(优选)生物分离工程三版

合集下载

智慧树答案生物分离工程(双语)知到课后答案章节测试2022年

第一章1.生物分离工程又称为生物加工过程的下游加工过程。

（）答案:对2.下列哪些属于生物产品的特点（）答案:发酵液成分复杂;目标产物的浓度低;产品质量要求更加严格;稳定性差3.下列关于生物分离过程中常用的几大类生物产品活性测定方法，描述正确的是（）答案:基于动物模型的活性测定方法通常最耗时且重现性低，成本高;体外的生化测定方法通常是几类方法中最为便宜且更方便、快捷的一种;基于模式细胞的活性测定方法，通常要比基于动物模型的测定的周期短、成本低且重现性好4.下列哪些属于生物产品加工精制常用的单元操作（）答案:结晶;冷冻干燥5.若经过一步单元操作后，目标产物的浓缩率大于1，则说明目标产物在该过程中得到富积。

（）答案:对第二章1.过滤预处理的方法不包括以下( ) 答案:搅拌2.去除发酵液中的高价铁离子通常是加入（）答案:黄血盐3.关于过滤，下列说法正确的是（）答案:深层过滤的过滤介质主要为填充于过滤器中的硅藻土、沙或颗粒活性炭等 ;滤布在滤饼过滤中仅起支撑作用;深层过滤主要适用于固含量相对较低的发酵液;板框式过滤机和鼓式真空过滤机是工业中常用的两类过滤设备4.与过滤相比，离心的主要缺点在于设备投资费用高、能耗大、固相干燥程度不如过滤。

（）答案:对5.关于离心，下列说法不正确的是（）答案:在提高离心分离效果方面，增加转子半径要比提高转速更有效第三章1.细胞膜的结构是决定细胞破碎难易的关键。

（）答案:错2.根据细胞结构的性质，各种细胞破碎由难到易的先后顺序为：（）答案:Yeast＞G＋＞G－＞Animal Cell3.酶溶法中加入溶菌酶作用于G＋的效果要比G- 明显。

（）答案:对4.下列对植物细胞具有较好破碎效果的物理破碎法是（）答案:珠磨5.渗透压冲击法是最为温和的一类细胞破碎方法，易于破碎动物细胞和G-质膜中的蛋白质( )答案:对第四章1.下列哪些生物产品料液特性对于后续生物产品的萃取过程造成影响：（）答案:生物料液中组分种类的复杂性和相的复杂性，其全部（或部分）特性是难以得到;生物产品往往稳定性差;生物料液中有可溶的或者不可溶的生物表面活性剂成分，影响其传质速率和相分离2.青霉素是较强的有机酸，采用有机溶剂萃取时，水相中pH从3升至6时，分配系数会（）答案:明显降低3.下列关于胶团和反胶团描述正确的有（）答案:胶团和反胶团的构成都有三要素：水相、有机相和表面活性剂;胶团是水包油的微乳液;反胶团是油包水的微乳液4.下列关于双水相萃取描述不正确的有（）答案:聚乙二醇/葡聚糖系统相比较聚乙二醇/盐系统产生的废水更难处理5.下列关于超临界流体描述不正确的有（）答案:其密度仅与压力有关第五章1.下列关于沉淀法描述正确的有（）答案:兼具分离与浓缩双重作用;是一种粗分离的方法;加入试剂（沉淀剂）或改变温度等方法，引起溶质周围物理环境的变化来降低溶质溶解度，使产物形成固相从溶液中析出而达到分离2.影响蛋白质盐析的因素不包括以下哪项（）答案:含氧量3.下列关于有机溶剂沉淀法描述正确的有（）答案:有机溶剂加入使蛋白质分子间静电相互吸引力增加;通常加入与水互溶的极性有机溶剂;常用的有机溶剂有乙醇和丙酮4.关于Cohn经验方程式，下述说法正确的有（）答案:是描述高离子强度对蛋白质溶解度影响的一个经验式;相同盐类、不同蛋白质或相同蛋白质不同盐类的情况下，Ks值均不相同;Ks为盐析常数，与溶液的pH及温度无关，只依赖于蛋白质及盐的种类5.β盐析法主要是靠改变离子强度进行盐析作用（）答案:错第六章1.下列哪种膜分离技术的过程驱动力与其它不同？（）答案:Dialysis2.超滤膜主要用于什么的分离？（）答案:不含固形物的料液3.透析主要用于生物大分子溶液的脱盐（）答案:对4.下列关于各向异性膜分离技术的表述正确的为（）答案:支撑层决定了各向异性膜的透过通量;各向异性的膜是指膜在厚度方向是不对称的;超薄层决定了各向异性膜的截留物尺寸5.下列有关膜组件的描述，哪些是正确的（）答案:板式和管式膜组件相对较易清洗，但存在单位体积的膜面积较小的缺点;常见的有平板式、螺旋卷式、管式和中空纤维式等;膜组件是由膜、固定膜的支持体、间隔物及收纳这些部件的容器构成的一个单元第七章1.下列关于色谱分离技术的描述哪个是错误的（）答案:紫外检测器是蛋白质、核酸和糖类分离分析过程中最常用的一种检测器2.下列关于凝胶过滤色谱GFC的描述哪些是正确的（）答案:通常不需要梯度洗脱;GFC是一种基于分子尺寸和形状不同来分离的技术;对于大部分球形蛋白质而言，相同时间内进入GFC的分离柱，分子量越大则其在柱中的实际运行路径越短，流出柱所需的时间越短3.下列有关离子交换色谱IEC的描述正确的是（）答案:与凝胶过滤的操作不同，典型的IEC操作包括：平衡、结合、洗脱和再生四个阶段;按照离子交换基团在是否能够在很广的pH范围内能够始终保持离子化状态，IEC的介质可分为强离子交换和弱离子交换两类;IEC是基于目的组分带电特性的不同而分离的技术4.下列有关反相色谱的描述正确的是（）答案:流动相常以水为基础溶剂，加入一定比例的极性有机溶剂如乙腈或甲醇等;流动相的极性大于固定相的极性则称为反相色谱;溶质分子疏水性越大，经反相色谱时出峰越慢5.下列有关亲和色谱AFC的描述不正确的是（）答案:AFC固定相与目的产物的一对一专一性结合，粗原料液经AFC仅需一步法纯化，则一定得到电泳纯样品第八章1.下列电泳技术的描述不正确的是（）答案:迁移率为带电粒子在单位电场强度下的泳动速度，仅与粒子所带电荷数和质量有关2.电渗现象会加快样品的表观迁移速率（）答案:错3.毛细管中实现电泳分离的主要优点是电泳速度快，分离时间短，分辨率高，分析样品少，应用广泛。

