生物分离工程1

●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。

●包涵体：一种蛋白质不溶性聚集体，包括目标蛋白、菌体蛋白等。目标蛋白一级结构是

正确的，但立体结构是错误的，所以没有生物活性。

●截断分子量：相当于一定截留率（90%或95%）的分子量，随厂商而异。由截断分子量

可估计孔道大小。

●凝聚价：使胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度。

●错流过滤：又称切向流过滤，在压力推动下，悬浮液以高速在管装滤膜的内壁作切向流

动，利用流动的剪切作用将过滤介质表面的固体移走，使附着在滤膜上的滤饼很薄，因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。

●差速离心：采用不同的离心转数和离心时间，可使料液中不同组分得到分级分离，称为

差速离心。

●管状收缩：胶体溶液在管中流动时，颗粒有离开管壁向中间运动的趋势，称为管状收缩。

●絮凝剂：可使液体中分散的细粒固体形成絮凝物的高分子聚合物。

●浓差极化：在分离过程中，料液中溶剂在压力驱动下透过膜，大分子溶质被带到膜表面，

但不能透过，被截留在膜的高压侧表面上，造成膜面浓度升高。

●助滤剂：一种不可压缩的多孔微粒，在过滤操作中，为了降低过滤阻力，增加过滤速率

或得到高度澄清的滤液所加入的一种辅助性的粉粒状物质。

●膜污染：是指处理物料中的微粒，胶体或溶质大分子与膜存在物理化学作用或机械作用

而引起的在膜表面或膜孔内吸附，沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。

●树脂毒化：树脂失去交换性能后不能用一般的再生手段重新获得交换能力的现象。

●选择性变性沉淀：选择一定的条件使溶液中存在的某些杂蛋白等杂志变性沉淀下来，而

与目的物分开。

●亲和层析：,利用共价键连接有特异配体的层析介质，分离蛋白质混合物中能特异结合

配体的目的蛋白质或其他分子的层系技术。

1.错流过滤的特点？

1、收率高，

2、质量好，

3、减少处理步骤，

4、染菌罐也可以进行处理，5介质阻力大，

6、不能得到干滤饼，

7、需要大的膜面积，

8、目前适用于小分子的分离

2.包涵体分离纯化的基础路线和特点？

路线一：机械破碎→离心提取包涵体→加变性剂溶解→除变性剂复性

特点：利用了包涵体与细胞碎片的密度差，用离心将包涵体与细胞碎片和可溶性蛋白分开，获得了干净的包涵体，再对包涵体溶解复性。优点：摆脱了大量杂蛋白、内毒素等杂质，是后面的分离纯化简便。从此角度看，包涵体的形成对分离纯化也有好处。

缺点：要经过数次离心才能出去大部分细胞碎片，加工时间长。

路线二：机械破碎→膜分离可溶性蛋白→加变性剂溶解包涵体→除变性剂复性

特点：优点：封闭式操作，不污染环境也不受环境污染，能量消耗少于离心法。缺点：细胞碎片和包涵体一起被膜挡住，难以分开；而且膜的堵塞和浓差极化常常导致可溶性蛋白的滞留。

路线三：化学破碎（加变性剂）→离心除细胞碎片→除变性剂复性

特点：优点：用化学法破碎，所用试剂既可以破碎又可以溶解包涵体，将两道工序合为一道，节省设备和时间，更适合实验室操作。缺点：所有可溶性杂质都没有除去，给后续分离带来困难。

3.KS分段盐析、β分段盐析？

KS：在一定PH和温度下通过改变离子强度实现，（固定PH，温度，改变盐浓度），由于蛋白质对离子强度的变化非常敏感，易产生共沉淀现象，用于早期的粗提液。

β：在一定离子强度下通过改变PH和温度来实现，（固定离子强度，改变温度和PH），由于溶质溶解度变化缓慢，且变化幅度小，因此分辨率更高，用于后期进一步分离纯化的结晶。

4.沉淀法的目的？

1.通过沉淀达到浓缩的目的。

2.沉淀方法可有选择的沉淀杂质或有选择的沉淀所需成分，初步纯化。

3.将已纯化的产品由液态变成固态，加以保存或进一步处理。

5.离心分离沉降速度与什么因素有关？

1与颗粒直径有关，大颗粒容易沉降。2与颗粒密度和介质密度之差成正比。3与介质粘度成反比，随介质粘度增大而减小。4增大离心力可提高沉降速度，对沉降速度小的颗粒，提高转速是有效的办法。

6.有机溶剂沉淀的特点？

优点：①分辨能力比盐析法高，即蛋白质等只在一个比较窄的有机溶剂浓度下沉淀；②沉淀不用脱盐，过滤较为容易。

缺点：①对具有生物活性的大分子容易引起变性失活；②操作要求在低温下进行；③成本高。

7.什么是有机溶剂沉淀，及其机理？

有机溶剂沉淀：在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂，降低溶质的溶解度，使其沉淀析出。

原理：1降低溶剂介电常数，减小溶剂极性，从而削弱溶剂分子与蛋白质分子间的作用了，增加了酶、蛋白质、核酸等带电粒子之间的作用力，因互相吸引而聚合沉淀。2破坏水化膜：由于使用的有机溶剂与水互溶，他们在溶解于水的同时从蛋白质分子周围的水化层中夺走了水分子，破坏水化层，降低蛋白质分子的溶剂化能力，破坏蛋白质水化层，使蛋白质沉淀。3相反力：疏水基团暴露并有机溶剂疏水基团结合形成疏水层。低温可提高收率

8.比较交换容量、工作交换容量和再生交换容量？

交换容量：是表征树脂活性基团数量－交换能力的重要参数。

工作交换容量：也叫实用交换容量，即在某一指定的应用条件下树脂表现出来的交换容量，它与树脂种类和总交换容量以及具体工作条件如溶液的组成，流速、稳定等因素有关。

再生交换容量：由于树脂失效后要经再生方能重新使用，在指定的再生剂用量条件下的交换容量称再生交换容量，三者之间的关系：

工作交换容量 < 总交换容量

再生交换容量＝0.5~1.0(交换容量)

工作交换容量＝0.3~0.9(再生交换容量 )

9.影响离子交换速度的因素？

（1）树脂粒度：愈小越快（2）交联度：交联度越低、树脂越易膨胀，交换速度越快。（3）温度：越高越快。（4）离子化合价：离子化合价越高，则扩散速度就愈小。（5）离子大小：越小越快。（6）搅拌速度：越大越快（7）离子浓度：浓度越大，交换速度越快

10.盐析机理？

1破坏水化膜，分子间易碰撞聚集2破换水化膜，暴露憎水区域3中和电荷，减少静电斥力11.离子交换层析的原理？

1依赖电荷间的相互作用，利用带电分子中电荷的微小差异进行分离。2选择适当条件使一些溶质分子变成离子态，通过静电作用结合到离子交换剂上，而另一些物质不能被交换，这两种物质就可被分离。3带同种电荷的不同离子虽都可以结合到同一介质上，但由于带电量不同，与介质的结合牢度不同，改变洗脱条件可依次被洗脱而达到分离目的。