发布时间 : 星期一 文章生物分离与纯化技术复习重点更新完毕开始阅读
生化分离技术复习重点
1.分离纯化的主要操作步骤
细胞分离（离心、传统过滤和膜过滤。）； 细胞破碎和碎片分离（均质法和高速玻璃珠研磨法，，离心法和双水相提取法）；浓缩（超滤-----错流系统）；色谱分离
1. 吸附分离技术
概念： 吸附层析是利用吸附剂对不同物质的吸附力不同而使混合物中的各组分分离的方法。 吸附剂类型：（1）物理吸附（范德华力）（2）化学吸附（电子转移）（3）交换吸附（离子交换） 物理吸附和化学吸附的比较 吸附力 吸附热 选择性 稳定性 分子层 吸附速率 物理吸附 范德华力 较小(～液化热) 无选择性 不稳定,易解吸 单分子层或多分子层 较快, 受温度影响小 化学吸附 化学键力 较大 有选择性 稳定 单分子层 较慢. 受温度影响大 常用的吸附剂：一类有机吸附剂，如活性炭、纤维素、大孔吸附树脂、聚酰胺等；另一类是无机吸附剂，如氧化铝、硅胶、人造沸石、磷酸钙‘氢氧化铝等。
活性炭吸附规律：对具有极性基团的化合物吸附力较大；对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物；对相对分子质量大的化合物的吸附力大于相对分子质量小的化合物。
影响吸附的因素：吸附剂的性质；吸附物的性质；吸附条件（温度、PH、盐的浓度）、溶剂的影响。 大孔吸附树脂预处理方法： 解吸条件的影响： 3.膜分离技术
概念：指物质在推动力作用下由于传递速度不同而得到分离的过程。
特点：易于操作；成本低、寿命长；高效；常温下操作无相态的变化，分离精度高，没有二次污染；膜材质的价格高；操作过程中膜面容易被污染；膜的耐药性，耐溶性，耐热性能有限。 类型：渗析；电渗析；微滤；超滤；反渗透；纳滤；气体分离 微滤的分离机理：筛分机理 4.液膜分离技术
概念：是一种以液膜为分离介质，以浓度差为推动力的分离操作，是属于液—液系统的传质分离过程。 组成：膜溶剂；表面活性剂；流动载体；膜增强剂。 分类：乳状液膜；支撑液膜。
液膜分离步骤：制备液膜；液膜萃取；澄清分离；破乳。
影响因素：液膜乳液成分的影响；乳水比；连续的PH；搅拌速度的影响；料液的浓度和酸度的影响；操作温度的影响；接触时间。
应用：分离氨基酸；提取抗生素；提取生物碱；提取蛋白质；分离有机酸；应用酶反应和酶萃取；液膜包裹。 5.盐析
基本原理：在高浓度中性盐存在的情况下，蛋白质（或酶）等生物大分子在水溶液中的溶解度降低并沉淀出的现象称为盐析。
影响盐析的因素：盐饱和度；蛋白质浓度；PH值；温度 盐加入方式：（1）加硫酸铵的饱和溶液;(2)直接加固体硫酸铵 6.等电点沉淀法
基本原理：两性生化物质在溶液PH处于等电点时，分子表面电荷为零，分子间静电排斥作用减弱，因此吸
引力增大，能相互聚集起来，发生沉淀。
等电点概念：蛋白质或两性电解质(如氨基酸)所带净电荷为零时溶液的pH，此时蛋白质或两性电解质在电场中的迁移率为零。
7.结晶 概念：溶质呈晶态从溶液中析出的过程称为结晶。 过程：过饱和溶液的形成；晶核的生成；晶体的生长。
影响结晶因素：溶液浓度；样品纯度；溶剂；PH；温度；时间。
方法：盐析法；加饱和盐溶液；透析法；有机溶剂（直接加有机溶剂或者利用挥发性溶剂蒸发结晶）；等电点；其它（温度差，加入金属离子）等。 8.有机沉淀法
原理：向蛋白质等生物大分子的水溶液中加入一定量亲水性的有机溶剂，能显著降低蛋白质等生物大分子的溶解度，使其沉淀析出。
常用有机溶剂：乙醇、丙酮、甲醇等。
9.固相析出分离技术主要有：结晶法、盐析法、有机溶剂沉淀法和等电点沉淀法。 10.离子交换法
概念：是应用离子交换剂作为吸附剂，通过静电引力将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上，然后用合适的洗脱机将吸附物从离子交换剂上洗脱下来，从而达到分离、浓缩、纯化的目的。 常用离子交换剂：人工高聚物作载体的离子交换树脂；多糖作载体的多糖基离子交换剂。
分类；一.按树脂骨架的主要成分分：（1）聚苯乙烯型树脂（2）聚苯烯酸型树脂（3）多乙烯多氨—环氧氯苯烷树脂（4）酚醛树脂
