生物分离纯化技术绪论

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生物分离工程(2)

第一章绪论生物技术与生物分离（填空）1.生物分离的一般步骤：预处理、产物提取、纯化、产品精制。

生物分离的本质是物质的分离。

2.生物分离基本原理：生物分离的基本原理是指根据混合物（包括原子、离子、分子、分子复合物、分子聚合体、和细胞、细胞碎片和颗粒等）中各种溶质间具有物理、化学和生物学性质的差别，利用能够识别这些差别的分离性质和能够扩大这些差别的分离设备，实现各种物质的分离，或使被分离的产物得以纯化。

3.生物分离的方法依靠的性质①物理学性质：力学性质：溶质的密度:尺寸、大小和形状。

重力沉降,分子或颗粒的离心分离和膜分离热力学性质：溶质的溶解度(液相固相平衛)、挥发度(气液相平衡),表面活性剂及在相间的分配平衡行为的差异等性质,可进行蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、沉淀、泡沫分离、吸附传质性质：粘度、分子扩散系数和热扩散现象等,利用传质速度的差异也可进行分离如透析电磁性质：溶质的荷电特性,如电荷分布,电离度、等电点和磁性等可采用电渗析、离子交换、磁性分离②化学性质：化学吸附和化学吸收是利用化学反应进行的分离的典型例子化学热力学性质(化学平衡常数)、反应动力学(反应速率)、化学解离特性(激光激发作用极化、离子化)、③生物学：生物分子识别:生物亲和作用；生物输送性质:生物膜输送；生物反应、控制:酶反应、免疫系统第二章发酵液的预处理和固体分离一.预处理的目的:促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离的效率:①改变发酵液的物理性质,包括增大悬浮液中固体粒子的尺寸,降低液体黏度。

②相对纯化,去除发酵液中的部分杂质(高价无机离子和杂蛋白质),以利于后续各步操作。

③尽可能使产物转入便于后处理的一相中(多数是液相)二.发酵液预处理的方法：1.降低液体的粘度：常用方法有加水稀释和加热处理。

2.调节PH：直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质,3.凝聚：改变细胞、细胞碎片及溶解大分子物质的分散状态，使其聚结成较大的颗粒，便于提高过滤速率。

生物分离与纯化技术说课

搅拌、混匀、样品制备高度纯化样品称量加热保温处理超低温真空冷冻干燥样品离心处理加热处理样品离心处理
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实训条件
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3.其他条件
校外实训基地
青岛啤酒有限公司绿健乳业有限责任公司
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建立学校网络教学平台电子教案、课件、试题库等发布到生物通、生物谷等网络平台可让学生了解国内外最新、最先进校园网上，的分离纯化技术，以拓宽学习思路，培养自学能力，提高学习效果。学生可随时上网自主学生物通： / 习。生物谷：/
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2、教学内容与学时分配
章次第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章第十五章第十六章第十七章内绪论预处理技术固相析出分离技术色谱分离技术电泳分离技术过滤与膜分离技术液膜分离技术吸附分离技术萃取技术浓缩干燥技术氨基酸类物质的提取分离多肽和蛋白质类物质的提取分离核酸类物质的提取分离酶类物质的提取分离糖类物质的提取分离脂类物质的提取分离抗生素和维生素类药物的提取物质容总学时 2 8 16 16 4 10 4 4 10 10 4 4 6 2 6 4 4 其讲授 2 4 4 10 4 6 4 4 6 6 4 2 4 2 2 2 4 中实验 0 4 12 6 0 4 0 0 4 4 0 2 2 0 4 2 0
处理办法以课程标准为指导，精选教学内容。以产品的分离纯化顺序讲解所涉及的理论知识并配以相应的实训内容帮助学生理解吸收。充分利用网络资源，借助于形象的图片、视频及精品课程相关网站。
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三、课程实施
（一）课程目标
掌握基本概念、分离原理、操作方法、生产技术。

