生物物质分离
生物活性物质的分离和鉴定方法
生物活性物质的分离和鉴定方法生物活性物质是一类对生命有重要作用的化合物，例如药物、植物中的有效成分等。
它们的分离和鉴定方法对于药物研发、天然药物提取等方面有着重要的意义。
本文将介绍生物活性物质的分离和鉴定方法。
一、生物活性物质的分离方法1.色谱法色谱法是分离生物活性物质的一种常用方法。
它使用固/液相作为移动相，在固定的填充物上进行柱层析、薄层层析或者高效液相层析等方法将样品组分分离开来。
通过采用不同的填充物和固/液相条件，可以对不同类型的生物活性物质进行有效地分离和纯化。
2.热解法热解法是一种将不同组分分离的方法。
它利用样品中不同组分的不同挥发性，在一定的温度下进行加热，从而实现组分的分离（不同组分的沸点不同）。
利用热解法可以提取天然产物，如香草中的香草酸和香豆素等。
3.抽提法抽提法也是一种常用的天然产物提取方法。
比如常见的用于提取酮体类天然产物的氢氧化钠-酚酞法。
在酸性条件下，用酚酞指示剂标示溶液中碘对应的浓度。
将氢氧化钠溶液加入样品中，使其中的酮体迅速脱羧，生成相应的aromatic acid，同时碘氧化成碘的氧化态+5，和酚酞反应生成红色的碘酸酚酞。
其中的酮体的质量浓度可以根据酚酞的显色程度进行比色测定。
二、生物活性物质的鉴定方法1.逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)RT-PCR是一种将RNA转换为DNA的方法，在转录后将RNA 转换为DNA，通过聚合酶链式反应扩增重要DNA序列，如生长因子、转录因子、糖酵解酶和抗氧化酶等的基因。
利用RT-PCR可以快速、灵敏地检测特定基因的表达情况，同时可以扩增少量的RNA样品，是一种非常有效的生物活性物质鉴定方法。
2.质谱分析质谱分析是一种分析生物活性物质的重要工具。
它可以分析样品分子的质量和数量，并结合色谱技术以进一步分离组分。
质谱分析可以用来鉴定样品中类似生物活性物质的结构，以及尿液和血浆中的蛋白质分离等。
3.生物学活性分析生物学活性分析可以用来检测样品中具生物学最活性的成分。
生物物质分离工程
第九章1.膜分离：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。
2.膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程，近似于筛分过程，依据滤膜孔径大小而达到物质分离的目的，故而可以按分离粒子大小进行分类：3.微滤（MF）：以多孔细小薄膜为过滤介质，压力差为推动力，使不溶性物质得以分离的操作，孔径分布范围在0.025~14μm之间4.超滤（UF）：分离介质同上，但孔径更小，为0.001~0.02 μm，分离推动力仍为压力差，适合于分离酶、蛋白质等生物大分子物质；需要增加流体的静压力，改变天然过程的方向，才可能发生含有低分子量化合物的溶剂流通过膜，此时的推动力是流体静压力与渗透压的压差；5.反渗透（RO）：是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作，孔径范围在0.0001~0.001 μm之间；（由于分离的溶剂分子往往很小，不能忽略渗透压的作用，故而成为反渗透）；过程类似于超滤，只是纯溶剂通过膜，而低分子量的化合物被截留。
因此，操作压力比超滤大得多。
超滤和反渗透通常又被称之为“强制膜分离过程”6.纳滤：以压力差为推动力，从溶液中分离300~1000小分子量的膜分离过程，孔径分布在平均2nm；7.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；8.渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度；9.一般说来，无机小分子的渗透压要比有机大分子溶质的渗透压高得多。
第七章1.色谱分离技术又称层析分离技术或色层分离技术，是一种分离复杂混合物中各个组分的有效方法。
它是利用不同物质在由固定相和流动相构成的体系中具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，这些物质随流动相一起运动，并在两相间进行反复多次的分配，从而使各物质达到分离。
流动相：指色谱过程中携带组分向前移动的物质。
固定相：指色谱过程中不移动的具有吸附活性的固体或是涂渍在载体表面上的液体。
生物分离技术
生物分离技术
生物分离技术是一种用于从复杂的生物物质中提取、纯化和鉴定
目标成分的技术。
主要技术和方法包括离心分离、离子交换分离、膜
分离、放射免疫分析、层析法、色谱法和结合物智能化凝胶等。
离心
分离是指根据物质的密度、比重、粒度和结构，利用离心力将细胞或
者未形成细胞粒子从其他物质中分离的方法。
离子交换分离利用不同
的离子之间的化学反应，通过过滤、吸附或沉淀的方式可以将目标物
质从混合物中分离出来。
膜分离法依靠膜的通透性特性，利用不同的
分子的不同的通透性来分离物质。
放射免疫分析通过使用放射性标记
来鉴定物质，有助于更清晰地确定物质构造和性质。
层析法可以利用
质谱仪将混合物中不同组分因重力或力臂力学作用而离子化，分离、
鉴定和测定。
色谱法可以通过将物质在某个特定溶剂中分散为溶液，
然后用特定介质进行极性鉴定，较为精确地确定和分离目标物质。
结
