生物工程下游技术 第四章 沉淀法
生物分离过程的一般流程
原料液
细胞分离(离心，过滤)
路线一 细胞－胞内产物
路线二 清液－胞外产物
路线一B 包含体
细胞破碎 碎片分离
路线一A
溶解(加盐酸胍、脲)
粗分离(盐析、萃取、超过滤等)
复性
纯化(层析、电泳)
脱盐(凝胶过滤、超过滤) 浓缩(超过滤)
精制(结晶、干燥)
第一节 概述
与化学产品的分离制备相比较，生物大分子的制备有 以下主要特点： ⑴生物材料的组成极其复杂，常常包含有数百种乃至 几千种化合物。 ⑵许多生物大分子在生物材料中的含量极微，分离纯 化的步骤繁多，流程长。
沉淀方法
改变溶液pH值 加入无机盐或改变无机盐种类 加入水溶性有机溶剂 添加脱水剂
第三节 盐析法
定义： 蛋白质在高离子强度的溶液
中溶解度降低、发生沉淀的 现象称为“盐析”。
两种现象：
盐溶：低盐情况，盐离子强 度的增高，蛋白质溶解度 增大。
盐析：高盐，盐离子强度增 加，蛋白质溶解度减小。
logS
⑶许多生物大分子一旦离开了生物体内的环境时 就极易失活，因此分离过程中如何防止其失活， 就是生物大分子提取制备最困难之处。
⑷生物大分子的制备几乎都是在溶液中进行的， 温度、pH值、离子强度等各种参数对溶液中 各种组成的综合影响，很难准确估计和判断。
基本概念
通过加入某种试剂或改变溶液条件，使生化产物以固 体形式（沉淀和晶体）从溶液中沉降析出的分离纯化技 术称为固相析出技术。
因为所有分子都是可以被极化的，所以它是普遍存 在的。
DLVO理论
颗粒间的相互作用的位能取决于离子强度。在低离子强度时，颗 粒距离处在中间状态，双电层斥力占优势，可看为一个凝聚的势 垒；在高离子强度时，吸引力超过排斥力，相互间的总位能表现 为吸引位能。
沉淀策略及方法 策略
破坏蛋白质周围的水化层 降低双电层厚度（ζ电位）
在生物大分子制备中最常用的几种沉淀方法是：
⑴ 中性盐沉淀（盐析法）：多用于各种蛋白质和酶的 分离纯化。 ⑵ 有机溶剂沉淀：多用于蛋白质和酶、多糖、核酸 以及生物小分子的分离纯化。 ⑶ 选择性沉淀（热变性沉淀和酸碱变性沉淀）：多 用于除去某些不耐热的和在一定pH值下易变性的杂 蛋白。
⑷ 等电点沉淀：用于氨基酸、蛋白质及其他两性物质 的沉淀，但此法单独应用较少，多与其他方法结合使 用。 ⑸ 有机聚合物沉淀： 是发展较快的一种新方法， 主 要使用PEG聚乙二醇（Polyethyene glycol）作为 沉淀剂。
β 2.5
2.0
1.5 S0
1.0
0.5
0
-0.5
-1.0
-1.5
1234纯 多肽、多糖和核酸也可以用盐析法进行沉淀分
离 20％～40％饱和度的硫酸铵可以使许多病毒沉
淀 43％饱和度的硫酸铵可以使DNA和rRNA沉淀，
而tRNA保留在上清。
一、盐析法的原理及特点 原理
基本原理：
根据不同物质在溶剂中的溶解度不同而达到分离的 目的，不同溶解度的产生是由于溶质分子之间及溶质 与溶剂分子之间亲和力的差异而引起的，溶解度的大 小与溶质和溶剂的化学性质及结构有关，溶剂组分的 改变或加入某些沉淀剂以及改变溶液的pH值、离子 强度和极性都会使溶质的溶解度产生明显的改变。
沉淀的分类
胶体的定义
胶体是一种尺寸在1～100 nm以 至1000 nm的分散体。它既非大 块固体，又不是分子分散的液体， 而是具有两相的微不均匀分散体 系。
-《被遗忘了尺寸的世界》
Wilhelm Friedrich Ostwald (1853 – 1932)
蛋白质胶体溶液的稳定性
蛋白质可以看作是一个表面分布有正、负电荷的球 体，这种正、负电荷是由氨基和羧基的离子化形成 的，换句话说，该球体是带有均衡电荷分布的胶体 颗粒。因此，蛋白质的沉淀，实际上与胶体颗粒的 凝聚和絮凝现象相似。
