《生物产品分离分析技术》教学大纲

《生物产品分离分析技术》教学大纲

Separation and Analysis of Bioproducts

课程编码：27A11417 学分： 4.0 课程类别：专业必修课

计划学时：64 其中讲课：32 实验：32

适用专业：生物技术

推荐教材：顾觉奋主编，《分离纯化工艺原理》，中国医药科技出版社，2002。

参考书目：1. 欧阳平凯编著，《生物分离原理及技术》，化学工业出版社，2010。

2. 严希康主编，《生物物质分离工程》，化学工业出版社，2010。

3. 俞俊棠主编，《新生物工艺学（下）》，化学工业出版社，2002。

4. 李俊玲主编，《生物产品分离分析技术实验》，济南大学出版社，2016。

课程的教学目的与任务

通过本课程的学习，使学生了解生物体系的基本特点及对分离过程的特殊要求,掌握生物物质的分离纯化方法的基本原理、工业操控方式与操控因素及其适用性。培养学生结合基础知识分析解决试验研究和工业化生产可能遇到的根本问题的能力。通过对本课程的学习，能使学生针对不同产品的特性，较好地运用各种分离技术来设计合理的提取、精制的工艺路线，并能从理论上解释各种现象，提高分析问题和解决问题的能力。

课程的基本要求

通过本课程的学习，使学生了解生物体系的基本特点及对分离过程的特殊要求,掌握生物物质的分离纯化方法的基本原理、工业操控方式与操控因素及其适用性。培养学生结合基础知识分析解决试验研究和工业化生产可能遇到的根本问题的能力。

各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）

第一章：绪论建议学时：2 [教学目的与要求] 掌握生物分离工程在生物工程领域的地位，生物分离过程的特点以及生物分离过程的分类。

[教学重点与难点] 准确理解生物分离过程的特点。难点：正确理解生物分离过程与普通化工产品分离的区别，准确理解生物分离过程的特点。

[授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授课内容] 1.生物分离工程的历史及应用；2.生物分离过程的特点。

第二章：发酵液的预处理和固液分离建议学时：4

质和改变滤液性质，以利于提取和精制的顺利进行。

[教学重点与难点] 悬浮液的一般特征和预处理的方法，掌握细胞壁的破碎方法。难点：细胞破碎方法的原理和影响因素。

[授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授课内容]

§2.1 发酵液的预处理和菌体的回收

悬浮液的一般特征和预处理的方法；

悬浮液的分离过程和分类及常用的过滤法。

§2.2 细胞的破碎与分离

细胞壁的结构和化学组成；

细胞壁的破碎方法；

基因工程表达产物后处理的特殊性。

第三章：萃取建议学时：4 [教学目的与要求] 了解萃取分离原理、典型萃取设备，掌握萃取分离的基本方程、各种萃取过程的相关计算、典型萃取方法的分离原理。

[教学重点与难点] 萃取分离的基本方程，单级萃取和多级萃取，超临界萃取，双水相萃取，反微团萃取。难点：萃取分离的基本方程及计算，单级萃取和多级萃取的有关计算。

[授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授课内容]

§3.1 萃取

萃取分离原理；

单级萃取和多级萃取过程；

微分萃取操作：典型萃取设备的结构、萃取过程的解析计算法；

液-液萃取设备与流程。

§3.2 萃取分离的基本方程

固体浸取：固体浸取的原理与计算、典型浸取设备的工作原理；

超临界萃取：超临界流体的性质、超临界萃取的特点及在多方面的应用；

双水相萃取：双水相萃取的原理、影响因素及应用；

反微团萃取。

第四章：吸附及离子交换建议学时：4 [教学目的与要求] 了解吸附的基本概念，掌握各种吸附过程的原理、特点。

[教学重点与难点] 吸附等温线，影响吸附的因素，亲和吸附，间歇吸附，固定床吸附过程分析，离子交换的概念、分类及原理，离子交换树脂的命名、理化性能，离子交换选择性

的影响因素，树脂的处理和再生，软水和无盐水的制备。难点：吸附等温线及相

关计算，间歇吸附的计算，固定床吸附的计算。

[授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

§4.1 吸附

吸附的有关概念：吸附类型、常用吸附剂、吸附等温线；

亲和吸附:亲和吸附的原理、特点、载体及吸附的影响因素。

§4.2 离子交换

间歇吸附与连续搅拌吸附:Langmuir吸附等温线、操作方程；

固定床吸附过程分析:动力学方程及解析；

离子交换:基本概念、分类、分离原理及相关设备。

第五章：色谱分离建议学时：4 [教学目的与要求] 掌握色谱分离法的分类和基本概念，了解常用色谱分离方法的基本原理及应用。

[教学重点与难点] 重点：色谱分离的基本概念，吸附色谱法及载体的选择，凝胶色谱法的特点。难点：色谱分离产物回收率的计算。

[授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授课内容]

§5.1 色谱分离基本概念

色谱分离基本概念：分类、分配系、阻滞因数、洗脱容积、塔板理论、回收率和纯度。

§5.2 常用色谱法

基本色谱法：吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、凝胶色谱法、纸色谱法、薄层色

谱法、高压液相色谱；

其他常用色谱法：免疫亲和色谱、疏水作用色谱、金属螯合色谱、共价作用色谱。

第六章：膜分离建议学时：4 [教学目的与要求] 了解膜分离的有关概念、各种膜分离装置，掌握超滤的传质方程和相关计算。

[教学重点与难点] 重点：超滤的传质方程和相关计算，超滤膜的选择，超滤过程分析。难点：超滤的传质方程和相关计算，超滤过程分析。

[授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授课内容]

§6.1 基本概念

基本概念：常用滤膜、渗透压；

膜分离过程的传质动力学。

§6.2 膜分离

超滤；

电渗析过程及装置。

第七章：沉析建议学时：4 [教学目的与要求] 掌握各种沉析方法的原理及影响因素，了解沉析的操作。

[教学重点与难点] 重点：盐析及其影响因素，有机溶剂沉析及其影响因素，等电点沉析原理，大规模沉析的相关计算。难点：大规模沉析的相关计算。

[授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。