生化分离工程基本概念复习要点.
《生物分离工程》知识点整理
《⽣物分离⼯程》知识点整理⽣物分离⼯程第⼀章(绪论)⽣物分离⼯程的定义和过程⽣物分离⼯程定义(名词解释):为提取⽣物产品时所需的原理、⽅法、技术及相关硬件设备的总称,指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集⽣物产品的过程。
过程:⽬标产物捕获⽬标产物初步纯化(萃取、沉淀、吸附等⽅法)⽬标产物⾼度纯化和精制细胞分离三种⼿段:重⼒沉降离⼼沉降过滤第⼆章离⼼分离原理和⽅法:原理:离⼼沉降是在离⼼⼒的作⽤下发⽣的。
单位质量的物质所受到的离⼼⼒:式中:r为离⼼半径,即从旋转轴⼼到沉降颗粒的距离;ω为旋转⾓速度;N为离⼼机的转数,s-1⽅法:(1)差速离⼼分级(2)区带离⼼(差速区带离⼼、平衡区带离⼼)离⼼分离设备:离⼼⼒(转速)的⼤⼩:低速离⼼机、⾼速离⼼机、超离⼼机按⽤途:分析性、制备性按⼯业应⽤:管式离⼼机、碟⽚式离⼼机实验室⽤以离⼼管式转⼦离⼼机,离⼼操作为间歇式悬浮液的预处理⽅法和⽬的:⽅法:1.加热:最简单和最廉价的处理⽅法。
黏度、促凝聚、固体成分体积、破坏凝胶结构、增加空隙率调pH值:⽅法简单有效、成本低廉2.凝聚:在凝聚剂(如铝盐、铁盐、⽯灰和NaCl)作⽤下,细胞蛋⽩质等胶体去稳定,并聚集成1mm⼤⼩的凝聚块的过程。
(机理:破坏双电层,⽔解后胶体吸附,氢键结合等)3.絮凝:在絮凝剂⾼分⼦聚合电解质的作⽤下,胶体颗粒和聚合电解质交连成⽹,形成10mm⼤⼩的絮凝团过程。
(机理:絮凝剂主要起中和电荷、桥架和⽹络作⽤)4.惰性助滤剂:⼀种颗粒均匀、质地坚硬的粒状物质,⽤于扩⼤过滤表⾯的适应围,减轻细⼩颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞。
(使⽤⽅法:预涂层;按⼀定⽐率混合。
助滤剂种类:硅藻⼟、纤维素、未活化的炭、炉渣、重质碳酸钙等。
)⽬的:提⾼过滤速度和过滤质量是过滤操作的⽬标。
各种细胞破碎技术原理和优缺点:原理:许多⽣物产物在细胞培养过程中保留在细胞,需破碎细胞,使⽬标产物选择性地释放到液相。
生物分离工程复习资料
生物分离工程复习资料(总10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《生物分离工程》复习资料一、名词解释1、双电层:偏离等电点的蛋白质的净电荷或正或负,成为带电粒子,在电解质溶液中就、吸引相反电荷的离子,由于离子的热运动,反离子层并非全部整齐的排列在一个面上,而是距表面由高到低有一定的浓度分布,形成分散双电层简称双电层。
2、stern层(吸附层):相距胶核表面有一个离子半径的stern平面以内,反离子被紧密束缚在胶核表面。
3、扩散层:在stern平面以外,剩余的反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。
4、超临界流体萃取:利用超临界流体为萃取剂的萃取操作。
5、细胞破碎:指利用外力破坏细胞膜和细胞壁,使细胞内容物包括目的产物成分释放出来8、凝聚:在化学物质(铝、铁盐等)作用下,胶体脱稳并使粒子相互聚集成1 mm 大小块状凝聚体的过程。
9、絮凝:絮凝剂(大分子量聚电解质)将胶体粒子交联成网,形成10mm大小絮凝团的过程。
10、错流过滤:液体的流向和滤膜相切,使得滤膜的孔隙不容易堵塞。
被过滤的发酵液在压力推动下,带着混浊的微粒,以高速在管状滤膜的内壁流动,而附着在滤膜上的残留物质很薄,其过滤阻力增加不大,因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。
凝聚沉淀法:,废水中悬浮固体浓度也不高,但具有凝聚的性能,在沉淀的过程中,互相粘合,结合成为较大的絮凝体,其沉淀速度是变化的。
道南(Donnan)效应:离子和荷电膜之间的作用即相同电荷排斥而相反电荷吸引的作用。
电渗析:利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。
高效液相色谱:高效液相色谱是色谱法的一个重要分支,以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,在柱内各成分被分离后,进入检测器进行检测,从而实现对试样的分析电渗析:利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。
生物分离工程复习笔记
生物分离工程复习笔记生物分离工程内容:1.生物分离工程概念、特点、操作流程等;2.生物分离中常用到的分离操作方法,其概念、原理、特征、适用对象、注意事项、优缺点、使用实例等;3.常用方法的比较;基本知识点(一)一.生物分离工程概述1,生物分离工程(P1)生物分离工程是指从发酵液、反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。
它描述了生物产品分离、纯化过程的原理、方法和设备,又称为生物工程下游技术。
特征:应用面广;种类繁多,结构功能复杂,生物活性各异;目的产物在初始物料中的含量低;原料中目标产物浓度越低,所需能耗越高,分离过程成本越大;始物料成分复杂,常需多个步骤,产品总收率低;易变质、易失活、易变性,对温度、pH值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等非常敏感;产品的质量要求高,尤其是药品等2.传统生化产品和基因工程产品在提取和精制上的差异(P1)(了解)1)传统生化产品都为小分子(工业用酶除外,但它们对纯度要求不高、提取方法较简单).其理化性能(如平衡关系等)数据都为已知,因此放大比较有根据;基因工程产品大多为大分子,必要数据缺乏,放大多凭经验。