第二节 蛋白质的表面特性
蛋白质组成 20种氨基酸构成的两性高分子电解质，包括疏水性
氨基酸和亲水性氨基酸 蛋白质折叠趋势
疏水性氨基酸：向内部折叠的趋势 亲水性氨基酸：分布于蛋白质外表面的趋势 结果 在蛋白质三维结构中仍会有部分疏水性氨基酸残基 暴露于表面，在蛋白质表面形成一定的疏水区
蛋白质表面由不均匀分布的荷电基团形成荷电区、 亲水区和疏水区构成。
结晶法：在固相析出过程中，析出物为晶体时称为 结晶法。
沉淀法：在固相析出过程中，析出物为无定形固体 时则称为沉淀法。常用的沉淀法主要有盐析法、有机溶 剂沉淀法和等电点沉淀法等。
沉淀法的特点和应用
◆沉淀法（即溶解度法）操作简便，成本低廉，不仅用 于实验室中，也用于某些生产目的的制备过程，是分 离纯化生物大分子，特别是制备蛋白质和酶时最常用 的方法。
◆通过沉淀达到浓缩的目的，或者通过沉淀，固液分相 后，除去留在液相或沉积在固体中的非必要成分；
◆沉淀可以将已纯化的产品由液态变成固态，加以保存 或进一步处理。沉淀方法用于分离纯化是有选择性的， 即有选择地沉淀杂质或有选择地沉淀所需成分。
◆沉淀分离在生物分离过程中应用相当广泛。一般情况 下，沉淀分离方法在生物下游加工过程中通常作为初 级分离技术加以使用，但在实际过程中也有仅通过沉 淀分离得到目标产品的工业实例。
蛋白质的溶解行为是一个独特的性质，由其组成、 构象以及分子周围的环境所决定。
一般而言，小分子蛋白质比起在化学上类似的大分 子蛋白质更易溶解。
防止蛋白质凝聚沉淀的屏障
⑴蛋白质周围的水化层（hydration shell) 可以使蛋白质形成稳定的胶体溶液。
⑵蛋白质分子间静电排斥作用。（存在双电层）
★静电斥力 ★吸引力
蛋白质/胶体颗粒的凝聚和絮凝现象相似
蛋白质粒子在水溶液中是带电的，带电的原因主要 是吸附溶液中的离子或自身基团的电离。因溶液是 电中性的，水中应有等当量的反离子存在。蛋白质 表面的电荷与溶液中反离子的电荷构成双电层。
吸引力
颗粒间的相互作用 颗粒间的相互作用的位能取决于离子强度。 Van der Waals 力 Keeson 引力（偶极力） Debye 引力 （诱导力） London 引力 （色散力）是最重要的一种引力，
9沉淀法-生物分离工程
(1)盐析
概念：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。
盐析是可逆的，而变性是不可逆的
盐析法机理
（1）破坏水化膜，分子间易碰撞聚集。 （2）中和电荷，减少静电斥力。
PH＜PI，带正电荷， 又有水膜，是稳定的 亲水胶体
在等电点状态的 酶蛋白，水膜未脱， 是不稳定的亲水胶体
阴离子盐析效果 ：
柠檬酸根＞PO43- ＞SO42- ＞CH3COO-＞ Cl-＞ NO3-＞SCN阳离子盐析效果： NH4+ ＞ K+＞Na+ 阴离子的影响大于阳离子
盐析用盐的选择
常用的盐：硫酸铵、硫酸钠、磷酸钾、磷酸钠 （1）价廉 ； （2）溶解度大，温度系数小； （3）不易引起蛋白质变性。
2-
_ _ _
_ _
_ _ _
蛋白质沉淀
盐析机理示意图
盐析过程
（1）“盐溶”—低盐浓度下，蛋白质溶解度增大
（2）“盐析”现象—高盐浓度下，蛋白质溶解度下降
A.中和蛋白质表面电荷；
B.中性盐的亲水性大，使蛋白质脱去水化膜，疏水
区暴露；
盐析用盐的选择
规律：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
(2)等电点沉淀法
1.0
调pH至等电点，蛋白质 所带净电荷为零，降低 了静电斥力，而疏水力 能使分子间相互吸引， 形成沉淀的操作称为等 电点沉淀
未沉淀蛋白质的分率
0.8 0.6 0.4 0.2 1 2 3 4 5 6 7 8 pH 对大豆蛋白质 溶解度的影响
