生化分离技术核心知识点
生化分离技术原理及应用复习提纲

《生物分离工程》复习题1、什么是等电点沉淀?调节溶液的 pH至溶质的等电点,溶质所带净电荷为零时,其分子间的吸引力增加,分子相互吸引,把该溶质从溶液中沉淀出来,即等电点沉淀2、什么是微滤?微滤(micfiltation,MF)是以多孔细小薄膜为过滤介质,靠膜两侧的压力差来对物质进行选择性透过,达到膜分离的目的。
微滤膜的孔径分布范围在0.05〜 10um之间;采用的压力一般在0.05〜0.5MPa范围内。
3、什么是超滤?超滤(ultafiltationUF)是利用膜两侧的压力差为动力将分子有选择地透过膜的过程,透过膜的分子除溶剂水外,还可以将溶质中的小分子(如无机盐等)通过膜,因此它属于一种“膜分离”过程。
超滤的分离介质与微滤膜类似,但孔径更小,为0 001〜0.05um,采用的压力常为0.1〜1.0MPa。
4、什么是反萃取?反萃取(backextraction):将萃取液和反萃取剂(含无机酸或碱的水溶液、水等)相接触,使某种被萃取到有机相的溶质转人水相,可看作是萃取的逆过程。
5、什么是溶剂萃取溶剂萃取:利用物质在互不相溶的两相溶剂中溶解度的不同,将物质从一相溶剂转移到另一相溶剂中,从而进行分离、浓缩和提纯目的产物的方法.6、什么是色谱技术?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和流动相,根据物质在两相间的分配行为不同,经过多次分配(吸附-解吸-吸附-解吸…),达到分离的目的。
7、什么是膜分离技术?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。
8、什么是生化分离技术?生化分离技术是指从发酵液或酶中,分离纯化生物产品的过程。
它是生物技术转化为生产力不可缺少的重要环节,又称为生物技术下游加工技术。
9、发酵产品预处理特点?利用微生物发酵生产各种发酵产品,由于菌种不同和发酵醪特性不同,其预处理方法和提取、精制方法的选择也有差异。
生化分离工程重点

第一章绪论1、生物工程学的概念,生物工程学的研究领域。
2、生物分离工程的概念。
3、生物分离加工过程按工艺流程顺序可分为四个主要阶段:发酵液的预处理、提取、精制和成品加工。
第二章发酵液的预处理1、发酵液的一般特征有哪些?发酵液预处理的目的和要求有哪些?2、发酵液预处理的方法有哪些?并简述各种方法的原理和特点?3、发酵液过滤的目的是什么?影响发酵液过滤速度的因素有哪些?第三章细胞分离技术1、常用细胞分离方法有哪些?并说明其原理。
2、什么是细胞破碎和细胞破碎率?细胞破碎的方法主要有哪些?其原理各是什么?3、什么是包含体?包含体形成的原因有哪些?包含体的溶解常用的试剂有哪些?4、蛋白质复性常用的方法有哪些?第四章沉淀技术1、沉淀的概念?2、常用的蛋白质沉淀的方法有哪几种(盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法),各自的作用机理是什么?第五章萃取技术1、萃取,萃取剂,萃取液,萃余液的概念?2、萃取法的分类。
3、分配定律内容及其适用条件。
4、简述液液萃取的一般操作过程。
5、影响有机溶剂萃取的主要因素有哪些?如何选择有机溶剂?6、什么是乳化现象?消除乳化现象常用的方法有哪些?7、简述双水相的形成?并说明其形成的原因?8、常用的双水相系统的类型有哪些?影响双水相分配系数的主要因素有哪些?9、什么是液膜?并简述液膜的组成、液膜体系、液膜的分类、液膜分离机理、。
10、试述液膜的分离过程。
并简述影响液膜分离效果的因素。
11、简述胶团及反胶团的形成。
12、简述反胶团萃取蛋白质的原理。
说明影响反胶团萃取蛋白的主要因素。
13、制备反胶团系统的方法主要有哪些?14、简述反胶团萃取蛋白质的过程。
15、什么是液固萃取?什么是超临界流体?第六章膜分离过程1、什么是膜分离过程?2、根据推动力本质的不同膜分离过程分为哪几类?各种分离过程的原理是什么?3、膜的概念及膜的特征?4、什么是浓差极化?5、什么是膜污染?膜污染的控制方法有哪些?膜清洗方法主要有哪些?第七章吸附与离子交换1、吸附的概念。
生化分离技术复习