2)由于第一代基因工程产品都以E.coli作为宿主,表达产品处于胞内,提取前需将细胞破碎,细胞内物质释放出来,给提取增加了很多困难;而发酵液中的产物,浓度较低,杂质又多,且一般大分子较小分子不稳定(易失活,如对剪切力),故提取较困难。
3)大分子(蛋白质)的分离主要困难在于杂蛋白的分离,由于蛋白质都内氨基酸所构成,所以性质相似,分离主要依靠高分辨力的精制方法,如色谱分离等。
3.生物技术下游加工过程的一般流程和单元操作(P4)1)一般工艺流程一般来说,下游加工过程含培养液(发酵液)的预处理和固液分离;初步纯化(提取);高度纯化(精制);最后纯化。
第1 页共1 页生物分离工程2)具体过程1发酵液预处理和固液分离○过滤和离心是预处理最基本的单元操作。
生化分离技术原理及应用复习提纲
《生物分离工程》复习题1、什么是等电点沉淀?调节溶液的 pH至溶质的等电点,溶质所带净电荷为零时,其分子间的吸引力增加,分子相互吸引,把该溶质从溶液中沉淀出来,即等电点沉淀2、什么是微滤?微滤(micfiltation,MF)是以多孔细小薄膜为过滤介质,靠膜两侧的压力差来对物质进行选择性透过,达到膜分离的目的。
微滤膜的孔径分布范围在0.05〜 10um之间;采用的压力一般在0.05〜0.5MPa范围内。
3、什么是超滤?超滤(ultafiltationUF)是利用膜两侧的压力差为动力将分子有选择地透过膜的过程,透过膜的分子除溶剂水外,还可以将溶质中的小分子(如无机盐等)通过膜,因此它属于一种“膜分离”过程。
超滤的分离介质与微滤膜类似,但孔径更小,为0 001〜0.05um,采用的压力常为0.1〜1.0MPa。
4、什么是反萃取?反萃取(backextraction):将萃取液和反萃取剂(含无机酸或碱的水溶液、水等)相接触,使某种被萃取到有机相的溶质转人水相,可看作是萃取的逆过程。
5、什么是溶剂萃取溶剂萃取:利用物质在互不相溶的两相溶剂中溶解度的不同,将物质从一相溶剂转移到另一相溶剂中,从而进行分离、浓缩和提纯目的产物的方法.6、什么是色谱技术?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和流动相,根据物质在两相间的分配行为不同,经过多次分配(吸附-解吸-吸附-解吸…),达到分离的目的。
7、什么是膜分离技术?膜分离技术利用膜的选择性(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。
8、什么是生化分离技术?生化分离技术是指从发酵液或酶中,分离纯化生物产品的过程。
它是生物技术转化为生产力不可缺少的重要环节,又称为生物技术下游加工技术。
9、发酵产品预处理特点?利用微生物发酵生产各种发酵产品,由于菌种不同和发酵醪特性不同,其预处理方法和提取、精制方法的选择也有差异。
生化分离工程重点
第一章绪论1、生物工程学的概念,生物工程学的研究领域。
2、生物分离工程的概念。
3、生物分离加工过程按工艺流程顺序可分为四个主要阶段:发酵液的预处理、提取、精制和成品加工。
第二章发酵液的预处理1、发酵液的一般特征有哪些?发酵液预处理的目的和要求有哪些?2、发酵液预处理的方法有哪些?并简述各种方法的原理和特点?3、发酵液过滤的目的是什么?影响发酵液过滤速度的因素有哪些?第三章细胞分离技术1、常用细胞分离方法有哪些?并说明其原理。
2、什么是细胞破碎和细胞破碎率?细胞破碎的方法主要有哪些?其原理各是什么?3、什么是包含体?包含体形成的原因有哪些?包含体的溶解常用的试剂有哪些?4、蛋白质复性常用的方法有哪些?第四章沉淀技术1、沉淀的概念?2、常用的蛋白质沉淀的方法有哪几种(盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法),各自的作用机理是什么?第五章萃取技术1、萃取,萃取剂,萃取液,萃余液的概念?2、萃取法的分类。
3、分配定律内容及其适用条件。
4、简述液液萃取的一般操作过程。
5、影响有机溶剂萃取的主要因素有哪些?如何选择有机溶剂?6、什么是乳化现象?消除乳化现象常用的方法有哪些?7、简述双水相的形成?并说明其形成的原因?8、常用的双水相系统的类型有哪些?影响双水相分配系数的主要因素有哪些?9、什么是液膜?并简述液膜的组成、液膜体系、液膜的分类、液膜分离机理、。
10、试述液膜的分离过程。
并简述影响液膜分离效果的因素。
11、简述胶团及反胶团的形成。
12、简述反胶团萃取蛋白质的原理。
说明影响反胶团萃取蛋白的主要因素。
13、制备反胶团系统的方法主要有哪些?14、简述反胶团萃取蛋白质的过程。
15、什么是液固萃取?什么是超临界流体?第六章膜分离过程1、什么是膜分离过程?2、根据推动力本质的不同膜分离过程分为哪几类?各种分离过程的原理是什么?3、膜的概念及膜的特征?4、什么是浓差极化?5、什么是膜污染?膜污染的控制方法有哪些?膜清洗方法主要有哪些?第七章吸附与离子交换1、吸附的概念。
生物分离工程复习纲要
生物分离工程复习纲要--裴武第一章绪论1.生物分离工程在生物技术中的地位?答: 生物技术的重要目的是运用培养微生物、动物细胞、植物细胞来生产对人有用的产品, 而分离纯化过程是生物产品工程的重要环节。