二.按骨架的物理结构来分：（1）凝胶型树脂（2）大网格树脂（3）均孔树脂
三.按活性基团分类：阳离子交换树脂：（1）强酸性阳离子交换树脂（磺酸基团和次甲酸磺酸基团）（2）弱酸性阳离子交换树脂（羧基和酚羟基）
阴离子交换树脂:（1）强碱性阴离子交换树脂（季铵基团）（2）弱碱性阴离子交换树脂（伯胺基。仲胺基）
离子交换树脂的理化性能：交联度；交换容量；粒度和形状；滴定曲线；稳定性；膨胀性。
影响离子交换树脂选择因素：离子化合价；离子的水化半径；溶液浓度；离子强度；溶液的PH；有机溶剂的影响；树脂的物理结构的影响；树脂与离子间的辅助力
影响离子交换速度的因素：树脂粒度；树脂的交联度；溶液流速；温度；离子的大小；离子的化合价；离子浓度。
离子交换技术的一般流程：原料液的预处理——原料液与离子交换树脂的充分接触——淋洗交换树脂——把离子交换树脂上的有用物质解吸并洗脱下来——离子交换树脂的再生。 12.亲和层析
原理：亲和层析是一种吸附层析，抗原（或抗体）和相应的抗体（或抗原）发生特异性结合，而这种结合在一定的条件下又是可逆的。所以将抗原（或抗体）固相化后，就可以使存在液相中的相应抗体（或抗原）选择性地结合在固相载体上，借以与液相中的其他蛋白质分开，达到分离提纯的目的。
影响吸附剂亲和力的因素：配基浓度；空间障碍；配基与载体的结合位点；载体孔径。 14.过滤
概念：在推动力或者其他外力作用下悬浮液（或含固体颗粒发热气体）中的液体（或气体）透过介质，固体颗粒及其物质被过滤介质截留，从而使固体及其他物质与液体（或气体）分离的操作。 原理：利用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来的一种方法 类型：（1）常规过滤（2）错流过滤 15.助滤剂 滤饼作用
助滤剂原理：通过加入助滤剂改变进入滤池之前的颗粒或滤料表面性质、电性与尺寸。改变滤料表
面性质可提高颗粒向滤料迁移速度与黏附效率；改变进入滤池悬浮颗粒的表面性质与尺寸可提高颗粒黏附效率。按照该机理形成的聚合物–颗粒絮体，使颗粒和黏附作用都得到加强。 助滤剂的主要种类有：⑴聚合无机高分子（如聚合氯化铝、聚合硫酸铝）⑵合成有机高分子（如聚丙烯酰胺、HAC阳离子絮凝剂）⑶天然有机高分子（如骨胶、海藻酸钠）⑷氧化剂（如氯、臭氧、二氧化氯等）。
助滤剂使用方法：（1）在过滤之前先在过滤介质表面预涂一层助滤剂；（2）助滤剂按一定比例均匀加入待过滤的料液中。
16.提取：通过溶剂(如乙醇)处理、蒸馏、脱水、经受压力或离心力作用，或通过其他化学或机械工艺过程从物质中制取(如组成成分或汁液)。谓经过提炼而取得。 17.精制：从一种物质中把不需要的成分除去
18.萃取：利用溶质在互不相容的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。 萃取选取的原因：（1）萃取剂分子至少有一个萃取功能基（2）萃取剂分子中必须有相当长的链烃或芳烃（3）选择性好、萃取容量大、化学和辐射稳定性强、容易与原料液分层、操作安全等。 影响因素：（1）PH，温度‘盐析（2）有机溶剂的选择（3）带溶剂（4）乳化和去乳化
19.细胞破碎常用的技术：（1）高压匀浆法（2）高速珠磨法（3）超声波法（4）化学法（5）酶解法（6）渗透压冲击法（7）冻结-融化法（8）干燥法 常用的溶酶：溶菌酶、透明质酸酶、蛋白酶、脂肪酶、核酸酶等。
20.高压匀浆法的原理：细胞悬浮液在高压作用下从阀座与阀之间的环隙高速喷出后撞击到碰撞环上，细胞在受到高速撞击后，几句释放到低压环境，从而在撞击力和剪切力等综合作用下破碎 影响因素：压力、循环操作次数和温度
21.化学渗透法破碎细胞的特点：速度低，效率差，且化学或生化试剂的添加形成新的污染，但化学渗透法选择性高，胞内产物的总释放率低，可有效抑制核酸的释放，料液粘度小，有利于后处理。 22.珠磨法破碎细胞的影响因素：搅拌速度、料液的循环速度、细胞悬浮液的浓度、珠粒大小和数量、温度等。
23.发酵液预处理降低液体黏度常用的方法：（1）加热（2）凝聚和絮凝（3）变性沉淀（4）调节PH 24.凝聚
