生物分离工程名词解释
生物分离工程
第一章绪论1.生物分离工程是指从发酵液、酶反应也活动植物培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2.生物分离的一般流程:发酵液的预处理;提取;精制;成品加工。
第二章发酵液的预处理1.过滤和离心是最基本的单元操作。
2.凝集是指在投加的化学物质作用下,发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。
3.絮凝是指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用,使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
4.调节pH法:在进行pH调节时,一般采用草酸等有机酸或某些无机酸来进行。
Ca+经常选用酸化剂为草酸;Mg+的去除是采用加入磷酸盐,如三磷酸钠;Fe+通常加入黄血盐。
5.影响发酵液过滤的因素:菌种;发酵液粘度。
6.发酵液的过滤设备形式很多,按过滤的推动力分为:重力式过滤器、压力式过滤器、针孔式过滤器和离心式过滤器。
7.目前国内外对过滤液的分离和过滤常采用的设备为:板框式压滤机;板式压滤机;自动板框式压滤机和真空过滤机。
第三章细胞分离技术1.细胞破碎的方法可分为:机械破碎发、物理破碎法、化学渗透法及酶溶法。
2.变性剂的加入,可削弱氢键的作用,使胞内产物相互之间的作用力减弱,从而易于释放。
3.包埋病毒粒子具一定形状和大小的蛋白结晶体,在相差显微镜下呈现强的折光性,由单一多肽构成。
第四章沉淀技术1.盐析:蛋白是在搞离子强度溶液中溶解度降低,以致从溶液里沉淀出来的现象称为盐析。
2. 常用脱盐处理的方法有:透析法、超滤法及凝胶过滤法。
3.有机溶剂沉淀法的原理:①传统观点认为向蛋白质溶液中加入丙醇或乙醇等有机溶剂,水的活度程度降低,水对蛋白子表面的水化程度降低,即破坏了蛋白子表面的某水化蹭;另外,溶液的介电常数下降,蛋白子分之间的静电引力增大,从而聚集和沉淀。
②新观点认为,有机溶剂可能破坏蛋白质的某种键,使其空间结构发生某种程度的变化,致使一些原来包在内部的疏水基团暴露于表面并与有机溶剂的疏水基团结合形成疏水层,从而是蛋白子沉底,而当蛋白子的空间结构发生变形超过一定程度时,使会导致完全的变性。
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。
生物分离工程
生物分离工程1、生物分离工程概念指回收生物产品分离过程的原理与方法。
2、在设计生物分离过程前,必须考虑哪些问题方能确保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)主要杂质独特的理化性质是什么;(6)不同分离方法的技术、经济比较。
3、生物分离工程包括哪些单元操作?固液分离过程采用过滤、离心、细胞破碎操作;浓缩阶段采用萃取、吸附、离子交换等操作;纯化环节用沉淀、色谱、电泳等操作;精制步骤采用结晶、干燥。
4、生物分离的依据根据混合物中不同组分间物理、化学和生物学性质的差别。
5、生物分离效率分离效率从两个角度评价:分离方法和设备;分离过程和产品。
(1)分离方法和设备评价指标有分离容量、分离速度、分辨率1)分离容量:单位体积的分离设备(或分离介质)处理物料或目标产物的体积或质量。
2)分离速度:单批次分离所需要的时间,或连续分离的进料速度。
3)分辨率:目标产品的纯化效果或杂质的去除能力。
(2)分离过程和产品从具体分离过程对目标产品的浓缩程度、纯化程度和回收率来评价。
6、细胞分离方法重力沉降、离心沉降、过滤。
1)凝聚是指在电解质作用下,由于胶粒之间双电层排斥电位的降低,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,基于架桥作用,使细胞聚集形成粗大的絮凝团的过程。
7、细胞破碎方法机械破碎法、非机械破碎法(物理破碎、化学破碎、酶促破碎法)8、选择破碎方法的依据1)细胞处理量;2)细胞壁强度和结构(高聚物交联程度、种类和壁厚度);3)目标产物对破碎条件的敏感性;4)破碎程度;5)目标产物的选择性释放。
9、沉淀法基本原理就是采用适当的措施改变溶液的理化参数,控制溶液中各种成分的溶解度,根据不同物质在溶剂中的溶解度不同而达到分离的目的。
10、沉淀法应用范围不仅用于实验室中,因其不需专门设备,且易于放大,也广泛用于生产的制备过程,是分离纯化生物大分子,特别是制备蛋白质和酶时最常用的方法。
《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范围,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内,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
生物分离工程生物分离工程是指采用物理、化学和生物学方法将生物体或其组成部分从混合物中分离出来,并纯化得到目标物质的一种工程领域。
该领域涉及到许多专业知识,包括生物学、生化学、物理化学等多个学科的理论和技术,应用广泛。
生物分离工程的目的是将生物体中的目标物分离出来,以便进行药物发现、分析化学以及生命科学研究等方面的应用。
生物分离工程包括生物分离过程、分离器设备及工艺控制等多个方面。
