤推动力大，过滤面积大。
压滤器的：缺点：板框压滤机劳动强度大，投资、维护费用高。
亲和超滤和亲和膜色谱
亲和超滤和亲和膜色谱1.引言1.1 概述概述亲和超滤和亲和膜色谱是生物化学领域中常用的分离纯化技术。
它们基于亲和相互作用的原理，将目标分子从混合体系中选择性地分离出来。
亲和超滤和亲和膜色谱在药物研发、生物分析、蛋白质纯化等领域具有广泛的应用。
亲和超滤是一种分离技术，利用滤膜的选择性分离特性以及亲和配体和目标分子之间的特异性相互作用。
其原理是将样品通过滤膜时，只有具有特定亲和配体的目标分子能够与滤膜表面的亲和配体结合，被滞留下来，而其他非目标成分则透过滤膜。
通过调节滤膜的孔径大小和亲和配体的选择，可以实现对目标分子的高选择性分离。
亲和超滤具有许多应用领域。
在生物药物研发中，亲和超滤常被用于去除杂质和富集目标蛋白质。
比如，在血浆中富集治疗性抗体，可以通过亲和超滤的方式实现。
此外，亲和超滤还可以用于富集蛋白质复合体、分离蛋白质修饰体和纯化酶等。
亲和超滤技术的高选择性和高效率使其成为生物分析和生物制药过程中不可或缺的工具。
亲和膜色谱是一种在色谱柱内使用亲和基质实现分离的技术。
亲和膜色谱的原理是利用亲和配体和目标分子之间的特异性相互作用，在色谱柱内将目标分子捕获并与色谱基质结合，非目标成分则快速通过。
与传统的色谱技术相比，亲和膜色谱具有更高的选择性和更快的分离速度。
亲和膜色谱同样具有广泛的应用领域。
在生物医学研究中，亲和膜色谱常被用于分离富含特定亲和配体的目标分子，如某一特定类别的蛋白质。
此外，亲和膜色谱还可以用于纯化药物、分析生物样品中的成分、分离和富集生物标志物等。
亲和膜色谱的高选择性和高效率使其成为生物化学研究和临床诊断中不可或缺的分离纯化工具。
总之，亲和超滤和亲和膜色谱是生物化学领域中常用的分离纯化技术。
它们基于亲和相互作用的原理，可以实现对目标分子的高选择性分离。
亲和超滤和亲和膜色谱在药物研发、生物分析、蛋白质纯化等领域具有广泛的应用，为生物化学研究和临床诊断提供了有力的支持。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照如下方式撰写：文章结构部分的内容旨在介绍本篇文章的组织结构和每个章节的主要内容。
第七章 亲和层析技术
第2章亲和层析1 亲和分离技术概论利用生物分子之间的专一性识别性或特定的相互作用的分离技术称为亲和分离技术。
在该技术中，亲和分离过程是通过引入亲和配基得以实现的（如图2-1）。
所谓亲和配基，是指具有对生物分子专一识别性或特异相互作用的物质。
将亲和配基固定在不同的介质上，可得到不同的亲合分离技术，如固定在层析介质上，达到专一性层析分离的技术称为亲和层析技术。
将亲和配基接在分离膜上，得到亲和膜分离技术。
图2-1：亲和分离过程的示意图生物分子之间的亲和识别包括抗体和抗原、酶和底物、激素和受体等之间的亲合作用，这些亲和作用属于生物专一性识别；此外，某些物质和生物大分子之间还有一些特异性作用，如染料和某些酶（特别是脱氢酶和激酶等），植物凝集素和糖蛋白，金属离子和蛋白质表面的组氨酸等之间的作用，都可以应用于亲和分离过程。
根据以上两种亲和作用的不同，可将亲和配基按其来源分为二类：生物特异性配基，如抗体、NAD、AMP等和拟生物亲和配基，如染料、金属离子等。
表2-1常见亲和层析的命名作用原理以及它们的相关应用的专一性识别或特异性作用，必须是可逆的。
(2)配基与被分离的生物大分子之间要有足够高的结合常数，能形成稳定的复合物；但同时结合又不能太强，当外界条件适当的改变，且不使待分离的目的大分子变性时，就可将复合分子解离，使目标分子和配基分离，同时亲和配基得以再生。
(3)能够进行一定的化学改性，易于固定在层析介质或其他分离介质上。