因此, 生物分离工程是生物技术的重要组成部分, 是生物技术转化为生产力所不可缺少的重要环节, 在生物技术研究和产业发展中发挥着重要作用, 其技术进步限度对于保持和提高各国在生物技术领域内的经济竞争力有至关重要的作用。
2.生物分离工程的特点是什么?答: 生物分离是从生物材料、微生物的发酵液、生物反映液或动植物细胞的培养液中分离并纯化有关产品(如具有药理活性作用的蛋白质等)的过程, 又称为下游加工过程。
生物工程的重要特点是生物制品多种多样; 常无固定操作方法可循;生物材料组成非常复杂, 分离操作环节多, 不易获得高收率; 培养液(或发酵液)中所含目的物浓度很低, 而杂质含量却很高; 分离进程必须保护化合物的生理活性; 生物活性成分离开生物体后, 易变性、破坏。
3.生物分离工程可分为几大部分, 分别涉及哪些单元操作?答: 生物分离工程可分为可分为不溶物的去除、产物分离、产品的纯化及产品的精制四大部分。
不溶物的去除涉及过滤、离心和细胞破碎, 通过这些单元操作使产物浓度和质量得到了提高。
产物分离涉及离子互换吸附、萃取等。
其中萃取又分为溶剂萃取、反微团萃取、超临界流体萃取和双水相萃取等。
以上分离过程不具有特异性, 只是进行初分可提高产物浓度和质量。
产品的纯化涉及色谱、电泳、沉淀等单元操作, 这些技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。
产品的精制涉及结晶及干燥等单元操作。
4.在设计下游分离过程前, 必须考虑哪些问题方能保证我们所设计的工艺过程最为经济、可靠?答: 在设计下游分离过程前, 通常要注意以下几个问题:1)生物材料的组成成分非常复杂, 有数百种甚至更多, 各种化合物的形状、大小、相对分子质量和理化性质都各不相同, 有的迄今还是未知物, 并且这些化合物在分离时仍在不断的代谢变化中。
生化分离工程
生化分离工程复习资料第一章绪论1.生化分离工程的定义:为提取生物产品时所需的原理、方法、技术及相关硬件设备的总称,指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程 (Downstream Processing)。
(生化物质主要包括氨基酸、蛋白质、多糖、核酸、抗生素、肽类物质、脂质和其他生化产品,其主要来源包括微生物、动物、植物和海洋生物等生物原料或者基因工程产物。
)2.生物分离技术在整个生物加工过程中的重要性可以从三个方面加以体现:第一,生物产物的特殊性;产物稳定性差(a 化学降解(pH , 温度); b 微生物降解(酶作用,染菌)[生物活性物质的稳定性差,对PH、温度、金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等十分敏感,易失活、变性]分批操作,生物变异性大第二,生物产物所处环境的复杂性;组分复杂(a 大分子;b 小分子;c 可溶物;d 不可溶物;e 化学添加物[除了产物外,还含有大量的细胞、代谢物、残留培养基、无机盐等;]产物浓度低的水溶液 (原因:a 氧传递限制;b 细胞量;c 产物抑制 ) 第三,对生物产品要求的严格性;质量要求高(药品或食品)[含目的产物的初始物料组成复杂,生化产品种类繁多,包括了大、中、小分子量的结构和性质复杂又各异的生物活性物质;生化产品的应用面广,许多产品用作医药、食品、试剂等,对含量和纯度要求高等。
]从而导致下游加工过程度成本往往占整个生物加工过程生产成本的大部分。
(教材中列出了若干生物制品生产过程中分离过程的成本)因此,下游加工过程的成本往往决定整个生物加工过程的成败,设计合理的下游加工过程可大大降低目标产品的生产成本,实现更大规模上的商业生产。
评价生化物质分离纯化技术的标准是纯度、收率和成本等三个因素,应从这三个方面进行综合考虑和优化才能决定最佳工艺技术。
3.下游加工技术的一般流程参照教材第3页图1.1强调如下几点:第一,流程图包括了本课程所涉及的大部分教学内容;第二,一个目标产物的获得需要进行多步处理,这样导致总收率的降低。
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。
生化分离工程期末考试复习资料
生化分离工程期末考试复习资料第一章1、什么是生物分离工程?生化分离工程:也称生物技术下游加工过程(Downstream Processing),从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2、生物产品不同于化工产品的特点(发酵液特点)。
A:①产物浓度低的水溶液②组分复杂③产物稳定性差,大分子,小分子④质量要求高3、生化分离下游加工过程的一般流程及各流程所包含单元操作。
①发酵液的预处理与固液分离(絮凝,离心,过滤,微过滤)②细胞破碎技术(球磨,高压匀浆,冷冻破碎、化学破碎技术)③初步纯化技术(产物提取)(盐析法,有机溶剂沉淀,化学沉淀,大孔吸附树脂,膜分离技术)④高度纯化技术(产物精制)(各类层析,亲和,疏水,聚焦,离子交换,凝胶层析)⑤成品加工(喷雾干燥,气流干燥,沸腾干燥,冷冻干燥,结晶)4、生物下游加工过程的选择准则①步骤少②次序合理:a应选择不同分离纯化机理的方法联合使用:b应首先选择能除去含量最多杂质的方法:c应尽量选择高效的分离方法:;d应将最费时、成本最高的分离纯化方法安排在最后阶段③产品规格:用成品中各类杂质的最低存在量来表示,它是确定纯化要求的程度及由此而产生的下游加工过程方案选择的主要依据(注射,非注射,去除热原质);④生产规模:琼脂糖凝胶、冷冻干燥⑤物料组成:丝状菌——适合过滤,不适合中空纤维膜⑥产品形式:固体适当结晶;液体适当浓缩⑦产品稳定性:调节操作条件,使由于热、pH值或氧化所造成的产品降解减少到最低程度。