名词解释:生化分离技术:是指从含有目标产物的发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中,提取、精制并加工制成高纯度的、符合规定要求的各种生物技术产品的技术,又称为下游加工技术。
生物技术产品:是指在生产过程应用微生物发酵技术、酶反应技术、动植物细胞培养技术等生化反应技术制得的产品。
细胞破碎:是指选用物理、化学、酶或机械的方法来破坏微生物菌体的细胞壁或细胞膜,释放其中的目标产物。
蛋白质复性:是指变性的包涵体蛋白质在适当条件下使伸展的肽键形成特定三维结构,使无活性的分子成为具有特定生物学功能的蛋白质。
用溶剂从溶液中抽提物质叫液-液萃取,也称溶剂萃取。
经典的液-液萃取指的是有机溶剂萃取.带溶剂是指能和产物形成复合物,促使产物更易溶于有机溶剂相中,在一定条件下又要容易分解的物质。
超临界流体(SCF)萃取是利用超临界流体作为萃取剂,对物质进行溶解和分离的过程。
超临界流体(SCF)是处于临界温度和临界压力以上的非凝聚性的高密度流体。
反胶团(reversed micelles)是表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发地向内聚集而成的,内含微小水滴的,空间尺度仅为纳米级的集合型胶体。
吸附:利用吸附剂对液体或气体中某一(些)组分具有选择性吸附的能力,使其富集在吸附剂表面。
实质是溶质从液相或气相转移到吸附剂表面的过程。
离子交换技术:是根据某些溶质能解离为阳离子或阴离子的特性,利用离子交换剂与不同离子结合力强弱的差异,将溶质暂时交换到离子交换剂上,然后用合适的洗脱或再生剂将溶质离子交换下来,使溶质从原溶液中得到分离、浓缩或提纯的操作技术。
洗脱:离子交换完成后,将树脂吸附的物质释放出来重新转入溶液的过程称作洗脱。
树脂的毒化:树脂失去交换性能后不能用一般的再生手段重获交换能力的现象称为树脂的毒化。
浓差极化:在膜分离过程中,由于水和小分子溶质透过膜,大分子溶质被截留而在膜表面处聚积,使得膜表面上被截留的大分子溶质浓度增大,高于主体中大分子溶质的浓度,这种现象称为浓差极化。
生化分离工程

生化分离工程复习资料第一章绪论1.生化分离工程的定义: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 (Downstream Processing)。
(生化物质主要包括氨基酸、蛋白质、多糖、核酸、抗生素、肽类物质、脂质和其他生化产品,其主要来源包括微生物、动物、植物和海洋生物等生物原料或者基因工程产物。
)2.生物分离技术在整个生物加工过程中的重要性可以从三个方面加以体现:第一,生物产物的特殊性;产物稳定性差(a 化学降解(pH , 温度); b 微生物降解(酶作用,染菌)[生物活性物质的稳定性差,对PH、温度、金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等十分敏感,易失活、变性]分批操作,生物变异性大第二,生物产物所处环境的复杂性;组分复杂(a 大分子;b 小分子;c 可溶物;d 不可溶物;e 化学添加物[除了产物外,还含有大量的细胞、代谢物、残留培养基、无机盐等;]产物浓度低的水溶液 (原因:a 氧传递限制;b 细胞量;c 产物抑制 ) 第三,对生物产品要求的严格性;质量要求高(药品或食品)[含目的产物的初始物料组成复杂,生化产品种类繁多,包括了大、中、小分子量的结构和性质复杂又各异的生物活性物质;生化产品的应用面广,许多产品用作医药、食品、试剂等,对含量和纯度要求高等。
]从而导致下游加工过程度成本往往占整个生物加工过程生产成本的大部分。
(教材中列出了若干生物制品生产过程中分离过程的成本)因此,下游加工过程的成本往往决定整个生物加工过程的成败,设计合理的下游加工过程可大大降低目标产品的生产成本,实现更大规模上的商业生产。
评价生化物质分离纯化技术的标准是纯度、收率和成本等三个因素,应从这三个方面进行综合考虑和优化才能决定最佳工艺技术。
3.下游加工技术的一般流程参照教材第3页图1.1强调如下几点:第一,流程图包括了本课程所涉及的大部分教学内容;第二,一个目标产物的获得需要进行多步处理,这样导致总收率的降低。
生化分离技术复习1..