且固定到分离介质上之后，配基的专一性识别或特异性作用不发生明显的变化。
目前，亲和分离技术众多，命名方法也很多。
一般而言，常根据配基的名称和所使用技术的名称组合来命名，如固定化金属离子亲和膜技术、染料亲和层析等。
现将常用的亲和层析技术名称、原理和应用简单的列如表2-1：1.1 亲和配基在亲和分离技术中，亲和配基起着举足轻重的作用。
亲和配基的专一性和特异性，决定着分离纯化时所得产品的纯度，亲和配基与目标分子之间作用的强弱决定着吸附和解吸的难易程度，影响它们的使用范围。
生物分离工程名词解释
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。
或者：利用具有一定选择性透过特性的过滤介质进行物质的分离纯化。
离子交换: 在吸附剂与溶液间发生离子交换，即吸附剂吸附离子后，它同时要放出等当量的离子于溶液中。
亲和层析：是利用生物分子对之间所具有的专一而又可逆的亲和力使生物分子分离纯化的技术。
过滤：是在外力作用下，利用过滤介质使悬浮液中的液体通过，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的一种单元操作。
或者：利用薄片形多孔性介质（如滤布）截留固液悬浮液中的固体粒子，进行固液分离的方法。
重结晶：是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同，将晶体用合适的溶剂再次结晶，以获得高纯度的晶体的操作。
分辨率：也称分离度。
它是指相邻两色谱保留值之差与两峰底宽平均值之比。
晶体：形成新相（固体）需要一定的表面自由能。
因此，溶液浓度达到饱和溶解度时，晶体尚不能析出，只有当溶质浓度超过饱和溶解度后，才可能有晶体析出。
溶液达到过饱和状态是结晶的前提；过饱和度是结晶的推动力。
初级分离：指从菌体发酵液、细胞培养液、胞内抽提液（细胞破碎液）及其他各种生物原料初步提取目标产物，使目标产物得到浓缩和初步分离的下游加工过程。
截留率：表示膜对溶质的截留能力，可用小数或百分数表示。
（真实截留率和表观截留率）自溶：通过调节温度、PH值或添加有机溶剂，诱使细胞产生溶解自身的酶的方法，也是一种酶溶法。
：指从进样开始到被测组份在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相保留体积VR体积。
：指色谱柱内固定相颗粒间所剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的死体积VM空间以及检测器的空间的总和，当后两项很小而可忽略不计时，V M可由t m与流动相体积流速F0(ml/min)的乘积计算。
理论塔板高度：单位理论塔板的长度称为理论塔板高度。
它等于色谱柱长度除以理论塔板数。
用理论塔板数与板高表示柱效率时是等价的。
亲和超滤和亲和膜色谱 -回复
亲和超滤和亲和膜色谱-回复亲和超滤和亲和膜色谱是两种常见的分离和纯化生物大分子（如蛋白质、核酸等）的方法。
本文将详细介绍亲和超滤和亲和膜色谱的原理、步骤以及应用领域。
1. 亲和超滤的原理和步骤亲和超滤利用某些生物大分子与其亲和受体之间的特异性相互作用来分离和纯化混合物中的目标分子。
其原理是在超滤膜上构建一个亲和层，该层具有选择性地捕获和保留目标分子。
亲和超滤根据选择性亲和剂与目标分子结合类型的不同，可以分为亲和超滤柱和亲和超滤膜两种形式。
亲和超滤柱的步骤如下：- 第一步，选择合适的亲和基质。
亲和基质通常是一种高分子材料，含有与目标分子结合的特异性亲和基团。
例如，选择带有亲和标签的金属离子树脂作为亲和基质。
- 第二步，预处理亲和基质。
将所选亲和基质进行洗脱和再生处理，以去除非特异性结合物质。
