生物分离技术
生物化学中的常用分离技术
生物化学中的常用分离技术生物化学是研究生命体内分子组成、结构与功能的学科，其中分离技术是非常重要的一环。
生物化学中的常用分离技术包括离心、层析、电泳等方法。
离心是最常见的分离技术之一，它是利用离心机的高速旋转原理来实现样品中分子成分的分离。
离心机通常将样品置于高速旋转的离心轮之中，离心轮旋转时会为样品造成一个向外的离心力，使得样品中具有不同密度的分子成分向离心轮的不同位置沉降，达到分离的目的。
离心常常被用于分离细胞和其它生物样品中的非溶解性颗粒物和蛋白质等生物大分子。
层析法是一种基于固体相和液相之间的亲和性差异来实现分离的技术。
它通过将样品混合于一种固定相（比如色谱柱中的色谱填料）的流动相中，让样品中的分子成分以不同的速率与固相中的填料相互作用并分离。
这就需要依据出不同物质分子的化学性质来选择合适的填料（比如离子交换柱、亲和素柱、凝胶柱等）。
层析法是一种非常重要的分离技术，广泛应用于生物制药、生化分析、分子诊断等领域。
电泳法是利用电磁场将分子分离的分离技术。
它利用电泳原理，即在电磁场作用下，带电粒子（如样品中的DNA、蛋白质等生物大分子）在电场力和电阻力的作用下运动。
电泳技术主要包括聚丙烯酰胺凝胶电泳、蒸汽泄压调控电泳（SDS-PAGE）、凝胶过滤电泳、等电聚焦电泳等等。
与离心、层析相比，电泳技术可以更为准确地分离出特定的蛋白质或DNA分子，具有非常重要的研究价值。
总之，生物化学的常用分离技术虽然各具特色，但它们依据不同的物理、化学作用原理实现了生物大分子的分离。
这些技术在研究领域、医疗临床、药品开发等生物制药行业都有广泛应用。
它们的出现不仅促进了科学技术进步，也对我们对于生命体的理解有着非常积极的意义。
生物分离技术题库(带答案)
题库名称：生物分离技术一、名词解释1．质量作用定律：化学反应的速率与参加反应的物质的有效质量成正比。
2．凝聚：在电解质作用下，破坏细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。
3．分配系数：在一定温度、压力下，溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度为一常数叫分配系数。
4．干燥速率：干燥时单位干燥面积，单位时间内漆画的水量。
5．CM-Sephadex C-50：羧甲基纤维素、弱酸性阳离子交换剂，吸水量为每克干胶吸水五克。
6．絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程7．过滤：是在某一支撑物上放过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒留下，是固液分离的常用方法之一。
8．萃取过程：利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达到分离的目的9．吸附：是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的过程。
10．反渗析：当外加压力大于渗透压时，水将从溶液一侧向纯水一侧移动，此种渗透称之为反渗透。
11．离心沉降：利用悬浮液或乳浊液中密度不同的组分在离心力场中迅速沉降分层，实现固液分离12．离心过滤：使悬浮液在离心力场作用下产生的离心力压力，作用在过滤介质上，使液体通过过滤介质成为滤液，而固体颗粒被截留在过滤介质表面，从而实现固液分离，是离心与过滤单元操作的集成，分离效率更高13．离子交换：利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分离组分，依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在树脂上，然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，达到分离的目的。
14．固相析出技术：利用沉析剂（precipitator）使所需提取的生化物质或杂质在溶液中的溶解度降低而形成无定形固体沉淀的过程。
15．助滤剂：助滤剂是一种具有特殊性能的细粉或纤维，它能使某些难以过滤的物料变得容易过滤16．沉降：是指当悬浮液静置时，密度较大的固体颗粒在重力的作用下逐渐下沉，这一过程成为沉降17．色谱技术：是一组相关分离方法的总称，色谱柱的一般结构含有固定相（多孔介质）和流动相，根据物质在两相间的分配行为不同（由于亲和力差异），经过多次分配（吸附-解吸-吸附-解吸…），达到分离的目的。
生物大分子分离与纯化技术
生物大分子分离与纯化技术是生物学、生物医学和生物工程领域中非常重要的技术之一。
它可以用于提取和分离生物大分子，从而达到纯化的目的。
本文将着重探讨的原理、方法和应用。
一、原理在生物细胞中，不同的生物大分子有着不同的形态、结构和性质。
为了分离和纯化这些生物大分子，需要利用它们的理化性质差异。
例如，蛋白质可以通过电泳分离，根据电荷、分子量等差异分离出不同的成分；核酸则可以通过浓度梯度离心分离，根据密度差异分离出单独的成分。
还有一些生物大分子，如多肽、糖类、脂质等，可以通过其他特殊方法分离。
二、方法1. 柱层析法柱层析法是中常用的重要方法之一。
它利用固定相（柱子中的树脂）和流动相（洗脱缓冲液）之间的相互作用来分离和纯化生物大分子。
根据固定相和洗脱缓冲液的不同性质，可以选择不同的柱层析方法，例如离子交换层析、凝胶过滤层析和亲和层析等。
2. 电泳法电泳法是基于生物大分子的电荷差异和分子量差异的原理，将不同的生物大分子分离并捕获的技术。
根据电泳介质、运行方式以及电场的不同条件，可以选择不同的电泳方法，如蛋白质电泳、DNA电泳、脂质电泳等。
3. 超滤法超滤法是利用微孔过滤膜的不同截留分子量，将生物大分子按照大小分离纯化的技术。
超滤法分为正压式和负压式，正压式是通过液体压力将生物大分子向膜孔内压缩，从而分离得到小分子；负压式是通过负压将大分子向膜孔内吸附，难以通过的是大分子。
4. 溶剂萃取法溶剂萃取法是将生物大分子从混合物中溶解到特定的有机溶剂中，然后通过反萃取、扩散等工艺，使它在不同相中转移、分离和纯化的方法。
5. 其他方法生物大分子的分离和纯化方法还有一些其他方法，例如磁性珠法、浓缩法、冷冻干燥法等。
三、应用在生物医学、生物工程、食品工业、环境保护和新能源开发等领域中有广泛的应用。
具体来说，1. 生物医学领域生物医学领域的应用主要是分离和纯化蛋白质和多肽类物质，如酶、抗体、激素、血浆蛋白等。
这些物质可以作为药物、诊断试剂、生物治疗的原材料等。
生化分离原理与技术
生化分离原理与技术
生化分离原理与技术是用于分离和纯化生物大分子（如蛋白质、核酸等）或小分子的一种方法。
下面将介绍几种常见的生化分离原理与技术。
1. 凝胶电泳：凝胶电泳是一种将生物大分子按照大小和电荷分开的方法。
常见的凝胶电泳包括琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳。
在凝胶中施加电场后，生物分子会在凝胶中进行迁移，并形成不同的带状图案，进而实现分离。
2. 超速离心：超速离心是利用离心力的巨大差异来分离生物大分子的技术。
通过离心机的高速旋转，离心力会将不同大小和密度的生物分子分层沉淀，从而实现分离。