2019 年中国矿业大学硕士学位研究生招生专业目录复试科目

《地震勘探原理》
陆基孟、王永刚中国石油大学出版社，2014。
736 电法资料处理解《地电场与电法勘探》释
《地震数据处理方法》
752 构造地质学《构造地质学》
李金铭李振春、张军华谢仁海等编著
地质出版社，2007 年。
中国石油大学出版社， 2004 年中国矿业大学出版社， 2007 年第二版
《商业银行经营管理》（第宋清华主编二版）
浙江大学出版社，2016 年 7 月
中国金融出版社，2017 年 3 月
720 会计学 B
《中级财务会计》（第五版）
朱学义编著
《财务管理学》
黄国良等主编
《成本会计学》（第三版）侯晓红主编
机械工业出版社，2016 年 3 月
中国矿业大学出版社， 2013 年9月
751 化工原理 B
《过程设备设计》（第四版）《发酵工程原理与技术》第一版《简明微生物工程》第三版
《化工原理》（修订版）
郑津洋、桑芝富主编
陈坚//堵国成
曹军卫马辉文张甲耀夏清、陈常贵主编
化学工业出版社，2015.11 化学工业出版社，2012 年科学出版社，2017 年天津大学出版社，2010 年
516 成本管理会计
《管理会计》
郑爱华主编
机械工业出版社，2015 年版机械工业出版社，2007 年版
583 微观经济学 B 584 宏观经济学 B
《经济学原理》（微观经
（美）N.格里高利.曼昆著，梁小
北京大学出版社，2015 年
济学分册）第 7 版
民译
《西方经济学》（微观部高鸿业主编分）第 6 版

生物分离工程(三版)(孙彦)01

生物分离本质
有效地识别混合物中不同溶质间物理、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和（或）扩大这些差别的分离设备实现溶质间的分离或目标组分的纯化。
常用的分离技术及其机理
物理性质化学性质生物学性质
力学性质热力学性质传质性质电磁性质化学热力学反应动力学光化学性质分子识别输送性质反应、响应、控制
生物物质的种类和特性；下游加工过程的一般流程；
应用：运用生物分离技术的评价方法分析实
际问题；
何谓工程（学）？
The application of scientific and mathematical principles to practical ends such as the design, manufacture, and operation of efficient and economical structures, machines, processes, and systems.
超滤反渗透
的差异实现分离（速度分离法）
反渗析
推动力：压力差、电位梯度和磁场梯度
电泳和磁泳
扩散分离原理：根据溶质在两相中分配平衡状态的差异
蒸馏、蒸发吸收、吸附和离子交换
实现分离（平衡分离法）
萃取
推动力：偏离平衡态的浓度差
结晶
分离效果的评价
分离因子收率纯化因子选择性
重力、离心力、筛分状态变化、相平衡粘度、扩散、热扩散电泳、电渗、磁化化学平衡反应速率激光激发、离子化生物亲和作用、生物学识别生物膜输送免疫系统
分离过程
机械分离
过滤
对象：非均相物系，

生物分离工程(三版)03章课件

淀方法的原理和影响因素应用：采用不同的试剂方法实现蛋白质
的沉淀
7
沉淀的定义
由于物理环境的变化而引起溶质溶解度的降低、生成固体凝聚物的现象，称为沉淀。
8
沉淀与结晶的区别
沉淀生成的固体颗粒是不定形的结晶产品为单一组分，而沉淀凝聚物则
成分非常复杂（除了目标产物外，还夹杂着多种共存的杂质、盐和溶剂等）沉淀的纯度远低于结晶多步沉淀操作也可获得高纯度的目标产品
4
初级分离概念
初级分离是指从发酵液、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。
5
初级分离特点
分离对象：体积大、杂质含量高；分离技术：低操作成本、适于大规模生产
6
沉淀分离－学习要点
识记：盐析和盐溶概念理解：蛋白质凝集沉淀的屏障，各种沉
32
等电点沉淀-实现方式
在低离子强度下调整溶液pH值至等电点在等电点的pH值下利用透析等方法降低
溶液的离子强，使蛋白质沉淀
33
等电点沉淀-操作特点
等电点沉淀在较低的离子强度下进行，因此沉淀操作结束后无需脱盐
与其它沉淀结合使用，例如在等电点附近进行的盐析沉淀操作时可以获得更小的蛋白质溶解度
40
其他沉淀技术
聚合物沉淀
非离子型聚合物沉淀聚电解质沉淀
重金属盐沉淀蛋白质生物碱试剂以及某些酸类沉淀蛋白质
41
沉淀生成动力学-沉淀生长
异向生长发生在沉淀生成初期，微细的蛋白质颗粒
为布朗粒子，沉淀生长为扩散速率控制同向凝聚
较大的沉淀颗粒在搅拌剪切作用下通过碰撞而进一步凝聚，生成大颗粒沉淀
高离子强度下的盐析