概念：在电解质的作用下，由于胶粒之间双电介质 凝聚的影响因素：
25.絮凝 絮凝的主要影响因素
概念：指在某些高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形成较大的絮凝团的过程。
原理：絮凝剂一般为高分子聚合物，具有长链线状结构，容易溶于水，其相对分子质量高达数万至1000万以上，在长的链节上含有相当多的活性功能团。絮凝剂的功能团能强烈地吸附在胶粒的表面，由于一个高分子絮凝剂的长链节上含有相当多的活性功能团，所以一个絮凝剂分子可分别吸附在不同颗粒的表面，从而产生架桥链接。
絮凝的影响因素：主要是1，絮凝剂的相对分子质量、2，絮凝剂的类型、3，溶液的PH、4，搅拌速度和时间、5，絮凝剂的浓度、6，助凝剂。
27.常用的固液分离方法有：过滤、沉降和离心分离。 28.浸取技术，影响因素
概念：用溶剂浸渍固体混合物以分离可溶组分及残渣的单元操作。又称固液萃取。
影响因素：固体物质的颗粒度；溶剂的用量及浸取次数；温度；浸取时间；搅拌；溶剂的PH 33.克服膜表面浓度差极化现象的方法：进入膜处理前的预过滤能去除微粒状物质，降低待阻留溶质的浓度；逆洗；超声波振动；设置湍流促进物；震动和脉冲喂料等。此外，还有研究通过膜、膜系统或膜表面的旋转而达到控制浓差极化的目的。
34.生化分离技术分离的主要对象：动植物细胞与微生物发酵液；酶反应产物、中间产物或废物料，具有生物活性的物质（如酶类）。
35.生物技术产品的特点：结构复杂；具有种属特异性；针对性强，疗效高；基因稳定性；免疫原性；检验的特殊性等。
生物分离与纯化复习题 第一章
1、生物分离纯化技术的概念？
以生物物质原料为基础，对目标产物进行提取、纯化、加工制备的生产技术。 2、生物物质与生物产品的区别？
生物产品：在产业中的生物物质的制成品。 3、生物分离纯化技术的原理和特点？
基本原理：利用混合物中不同组分间物理、化学和生物学性质的差别来实现组分间的分离或纯化。 技术原理：选用能够识别这些差别的分离介质或扩大这些差别的分离设备来实现组分间的高效分离。 特点：⑴环境复杂、分离纯化困难含量低、工艺复杂⑵ 稳定性差、操纵要求严格⑶ 目标产物最终的质量要求很高⑷ 终极产品纯度的均一性与化学分离上纯度的概念并不完全相同 4、发酵生物产品分离纯化的生产工艺？
⑴原材料的预处理⑵颗粒性杂质的去除⑶可溶性杂质的去除和目标产物的初步纯化⑷目标产物精制⑸目标产物的成品加工 第二章
6、预处理的目的？
使目标产物最大限度的转移到溶液中。 7、改变发酵液过滤特性的基本方法？
⑴降低液体黏度（常用加水稀释法和加热法）⑵调整pH（改变物质的电离度和电荷性质）⑶加入反应剂（沉淀杂质）⑷加入助滤剂（不可压缩的多孔微粒，使滤饼疏松，增大滤速）⑸凝聚和絮凝 8、对发酵液相对纯化的基本方法？ 高价无机离子（Ca2+、Mg2+、Fe2+）
⑴Ca2+ 草酸钠→草酸钙沉淀（回收草酸）⑵Mg2+ 三聚磷酸钠→三聚磷酸钠镁络合物⑶Fe2+ 黄血盐→普鲁士蓝沉淀 杂蛋白
⑴沉淀⑵变性 ①加热大幅度调解pH ②加酒精、丙酮等有机溶剂或表面活性剂⑶吸附法 9、凝聚和絮凝的作用原理？
凝聚原理：加入电解质，中和胶体粒子的电性，夺取胶体粒子表面的水分子，破坏其表面的水膜，使胶体粒子能聚集起来
絮凝原理：（絮凝剂是一种能溶于水的高分子聚合物）通过静电引力、范德华引力或氢键的作用，强烈地吸附胶粒，形成较大的絮团
原理：絮凝剂一般为高分子聚合物，具有长链线状结构，容易溶于水，其相对分子质量高达数万至1000万以上，在长的链节上含有相当多的活性功能团。絮凝剂的功能团能强烈地吸附在胶粒的表面，由于一个高分子絮凝剂的长链节上含有相当多的活性功能团，所以一个絮凝剂分子可分别吸附在不同颗粒的表面，从而产生架桥链接。
11、离心分离的常用方法及特点？ ⑴差速离心法
⑵速率区带离心法 最大的梯度密度低于最小密度的沉降样品在最高的沉降物质 达到管底前停止，短时间，低速度
生物物质：生物物质是指存在于生物体内的所有生物活性物质的总称。生物物质的制成品统称为生物产品。