生物分离过程是将混合物中的目标物通过特定的工艺流程进行分离,得到纯化的目标物质。
一般包括以下几个步骤:(1)前处理:对样品进行初步处理,如细胞破碎、离心、过滤等。
(2)初步分离:将混合溶液通过某些技术方法进行初步分离,如各种色谱技术、电泳分离、凝胶柱分离等。
(3)中间分离:在初步分离的基础上,对样品进一步处理,如双向电泳、反渗透膜分离、超重力分离等。
(4)终极分离:最后通过某些技术,将目标物质从混合物中完全分离出来,如聚集素层析、反转移层析、凝胶电泳等。
分离器设备是指在生物分离过程中使用的各种设备,根据不同的分离过程,分离器设备也有所不同。
例如,在分离蛋白质时,最常用的分离器设备是各种色谱技术和电泳分离设备,而在分离细胞时,采用的设备则主要是离心机、过滤器等。
工艺控制是指对生物分离工程中各个步骤进行控制和调节,以确保分离工艺的有效性和纯化度的提高。
常用的工艺控制手段包括调节温度、压力、流量等系列参数的控制,并且可以采用自动化操作,进一步提高生物分离工程的自动化程度。
生物分离工程的应用非常广泛,包括生命科学研究、药物研发、食品工业以及纯化工程、环境保护等方面。
例如,在药物研发中,生物分离工程用于分离制备药物,提高药物纯度和效果;在食品工业中,生物分离工程用于提高食品的品质和安全性;在环境保护中,生物分离工程可用于处理污水和有害气体等。
总之,生物分离工程是一项复杂、细致的研究领域,在各个行业都有广泛的应用。
随着科技的发展和人们对生命科学研究的不断深入,生物分离工程将会越来越得到关注和重视,为人们的生活和健康做出更大的贡献。
生物分离工程名词解释
生物分离工程:,从生物产品的生产技术来看:指生物产品的下游加工过程(Down stream processing)。
➢从生物工程的新技术看,主要指工程菌和动植物细胞产品的分离与纯化。
➢从研究对象看,主要指生物大分子产品的分离与纯化。
➢➢➢包涵体(inclusion body):外源蛋白质在大肠杆菌中高效表达时常形成不可溶、无生物活性的聚集体。
➢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。
➢胶体是一种尺寸在1~100 nm以至1000 nm的分散体。
它既非大块固体,又不是分子分散的液体,而是具有两相的微不均匀分散体系。
➢沉淀定义:物理环境的变化引起溶质溶解度降低,生成固体凝聚物(aggregrates)的现象➢盐析: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。
➢利用蛋白质在pH值等于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称为等电点沉淀法➢泡沫分离:根据表面吸附的原理,利用通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体对液相中的溶质和颗粒进行分离,又称泡沫吸附分离,泡沫分级或鼓泡分级。
➢在一种流体相间内或者两种流体相间,有一层薄的凝聚相物质,其把流体相分隔开来成为两部分,并在两部分之间进行传质作用,这一薄层物质称为膜。
➢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。
➢微滤( Microfiltration ,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;➢超滤( Ultrafiltration ,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;➢反渗透(Reverse osmosis, 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);➢纳滤(Nanofiltration,NF ):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;➢电渗析(Electrodialysis,ED):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;➢超滤:根据高分子溶质之间或高分子与小分子溶质之间分子量的差别进行分离的方法。
生物分离工程
生物分离工程名词解释1、错流过流:料液流动方向与过滤介质平行的过滤属于错流过滤。
其常用的过滤介质为微孔滤膜或超滤膜。
2生物分离工程:指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液中分离、纯化生物产品的过程。
3. 盐析: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4、沉淀:是指在溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低,生成无定形固体从溶液中析出的过程。
5、等电点沉淀:指利用蛋白质在PH等于其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分离的方法。
6、萃取:萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液(原料)中提取出来的方法。