合物智能化凝胶可以利用特殊的效应曲线，利用智能化的原理提取混
合的有机物质含量。
总之，生物分离技术不仅用于物质的提取和分离，也有助于鉴定和定性分析重要的生物物质。
生物活性物质的快速分离方法
生物活性物质的快速分离方法生物活性物质是指能够改变或影响生物学过程的化合物，如激素、细胞因子、抗生素等。
这些物质通常存在于极其微小的浓度下，因此分离和纯化它们是分子生物学和医学研究中的关键步骤。
在这篇文章中，我们将探讨一些快速、高效的生物活性物质分离和纯化方法。
1. 亲和层析法亲和层析法是一种基于分子间相互作用的分离方法。
它利用生物活性物质与特定的配体结合的亲和性来进行分离。
这种配体可以是某些金属离子、抗体或蛋白质。
通过将配体连接到纯化材料(如琼脂糖、聚丙烯酰胺凝胶等)，可以从囊液或细胞裂解液中选择性地捕获目标分子。
在应用亲和层析法之前，需要构建和优化配体。
一般来说，选择一种已知的配体作为空白对照；然后，使用酶联免疫吸附试验、表面等离子体共振等技术来评估不同配体的亲和性和选择性。
亲和层析的优点包括高度选择性、灵敏度和纯度。
但是，它也有一些缺点，包括可能影响蛋白质活性、昂贵的材料成本、长时间的操作过程和对零碎物的高灵敏度。
2. 离子交换层析法离子交换层析法是一种利用电荷分离生物活性分子的方法。
这个方法的原理是将目标分子从带相反电荷的离子交换树脂上旁路，来进行分离。
正的离子交换物，如DEAE(二乙氨基乙基)纤维素，通常被用于囊液或细胞裂解液中的阴离子分子的分离。
而负的离子交换物，如CM(羧甲基)纤维素，通常被用于阳离子分子的分离。
离子交换层析的效果可以通过化学计量法进行检测。
这个方法可以快速高效，但需要谨慎操作，避免对目标分子和其他组分造成负面影响。
3. 凝胶过滤层析法凝胶过滤层析法是一种基于分子大小分离生物活性物质的方法。
这个方法的原理是将分子按大小从凝胶孔隙中旁路，来进行分离。
较大的分子通常无法通过孔隙，所以会被留在凝胶中，而较小的分子则会从凝胶孔隙中流出。
凝胶过滤的优点是选择性弱，对分子进行了分离，不会对蛋白质的结构造成影响。
但同时，它也有一些缺点，包括分子流动速率不均匀、凝胶包装成本高等。
4. 电泳法电泳法是一种常用的生物分子分离方法。
生物活性物质的分离和纯化
生物活性物质的分离和纯化，是现代生物学、生物医学及药物化学等领域的关键技术之一。
随着科学技术的发展，越来越多的天然生物产物和人工合成的化合物被发现具有一定的生物活性，因此分离和纯化这些物质就显得尤为重要。
一、生物活性物质的分类生物活性物质可以分为多种类型，例如蛋白质、多肽、核酸、糖类、酶、细胞因子等。
这些物质具有不同的结构和功能，因此对它们进行分离和纯化需要选用不同的方法和技术。
二、分离和纯化方法1. 层析法层析法是目前分离和纯化生物活性物质最广泛应用的方法之一。
它的主要原理是根据生物活性物质在固定相和流动相之间的分配差异进行分离。
层析法可以分为多种类型，例如吸附层析、离子交换层析、凝胶过滤层析、亲和层析等，每种层析法都有不同的适用范围和操作步骤。
层析法具有分离效率高、分离后的物质纯度高的优点，但是操作复杂，成本较高。
2. 薄层扩散法薄层扩散法是一种简单而有效的生物活性物质分离和纯化方法，它的原理是利用物质在固定相上的不同吸附特性进行分离。
薄层扩散法通常用于分离小分子化合物、蛋白质、核酸等生物活性物质。
它具有快速、易操作和成本低的优点，但是分离效率相对较低。
3. 超滤法超滤法是一种基于分子大小和形状差异进行分离的方法，它可以有效的分离不同分子量的生物活性物质。
超滤法主要应用于分离和纯化大分子生物活性物质，例如蛋白质、糖类、核酸等。
超滤法操作简单、速度快、分离效率较高，但是成本较高。
三、分离和纯化实践在实际应用中，分离和纯化生物活性物质常常需要结合多种方法和技术来进行，以达到更好的效果和高纯度的目的。
例如，可以将层析法与超滤法相结合，以克服各自存在的缺点。
在分离和纯化生物活性物质过程中，还需要考虑物质的保护和稳定性。
许多生物活性物质在分离和纯化过程中容易发生变性，影响分离效果和后续利用价值。
因此，需要选择合适的缓冲液、温度和pH值等条件，以保持物质的稳定性。
四、结语是一项十分重要的技术，它对于生物医学、药物化学和环境保护等领域具有重要的意义。
生物怎么分离的实验原理
生物怎么分离的实验原理
生物分离实验的原理取决于所分离的生物体或生物分子的特性和分离方法。
以下是几种常见的生物分离实验原理：
1. 超速离心：利用差异的离心速度和离心力将混合物中的生物体分离。
离心过程中，重质量的物质沉淀在离心管底部，而轻质量的物质则悬浮在上部。
2. 过滤：利用物质的不同尺寸和孔隙大小，通过过滤膜或过滤纸，将混合物中的生物体或颗粒分离出来。
较大的生物体会被截留，而较小的物质会穿过过滤介质。
3. 电泳：利用生物体或生物分子在电场中的移动性差异来分离它们。
通过施加电场，离子或分子根据其电荷、大小和电荷密度的不同，在电泳过程中以不同的速率移动而分离。
4. 层析：利用不同的化学性质和亲和性来分离混合物中的生物体或分子。
通过将混合物通过各种固定相和流动相的相互作用，使其根据性质差异在固定相上进行吸附和解吸附而分离。
5. 细胞培养和筛选：利用细胞在培养基上的增殖能力和特定的生理反应来分离和筛选生物体。
通过培养基的成分和条件的调控，使目标生物体能够生长和繁殖，而其他非目标生物体被排除或抑制。