3. 液相色谱：液相色谱（Liquid Chromatography，简称LC）
是一种基于生物分子在固定相和流动相中的相互作用力差异进行分离的方法。
常见的液相色谱包括反相液相色谱、离子交换液相色谱等。
生物分子会在固定相表面与流动相相互作用，从而实现分离。
4. 亲和层析：亲和层析是利用配体和目标生物分子之间的高特异性结合来实现分离和纯化的方法。
将具有亲和性的配体固定在固定相上，目标生物分子在流动相中与配体结合，而其他非特异性结合的分子则被洗脱出来，以实现分离和纯化。
5. 薄层层析：薄层层析是一种将混合物中的生物分子通过涂覆在薄层质地的固定相上进行分离的方法。
在薄层质地上施加溶
剂后，生物分子会因为在固定相上的不同亲和力而移动，从而实现分离。
这些生化分离原理与技术在生物科学研究和生物制药工业中起着重要的作用，能够帮助研究人员分离和纯化生物大分子，进而深入了解其结构和功能。
生物分离技术及其应用
生物分离技术及其应用生物分离技术是指针对生物体和生物材料进行分离和提取的技术，涵盖了多种技术手段和方法。
在生物医学、生物制药、食品安全等领域有广泛的应用。
分离方法生物分离的方法主要包括物理分离和化学分离两种。
物理分离方法包括离心、电泳、过滤、超滤、渗透压、吸附、干燥等技术，其中离心法是最常用的分离方法之一，尤其适用于分离高分子量的生物大分子。
电泳技术应用广泛，可以实现DNA、RNA、蛋白质等生物大分子的分离和检测。
超滤技术常用于分离高分子量和低分子量的生物大分子和小分子。
化学分离方法包括沉淀、萃取、层析、电化学法等。
其中，层析法应用最广泛，可以实现蛋白质、核酸等生物大分子的纯化和分离。
应用生物分离技术在生物医学、生物制药、食品安全等领域有广泛应用。
在生物医学领域，生物分离技术被广泛应用于生物材料、组织和器官的分离、提取和纯化，以研究疾病的诊断、治疗和预防。
例如，可以通过酶切分析技术，分析DNA序列与遗传疾病之间的相关性，从而提高遗传疾病的诊断和治疗水平。
使用蛋白质纯化技术，可以从生物体中分离和纯化特定的蛋白质，用于药物的研发和制备。
在生物制药领域，生物分离技术被广泛应用于生产各种药物的原料和制剂。
例如，使用制备重组蛋白质的工艺流程，通过生物大分子的纯化和纯化工艺，制备出用于疫苗、抗癌药、生长激素等制药工业重要原料。
在食品安全领域，生物分离技术可以检测食品中的有害微生物、农药残留、重金属等物质，以保障消费者健康。
例如，通过PCR技术检测食品中的细菌和病毒，以及其他有害物质，可以预防食物中毒和其他健康问题。
使用LC-MS技术，可以检测食品中的农药残留和其他污染物，为食品安全的检测和保障提供技术支持。
结语生物分离技术是现代生命科学、医学和制药工业的重要支柱，涉及的技术方法和手段广泛。
通过生物分离技术，可以有效地分离和提取生物材料和生物大分子，实现各种应用。
未来，生物分离技术将继续发展、改进和延伸，为生命科学、医药和食品安全领域提供更加有效的支持和服务。
生物分离原理及技术
生物分离原理及技术生物分离是指根据生物体内化学成分的差异，通过一系列的物理、化学或生物学方法将生物体内的不同组分分离开来。
生物分离技术广泛应用于生物医学研究、生物制药、食品工业、环境监测等领域。
本文将详细介绍生物分离的原理和常用的分离技术。
一、生物分离的原理生物分离的原理基于生物体内各种化学成分的差异，包括分子大小、电荷、亲疏水性、亲和性等。
根据这些差异，可以通过调整环境条件，利用不同的分离技术来实现生物分离。
1. 分子大小差异原理分子大小是生物分离的一个重要因素。
一般来说，较大的分子在分离过程中会受到较大的阻力，因此会相对较慢地移动。
根据这一原理，可以利用分子大小的差异来实现生物分离。
例如，凝胶电泳就是一种常用的分子大小分离技术，通过将待分离的生物样品加载到凝胶中，然后在电场作用下，分子根据大小差异在凝胶中移动，最终实现分离。
2. 电荷差异原理生物体内的分子通常带有正电荷、负电荷或无电荷。
根据分子的电荷差异，可以利用电场来实现生物分离。
例如，电泳技术就是一种基于分子电荷差异的分离技术。
在电泳过程中，待分离的生物样品会在电场作用下，根据电荷差异在电泳介质中移动，从而实现分离。
3. 亲疏水性差异原理生物体内的分子通常具有不同的亲疏水性。
根据分子的亲疏水性差异，可以利用亲疏水性来实现生物分离。
例如，液相色谱技术就是一种基于分子亲疏水性差异的分离技术。
在液相色谱中，待分离的生物样品会在固定相和流动相的作用下，根据亲疏水性差异在色谱柱中移动，从而实现分离。
4. 亲和性差异原理生物体内的分子通常具有不同的亲和性。
根据分子的亲和性差异，可以利用亲和性来实现生物分离。
例如，亲和层析技术就是一种基于分子亲和性差异的分离技术。
在亲和层析中，待分离的生物样品会与具有特定亲和性的配体结合，然后通过洗脱步骤将目标分子从其他分子中分离出来。
二、常用的生物分离技术生物分离技术有很多种，根据不同的原理和应用需求，可以选择合适的技术进行生物分离。
现代生物分离技术
现代生物分离技术生物分离技术是生物学领域中的一项重要科研技术，主要利用生物体中分子间所存在的电性、磁性、电荷、大小、形状等特性，从而通过各种不同的分离技术来获得所需的分子。
现代生物分离技术可以分为物理分离技术和化学分离技术两大类，其中物理分离技术包括了色谱分离、电泳分离、离心分离、过滤分离等各种技术，而化学分离则主要是利用化学反应或结构差异来实现生物分子的分离。
本文将对现代常用的生物分离技术进行详细说明，讨论其原理、特点及应用。
一、色谱分离技术色谱分离技术是基于质量、分子量、分子大小、溶解性、极性或疏水性等特性，将混合物中的物质从复杂的混合物中分离出来的一种分离技术。
色谱分离技术是现代分离技术中应用最广泛的一种技术，其主要原理是利用各种固定相（如气相、液相、固体等）与流动相（如气体、液体、超临界流体等）之间的相互作用来实现生物物质的分离。
主要包括了气相色谱、液相色谱、离子交换色谱、凝胶层析、亲和层析等。
色谱分离技术广泛应用于复杂的生物分子的分离和纯化，如对蛋白质、多肽、核酸等生物大分子的分离和纯化。
二、电泳分离技术电泳分离技术是利用电场作用力将荷电粒子（如DNA、蛋白质等）从混合物中分离出来的一种分离技术。
其原理是将混合物置于电场中，根据电荷的性质，荷电粒子在电场中产生运动，并在电极上沉淀。
电泳分离技术广泛应用于DNA、RNA、蛋白质等生物分子的分离和定量。
三、离心分离技术离心分离技术是根据生物分子的密度、大小、形状等物理特性将生物分子从混合物中分离出来的一种分离技术。
其主要原理是利用高速旋转的离心机作用，将混合液中的生物分子产生沉降差异，最终通过离心分离技术将生物分子分离出来。
离心分离技术广泛应用于细胞分离、蛋白质纯化、细胞器组分分离、病毒富集等方面。
四、过滤分离技术过滤分离技术是利用精密的过滤器或膜将混合物中的生物分子分离出来的一种分离技术。
其原理是利用过滤膜的孔径选择性来实现分离，对于小的分子可以通过膜的小孔径，而大分子由于尺寸过大而不能穿过膜孔。
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。
生物分离知识点总结
生物分离知识点总结一、生物分离的基本原理1. 生物分离的基本概念生物分离是指将生物体内的不同生物体或生物体内的不同成分分离开来，以便进行后续的研究和应用。