7、带溶剂:是指易溶于溶剂中并能够和溶质形成复合物且此复合物在一定条件下又容易分解的物质,也称为化学萃取剂。
8、细胞破碎:是指利用各种方法去破坏细胞壁和细胞膜,使胞内产物有效的释放出来。
9、包含体:包含体是聚集蛋白形成的浓密颗粒,呈无定形或类晶体。
10、乳化现象:是一种液体分散在另一种不相混合的液体中的现象。
11、超临界流体:是温度和压力同时高于临界值的流体,亦即压缩到具有接近液体密度的气体。
12、超临界流体萃取:是指利用超临界流体作为萃取剂,从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性成分,以达到分离和纯化的目的。
13、蒸发浓缩:是利用加热的方法使溶液中的一部分溶剂(通常为水)汽化后除去,得到含较高浓度溶质的一种操作过程。
14、结晶:是溶液中的溶质在一定条件下因分子有规则的排列而结合成晶体的过程。
15、双水相萃取:利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。
16、分离:是利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异,通过适当的装置和方法,使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一区域的过程。
17、亲和沉淀:亲和沉淀是利用蛋白质与特定分子(配基、基质、辅酶)之间高度专一作用而设计的一种特殊选择性的分离技术。
18、重结晶:第一章1、生物分离工程主要目标产品类型:直接产物,即由发酵直接生产,分离过程从发酵罐流出物开始间接产物:即由发酵过程得到细胞或酶,再经转化和修饰得到产品。
生物分离工程
绪论1、生物分离工程的定义: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、生物分离工程特点:1发酵液或培养液是产物浓度很低的水溶液;2培养液是多组分的混合物;3生化产品的稳定性差;4对最终产品的质量要求高。
3、生物分离工程可分为几大部分,分别包括哪些单元操作?答:1、发酵液的预处理与固液分离,过滤(filtration) 、离心(centrifugation) 2、初步纯化,沉淀(precipitation) 、萃取(extraction) 、吸附(adsorption )、膜分离(membrane separation) 3、高度纯化,色谱(chromatography )、电泳(electrophoresis) 4、成品加工,结晶(crystallization) 、干燥(drying)。
4、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?答: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、产品和主要杂质独特的物化性质6、不同分离方法的技术经济比较。
5、阐述生物分离工程的发展动向。
答、1、基础理论研究2、提高分离过程的选择性3、开发分离介质4、提高分离纯化技术5、清洁生产6、规模化、工程化研究6、分离效率的评价:目标产物的浓缩程度、分离纯化程度、回收率第二章细胞分离与破碎Cell isolation and disruption1 如何预处理发酵液?答:1.高价无机离子的去除方法去除钙离子:通常使用草酸。
去除镁离子:加入三聚磷酸钠,与镁离子形成络合物。
用磷酸盐处理,也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。
去除铁离子:加入黄血盐,使其形成普鲁士蓝沉淀而除去。
2、杂蛋白质的除去:沉淀、吸附法、变性法、凝聚Coagulation和絮凝flocculation 3.有色物质的去除及其他:使用吸附剂去除有色物质(离子交换剂、离子交换纤维、活性炭等) 、用工业酶制剂可净化发酵产物,除去干扰性浑浊物、使用惰性助滤剂、加入反应剂2 凝聚和絮凝的区别答:凝聚:向胶体悬浮液中加入电解质,由于双电层电位降低,使胶体体系不稳定,胶体粒子间因相互碰撞而产生凝集(1mm左右)的现象。
生物分离工程kaosi
生物分离工程:是指从发酵液、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。
凝集:指在投加的化学物质(如水解的凝集剂、铝、铁的盐类或石灰等)作用下,发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。
絮凝:指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用,使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
蛋白质复性:又称再折叠,是指变性蛋白质在变性剂去除或浓度降低后,就会自发地从变性的热不稳定状态向热稳定状态转变,形成具有生物学功能的天然结构沉淀:又称为沉析,是指在溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低,生成无定形固体从溶液中析出的过程。
萃取:是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液(原料)中提取出来的方法盐析:蛋白质在高离子强度溶液中溶解度降低,以致从溶液里沉淀出来的现象。