这些原理只是几个常见的生物分离实验原理，实际上还有很多其他的分离方法和技术，根据具体的实验目的和对象，可以选择适合的方法进行生物分离。
生物活性物质的分离与鉴定技术
生物活性物质的分离与鉴定技术生物活性物质是指具有一定生物活性的分子，比如抗菌、抗病毒、抗肿瘤等。
生物活性物质的分离和鉴定是新药研发的重要环节。
本文将介绍生物活性物质的分离和鉴定技术。
一、生物活性物质的分离技术1. 薄层层析法薄层层析法是一种简单易行、灵敏度高、分离效果好的分离技术。
这种技术将混合物涂于硅胶G或薄层板上，然后用有机溶剂对其逐级淋洗，根据样品在硅胶层内的迁移率，从而实现分离纯化。
2. 高效液相色谱法高效液相色谱法是一种高效、快速的液相分离技术，被广泛应用于天然产物和化学药物的分离和鉴定中。
这种技术利用固定在色谱柱上的各种色谱材料，以溶剂的极性及酸碱性差异为分离依据，将混合物中不同成份分离开来。
该技术具有分离效率高、灵敏度高、分离时间短等优点。
3. 气相色谱法气相色谱法是指将样品分离后以气体柱柱进行柱温和流动相变化下，根据不同成分的沸点或分子大小等性质分离 and 鉴定。
这种技术的特点是分离效率高、分离速度快、灵敏度高和样品处理方便等。
二、生物活性物质的鉴定技术1. 红外光谱法红外光谱法是通过样品对辐射的红外光谱进行分析，得出不同分子间振动谱线的强弱，从而鉴定分析分子的相关信息。
这种技术在鉴定天然产物和化学合成物时得到广泛应用。
2. 质谱法质谱法被称为分子的“指纹”，是新药鉴定，天然产物结构分析和药物代谢、代谢产物等方面的核心技术。
其中液质联用技术已经成为生物活性物质分离和鉴定中的主要手段。
3. 核磁共振法核磁共振谱技术(NMR)能够提供化合物原子结构及它们之间的化学键情况，可用于鉴定新的天然产物结构和化学化合物。
4. 生物活性实验法通过细胞毒性实验，抗菌试验，抗病毒试验，抗肿瘤试验等多种方法对生物活性物质进行鉴定。
生物活性实验是一个直接、实时评价生物活性物质效价的方法，对于筛选具有高效价和低毒性的生物活性物质具有重要意义。
结语：生物活性物质的分离和鉴定是新药研发过程中的重要一步，不同的分离和鉴定方法互为补充。
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。
生物活性物质的分离提纯及其药理学效应
生物活性物质的分离提纯及其药理学效应生物活性物质是指能够影响生物体代谢、活动及行为的物质，如酶、蛋白质、激素、抗体等。
这些物质不仅在生命科学领域具有广泛的应用，还包括医学和药学领域。
生物活性物质的分离提纯是指将混合物中的目标成分分离出来，以纯化或提高其纯度，进而研究其化学和生物学性质。
在生物医学研究中，常利用生物活性物质进行动物实验以研究其药理学效应，探索其治疗疾病的潜力。
一、生物活性物质的分离提纯方法生物活性物质的分离提纯方法主要有物理分离、化学分离和生物学分离。
1、物理分离物理分离是利用生物活性分子的物性将其从混合物中提取出来。
常用的物理分离方法包括过滤、离心、溶剂抽提、蒸馏、萃取、气相色谱、液相色谱等。
例如，离心是一种将混合物中不同重量或密度的成分进行分离提纯的方法。
当混合物在较高速度下旋转时，密度较大的物质会沉淀到离心管底部，而密度较小的物质则会上浮到上层液体中。
这种方法适用于分离细胞中的各种组分、微量化合物与大量生化物质等。
2、化学分离化学分离是利用化学反应的特性将混合物中的成分分离出来。
常用的化学分离方法包括萃取、离子交换、吸附剂、分子筛等。
例如，萃取法是一种利用溶剂对混合物进行分离的方法。
混合物中目标化合物可以被有机溶剂萃取出来，而其他化合物留在原混合物中。
此法需要熟悉目标化合物和其他化合物的物理化学性质，以选择能够将目标成分选择性地提取出来的溶剂或萃取剂。
3、生物学分离生物学分离是利用生物学特性将混合物中的成分分离出来。
常用的生物学分离方法包括免疫分离和亲和层析。
例如，免疫分离是利用抗体和抗原的特异性结合来分离目标分子的一种方法。
把混合物中的目标分子与已知的抗体结合，再通过一张膜，固体颗粒或其它手段将抗原与抗体复合物分离出来。
二、药理学效应的探究生物活性物质的药理学效应与其成分、纯度、剂量和用药途径等有关。
在药理学实验中，可以通过不同的实验手段来探究其药理学效应。
1、细胞实验细胞实验是进行生物活性物质体内作用机制研究的重要手段。
生物活性物质的分离与鉴定
生物活性物质的分离与鉴定生物活性物质是指在生命体内或外界环境中具有一定的生理或生化活性的物质，包括药物、植物精华、生物酶、维生素等。
这些物质因其具有多种功能，如抗癌、抗氧化、保健和美容等，因而广受关注和研究。
为了发现这些活性物质并加以利用，需要进行分离和鉴定等工作。
一、生物活性物质的分离生物活性物质的分离是指将含有活性物质的混合物或盐水溶液分离成单个成分进行研究和利用的过程。
常用的分离方法包括色谱、凝胶电泳、离心、过滤、萃取等。
1. 色谱法色谱法是一种分离和净化化合物的实验方法，常用于药物或天然产物中单一物质的分离。
其中高效液相色谱法（HPLC）和气相色谱法（GC）是最常用的方法。
这些方法主要基于物质对不同条件下吸附性和亲疏水性的差异，通过在固定相上移动样品得到分离的结果。
HPLC方法通常用于分离小分子，而GC方法用于分离挥发性物质。
2. 凝胶电泳法凝胶电泳法是一种生物分子分离和鉴定的重要方法，常用于分离、鉴定和分析DNA、RNA以及蛋白质等。