《生物分离与纯化》课件

阻色谱等。
精细分离的效果取决于目标物质的性质、分离方法和分离条件的选择，需根据实际情况进行调整
。
纯化与鉴定
纯化与鉴定的目的是进一步去除杂质，提高目标物质的纯度和鉴定其性质。
常用的纯化方法有超滤、结晶和电泳等。鉴定方法包括光谱分析、质谱分析和免疫分析等。
纯化与鉴定的效果取决于目标物质的性质、纯化和鉴定方法的选择以及实验条件，需根据实际情况进行调整。
离心法
离心法
利用不同物质在离心力场中的沉降速度不同，将悬浮液中的物质进行分离的方法。
速率区带离心法
利用不同颗粒在离心力场中的运动轨迹不同，将颗粒按大小和密度进行分离。
差速离心法
通过逐渐增加离心力，将不同大小的颗粒分离开。
密度梯度离心法
在离心管中加入密度梯度介质，使不同密度的颗粒在离心力场中分离。
实验效率的提高
提高实验效率是生物分离与纯化的关键，可以缩短实验时间并降低成本。
优化实验流程，如减少样品处理时间、提高自动化程度等，也可以提高实验效率。
选择高效的分离方法，如高效液相色谱、快速色谱等，可以显著提高实验效率。
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生物分离与纯化的未来发展
新技术的应用
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人工智能与机器学习
初步分离的目的是将破碎后的细胞混合物分离成各个组分，如蛋白质、核酸和脂质等。
常用的初步分离方法有离心分离、过滤分离和沉淀分离等。
初步分离的效果取决于分离方法和分离条件的选择，需根据实际情况进行调整。
精细分离
精细分离的目的是从初步分离后的组分中进一步分离出目标物质
，如蛋白质、酶和核酸等。
常用的精细分离方法有亲和色谱、离子交换色谱、凝胶色谱和排
电泳法