如蛋白质的巯基容易氧化,使用抗氧化剂;⑧物性:溶解度、分子电荷、分子大小、功能团、稳定性、挥发性⑨危害性:溶剂萃取;基因工程菌发酵;干燥过程的防护和粉尘排放;固定化过程溴化氰。
⑩废水处理:BOD、COD第二章1、发酵液为什么要预处理(目的)?有哪些方法?以及各方法的原理。
A、促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离的效率:⑪改变发酵液的物理性质降低液体黏度;⑫相对纯化,去除发酵液中的部分杂质以利于后续各步操作;⑬尽可能使产物转入便于后处理的一相中(1)加热法a)加热降低液体粘度;b)加热使蛋白质变性凝固,去除杂蛋白(2)调节悬浮液的pH值pH值直接影响发酵液中某些物质的电荷性质,适当调节pH值可改善其过滤特性。
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。
生化分离工程基本概念复习要点
生化分离工程基本概念复习要点生化分离工程基本概念复习要点一类1、过滤是指利用多孔介质(滤布)截留固液悬浮液中的固体粒子,进行固液分离的方法。
速度和质量是过滤操作的指标,滤饼阻力是关键,故先多对滤液絮凝或凝聚处理,或加助滤剂如硅藻土等。
2、广泛用于生化实验室及生化工业的分离设备是离心机,根据其离心力大小可分为:低速离心机、高速离心机和超离心机。
细胞的分离一般可用低速离心机或高速离心机,蛋白质的分离一般要用超离心机。
3、膜在分离过程中功能:①物质的识别与透过;②相界面;3、反应场。
4膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程,按分离粒子大小进行分为微滤(MF)超滤(UF)反渗透(RO)透析(DS)电渗析(ED)和渗透气化(PV)等,其中传质推动力为压差和浓差,适合于有机物与水分离,共沸物分离的是渗透气化(PV)。
5、膜组件主要有管式、中空纤维、螺旋卷绕式、平板式,其共同的特点是尽可能大的膜表面积、可靠的支撑装置、可引出透过液、膜表面浓度差极化达到最小。
6、双水相萃取的特点为:平衡时间短、含水量高、界面张力低、为生物活性物质提供了温和的分离环境。
操作简便、经济省时、易于放大。
7、液膜根据结构可分为多种,但具有实际应用价值的主要有三种乳状液膜、支撑液膜、流动液膜。
8、在双水相系统中,影响分配系数的主要因素有,成相聚合物分子质量和浓度、盐的种类和浓度、PH值、温度。
9、溶质、溶剂、萃取剂、萃取相、萃余相10、超临界流体的密度接近于液体,这使它具有液体溶剂相当的萃取能力;超临界流体的粘度和扩散系数又于气体相近似,而溶剂的低粘度和高扩散系数的性质也是有利于传质。
11、离子交换树脂按活性基团不同可分为强酸性阳离子交换树脂在PH1~14范围内均可使用、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂只能在PH<7的溶液中使用,按理化性质分类透明的凝胶型树脂,吸水后形成微细的空隙,失水后,孔隙消失。
《生化分离工程》整理
第一章绪论1、何为生化分离技术?其主要研究那些内容?生化分离技术是指从动植物组织培养液和微生物发酵液中分离、纯化生物产品的过程中所采用的方法和手段的总称。
第二章预处理、过滤和细胞破碎6、影响过滤的因素及改善措施?影响过滤性能的因素主要有:①混合物中悬浮微粒的性质和大小;②混合液的粘度;③操作条件:固液分离操作中温度、pH、操作压力、滤饼厚度等;④助滤剂的使用;⑤固液分离设备和技术改善过滤性能的方法:工艺上一般采用降低混合液粘度的方法、增大被分离颗粒的粒度或者在混合液中加入助滤剂的方法、提高离心机的转速或提高操作压力、增大真空度、降低滤饼层的厚度,或除去滤饼等方法以改善过滤性能。
1、机械法细胞破碎与非机械破碎相比有何特点?2、细胞破碎主要有那几种方法?10、何谓化学法破碎细胞?其原理是什么?包括那几种?细胞破碎技术:(一)机械法①珠磨法:在磨腔中装入小玻璃球或小钢球,由电动机带动搅拌碟片高速搅拌微生物细胞悬浮物和小磨球而产生剪切力,将细胞破碎,释放出内含物。
一般有立式或卧式两种珠磨机;②高速匀浆法:利用高压使悬浮液通过针形阀,由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破碎。
设备是高速匀浆器,由高压泵和均压阀组成;③超声破碎法:另一种液相剪切破碎法,常为实验室方法.当通过超声探头向悬浮液输入声能,大量声能转化成弹性波形式的机械能,引起局部的剪切梯度,使细胞破碎。
(二)非机械方法①酶法溶胞:利用酶分解细胞壁上特殊的化学键使之破裂。
②化学法:用某些化学试剂溶解细胞壁或抽提细胞中某些组分,改变细胞壁或膜的通透性,从而使内含物有选择性地渗透出来。
包括酸碱条件改变pH、有机溶剂法、表面活性剂法等。
③物理法如渗透压冲击法、冻融法、干燥法等。
11、何为包涵体?包涵体中分离产物一般包括哪几个步骤?所谓包涵体是指蛋白质分子本身及与其周围的杂蛋白、核酸等形成不溶性的,无活性的聚集体,其中大部分是克隆表达的目标产物蛋白。
从包涵体中分离产物的处理步骤为:收集菌体细胞→细胞破碎→离心分离→包涵体的洗涤→目标蛋白的变性溶解→目标蛋白的复性。
生化分离工程 知识点