生物分离的基本原理是利用生物体或生物体内的不同成分在物理、化学性质上的差异，通过适当的方法将它们分离出来，得到纯净的目标物质。
生物分离技术能够解决样品杂质多、目标物质含量低、组分相似等问题，对于分子生物学、药物研发、蛋白质纯化及生物资源开发等领域起到了关键作用。
2. 生物分离的基本原理生物分离的基本原理包括物理性质分离和化学性质分离两种方式。
物理性质分离是利用生物体内目标成分的物理性质差异进行分离，包括重力、离心、过滤、蒸馏、萃取等技术；化学性质分离是利用生物体内目标成分的化学性质差异进行分离，包括凝胶电泳、离子交换层析、亲和层析、逆相层析等技术。
生物分离技术通常是通过多种手段的组合应用来实现目标成分的纯化和分离。
3. 生物分离的关键技术生物分离的关键技术包括样品预处理、样品分离、样品检测等环节。
样品预处理是对生物样品进行提取、浓缩、净化等处理，以保证后续分离过程中的稳定性和准确性；样品分离是利用不同的分离技术将目标成分从混合体系中分离出来，包括生化分离技术、物理分离技术等；样品检测是对分离后的目标成分进行鉴别、检测和定量分析，以确保获得纯净的目标物质。
二、常用的生物分离技术及其应用1. 凝胶电泳凝胶电泳是一种常用的生物分离技术，它利用生物体内目标成分的电荷特性进行分离。
凝胶电泳通常包括聚丙烯酰胺凝胶电泳、琼脂糖凝胶电泳、蛋白质凝胶电泳等多种技术。
凝胶电泳广泛应用于分子生物学研究、疾病诊断、蛋白质纯化及药物研发等领域，是生物分离技术中的重要手段。
2. 蛋白质层析蛋白质层析是一种常用的生物分离技术，它利用生物体内蛋白质的亲和性与目标物质进行分离。
蛋白质层析包括离子交换层析、亲和层析、逆相层析等多种技术。
蛋白质层析广泛应用于生物制药、酶工程、分子诊断、食品工业等领域，为纯化和分离目标蛋白质提供了重要手段。
《生物分离》课件
生物分离的发展趋势
1 新技术的应用
纳米技术、基因芯片技术等新技术的应用为生物分离提供了新的方法与思路。
2 自动化与高通量化
自动化的生物分离系统和高通量的分离方法可以提高分离效率与样品处理能力。
结论与展望
《生物分离》是研究生物体或生物产物分离的重要课题，随着新技术的发展 和生物工艺的不断进步，将为生物分离领域带来更多的机遇和挑战。
《生物分离》PPT课件
在《生物分离》PPT课件中，我们将介绍生物分离的定义、重要性，常用的 生物分离技术，以及生物分离的应用领域和挑战与解决方案。
背景介绍
1 生物分离的定义
生物分离是一种将混合物中的生物体或生物产物与其他成分分离的过程。
2 生物分离的重要性
生物分离对于研究和应用领域具有重要意义，可以提纯和分析生物样品，从而促进药物 研发、生物工程以及食品安全等领域的发展。
3 食品安全领域
用于检测食品中的有害物质与致病微生物。
生物分离的挑战与解决方案
1 样品准备的难点
生物样品复杂多样，样 品前处理与净化对分离 结果至关重要。
2 仪器设备的选择与
操作
不同生物分离技术需要 不同的仪器设备，操作 技能与经验对结果影响 显著。
3 数据分析与结果解
释的挑战
生物分离结果的数据处 理、结果解释需结合其 他分析手段进行。
常用的生物分离技术
色谱法
通过不同物质在固相或液相பைடு நூலகம்质中的吸附、分配与扩散特性实现分离。
电泳法
利用生物分子在电场中的运动特性实现分离与检测。
过滤法
通过孔径选择与压力驱动，实现生物样品中成分的分离。
生物分离的应用领域
1 医药领域
用于药物研发、药物分析与检测、临床诊断等。
生物分离技术
1. 生物分离技术:指从动物与微生物的有机体或器官`生物工程产物(发酵液`培养液)及生物化学产品中提取`分离`纯化目标物质的技术过程.2. 生物分离的一般工艺[理想化过程]:⑴动植物原料→细胞破碎→萃取与预处理→$$. ⑵发酵液→预处理→分支为①②{①胞外产物→固-液分离.&②胞内产物→细胞破碎→固-液分离.$$}→初步纯化[沉淀分离`静态吸附`静态离子交换`膜分离]→精制[吸附层析`离子交换层析`凝胶层析`亲和层析`疏水层析`高效 ??色谱]→成品加工[脱盐`浓缩`结晶`干燥].不溶物的去除[过滤`离心`细胞破碎]→产物分离[吸附`萃取`泡沫`膜分离]→产物纯化[色谱`电泳`层析]→产品精致[结晶`脱盐].3. 过滤:传统的化工单元操作,原理是使料液通过固态过滤介质时,固态悬浮物与ag分离.4. 过滤前预处理:⑴加热:最简单经济的预处理,使液体粘度降低,加快过滤速率,同时可灭菌,前提是目标物为热稳定性产物.⑵加入电解质:①凝聚:原理:某些与胶粒带电性相反地电解质加入时,扩散双电层的排斥电位降低,电解质离子在水中的水化作用也会破坏胶粒周围的水化层,两者共同作用结果是,破坏胶体的分散状态,使胶体粒子聚集.②絮凝:原理: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,作为絮凝剂的高分子聚合物必须有长链线状结构,易溶于水,长链节上含较多官能团,[根据带电不同,絮凝剂分为:阴离子型`阳离子型`非离子型].⑶加入助滤剂:助滤剂均为细粉或纤维,使难以过滤的物料变得易于过滤. 硅藻土:几百年前水生植物沉淀的遗骸;;珍珠岩:处理过的膨胀火山岩.5. 硅藻土使用方法:⑴作为深层过滤介质过滤悬浮液:硅藻土不规则的粉粒形状之间形成曲折的毛细孔道,借助筛分作用去除固体粒子;同时由于吸附,除去胶体粒子.⑵作为预涂层使用:以保护支撑介质的细孔不被堵塞.⑶预投后,预料液共同过滤,形成多孔性滤饼,降低滤饼可压缩性,以提高过滤效率.6. 影响絮凝效果因素:⑴絮凝剂的分子量和种类:①分子量大`链长`吸附架桥效果好;②分子过小`絮凝剂在水中溶解度小.⑵絮凝剂用量:①浓度较低时增加用量有助于架桥充当,絮凝效果提高;②絮凝剂浓度过多时,引起吸附饱和,胶粒上形成覆盖层,失去与其他胶粒架桥作用.⑶pH值:影响离子型絮凝剂官能团电离度,提高电离度`使分子链上同电荷间斥力增大,链伸展,提高架桥能力.⑷搅拌速率和时间:剪切力会打散絮凝团,要注意搅拌.7. 过滤设备及其结构:按推动力的不同可分为以下四类:⑴重力过滤:应用较少.⑵加压过滤:操作繁杂,拆装不便.⑶真空过滤:可实现连续化生产.⑷离心过滤:略8. 重力沉降: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. 离心沉降见103ρs g/6 d—微粒半径[m]. ρs 9. 重力沉降受重力:F g=πd—固体颗粒介质密度[kg/m3].g—微粒加速度[m/s2].10. 离心沉降: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.11. 分离因数:Z=F C/g=4π2N2r/g .12. 超离心技术分类:⑴制备型超离心.⑵分析型超离心.13. 制备型离心:⑴离子差速离心法[分布离心法]:①逐渐增加离心速度.②高速与低速交替进行,使沉降粒子在不同离心速度及不同离心时间内分批分离出来.⑵一般密度梯度离心法[区带离心]:先将样品ag置于一个由梯度材料形成的密度梯度液体柱中,离心后被分离组分以区带层分布于梯度柱中,是粒子在完全沉降之前,液体梯度中形成不连续的分离区带,前提是要控制好粒子分离的时间.⑶等密度离心法:当不同离子存在密度差时,在离子力场作用下,粒子向上浮起,或向下沉降,一直移动到与它们密度正好相等的位置上,并形成区带.①预形成梯度等密度离心.②自形成梯度等密度离心.14. 