绪论.生化分离技术:是指从含有目标产物的发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中,提取、精制并加工制成高纯度的、符合规定要求的各种生物技术产品的技术,又称为下游加工技术。
生物技术产品:是指在生产过程应用微生物发酵技术、酶反应技术、动植物细胞培养技术等生化反应技术制得的产品。
生物技术产品有哪些特点:生物技术产品有些是胞内产品,有些是胞外产物; 通常是由产物浓度很低的发酵液或培养液中提取的; 生物技术产品的稳定性差,易随时间变化,如易受空气氧化、微生物污染、蛋白质水解、自身水解等; 生物技术产品的生产多为分批操作,生物变异性大,各批发酵液或培养液不尽相同。
生化分离技术按其分离原理可分为机械分离与传质分离两大类。
生化分离过程主要包括哪几个方面?生化分离过程主要包括四个方面:①原料液的预处理和固液分离;②初步纯化(提取);③高度纯化(精制);④产品加工这四个步骤。
第一章固液分离技术排斥电位和产生吸附架桥作用的双重机制是絮凝的主要原因。
发酵液的相对纯化方法有哪些?固液分离的目的:除去固体杂质,得到溶液;分离掉溶液获得固体。
固液分离方法:过滤、沉降改善过滤性能的方法工艺上一般采用如下方法:降低混合液粘度、增大被分离颗粒的粒度、加入助滤剂、提高离心机的转速或提高操作压力、增大真空度、降低滤饼层厚度、除去滤饼第二章细胞破碎细胞破碎是指选用物理、化学、酶或机械的方法来破坏微生物菌体的细胞壁或细胞膜,释放其中的目标产物。
细胞破碎的方法有哪些?各有何特点?一、球磨破碎特点:适用范围较广;但有效能量利用率很低,设计操作时应充分考虑冷却系统的热交换能力;影响破碎率的操作参数较多,过程优化设计较复杂。
二、高压匀浆法特点:适用于酵母和大多数细菌细胞的破碎,不宜用于团状或丝状菌的破碎,易堵塞;由于操作中温度会升高,需对料液作冷却处理,保护目的产物活性。
三、超声破碎法特点:是很强烈的破碎方法;适用范围广;但有效能量利用率极低,对冷却要求相当苛刻,不易放大,多在实验室使用。
生化分离工程知识点总结归纳

生化分离工程知识点归纳第一章绪论1、生物物质分离工程:在工业规模上,通过适当的分离纯化技术与装备并消耗一定的能量和分离介质来实现生物物质(产品)制备的过程,是生物产业的一个重要组成部分。
2、生物工程下游加工过程的特点:(1)成分复杂:固体成分、液体成分(2)悬液中的目标产物浓度低(3)稳定性差:化学(温度和pH值)或微生物引起的降解(4)生物产品质量要求高:纯度、卫生、生物活性3、下游加工过程的一般流程(4个阶段):发酵液的预处理与固液分离、初步纯化(提取)、高度纯化(精制)、成品加工。
4、某一具体产品的分离提取工艺设计中应考虑的问题:①产物本身的性质;②是胞内产物还是胞外产物;③原料中产物和主要杂质浓度;④产物和主要杂质的理化特性及差异;⑤产品用途和质量标准;⑥产品的市场价格;⑦不同分离方法的技术经济比较及废液的处理方法等。
第二章发酵液的预处理与过滤1、发酵液的预处理发酵液的预处理的方法:(1)加热:最简单、最经济的预处理方法是加热,降低料液黏度,也可以对其进行灭菌。
但加热变性的方法只适合于对热稳定性的产物。
(2)调节料液的pH值:促进全细胞聚集。
(3)凝聚和絮凝:凝聚是指通过加入简单电解质降低了胶体粒子间的排斥电位,从而使得范德华引力起主导作用,聚合成较大的胶粒,粒子的密度越大,越易分离。