凝胶电泳法主要使用凝胶胶状质地通过外界电场作用下移动分子分离的原理。
蛋白质电泳常用的是聚丙烯酰胺凝胶电泳法，而核酸电泳常用琼脂糖凝胶电泳方法。
3. 离心分离法离心法是将混合样品放置在离心管内，并通过强力旋转去除样品中悬浮液体的方法。
这种分离法通常用于分离固体和液体混合物中的组分，能够分离出大颗粒物质和小颗粒粘合物。
4. 过滤法过滤法是将混合物通过一些特殊的材料来分离，常用于分离悬浮物或固体颗粒。
过滤材料通常为滤纸、滤膜或过滤器，过滤物质可以去除混合物中的杂质及大分子物质。
“菲尔特”细胞过滤法是从乳制品中分离脂质的一种过滤法。
5. 萃取法萃取法是指将混合物中的化合物通过多种方法提纯，又称提取法。
根据物质的化学特性和生物活性不同，萃取法分为脂溶性的萃取、浸泡萃取、水萃取、柱层析法等。
萃取法常用于复杂材料的分离、净化及提纯等工作。
二、生物活性物质的鉴定鉴定是指通过物质的物理、化学、生物学等特征来确定一种物质品质、成分、生物活性等方面的信息。
生物物质分离工程
传统产品:(1) 小分子（少数工业用粗酶）;(2) 理化性质清楚;(3) 易于放大.基因产品:(1) 大分子;(2) 胞内;(3) 不稳定;(4) 放大困难.生物产品特点：①产物浓度低的水溶液;②组分复杂;③产物稳定性差;④分批操作，生物变异性大;⑤质量要求高.非蛋白类杂质的去除:（1）DNA : A 阴离子交换（pH 4.0);B 亲和层析（不被吸附）;C 疏水层析.（2）热原（蛋白质溶液中的去热原）:A 生产过程无菌;B 所有层析介质无菌;C 所用溶液无菌;D 亲和层析（多粘菌素）;（3）去病毒:A 加热（60 ℃);B 过滤;C 灭活剂.预处理目的: a 改变发酵液物理性质;b 产物转入液相中;c 除去发酵液中部分杂质.预处理方法:1.高价无机离子的去除:Ca2+ 草酸;Mg2+ 三聚磷酸钠;Fe3+ 黄血盐（普鲁士蓝）.2.蛋白质去除:加热;调pH (草酸，无机酸或碱);有机溶剂;蛋白沉淀剂.凝聚：胶体粒子(10-100nm)中性盐促进下脱稳相互聚集成大粒子（1mm）机理：a 中和粒子表面电荷;b 消除双电层结构.絮凝：大分子聚电解质将胶体粒子交联成网状，成形絮凝团的过程机理：架桥作用.Rm是常数，与滤饼无关；Rc与滤液总体积有关.错流过滤的特点:a介质阻力大;b 不能得到干滤饼;c 需要大的膜面积;d 收率高（97-98%）;e 质量好;f 减少处理步聚;g 染菌罐也能进行处理.细胞破碎技术原理：压挤;撞击;剪切;化学渗透.机械破碎: 高压匀浆;珠磨;撞击;超声.化学和生物化学渗透: 酸碱处理;化学试剂;酶溶.物理渗透: 渗透压冲击法;冻结融化法.破碎率的评价: 直接计数（1）计数器（2）平板计数（3）显微镜.间接计数:（1）活性测定（2）电导率测定.两水相萃取特点: （1）保留生物分子活性;（2）除细胞碎片;（3）表面张力低，耗能少;（4）成本高;（5）大分子及小分子萃取.两水相体系类型:(1) 高聚物-高聚物（PEG-Dextran）易于与后续处理连接;(2) 高聚物-盐(PEG-(NH4)2SO4 ) 盐浓度高，蛋白质易盐析，废水处理困难.双水相萃取过程的理论基础: 表面自由能的影响;表面电荷的影响.影响生物分子在两水相中分配的因素:(1) 聚合物组成的影响: Dextran 分子量（粘度高，价格）; PEG分子量.(2) 聚合物浓度影响: 密度，密度差，粘度，粘度差，表面张力。
沈阳化工大学《生物物质分离工程》课程教学大纲
《生物物质分离工程》课程教学大纲一、课程的地位、性质和任务《生物物质分离工程》是生物工程专业学生必修的一门主要专业课程。
其主要任务是讲授生物工程产品的分离纯化基本原理，典型工艺、设备计算方法，培养学生具有一定的分析和解决生化分离单元操作中遇到的实际问题的能力。
此外，对培养学生具有正确的认识观和唯物辩证思想方法也有重要作用。
二、大纲编写依据根据学院专业课程教学要求及兄弟院校的教学大纲，参照有关教材编写。
三、大纲适用范围本大纲适用于生物工程专业本科学生。
四、大纲本文第一章绪论1.1生物分离工程的历史及其应用1.2 生物分离工程的特点1.3 生物分离方法简述及发展动向第二章发酵液的预处理2.1 发酵液的特点2.2 发酵液的预处理2.3 发酵液的相对纯化2.4 固-液分离过程第三章细胞的破碎与分离3.1 概述3.2 细胞壁的结构及组成3.3 细胞壁的破碎3.4 包涵体的分离及蛋白质的复性第四章萃取4.1 萃取基本概念4.2 分配定律与分配平衡4.3 溶剂萃取4.4 反胶团萃取4.5 双水相萃取4.6 超临界萃取第五章沉淀5.1 蛋白质表面特性5.2 盐析沉淀5.3 等电点沉淀5.4 有机溶剂沉淀5.5 其它沉淀方法第六章吸附和离子交换6.1 吸附剂与离子交换剂6.2 吸附平衡6.3 离子交换平衡及离子交换动力学6.4 固定床吸附操作6.5 膨胀床吸附操作6.6 流化床吸附操作第七章层析7.1 层析原理与分类7.2 层析过程理论基础7.3 离子交换层折7.4 凝胶过滤层析7.5 疏水性相互作用层析7.6 其它层析方法第八章膜分离8.1基本概念8.2 超滤和微滤8.3 反渗透第九章电泳9.1基本理论9.2等电点聚焦9.3等速电泳第十章干燥10.1 干燥速度10.2 干燥过程10.3干燥设备及应用五、学时分配（总学时数：48学时，其中讲课学时48学时，实验学时：0学时）六、各章基本要求第一章绪论了解《生化分离工程》的研究内容、研究方法、课程体系及研究进展。