细胞破碎原理:动`植物及微生物长生的天然产物,有胞外型和胞内型两种.为回收胞内产物,需用利用外力破坏细胞膜和细胞壁,使细胞内含物释放出来,然后再进行分离纯化.15. 选择细胞破碎方法所考虑因素:⑴细胞壁的坚韧长度.⑵产物的性质[承受剪切力`耐酸`耐热].16. 化学破碎法: 渗透冲击法`增溶法`碱溶法`酶溶法`脂溶法.17. [化学破碎]渗透冲击法:适用范围:⑴细胞破碎难易程度决定于其类型,红血球细胞非常适合采用渗透冲击法溶破,快速改变介质中盐浓度,将十分有效地破碎红血球细胞.⑵①动物细胞只有当其组织被机械切碎或匀浆后才易溶破;②植物细胞很难溶破,因其细胞中含有大量木质成分,通过渗透流很难渗透.18. [化学破碎]增溶法:⑴方法:将2倍细胞体积的某浓度表面活性剂加入到细胞中,表面活性剂溶解细胞壁中的脂类成分,从而破碎细胞,胞内物释放.⑵表面活性剂通常是两性的,结构中含有亲水基团[离子及疏水基团[烃基],既能和水作用也能和脂作用.19. [化学破碎]碱溶法:⑴原理:细胞壁外层和浆膜上有Pro成分,利用Pro在碱性条件下溶解的特性,调节溶液pH值,实现Pro溶解,细胞壁破碎.⑵①优点:成本低廉,反应速度快;②缺点:反应剧烈,不具选择性,碱的加入,与细胞壁产生多种反应,包括磷脂皂化等.20. [化学破碎]酶溶法:⑴加酶法:将溶解细胞壁的酶加入体系中,细胞壁受到部分或完全破坏后,再利用渗透压冲击等方法破坏细胞壁,进一步增大胞内产物通透性.⑵自溶法: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.⑶①优点:条件温和`具有选择性,可催化细胞壁反应,而不破坏细胞内的其他物质;②缺点:价格昂贵,限制大规模生产中的使用.21. [化学破碎]脂溶法:⑴原理:选择适当溶剂,加入细胞悬浮液中,细胞壁脂质吸收后导致细胞壁膨胀`裂开,细胞质释放.⑵选择理想的溶剂应选和细胞壁脂溶解度相配,而与细胞质相差较大的.22. 物理破碎法:匀浆法`超声法`研磨法`珠磨法.23. [物理破碎]匀浆法:影响高压破碎的主要因素:操作压力`破碎次数`阀型设计`操作温度`细胞浓度.24. [物理破碎]超声:影响因素:⑴振幅:振幅直接声能有关,影响目标产物的释放量.⑵细胞悬浮液的黏度:黏度过大会抑制空穴现象.⑶被处理悬浮液的体积:体积越大需要的能量也越大.⑷珠粒的体积和直径:添加细小的珠粒有助于形成空穴,同时可以辅助研磨效应.随着珠粒直径的变化,目标K有最大值出现.⑸超声条件:破碎时间`温度`细胞种类`pH值`料液比.25. [物理破碎]高速搅拌珠研磨法:过程:⑴研磨仓为一个密封系统,有垂直和水平两种设计:①垂直仓的研磨介质载量为50-60%,可减少珠的磨损,但效率低.②水平仓的研磨介质装载量80-85%,研磨效率高,但磨损大.⑵搅拌设计:主要是给研磨珠的推动力,搅拌盘与驱动轴有同心的,也有偏心的,有垂直的,也有倾斜的.⑶研磨珠:有无铅玻璃`钢珠`陶瓷珠等,直径在0.1-1.5mm范围内. ①使用研磨珠的大小主要由细胞的大小决定:细菌菌体--用小的研磨珠,直径0.1mm;;酵母菌菌体--用大的研磨珠,直径0.5mm. ②另外目标产物在细胞内的位置也影响研磨珠的选择:用大直径可以有效释放游离在细胞之中的目标产物,在细胞质中的产物,不必把细胞完全破碎;;在细胞核中的目标产物须完全破碎,用小直径的珠.⑷研磨珠的装载量:一般在80-90%之间.①太低,提供的碰撞率和剪切力不够,增加装载量提高细胞破碎率.②过大,研磨珠之间产生相互干扰,研磨珠会过度磨损,同时产生的温度会很高,能量消耗大,对目标产物也有影响. 细胞破碎率与流速成反比关系.26. 吸附: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的过程.27. 吸附过程[四过程]:料液与吸附剂混合→吸附质被吸附→料液流出→吸附质解吸附吸附剂再生.28. 吸附剂种类:⑴活性炭:活性炭粉末[效力强`需带压];颗粒活性碳[效力中`效率高];棉纶活性炭[效力弱`易洗脱].⑵大孔网状吸附剂:①吸附机理:大孔树脂属属非离子型共聚物,借助范德华力从ag中吸附各种有机物,其吸附能力与树脂的化学结构`物理性能以及与溶质`ag性质有关.②遵循规律:非极性吸附剂可从极性溶剂中吸附非极性溶质;;极性吸附剂可从非极性溶剂中吸附极性物质;;中等极性吸附剂兼有以上两种能力.29. 影响吸附的主要因素:⑴吸附剂的性质:①比表面积大,吸附容积大:因此,颗粒度越小,微孔越发达,吸附速率越快,吸附能力越强.②孔结构:孔径太大,比表面积小,吸附能力差;;孔径太小,不利于吸附质向空隙中扩散.⑵吸附质的性质:①表面张力越小,液体被固体吸附越多;②在ag中溶解度大时,吸附量少;③相似相吸;④相对分子量大易吸附.⑶操作条件:①温度:吸附是放热过程,还要兼顾吸附质的稳定性.②溶液pH值:影响吸附质的解离,进而影响吸附量.最佳pH值需通过实验来确定.③盐浓度:有影响,或阻止或促进吸附,依情而定.30. 亲和吸附:利用溶质和吸附剂之间特殊的可你亲合作用[静电`氢键`疏水`金属配位],从而实现分离.31. 离子交换:利用离子交换树脂树脂作为吸附剂,将ag中的待分离组分,依据其电荷差异,依靠库仑力吸附在树脂上,然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来,达到分离目的.32. 主要的多糖基离子交换树脂:⑴离子交换纤维素:①树脂骨架为纤维素,根据活性基团的性质可分为阳离子交换纤维素和阴离子交换纤维素两类.②特点:骨架松散`亲水性强`表面积大`交换容量大`吸附力弱`交换和洗脱条件温和`分辨率高.③常用的:甲基磺酸纤维素`羧甲基纤维素`二甲基氨基乙基纤维素.⑵葡聚糖凝胶离子交换树脂:①骨架为葡聚糖凝胶,根据功能集团的不同,亦可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂.②命名方法:交换活性基团+骨架+(阳C/阴A)原骨架编号.③如:DEAE-sephadex A-25为二乙基氨基乙基葡聚糖阴离子树脂;CM-sephadex C-25为羧甲基葡聚糖阳离子树脂.33. 离子交换树脂分类:⑴按活性基团性质:阳离子交换树脂[含酸性基团]`阴离子交换树脂[含碱性基团].⑵具体分为:强阳`弱阳&强阴`弱阴.34. 离子交换树脂的理化性能:⑴外观:球形浅色为宜,粒度大小16-60目>90%.⑵机械强度:>90%.⑶含水量:0.3-0.7g/g树脂.⑷交换容量:重量交换容量`体积交换容量`工作交换容量`表观交换容量.⑸稳定性:化学稳定性`热稳定性.⑹膨胀度:交联度`活性基团的性质与数量`活性离子的性质`介质的性质和浓度`骨架结构.⑺湿真密度:单位体积湿树脂的重量.⑻吸附性能指标:孔度`孔径`比表面积.⑼滴定曲线:表征树脂官能团.35. 离子交换机理:⑴A+自ag中扩散到树脂表面.⑵A+从树脂表面进入树脂内部的活性中心.⑶A+与R-B在活性中心上发生复分解反应.⑷解吸附离子B+自树脂内部扩散至数值表面.⑸B+离子从树脂表面扩散到ag中.36. 扩散控制步骤:⑴内部扩散:液相浓度越快,搅拌越激烈,浓度越浓,颗粒越大,吸附越弱.⑵外部扩散:液体流动慢,浓度稀,颗粒细,吸附强.37. 离子交换速度方程:⑴外部扩散控制:ln(1-F)=-K1t K1--外扩散速度常数;F—时间为t时,树脂的饱和度.