一、沉淀法名解:沉淀与结晶:盐析和盐溶:在高浓度的中性盐存在下,蛋白质(酶)等生物大分子物质在水溶液中的溶解度降低,产生沉淀的过程。
有机溶剂沉淀法:在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂,降低溶质的溶解度,使其沉淀析出。
知识点:常用的蛋白质沉淀方法有哪些?盐析法,等电点沉淀法,有机溶剂沉淀法,非离子型聚合物沉淀法,聚电解质沉淀金属离子沉淀法防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围的双电层和水化合膜。
Cohn经验方程式。
在相同离子强度下,盐的种类对蛋白质溶解度的影响有一定差异,一般的规律为:半径小的高价离子的盐析作用较强,半径大的低价离子作用较弱。
等电点沉淀的操作条件是蛋白质分子以两性离子形式存在和其分子净电荷为零(即正负电荷相等) 。
溶液的pH大于等电点时,蛋白质带负电荷,溶液的pH小于等电点时,蛋白质带正电荷。
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,则有机溶剂用量越少。
在蛋白质颗粒和溶液界面之间的三种电位。
见下题请简述双电层理论。
在蛋白质颗粒和溶液界面之间存在有三种电位:①胶核表面的电位φ0,是整个双电层的电位或称Nernst电位;②Stern平面上的电位φs;③在滑动面上的电位ξ称ξ电位(或称电动电位)。
这三种电位中只有ξ电位能实际测得,所以认为它是控制胶粒间电排斥作用的电位。
它取决于Nernst电位和反离子的浓度及电荷大小,即随着溶液中离子浓度和价数的升高,ξ电位下降,从面使颗粒间斥力强度减小,溶液趋于不稳定,蛋白质也就会沉淀下来。
沉淀法分离蛋白质有哪些特点?①分离前期就可使原料液体积很快地减小10-50倍,从而简化生产工艺、降低生产费用,浓缩与纯化合二为一;②使中间产物保持在一个中性温和的环境;③可及早地将目标蛋白从其与蛋白水解酶混合的溶液中分离出来,避免蛋白质的降解,提高产物稳定性;④用蛋白质沉淀法作为色谱分离的前处理技术、可使色谱分离使用的限制因素降低到最少。
生化分离考点
1. 生化分离过程的特点:(1)生物物质的生活活性大多是在生物体内的温和条件下维持并发挥作用的;(2)用作医药、食品和化妆品的生物产物与人类生命息息相关;(3)原料液中常存在与目标分子在结构、构成成分等理化性质上极其相似的分子及异构体,形成用常法难于分离的混合物;(4)原料液中目标产物的浓度一般很低,有时甚至是微量的。
2. 分离效率的评价(三个指标):浓缩程度、分离纯化程度、回收率3. Stokes 沉降方程式中,d p 为固体颗粒径(m ),ρs 为固体密度(kg/m ³),ρL 为液体密度(kg/m ³),g 为重力加速度(kg/m ³),v g 为重力沉降速度(kg/m ³),μL 为液体黏度。
4. 区带分离法:是生化研究中的重要分离手段,根据立新操作条件不同,分为差速区带离心和平衡区带离心,两种区带离心法均事先在离心管中用某种低分子溶质调配好密度梯度,在密度梯度之上加待处理的料液后进行离心操作。
5. 离心分离设备:常用的有管式和碟片式两大类。
6. 革兰氏阴性和阳性的区别:革兰阳性菌的细胞主要由肽聚糖层组成,而革兰阴性菌的细胞壁在肽聚糖层的外侧还有分别由脂蛋白和脂多糖及磷脂构成的两层外壁层。
革兰阳性菌的细胞壁比较厚,约15-50nm ,肽聚糖含量占40%-90%;革兰阴性菌的肽聚糖层约1.5-2.0nm ,外壁层约8-10nm 。
因此,革兰阳性菌的细胞壁比革兰阴性菌坚固,较难破碎。
7. 习题:管式离心机的转筒内径为12cm ,筒长70cm ,转数为15000r/min 。
设离心机的校正系数为一,利用其浓缩酵母细胞悬浮液,处理能力为4.0L/min 。
(1)计算酵母细胞的重力沉降速度;(2)破碎该酵母细胞后,细胞碎片直径减小到原细胞的1/2,液体黏度上升3倍,在相同条件下离心浓缩该细胞破碎液,试计算此时离心机的处理能力。
(1)2222g Lr w Q v g π=,72222249.8 4.1810/1500022 3.140.70.12()60g Qg v m s Lr w π-⨯===⨯⨯⨯⨯⨯ (2)21212111,,216p p L L g g d d v v μμ=== 8. 盐析原理: 蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低、发生沉淀的现象称为盐析(Salting-out)。
生化分离工程复习
生化产品的一般特点
1) 体系复杂:目的产物存在于非常复杂的体系中
组分复杂(a 大分子;b 小分子;c 可溶物;d 不可溶 物;e 化学添加物)
生物技术产品以粗料发酵为主,增加了下游操作成 本及废液处理成本
目前发酵或培养分批操作,各批差异,还有染菌发 酵液。
3
2) 目标产物浓度低、杂质含量高
许多工艺设计理论性不强,实验结果常带有很大经验成分。
7
分离效果的评价
1)浓缩率(富积率,concentration factor)
原料(Raw material)
分离器
产品(Product)
FW, VW, cT,W, cX,W
废液(Waste fluid)
如mT >1,则目标产物得到富积;
8
2)分离度
捣碎法 研磨法 匀浆法 超声法 温度差破碎法 压力差破碎法
有机溶剂: 表面活性剂: 酸碱 自溶法 外加酶制剂法
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细胞壁的组成和结构