分配定律:在恒温恒压条件下,溶质在互不相溶的两相中分配时,达到分配平衡后,如果其在两相中的相对分子质量相等,则其在两相中的平衡浓度之比为一常数,此常数称为分配常数A,A=c1/c2浓差极化:较高的压力和料液浓度以及缓慢的膜面流速可造成膜表面溶质浓度高于主体浓度,形成高浓度边界层,使料液侧膜面的渗透压升高,有效压差减小的现象。
凝胶极化:是指在膜分离的过程中,由于溶质受到膜的截留作用,不能完全通过膜,溶质在膜表面附近浓度升高,导致膜两侧的有效压差减少,膜的通透量降低,当膜表面附近的浓度超过溶质的溶解度时,溶质析出,并在膜的表面形成凝胶层的过程。
阻滞因素:又称迁移率,是指一定条件下,在相同的时间内某一组分在固定相移动的距离与流动相本身移动的距离之比值,常用Rf(Rf≤1)表示。
正向色谱:是指固定相的极性高于流动相的极性,在这种色谱过程中,非极性分子或极性小的分子比极性大的分子移动速度快,先从柱中流出来;反向色谱:是指固定相的极性低于流动相的极性,在这种色谱过程中,极性大的分子比极性小的分子移动的速度快,而先从柱中流出。
生物分离工程考试重点
一、名词解释:生物分离工程:是从微生物、动植物细胞及其生物化学产物中提取有用物质的技术。
过滤:是指在某一种支撑物上放置过滤介质,注入含固体颗粒的溶液,是液体通过固体颗粒留下,是固液分离的常用方法之一。
凝集:是指在某些电解质作用下,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。
絮凝:是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。
离心分离: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,这一过程也称为沉降。
离心过滤:是将料液送入有孔的转鼓并利用离心力场进行过滤的过程,以离心力为推动力完成过滤作业,兼有离心和过滤的双重作用。
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。
至少有一相为液相。
吸附:一种物质从一相移动到另外一相的现象称为吸附。
如果吸附仅仅发生在表面上,就称为表面吸附;如果被吸附的物质遍及整个相中,则称为吸收。
吸附等温线:固体吸附剂从溶液中吸附溶质达到平衡时,其吸附量与溶质浓度和温度有关。
当温度一定时,吸附量与浓度之间的函数关系。
膜:在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质,把流体相分隔开来成为两部分,这一薄层物质称为膜。
膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体。
膜污染:原料液中的微粒或大分子与膜有理、化或机械作用而引起的在膜表面或孔内吸附、沉积造成膜孔径变小甚至堵塞的不可逆现象。
浓差极化:膜表面的浓度高于主体浓度的现象。
(是可逆的)蒸发:使含有不挥发性溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸气,从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。
结晶:是从液相或气相生成形状一定、分子(或原子、离子)有规则排列的晶体的现象。
是新相生成的过程;是利用溶质之间溶解度的差别进行的一种分离操作。
重结晶: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,将晶体用合适得溶剂溶解再次结晶,从而使其纯度提高。
天津农学院分离工程名词解释
名词解释生物分离工程:又称生物工业下游技术。
是指对于由生物界自然产生的或微生物菌体发酵的、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,最终使生物原料成为产品的技术。
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。
凝聚:指在电解质作用下,由于胶粒之间双电层电排斥作用降低,电位下降,而使胶体体系不稳定的现象絮凝:指在某些高分子絮凝剂存在下,基于桥架作用,使胶粒形成较大絮凝团的过程。
助滤剂:是一种不可压缩的多孔微粒,它能使滤饼疏松,滤速增大。
溶剂萃取:把目标物质从第一个液相中依靠更强大的溶解力抽提到第二个液相中的过程。
分离因素(分离系数):若在同一体系中有两种溶质A和B,它们在相同条件下的分配常数分别为K A、K B,则分离系数β的定义为:β=K A/K B乳化:一种液体(分散相)分散在另一种不相混溶的液体(连续相)中的现象。
液固萃取:又称浸取或提取,是一种分离和富集某些天然产物、生化试剂和添加剂的有效手段。
由于溶剂渗入固体试样内部是比较缓慢的过程,因此液固萃取需要较长的时间,一般需要连续萃取。
超临界流体萃取:以超临界流体作萃取剂,利用它对溶质具有特异增加的溶解能力的特性,将其从液体或固体中萃取到超临界流体中,然后通过降压或升温析出产物的分离过程。
双水相:当两种聚合物或一种聚合物与一种无机盐溶于同一溶剂时,由于聚合物之间或聚合物与无机盐之间的不相容性,当他们达到一定浓度时,就会分成不互溶的两相。