等电点沉淀法注意事项
适用于憎水性较强的蛋白质； 往往不能获得高的回收率； 在调节等电点时，防止酶的失活或蛋白变性。
生物分离工程-沉淀法
3 应用实例
金属离子沉淀茶多酚 优点：(1)产品纯度高；(2)减少了大量有机萃取剂的
使用，减少一定量的能耗；(3)工艺流程上来看，包 含了有机溶剂以及沉淀剂的回收利用，工艺简单易 实现，沉淀剂等辅料成本较低。
沉淀法
沉淀
1 概述 2 盐析法 3 等电点沉淀法 4 有机溶剂沉淀法 5 非离子型聚合物沉淀法 6 聚电解质沉淀法 7 金属离子沉淀法
1 概述
沉淀法特点：Байду номын сангаас
成本低，收率高，浓缩倍数高 作为纯化前处理或最后产物 收集方法 操作简便
2 盐析法
盐析法是在蛋白质溶液中加入无机盐至一定浓度，
或达饱和状态，可使蛋白质在水中溶解度降低，从 而与水溶性大的杂质分离。
3 应用实例
金属离子沉淀精制磷脂酰胆碱
3 应用实例
金属离子沉淀精制磷脂酰胆碱
7 金属离子沉淀法
优点是其在稀溶液中对蛋白质有较强的沉淀 能力。
分为三类：
Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+和Cd2+能和羧酸，含 氮化合物如胺以及杂环化合物相结合；
3 应用实例
金属离子沉淀茶多酚 金属离子可以与茶多酚形成络合物沉淀，茶叶中其
他的物质则不能，将沉淀物从溶剂中分离出并在酸 的作用下进行转溶，即可得到原来的茶多酚。金属 离子沉淀法是在浸提基础之上采用沉淀一转溶将茶 多酚从浸提液中分离纯化出的一种方法。
生物工程下游技术知识要点（总复习）
生物工程下游技术知识要点（总复习）第三章发酵液预处理与固液分离 1.加水稀释法（稀释后要过滤速率提高的百分比要大于加水量）1.降低液体黏度2.加热法2.调整PH （如利用蛋白质的等电点）3.凝聚：在电解质作用下，由于胶粒之间双电层电排斥作用降低，电位下降，而使胶体体系不稳定的现象。
过滤特性改变凝聚值越小，凝聚能力就越强絮凝：在有些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。
混凝：包括上述两种方法。
4.加入助滤剂（最常见的是硅藻土）5.加入反应剂1. Ca 2+ : 加草酸钠除杂 Mg 2+ :加三聚磷酸钠C a 2+：加黄血盐1.沉淀法2.杂蛋白的除去： 2.变性法（有加热法，调PH ，加酒精，丙酮等有机溶剂或表面活性剂等。
）3.吸附法 (加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白而除去)1.离心公式：Q=v ω2Z g d v L S ?-=μρρ18)(2 固液分离手段θπctg r r gn Z )(323132-=2.过滤（1）板框过滤机（适合固体含量在１％—１０％的悬浮液的分离）（２）真空转鼓过滤机（适合固体含量大于１０％）（３）硅藻土过滤机（适合固体含量小于０．１％）第五章细胞破壁细胞破壁１．破壁方法：（１）珠磨法原理：进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠，石英砂，氧化铝等研磨剂一起快速搅拌或研磨，研磨剂，珠子与细胞之间的互相剪切，碰撞，使细胞破碎。
（2 ）高压匀浆法原理：利用高压使细胞悬浮液通过针形阀，由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破碎。
是大规模细胞破碎的常用方法。
（3）超声破碎法（适合实验室用）（4 ）酶溶法 1 .外加酶法2. 自溶法（1）加热法（2）干燥法（5）化学渗透法2.破碎率的测定（1）直接测定法破碎前利用显微镜计数器直接计数破碎后用染色的方法把破碎的细胞与未受损的细胞分开。
