(高考生物)生物分离与纯化技术复习重点

（生物科技行业）生物分离与纯化技术复习重点

生化分离技术复习重点

1.生化分离，生化分离技术的基本步骤

生物分离与纯化的目的是从微生物发酵液，酶反应产物，动植物细胞培养和生物体本身分离并纯化对人类有用的，符合质量要求的各种生物药物和生物制品。

来源：（1）动物脏器（2）血液，分泌物和其它代谢物（3）海洋生物（4）植物（5）微生物

特点：（1）目的产物浓度低，纯化难度大（2）活性物质性质不稳定，操作过程容易失活（3）生物材料中生化组分数量大，分离困难（4）生物材料易变质，保存困难（5）生物产品的质量标准高

基本步骤：原料的选取和预处理，分离提取，精制和成品的制作

2.吸附技术

概念：是指在一定条件下，将待分离的料液（或气体）通入适当的吸附剂中，利用吸附剂对料液（或气体）中某一组分具有选择吸附的能力，使该祖坟富集在吸附剂表面，然后再用适当的洗脱机将吸附的组分从吸附剂上解吸下来的一种分离技术

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）

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。

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

微孔滤膜清洗和再生方法：将滤膜平放于清洁盛器内，用60℃左右的蒸馏水浸泡，使全部湿润，数小时候（约4小时以）倾去水，再用上法浸泡12小时，使用前再用适量温蒸馏水清洗一次。

微孔滤过膜截留粒子的范围：0.1—10μm的粒子。

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。

11.层析柱装柱的操作方法：首先选好柱子，一般柱子的直径与长度比为1:10~50；凝胶柱可以选1:100~200，同时将柱子洗涤干净。将层析用的基质（如吸附剂、树脂、凝胶等）在适当的溶剂或缓冲液中溶胀，并用适当浓度的酸（0.5N~1N）、碱（0.5N~1N）、盐（0.5M~1M）溶液洗涤处理，以除去其表面可能吸附的杂质。然后用去离子水（或蒸馏水）洗涤干净并真空抽气（吸附剂等与溶液混合在一起），以除去其内部的气泡。关闭层析柱出水口，并装入1/3柱高的缓冲液，并将处理好的吸附剂等缓慢地倒入柱中，使其沉降约3cm高。打开出水口，控制适当流速，使吸附剂等均匀沉降，并不断加入吸附剂溶液。（吸附剂的多少根据分离样品的多少而定。）最后使柱中基质表面平坦并在表面上留有2~3cm高的缓冲液，同时关闭出水口。

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