常用凝聚剂多为阳离子型如明矾、三氯化铁。
絮凝是指预处理时加入絮凝剂(通常指天然或合成的生物大分子聚电解质)既能降低排斥电位,又吸附了周围的微粒,形成桥架作用,促使胶粒形成粗大,密度低的絮凝团。
这些絮凝团很容易被过滤得到。
主要絮凝剂:聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、多聚胺衍生物。
(4)使用惰性助滤剂:硅藻土、珍珠岩。
2、真空过滤器的优点:连续自动操作,节省人力,生产能力大。
真空过滤器的缺点:附属设备多,投资费用高,推动力小适用于量大易过滤的料液。
3、压滤器的优点:过滤推动力大,过滤面积大。
压滤器的:缺点:板框压滤机劳动强度大,投资、维护费用高。
生化分离工程基本概念复习要点

生化分离工程基本概念复习要点生化分离工程基本概念复习要点一类1、过滤是指利用多孔介质(滤布)截留固液悬浮液中的固体粒子,进行固液分离的方法。
速度和质量是过滤操作的指标,滤饼阻力是关键,故先多对滤液絮凝或凝聚处理,或加助滤剂如硅藻土等。
2、广泛用于生化实验室及生化工业的分离设备是离心机,根据其离心力大小可分为:低速离心机、高速离心机和超离心机。
细胞的分离一般可用低速离心机或高速离心机,蛋白质的分离一般要用超离心机。
3、膜在分离过程中功能:①物质的识别与透过;②相界面;3、反应场。
4膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程,按分离粒子大小进行分为微滤(MF)超滤(UF)反渗透(RO)透析(DS)电渗析(ED)和渗透气化(PV)等,其中传质推动力为压差和浓差,适合于有机物与水分离,共沸物分离的是渗透气化(PV)。
5、膜组件主要有管式、中空纤维、螺旋卷绕式、平板式,其共同的特点是尽可能大的膜表面积、可靠的支撑装置、可引出透过液、膜表面浓度差极化达到最小。
6、双水相萃取的特点为:平衡时间短、含水量高、界面张力低、为生物活性物质提供了温和的分离环境。
操作简便、经济省时、易于放大。
7、液膜根据结构可分为多种,但具有实际应用价值的主要有三种乳状液膜、支撑液膜、流动液膜。
8、在双水相系统中,影响分配系数的主要因素有,成相聚合物分子质量和浓度、盐的种类和浓度、PH值、温度。
9、溶质、溶剂、萃取剂、萃取相、萃余相10、超临界流体的密度接近于液体,这使它具有液体溶剂相当的萃取能力;超临界流体的粘度和扩散系数又于气体相近似,而溶剂的低粘度和高扩散系数的性质也是有利于传质。
11、离子交换树脂按活性基团不同可分为强酸性阳离子交换树脂在PH1~14范围内均可使用、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂只能在PH<7的溶液中使用,按理化性质分类透明的凝胶型树脂,吸水后形成微细的空隙,失水后,孔隙消失。
生化分离工程 知识点

一、沉淀法名解:沉淀与结晶:盐析和盐溶:在高浓度的中性盐存在下,蛋白质(酶)等生物大分子物质在水溶液中的溶解度降低,产生沉淀的过程。
有机溶剂沉淀法: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。
知识点:常用的蛋白质沉淀方法有哪些?盐析法,等电点沉淀法,有机溶剂沉淀法,非离子型聚合物沉淀法,聚电解质沉淀金属离子沉淀法防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围的双电层和水化合膜。
