生物分离技术
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。
生物分离原理与技术
1922年，多伦多大学，班廷、 贝斯特、克里普和麦克莱德用 于提纯胰岛素的实验室
1922年，工业界加入，多伦多大学与礼来制药公司（Eli Lilly and Company）达成协议，开展胰岛素的规模生产。 “每天清晨，满载着冰冻猪和牛胰腺的卡车开进礼来公司 的工厂，在那里被有条不紊地切割、浸泡、蒸馏和提纯， 变成一瓶瓶比金子还宝贵的胰岛素。”
我国《黄帝内经》对“消渴病”的病 因、病理、临床表现、治疗方法及预 后等都进行了论述。认为“情志失调 ，过食肥甘”与消渴病发生有密切关 系；胃肠热结，损伤津液是主要发病 机制；提出消渴患者要注意饮食。
揭 示 糖 尿 病 的 第 一 线 曙 光 —1889 年 ， 斯 特 拉 斯 堡 大 学 的 Joseph von Mering 和 Oskar Minkowski研究胰腺在消化中的 作用，意外发现切除胰腺的狗 得了糖尿病
1891 年 ， 美 国 医 生 Eugene Lindsay Opie进一步缩小了目标 的范围，他偶然发现糖尿病患 者并非整个胰腺都出了问题， 仅是胰腺中央部位的胰岛出现 明显的形态变化和萎缩，胰岛 素的名称由此诞生
Oskar Minkowski 现代糖尿病研究的 揭幕者
直接破碎动物胰脏提取胰岛素—-失败，胰脏腺泡细胞分泌 大量蛋白酶
Glucose sensor
Insulin pump
胰岛素泵
口服胰岛素： 长眠or冬眠 Viacyte公司的植入式胰岛素释放系统
生化分离技术的应用范围
下游技术是生物技术实现产业化的关键，而产品分离 纯化是下游技术最重要的组成部分。
生物技术领域的科研和生产过程中，存在着大量的蛋 白质、多肽和核酸等生物大分子及众多生物活性小分 子的分析、分离和纯化工作，迫切需要高效快速的分 析、分离和制备方法。
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。
生物分离技术在微生物学中的应用及发展
生物分离技术在微生物学中的应用及发展微生物是一类微小而广泛存在于自然环境中的生物体，它们有着重要的生态和生产功能。
生物分离技术是一种将微生物分离出来并纯化的方法，可以用来研究微生物的形态、结构、代谢和分子功能等，非常重要。
生物分离技术的主要方法有悬浮液分离、过滤分离、离心分离、凝胶过滤分离、磁性微珠分离、膜分离和流式细胞仪等。
其中，悬浮液分离是根据微生物的密度差异，利用离心或重力沉降的方法分离；过滤分离是利用过滤器对微生物进行筛选；离心分离是利用离心机的离心力将微生物分离出来；凝胶过滤分离是将微生物加到聚丙烯酰胺凝胶上，让微生物在凝胶中互相穿过筛孔进行筛选；磁性微珠分离是利用表面带有亲和性的磁性微珠将微生物吸附并分离出来；膜分离是利用膜的通透性和微生物的大小差异来分离；流式细胞仪是利用激光束将微生物分离出来，并进行识别和排序。
生物分离技术在微生物学中的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 微生物鉴定通过生物分离技术可以将微生物纯化出来，再通过形态特征、生理生化特性、遗传物质等方面的鉴定，可以确定微生物的分类地位。
2. 微生物代谢研究微生物代谢是微生物生长过程中的关键步骤。
通过生物分离技术可以分离出某一种微生物，进一步研究其代谢途径和代谢产物，探究微生物的代谢机制，为微生物的应用和微生物代谢工程提供理论依据。
3. 微生物功能筛选微生物存在的种类非常丰富，其中可能存在某些具有特殊功能的微生物，如能分解特定物质、抑制病原微生物、产生有益物质等。
通过生物分离技术可以将这些具有特殊功能的微生物筛选出来，并进一步进行研究和利用。
4. 微生物菌株改造利用生物分离技术可以分离出具有特定性状的微生物，如具有高产酶能力、高产生物质的菌株等。