- 第三步，将混合物加入亲和柱。
混合物中的目标分子将与亲和基质上的亲和基团相互作用，而非目标分子将通过柱床洗脱。
- 第四步，洗脱柱床。
用洗脱缓冲液冲洗柱床，以去除非特异性结合物质。
- 第五步，收集目标分子。
通过更换洗脱缓冲液或改变条件，使目标分子与亲和柱解离，并收集溶液中的目标分子。
亲和超滤膜的步骤如下：- 第一步，选择合适的亲和超滤膜。
亲和超滤膜上通常涂覆有亲和分子。
例如，在蛋白质分离中可以使用具有特定抗体的亲和超滤膜。
- 第二步，将混合物加到亲和超滤膜上。
混合物中的目标分子将与亲和分子结合，而非目标分子会通过滤膜孔径进行透析。
- 第三步，洗脱滤膜表面。
使用洗脱缓冲液或改变条件，使目标分子与亲和分子解离，并洗脱膜表面的非特异性结合物质。
- 第四步，收集目标分子。
通过收集滤液中的目标分子，可以得到纯化的目标产物。
2. 亲和膜色谱的原理和步骤亲和膜色谱是利用静电、亲疏水性等描述目标分子与色谱固定相（亲和膜）之间的相互作用，实现对目标分子的分离和纯化。
其原理与传统柱色谱类似，都是基于静态平衡下的配体与目标分子的亲和作用。
生化分离技术(主要内容)
生化分离技术：描述回收生物产品分离过程原理和方法的术语，是指从动植物组织培养液或微生物发酵液中分离、纯化生物产品过程中所采用的方法和手段的总称。
生化分离过程是生物技术转化为生产力不可缺少的重要环节，其技术进步程度对生物技术的发展有着举足轻重作用，为突出其在生物技术领域中的地位和作用，常称它为生物技术的下游工程。
分离纯化过程的难点：目的产物在细胞或反应液中含量不高，杂质种类多，数量大；杂质性质与产物相似；产物稳定性不高。
生化分离技术的主要种类：沉淀分离（盐析、有机溶剂沉淀、选择性变性沉淀、非离子聚合物沉淀）；膜分离（透析、微滤、超滤、纳滤、反渗透）；层析分离（吸附、凝胶、离子交换、疏水、反相、亲和层析）；电泳分离（SDS-PAGE、等电聚焦、双向电泳、毛细管电泳）；离心分离（低速、高速、超速离心分离技术），生化分离的特点：成分复杂；含量甚微；易变性/易被破坏；具经验性；均一性的相对性。
预处理需注意的条件：⑴温度尽可能低⑵提取液的量要保证“充分浸入”⑶加入足量酚类吸附剂⑷加入足量氧化酶抑制剂⑸搅拌转速要恰当⑹pH控制在合适范围，一般5.5～7细胞的破碎：用一定方法（机械/物理/化学/酶法）打开细胞壁或膜，使细胞内含物有效释放出来。
挤压：微生物细胞在高压下通过一个狭窄的孔道高速冲出，因突然减压而引起一种空穴效应，使细胞破碎。
沉淀：溶液中溶质由液相变成固相析出的过程。
本质：通过改变条件使胶粒发生聚结，降低其在液相中的溶解度，增加固相中的分配率。
作用：分离、澄清、浓缩、保存盐溶：低浓度中性盐离子对蛋白质分子表面极性基团及水活度的影响，增加蛋白质与溶剂相互作用力，使其溶解度增大。
盐析：中性盐浓度增至一定时，水分子定向排列，活度大大减少，蛋白质表面电荷被中和，水膜被破坏，从而聚集沉淀。
有机溶剂沉淀法：使溶液的介电常数大大降低，从而增加带电粒子自身之间的作用力，易聚集沉淀；争夺酶、蛋白质等物质表面的水分子，破坏水化层，使分子易碰聚产生沉淀。
常见问题1简述溶剂萃取分离技术及其优点溶剂萃取利用溶质在互
常见问题1.简述溶剂萃取分离技术及其优点？溶剂萃取：利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法称为萃取。
溶剂萃取，又称液-液萃取。
它具有如下的优点：1.萃取过程具有选择性；2.能与其他需要的纯化步骤(例如结晶、蒸馏)相配合；3.通过转移到具有不同物理或化学特性的第二相中，来减少由于降解(水解)引起的产品损失；4.可从潜伏的降解过程中(例如代谢或微生物过程)分离产物；5.适用于各种不同的规模，6.传质速度快，生产周期短，便于连续操作，容易实现计算机控制。