⑵内部扩散控制:F=1-6/π2*∑[1/n2×e(-Din2π2t/r02)].38. 影响交换速度的因素:⑴颗粒大小:愈小愈快,无论对内`外扩散.⑵交联度:交联度小,树脂易膨胀,交换速度快.⑶温度:越高越快.⑷离子化合价:化合价越高`越快.⑸离子大小:越小越快,大分子阻力大,与骨架碰撞.⑹搅拌速度:在一定程度上`越大越快.⑺ag浓度:当交换速度为外扩散控制时,浓度越大,交换速度越快.39. 应用实例—硬水软化:如果水质要求高,不仅要去除阳离子,还要出去阴离子.一般采用阳离子树脂和阴离子树脂.利用氢离子交换阳离子,而以氢氧根离子交换阴离子;以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子[如Na+`Ca2+`Al3+].同样的,以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到各种阴离子[如Cl-].从阳离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水.40. 蛋白质离交分离的基本步骤:⑴平衡:以平衡缓冲液冲洗装填好的分离柱,目的是使离子交换树脂表面的碱性[或酸性]配基完全被平衡缓冲液中的反离子所饱和,确保分离柱处于稳定的状态.⑵吸附:样品ag进入分离柱,各组分依据离子交换亲和力大小与离子交换剂作用,目标物分子吸附于树脂上,并释放出反离子.⑶洗脱:媳妇完成后,以洗脱剂洗脱.洗脱剂含有高浓度反离子,通过竞争性吸附实现目标物洗脱.⑷再生:通过高浓度洗脱剂使离子交换树脂重新获得吸附能力.41. 泡沫分离定义:以通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体,液相中的溶质或颗粒在表面活性的作用下吸附于气泡上进行的分离,人们通常把凡是利用气体在ag中鼓泡,以达到分离或浓缩目的的这类方法总称为泡沫吸附分离技术.42. 泡沫分离技术须在低于CMC浓度下进行.见48的⑶43. 泡沫分离效率的衡量指标:富集比`回收率.富集比=消泡液中的表面活性物质浓度/液相中初始料液浓度.回收率=(初始液浓度*初始液体积--剩余液浓度*剩余液体积)/(初始液浓度*初始液体积).44. 泡沫的形成:⑴当气体在含表面活性剂的水ag中发泡时,首先在液体内部形成被气裹的气泡,与此同时,ag表面活性剂分子立即在气泡表面排成单分子膜,亲油基指向气泡内部,亲水基指向ag.⑵气泡借助浮力上升,冲击ag表面的单分子膜.⑶某些情况下,气泡可以跳出液体表面,此时,该气泡表面的水膜外层上,形成与液体内部单分子膜的分子排列完全相反的单分子膜,从而构成了较为稳定的双分子层气泡体,形成接近于球体的单个气泡.45. 泡沫分离法的分类:⑴泡沫分离:按分离对象是ag还是含有固体粒子的悬浮液`胶体ag,泡沫分离可分成:①泡沫分离:用于分离溶解物质,他们可以是表面活性剂,或者可与表面活性剂结合的物质,当料液鼓泡时,能进入液层上方泡沫层,从而与液相主体分开.②泡沫浮选:用于分离不溶解物质,按被分离对象是分子/胶体,是大颗粒/小颗粒.又被称作分子浮选`粒子浮选`胶体浮选等.应用较多的是对于Pro`酶的分离,目前还处于实验室阶段,最初用于胆酸和胆酸钠混合物中分离胆酸,泡沫中胆酸浓度为料液的3-6倍,活性增加65%,还有大豆蛋白质的分离也在实验室阶段成功提取.⑵无泡沫分离:用鼓泡进行分离,但不一定形成泡沫层,按是否存在萃取层,可分为:①鼓泡分离:从设备底部通气鼓泡,表面活性物质被气泡富集并上升至塔顶,和液相主题分离,使溶质得到浓缩,液相主体被净化.②萃取浮选:在ag顶部设置有一种与其互不相容的溶剂,用它来萃取或富集有塔底鼓出的气泡所吸附的表面活性物质.应用与贵重金属的分离辅机,如采用乙基二甲二硫代氨基甲酸酯将尾矿中的黄金由每吨5g左右提高到每吨2250g以上.46. 气泡间当膜间夹角为120°时,压力差最小,泡沫稳定.47. 泡沫的稳定性影响因素:⑴泡径大小:泡径小,利于稳定,合成大气泡的历程长,且泡膜中含液量相对较大,较能经受液体流失造成的稳定性损失.另方面,泡径小,在液相中的上升速度慢,为表面活性剂的吸附提供充足的时间,增加了稳定性.⑵起泡液粘度:一定的黏度有利于泡沫稳定,某些ag,[如Pro溶液,虽然表面张力较高,但因粘度大,对于外力的冲击起到缓冲作用,所以产生的泡沫稳定].⑶温度:基本条件是应达到表面活性剂的气泡温度,但随温度升高,ag粘度降低,表面弹性降低,排液速度加快,泡沫稳定性下降.⑷离子强度:表面电荷离子型表面活性剂,水解后带电荷,泡沫的定向吸附层为双电层结构,由于离子间延缓泡沫变薄过程,使泡沫稳定.48. 泡沫分离操作的影响因素:⑴待分离物质的种类:不同分离物质其理化性质不同,表面活性也不同,因此是对分离影响最大的因素.⑵pH值:不同的pH值对分离效果有影响,对于天然表面活性物质,[如:Pro的泡沫分离,在等电点时,Pro在泡沫表面的吸附量最大]这些条件下进行分离,分离效率最高.⑶表面活性剂浓度:一般要在CMC以下,过高引起排液阻力大;;太低,泡沫层不稳定,太高,分离效率下降.⑷温度:温度应达到表面活性剂的气泡温度,保持泡沫稳定性;还要根据吸附平衡类型来选择分度高低.⑸气流速度[气体流量]:上升,泡沫形成速度↑,单位时间的去除率也↑,泡沫停留时间短,影响分离选择性;;过低时,泡沫又停留时间过长,效率低,且物质易变性.⑹泡沫柱高度:足够高的柱体才能保证泡沫层高度,使泡沫在柱中有适当的停留时间,满足目标分离需求.49. 萃取分类:⑴按萃取对象分:①液-液:用选定的溶剂分离液体混合物中的某种组分.溶剂与被萃取混合液体不相溶具有选择性的溶解能力,有好的热稳定性和化学稳定性,并有小的毒性和腐蚀性.②固-液:也叫浸取,用溶剂分离固液混合物中组分,如用水浸取甜菜中的糖类;用正乙烷浸取黄豆中的豆油;用水从药中浸取有效成分叫做”渗沥”或”浸沥”.⑵按萃取机理分:①物理萃取:利用溶剂对欲分离组分有较高溶解能力,分离过程为物理过程.②化学:溶剂首先在选择性与溶质化合或络合,从而在两相中重新分配而达到分离目的.50. 有机溶剂萃取法:[溶剂萃取]利用样品中不同组分分配在两种互不相容的溶剂中的溶解度或分配比不同来达到分离`提纯或纯化的目的.51. 萃取分离原理:分配定律:在一定T`P下,溶质在两个互不相溶的溶剂中分配,平衡时,如果在两相中的相对分子质量相等,溶质在两相中平衡浓度之比为成熟,成为分配系数K,表征平衡的两个共存相中溶质浓度的关系.k=y/x;;y—平衡时溶质在萃取相中的浓度.x—平衡时溶质在萃余相中的浓度.52. 萃取步骤方法:⑴单机萃取.⑵多级萃取:①错流接触.②逆流接触[多用].53. 多级萃取设备流程:待分离液经去杂后进入第一级萃取罐,在此与第二级沉降器来的萃取相[含目标物]混合接触,然后流入第一级沉降器分成上`下两液层,上层萃取相富含目的产物送去蒸馏回收溶剂及产物进一步精制;下层萃余相,含目的产物浓度较低,送第二级萃取.54. 有机溶剂萃取的影响因素:⑴有机溶剂的选择.⑵乳化与去乳化.⑶萃取操作的因素.55. 萃取操作的因素:⑴pH值:①对弱酸随pH值降低,分配系数增大.②对弱碱随pH值降低,分配系数减少..pH值低有利于酸性物质分配在有机相;碱性物质分配在水相.⑵温度:①温度高,分子扩散速度快,萃取速度快.②温度低,使分配系数增加.⑶盐析:生化物质在水中溶解度低,有利于溶质向有机相中分配.56. 