反胶团:是表面活性剂分子溶于非极性溶剂中,当表面活性剂达到一定的浓度时,自发形成的极性头朝内而非极性头朝外的内含微小水滴的聚集体膜:膜在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质,把流体相分隔开来成为两部分,这一薄层物质称为膜。
浓差极化:在膜分离过程中,一部分溶质被截留,在膜表面及靠近膜表面区域的浓度越来越高,造成从膜表面到本体溶液之间产生浓度梯度,这一现象称为“浓差极化”。
生物分离工程重点
生物分离工程重点绪论1.名词解释生物分离工程的定义: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。
分离容量:指单位体积的分离设备处理料液或目标产物的体积或质量。
分辨率:指目标产品的纯化效果或杂质的去除能力。
2.在大多数生物产品的开发研究中,后处理过程的研究费用占全部费用的50%以上;在产品的成本构成中,后处理成本占总成本的40%-80%;对于精细和药用的产品,此比例就更高, 生产过程中后处理投入的人力和物力占全部的70%-90%。
3.一个完整的分离纯化处理过程可分为三个阶段:目标产物捕获;目标产物初步纯化;目标产物高度纯化和精制。
(1)目标产物捕获作用:除去与目标产物性质有很大差异的杂质,从复杂的料液中分离出目标产物,将产物浓缩并转移到能保护产物活性的环境中。
特点:1)料液的体积变化最大,产物浓缩2)杂质去除量最多3)使用的设备要求较高4)产物的损失和能耗最大步骤:1)原料液的预处理原因:原料液中产物的浓度较低,料液组成复杂,其中所含的各种杂质都会对产物的分离纯化产生很大的影响。
目的:主要用来改进原料液的处理性能。
分离细胞、菌体和其他悬浮颗粒,除去原料液的部分可溶性杂质,为产物的纯化、精制作准备。
方式:调pH、加热、过滤、离心分离(填空选择)2)细胞破碎(2)目标产物初步纯化:利用萃取、沉淀、吸附等方法将目标产物从存在的位置获取初步进行分离纯化,包含体变复性,仍存在较多杂质(3)目标产物高度纯化和精制阶段:最主要的分离方法是层析4.生物分离的一般流程预处理→细胞分离→细胞破壁→碎片分离→提取→精制→成品化加热过滤匀浆法离心沉淀(重)结晶浓缩调pH 离心研磨法膜分离吸附离子交换干燥絮凝膜分离酶解法萃取色谱分离无菌过滤超滤膜分离结晶5. 设计前应了解的信息(了解)(1)在设计前,首先要掌握产物的物化性质,包括:溶解度及影响因素:温度、pH值、有机溶剂和盐等;分子量和分子形状:对于高分子物质非常有意义;沸点和蒸汽压:对于热稳定的小分子物质非常有意义;极性大小;分子电荷及影响因素:包括pH值和盐等;功能团:功能团为萃取剂和特异性吸附的选择提供依据;免疫原性:设计亲和色谱;稳定性及其影响因素:温度、pH值、毒性试剂等(如青霉素低pH不稳定);泳动度及影响因素:pH、离子强度和盐等;等电点(2)成品规格(或产品质量标准)(3)进料的组成和物性(4)生产规模(5)分批分离还是连续纯化(6)危害性6.分离纯化的评价指标:总蛋白;酶活性;比活性;纯化因子;回收率(每步的方法都掌握)(1)回收率(2)纯化因子对于具有生物活性的蛋白质或酶,常常用分离前后目标产物的比活 A [U/mg]之比表示目标产物的分离纯化程度。
生物分离工程重点
1.生物分离工程:是指从发酵液、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。
它描述了生物产品分类里、纯化过程的原理、方法和设备。
因为它处于整个生物产品过程的后端,所以也称为生物工程下游技术。
2.生物分离工程的一般流程:(1)发酵液的预处理:主要采用凝聚和絮凝等技术来加速固相、液相分离,提高过滤速度。
过滤和离心是发酵液预处理最基本的单元操作。
(2)产物的提取:可采用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作。
(3)产物的精制:(高度纯化)主要是除去与目标物性质相近的杂质。
这一阶段的单元操作涉及色谱分离技术有层析(包括柱层析和薄层层析)、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱。
(4)成品的加工处理:单元操作主要由浓缩、结晶和干燥。
3.生物分离过程的体系特殊:(1)原料液的特点:生物分离与纯化处理的原料液体系十分复杂,含有为生物细胞、菌体、代谢产物、未耗用的培养基以及各种降解目标产物的杂质;原料液中常存在与目标分子在结构等理化性质上及其相似的分子及异构体,形成用普通方法难于分离的混合物;除少数特定的生化反应系统,原料液是产物浓度很低的水溶液;原料液低于环境变化(热、pH药物等)的能力差,溶液发生活性降低甚至丧失(变性失活)。
(2)对产物的要求:在分离纯化过程中必须保持目标物的生物活性;粗产物的纯度较低,而最终产品要求的纯度却极高;用作医药、食品和化妆品的生物产物与人类生命息息相关,要求最终产品的质量必须符合药典、试剂标准和食品规范等国家标准。
4.发酵液预处理的方法:按预处理的目的分为:提高过滤速度的方法(凝集和絮凝)、改变发酵液性质的方法(调节pH法)和杂质去除的方法三类。
其具体的方法有凝集和絮凝、加热法、调节pH法、加水稀释法、加入助滤剂法、加吸附剂法或加盐法、高价态无机离子去除的方法、可溶性杂蛋白质去除的方法、色素及其他杂质去除的方法等。