Cohn经验方程式。
在相同离子强度下,盐的种类对蛋白质溶解度的影响有一定差异,一般的规律为:半径小的高价离子的盐析作用较强,半径大的低价离子作用较弱。
等电点沉淀的操作条件是蛋白质分子以两性离子形式存在和其分子净电荷为零(即正负电荷相等) 。
溶液的pH大于等电点时,蛋白质带负电荷,溶液的pH小于等电点时,蛋白质带正电荷。
有机溶剂沉淀时,蛋白质的相对分子质量越大,则有机溶剂用量越少;在溶液等电点附近,则有机溶剂用量越少。
在蛋白质颗粒和溶液界面之间的三种电位。
见下题请简述双电层理论。
在蛋白质颗粒和溶液界面之间存在有三种电位:①胶核表面的电位φ0,是整个双电层的电位或称Nernst电位;②Stern平面上的电位φs;③在滑动面上的电位ξ称ξ电位(或称电动电位)。
这三种电位中只有ξ电位能实际测得,所以认为它是控制胶粒间电排斥作用的电位。
它取决于Nernst电位和反离子的浓度及电荷大小,即随着溶液中离子浓度和价数的升高,ξ电位下降,从面使颗粒间斥力强度减小,溶液趋于不稳定,蛋白质也就会沉淀下来。
沉淀法分离蛋白质有哪些特点?①分离前期就可使原料液体积很快地减小10-50倍,从而简化生产工艺、降低生产费用,浓缩与纯化合二为一;②使中间产物保持在一个中性温和的环境;③可及早地将目标蛋白从其与蛋白水解酶混合的溶液中分离出来,避免蛋白质的降解,提高产物稳定性;④用蛋白质沉淀法作为色谱分离的前处理技术、可使色谱分离使用的限制因素降低到最少。
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第一章生物技术下游加工过程特点: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.生物产品的稳定性差4.对最终产品的质量要求很高生物技术下游加工的一般步骤:1.发酵液的预处理与固-液分离2.初步纯化3.高度纯化4.成品加工生物技术产品的类型:1.按分子质量:小分子质量、大分子质量2.按产品所处位置:细胞内、细胞外第二章共价过程中导致的失活:1.集团本身的共价修饰,导致基团功能不起作用2.蛋白质上任何基因的共价修饰,使三维结构受到破坏对策:1.避免细菌污染2.水分的除去3.高浓度的化学物质会使蛋白质变性,应避免4.高浓度的底物、多元醇和稳定盐利于稳定蛋白质5.对许多蛋白质而言,为防止硫羟基的氧化和降低光氧化的危险,除去空气至关重要第三章悬浮液预处理方法:1.加热法2.调节悬浮液pH值3.絮凝和凝聚4.使用惰性助滤剂去除悬浮颗粒,依据物理、化学性质:颗粒密度、颗粒大小、颗粒表面性质过滤方法:恒压过滤、恒速过滤、变速变压过滤过滤器类型:1.真空过滤器:转鼓真空过滤器、圆盘真空过滤器、水平带式真空过滤器2.压滤器:板框压滤器、加压叶滤器、带式压滤器、气压罐式连续压滤器带式压滤器的工作必要条件:料液过滤前都要加絮凝剂进行预处理,使悬浮液成絮团错流过滤:如果料液给过滤介质表面一个平行的大流量的冲刷,则过滤介质表面积累的滤饼会减少到可以忽略的程度,则通过过滤介质的流速则减少。