即可直接计算破碎率。
（2）目的产物测定法通过测定破碎液中目的产物的释放量来估算破碎率。
生物工程下游技术思考题答案
一．绪论1、从某一动物培养的细胞中分离某一抗体(一蛋白的代表）的一般工艺过程。
答：生物工程下游技术的一般工艺过程（p12）2、分离纯化某一酶制剂的主要步骤和结果如下表：（（2）亲和层析的原理是什么？3、产品的分离提取工艺应考虑那些因素？答：生物分离过纯化过程的选择准则（P16）①步聚少，成本低②次序合理③产品规格（注射，非注射）④生产规模⑤物料组成⑥产品形式固体：适当结晶，液体：适当浓缩⑦产品稳定性⑧物性溶解度，分子电荷，分子大小，功能团，稳定性，挥发性⑨危害性⑩废水处理第二章发酵液预处理1．沉降速度离心的原理。
（p15）答：沉降速度法：主要用于分离沉降系数不同的物质。
2．沉降平衡离心的原理。
（p15）答：沉降平衡法：用于分离密度不同的物质。
如梯度密度离心。
3．差速离心的概念。
（p15）答：采用不同的转速将沉降系数不同的物质分开的方法。
4． rpm与RCF的换算关系。
5.已知某一离心机的转子半径为25cm，转速为1200r/min，计算相对离心力为多大？第三章细胞破碎1除去发酵液杂蛋白质的常用方法有那些？答：杂蛋白质的除去（p6）(1) 沉淀法：蛋白质是两性物质，在酸性溶液中，能与一些阴离子（三氯乙酸盐、水扬酸盐）形成沉淀；在碱性溶液中，能与一些阳离子（Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe3+等）形成沉淀。
(2) 变性法：使蛋白质变性的方法很多，如：加热，调节pH，有机溶剂，表面活性剂等。
其中最常用的是加热法。
(3) 吸附法：加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。
2产品的分离提取工艺应考虑那些因素？答：(1) 是胞内产物还是胞外产物；(2) 原料中产物和主要杂质浓度；(3) 产物和主要杂质的物理化学特性及差异；(4) 产品用途和质量标准；(5) 产品的市场价格；(6) 废液的处理方法等。
3发酵液过滤与分离的困难的原因及解决方法。
答：第一节发酵液过滤特性的改变微生物发酵液的特性可归纳为： (P3)①发酵产物浓度较低，大多为1％一10％，悬浮液中大部分是水；②悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大；③固体粒子可压缩性大；④液相粘度大，大多为非牛顿型流体；⑤性质不稳定，随时间变化，如易受空气氧化、微生物污染、蛋白酶水解等作用的影响。
生物分离工程4沉淀.ppt.Convertor
V：所需100%浓度的有机溶剂体积 V0 ：需沉淀的原溶液体积 S1 ：原溶液中有机溶剂的浓度 S2 ：要求达到的有机溶剂浓度 缺点 容易引起蛋白质变性失活
后产物 收集方法 (3) 操作简便 蛋白质的溶解特性 蛋白质胶体溶液的稳定性 静电斥力 吸引力 盐析(Salt induced precipitation) 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。 盐析原理 首先需要了解生物大分子在水溶液中的存在状态： 两性电解质，由于静电力的作用，分子 间相互排斥，形成稳定的分散系蛋白质 周围形成水化膜，保护了蛋白质粒子， 避免了相互碰撞 蛋白质盐析 机理： （1）破坏水化膜， （2）中和电荷 盐析经验式