2.简述薄层色谱分离混合物的原理？薄层色谱分离混合物基本原理是当待分离的混合物随溶媒（流动相）通过固定相时，由于各组份的理化性质存在差异，与两相发生相互作用（吸附、溶解、结合等）的能力不同，在两相中的分配（含量对比）不同，而且随溶媒向前移动，各组份不断地在两相中进行再分配。
与固定相相互作用力越弱的组份，随流动相移动时受到的阻滞作用小，向前移动的速度快。
反之，与固定相相互作用越强的组份，向前移动速度越慢。
分步收集流出液，可得到样品中所含的各单一组份，从而达到将各组份分离的目的。
3.简述膜分离的原理及其优点膜分离过程原理：以选择性透膜为分离介质，通过在膜两边施加一个推动力（如浓度差、压力差或电压差等）时，使原料侧组分选择性地透过膜，以达到分离提纯的目的。
膜分离过程的共同优点：成本低、能耗少、效率高、无污染并可回收有用物质，特别适合于性质相似组分、同分异构体组分、热敏性组分、生物物质组分等混合物的分离。
(1) 膜分离过程没有相的变化(渗透蒸发膜除外)，常温下即可操作；避免了高温操作，特别适合于热敏性物质的处理.因此在膜分离过程食品、医药等行业使用具有独特的优点；(2) 分离设备无运动部件，装置简单、操作容易，对无机物、有机物及生物制品均可适用，并且不产生二次污染。
(3) 分离规模和处理能力变化范围大，而运行费用变化不大。
(4) 分离效率高、设备体积小，改造现有工艺容易。
生物分离工程名词解释
2、Cell isolation and disruption差速离心differential centrifugation：大小差别区带离心zonal ~：差速S；平衡ρ滤饼的重量比阻r B：表示单位滤饼厚度的阻力系数，是衡量过滤特性的主要指标。
随操作压力差的提高而增大。
终端过滤Dead-end filtration：即料液流向与膜面垂直。
膜表面滤饼阻力大，透过通量很低。
错流过滤Cross-flow filtration：固体悬浮液流动方向与过滤介质平行。
能连续清除过滤介质表面的滞留物，使滤饼不能形成，整个过滤中能保持较高的滤速。
3、初级分离沉降系数：颗粒在单位离心场中粒子的速度。
沉淀Precipitation：物理环境的变化引起溶质溶解度降低，生成固体凝聚物的现象。
广泛应用于蛋白质等分离。
盐析Salting-out：蛋白质在高离子强度溶液中溶解度降低，发生沉淀的现象。
β—盐浓度为0时，蛋白质溶解度的对数值。
与蛋白质种类、温度、pH值有关，与盐无关；盐析常数Ks：，与蛋白质和无机盐的种类有关，与温度、pH值无关。
等电点沉淀：蛋白质在pH值为其等电点的溶液中净电荷为零，蛋白质之间静电排斥力最小，溶解度最低。
利用蛋白质在pH值为其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法。
热沉淀thermal precipitation：利用在较高温度下，热稳定性差的蛋白质发生变性沉淀的现象。
用于分离纯化热稳定性高的目标蛋白。
非离子型聚合物nonionic polymers聚乙二醇(PEG）表面活性剂surfactant：是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。
具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。
泡沫分离foam separation：是以气泡为介质，利用组分的表面活性差进行分离的一种方法。
/根据表面吸附原理，利用同期鼓泡在液相中形成的气泡为载体对溶质或颗粒进行分离。