生物物质分离工程
生物物质分离工程生物物质分离工程实验李菊娣编辽宁石油化工大学环境工程系二○○七年三月生物物质的分离、提取实验是以实验操作为主的技能课程，是生物工程专业学生的必修课，是在学习《分析化学》、《生物化学》《微生物学》、《发酵工程》、《生物分离工程》等专业基础课及专业实验课的基础上开设的课程。
目的在于通过本课程的实验训练，使学生对整个生物工程下游生产过程有一个全面的认识和理解，既可培养他们实际操作的技能，又可达到提高他们理论联系实际能力的目的。
通过学习，使学生能够掌握物质分离常用的纯化方法和常见的分离设备，为以后的学习和科研工作打下良好的基础。
实验一、微生物细胞的破碎及分离实验二、青霉素的萃取及萃取率的计算实验三、醋酸丁酯萃取红霉素实验四、牛奶中酪蛋白和乳蛋白素粗品的制备实验五、胰凝乳蛋白酶的制备实验六、薄层色谱法鉴定果汁中的糖实验七、离子交换法提取L-精氨酸备注：实验二、三选作其一；实验五、六选作其一。
实验一微生物细胞的破碎及分离一、实验目的与要求实验目的：1、掌握超声波细胞破碎的原理和技术，学习细胞破碎率的评价方法。
2、通过本试验使学生复习以前所学的分离知识及掌握微生物学实验、发酵工程实验技能，同时通过本试验使学生掌握超声波破碎仪的使用。
3、通过按照给定的研究题目，独立的进行试验，并观察试验中的各种现象，分析总结实验得出的各种数据并撰写相应的研究及实验报告等各过程，来培养学动手能力和独立分析问题的能力，并了解学习科学研究的基本过程与要求，提高科学研究的素质，为将来从事科学研究打好基础。
实验要求：1、复习生物物质分离课程所学到的微生物细胞的分离方法，了解影响微生物细胞的破碎因素。
2、独立查阅相关资料，设计实验方案，并对实验所需的各种药品、玻璃仪器及分析设备列出清单，写出详尽的试验过程及需要。
3、三人一组，互相配合，开展实验，动手完成实验，并记录并分析实验中的实验现象、数据，必要时及时修改试验计划。
4、总结试验数据，经教师认定后，撰写实验报告。
生物活性物质的提取和分离
生物活性物质的提取和分离生物活性物质是指存在于自然界中或生物体内、具有一定生物活性和药理作用的有机物质，它们可以作为药物、保健品或化妆品的原料。
为了提高生物活性物质的纯度和效果，需要对其进行提取和分离。
本文将介绍生物活性物质的提取和分离方法。
一、生物活性物质的提取方法1、溶剂提取法溶剂提取法是将生物样品与适当的有机溶剂混匀后，再经过过滤分离，最终得到溶剂中的生物活性物质。
这种方法适用于生物样品中生物活性物质浓度较低的情况，比较适用于被提取物质为脂溶性物质的方法。
不同的溶剂对被提取物质有不同的选择性，需要根据被提取物质和溶剂的各种化学性质来选择合适的溶剂。
2、水提取法水提取法是将生物样品与水混合后，在不同的温度和压力下进行提取。
适用于水溶性物质的提取，例如多糖和多酚类化合物。
水提取法是一种绿色环保的提取方法，但是对提取物质的纯度影响较大。
3、微波辅助提取法微波辅助提取法是利用微波辐射，使生物样品中的水分子剧烈运动，破裂细胞壁释放出生物活性物质，然后用适当的溶剂进行提取。
这种方法具有提取时间短、效率高和提取物在低温下保持稳定性等优点。
4、超声波辅助提取法超声波辅助提取法是通过超声波波动产生的空化作用和剪切力，破坏细胞壁，促进生物活性物质的释放。
超声波辅助提取法具有操作简便、高效、短时间等优点，适用于多种生物样品的提取。
二、生物活性物质的分离方法1、色谱分离法色谱分离法是利用分析柱或制备柱，将生物活性物质根据各自的化学性质，在移动相和固定相作用下逐渐分离。
其中高效液相色谱和气相色谱是常用的色谱分离方法。
高效液相色谱具有分离效率高、分析时间短、操作简单等优点，适用于生物活性物质的分离纯化。
2、凝胶电泳法凝胶电泳法是通过电场作用将生物活性物质分离并带电，再将其在特定的条件下通过凝胶柱，最终将待分离物质从混杂物中半定量或密度梯度分离出来。
凝胶电泳法常用于生物大分子的含量分析和分离纯化。
3、沉淀法沉淀法是指利用不同的沉淀剂，使混杂物中的某些成分发生沉淀，达到分离和纯化目的。
生物物质分离工程复习
生物物质分离工程复习第一章绪论第一节生物工业下游技术的工作领域一、下游工程对于由生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物原料，经提取分离、加工并精制目的成分，最终使其成为产品的技术，通常称为下游技术（Downstream Processing），也称为下游工程或下游加工过程。
二、技术范畴物质分离★产品加工三、生物工业下游技术的发展历程1.古代酿造业2.第一代生物技术:第一代(传统)生物工业主要指19世纪60年代到20世纪40年代青霉素等抗生素出现之前的生物技术产业。
这一时期，发现了发酵的本质是微生物的作用，掌握了纯种培养技术。
3.第二代生物技术:第二代生物技术以20世纪40年代出现的青霉素产品为代表。
4.第三代生物技术:第三代生物技术一般认为以20世纪70年代末崛起的DNA重组技术及细胞融合技术为代表。
到了20世纪80年代以来，生物工业下游技术进步很快，出现了许多新概念、新技术、新产品和新装备。