与多糖上的阴离子形成形成季铵络合物，降低离子强度，络合物析出。 分离核酸用沉析剂 酚、氯仿、十二烷基磺酸钠等 目的是使核酸和蛋白质分离，蛋白质变性沉淀，核酸则存在于水溶液 中。 选择性变性沉淀法 利用蛋白质、酶、核酸等生物大分子对某种物理或化学因素的敏感性差 异，实现分离。 加入变性剂 选择性热变性 选择性酸碱变性
盐溶 盐析 饱和度 中性盐的盐析效果 盐析过程 当中性盐加入蛋白质分散体系时可能出现以下两种情况： （1）“盐溶”现象—低盐浓度下，蛋白质溶解度增大 （2）“盐析”现象—高盐浓度下，蛋白质溶解度随之下降，原因如下： A.无机离子与蛋白质表面电荷中和，形成离子对，部分中和了蛋白质的 电性，使蛋白质分子之间的排斥力减弱，从而能够相互靠拢； B.中性盐的亲水性大，使蛋白质脱去水化膜，疏水区暴露，由于疏水区 的相互作用导致沉淀 离子强度对盐析过程的影响 Cohn经验公式
生物工程下游技术教案-第四章
第四章萃取一、本章基本要求：（1）掌握溶剂萃取法的基本理论、工艺过程以及基本的计算；（2）掌握双水相萃取的一般方法；（3）掌握反胶束溶液形成的条件及反胶束萃取的适用范围；（4）掌握超临界的萃取原理；（5）了解溶剂萃取法所用设备；（6）了解影响双水相萃取的因素；（7）了解SC- CO2萃取流程在及在生物、食品工业中的应用。
二、教学的重点和难点：重点：超临界的萃取原理；反胶束萃取蛋白质的基本原理及影响反胶束萃取蛋白质的主要因素；双水相萃取理论及影响因素；溶剂萃取过程的理论基础及萃取剂的选择。
难点：超临界的萃取原理；反胶束萃取蛋白质的基本原理；双水相萃取理论；溶剂萃取过程的理论基础三、主要教学设计（方法、手段等）：本章第一次课对本章的内容做一大致介绍，以一张萃取的分类图表示。
每次课之前5分钟对上次的内容进行复习，以加深学生印象。
对本章的内容主要是用讲述的形式，中间以提问的形式加强有力互动和提高学生的注意力，每小节给予一定的思考题。
四、学时分配：1.溶剂萃取和浸取（4学时）2.双水相萃取法（2学时）3.反胶束萃取法（2学时）4.超临界CO2萃取（2学时）五、参考资料及补充习题：思考题：1、何谓溶剂萃取？其分配定律的适用条件是什么？3、何谓乳化液？乳化液稳定的条件是什么？常用去乳化方法有那些？4、在发酵工业中，去乳化有何实际意义？5、类固醇萃取：含有6.8mg/l类固醇的水溶液被二氯甲烷提取,已知类固醇的平衡常数为170,萃取中水与溶剂的比例为82,问提取后有机相的浓度是多少?类固醇被提取的收率是多少?6、比较溶剂萃取与浸取的异同点？7、生物萃取与传统萃取相比的特殊性。
8、描述浸出的基本过程？9、溶剂萃取、反萃取、浸取、乳化、分离因素、表面活性剂10、已知弱酸和弱碱在水相中的电离平衡Kp，由下图试推导出K和K0、KP的关系式可经理论推导如下：K=K0[H+]/（KP +[H+]）（弱酸）K=K0KP /（KP +[H+]）（弱碱）11、某澄清的发酵液中含260mg/l放线菌D,现用醋酸丁酯进行多级萃取。
蛋白质分离纯化
蛋白质分离纯化蛋白质分离纯化是用生物工程下游技术从混合物之当中分离纯化出所需要得目的蛋白质的方法。
是当代生物产业当中的核心技术。
该技术难度、成本均高；例如一个生物药品的成本75%都花在下游蛋白质分离纯化当中。
常用技术有：１、沉淀，２、电泳：蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的，在电场中能向电场的正极或负极移动。
根据支撑物不同，有薄膜电泳、凝胶电泳等。
３、透析：利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。
４、层析：a.离子交换层析，利用蛋白质的两性游离性质，在某一特定ＰＨ时，各蛋白质的电荷量及性质不同，故可以通过离子交换层析得以分离。
如阴离子交换层析，含负电量小的蛋白质首先被洗脱下来。
b.分子筛，又称凝胶过滤。