微生 物 壁厚
层次 主要 组成
革兰氏 阳性细菌
20-80 nm
革兰氏 阴性细菌
10-13 nm
单层
多层
肽聚糖(40-90%) 肽聚糖 (5-10%)
多糖
脂蛋白
胞壁酸
脂多糖(11-22%)
操作形式: A、离心沉降;B、离心过滤;C、密度梯度(超离心)。
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细胞破碎技术
机械破碎 物理破碎 化学破碎 酶促破碎
通过机械运动产生的剪切力, 使组织、细胞破碎。
通过各种物理因素的作用,使组 织、细胞的外层结构破坏,而使 细胞破碎。
通过各种化学试剂对细胞膜的 作用,而使细胞破碎
通过细胞本身的酶系或外加酶制 剂的催化作用,使细胞外层结构 受到破坏,而达到细胞破碎
生化分离课堂教学的知识点、重点和难点汇总
课堂教学的知识点、重点和难点汇总1.生化分离过程概论知识点:生化分离工程在生物技术中的地位,传统生化产品和基因工程产品回收方法的比较,生化分离工程的特点,生化分离工程的一般流程和单元操作,生化分离工程的发展趋势。
重点:掌握生化分离工程的概念、特点及其操作的常规程序,生化分离工程的地位及其发展趋势。
难点:一般流程和单元操作。
2.发酵液的预处理和固液分离的方法知识点:发酵液的预处理,发酵液的过滤重点:发酵液中的几种杂质的去除方法和影响过滤的因素,并能在实际处理中灵活应用,凝聚技术的原理及改善过滤性能的方法。
难点:预处理方法的灵活运用。
3.微生物细胞的破碎知识点:细胞壁的组成和结构,微生物细胞的破碎技术,破碎率的测定。
重点:工业生产中常用的几种细胞破碎方法的原理,操作过程常用设备,并能就实际生产情况予以合理的选择。
难点:常用破碎方法的合理选用。
4.沉淀法知识点:盐析法,等电点沉淀法,有机溶剂沉淀法,选择性变性沉淀法,金属离子沉淀法。
重点:上述几种沉淀方法的概念、原理及其适用范围,盐析法的影响因素对沉淀效果的影响,并能据实际情况予以灵活应用和选择。
难点:常用沉淀方法的灵活运用。
5.膜分离过程知识点:膜分离过程的分类及定义,膜分离机理,表征膜性能的参数,膜分离传递理论,超滤速度的影响因素,超滤膜污染及再生,超滤的操作方式及设备,膜分离过程的应用实例。
重点:膜分离过程的分类,概念,实质及其适用范围。
超滤速度的四种影响因素的影响情况,超滤膜污染的三种常规处理方法,膜分离机理的两种模型(即毛细管流动模型和溶解扩散模型),传递理论中过滤模型和浓差极化问题,超滤器的型式及其方式。
难点:膜分离机理和传递理论。
6.溶剂萃取法知识点:分配定律,溶剂的选择,水相条件的影响,乳化和去乳化,萃取方式的选择和效果的判断。
重点:分配定律的推导过程,水相条件的影响因素的影响情况,并能据实际生产情况予以选择应用,乳化和破乳化技术及萃取方式的选择,熟记所举的有关蛋白质,抗生素,中药制品的萃取例子。
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。
生化分离工程知识点二
生化分离工程分离复习总结第一章绪论1、生物物质和生物分离:(1)抗生素多采用有机溶剂萃取法,如青霉素采用乙酸丁酯法。
(2)有机酸采用中和沉淀法(Ca(OH)2形成钙盐沉淀,加浓硫酸析出有机酸溶液,浓缩,结晶。
)、低浓度采用离子交换树脂法。
(3)除蛋氨酸、胱氨酸、半胱氨酸外,18种氨基酸均可用直接发酵法制造。
氨基酸的分离多采用离子交换法。
(4)多糖主要采用酒精沉淀法提取,纯化采用层析法。
多糖中的黄原胶用于增稠,右旋糖酐用于代血浆。
(5)酶的分离多采用盐析沉淀法,纯化采用层析法。
最常用的盐析剂由(NH4)2SO4、卤水(MgCl2)、CaSO4(石膏)。
(6)有机溶剂主要采用精馏法。
脂类物质多用萃取法分离(有机溶剂萃取法、超临界流体萃取法)。
(7)核酸和核苷酸类物质多采用浓盐法、阴离子去污剂法(SDS)、苯酚抽提法、水抽提法。
注:任何物质都可采用层析法来纯化。
2、生化分离的一般流程:产物提取(isolation)——产物浓缩(concentration)——产物纯化(purification)——成品化(polishing)(1)提取:沉淀,萃取,膜分离(2)浓缩:蒸发,超滤,吸附,沉淀(3)纯化:层析,电泳(4)成品化:结晶,干燥,无菌过滤3、生物分离过程的特点:产品稳定性差、质量要求高、成分复杂、浓度低4、蛋白质的分离纯化:(分离用层析,纯化用色谱)(1)分离:超离心、泡沫分离、超滤、透析、双水相萃取、反胶团萃取、盐析沉淀、等电点沉淀、有机溶剂沉淀(2)纯化:色谱、电泳5、主要生物分离技术和分离机理:P7,表1-1第二章发酵液的预处理和固液分离1、发酵液杂质的去除:(1)、无机离子的去除:1)Ca2+,草酸、草酸钠,→形成草酸钙沉淀(注意回收草酸)2)Mg2+,三聚磷酸钠,→形成三聚磷酸钠镁可溶性络合物;3)Fe3+,黄血盐,→普鲁士蓝沉淀4)Fe2+,赤血盐,→滕氏蓝沉淀(2)蛋白质的除去: 1)Savage去除蛋白质2)三氯乙酸去除蛋白质3)蛋白质酶去除蛋白质2、改善培养液的性能:1)加热法2)调节pH值3)凝聚和絮凝3、凝聚和絮凝:(1)凝聚:中和电荷(通常细菌的表面都带有负电荷工业上常用阳离子型。
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生化分离工程基本概念复习要点一类1、过滤是指利用多孔介质(滤布)截留固液悬浮液中的固体粒子,进行固液分离的方法。