5.凝集:是指在投加的化学物质(如水解的凝集剂,铝、铁的盐类或石灰等)作用下,发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。
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。
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。
生物物质分离工程
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。
生物分离工程
生物分离工程
生物分离工程,也称为生物酶工程,是一项技术,用于从生物体中分离和分离生物分子,特别是酶类的分离。
生物分离工程是一项具有挑战性的技术,它利用了自然界中生物体之间,分子之间的某种化学和物理联系,从而实现了生物体和生物体之间,因而也实现了分子与分子之间的分离,有时甚至可以实现不同基因组的物质的分离。
生物分离工程涉及到2个主要工作步骤:1)通过化学和物理方法,将原始样品中的分子分离出来;2)经过精细的技术,对得到的分子进行细解,进一步提取出有价值的酶及其仿生物体。
体外分离的原则包括化学组分改变,细菌分离,细胞分离,离心分离和膜分离等。
化学组分改变是最常用的原理之一,它通过改变样品的pH值或离子强度,实现分子的有效分离。
细菌分离可以通过替代培养基,修饰培养基或培养环境,从而实现细菌新陈代谢物的有效提取。
细胞分离则将不同种类的细胞从一起混和的物质中,单独分离出来。
离心分离是利用离心力将成分分离出来,它可以提取出细胞及细胞含量高的混合物,从而为进一步细胞分离提供前提。
膜分离是将非常细胞分子从其他颗粒分离出来的一种技术,它的实现原理是利用膜的渗透性将分子分离出来,从而达到分离的效果。
生物分离工程在医药、农业等多个领域有着重要应用,它可以帮助科学家获取有益的酶及其仿生物体,使用它们开发新型药物,优化农作物营养素,生产生物催化剂,等等,从而为人类的生活带来极大的好处。
总之,生物分离工程是一项非常有益的技术,其应用已经深入到了多个领域,为研究者们带来了巨大的帮助,可以使科学家获取具有良好抗病及其他特性的巨大机会,从而推动科学研究取得新的进展。
生物分离工程总结
1,生物分离工程:是指从发酵液,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。
它描述了生物产品的分离,纯化过程的原理,方法和设备,因为它处于整个生物产品生产过程的后端,所以也称为生物工程下游技术。
2,凝集:通过加入无机盐,在无机盐作用下,发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成块状絮凝体的过程。
3,絮凝:指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用,使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
4,离心分离:是指在离心场的作用下,将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。
5,过滤:发酵液通过一种多孔介质,固体颗粒被截留的过程。
6,滤饼过滤:固体颗粒沉积于过滤介质表面形成滤渣层。
7,深层过滤:固体颗粒进入并沉积于多孔孔道内,溶液经孔道缝隙流过滤渣。
8,细胞破碎:是采用一定的方法,在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜,使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术,是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质的基础。
9,机械破碎法:通过机械运动产生的剪切力使组织细胞破碎。
10,物理破碎法:通过各种物理因素作用,使组织细胞的外层结构破坏,使细胞破碎。
生物分离工程(下游加工过程)11,化学破碎法:通过各种化学试剂对细胞膜的作用,使组织细胞的外层结构破坏,使细胞破碎。
12,通过细胞本身酶系或外加酶催化剂的催化作用,使外层结构破坏。
13,超声破碎法:在超声波作用下,液体发生空化作用,空穴的形成,增大和闭合产生极大的冲击波和剪切力,使细胞破碎。
14,空化作用:指存在于液体中的微气核空化泡在声波作用下发生变化,声压达到一定值,在声波纵向传插负压区,空泡化增大,在声波传播的正压区,空泡闭合,在反复增大,闭合中,空泡化崩溃,崩溃的瞬间,产生巨大的剪切力。
15,酶解法:利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞,使细胞壁受到破坏后,再利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜。
16,酶解—自溶作用:利用生物体自身产生的酶来溶胞,而不需要外加其他酶。
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生物分离工程:,从生物产品的生产技术来看:指生物产品的下游加工过程(Down stream processing)。
从生物工程的新技术看,主要指工程菌和动植物细胞产品的分离与纯化。
从研究对象看,主要指生物大分子产品的分离与纯化。