生物学中的分离和纯化技术

生物学中的分离和纯化技术生物学是一门十分综合的学科，它囊括了生物在不同细胞和组织层次的多种结构和功能。

要研究具体的生物物质，必须进行分离和纯化，这是生物学研究中不可或缺的技术。

本文将对分离和纯化技术在生物学中的应用进行介绍和探讨。

一、离心分离技术离心分离技术是一种基于不同颗粒物质重量或密度差异的分离技术。

这种技术通常用于分离细胞和组织等样本中的细胞器、膜组分和其他分子。

例如，离心分离可以分离细胞中的线粒体、叶绿体和内质网等细胞器。

这种技术的原理是将细胞样本在离心机中离心，通过重力分离使得不同颗粒物质在不同的区域沉淀，从而实现分离。

二、电泳技术电泳技术是一种基于分子电荷和大小差异的分离技术。

这种技术通常用于分离和鉴定蛋白质和核酸等生物大分子。

例如，聚丙烯酰胺凝胶电泳可以将蛋白质按照分子大小和电荷进行分离。

这种技术的原理是将样本经过电泳，电荷带正的物质向负极移动，电荷带负的物质向正极移动，从而实现分离。

三、层析技术层析技术是一种基于分子相互作用的分离技术。

这种技术通常用于分离和纯化蛋白质、核酸等生物分子。

例如，离子交换层析可以将带电荷的分子与带相反电荷的分离柱上的离子进行竞争结合，从而实现分离。

这种技术的原理是将样品通过某些介质（如凝胶、树脂、硅胶等）让目标分子和其他分子之间相互作用，利用吸附性、离子交换、大小排异等原理进行分离和纯化。

四、亲和层析技术亲和层析技术是一种基于生物分子间特异性结合作用的分离技术。

这种技术通常用于分离和纯化某些具有特殊亲和力的生物分子，如酶、抗体、蛋白质、DNA等。

例如，亲和层析可以利用对应亲和物质如互补的DNA序列、配体、抗体来捕获目标分子。

这种技术的原理是利用生物分子之间特定的化学反应结合，在某些介质上捕获目标分子，从而实现分离和纯化。

五、过滤技术过滤技术是一种基于分子大小的分离技术。

这种技术通常用于分离和纯化蛋白质和其他生物分子。

例如，凝胶过滤可以根据分子大小筛选分子，大分子无法进入凝胶孔径而被过滤，从而实现分离。

第一章生物分离纯化技术绪论

1.选择原材料 (1)来源丰富
(2)与目标产物含量相关的因素
①合适的生物品种
②合适的组织器官 ③生物材料的种属特异性 ④合适的生长发育阶段
⑤合适的生理状态
2.天然生物材料经处理后选择合适的方法投入生产
小试
工业化生产
中试
发酵液的预处理颗粒性杂质的去除
可溶性杂质的去除和初步纯化
目标产物的精制
以青霉素产品的出现为代表。这一时期特点是产品类型多，分子结构较为复杂，对分离纯化提出了更高要求。
4. 快速发展时期(第三代生物技术产品)
生物分离纯化技术的发展趋势
1.多种分离纯化技术和新、老技术相互交叉、渗透融合
2.强化化学作用对分离纯化过程的影响
3.注重上游技术改进，简化分离纯化过程
生物分离与纯化技术
教学参考书
绪论
一、技术发展史及其应用二、生物材料的来源三、生物分离纯化技术的特点四、生物分离纯化的一般工艺
五、生物分离纯化的选择依据
六、生物分离纯化技术的发展
一、技术发展史及其应用
生物分离纯化的概念
指从发酵液、动植物细胞培养液、
酶反应液或动植物组织细胞与体液
成品加工
发酵液
下游加工过程的一般流程
预处理
（加热、调pH、絮凝）
细胞分离（过滤、离心分离、膜分离)
细胞破碎（匀浆、研磨、酶解）细胞碎片分离
提取
胞内产物
胞外产物
（离心分离、双水相萃取、膜分离）
初步纯化（沉淀、吸附、萃取、超滤、结晶）高度纯化（重结晶、离子交换、色谱分离、膜分离）成品加工（浓缩、无菌过滤、干燥、成型）

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。

生物药物的分离纯化技术

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• 1、需要对目标产物的快速分离纯化 • 2、需要对原料液进行高度浓缩 • 3、需要借助新型的分离技术和材料 • 4、需要除去有害人类健康的物质 • 5、采用利于保持目标产物产品质量的操作条件 • 6、产品要求高质量、高纯度
因此，生物分离过程往往成本很高，在某些产品的生产过程中，分离成本可能占到总成本的80％以上。
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2.调节pH • pH值直接影响发酵液中某些物质的电离度
和电荷性质，适当调节pH值可改善其过滤特性。
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3.凝聚与絮凝 • 采用凝聚和絮凝技术能有效改变细胞、细
胞碎片及溶解大分子物质的分散状态，使其聚结成较大的颗粒，便于提高过滤速率。另外，还能有效地除去杂蛋白和固体杂质，提高滤液质量。
生物污染、蛋白酶水解等作用的影响。
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改善发酵液过滤特性的物理化学方法
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• 调酸（等电点）、热处理、电解质处理、添加凝聚剂、添加表面活性物质、添加反应剂、冷冻-解冻及添加助滤剂等。
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1.降低液体粘度 • 根据流体力学原理，滤液通过滤饼的速率
与液体的粘度成反比，降低液体粘度（加水稀释法和加热法等）可有效提高过滤速率。注意加热温度与时间，不影响产物活性和细胞的完整性。
② 在枯草杆菌发酵液中，加入氯化钙和磷酸氢二钠，两者生成庞大的凝胶，把蛋白质、菌体及其他不溶性粒子吸附并包裹在其中除去。
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思考题 1.生物分离技术的特点有哪些？ 2.为什么要进行发酵液预处理？ 3.絮凝和凝聚的定义和区别。常用的絮凝剂
有哪些？
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• 生成的沉淀能防止菌丝体粘结，使菌丝具有块状结构，沉淀本身可作为助滤剂，且能使胶状物和

1 第一章绪论生物分离工程.