生物工程与技术导论(第十章生物分离工程基础)

产物的提取：除去和产物性质差别较大的杂质并对产品进行浓缩、萃取、沉淀、吸附和膜分离等等；
产物纯化：除去与产物性质相近一些杂质，采用色谱、电泳、结晶等分离手段；
萃取
➢ 利用组分在两个互不相溶的液相中的溶解度差而将其从一个液相转移到另一个液相的分离过程称为液液萃取，也叫溶剂萃取，简称萃取；
过滤
(a)饼层过滤图 3-18
(b) 架桥现象饼层过滤
滤饼过滤：在介质表面形成初始层，其孔隙通道比过滤介质孔隙更小，能截留住更小的颗粒；
深层过滤：固体粒子被截留于介质内部的孔隙中。
过滤
过滤介质：表面过滤介质（滤布、滤网，回收固相，高浓度）、深层过滤介质（砂滤层、多孔塑料，回收液相，低浓度）；
➢ 主要用于分离和提取已经存在于液相中的某种物质，在石油化工、生化、食品、医药、轻工等领域被广泛使用；
分液漏斗
有机相水相
萃取应用
第一级含青霉素乙酸戊酯
第二级
第三级
青霉素滤液在三级逆流萃取装置中用乙酸戊酯从澄清的发酵液中分离青霉素
青霉废液素乙酸戊脂提取
➢ 在pH=2 时，以青霉素酸形式存在，溶于有机溶剂中，在pH=7时，形成青霉素盐，能溶于水中；
膜分离的类型
微滤超滤纳滤反渗透
▲■●◆×
▲■●◆× ▲■●◆×
× ×
悬浮粒子
▲
■
●
◆
×
× ×
▲■●◆
◆
▲ ■ ● ◆◆
▲ ■ ● ◆◆
大分子
▲■●
▲
■
●
● ●
▲ ■ ●●
▲■
■
▲■■
▲ ■■

第一章绪论

2020/3/22
(F)功能团（功能团为萃取剂和特异性吸附的选择提供依据）；
(G)免疫原性（设计亲和色谱）； (I)稳定性及其影响因素（温度、pH值、毒性
试剂等)；如青霉素低pH的不稳定性 (J)等电点pI。
2020/3/22
（7）成品规格（或产品质量标准）
五肽胃泌素的上海市药品标准
指标名称
具体：（1）尽可能简单、低耗、高效、快速；（2）分离步骤尽可能少；（3）避免相同原理的分离技术多次重复出现；
比如，分子筛和超滤技术按分子量大小分离，重复应用两次以上，意义就不大了。
2020/3/22
（4）尽量减少新化合物进入待分离的溶液； A)引起新的化学污染； B)蛋白质的变性失活
（5）合理的分离步骤次序；原则是：先低选择性，后高选择性；
2、子代分离技术由各种分离纯化技术相互结合、交叉、
渗透形成。膜萃取：膜技术和萃取技术结合；膜蒸馏：膜技术和蒸馏技术结合；离子交换色谱：色谱技术和离子交换。 3、其他新兴下游技术萃取衍生：双水相萃取、超临界CO2萃取、反胶团萃取等；菌体絮凝技术、菌体细胞破碎技术等
2020/3/22
四、生物分离技术的发展趋势
生物技术的上下游范围：上游：育种、基因工程、细胞工程、酶工程及发酵工程下游：生物产品的回收——生物分离技术
2020/3/22
2、生物分离工程原理分离的本质在于有效识别混合物中不同溶
质间物理、化学和生物学性质的差别。物理性质：力学性质、热力学性质、电磁
性质；化学性质：化学热力学、化学反应学、光
存在的问题：研发费用高、成本高、周期长—生物工程发展的瓶颈。如何解决？
1、加强基础理论研究 A、研究非理想溶液中溶质与添加物料之间的选择性机制、影响因素。

生物分离工程三版孙彦

产物的不溶及聚合已
成为结构基因组计划
Crystallized
Expressed
Purified
Crystal Structure NMR Structure
In PDB
Soluble
发展的制约因素。
生物分离技术与化工分离技术的区别

化工分离技术：获得纯的化学物质生物分离技术：在得到纯的生物物质同时，还必
《生物工程下游技术》刘国诠主编，1993年《Bioseparation Process Science》 Antonio A. Garcí a等
第一章绪论
授课内容

生物下游加工技术简介
生物下游加工过程的特点
分离机理和分离操作
生物物质

分离效率的评价
学习目的和要求

总体要求：对本课程具有比较初步的认识；掌握：生物下游加工技术的特点；生物分离
生物分离工程的萌芽
Golden Time概念的提出血液制品的生产
生命科学的发展带动生物工程的进步