常用表面活性剂及其相应的有机溶剂:⑴AOT—烃类`异辛烷`环己烷`四氯化碳`苯.⑵CTAB—己醇/异辛烷`己醇/辛烷`三氯甲烷/辛烷.⑶TOMAC—环己烷.⑷TritonX—己醇/环己烷.⑸磷脂酰胆碱—苯`庚烷.⑹磷脂酰乙醇胺—苯`庚烷.57. 水壳模型:大分子蛋白质被封闭在”水池”中,表面存在一层水化层与胶束内表面分隔开,从而使蛋白质不与有机溶剂直接接触.依据:⑴从似弹性光散射的研究证实在Pro分子周围存在一个单分子水层.⑵反胶束中酶动力学特征与水中接近.⑶某蛋白酶在胶束中的荧光特性与主题水中相像.58. Pro溶入反胶束的推动力:⑴静电引力作用:Pro的表面电荷与表面活性剂反胶束内表面电荷[离子型表面活性剂]之间的静电引力作用.对于阳离子表面活性剂形成的反胶束体系,萃取只发生在水溶液的pH>pI.⑵空间位阻作用:反胶束”水池”的物理性能[包括其大小`形状及其中水的活度]会影响Pro的增溶或排斥.59. 反相微胶束分离过程分为3步:⑴选择有利于形成油包水和适当W0值的表面活性剂[HLB为3-6].⑵含生物大分子的反相微胶团的形成.⑶反相微胶团的破乳及生物大分子的释放.60. 反胶束萃取操作方法:⑴相转移法.⑵注入法.⑵溶解法.61. 反萃取效果评估:一方面对Pro的回收率和分离度进行评估,还应对其分离过程中微观变化分子构象评估,即对其生物活性要有保证.62. 双水相萃取:利用生物物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异进行分离的过程.63. 双水相体系的种类:⑴两种都是非离子型高聚物(PEG/DEX`聚丙二醇/DEX等).⑵其中一种是离子型高聚物(羧甲基纤维素钠/葡聚糖DEX).⑶两种都是离子型高聚物(羧甲基纤维素钠/羧甲基葡聚糖钠).⑷其中一种是无机盐(PEG/磷酸盐或硫酸盐).64. 试差实验及放大:⑴双水相体系形成判定:将一定量的高聚物P浓溶液置于试管内,然后用已知浓度的高聚物Q溶液来滴定.随着高聚物Q的加入,试管内ag由均相突然变浑浊,记录Q加入量.然后在试管内加1ml水,ag又澄清,继续滴加高聚物Q,ag又变浑浊,此时系统形成.以高聚物P浓度对高聚物Q浓度作图,为一系列双节线上的系统组成点,即可得到双节线.⑵试差实验放大:采用10ml离心管进行试验,结果可直接放大生产.操作过程:①配置高浓度的聚合物和盐的备用液,配置一系列不同浓度`pH值的双水相,每个双水相只改变一个参数[pH的调节可采用磷酸盐缓冲液].②先加入料液,再加入配置好的备用高聚物及盐液,使整个系统质量达到5-10g,离心管封口后,充分混合.③在1800-2000g离心3-5min,使两相完全分离.④小心移取上下两相,分别测定目标物含量,并与加入总量作对比.65. 膜分离技术的概念:利用天然的或人工合成的`具有选择透过性的薄膜,以外界能量差作为推动力,由于ag中各组分迁移率的不同而进行分离`分级`提纯`富集的一种技术.66. 膜分离技术的优势&劣势:⑴优势:①能耗低,处理量大.②分离条件温和,使用热敏物质的分离.③操作方便结构紧凑,工作方式灵活,自动化程度高.⑵劣势:①操作工程化中膜面容易发生污染,膜性能呈衰减趋势.②膜的耐药性`耐热性和耐溶剂能力有限.③多数膜组件价格昂贵,投资高.67. 膜分离分类依据:⑴膜的平均孔径.⑵膜的推动力.⑶膜的状态.⑷膜的结构.⑸膜的形状.⑹膜的材质.68. 膜分离技术按孔径分类:⑴微滤[MF]:以多孔细小薄膜为过滤介质,主要用于DNA`病毒截留与浓缩,也多于膜分离的前处理,孔径分布范围约在0.02-10μm之间.⑵超滤[UF]:分离介质同上,但孔径更小,约为0.001-0.1μm,适合与分离酶`Pro等生物大分子物质.⑶纳滤:从ag中截留平均分子量300-5000的物质,孔径分布在0.2-2nm.⑷反渗透[RO]:孔径范围0.0001-0.001μm之间,主要应用于汗水脱盐`超净水设备等.69. 截留分子量[MWCO]:又称为切割分子量,指截留率为90%时所对应的分子量,与膜孔径大小有关.由于直接测定超滤膜的孔径相当困难,所以使用一直分子量的球状物质进行测定.如膜对被截留物质的截留率达到90%时,就用被截留物质的分子量表示膜的截留性能,称为膜的截留分子量.实际上,所用的物质并非绝对球形,膜孔径也绝非绝对均一,所测定的截留率不能绝对表示膜的分离性能.70. 膜分离过程模型:⑴浓差极化:①在操作过程中,由于膜的选择透过性,被截留组分在膜料液侧表面积累形成浓度边界层,其浓度大大高于料液的主体浓度,在膜表面与主体料液之间浓度差的作用下,将导致溶质从膜表面向主体的反向扩散.②危害:膜面处浓度C i。
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。
生物分离技术
关键词：生物分离概念、生物材料的来源、生物材料的特点、生物预处理、.过滤特性的改变、细胞破碎生物分离是生物工程的一个重要组成部分，它是描述回收生物产品分离过程原理和方法的一个术语，指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。
它是生物技术转化为生产力所不可缺少的重要环节，其技术进步程度对于保持和提高各国在生物技术领域内的经济竞争力是至关重要的。
一般生物产物的生产过程称为生物加工过程，包括优良生物物种的选育和生物反应(酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等)生产粗原料的过程及其之后的目标产物的分离纯化过程，也称为下游加工过程。
生物分离过程包括目标产物的提取、浓缩、纯化及成品化等过程。
生物分离过程的重要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，导致生物分离与纯化过程的成本往往占整个生物加工过程成本的大部分。
生物分离所用的原料称为生物材料。
生物材料是指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、多肽等低分子化合产到病毒、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。
其种类有以下几种。
1）动物脏器以动物组织或器官为原料可制备100多种生物药物及生物制品。
动物组织或器官的主要来源是猪，其次是牛、羊、家禽和鱼类等的脏器。
2）血液、分泌物和其他代谢物血液占体重的6％～10％，血液中水分占80％，干物质占20％。
血液资源丰富，可用于生产药品、生化试剂、营养食品、医用化妆晶及饲料添加剂等。
以人血为原料生产的制品有人血制剂、免疫球蛋白、血纤溶酶原、人血白蛋白、SOD等。
以动物为原料生产的制品有凝血酶、血活素、血红蛋白、血红素、SOD等。
尿液、胆汁、蜂毒等也是重要的生物材料。
由尿液可制备尿激酶、激肽释放酶、蛋白抑制剂等。
生物分子的分离和纯化技术
生物分子的分离和纯化技术生物分子的分离和纯化是生命科学研究中不可或缺的一环，也是许多生物医学应用和生产工艺的核心。
分子的分离和纯化技术包括多种方法，其基本原理是利用不同的物理和化学性质，将混合系统中的各个分子分离开来。
生物分子的分离和纯化技术通常是从含有目标分子的组织或细胞裂解液中开始的。
通常，该液体首先要通过离心等手段除去细胞碎片、核酸、脂质和其他杂质。
接下来，可以利用不同的分离和纯化技术分离和纯化目标分子。