第二节生物工业下游技术的一般工艺过程一、原料及产品特性二、下游技术的一般工艺过程如按生产过程划分，生物工业下游技术大致可分为4个阶段，即预处理、提取（初步分离）、精制（高度纯化）、成品制作，如书中P8图1-1所示。
第三节生物工业下游技术的发展动态一、传统分离技术的提高和完善二、新技术的研究和开发1.新型分离介质的研究开发2.子代分离技术3.其他新兴下游技术三、清洁生产（Cleaner Production）清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。
它包括三方面内容，即清洁生产工艺（技术）、清洁产品、清洁能源。
清洁生产工艺是生产全过程控制工艺，包括节约原材料和能源，淘汰有毒害的原材料，并在全部排放物和废物离开生产过程以前，尽最大可能减少它们的排放量和毒性，对必须排放的污染物实行综合利用，使废物资源化。
生物物质分离工程实验(10级版本)
生物物质分离工程实验实验须知：1、认真预习理解每个实验的目的、原理、操作关键步骤和注意事项。
2、按时上课，迟到20分钟以上者建议重做实验；上实验课时须带实验指导、记录本和笔等。
3、分组后应固定，不能随意更换，不大声喧闹，遵守实验室规则。
4、实验前由教师讲解实验原理、实验具体操作方法以及如何写实验报告。
5、每次实验结束，每组的实验用具要清洗，并却待老师检查实验结果后，方能离开实验室。
6、学生每次实验要写出规范实验报告，报告数据必须如实记录。
7、教师根据实验操作情况、打扫卫生情况、实验报告及最后考核给出成绩（总分100份）。
（说明：生物工程专业本课程实验总学时为32个，因此安排11个实验生物技术专业本课程实验总学时为16个，因此安排6个实验，做前6个实验）2012年2月实验一 有机溶剂萃取法中pH 对表观分配系数的影响（第一次实验）一、实验目的和要求1.通过实验，加深对表观分配系数的理解并掌握其测定方法。
22.以红霉素为实验对象，了解pH 在萃取工艺中的重要性。
二、实验原理1.红霉素为大环内酯类抗生素，呈弱碱性，在不同pH 条件下，在水溶液和有机溶液中溶解度不同，故能达到不同程度的分配。
表观分配系数是指在一定温度和压力下，当分配达到平衡时溶质在萃取相和萃余相中总浓度之比，可通过实验方法测定。
对于弱电解质，溶液的pH 对表观分配系数影响很大。
一元弱碱性物质溶液pH 对表观分配系数K 的关系式见式（1-6-4）pH pK K K -+=1010 式中：K 0——热力学分配系数，在一定的温度和压力下是常数pk ——化合物电离平衡常数的负对数由上式可知，随溶液pH 升高，K 值增大，有利于红霉素萃取到有机溶剂中。
反之，K值减小，可将红霉素从有机相反萃取到水相。
2.利用红霉素在冰醋酸中被浓盐酸水解后，与对二甲氨基苯甲醛形成有色物质，并在486nm 波长处有最大吸收值的特性，可测定其化学效价，从而计算出表现分配系数。
生物分离方法
生物分离方法
1. 离心分离：利用离心力将不同密度的物质分离开来。
例如，可以通过离心将细胞悬液中的细胞沉淀下来，或者将蛋白质溶液中的杂质离心去除。
2. 过滤分离：通过过滤介质将固体杂质从液体或气体中分离出来。
常见的过滤方法包括微孔过滤、超滤和纳滤等，可以用于去除细胞碎片、蛋白质沉淀等。
3. 层析分离：利用层析介质的吸附、分配或离子交换性质，将混合物中的不同成分分离开来。
层析技术包括气相层析、液相层析和电泳等，可以用于分离和纯化蛋白质、核酸、多糖等生物大分子。
4. 沉淀分离：通过改变溶液条件（如 pH、离子强度、温度等），使目标物质在溶液中沉淀下来，从而与其他成分分离。
这种方法常用于蛋白质、核酸的分离和纯化。
5. 萃取分离：利用溶质在两种互不相溶的溶剂中的分配系数差异，将目标物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中。
萃取常用于分离和提取有机物，如药物、天然产物等。
6. 膜分离：利用膜的选择性透过性质，将混合物中的不同成分分离开来。
膜分离包括微滤、超滤、反渗透等技术，可以用于水处理、生物制药等领域。
7. 电泳分离：在电场作用下，带电粒子在溶液中迁移，从而实现分离。
电泳技术包括琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳等，可以用于分离和鉴定蛋白质、核酸等生物大分子。
这些生物分离方法在生物技术、生物制药、食品工业、环境保护等领域都有广泛的应用。
选择合适的分离方法取决于目标物质的性质、混合物的组成以及所需的分离效果。
生物物质分离工程 2
一、名词解释1.全排阻：分子直径比凝胶最大孔隙直径大的, 就会全部被排阻在凝胶颗粒之外,这种情况叫全排阻。
2.分级分离：根据混合物中各组分的理化性质的差异而将其逐段分开的方法。
3.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就会减少到可以忽略的程度，而通过过滤介质的流速则比较小，这种过程叫错流过滤。
4.盐析沉淀：在高浓度中性盐存在下，欲分离物质在中性盐水溶液中的溶解度降低而产生沉淀的过程叫做盐析沉淀。
5.感受态细胞：处于能从周围环境中吸取DNA的生理状态的细胞。
6.反义药物：主要指反义寡核苷酸(ODNs), 即其核苷酸序列可与靶mRNA或靶DNA互补, 抑制或封闭基因的转换和表达,或诱导RnaseH 识别或切割mRNA, 使其丧失功能。