临界胶团浓度critical micelle concentration, CMC：浓度到达一定值，表面活性剂分子缔合、聚集成胶团后，溶液的表面张力不再随c增大而降低，表活在水溶液中形成胶团的最低浓度称为CMC。
亲和膜分离技术及其在生物分离过程中的应用
目前用 于分离 和纯化 生物 分子 的方法 很多 ，如沉 淀法 、萃取 、 超 滤 、 凝胶 电泳 、 亲 和色 谱 、凝 胶 萃 取 、超 临 界 萃取 、逆 胶 束 萃取 、双水 相分配技 术等 ，但 是方法 较烦 琐 ，回收率较 低 。因此 ， 开发新型 技术 以及将 已有的分离技术集 成化成为提高 分离纯化效率 、 降低生产成本 的重要途径 。亲和膜分离技术 即为高效集成化分离技术 之一 ，自 １ ９ １年 Ｋ１ ｎ的亲和膜 （ ｆ ｎ ｔ Ｍ ｍ ｒ ｎ ９ ｅｉ Ａｆ ｉ ｉ Ｙ ｅ ｂ ａ ｅ）专著 出版 以来 ，亲和膜 技术 的研究 在多方 面都 有 了较 大 的发展 。 １ ２ 原理及优点 ．
１ ２ １ 理 ．． 原
秦 晓蓉等将 纤维素 滤纸进 行碱 处理及 环氧活化 、偶联 亚氨基二 乙酸 、固定 化铜 离子等处 理 ，并将其装 入 自制的色谱 柱管 ，制得 固 定化铜离 子亲和膜 色谱柱 。该柱 可用 于吸 附血红 蛋白，吸 附率可达
到９ Ｏ％ 以上 。
亲 和膜 分 离 技 术 （ ｆ ｉ ｉ ｙ ｅ ｂ ａ ｅ ｈ ｏ ａ ｏ ｒ ｐ ｙ Ａ ｆ ｎ ｔ ｍ ｍ ｒ ｎ Ｃ ｒ ｍ ｔ ｇ ａ ｈ ， Ａｃ Ｍ ）是将亲和分离与膜分离技术 结合起来的一项 新型分离技术 ，它将 带有亲和配基的分 离膜直接 用于生物 分子的分 离。 亲和膜 分 离技 术是 将亲 和 配体 结合 在分 离 膜上 ，利 用膜 做 基 质，对其进行改性，在膜的 内外表面活化并耦合上配基 ，再按吸 附、清 洗、洗脱、再生的步骤对生物产品进行分离 。当样品混合物缓慢地通 过膜 时，其 中与亲和配基有特 异性相互 作用 的分子和配基产 生耦合， 生成相应的配合物，然后再通过改变条件，如洗脱液组成、ｐ 值、离 Ｈ 子强度、温度 等，使 已和配基产生相互作用的配合物分子解离，将其 收集起来，再将膜进行洗涤、再生和平衡，以备下次分离样品时使用 。
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亲和膜分离
08生物工程（2）班0802012008 盛蕾
摘要：随着生物工程和生命科学的迅速发展，其对生物大分子纯化的要求越来
越苛刻，为获得高纯度、高质量、低成本的产物的产品，亲和膜分离技术出现了。
本文主要介绍了亲和膜的概念、分离原理、制备和亲和膜的应用及展望。
关键词：亲和膜；分离原理；制备；应用
1 亲和膜分离概念
1.1膜分离技术
膜分离技术是用半透膜作为选择障层，允许某些组分透过而保留混合物中其他组分，从而达到分离目的的技术。
它具有设备简单、操作方便、无相变、无化学变化、处理效率高和节省能量等优点，已作为一种单元操作日益受到人们极大重视。
1.2亲和分离技术
亲和层析是将欲分离物质的亲和配基通过一“手臂”连接于亲水性珠状载体上装于层析柱，溶液中只有能与配基结合的目标产物被吸附，而所有其他操作则直接流出，用适当的洗脱剂洗脱，使配基与目标产物的复合物解离而释放出目标产物。
亲和层析优点在于简单、快速、特异性强、回收率和纯化倍数高。
1.3亲和膜分离技术
亲和膜分离技术是将膜分离和层析技术的结合起来的一项技术，有两者结合的亲和膜分离技术，可发挥两者的特色，具有处理量大、选择性强、易于放大等显著优点。
2 亲和膜分离原理