包涵体(inclusion body):外源蛋白质在大肠杆菌中高效表达时常形成不可溶、无生物活性的聚集体。
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。
胶体是一种尺寸在1~100 nm以至1000 nm的分散体。
它既非大块固体,又不是分子分散的液体,而是具有两相的微不均匀分散体系。
沉淀定义:物理环境的变化引起溶质溶解度降低,生成固体凝聚物(aggregrates)的现象盐析: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。
利用蛋白质在pH值等于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称为等电点沉淀法泡沫分离:根据表面吸附的原理,利用通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体对液相中的溶质和颗粒进行分离,又称泡沫吸附分离,泡沫分级或鼓泡分级。
在一种流体相间内或者两种流体相间,有一层薄的凝聚相物质,其把流体相分隔开来成为两部分,并在两部分之间进行传质作用,这一薄层物质称为膜。
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。
微滤( Microfiltration ,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;超滤( Ultrafiltration ,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;反渗透(Reverse osmosis, 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);纳滤(Nanofiltration,NF ):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; 电渗析(Electrodialysis,ED):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;超滤:根据高分子溶质之间或高分子与小分子溶质之间分子量的差别进行分离的方法。
微滤:一种从悬浮液中分离固形成分的方法,是根据料液中的固形成分与溶液溶质在尺寸上的差异进行分离的方法。
透析定义:利用具有一定孔径大小、高分子溶质不能透过的亲水膜将含有高分子溶质和其它小分子溶质的溶液与纯水或缓冲液分隔的过程。
由于膜两侧的溶质浓度不同,高分子溶液中的小分子溶质在浓差作用下透过亲水膜进入缓冲液中。
这种溶质从半透膜的一侧透过膜至另一侧的过程,称为透析。
电渗析是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水通量是指膜材料的纯水透过通量,其是在一定条件下(0.1 MPa,温度为20℃)通过测量一定量纯水所需的时间测定。
膜污染:固体或溶质在膜面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,使膜通量变小与分离性能恶化的暂时性不可逆变化的现象。
此时,必须停止操作,对膜系统进行清洗,恢复膜组件分离性能.萃取:利用溶质分子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,利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。
当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时,即一种分子周围将聚集同种分子而排斥异种分子,则在达到平衡时,就形成分别富含不同聚合物的两相。
含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相容性。
蛋白质疏水性:利用已知其疏水性因子HF的双水相体系,测定某种处于其等电点处的蛋白质在这些体系中的分配系数,从而建立分配系数与双水相疏水性因子HF之间的关系,如果两者之间呈线性关系,则该直线的斜率可定义为这种蛋白质的表面疏水性液膜分离:由水溶液或有机溶剂构成的液体薄膜将与之不互溶的液体分隔开来,使其中一侧液体中的溶质选择性地透过液膜进入另一侧,从而实现溶质间的分离。
◆反胶团:表面活性剂在有机溶剂中形成的胶团吸附吸附是溶质从液相或气相转移到固相的现象,即利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力,使其富集在吸附剂表面。
吸附操作利用固体吸附的原理从液体或气体除去有害成分或提取回收有用目标产物的过程。
交换容量是单位质量的干燥离子交换剂或单位体积的湿离子交换剂所能吸附的一价离子的毫摩尔数。
交换容量是表征离子交换能力的主要参数一定条件下,流体(气体或液体)与吸附剂接触,流体中的吸附质被吸附剂吸附,经足够长时间后,吸附质在两相中的含量不再改变,即吸附质在流体和吸附剂上的分配达到一种动态平衡,称为吸附平衡。
在废水处理中常用固定床吸附装置。
其构造与快滤池大致相同。
吸附剂填充在装置内,吸附时固定不动,水流穿过吸附剂层。
固定床吸附:固定床可分为单床和多床系统。
多床又有并联与串联两种,前者适于大规模处理,出水要求较低,后者适于处理流量较小,出水要求较高的场合。