可以对这些微生物进行基因改造或筛选，提高其生产效率和产量。
生物分离技术在微生物学中的应用前景非常广阔，随着现代分子生物学和基因工程等学科的不断发展，生物分离技术也将不断完善和创新。
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。
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2、生物分离技术的主要内容
（1）包括离心分离、过滤分离、泡沫分离、 萃取分离、沉淀（析）分离、膜分离、层析 （色谱）分离、电泳分离技术以及产品的浓 缩、结晶、干燥等技术。 （2）每一种分离技术根据操作形式或分离机 理的不同，又可以分为若干分离方法。
3、被分离的对象
• 可以是动植物与微生物原料，也可以是 反应产物、中间产物或废物料； • 可以是小分子，也可以是大分子； • 可以是具有生物活性的物质（如酶类）， 也可以是不具有生物活性的物质。
二、生物分离的基本原理
• 生物分离的原理有很多，主要是依据离心力、分子 大小（筛分）、浓度差、压力差、电荷效应、吸附 作用、静电作用、亲和作用、疏水作用、溶解度、 平衡分离等原理对原料或产物进行分离、纯化。
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） 预处理 细胞破碎 动植物 原料
细胞破碎
萃取与预处理
固-液分离
固-液分离
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
二、生物分离技术的评价
• • • • • 分离效率及其选择性 产品质量 产品安全 生产工艺 生产成本
第四节 生物分离技术的 作用与发展趋向
一、生物分离技术的重要作用
• 生物分离技术是开展食品精深加工，生 产高价值加工品的必备技术。 • 生物分离技术是开展生物制药或生化产 品制备的必备技术。
• 生物分离技术是食品分析与检测的重要 手段或前期的手段。 • 生物分离技术是食品生物技术中必不可 少的重要组成部分和极为重要的过程环 节。 • 生物分离技术是开展生物活性物质研究 的必要手段。
二、生物分离技术的发展趋向
• 生物分离技术取得了长足的进展 • 新型分离技术的研究和开发已有较大进 展
产品生产
所依赖的生物技术
果胶的提取
酪蛋白的提取 酶制剂（菠萝蛋白酶、溶 菌酶、果胶酶等）的提取 色素、黄酮、活性多糖低 聚糖的提取 茶多酚的提取
表1
乙醇沉淀分离技术
等电点沉淀分离技术 离心分离、沉淀分离、膜分离、 吸附层析、离子交换层析 萃取分离、沉淀分离、吸附层 析、离子交换层析
生物分离技术
黑龙江生物科技职业学院 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。
萃取分离、沉淀分离、离子交 换层析
一些新型食品和添加剂生产所依赖的生物技术
• 开展材料处理及抽提方法的选择试验； • 进行分离纯化方法、程序的摸索及其分 离效果的评价； • 进行产物均一性的测定； • 进行中间试验和工业生产应用的放大设 计，确定最佳的分离方法。
2、分离纯化方法的选择 • 提取是分离纯化目的物的第一步 所选用的溶剂应对目的物具有最大溶解度 • 分离纯化是生化制备的核心操作 早期分离方法的选择原则是从低分辨能力 到高分辨能力 各种分离方法要交叉使用
成品加工
二、生物分离技术的特点
• • • • • 需要实现目标产物的快速分离纯化。 需要对原料液进行高度浓缩。 需要借助新型的分离技术。 需要除去有害人类健康的物质。 需要采用利于保持目标产物产品质量的操作条件。
第三节 生物分离方法 的选择与评价
一、生物分离方法的选择
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： • 查找与待分离组分相关的基础性研究资料， 建立相应的分析鉴定方法； • 开展制备物的理化性质稳定性的预备试验；