原料液中常存在降解目标产物的杂质，如可水解目标蛋白质的蛋白酶。
4 生物产品要求高质量
生物产物一般用作医药、食品和化妆品，与人类生命息息相关。因此，要求分离纯化过程必须除去原料液中含有的热原（pyrogen)及具有免疫原性的异性蛋白等有害人类健康的物质，并且防止这类物质在操作过程中从外界混入。
分离，又称速度分离法。动力为压力差、电位梯度和磁场梯度，如超滤、反渗析、电渗析、电泳和磁泳
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。动力为偏离平衡态的浓度差，如蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、吸附和离子交换等。
四、生物分离工程的一般步骤和单元操作
1、一般步骤
1) 发酵液的预处理与固液分离； 2) 初步纯化（或称产物的的提取）； 3) 高度纯化（产物的精制）； 4) 成品加工。
2、一般工艺过程：
发酵液
预处理
加热调pH值絮凝
碎片分离
离心分离萃取过滤错流过滤
初步纯化
沉淀吸附萃取超滤
细胞分离
沉降
离心分离过滤
错流过滤
高度纯化
层析亲和
离子交换憎水
吸附电泳
胞外产物
细胞破碎
匀化研磨溶胞
成品加工
无菌过滤超虑冷冻干燥喷雾干燥
结晶
五、生物技术加工过程的选择标准
2 化学性质
化学热力学：化学平衡反应动力学：反应速率光化学性质：激光激发、离子化
3 生物学性质
分子识别：生物亲和力、生物学识别传输性质：生物膜运输反应、响应、控制：酶反应、免疫系统
机械分离：非均相大小、密度差异，如过滤、重力沉淀、离心沉淀

生化分离原理与技术思考题答案

生物分离原理与技术知识点汇总第一章绪论1、各类分离纯化技术分别利用了生物分子的哪些特性来实现分离？利用这些性质进行分离的方法有哪些？⑴形状和大小:凝胶过滤、超滤、透析;⑵电荷性质:离子交换层析、电泳（除SDS）; ⑶极性（疏水性）:疏水层析、反相层析;⑷生物功能或特殊化学基团:亲和层析;⑸等电点 pI:层析聚焦、等电聚焦、等电点沉淀;⑹溶解性:盐析、有机溶剂提取、结晶;⑺密度、大小:超离心、SDS-PAGE。