小分子蛋白质进入孔内，滞留时间长，大分子蛋白质不能时入孔内而径直流出。
５、超速离心：既可以用来分离纯化蛋白质也可以用作测定蛋白质的分子量。
不同蛋白质其密度与形态各不相同而分开。
编辑本段蛋白质分离纯化技术蛋白质的分离纯化一、沉淀法沉淀法也称溶解度法。
其纯化生命大分子物质的基本原理是根据各种物质的结构差异性来改变溶液的某些性质，进而导致有效成分的溶解度发生变化。
1、盐析法盐析法的根据是蛋白质在稀盐溶液中，溶解度会随盐浓度的增高而上升，但当盐浓度增高到一定数值时，使水活度降低，进而导致蛋白质分子表面电荷逐渐被中和，水化膜逐渐被破坏，最终引起蛋白质分子间互相凝聚并从溶液中析出。
2、有机溶剂沉淀法有机溶剂能降低蛋白质溶解度的原因有二：其一、与盐溶液一样具有脱水作用；其二、有机溶剂的介电常数比水小，导致溶剂的极性减小。
3、蛋白质沉淀剂蛋白质沉淀剂仅对一类或一种蛋白质沉淀起作用，常见的有碱性蛋白质、凝集素和重金属等。
4、聚乙二醇沉淀作用聚乙二醇和右旋糖酐硫酸钠等水溶性非离子型聚合物可使蛋白质发生沉淀作用。
5、选择性沉淀法根据各种蛋白质在不同物理化学因子作用下稳定性不同的特点，用适当的选择性沉淀法，即可使杂蛋白变性沉淀，而欲分离的有效成分则存在于溶液中，从而达到纯化有效成分的目的。
生物工程下游技术 沉析
沉淀(沉析)
Precipitation
概述 3.2蛋白质的表面特性 3.34.1.1 沉淀(precipitation)概念 物理环境的变化引起目的物或杂质的溶解度降低 ，从而形成不定形固体凝聚物(aggregates)的过程。 多用于蛋白质及多糖类等物质的初级分离。
3.3.1 盐析沉淀(Salt induced precipitation) 1) 盐析原理 蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低，从而发 生沉淀的现象为Salting-out.
log S KsI 1 I 2
c Zi
i
2
Cohn
其中：S—蛋白质的溶解度，g/dm3 ；β —常 数；Ks—盐析常数；I—离子强度，mol/dm3；ci— 离子i的摩尔浓度(mol/dm3)；Zi—电荷数
3.1.4一般沉析操作的过程
在经过滤或离心后的样品中加入沉析剂；
沉淀物的陈化，促进晶体生长；
离心或过滤，收集沉淀物；
3.2 蛋白质的表面特性
1)、蛋白质为两性高分子电解质 (amphoteric polymer)，其正负电 荷是由氨基和羧基的离子化形成 的。其包含疏水性和亲水性的氨 基酸基团，其亲水和疏水区域的 分布和程度决定蛋白质在水相环 境中的溶解程度。但大部分蛋白 质是可溶的，其亲水性氨基酸残 基分布在蛋白质立体结构的外表 面。蛋白质表面由不均匀分布的 荷电基团形成的荷电区、亲水区 和疏水区组成。
3）影响盐析的因素 ① 盐的种类和浓度：即Ks值不同，一般是多价阴离子
、单价阳离子的盐析作用强。即浓度愈大，共沉作用加强 ，分辨率降低，效果降低，一般2－3%。 3 2
PO4 SO4 CHCOO Cl NO3 ClO4 I SCN
(完整版)生物工业下游技术习题(附答案)
生物工业下游技术习题第一章绪论1、何为生化分离工程？其主要研究那些内容？下游加工过程（下游技术）：对由生物界自然产生的或由微生物发酵过程、动植物细胞组织培养或酶反应过程等各种生物工业生产过程获得的生物原料（发酵液、培养液、反应液），经提取分离、加工精制成有关生物化工产品的过程（技术）。
由不同生物化工单元操作组成。
研究内容：产品的分离纯化，从混合物（发酵液等）中用最低的投入，获得最高的产出（产物的高得率、高纯度）。
2、试述生物技术下游加工过程的特点及应遵循的原则。