1953年，DNA双螺旋结构的发现 1972年，美国斯坦福大学构建了第一个重组DNA分子 1996年，克隆羊“多利”诞生在英国的罗斯林研究所 1990-2006，人类基因组计划现在，生物信息、生物芯片、胚胎干细胞等
反应、响应、控制
免疫系统
机械分离对象：非均相物系，原理：根据物质大小、密度的差异进行分离传质分离对象：均相物系；
过滤重力沉降离心沉降输送分离原理：根据溶质在外力作用下产生的移动速度的差异实现分离反渗透反渗析超滤
分离过程
（速度分离法）推动力：压力差、电位梯度和磁场梯度扩散分离原理：根据溶质在两相中分配平衡状态的差异实现分离（平衡分离法）推动力：偏离平衡态的浓度差结晶吸收、吸附和离子交换萃取蒸馏、蒸发电泳和磁泳

生化分离工程电子版课本1-59

⽣化分离⼯程电⼦版课本1-591 绪论1．1 ⽣物技术与⽣物分离⽣物技术(biotechnology)即有机体的操作和应⽤有机体⽣产有⽤物质、改善⼈类⽣存环境的技术。

1953年，Watson和Crick提出了脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构模型．阐明了DNA是⽣物遗传信息(基因)的携带者，开辟了现代分⼦⽣物学的新纪元，为⽣物技术及其产业的发展开辟了⼴阔的空间。

20世纪70年代，重组DNA(recombinant DNA，rDNA)技术[1]和蛔／蝗融合技术[：]相继建⽴，现代⽣物技术步⼊了崭新的发展时期。

1980年前后，世界主要发达国家先后实施⽣物技术发展计划，⽣物技术迎来了⽇新⽉异的⾼速发展阶段。

进⼊21世纪，⼈类基因组研究取得巨⼤成就，各染⾊体测序⼯作逐步完成[1]迎来了⽣物技术的后基因组时代，蛋⽩质组学L5]、药物基因组学、⽣物信息学和系统⽣物学研究蓬勃兴起．为⽣物技术的发展注⼈了巨⼤的⽣机和活⼒。

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(bioproduct engineering)的重要环节。

因此，⽣物分离(bloseparation)是⽣物技术的重要组成部分[61。

在⽣物技术领域，⼀般将⽣物产品的⽣产过程称为⽣物加⼯过程(bioprocess)，包括优良⽣物物种的选育、基因⼯程、细胞⼯程、⽣物反应过程(酶反应、微⽣物发酵、动植物细胞培养等)及⽬标产物的分离纯化过程，后者⼜称下游加⼯过程(downstream processing)。

⽣物分离过程包括⽬标产物的提取(isolation)、浓缩(concentration)、纯化(purification)及成品化(product polishing)等过程．⽣物分离过程特性主要体现在⽣物产物的特殊性、复杂性和对⽣物产品要求的严格性上，其结果导致分离过程成本往往占整个⽣产过程成本的⼤部分[71。

例如，⼤多数⼯业酶(enzyme)的分离过程成本约占⽣产过程的?o％，⽽对纯度要求更⾼的医⽤酶如天冬酰胺酶(asparaginase)，分离过程成本⾼达⽣产过程的85％；基因重组蛋⽩质药物的分离过程成本⼀般占85％⼀90％以上．与此相⽐，⼩分⼦⽣物产物的分离成本较低，如青霉素的分离过程成奉约占50％，⽽⼄醇的分离过程成本仅占“％．因此，在⽣物⼤分⼦药物的⽣产过程中，分离过程的质量往往决定整个⽣物加⼯过程的成败。

生物分离工程(三版)(孙彦)02

区带形成条件
离心条件
在最前的沉降物质达到管底前停止，短时间，低速度
使各组分沉降到其平衡的密度区，长时间，高速度
细胞分离－离心设备分类
分类方法处理量温度转速名称实验室用离心机，工业用离心机常温离心机、冷冻离心机低速离心机、高速离心机、超速离心机
转子结构
管式、碟式
细胞分离－常用离心设备

模型校正

形态校正：颗粒的形状系数速度校正：空隙率函数
S
F ( )
A AP

提高重力沉降的途径

加入中性盐：双电层排斥电位降低加入高分子絮凝剂：架桥作用形成大絮凝图引入外力
细胞分离－重力沉降理论

模型校正
形态校正速度校正

提高重力沉降的途径
加入中性盐；加入高分子絮凝剂引入外力
原核细胞
革兰氏阳性菌细胞壁由肽聚糖层组成，壁厚约 1 5 ～ 5 0 nm，肽聚糖含量为 40~90%，细胞壁较革兰氏阴性菌坚固。细胞壁在肽聚糖的外侧还有分别由（1）脂蛋白和（2）磷脂和脂多糖构成的两层外壁层，外壁层厚度越8～10 nm。
革兰氏阴性菌
胞内产物释放
细胞分离－重力沉降理论

理论假设
细胞或细胞碎片按照球形颗粒处理；颗粒在无限稀释的溶液中进行沉降，颗粒之间无相互干扰

受力分析
球形颗粒重力fg
液体的浮力fb 颗粒运动方向相反的阻力 fs
细胞分离－重力沉降理论
重力：
1 3 f g d p s g 6
1 3 f b d p L g 6
胞内产物释放
－机械破碎之珠磨

《生物分离工程》题库+答案之欧阳地创编

《生物分离工程》题库一、填充题1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除，I产物分离，P 纯化和P 精制；2. 发酵液常用的固液分离方法有过滤和离心等；3. 离心设备从形式上可分为管式，套筒式，碟片式等型式；4. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为微滤膜，超滤膜，纳滤膜和反渗透膜；5. 多糖基离子交换剂包括离子交换纤维素和葡聚糖凝胶离子交换剂两大类；6. 工业上常用的超滤装置有板式，管式，螺旋式和中空纤维式；7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质，温度，溶液pH值，盐的浓度和吸附物的浓度与吸附剂的用量；8. 离子交换树脂由网络骨架（载体），联结骨架上的功能基团（活性基）和可交换离子组成。