2、一个完整的分离纯化操作有哪些基本步骤？各个阶段所用的分离方法分别侧重哪些指标？生化分离基本步骤：（1）选材: 来源丰富，含量相对较高，杂质尽可能少。

（2）提取（预处理）：将目的物从材料中以溶解状态释放出来，方法与存在部位及状态有关（3）分离纯化: 核心操作，须根据目的物的理化性质，生物学性质及具体条件确定。

（4）浓缩、结晶、干燥。

（5）保存。

整个过程应有快速灵敏准确的分析方法来衡量效果（收率、纯度）。

第二章生物样品的预处理1、简述常用细胞破碎的主要方法、原理、特点、适用范围及细胞破碎今后的发展方向。

机械法:(1)胞捣碎法。

原理：机械运动产生剪切力，适用于动植物组织。

（2）高速匀浆法。

破碎程度较上法好，且机械剪切力对生物大分子的破坏较小，处理量大。

原理：利用高压使细胞悬浮液通过针型阀，由于突然的减压和高速冲击撞击环使细胞破碎。

适用于：较柔软、易分散的组织细胞。

（3）研磨法和珠磨法。

由陶瓷的研钵和研杆组成，加入少量研磨剂（如精制石英砂、玻璃粉、硅藻土。

适用于微生物与植物细胞。

（4）挤压法。

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。

适用于细菌（G - ）。

物理法:（1）超声破碎。

频率为20kHz 以上的波，超过人耳可听范围。

其对细胞的破碎与空穴的形成有关。

一般样品浓度、声强、频率、介质的离子强度、pH、处理时间都对破碎有影响。

（2）反复冻融动物材料。

生物分离与纯化技术-绪论（邱玉华版）

⽣物分离与纯化技术-绪论（邱⽟华版）第⼀章绪论第⼀节⽣物分离纯化的概念与原理学习⽬标熟悉⽣物物质的概念、种类和来源；了解分离纯化技术并掌握其基本原理。

突飞猛进，⽇益成熟的现代⽣物技术，正在成为推动世界新技术⾰命的重要⼒量，其产业化发展必将对⼈类社会的经济发展和⽣活⽅式产⽣越来越⼤的影响。

⽣物技术产业主要制备具有⽣活活性的⽣物物质并使其商品化，利⽤专门的设备和技术将⽣物物质从⽣物原料中分离纯化出来并保持其活性，其中以复杂、周期长、影响因素多。

分离纯化技术是现代⽣物技术产业下游⼯艺过程的核⼼，是决定产品的安全、效⼒、收率和成本的技术基础，在⽣物技术产业中起着重要的作⽤。

⼀、⽣物物质及其来源1.⽣物物质“⽣物物质”这个词汇是在20世纪末随着⽣物技术的发展逐渐出现的，它指的是来源于⽣物中天然的或利⽤现代⽣物⼯程技术以⽣物为载体合成的，从氨基酸、多肽等低分⼦化合物到病毒、微⽣物活体制剂等具有复杂结构和成分的⼀类物质。

它们存在于⽣物体内直接参与⽣物机体新陈代谢过程，并能与⽣物各种机能产⽣⽣物活化效应，因此也称为⽣物活性物质，⽽在产业中的⽣物物质的制成品被称为⽣物产品。

⽣物物质的种类繁多，分布⼴。

按照其化学本质和特性分类，常见的有如下⼀些类型。

（1）氨基酸及其衍⽣物类主要包括天然氨基酸及其衍⽣物，这是⼀类结构简单、分⼦量⼩、易制备的⽣物物质，约有60多种。

⽬前主要⽣产的品种有⾕氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、精氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和⾊氨酸等，其中⾕氨酸的产量最⼤，约占氨基酸总量的80%左右。

（2）活性多肽类活性多肽是由多种氨基酸按⼀定顺序连接起来的多肽链化合物，分⼦量⼀般较⼩，多数⽆特定空间构像。

多肽在⽣物体内浓度很低，但活性很强，对机体⽣理功能的调节起着⾮常重要的作⽤，主要有多肽类激素，⽬前应⽤于临床的多肽药物已达20多种以上。

（3）蛋⽩质类这类⽣物物质主要由简单蛋⽩和结合蛋⽩（包括糖蛋⽩、脂蛋⽩、⾊蛋⽩等）。

生化分离与纯化技术课程标准

生物分离与纯化技术课程标准濮阳职业技术学院刘殿锋一、课程的基本要素1、课程性质生物分离与纯化技术是实现生物工程产业化的关键问题。

通过本课程的学习，对当前生物分离与纯化技术领域的大分子物质提取、分离及纯化技术、沉淀技术、浓缩技术、膜分离技术、生物反应器技术、各种色谱技术、各种电泳技术等有较全面、较详细的了解，并掌握一些主要技术的方案设计和实际操作。

通过案例教学等方法培养学生科学而实际的思想方法，提高分析实际技术问题和因地制宜处理这些问题的能力，使之更加容易胜任生物技术产业中新产品和新工艺的开发，生产工艺过程技术管理和高技术生产岗位的实际技术工作。

2、课程的基本理念以行业和岗位需求为导向，以职业能力培养为中心，根据调研的行业企业任职岗位的要求，参照职业标准，以职业能力培养为课程教学重点和中心环节，充分体现职业性、实践性和开放性的要求。