速度和质量是过滤操作的指标,滤饼阻力是关键,故先多对滤液絮凝或凝聚处理,或加助滤剂如硅藻土等。
2、广泛用于生化实验室及生化工业的分离设备是离心机,根据其离心力大小可分为:低速离心机、高速离心机和超离心机。
细胞的分离一般可用低速离心机或高速离心机,蛋白质的分离一般要用超离心机。
3、膜在分离过程中功能:①物质的识别与透过;②相界面;3、反应场。
4膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程,按分离粒子大小进行分为微滤(MF)超滤(UF)反渗透(RO)透析(DS)电渗析(ED)和渗透气化(PV)等,其中传质推动力为压差和浓差,适合于有机物与水分离,共沸物分离的是渗透气化(PV)。
5、膜组件主要有管式、中空纤维、螺旋卷绕式、平板式,其共同的特点是尽可能大的膜表面积、可靠的支撑装置、可引出透过液、膜表面浓度差极化达到最小。
6、双水相萃取的特点为:平衡时间短、含水量高、界面张力低、为生物活性物质提供了温和的分离环境。
操作简便、经济省时、易于放大。
7、液膜根据结构可分为多种,但具有实际应用价值的主要有三种乳状液膜、支撑液膜、流动液膜。
8、在双水相系统中,影响分配系数的主要因素有,成相聚合物分子质量和浓度、盐的种类和浓度、PH值、温度。
9、溶质、溶剂、萃取剂、萃取相、萃余相10、超临界流体的密度接近于液体,这使它具有液体溶剂相当的萃取能力;超临界流体的粘度和扩散系数又于气体相近似,而溶剂的低粘度和高扩散系数的性质也是有利于传质。
11、离子交换树脂按活性基团不同可分为强酸性阳离子交换树脂在PH1~14范围内均可使用、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂只能在 PH<7的溶液中使用,按理化性质分类透明的凝胶型树脂,吸水后形成微细的空隙,失水后,孔隙消失。
适用于吸附交换无机离子等小离子不透明的大孔型树脂外:孔径大,为永久性孔隙,可在非水溶涨下使用,善于吸附大分子有机物。
12、评价离子交换剂性能的重要参数是孔径大小、孔径分布、比表面积和孔隙率。
13、聚苯乙烯型离子交换树脂结构:骨架、活性基团、可交换离子。
14、树脂的交联度越大,则网眼越小,形成的树脂结构紧密,机械强度高。
反应的速度慢,树脂的交联度一般为4-14%。
15、对离子交换树脂的选择原则是:被分离物质带正电荷,应采用阳离子交换树脂;强碱性离子宜用弱酸性树脂,弱酸性离子宜用强碱性树脂,吸附大分子离子选择交联度较低的树脂。
16、吸附分离技术的特点操作简便、设备简单、价廉、安全;常用于从大体积料液(稀溶液)中提取含量较少的目的物;不用或少用有机溶剂,吸附和洗脱过程中pH变化小,较少引起生物活性物质的变性失活;选择性较差,收率低。
17、泡沫吸附分离的特点是:样品处理量大,0.5-2L,富集倍数大,100-10000 回收率高,90%以上,易于联用,成为超高灵敏度光度法。
18、结晶,结晶,就是从均匀液相中得到一定形状和大小的固体颗粒的过程。
影响结晶大小的因素有哪些?a、过饱和度:一般过饱和度增加,所得晶体较细,温度的影响比较复杂,当溶液快速冷却时,达到的过饱和程度较高,所得晶体也较细而且常常形成什状结晶,缓慢冷却常得到较粗大的颗粒。
b、温度经验还表明,因为温度对晶比生长速度的影响要比成核速度显著,所以在低温下结品得到的晶体较细小。
c、搅拌速度搅拌能促使成核相加速扩散,提高晶校长大速度,但超过一定范围后,效果就越显著,相反搅拌越烈,晶体越细。
总之,若要获得比较粗大和均匀的晶体,一般温度不宣太低,搅拌不宜太快,并要控制好晶核生成速度大大小于晶体成长速度,最好在较低的饱和度下将溶液控制在介稳区内结晶,那么在较长的时间里可以只有一定量的晶核生成,而使原有的晶核不断成长为晶体。
此外,加入晶种,能控制品体的形状、大小和均匀度。
但首要的品种自身应有一定的形状、大小和比较均匀,不仅如此,加入晶种还可使品核的生成提前,世就是说所需的过饱和度可以比不加晶种时低很多。
所以,在工业生产中如遇结晶液浓度太低而结晶发生因难时,可适当加入些晶种,能使结晶顺利进行19、干燥,热能加热物料使其水分蒸发或冷冻法使水分结冰后长升华而除去的方法。
20成品干燥的必要性:固体产品便于加工、使用、运输、贮藏等,许多生物分离物质需要制成固体形态的产品。
21、晶体质量的考查主要包括以下几点:晶体大小、晶体形状、晶体纯度22、结晶设备主要设备:冷却式搅拌结晶器、Howard结晶器、DTB结晶器、Oslo型结晶器、DP结晶器。
23、干燥选择的原则被干燥物的性质(物理性质、腐蚀性、毒性、可燃性、粒子大小及磨损性)物料的干燥特性(湿分类型即结合水或非结合水、初始和最终含水量、最大干燥湿度、产品的色、光泽、味等)。
粉尘与溶剂回收问题安装地点24、常用的干燥设备有:盘架干燥器、传送带式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器。
25、物料中的水以三种形式存在:表面吸附水、非结合水、结合水,难以除去的是结合水。
26、发酵液常用的固液分离方法有离心和过滤等27离心设备从形式上可分为管式,套筒式,碟片式等型式。
28、多糖基离子交换剂包括葡聚糖离子交换剂,离子交换纤维素两大类。
29、影响吸附的主要因素有吸附剂的性质,吸附质的性质,温度,溶液pH值,盐浓度,吸附物浓度和吸附剂用量。
30、离子交换树脂由 _载体,活性基团和可交换离子组成。