9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是引发剂（提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚合所必需的自由基）；甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂（丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链）；TEMED 的作用是增速剂（催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的聚合）；10 影响盐析的因素有溶质种类，溶质浓度， pH 和温度；11.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；12.简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散、内部扩散和化学交换反应三步；13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuir 吸附方程，其形式为c K cq q 0+=14.反相高效液相色谱的固定相是疏水性强的，而流动相是极性强的；常用的固定相有C 8 辛烷基和十八烷基C 18；常用的流动相有乙腈和异丙醇；15.超临界流体的特点是与气体有相似的粘度和扩散系数，与液体有相似的密度；16.离子交换树脂的合成方法有加聚法和逐步共聚法两大类；17.常用的化学细胞破碎方法有渗透冲击法，酶消化法，增溶法，脂溶法和碱处理法；18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其等电点的不同；19.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有静态洗脱和动态洗脱；20.晶体质量主要指晶体大小，形状和纯度三个方面；21.亲和吸附原理包括配基固定化，吸附样品和样品解析三步；22.根据分离机理的不同，色谱法可分为吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱23.盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的Cohn方程为 lgS=β-K s I；当在一定pH和温度下，改变体系离子强度（盐浓度）进行盐析的方法称为Ks盐析法；当在一定离子强度下，改变pH和温度进行盐析称为β盐析法；24.蛋白质分离常用的色谱法有免疫亲和色谱法，疏水作用色谱法，金属螯合色谱法和共价作用色谱法；25.SDS-PAGE电泳制胶时，加入十二烷基磺酸钠（SDS）的目的是消除各种待分离蛋白的分子形状和电荷差异，而将分子量作为分离的依据；26.常用的蛋白质沉析方法有等电点沉析法，盐析法和有机溶剂沉析；27.常用的工业絮凝剂有有机高分子聚合物和无机高分子聚合物两大类；28.典型的工业过滤设备有板框压滤机、垂直叶片式硅藻土过滤机和真空转鼓过滤机；29.常用离心设备可分为离心沉降设备和离心过滤设备两大类；30.根据物化理论，萃取达到平衡时，溶质在萃取相和萃余相中的化学势相等；31.根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同，可将吸附分为物理吸附、化学吸附和交换吸附；32.影响亲和吸附的因素有配基浓度、空间位阻、配基与载体的结合位点、微环境和载体孔径；33.阳离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强酸性阳离子交换树脂、弱酸性和中强酸性；其典型的活性基团分别有H SO 3-、COOH -、2)(OH PO -；34.阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强碱性、弱碱性和中强碱性；其典型的活性基团分别有-+OH CH RN 33)(、2NH -、兼有以上两种基团；35.DEAE Sepharose 是阴离子交换树脂，其活性基团是25252)(H C NH H C O ----；36.CM Sepharose 是阳离子交换树脂，其活性基团是COOH CH O 2--；37.影响离子交换选择性的因素有离子水合半径、离子价、离子强度、溶液pH 、有机溶剂、和交联度、膨胀度、分子筛；38.离子交换操作一般分为静态和动态两种；39.蛋白质等生物大分子，在溶液中呈稳定的分散状态，其原因是由于静电斥力作用和水化膜层；40.盐析用盐的选择需考虑盐析作用要强、盐析用盐需有较大的溶解度、受温度影响小、盐必须是惰性的、来源丰富、经济等几个方面的因素；41.影响有机溶剂沉淀的因素有温度、溶液pH 、离子强度、样品浓度和金属离子的助沉作用；42.常用的超滤装置有板式、管式、螺旋式和中空纤维式；43.依据电泳原理，现有电泳分离系统可分为移动界面电泳、区带电泳和稳态电泳；44.依据建立pH梯度的原理不同，等电聚焦（IEF）可分为载体两性电解质电泳和同相电泳；45.双相电泳中，第一相是等电聚焦；第二相是SDS-PAGE ；46.结晶包括三个过程过饱和溶液的形成、晶核的形成和晶体生长；47.过饱和溶液的形成方法有热饱和溶液冷却、部分溶剂蒸发、真空蒸发冷却法、化学反应结晶法和盐析法；48.晶核自动形成时，体系总的吉布斯自由能的改变ΔG 由表面过剩吉布斯自由能ΔG S和体积过剩吉布斯自由能ΔG V组成；49.物料中所含水分可分为机械结合水、物化结合水和化学结合水三种；50.根据干燥曲线，物料干燥可分为恒速干燥和降速干燥两个阶段；51.工业生产中常用的助滤剂有硅藻土和珍珠岩；52.液－液萃取从机理上分析可分为物理萃取和化学萃取两类；53.基本的离子交换过程由外部扩散、内部扩散和化学交换组成；54.吸附包括将待分离的料液通入吸附剂中，吸附质被吸附到吸附剂表面，料液流出和解吸四个过程组成；55.大孔网状吸附剂有非极性，中等极性和极性三种主要类型；56.亲和吸附剂表面连接的“手臂链”的作用是降低空间位阻的影响；57.根据修饰基团的不同，离子交换树脂可分为强酸性阳离子交换树脂，强碱性阴离子交换树脂，弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂等四大类；58.根据聚合方法，离子交换树脂的合成方法可分为加聚法和缩聚法两类；59.根据聚合单体，离子交换树脂的合成方法可分为共聚法和均聚法两类；60.影响离子交换速度的因素有颗粒大小、交联度、温度、离子化合价、离子大小、搅拌速率和溶液浓度；61.分配色谱的基本构成要素有载体、固定相和流动相；62.反相色谱常用的流动相有乙腈和异丙醇等；63.反相色谱常用的固定相有 C8 和 C18等；64.Sepharose系列的离子交换树脂的载体是琼脂糖凝胶注：葡聚糖凝胶（sephadex系列）；65.分子筛色谱（凝胶色谱）的主要应用是脱盐、生物大分子的分离；66.因重复被删67.根据膜材料的不同，常用的膜可分为合成有机聚合物膜和无机材料膜两类；68.根据膜结构的不同，常用的膜可分为对称性膜、不对称膜和复合膜三类；69.强制膜分离过程是指超滤和反渗透过程；70.电泳系统的基本组成有电泳槽、电源、灌胶模具、外循环恒温系统、凝胶干燥器、电泳转移装置、电泳洗脱仪和凝胶扫描和摄录装置；71.电泳后，样品的主要染色方法有考马斯亮蓝和银染法；72.SDS－PAGE电泳中，SDS的加入是为了消除不同样品分子间形状和电荷的差异；加入二硫叔糖醇的目的是强还原剂，破坏半胱氨酸间的二硫键；73.电泳过程中，加入溴酚兰的目的是指示蛋白的迁移位置；74.固体可分为晶体和无定形固体两种状态；75.因重复被删76.结晶的前提是溶液达到过饱和状态；结晶的推动力是过饱和度；77.根据晶体生长扩散学说，晶体的生长包括溶质通过扩散作用穿过靠近晶体表面的一个滞流层，从溶液中转移到晶体的表面、到达晶体表面的溶质长入晶面，使晶体增大，同时放出结晶热和结晶热传递回到溶液中三个过程；78.影响晶体生长的主要因素有杂质、搅拌和温度；79.超临界流体萃取过程中溶质与溶剂分离的常用方法有改变温度和压力；80.常用于描述吸附过程的数学模型有 langmuir吸附模型和 freundlich 吸附模型，其形式分别为cK c q q 0+=和n Kc q =；二. 讨论题1. 请结合图示简述凝胶排阻色谱（分子筛）的分离原理；答：凝胶排阻色谱的分离介质（填料）具有均匀的网格结构，其分离原理是具有不同分子量的溶质分子，在流经柱床是，由于大分子难以进入凝胶内部，而从凝胶颗粒之间流出，保留时间短；而小分子溶质可以进入凝胶内部，由于凝胶多孔结构的阻滞作用，流经体积变大，保留时间延长。