下面将介绍几种通用的分子分离和纯化技术。
1.凝胶过滤chromatography凝胶过滤chromatography是一种分子分离技术，通常用于分离分子量不同时的生物大分子。
凝胶过滤chromatography基于分子体积的大小，通过孔径大小选择分子的峰值通过孔径大小选择分子的峰值。
较大分子通常沿着填充体的较周折的路径流过，而较小分子则会进入较细的分子而停留在其中。
由于这种技术可以清除大小不同的杂质，使样品更纯净并且不受影响。
它也可以用于分离游离的生物大分子，例如酶和蛋白质。
2.离子交换chromatography离子交换chromatography是一种电静力分离技术，通常用于分离带有相反电荷的生物大分子。
离子交换chromatography基于非共享原子、阴离子和阳离子之间的吸引力或排斥引力原理。
通过这种方式，样品中的阴离子分子可以被吸附到阳离子交换树脂中，而阳离子分子可以被吸附到阴离子交换树脂中。
这种技术通常用于纯化蛋白质和其他biomolecules3.氢氧化铝亲和chromatography氢氧化铝亲和chromatography是一种结合亲和原理的分离和纯化技术。
它是基于分子间的较强吸附相互作用，通常用于分离含有电中性、疏水基团或氢氧基团的蛋白质。
它列为具有很小结合物的可逆性和如外部pH和ionic强度等变量的影响，它是一种比较简单的结合方法。
4.亲和chromatographyС在纯化生物大分子中最常用的方法之一是使用亲和chromatography。
生物分离技术的研究及其在工业上的应用
生物分离技术的研究及其在工业上的应用生物分离技术是一种利用不同属性的物质彼此分离的过程。
在工业上，生物分离技术可以用于分离、提取和纯化各种生物分子，如蛋白质、DNA、RNA和细胞等。
这种技术在农业、医药和食品工业等领域都有广泛的应用。
一、生物分离技术的基本原理生物分离技术是一种分离纯化物质的过程，一般分为两个基本步骤：样品处理和分离纯化。
在样品处理中，需要将样品进行预处理，使其适合进行分离纯化。
而在分离纯化过程中，则需要通过选择合适的分离技术来完成纯化过程。
目前常用的生物分离技术包括凝胶过滤、离子交换、亲和层析、逆向相色谱等。
凝胶过滤是一种根据分子大小分离物质的技术。
离子交换则是一种利用电荷属性分离物质的方法。
亲和层析和逆向相色谱则是根据目标分子的物理和化学性质来完成分离纯化的过程。
二、生物分离技术在农业中的应用生物分离技术在农业中有着广泛的应用，主要用于基因鉴定、育种和品种保护。
例如，基因鉴定技术可以用于检测农作物的质量和品质，判断农作物是否符合国家标准。
同时，生物分离技术也可以用于育种，如利用基因工程技术改良植物品种和提高作物产量。
此外，生物分离技术还可以用于植物保护。
植物病原体和病虫害在农业中是常见的问题，而生物分离技术可以用于分离和提取这些病原体和病虫害，从而帮助农民及时发现并处理问题。
三、生物分离技术在医药中的应用生物分离技术在医药领域中也有着非常广泛的应用。
其中最主要的是用于制备药品。
药品的分离和纯化过程对于药品的质量和效果具有很大的影响。
生物分离技术可以用于提取和纯化药品的各种成分，如植物成分、人体蛋白质和药物分子等，从而制备出更为安全、有效的药品。
另外，生物分离技术还可以用于疾病诊断和治疗。
例如，利用逆向相色谱技术可以快速准确地分离出血浆中的蛋白质，从而帮助医生更好地进行疾病诊断。
生物分离技术还可以用于制备基于生物分子的检测工具，例如ELISA，PCR和Western blot等。
我国生物分离纯化技术现状及发展方向
我国生物分离纯化技术现状及发展方向一、本文概述生物分离纯化技术是生物技术领域的重要组成部分，对于生物制药、生物材料、生物能源等多个产业的发展具有至关重要的作用。
本文旨在全面概述我国生物分离纯化技术的现状，并探讨其未来的发展方向。
我们将先介绍生物分离纯化技术的基本概念及其在各个领域的应用，然后分析我国在这一领域的研究进展、技术应用情况和存在的问题。
在此基础上，我们将提出我国生物分离纯化技术的发展方向，以期为我国相关产业的持续健康发展提供有益的参考。
随着生物技术的不断进步和产业的快速发展，生物分离纯化技术面临着越来越多的挑战和机遇。
一方面，新的生物材料、生物药物等不断涌现，对生物分离纯化技术提出了更高的要求；另一方面，我国在生物分离纯化技术方面的研究和应用也在不断深入，为产业的升级换代提供了有力的支撑。
因此，本文的研究不仅有助于了解我国生物分离纯化技术的现状，还能为未来的技术创新和产业发展提供有益的启示。
二、我国生物分离纯化技术现状近年来，我国在生物分离纯化技术领域取得了显著的进步和发展。
随着国家对生物科技产业的重视和支持，以及科研力量的不断壮大，我国在这一领域的研究和应用已经取得了长足的进展。
从科研角度来看，我国的生物分离纯化技术研究已经具备一定的深度和广度。
许多高校和研究机构都在积极开展相关研究，涉及从基础理论到应用技术的各个方面。
通过不断的技术创新和实验探索，我国在生物分离纯化技术的基础研究和应用研究方面都取得了重要突破。
从产业应用角度来看，我国的生物分离纯化技术已经在医药、食品、农业等多个领域得到了广泛应用。
特别是在医药领域，随着生物医药的快速发展，生物分离纯化技术在药物研发、生产和质量控制等方面发挥着越来越重要的作用。
同时，在食品和农业领域，生物分离纯化技术也被广泛应用于食品添加剂、农产品深加工等方面，为提升产品品质和附加值提供了有力支持。
然而，尽管我国在生物分离纯化技术方面取得了一定的成就，但仍存在一些问题和挑战。
生物分离技术
生物分离技术生物分离技术是一种将生物分子（例如蛋白质、核酸等）从复杂的生物样品中分离出来的方法。
这种技术在生物学、医学、食品科学、环境研究等领域中具有广泛的应用。
生物分离技术的发展使得我们能够更好地理解生物体内的结构、功能和相互作用，并且为生物医药产业的发展提供了强有力的支持。
生物分离技术的主要目的是将感兴趣的生物分子从复杂的生物样品中纯化出来，以便进行更详尽的研究。
整个过程可以分为样品处理、分离和纯化三个主要步骤。
首先是样品处理。
样品处理的目的是消除或减少杂质对进一步分离纯化工作的影响。
常见的样品处理方法包括离心、过滤、冻融破碎等。
离心可以通过高速离心仪将固体颗粒与液体分离开来。
过滤则通过过滤膜将较大颗粒截留下来，只保留过滤液。
冻融破碎则是将生物样品暴露在低温下使其冻结，并通过物理或化学手段打碎细胞壁，以释放出目标生物分子。
接下来是分离。
分离的目的是把样品中目标生物分子与其他成分分开。
常见的分离方法包括电泳、层析和沉淀等。
电泳是通过将带电的生物分子在电场作用下按大小和电荷进行移动，从而实现分离。
层析是一种利用溶液与固体介质之间的相互作用力进行分离的方法。
常见的层析方法包括凝胶过滤层析、离子交换层析和亲和层析等。
沉淀则是通过调节溶液条件，使生物分子与其他成分发生相互作用，并形成沉淀或絮凝物，从而实现分离。
最后是纯化。
纯化的目的是将分离出来的目标生物分子从其他杂质中完全分离出来，以获得高纯度的生物分子。
常见的纯化方法包括甲醇沉淀、凝胶电泳、亲和层析和高效液相色谱等。
甲醇沉淀是通过向溶液中加入甲醇使生物分子和杂质发生溶解度差异而从溶液中分离出来。
凝胶电泳则是通过在凝胶中进行电泳分离，根据生物分子的大小和电荷从而实现纯化。