7.反萃取：用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程。
8.凝胶层析：利用具有网状结构的凝胶的分子筛作用，根据分离物质的大小不同来进行分离的过程。
9.类分离：将分子量极为悬殊的两类物质分开，如蛋白质与盐类，称作类分离或组分离选择凝胶时，应使样品中大分子组的分子量大于其排阻限，而小分子组的分子量小于渗入限大分子的分配系数Kd=0，小分子的Kd=1。
10.全渗入：被分离组分的分子量小于该种凝胶的渗入限，其分子可以自由进出凝胶颗粒,这叫做全渗入。
11.反胶团萃取：是指利用两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基因自发地向内聚集而成的，内含微小水滴的空间尺度仅为纳米级的集合型胶体进行萃取的过程。
12.浓差极化现象：在电解过程中，电极附近某离子浓度由于电极反应而发生变化，本体溶液中离子扩散的速度又赶不上弥补这个变化，就导致电极附近溶液的浓度与本体溶液间有一个浓度梯度，这种浓度差别引起的电势的改变的现象称为浓差极化现象。
13.重结晶：是将晶体溶于溶剂或熔融以后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程。
14．离子交换层析：是以离子交换剂为固定相，根据物质的带电性质不同而进行分离的一种层析技术。
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生物物质分离
一、名词解释
1. 盐析：是利用不同物质在高浓度的盐溶液中溶解度的差异，向溶液中加入一定量的中性盐，
使原溶解的物质沉淀析出的分离技术•
2. 亲和层析：是利用生物活性物质之间的专一亲和吸附作用而进行的层析方法。
3. 萃取：利用溶质在互不相溶的两相中溶解度（或分配系数）的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。
2.预处理及固液分离
（1 ）发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？
目的：
1）改变发酵液的物理性质，提高从悬浮液中固形物沉降的速率；
2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数是液相），
3）去处发酵液中部分杂质，以便后续工序的顺利进行。
方法：①加热法：②调节悬浮液的pH值,；③凝聚和絮凝；④使用惰性助滤剂。
2、绘制结晶过程中饱和曲线和过饱和曲线图，并简述其意义。
结晶过程中的饱和温度曲线和不饱和温度曲线的简图如下图所示：
S-S曲线为饱和温度曲线，在其下方为稳定区，在该区域溶液为不饱和溶液，不会自发
结晶；
T-T曲线为过饱和温度曲线，在其上方为不稳定区，能够自发形成结晶；
S-S曲线和T-T曲线之间为亚稳区，在该区域，溶液为过饱和溶液，但若无晶种存在，也不能自发形成晶体。
二、填空题
1、高效液相色谱分离方法中，液-液色谱是以_液体_作为流动相；以_固定在固
相载体表面的液体_______ 作为固定相。
2、完整的萃取操作过程一共分三个步骤，分别为萃取，洗涤和反萃取
3、离子交换树脂的组成：载体，活性基团和可交换离子。
4、根据分离机理的不同，色谱法可分为吸附色谱，分配色谱，离子交换色谱，凝胶色谱。
5、双相电泳中，第一相是
6、物料中所含水分可分等电凝胶；第二相是凝胶电泳。
化学结合水，物理结合水，机械结合水三种；
7、电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是—引发剂________________ ;甲叉双丙
烯酰胺的作用是交联剂__________ ；TEMED勺作用是_增速剂____________ 。
9、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。
10、电泳过程中，加入溴酚兰的目的是_指示蛋白的迁移位置_。
11、吸附剂按孔道结构区分—多孔型___________ 介质和—凝胶—介质。
12、常用的工业起晶方法：自然起晶法、刺激起晶、晶种起晶法
三、名词解释题
凝聚：添加盐类破坏细胞双电层，导致细胞聚集絮凝：添加絮凝剂在细胞间形成桥架作用。
超临界流体萃取：当一种流体处于其临界点的温度和压力之下，则称之为超临界流体。
使用
超临界流体作为萃取剂的萃取方法。
膜分离：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。
包含体：外源基因在基因工程菌中高水平表达时，通常会形成不溶性、无活性的蛋白聚集体。
凝胶过滤色谱（Gle filtration chromatography ）:利用凝胶粒子作为固定相是根据料液中溶质相对分子质量的差别进行分离的液相色谱法
1发酵液常用的固液分离方法有（离心）和（过滤）等。
2•常用的蛋白质沉析方法有（等电点沉淀），（盐析）和（有机溶剂沉淀）。
3•阳离子交换树脂按照活性基团分类，可分为（强酸型），（弱酸型）和（中等强度）；其典
型的活性基团分别有（磺酸基团），（羧基），（磷酸基）。
4. 过饱和溶液的形成方式有：（饱和溶液冷却），（部分溶剂蒸发），（化学反应结晶法）和（解析法）。
5. 蛋白质分离常用的色谱法有（凝胶色谱法），（多糖基离子交换色谱法），（高效液相色谱法）和（亲和色谱法）。