生物分离工程.docx

第一章生物分离的一般步骤1、不溶物的去除（固液分离）——预处理包括过滤、离心、细胞破碎等，产物浓度和质量得到了提高。

2、产物提取（浓缩）产物初步纯化的过程。

将目标产物与性质差异较大的杂质分开，可大幅提高产物浓度。

往往多单元协同操作，如吸附、萃取、沉淀、超滤等。

以上分离过程不具备特异性，只是进行初分，除去主要杂质3、产品的纯化产物被高度纯化，除去与目标物性质接近的杂质。

采用的技术具有产物的高选择性和杂质的去除性，即可以除去微量的杂质。

如色谱、电泳、层析等。

4、产品精制将纯化的产品按要求制成商用成品。

按商品要求的用途、纯度、剂型等进行最后加工。

如结晶、喷雾干燥、冷冻干燥等。

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介质和能够扩大这些差别的分离设备，实现各种物质的分离，或使被分离的目的产物得以纯化。

第二章发酵液预处理的目的预处理的目的：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）。

发酵液预处理的方法1.加热法（Heating）2.调节悬浮液的pH值（Regulation of pH）3.助滤剂和反应剂（Filter aids and Reactant)4.杂蛋白的去除（Removal of useless protein）5.高价无机离子的去除（Removal of inorganicion）6.凝聚和絮凝（Coagulation and flocculation）凝聚：凝聚是指在电解质作用下，由于胶粒之间扩散双电层电位下降，电排斥作用降低，破坏胶体体系的分散状态，使之不稳定相互凝集成1mm左右块状凝聚体的现象。

生物分离工程(三版)课件

生物分离工程
膜分离技术
1
授课内容
n 各种膜分离法及其原理 n 膜材料及其特性 n 膜组件 n 操作特性 n 膜的污染与清洗
2
学习目的和要求
在掌握各种膜分离方法和原理的基础上，进一步了解膜特性及操作特点和影响膜分离速度的因素以及膜分离过程。清楚膜分离法在生物产物回收和纯化方面的应用。
3
引言－膜的概念和膜分离
但膜表面极化浓度cm很难测定，通常只能测定料液的主体浓度 (bulk concentration)，因此常用表观截留率表示，
38
超滤膜的分子截留作用
n 截留曲线
通过测定相对分子质量不同的球形蛋白质或水溶性聚合物的截留率，可获得膜的截留率与溶质相对分子量之间关系的曲线，为截留曲线。
n 截留相对分子量
15
超滤原理
n 超滤膜一般为非对称膜，具有较小的孔径 (约为10 一200Å)，能够截留分子量为0.5kDa以上的溶质分子或生物大分子。料液在压力差作用下，其中溶剂透过膜上的微孔形成透过液；而大分子溶质则被截留，从而实现料液中大分子溶质和溶剂间的分离。
n 超滤膜对溶质的截留机理主要是筛分作用，超滤膜的膜孔大小和形状决定超滤膜的截留效果。除此以外，溶质大分子在膜表面和孔道内的吸附和滞留也具有截留溶质大分子的作用。
n 渗透气化利用溶质之间膜透过性的差别，适于共沸物和挥发度相差较小的双识记：膜材料选择标准 n 理解：膜结构特性，特别是对称和不对
称膜的结构特点 n 应用：通过水通量的不同选择适当的膜
材料
25
膜材料的要求
n 起过滤作用的有效膜厚度小，超滤和微滤膜的开孔率高，过滤阻力小；
n 膜的概念在一种流体相间有一层薄的凝聚相物