亲和层析是利用生物分子与其他分子之间的特殊相互作用力进行纯化，常见的亲和层析方法包括亲和柱层析和亲和吸附剂层析。
高效液相色谱则是一种利用液相流动相和固定相之间的相互作用力进行纯化的方法，根据生物分子在固定相上的吸附和解吸进行分离。
生物分离的一般流程
生物分离的一般流程
生物分离的一般流程包括以下几个步骤：首先是细胞破碎，这可以通过机械方法（如研磨或搅拌）或生化方法（如超声波或酶处理）来实现，目的是释放细胞内的各种生物大分子。
接下来是离心，利用离心机对细胞破碎液进行离心分离，将细胞器、细胞膜等不同密度的组分分离开来。
然后是过滤，通过滤膜或滤纸等过滤器将混合物进行过滤，进一步分离出不同大小颗粒的生物大分子。
最后是层析，通过离子交换层析、凝胶过滤层析等方法，将混合物中的生物分子按照不同的性质（如大小、电荷等）进行分离。
通过这些步骤，可以有效地实现生物分离的过程。
生物分离技术
三、生物分离技术的发展历史
? 产业部门利用生物分离技术至今已有几百年的历 史。
? 从鲜花与香草中提取天然香料 ? 从牛奶中提取奶酪 ? 发酵制酒精以及有机酸分离提取 ? 大规模深层发酵生产抗菌素 ? 基因工程菌生产人造胰岛素，人与动物疫苗等
第二节 生物分离 的过程与特点
一、生物分离的基本过程
发酵液 （培养液）
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一生物分离的基本过程发酵液培养液预处理固液分离细胞破碎固液分离动植物原料细胞破碎萃取与预处理初步纯化精制成品加工固液分离固液分离沉淀分离静态吸附静态离子交换萃取分离膜分离吸附层析离子交换层析凝胶层析亲和层析疏水层析高效液相色谱脱盐浓缩结晶干燥1对于一个未知化学结构和性质的组分的分离制备设计大致可按以下六个基本步骤进行
生物分离技术
生物制药技术专业
第一章 绪论
学习重点：
? 生物分离技术的基本含义 ? 生物分离的基本原理 ? 生物分离的一般工艺过程 ? 生物分离技术的特点及作用
第一节 概 述
一、生物分离技术的基本含义
1、定义 生物分离技术是指从动植物与微生物的有机体或
器官、生物工程产物（发酵液、培养液）及其生物 化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。 也称生物工程下游技术。 实质：是研究如何从混合物中把一种或几种物质分 离出来的科学技术。
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第一章绪论
1.生物分离工程的一般流程
答:生物分离过程是指利用产物与杂质理化性质的不同,,从发酵液中提取、分离、纯化的过程。
它的一般流程为:原料→预处理→固液分离→细胞破碎→细胞解离、碎片分离→提取→高度纯化→成品加工。
按工艺流程顺序可知它分为四个主要阶段:①发酵液的预处理②产物的提取③产物的精制④成品后的加工处理
2.在设计生物分离纯化过程前,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:生物分离与纯化的工艺过程,首先要考虑产品的性质,在遵循产品性质的规律下,要注意以下几点:①生产成本要低②工艺步骤要少③操作程序要合理④适应产品的技术规格⑤生产要有规模⑥产品具有稳定性⑦要符合环保和安全要求⑧要选用合适的生产方式
第二章发酵液的预处理
1.发酵液与处理的方法有哪些?如何进行操作?
答:①凝集和絮凝方法。
这种发酵液与处理方法的基本操作过程为:将化学药
剂预先加入发酵液中,通过改变菌体磁暴和蛋白质等胶状粒子多分散状态,破坏其稳定性,使他们聚集成可分离的絮凝体,再进行分离
②加热法。
对于产物热稳定性高的发酵液,可采用加热法对发酵液进行预处理,其操作极为简单,就是将发酵液加热至所需温度并保温一定的时间。
特点:通过加热可降低发酵液的粘度,加速就聚集作用的出去某些热变性杂蛋白,破坏凝胶状胶体结构,增加滤饼孔隙,减少发酵液最终体积,利于固液分离。
③调节PH法。
就是通过调节发酵液的PH达到预处理的目的。
在进行PH调节时,一般采用草酸等有机酸碱或某些无机酸碱来调节,调节时要避免过酸或过碱以防止发酵产物的破坏和损失
④加水稀释法。
对同重量悬浮固体物的发酵液加水稀释至适当倍数,他可以提高后续离心沉降的分离速度。
⑤加入助滤剂法。
在发酵液预处理过程中加助滤剂。
以避免滤布或生成的滤
饼阻塞而影响过滤,提高发酵液过滤的速度
⑥加吸附剂法或加盐法。
将吸附剂加入到细菌发酵的悬浮液中,是细菌细胞吸附在媳妇机上或用无机盐等在发酵液中形成庞大的絮状物把悬浮液中的悬浮粒子裹住,吸附其中的方法高价态无机离子去除的方法。
在发酵液中高价态的无机离子主要为钙离子、镁离子和铁离子三种。
钙离子的去除。
发酵液中的钙离子常采用加入酸化剂的方法将其除去,经常选用的酸化剂为草酸。
向发酵液中加入草酸时,他会与钙离子生成草酸钙沉淀而被滤除。
镁离子的去除。
镁离子的去除是采用加入磷酸盐使镁离子生成磷酸盐沉淀的
方法,常用的是三磷酸钠。
铁离子的去除。
铁离子通常采用加入黄血盐,生成普鲁士盐沉淀的方法而除去,也可采用加入碱化剂如氢氧化钠等生成氢氧化铁而除去铁离子。
⑦可溶性杂蛋白质的去除法。
即是利用可溶性杂蛋白质的性质、亲水性质,遇酸碱和热能变
性的性质等,采用凝聚和絮凝法、等电点沉淀法、热处理法、化学变性沉淀法和吸附法等将其除去的方法。
⑧色素及其它杂质的去除方法。
发酵液中的色素物质可能是由微生物生长代
谢过程分泌的,也可能是培养基带来的,可采用脱色的方法将其除去,常用的脱色方法有离子交换和活性炭吸附等方法。
第三章细胞分离技术
1.常用的细胞破碎方法有哪些?如何进行操作?
答:机械破碎法。
此法是通过机械设备借助机械作用将细胞壁和膜撕裂,使胞
内物质全部释放出来。
珠磨法。
它是利用珠磨器械所产生的剪切力将组织细胞破碎的方法。
高压匀浆法。
是利用匀浆器产生的剪切力将组织细胞破碎的方法。
过程:细胞悬浮液从高压室压出,经阀座的中心孔道高速喷出,喷射到静止的碰撞环上,被迫改变方向从出口管流出,在此过程中,由于突然减压和高速冲击,细胞受到强烈的液体剪切力和撞击力等综合作用而遭到破坏。
超声波破碎法。
是利用超声波发生器所发出的声波或超声波的作用,使细胞膜产生空穴作用,而使细胞破碎的方法。
过程:当超声波在液体介质中引起空穴作用时,产生大量的10微米的空泡,空泡爆裂过程中产生高达几千大气压的冲击波和局部高温,从而使细胞破碎。
化学渗透法。
它是指有选择性的加入某些化学试剂,改变细胞壁或膜的通透性,而使胞内的物质选择性的渗透出来的一种方法。
具体方法:
酸碱法。
通过酸或碱来调节溶液的ph以改变两性物质的电荷性,从而使蛋白
质之间或蛋白质与其他物质之间的相互作用力降低而易于溶解。
利用碱酸调节ph
可以加快细胞壁的溶解。
盐法。
髙浓度的盐可以产生高的渗透压,破坏细胞壁的通透性,使细胞失水,质壁分离,造成细胞自身破裂而释放出内容物。
表面活性剂处理。
表面活性剂而作用于与膜结合的蛋白质,形成胶来而溶解膜,使得细胞破碎。
有机溶剂法。
用有机溶剂处理细胞,可以使细胞膜溶胀,进而发生破碎,使胞内物质释放出来。
变性剂法。
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。
温和化学渗透剂处理。
温和化学渗透剂一般是采用甘氨酸,丙氨酸等分子质量较小的非极性R基氨基酸。
其破碎机理可能是:小分子的。