亲和膜是亲和层析及膜分离的结合，亲和膜过程所采用的设备和膜分离所用的类似，也是在膜组件如中空纤维组件、平板式组件中进行，而其操作过程又类似于亲和层析：将样品混合物缓缓地流过膜，使其中与亲和配基有特异性相互作用的分子与配基产生偶合，生成相应的配合物，然后再通过改变条件，如洗涤液组成、pH、离子强度、温度等，使已和配基产生相互作用的配合物分子解离，将其收集起来，再将膜进行洗涤，再生成平衡，以备下次使用。
3亲和膜制备
3.1膜材料的选择
要实现在膜上的亲和分离，要解决一下几个关键问题：①膜表面要有足够多可利用的化学基团，使其能进行活化，接上合适的间隔臂和配基；②要有足够高的表面积，以便获得足够数量可利用的基团，并有足够大的孔径，以便能让生物
大分子自由出入；③孔分布应窄而均匀，以获得高的通透量和分离效能；④在许多情况下，为了实现快速分离，一般要加压操作，因此要求膜要有一定的机械强度，能承受一定的压力，长期使用不变形；⑤亲和膜要耐酸、耐碱、耐高浓度盐的缓冲液和有机溶剂。
下面仅对在亲和分离中使用的几种基质材料作简要的介绍。
1)纤维素
纤维素是最早用于亲和分离的介质之一，也是目前用的最广的亲和膜基质材料，是一种由β—1,4连接的D—葡聚糖甘组成的线性聚合物，聚合度一般应大于300。
2)聚酰胺（PA）及其衍生物
聚酰胺、聚已内酰胺（尼龙）膜，由于具有良好的机械性能和化学稳定性，已获得了广泛的应用。
一般说来，真正有实用价值的是大约有20个碳原子组成的脂肪族半结晶的PA膜。
不论是直连的还是支链的，取代的还是非取代的，饱和的还是分饱和的，天然的还是合成的聚合物或共聚物都可以。
3)聚丙烯酰胺及其衍生物
聚丙烯酰胺（PAA）是由在碳氢骨架上键和了酰胺键所组成的一种高聚物。
它是由丙烯酰胺和N,N-次甲基丙烯酰胺共聚而制得的。
其孔径分布一般都很宽，相对分子质量排斥限为2000~400000。
它在pH1~10内都很稳定，还具有生物惰性，不怕微生物的攻击。
3.2配基的选择
配基是指底物、产物、抑制剂、辅酶、变构效应物或其他任何能特异地和可逆地与欲纯化的蛋白质或大分子物质发生相互作用的分子。
亲和膜分离的机制就是利用配基与目标分子的特异性相互作用，因此，如果能找到合适的配基，原则上就能对目标产物进行分离了。
配基按其来源可分为两大类：天然配基和人工合成的配基，按其作用又可分为结构特异性配基和基团特异性配基（特异性配基是指一种配基只能对一种生物分子有作用，而基团特异性配基则能对某些含有特异性基团的生物大分子有亲和作用）。
4亲和膜技术的应用及展望
4.1亲和膜技术的应用
亲和膜分离兼具亲和层析和膜分离的优点，亲和膜在大规模蛋白质工程（特别是基因工程蛋白质）分离纯化方面必将发展越来越长的作用。
亲和膜过程相对于亲和层析过程最大的改进在于它提高了流体到配基的传质效率，克服了亲和层析中出现的传质控制问题，从而提高了配基的使用效率，有利于亲和过程的放大。
4.2亲和膜技术的展望
为了完善和推行这项技术，在以下几方面有待进一步探索和研究。
1.寻找更合适的膜材料。
目前的亲和膜一般用有机膜作基质，而在亲和膜的操作过程中，配基的偶合以及吸附和洗脱时常要用到酸性和碱性的缓冲溶液，这对有机膜的性能会有影响。
2.利用计算机辅助分子设计技术来寻找合适的配基。
3.操作过程的自动化。
亲和膜分过程分好几个阶段，人工操作比较耗时、麻烦，用微处理器来控制其操作将是亲和膜分离的发展方向。
4.理论上的进一步研究。
亲和膜分离是
一种新的分离技术，其理论研究还远远不能满足应用的需要。
5.与传统的凝胶色谱柱相比，亲和膜的吸附容量还不是太大，而且制造成本也较高。
参考文献：[1]刘国洤.生物工程下游分离技术(第二版).北京:化学工业出版社.2003
[2]曹学君.现代生物分离工程.上海:华东理工大学出版社.2007
[3]俞俊棠，唐孝宣等主编.新编生物工艺学(下册).北京:化学工业出版
社.2003
[4]刘静，詹劲等译.生物分离过程科学.北京:清华大学出版社.2004。