第一章绪论1

(3)分子极性即电荷性质包括溶质得电荷特性、电荷分布、等电点等。 (4)流动性包括黏度、在特定溶液中的扩散系数等。
2.化学性质
(1)分子间的相互作用包括分子间的范德华力、氢键、离子间的静电引力及疏水作用大小等。 (2)分子识别即通过目的产物与某些分离纯化介质上的活性中心、基团进行的专一性结合。 (3)化学反应
2.中试放大中力求解决及注意的问题
(1)进一步确定生产中所需原辅料的规格和来源
中试应采用容易获得成本较低的原辅材料 (2)进一步确定生产设备的选型与设备材料的质量 (3)进一步确定分离纯化操作的条件限度许可范围和最适工艺条件 (4)研究和建立原辅材料、中间体及产品质量的分析方法和手段
3.中试放大的方法
生物物质分离与纯化技术
课程名称

生物(化)分离工程（Bioseparation Engineering) 下游加工过程（downstream processing) 分离与纯化(Separation and purification)
教材：
起始上世纪50年代马誉徵先生主编的《抗生素》，发展于70-80年代邬行彦等主编的《抗生素生产工艺学》，90年代俞俊棠、唐孝宣、邬行彦主编的《生物工艺学》。
参考教材
《现代生物分离工程》曹学君《生化分离工程》严希康《生物分离工程》孙彦《生物分离技术》谭天伟
参考书

生物分离与纯化技术
科学出版社
辛秀兰编毛忠贵编编著欧阳平凯
生物工业下游技术中国轻工出版社生化分离工程编著化学工业出版社
严希康
生物分离原理与技术
化学工业出版社
一、生物分离纯化技术的发展历史

南农生物分离工程生物分离5课件

离子交换操作技术
1. 树脂的选择和处理
2. 装柱
离子
3. 交换
交
4. 洗脱
换
5. 树脂再生
树脂
玻璃纤维
交换柱
• 树脂的选择
目的物较强碱、酸性，宜用弱酸、弱碱性树脂
弱酸、弱碱性，强碱、强酸性（AA）
蛋白、酶等，
弱酸、弱碱性
孔径树脂有化学稳定性、机械性能
• 处理和再生
1. 外观与粒度——球型，直径为0.2-1.2mm（约 16-70目）
湿真密度 R=树脂湿重/排出同体积水重功能基团↑，↑
湿视比重=树脂湿重/外观容积 0.6-0.85g/ml
交换容量
是表征交换剂离子交换能力的主要参数。
(exchange capacity)
mmol/g干树脂；mmol/ml湿树脂
与功能基团、pH有关
交换容量的测定
对于阳离子交换剂：用HCl将其处理成氢型，称重并测定其含水量；称数克交换剂，加入到过量已知浓度的NaOH溶液，发生交换反应，待反应达到平衡后(强酸性的需要静置24h，弱酸性的需静置数日)，测定剩余的NaOH摩尔数，就可求得阳离子交换剂的交换容量。
• 洗脱：
R—B+ + C+ = R—C+ + B+
• 再生：
R—C+ + A+ = R—A+ + C+
离子交换树脂的优点是：流速快，对小分子物质的交换容量大，因而适合用于氨基酸、核苷酸等小分子生化物质的分离纯化。
树脂类型
阳离子交换树脂: 含酸性活性基团的树脂。强酸型： R—SO3H pH 0-14
离子交换纤维素：

第四部分烟台大学2019年硕士研究生复试及加试参考书目

085238 生物工程
095101 农艺与种业 01 作物 02 园艺
095102 资源利用与植物保护
复试：戚以政，汪叔雄编著，生物反应动力学与反应器（三版），化学工业出版社，2007；施巧琴主编，酶工程，科学出版社，2009 加试：周德庆，微生物学，高等教育出版社，2006；严希康编.生化分离工程，化工出版，2001 01 复试：作物育种学各论盖钧镒主编，中国农业出版社，2003 年；加试：朱军主编，遗传学.中国农业出版社，2002 年；刘春生主编，土壤肥料学，中国农业大学出版社，2006 年 02 复试：李光晨主编，园艺植物栽培学.中国农业出版社，2000 年；加试：同作物方向复试：董金皋主编，农业植物病理学（第二版）.中国农业出版社，2007 年版；加试：徐洪富主编，植物保护学.高等教育出版社，2003 年仵均祥主编，农业昆虫学（北方本），中国农业出版社，2002 年版
复试：
沃纳•赛佛林等著，郭镇之等译.传播理论：起源、方法与应用.中国传媒大学出版社.2006 年
比尔•科瓦齐、汤姆•罗森斯蒂尔著；刘海龙等译.新闻的十大基本原则.北京大学出版社.2011 年
埃弗里特•E．丹尼斯约翰•C•梅里尔著；王纬等译.媒介论争：19 个重大问题的正反方辩论.北京广播学
055200 新闻与传播
霍佳震编，物流与供应链管理(第 2 版)，高等教育出版社，2012 年；加里•德斯勒，人力资源管理(第 12 版)，中国人民大学出版社，2012 年；陈信元，会计学(第四版)，上海财经大学出版社，2013 年；傅家骥等，工业技术经济学（第三版），清华大学出版社。复试：根据各专业方向确定，不指定参考书目。加试：法理学、民法学不指定书目。复试：郭明瑞、房绍坤主编，民法（第四版），高等教育出版社，2017；高铭暄、马克昌主编，刑法学（第八版），北京大学出版社，2017；加试：法理学、民法学不指定参考书目。复试：林耀华主编，民族学通论，中央民族大学出版社，1997 年；杨建新著，中国少数民族通论，民族出版社，2009 年版；吴仕民主编，中国民族理论新编，中央民族大学出版社，2016 年版。加试：