3、课程的设计思路本课程的设计思路如图所示：第一步，由学校组织专业教师深入企业进行职业岗位调研，获得企业的岗位职业标准；第二步，学校和企业合作，由学校专业教师、企业专家、企业工程技术人员、能工巧匠共同组成课程设计小组，对经过职业岗位调研获得的岗位职业标准，结合生化产品分离纯化工等国家职业标准进行工作任务分析，以岗位需求为依据，以职业能力为主线，得出职业能力需求表，体现职业性的要求；第三步，课程开发小组合作进行基于工作过程的课程开发与设计，以工作过程为基础，以工作实践为起点，体现实践性的要求，设计出生物分离与纯化技术的课程教学标准；第四步，课程开发小组依据课程标准，组织开发设计课程教学所需的各类教学资源，包括：教材、课件、习题、企业生产案例、实训实习项目、学生学习指南、教学指导手册、实习实训标准及指导手册等，满足课程的教学需求；第五步，课程开发小组依据课程标准和教学资源进行教学过程设计，采取示范教学、案例分析、分组讨论、引导启发等多种教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教和学的效果；根据学生的学习效果，结合学生通过真实的生物产品分离纯化工作体验后对课程教学新要求的信息反馈，再进行职业岗位调研、工作任务分析、课程内容设计、教学资源开发、教学过程设计五个步骤新一轮的循环，体现开放性的要求，使课程内容保持与企业需求的一致性，不断满足学生发展的需求。

《生物分离与纯化技术》授课教案

《生物分离与纯化技术》授课教案第一章绪论教学目的：熟悉生物物质的概念、种类和来源；了解分离纯化技术及其基本原理；熟悉分离纯化工艺的优化、放大和验证工作；掌握分离纯化的特点与一般步骤；了解生物分离纯化技术的发展历史；熟悉生物分离纯化技术的发展趋势。

教学重点：生物物质的概念、种类和来源；分离纯化工艺的优化、放大和验证工作；分离纯化的特点与一般步骤；生物分离纯化技术的发展趋势。

教学难点：分离纯化技术及其基本原理；分离纯化工艺的优化、放大和验证工作。

教学课时：4学时教学方法：多媒体教学教学内容：第一节生物分离与纯化的概念与原理一、生物物质的概念、种类和来源1.生物物质：氨基酸及其衍生物类、活性多肽类、蛋白质、酶类、核酸及其降解物、糖、脂类、动物器官或组织制剂、小动物制剂、菌体制剂。

2.生物物质来源：动物器官与组织、植物器官与组织、微生物及其代谢产物、细胞培养产物、血液、分泌物及其代谢物二、生物分离纯化概念指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液或动植物组织细胞与体液等中分离、纯化生物产品的过程。

三、生物分离纯化技术生物技术上游：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程及组织工程；下游：生物产品的回收——生物分离与纯化技术，主要包括离心技术、细胞破碎技术、萃取技术、固相析出技术、色谱技术和膜分离技术等。

四、分离纯化基本原理有效识别混合物中不同组分间物理、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或扩大这些差别的分离设备来实现组分间的分离或目标产物的纯化。

第二节分离纯化策略一、生物分离纯化技术的特点1.环境复杂、分离纯化困难2.含量低、工艺复杂3.稳定性差、操纵要求严格4.目标产物最终的质量要求很高5.终极产品纯度的均一性与化学分离上纯度的概念并不完全相同二、分离纯化方法选择的原则1.技术路线、工艺流程尽量简单化；2.尽可能采用低成本的材料与设备；3.将完整工艺流程划分为不同的工序；4.注意时效性；5.采用成熟技术和可靠设备；6.准备好书面标准操作程序等技术文件；7.检测纯化过程中产物产量和活性三、分离纯化的原材料选择与成品保存1.原材料的选择(1)来源(2)与目标产物含量相关的因素①合适的生物品种②合适的组织器官③生物材料的种属特异性④合适的生长发育阶段⑤合适的生理状态2.天然生物材料的采后处理天然生物材料需要处理的原因①细胞自溶导致目标产物失活或降解；②易受微生物污染导致目标产物失活或降解。

生物分离与纯化技术

生物分离与纯化技术主编邱玉华副主编杨洪元贺立虎参编魏秋红孟泉科孟祥斌廖威前言迅猛发展的现代生物技术是当代新技术革命的重要力量，正逐步实现产业化，且已渗透到医药、化工、环保、能源等行业，其产品——生物物质对人类生活的影响日益突出，应用越来越广泛。