第四章细胞壁经酸水解,可以获得:肽聚糖、氨基酸、磷壁酸、糖、脂质破碎率的评价:1.直接计数法2.间接计数法细胞的破碎按是否外加作用分为:机械法(高压匀浆法、珠磨、超声波法)、非机械法超声波法理论依据:超声波破碎细胞的机理可能与超声波引起的空穴现象有关非机械法:1.酶法融胞2.化学法:a.酸碱调节溶液pH值b.有机溶剂常用甲苯c.表面活性剂是两性化合物3.物理法:a.渗透压冲击法b.冻融法c.干燥法4.其他方法:a.多种破碎方法相结合b.与下游过程相结合c.与上游过程相结合第五章离心分离可分为:1.离线沉降2.离心过滤3.离心分离+超离心离心分离因数Fr:粒子在离心机中产生的离心加速度与自有下降的加速度之比离心设备的放大:1.等价时间Gt法2.Σ因子法超离心技术分类:1.制备性超离心:粒子差速离心、一般密度梯度离心法、等密度离心法2.分析性超离心:相对分子质量测定、大分子纯度估计、检测大分子中构的变化3.超离心设备:分析用超离心机、制备用超离心机第六章膜分离分类:1.以静压力差为推动力的膜分离过程:微滤、超滤、纳滤、反渗透2.以蒸汽分压为推动力的膜分离过程:膜蒸馏、渗透蒸发3.以浓度差为推动力的膜分离过程:渗析4.以电位差为推动力的膜分离过程:电渗析膜的类型:1.有、无孔膜2.膜对称性(各向同性膜、不对称膜、各向异性膜)3.膜的孔道特性4.膜材料水通量:膜对纯水的通过量,是用在压力为0.1MPa,温度为20℃的条件下,透过一定量纯水所需的时间来测定。
截留分子质量MWCO:相当于一定截留率(90%/95%)的相对分子质量。
膜组件:平板式、管式、螺旋卷式、中空纤维式浓差极化:在超滤过程中,由于水透过膜,因而在膜表面的溶质浓度增高,形成梯度,在浓差梯度作用下,溶质与水以相反方向扩散,在达平衡状态时,膜表面形成一溶质浓度分布边界层,对水的透过起阻碍作用。
膜的污染:1.膜的劣化:化学性劣化、物理性劣化、生物性劣化2.水生物污垢:吸着层、堵塞3.预防和控制膜污染:①预处理法②开发新型抗污染的膜③加大供给液的流速4.污染膜的清洁:化学洗涤、物理洗涤中空纤维膜组件的工作模式:超滤、再循环、逆洗超-微滤膜组件的工作模式:浓缩、透析、纯化超-微滤系统的工厂布置:开路式操作、间歇式操作、进料和排放式操作、多次再循环操作第七章纳米过滤:介于反渗透和超滤之间,能截留有机小分子而使大部分无机盐通过,操作压力低纳米过滤膜的截留相对分子质量一般小于1000,大于300按纳滤膜的荷电情况可分为荷负电膜、荷正电膜、双极膜第八章膜亲和过滤法包括:亲和膜分离技术、亲和-错流膜过滤配基及其选择:通用性配基、特异性配基、间隔臂及其配基亲和载体有两个特性,拥有其一即可,或能溶于水溶液,或易于悬浮在水溶液亲和载体的内核:水溶性大分子量聚合物、非水溶性的粒子第九章渗透蒸发:通过渗透蒸发膜,在膜两侧组分的蒸汽分压差作用下,使液体混合物部分蒸发,从而达到分离目的的一种膜分离法渗透蒸发膜的分类:1.根据膜材料的化学性质和组成分类:亲水膜、亲油膜2.根据结构不同分类:复合膜、离子交换膜膜材料的选择:溶解度参数法蒸汽渗透:当进料是某种混合蒸气,进行渗透蒸发时即为蒸气渗透第十章萃取溶剂的选择:1.利用溶解度参数理论指导溶剂选择2.