生物分离工程三版孙彦

亲和色谱
-目标产物的非特异性洗脱
非特异性洗脱是提高洗脱液的pH值、离子强度、离子种类或温度等理化性质降低目标产物的亲和吸附作用，是较多采用的洗脱方法。当亲和结合力很大，利用通常的方法不能洗脱被吸附的目标产物时，可利用脲或盐酸胍等变性溶液使目标产物发生结构变化，失去与配基的亲和结合作用。但这些变性剂容易使目标产物或固定化配基发生失活或不可逆变性，需慎重使用。
“降低柱高、增大柱径以降低压降、提高流速”
亲和膜-亲和膜的原理
亲和配基固定在膜孔表面，流体在对流状态下透过膜孔的过程中目标蛋白与配基接触而被吸附
亲和错流过滤-学习要点
理解：亲和错流过滤原理和特点应用：了解亲和错流过滤的实际应用
亲和错流过滤-定义
亲和错流过滤是生物亲和相互作用与膜分离相结合的蛋白质类生物大分子的分离纯化技术
亲和色谱
-亲和配基固定化
亲和配基的固定化方法
介质的活化
介质的活化方法－溴化氰法
溴化氰活化法用于亲和色谱介质连接含有氨基的配基
最初的溴化氰活化法，需要加入NaOH至pH为11，成功地将配基连接到软性介质上。但是，溴化氰是剧毒试剂，并且具有挥发性。
溴化氰活化介质后形成的氰氧基容易水解，而影响偶联效率，活化后的介质带有较强的电荷，导致非特异性吸附增加等。
亲和膜-学习要点
理解：亲和膜原理和特点应用：了解亲和膜的实际应用
亲和膜-定义
亲和膜是利用亲和配基修饰的微滤膜为亲和吸附介质亲和纯化目标蛋白质，是固定床亲和层析的变型。
亲和膜-亲和膜的提出
固定床亲和层析的缺陷
以多糖凝胶为固定相，机械强度低，流速受限放大困难（放大采用径向放大）
亲和膜思路提出

苏教版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程课件第一章第2课时微生物分离、纯化和培养的无菌技术

C级学科素养创新练
A.牛肉膏蛋白胨培养基可作为选择培养基选择出噬菌体的宿主细胞
B.加入混合液后，使用灭菌后的涂布器将混合液均匀地涂布在培养基表面
√C.双层平板法中加了底层培养基后弥补了培养皿底面不平的缺陷 √D.上层培养基中琼脂浓度较低，因此形成的噬菌斑较大，更有利于计数
5. [2023江苏扬州高邮高三调研]已知固体培养基会因碳酸钙的存在而呈乳白色，且乳酸能分解培养基中的碳酸钙。某同学用新鲜的泡菜滤液为材料进行了分离纯化乳酸菌的实验。下列叙述错误的是( D ) A.分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用是鉴别乳酸菌 B.分离纯化所用的培养基加入锥形瓶后一般还要进行灭菌处理 C.分离纯化乳酸菌时，需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释 D.分离纯化乳酸菌时，应挑选出不具有透明圈的菌落作为候选菌 [解析] 分离纯化乳酸菌时，应挑选出具有透明圈的菌落作为候选菌，D项错误。
（4）有同学提出，将培养瓶中的石油蜡换为蜡纸碎屑，希望筛选出能够同时分解石油蜡和棉花纤维的微生物，这种方法是否可行?_不__可__行___，理由是__只__能__分__解__石__油__蜡__和__ _只__能__分__解__棉__花__纤__维__的__微__生__物__也__能__生__长__。 [解析] 将培养瓶中的石油蜡换为蜡纸碎屑，只能分解石油蜡和只能分解棉花纤维的微生物也能生长，不能筛选出能够同时分解石油蜡和棉花纤维的微生物。
（1）要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是___。
（2）在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落（如图所示）。如果要得到目标菌，应该选择_乙___菌落进一步纯化，选择的依据是_________________________________________。

(优选)生物分离工程三版

智慧树答案生物分离工程(双语)知到课后答案章节测试2022年

2019 年中国矿业大学硕士学位研究生招生专业目录复试科目

生物分离工程(三版)(孙彦)01

生物分离工程(三版)03章课件

生物工程与技术导论(第十章 生物分离工程基础)

第一章绪论

生物分离工程三版孙彦

生化分离工程电子版课本1-59

生物分离工程(三版)(孙彦)02

《生物分离工程》题库+答案之欧阳地创编

生物分离工程.docx

生物分离工程(三版)课件

第一章绪论1

南农生物分离工程生物分离5课件

第四部分烟台大学2019年硕士研究生复试及加试参考书目

生物分离工程三版孙彦

苏教版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程课件 第一章第2课时 微生物分离、纯化和培养的无菌技术

生物工程与技术导论(第十章生物分离工程基础)

苏教版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程课件第一章第2课时微生物分离、纯化和培养的无菌技术