生物物质的生产包括上游工程和下游加工过程，下游加工过程即生物物质的分离纯化过程，其中涉及的技术统称为生物分离与纯化技术。

生物分离与纯化技术是相关产业中使用最普遍的技术，是从事生物物质生产必须掌握的基本技术。

作为高职高专生物技术、生物制药专业的学生，将是生产实践中生物技术的具体实施者和应用者，熟练掌握生物分离与纯化技术的原理和关键技术是非常重要的。

生物分离与纯化技术是高职生物技术、生物制药专业的专业必修课程之一。

为了适应高职高专教学的特点，本书的理论部分坚持“够用、适度、实用”的原则，以生物物质的基本制备过程为主线，阐述了离心技术、细胞破碎技术、萃取技术、固相析出分离技术、色谱（层析）技术、膜分离技术和浓缩干燥技术等分离纯化技术的基本原理，在结合生产实践的基础上讲解了技术的应用以及相关设备的使用，并及时吸收了有关的新知识、新技术、新方法和新工艺。

为了适应生物技术产业发展需要，为了使学生对各项技术实现“学得好、用得上、用得好”，本书专门安排了生物分离与纯化技术的实训内容。

其中单元操作实验主要对学生进行各项分离纯化技术的单项训练，要求学生熟悉分离纯化实训的目的和基本要求，掌握各仪器设备和分离方法的操作过程和技术要领，培养学生的动手能力、分析解决问题的能力。

在此基础上，学生通过部分生物物质的制备综合实训，能熟练地综合应用破碎、过滤、层析、超滤膜、离子交换等技术进行生物物质的分离纯化，能够设计生物产品分离纯化的简单工艺流程和控制要点，具备分离纯化技术的实践应用能力，从而加深理论知识的理解和对行业的了解，为从事生物产品的分离纯化工作打下良好的基础。

实训项目参考了教育部高等学校高职高专药品类专业教学指导委员会制定的高等职业教育生物制药技术专业实训项目与设备配置推荐方案，并进行了一定的综合和创新，使其符合各级各类院校的实际情况和教学要求。

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。

生物制药分离纯化技术绪论ppt课件

分别纯化方法的选择
1、初步分别纯化方法的选择 2、多种分别纯化方法交替运用
Thank you!
第一节发酵液的预处置
一.生化分别工程的工艺流程：
生物制药工艺学
生物制药分别纯化技术绪论
生物药物制备方案设计线路简介
研讨目的
文献综述
目的物研讨进展
机械法、物理法化学法、生物法
溶剂萃取水相萃取
提取
吸附色谱离子交换色谱凝胶色谱亲和色谱疏水色谱逆流色谱
透析、凝胶过滤
冷冻枯燥
资料选择细胞破碎
固液分别浓缩
色谱分别脱盐冻干产品分析
建立分析方法
电泳或等电聚焦
五、生物制药下游技术的特点
1、培育液〔或发酵液〕中所含欲分别的生物药物浓度很低，杂质含量高，需进展多步分别操作。 2、稳定性较差，加热、pH、有机溶剂等可引起失活或分解。 3、生物变异性大 4、留意生物平安问题
生物药物的分别纯化原那么
在分别纯化的设计中需求思索的要素：
1、抑制宿主细胞或分泌产物中相应的酶活性，防止其消化降解待提纯产物。 2、使目的产物成分有较高的纯度，降低对人体有害的非目的成分的含量。 3、保证生物药物的平安、有效。留意每个消费环节的时效性，对每一步骤的质量进展监控。 4、尽能够优化分别纯化工艺，减少分别步骤，降低生产本钱。
〔1〕种类鉴定；〔2〕防止污染与感染；〔3〕选择富集目的物资料；〔4〕冷冻保管
二、生物药物常用的提取方法与优化
〔一〕几种常用提取方法 1．酸、碱、盐水溶液提取方法 2．外表活性剂提取方法与反胶束提取方法 3．有机溶剂提取 4. 双水相萃取法 5．超临界萃取法
〔二〕提取方法与优化 1.溶剂选择 2.选择添加剂 ①维护剂； ②酶抑制剂 3.提取条件 ①温度； ②pH； ③盐； ④外表活性剂