根据“相似物容易溶解在相似物中”的规律选择乳化:一种液体以细小液滴的形式分散在另一不相溶的液体中乳状液可分为:水包油、油包水乳状液的消除:过滤、离心分离、化学法、物理法、顶转法萃取操作:混合→分离→溶剂回收萃取因子:萃取平衡后,溶质在萃取相与萃余相中质量的比值多级逆流萃取:若干萃取级,料液与溶剂分别从两端加入,萃取相与萃余相逆流流动,操作系连续进行微分萃取:当轻相和重相连续不断地逆流通过萃取器时,就会产生微分萃取,在两相的接触中,溶质从一相转移至另一相中,但一般不可能达到平衡萃取段:从含溶质的重溶剂中优先萃取或分离第一种溶质洗涤段:从不含溶质的重溶剂则洗涤除去萃取物中不希望有的第二章溶质第十一章反胶束:表面活化剂分散于连续有机相中,一种自发形成的纳米尺度的聚集体形成条件:表面活化剂、临界胶束浓度特性:极性头向内,活性尾向外临界胶束浓度:胶束形成时所需表面活化剂的最低浓度反胶束中水分为结合水、自由水反胶束萃取体系:单一反胶束体系、混合反胶束体系、亲和反胶束体系蛋白质增溶于反胶束溶液的方法:注入法、液-固萃取法、液-液萃取法影响反胶束萃取蛋白质的因素:水相pH值、离子强度对萃取率的影响、表面活性剂类型的影响、表面活性剂浓度的影响、离子种类对萃取的影响、反萃取及蛋白质的变性浊点萃取:以表面活性剂胶束水溶液的溶解性和浊点现象为基础,通过改变实验条件而引起相分离,从而将水溶性物质与亲油性物质分离浊点现象:在一定温度范围内,表面活性剂易溶于水成为澄清溶液,而当温度升高或降低一定程度时,溶解度反而减小,会在水溶液中出现混浊、析出、分层现象第十二章聚合物不相溶性:由于不同类型分子间的斥力大于同它们的亲水性有关的相互吸引力,因此聚合物发生分离,形成两个不同的相双水相系统:1.聚合物/聚合物/水系统2.聚合物/低分子量成分/水系统第十三章利用超临界流体,即温度和压力略超过或靠近临界温度和临界压力、介于气体和液体之间的流体,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、纯化目的液体在临界区附近,压力和温度的微小变化,会引起流体的密度大幅度地变化,而非挥发性溶质在超临界流体中的溶解度大致上和流体的密度成正比。
超临界流体萃取正是利用了这个特性,形成了新的分离工艺。
超临界流体性质:1.溶解度2.传递性质3.选择性4.选定5.夹带剂的使用提高选择性原则:1.操作温度应和超临界流体的临界温度相接近2.超临界流体的化学性质应和待分离溶质的化学性质相接近作为萃取剂的临界流体应具:1.化学稳定性2.温度不可太高或太低3.温度应低于被萃取溶质的分解温度或变质温度4.临界压力不可太高5.选择性要好6.溶解度要高7.要易获取,价格便宜CO2是天然产物和生物活性物质提取和精制的理想和最常用溶剂夹带剂:在纯流体中加入少量与被萃取物亲和力强的组分,以提高其对被萃取组分的选择性和溶解度,添加的这类物质称为夹带剂SC-CO2萃取工艺流程:等温变压工艺、等压变温工艺、恒温恒压工艺第十四章液膜由膜溶剂、表面活性剂、流体载体组成液膜分离技术按其构型和操作方式不同分为,乳状液膜、支撑液膜无流动载体液膜分离机理:选择性渗透、化学反应、萃取、吸附有流动载体液膜分离机理:主要决定于载体的性质,有离子型、非离子型,其渗透机理分为逆向迁移、同向迁移流动载体应具条件:溶解性、配位性、载体应不与膜相表面活性剂反应液膜分离操作过程:制备液膜→液膜萃取→澄清分离→破乳影响液膜分离效果因素:液膜体系组成、液膜分离工艺条件液膜分离过程的关键:1.液膜溶胀:外水相透过膜进入液体内相,从而使液膜体系增大2.液膜的破损:搅拌速度影响,接触时间影响,料液浓度、酸度影响,乳水比影响,膜内比影响,操作温度影响乳水比:液膜乳化体积和料液体积之比膜内比:膜相体积和内相体积之比第十六章蛋白质表面大部分亲水,其内部大部分疏水表面分为荷电区、亲水区、疏水区小分子蛋白质比起在化学上类似的大分子蛋白质更易溶剂蛋白质沉淀加入沉淀剂不同:加入中性盐盐析、将pH值调节至等电点、加入可溶性有机溶剂、加入非离子型亲水性聚合物、加入聚电解质絮凝、加入多价金属离子蛋白质沉淀法:1.