6. 为使过滤进行的顺利通常要加入（惰性助滤剂）。
7. 离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有（pH 梯度）和（离子强度（盐）梯度）。
&阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为（强碱型），（弱碱型）和（中等强度）；其典
型的活性基团分别有（季氨基）、（伯、仲、叔氨）、（强弱基团都具备）。
9. 多糖基离子交换剂包括（葡聚糖离子交换剂）和（离子交换纤维素）两大类。
10. 离子交换树脂由（载体），（活性基团）和（可交换离子）组成。
11. 常用的化学细胞破碎方法有（渗透冲击），（酶消化法），（增溶法），（脂溶法）和（碱处理法）。
12. DEAE Sepharose是（阴）离子交换树脂，其活性基团是（二乙基氨基乙基）。
13. 影响离子交换选择性的因素有（离子化合价）
，（离子水化半径），（溶液浓度），（离子强度），（溶液的pH值），（有机溶剂），（树脂物理结构）和（辅助力）。
14. CM Sepharose是（阳）离子交换树脂，其活性基团是（羧甲基）
15. 工业离心设备从形式上可分为（管式），（套筒式），（碟片式），等型式。
16. 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）。
17. 工业上常用的超滤装置有（板式），（管式），（螺旋卷式）和（中空纤维式）。
18. 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）和（吸附物浓度和吸附剂用量）。
19. 影响盐析的因素有（溶质种类），（溶质浓度），（pH值）和（温度）。
20. 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）。
21. 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；
22. 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（Q=
q°C/（ k+C））；
23. 反相高效液相色谱的固定相是（非极性）的，而流动相是（极性）的；常用的固定相
有（C8）和（C8）；常用的流动相有（甲醇）和（乙睛）。
24. 超临界流体的特点是与气体有相似的（粘度（扩散系数）），与液体有相似的（密度）。
25. 离子交换树脂的合成方法有（共聚（加聚））和（均聚（缩聚））两大类；
26. 等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其（等电点（pl））的不同；
27. 晶体质量主要指（晶体大小），（晶体性状）和（晶体纯度）三个方面；
28. 根据分离机理的不同，色谱法可分为（吸附色谱），（离子交换色谱），（凝胶色谱），（分配
色谱）和（亲和色谱）。
29. 典型的工业过滤设备有（板框压滤机）和（真空转鼓过滤机）。
30. 常用离心设备可分为（离心沉降）和（离心过滤）两大类；
31. 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（浓度的比值）一定；
32. 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）、（化学）、
（极性）和（交换）吸附；
33. 离子交换操作一般分为（动态）和（静态）两种；
34. 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（分子表面电荷）
和（水化层）；
35. 盐析用盐的选择需考虑（盐析作用强）、（溶解度大）、（生物学惰性）和（来源丰富、经济）等几个方面的因素；
36. 影响有机溶剂沉淀的因素有（温度）、（pH）、（样品浓度）、（中性盐浓度）和（金属离子）。
37. 结晶包括三个过程（过饱和溶液的形成）、（晶核的形成）和（晶体的生长）。
38. 过饱和溶液的形成方法有（饱和溶液冷却）、（部分溶剂蒸发）、（解析）和（化学反应结
晶）。
39. 物料中所含水分可分为（结合水）和（非结合水）三种；
40. 根据干燥曲线，物料干燥可分为（恒速干燥阶段）和（降速干燥阶段）两个阶段；
41. 液-液萃取从机理上分析可分为（物理萃取）和（化学萃取）两类；
42. 大孔网状吸附剂有（非极性）、（中等极性）和（极性）三种主要类型；
43. 影响离子交换速度的因素有（树脂粒度）、（交联度）、（溶液流速）、（温度）、（离子的大
小）、（离子的化合价）和（离子浓度）。
44. 分配色谱的基本构成要素有（载体）、（固定相）和（流动相）。
45. 分子筛色谱也称（凝胶色谱）的主要应用是（脱盐）和（分级分离）
46. 根据膜结构的不同，常用的膜可分为（对称性膜）、（非对称膜）和（复合膜）三类；
47. 固体可分为（结晶）和（无定型）两种状态；
48. 结晶的前提是（过饱和溶液的形成）；结晶的推动力是（溶液的过饱和度）；
49. 根据晶体生长扩散学说，晶体的生长包括（溶质借扩散作用从溶液中转移到晶体的表面）、
（溶质长入晶面放出结晶热）和（结晶热传递回到溶液中）三个过程；
50. 影响晶体生长速度的主要因素有（杂质）、（搅拌）、（过饱和度）和（温度）。