分离工程复习资料

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1、第一章绪论91、生物工程学的概念：生物工程学亦称生物技术，是指通过技术手段，利用生物体或生物过程生产有经济价值产品的学科，生物工程是基础科学和应用科学相结合的产物。生物工程学的研究领域：基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程。2、生物分离工程的概念：是生物化学工程的一个重要组成部分，指从发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程，因它处于整个生物产品生产过程的后端，又称为生物工程下游技术。它描述了生物产品分离、纯化过程的原理、方法和设备。3、生物分离加工过程按工艺流程顺序可分为

2、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？（1）组分大部分是水；（2）产物浓度低；（3）固形物主要是菌体和蛋白的胶状物；（4）含有培养基残留成分；（5）含有代谢副产物；（6）含有色素、毒性物质、热原质等有机杂质。（一）发酵液预处理的目的1）改变发酵液中固体粒子的物理性质，提高固液分离的效率；2）使产物转入便于后处理的某一相中；3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。总之，改变发酵液的性质，以利于固液分

3、离。（二）、发酵液预处理的要求1、菌体的分离(正确控制发酵终点);2、固体悬浮物的去除；3、蛋白质的去除；4、重金属离子的去除；5、色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除；6、改变发酵液的性质，以利于提取和精制后续工序的操作顺利进行；7、调节适宜的pH值。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？（一）凝聚和絮凝1、凝聚：在投加的化学物质作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚体的过程。(使胶体粒子间的排斥电位降低而发生沉淀)2、絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之

4、间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。（二）、加热法①降低发酵液的粘度；②去除某些热变性蛋白等物质；③降低悬浮液的最终体积，破坏凝胶结构，增加滤饼的孔隙度，使固液分离变得十分容易。关键取决于产品的热稳定性。（三）、调节悬浮液的pH值全细胞的聚集作用高度依赖于pH的大小，恰当的pH能够促进聚集作用。一般用草酸、无机酸或碱来调节pH值。（四）加水稀释法主要适用于离心沉降分离发酵液预处理过程。同重量悬浮固体的发酵液，稀释到适当倍数，对后续的离心沉降分离速度非常有利。（五）、加入助滤剂法是一种颗粒

5、均匀，质地坚硬，不可压缩的粒状物质，用于扩大过滤表面的适用范围。使用方法：在滤布上预涂或按一定比例混入悬浮液中。（六）、加吸附剂法或加盐法加吸附剂法是使细菌细胞吸附在吸附剂上的方法；无机盐在发酵液中形成庞大的絮状物，把发酵液中的悬浮粒子裹住，吸附在其中。（七）高价无机离子去除法1、Ca2+的去除常用草酸去除；2、Mg2+的去除常用磷酸盐去除；3、Fe3+的去除常加入黄血盐，也可加入碱化剂。（八）、可溶性杂蛋白质的去除法1、等电点沉淀法；2、热处理法；3、化学变性沉淀法；4、吸附法。（九）色素及其

6、他杂质的去除方法常用的脱色法有离子交换和活性炭吸附。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？目的：一是为了获得含所需产物的细胞（菌丝）或发酵液；二是为了去除发酵液中的固形杂质。影响因素：（一）菌种，菌种决定了各种悬浮粒子的大小和形状。如真菌较粗大，易过滤，不需做特殊处理，用真空过滤即可；而放线菌较小，且菌丝体细而分枝，过滤困难，需进行预处理。9（二）发酵液的粘度，1、发酵条件，发酵条件包括培养基组成、未用完培养基的量、消沫剂、发酵周期等。2、放罐时间（发酵终了时间）3、发酵染

7、菌4、发酵液的pH值、温度。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。一、过滤：指利用多孔性介质截流固体悬浮液中的固体颗粒，进行固液分离的方法。二、离心沉降：是利用惯性离心力和物质的沉降系数或浮力密度的不同而进行的一项分离、浓缩或提取条件。1）离心沉降的原理：固体和液体之间存在一定的密度差，且固体密度大于液体的密度。2）影响离心沉降速度的因素：密度差、颗粒大小、液体粘度、离心力大小离心分离法根据其操作方式的不同，又可分为差速离心和密度梯度离心。差速离心法的原理：差速离心是利用不

8、同离心速度产生不同离心力，将各种亚细胞组分和各种颗粒分别分开。不同物质有不同的形状、大小、质量和密度，当在介质中离心时，它们的沉降速度各有差异。一般密度梯度离心法：把样品铺放在一个连续的液体密度梯度上，然后进行离心，并控制离心分离的时间，使得粒子完全沉降之前，在液体梯度中移动而形成不连续的分离区带。等密度梯度离心法：不同粒子存在密度差时，在离心力场作用下，粒子或向下沉降，或向上浮起，一直移动到与它们密度恰好相等的位置上（即等密度点）并形成区带，此即等密度梯度离心法。三、离心过滤原理：以离心力作为