特点：发酵液等为复杂多相系统，属非牛顿性液体，成分复杂多样，固液分离困难。
产物起始浓度低（发酵液起始浓度较低而杂质又较多），常需多步纯化操作；产物（生物物质）通常很不稳定：遇热、极端pH、有机溶剂会引起失活或分解；发酵或培养都是分批操作，生物变异性大，各批发酵液不尽相同，下游加工应有弹性；发酵液不宜久存，应尽快提取。
原则：时间短；温度低；pH适中（在生物物质的稳定范围内）；严格清洗消毒。
基因工程产品，生物安全问题3、生化分离工程有那些特点？其包括那几种主要分离方法？4、简述生化分离工程的发展趋势。
操作集成化(减少步骤，提高收率）；方法集成化；大分子与小分子分离方法的相互渗透；亲和技术的推广使用和配基的人工合成；优质层析介质的开发；基因工程对下游过程的影响；发酵与提取相耦合。
5、简述生物技术下游加工过程的一般流程。
按生产过程划分，下游技术大致分为4个阶段：a)预处理（发酵液或培养液的预处理和固液分离)；b)提取（初步分离纯化）；c)精制（高度纯化）；d)成品加工（最后纯化）；第二章预处理与固-液分离法1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？预处理：a)预处理目的：改变发酵液的性质，利于固液分离。
b)方法：采用酸化、加热、以降低发酵液的粘度；或加入絮凝剂，使细胞或溶解的大分子聚结成较大颗粒。
目的：分离菌体和其他悬浮颗粒，除去部分可溶性杂质和改变滤液性质，利于提取精制后续工序的顺利进行；菌种不同、发酵液特性不同，预处理方法选择也不同。
沉淀法分离纯化蛋白质综述
沉淀法分离纯化蛋白质综述摘要：蛋白质分离纯化是用生物工程下游技术从混合物之当中分离纯化出所需要得目的蛋白质的方法，是当代生物产业当中的核心技术。
分离纯化蛋白质的方法有沉淀法、电泳法、透析法、层析法及高速离心法。
根据蛋白质的溶解性质，利用沉淀法对其分离纯化方式进行综述。
关键词：蛋白质沉淀法盐析法有机溶剂沉淀法等电点沉淀法蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。
蛋白质具有巨大的商业价值，广泛应用于医药、食品、食品添加剂、纺织、制革、工业催化剂等领域。
从生物材料中分离制备蛋白质，研究其结构与功能，对于了解生命活动的规律，阐明生命现象的本质有重大意义。
而蛋白质分离纯化是当代生物产业当中的核心技术，该技术难度、成本均高。
根据蛋白质的酸碱性质、分子大小与形状、溶解性质及其与配体亲和性等性质可对蛋白质进行分离纯化。
沉淀法也称溶解度法。
其纯化生命大分子物质的基本原理是根据各种物质的结构差异性来改变溶液的某些性质，进而导致有效成分的溶解度发生变化。
沉淀是溶液中的溶质由液相变成固相的过程。
在生物工业、有机化工偶那个专业、无机化工工业及实验室分析中是分离与纯化最常用的方法之一。
常用的蛋白质沉淀法有盐析法、有机溶剂沉淀法及等电点沉淀法，实际工作中常联合使用这三种沉淀法以达到较高的蛋白质分离提纯的效果。
1.盐析法蛋白质在高盐浓度下发生盐溶，这是因为当向蛋白质溶液中加入中性盐到一定浓度时，蛋白质表面电荷被大量中和，即亲水基团被大量中性盐离子所包围，水分子离开蛋白质的周围，暴露出疏水区域，疏水区域间的相互作用使蛋白质分子相互聚集而沉淀。
盐析的一般操作步骤是，选择一定浓度范围的盐溶液（如0-25%饱和度的硫酸铵）使部分杂质呈“盐析”状态从溶液中沉淀出来，经离心去除。
而目的的蛋白质呈盐溶状态，而从溶液中分离出来。
盐析的影响因素包括蛋白质浓度、溶液pH值及温度。
当蛋白质浓度较低时，发生盐析需要较高的离子浓度；当pH值为蛋白质的等电点时，蛋白质分子上的净电荷数为零，溶解度最小；较高的温度有利于盐析沉淀，但较高温度易使蛋白质变性和发生共沉作用。