中性盐盐析法:①Ks分级盐析法:在一定pH值及温度下,改变盐的浓度,达到沉淀目的②β分级盐析法:在一定离子强度下,改变溶液pH值及温度,达到沉淀目的2.等电点沉淀法:基于不同蛋白质离子具不同等电点这一特性,用依次改变溶液pH值的办法,将杂蛋白沉淀除去,获目标产物3.有机溶剂沉淀法(乙醇是工业最常用的):破坏蛋白质的某些键和氢键,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在表面,并与有机溶剂的疏水基团结合形成疏水层,从而使蛋白质沉淀,当蛋白质空间结构发生变形超过一定程度时,便会导致完全变形4.非离子型聚合物沉淀法5.聚电解质沉淀法6.金属离子沉淀法亲和沉淀:将生物亲和作用和沉淀分离技术结合起来的一种蛋白质纯化方法,其实质是配基-产品复合物的沉淀,即利用蛋白质与特定生物或合成的分子间高度专一的相互作用而设计出的一种特殊选择性分离技术,其沉淀原理不是依据蛋白质溶解度的差异,而是依据吸附有特殊蛋白质的聚合物的溶解度的大小,亲和过程提高了一个从复杂混合物中分离提取单一产品的方法第十七章吸附类型:物理吸附、化学吸附、交换吸附穿透:操作开始时,大部分溶质被吸附,故流出液中溶质的浓度较低,随吸附过程继续,流出液中溶质的浓度逐渐升高,开始较慢,后来加速,在某一时刻浓度突然急剧增大膨胀床吸附步骤:床层的稳定膨胀和介质的平衡→进料吸附→洗涤→洗脱→再生、清洗离子交换剂类型:含合成树脂骨架的多孔弹性颗粒、多糖类骨架的粒子交换树脂(强离子交换材料)(弱离子交换材料)离子交换剂预处理:1.用强酸或强碱液洗涤2.按在离子交换操作时对pH的要求3.在实验初始阶段,用水或稀盐液洗涤离子交换剂的选择性:1.离子交换剂及其上面的离子的强弱和展开剂中离子的强弱2.离子交换剂对各反离子的亲核性3.离子浓度其他吸附;1.疏水作用吸附:利用溶质和吸附剂表面间弱的疏水性相互作用而被吸附的过程2.盐析吸附:由疏水吸附和盐析沉淀组合而成,将硫酸铵沉淀的蛋白质悬浮液,加到一用硫酸铵预平衡的吸附柱中,再用递减的盐浓度展开,达分离目的3.亲和吸附:借助于溶质和吸附剂之间特定的生物结合力实现的4.染料配位吸附:当亲和吸附中的配基是活性染料时,由于其中有一些染料能对蛋白质有识别作用产生专一性,可逆结合免疫吸附:利用抗原-抗体的亲和反应进行分离纯化固定金属亲和吸附:包含了金属离子经螯合被固定在吸附剂基质上并与蛋白质上氨基酸中电子供体形成金属配合物羟基磷石灰晶体有两个不同的吸附面,即存在两种不同的吸附点,起阴离子交换剂作用的为C点,带正电荷;起阳离子交换剂作用的为P点,带负电荷第十八章所有层析系统分为:固定组、移动组、需离析的样品色层分离过程:加试样→展开→分部收集色谱展开是关键,方法:洗脱分析法、前流分析法、顶替分析法阻滞因素:溶质的迁移速率和一个理想标准物质的迁移速率之比溶出体积:溶质的最大浓度区从柱中流出时已流出的流动相体积容量因子:衡量色谱柱对分离组分保留能力的重要参数,意味着在固定相和移动相中溶质数量的比例大小吸附色层分离法利用吸附剂对组分的吸附能力的差别进行分离,用了填充柱的物质包括无机吸附剂、有机吸附剂疏水作用色层分离法原理:靠疏水基团的疏水力分离生物大分子在的液相色谱法。