31、影响盐析的因素有溶质种类,溶质浓度,pH值,温度.32、在结晶操作中,工业上常用的起晶方法有自然起晶法,刺激起晶法和晶种起晶法.33、简单地说,离子交换过程实际上只有外部扩散,内部扩散,化学交换反应三个步骤;34、离子交换树脂的合成方法有共聚(加聚),均聚(缩聚)两大类;35、常用的化学细胞破碎方法有渗透压冲击,增溶法,脂溶法,酶消化法,碱处理法;36、离子交换分离操作中,常用的洗脱方法有pH梯度,离子强度(盐)梯度;37、过饱和溶液的形成方式有:热饱和溶液冷却,蒸发溶剂,真空蒸发冷却,化学反应结晶,盐析38、晶体质量主要指 _晶体大小,晶体性状,晶体纯度三个方面二类1、生物制品:是指以微生物、寄生虫、动物毒素和生物组织作为起始材料,采用生物学工艺或分离纯化技术制备,并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量制成的生物活性制剂。
2、盐溶:当向蛋白质的水溶液逐渐加入电解质时,开始阶段蛋白质的活度系数降低,并且蛋白质吸附盐离子后,带电表层蛋白质分子间相互排斥,而蛋白活度系数降低,并且蛋白质吸附盐离子后,带电表层蛋白质分子间相互排斥,而蛋白质分子与水分子间的相互作用却加强,因而蛋白质的溶解度增大的现象。
3、等电点沉淀P41概念:在较低离子强度的溶液中,如果蛋白质在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值等于其等电点(PI)的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法称为等电点沉淀。
通常溶液pH值一般略小于蛋白质的等电点。
等电点沉淀的操作条件是:低离子强度;pH≈pI。
因此,等电点沉淀操作需在低离子强度下调整溶液pH值至等电点,或在等电点的pH值下利用透析等方法降低离子强度,使蛋白质沉淀。
4、有机溶剂沉淀向蛋白质溶液中加入有机溶剂,水的活度降低。
随有机溶剂浓度的增大,水对蛋白质分子表面荷电基团或亲水基团的水化程度降低,溶液的介电常数下降,蛋白质分子间的静电引力增大,从而凝聚和沉淀。
同等电点沉淀一样,有机溶剂沉淀也是利用同种分子间的相互作用。
因此,在低离子强度和等电点附近,沉淀易于生成,或者说所需有机溶剂的量较少。
一般来白质的相对分子质量越大,有机溶剂沉淀越容易。
优点是:有机溶剂密度较低,易于沉淀分离;与盐相比,沉淀产品不需脱盐处理。
但该法容易引起蛋白质变性,必须在低温下。
另外,应用有机溶剂沉淀时,所选择的有机溶剂应为与水互溶、不与蛋白作用的物质。
常用的有丙酮和乙醇。
5、水通量是在一定的条件下(一般压力为0.1MPa,温度为20OC)通过测量透过一定量纯水所需的时间测定的。
6、组件由膜、固定膜的支撑体、间隔物以及收纳这些部件的容器构成的一个单元称为膜组件。
7、MMCO---膜的截留相对分子质量。
8、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9、萃取P90利用溶质在两个互不相溶的两相之间各种组分(包括目的产物)分配系数的不同,而使溶质得到纯化或浓缩的方法。
10、反萃取。
P9111、双水相系统(ATPS)P11612、分配系数P9313、正常微团和反微团(或胶团和反胶团)是表面活性剂在非极性有机溶剂中形成的一种聚集体。
通常表面活性剂分子由亲水憎油和亲油憎水的非极性尾两部分组成。
正常微团:将表面活性剂溶于水中,并使其浓度超过临界微团浓度时,表面活性剂就会在水溶液中聚集在一起形成聚集体。
通常情况下,这种聚集体就是水溶液的微团,称为正常微团。
反微团:若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中,并使其浓度超过临界微团浓度,便会在有机溶剂内形成聚集体,这种聚集体就称为反微团14、交换容量:表示离子交换树脂交换能力的大小,是每克干燥的离子交换树脂或每毫升完全溶胀的离子交换树脂所能吸附的一价离子的毫摩尔数。
15、吸附:是指物质从气体或液体浓缩到固体表面从而达到分离的过程。
16、蛋白质复性P384三类1. 生物分离的一般步骤有哪些,包含哪些主要技术?1.要点:(1)预处理和固液分离主要技术有过滤和离心——固液分离以除去发酵液中的不溶性固形物杂质和菌体细胞。
(2)提取(初步分离)目的是除去与产物性质差异较大的杂质,为后道精制工序创造有利条件。
提取操作中,通常是目的产物要求有较大浓缩比的过程,可选技术也比较多。
如离子交换吸附、萃取(溶剂萃取、反微团萃取、超临界流体萃取、双水相萃等) (3)精制(高度纯化)目的是去除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,如色谱分离技术、结晶技术、重结晶技术、电泳、干燥通常能获得纯度高的产物。
(4)成品制作成品形式与产品的最终用途有关,有液态产品也有固态产品、美观的产品形态也是产品档次的一个标志2. 为什么生物分离一般比化工分离难度大?2要点:(1)生物产物的特殊性:如化学成分与生物活性的不一致性,分子结构的构型和构象与活性的密切性等(2)生物产物的复杂性:体系复杂性如细胞、胞外产物、胞内产物、残存底物如培养基或环境残强有留物等(3)成分复杂,悬液中的目标产物浓度低,许多产品有生物活性。
由于有效物质在生物材料中含量极少,必须采用必要的生物分离技术进行分离,并且要求分离条件相对温和(低温、中性环境等)(4)生物产品要求高质量,比如,医药产品纯度要求在99.99%以上。