穿透曲线:吸附过程中吸附塔出口溶质浓度的变化曲线称为穿透曲线穿透点:出口处溶质浓度开始上升的点称为穿透点穿透时间:达到穿透点所用的操作时间称为穿透时间吸附带:在吸附过程中,当吸附塔内某处溶质达到吸附饱和后,该位置处固液两相的浓度均不再改变。
而在其下游区域仍然存在着溶质浓度从c0到0的变化区域。
一般将吸附塔中液相(或固相)溶质浓度从c0(或q0)到0的分布区域称为浓度波或吸收带色谱法:利用混合物中各组分在两相间分配系数的不同,当两项作相对位移时,各组分在两相间经过反复多次的分配平衡,使得各组分被固定相保留的时间不同,从而获得分离(各组分按一定次序由固定相中流出)。
1)时间表示的保留值保留时间(t R):从进样到柱后出现待测组分浓度极大值时所需的时间死时间(t M):不与固定相作用的气体(如空气)的保留时间调整保留时间(t R '):t R'= t R-t M用体积表示的保留值保留体积:从进样到柱后出现待测组分浓度极大值时所通过的载体体积死体积:色谱柱内除了填充物固定相以外的空隙体积、色谱仪中管路和连接头间的空间及检测器空间的总和。
)相对保留值:r21组分2与组分1调整保留值之比:区域宽度即色谱宽度,通常衡量色谱峰宽度参数有三种表示方法:(1)标准偏差(σ)即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。
(2)半峰宽(Y1/2)峰高一半处色谱的宽度 Y1/2 =2.354 σ(3)峰底宽(W b)通过流出曲线的拐点所做的切线在基线额截距W b=4分离度(Resolution, R)同时反映色谱柱效能和选择性的一个综合指标。
也称总分离效能指标或分辨率亲和作用:生物分子能够区分结构和性质非常接近的其他分子,选择性地与其中某一种分子相结合,这种作用力成为亲和作用。
分子间的亲和识别包括抗体-抗原、酶-底物、激素-受体等亲和作用。
亲和色谱:又叫亲和层析,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。
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。
即利用生物高分子物质与相应专一配基分子可逆结合的原理,把与目的产物具有特异亲和力的生物分子固定化后作为固定相,则含有目的产物的混合物(流动相)流经此固定相后,可把目的产物从混合物中分离出来的分离技术。
干燥:利用热能除去目标产物的浓缩悬浮液或结晶(沉淀)产品种湿分(水分或有机溶剂)的单元操作。
结晶:是从液相或气相生成形状一定分子(原子、离子)由规则排列的晶体现象。
目的基因的克隆是利用一个单一的基因副本的行为。
有pcr方法,凝胶电泳方法,色谱法,琼脂糖凝胶电泳法,质粒法等。
具体方法可分别检索文献。
常用的植物目的基因克隆技术1、通过已知基因产物的分析和鉴定这类技术主要通过生物化学和病理学研究分离鉴定有关基因的蛋白产物,并对蛋白质氨基酸顺序进行分析,推断出编码该蛋白质的基因序列,然后通过抗体、寡聚核苷酸探针或PCR制备的探针对文库进行筛选来分离目的基因。
如植物抗病虫基因工程中常用的苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因(Bt基因)、豇豆胰蛋白酶抑制基因(CpTI基因)、病毒外壳蛋白基因(CP基因)等。
当其他植物的同类基因已分离到并且核苷酸序列保守性较高时,也可直接用这些已知的基因片段作探针对未克隆到该基因的植物基因文库进行筛选,也可分离到未知的新基因。
2、通过遗传表型分析(1)基因标鉴法。
该法是利用转座子或T-DNA插入植物的基因组中引起某一基因失活产生一些突变体,然后用相应转座子或T-DNA对突变体文库进行筛选,以选到的阳性克隆片段为探针,再筛选野生型植物因文库分离目的基因。
如将一株带有功能的转位因子系统的植物与另一株在遗传上有差异的同种植物杂交,在杂交后代中筛选由于转位因子插入到某一特定基因序列中导致表型破坏或改变的突变株,用该纯合突变株构建基因文库,然后将转位因子用同位素标记作探针,从该文库中筛选出带有同源转位因子的目的基因。
该法主要限于二倍体的自花授粉作物如玉米、金鱼草等。
应用该法已分离出与玉米种子发育有关的Viviparious-1基因及与金鱼草花发育有关的一些基因等。
(2)激发子的寄主受体基因克隆技术。
该技术是利用病菌无毒基因(avrgene)编氲募し⒆佑爰闹骺共』?虮嗦氲氖芴逯?浯嬖诓磺缀偷幕プ鞴叵担?圆≡?し⒆拥鞍孜?咚鞣掷牒涂寺〕鲆恍┘付≈士共』?颍?绶?延胛薅净?騛vr9对应的抗病基因cf9,与avrPto对应的抗病基因pto;拟南芥菜与avrRPS2对应的抗病基因rpS2等。
3、以图谱为基础的定位克隆技术以图谱为基础的定位克隆技术在分离未知产物的基因方面有广阔的应用前景。
该法的基本前提是基因定位,然后以紧密连锁的分子标记如RFLP等为起点,通过染色体步移逐步向目标基因靠近,最终克隆基因。
其主要步骤包括:(1)将目标基因定位在高密度的分子标记连锁群上;(2)利用PFGE将连销标记的遗传图谱距转换成物理距离;(3)构建YAC文库,找到含连锁标记的YAC克隆,并通过克隆的排序获得目标基因的DNA片段;(4)通过转化和功能互补试验证实基因所在的DNA片段。
如用该技术已分离出番茄抗根结线虫mi基因和拟南芥菜抗细菌性茎腐病的RPM1基因等。