下游技術總結(jié)題庫

1、下游技術重點技術一、下游技術 ：對于由生物界自然產(chǎn)生的或由微生物菌體發(fā)酵的、 動植物細胞組 織培養(yǎng)的、酶反應等各種生物工業(yè)生產(chǎn)過程獲得的生物原料， 經(jīng)提取分離、 加工 并精制目的成分，最終使其成為產(chǎn)品的技術。凝聚 ：中性鹽） 作用下， 膠粒間雙電層電排斥作用降低， 電位下降， 使膠體 體系不穩(wěn)定的現(xiàn)象。凝聚作用 ：就是向膠體懸浮液中加入某種電解質(zhì)， 在電解質(zhì)中異電離子作用下， 膠粒的雙電層電位降低，使膠體體系不穩(wěn)定，膠體粒子間因相互碰撞而 產(chǎn)生凝 集的現(xiàn)象 絮凝：在高分子絮凝劑存在下，基于架橋作用，使細胞、膠粒等聚集成粗大的絮 凝團。 絮凝作用力 ：由靜電引力、范德華力或氫鍵作用力等吸附于膠粒

2、的表面。凝聚和絮凝的共同點 ：能有效改變細胞， 細胞碎片及溶解大分子的分散狀態(tài)， 使 其聚集成較大的顆粒， 便于提高過濾速率， 還能有效地去除雜蛋白質(zhì)和固體雜質(zhì)， 提高濾液質(zhì)量。絮凝劑：一種能溶于水的高分子聚合物，相對分子質(zhì)量大，具長鏈結(jié)構（含許多 活性官能團） 混凝：包括凝聚和絮凝機理的過程，稱為混凝。助濾劑 ：是一種不可壓縮的多孔微粒，它能使濾餅疏松，流速增大細胞破碎 : 采用一定方法，在一定程度上破壞細胞壁和細胞膜，使胞內(nèi)產(chǎn)物最大 程度釋放到液相，將破碎后的細胞漿液經(jīng)固液分離除去細胞碎片 溶劑萃取 ：利用物質(zhì)在互不相溶的兩相溶劑中溶解度不同， 將物質(zhì)從一相溶劑轉(zhuǎn) 移到另一相溶劑中，從而進

3、行分離，濃縮和提純目的產(chǎn)物的方法。分配定律 ： 在一定溫度、壓力的條件下，溶質(zhì)分配在兩個互不相溶的溶劑中， 達到平衡時溶質(zhì)在兩相中活度之比為一常數(shù) （稀溶液中， 活度可用濃度代替） 應 用條件：稀溶液；溶質(zhì)對溶劑之互溶無影響； 是同一種分子類型（不發(fā)生締合 或離解） 分離因數(shù)：萃取劑對溶質(zhì)A和B的分離能力的大小，=Ka/Kb 單級萃取 : 單級萃取即使用一個混合器和一個分離器的萃取操作 多級錯流萃取流程的特點是： 每級均加新鮮溶劑， 故溶劑消耗量大， 得到的萃取 液產(chǎn)物平均濃度較稀，但萃取較完全 多級逆流萃取流程的特點是： 料液走向和萃取劑走向相反， 只在最后一級中加入 萃取劑。和錯流萃取相比

4、，萃取劑消耗少，萃取液產(chǎn)物平均濃度高，產(chǎn)物收率最 高。乳化:是一種液體 （分散相）分散在另一種不相混溶的液體（連續(xù)相）中的現(xiàn)象 表面活性劑：是一類分子的一端具有親水集團另一端具有親油集團， 而且能降低， 而且能降低界面張力的物質(zhì)。結(jié)晶：從均一的溶液中，析出晶體的操作 過飽和度S:過飽和溶液的濃度與飽和溶液濃度之比 離子交換原理 ：借助于固體粒子交換劑中的離子與稀溶液中離子進行交換， 以達 到提取或除去溶液中某些離子的目的是一種屬于傳質(zhì)分離過程的單元操作。超臨界流體萃?。菏抢贸R界流體（SCF作為萃取劑，從固體或液體中萃取 出某種高沸點或熱敏性物質(zhì)，達到分離純化目的的一種萃取技術。超臨界流體:

5、是狀態(tài)超過氣液共存時的最高壓力和最高溫度下物質(zhì)特有的點 臨界點后的流體。臨界溫度： 當氣體的溫度高于某一數(shù)值時，任何壓縮都不能使它變?yōu)橐后w。臨界壓力： 在臨界溫度下，氣體不能被液化的最低壓力。反膠團:是兩性表面活性劑在非極性有機溶劑中親水性基團自發(fā)地向內(nèi)聚集而成的，內(nèi)含微小水滴的，空間尺度僅為納米級的集合型膠體。臨界膠團濃度： 表面活性劑在非極性有機溶劑中能形成反膠團的最小濃度 反膠團含水率W指水和表面活性劑的濃度之比。W=（水/C表 反膠團萃取 ：是被萃取物以反膠團或者反膠體形式從水相被萃取到有機相的溶劑 萃取方法 雙水相 ：當兩種聚合物或一種聚合物與一種鹽溶于同一溶劑時， 由于聚合物之間

6、或聚合物與鹽之間的不相容性， 當聚合物或無機鹽濃度達到一定值時， 就會分成 不互溶的兩相。雙水相萃取技術 ：利用雙水相的成相現(xiàn)象及待分離組分在兩相間分配系數(shù)的差 異，進行組分分離及提純的技術。道南電位 : 雙水相系統(tǒng)中有電解質(zhì) , 當這些離子在兩相中分配不平衡時 , 則兩相 間產(chǎn)生電位差。 正負離子之和越大，電位差越小交錯分配法：對不同的鹽系統(tǒng)其等電點時的分配系數(shù)應相等，兩條pH和分配系數(shù)關系的曲線必交于一點，該點所對應的 pH值即為該特定蛋白質(zhì)的等電點。根 據(jù)這一原則測定蛋白質(zhì)等電點的方法即交錯分配法 膜分離技術 ： 用半透膜作為選擇障礙層，允許某些組分透過而保留混合物中其它 組份，從而達到

7、分離目的的技術膜:在流體相之間有一層薄的凝聚相物質(zhì)， 把流體相分隔開來成為兩部分， 這一 薄層物質(zhì)稱為膜 滲透：膜（不能透過溶質(zhì)）兩側(cè)壓力相等時，在濃度差作用下，溶劑從溶質(zhì)濃度 低的一側(cè)向溶質(zhì)濃度高的一側(cè)透過的現(xiàn)象。微濾：以多孔細小薄膜為過濾介質(zhì)， 壓力差為推動力， 使不溶性物質(zhì)得以分離的操作。反滲透：在溶質(zhì)濃度高的一側(cè)施加超過滲透壓的壓力，使溶劑透過膜的操作。用 于海水脫鹽，純水制造以及小分子產(chǎn)品濃縮等 超 濾：凡是能截留相對分子質(zhì)量在 500以上的高分子的膜分離過程。納濾（NF介于超濾和反滲透之間，以壓力差為推動力，從溶液中分離出3001000 相對分子質(zhì)量物質(zhì)的膜分離過程。電滲析：以電位

8、差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，從溶液中脫除或富 集電解質(zhì)的膜分離操作。透析：是利用膜兩側(cè)的濃度差從溶液中分離出小分子物質(zhì)的過程。截留率：是指對一定相對分子質(zhì)量的物質(zhì)，膜能截留的程度。易造造的物理截留分子量（MWCQ）在截留曲線上截留率為0.90的溶質(zhì)分子量 濃差極化：在膜分離過程中，膜表面上溶質(zhì)濃度高于主體溶質(zhì)濃度的現(xiàn)象。成3種情況：提高滲透壓，降低水通量；降低膜的截留率；產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象, 成物理阻塞，使膜逐漸失去透水能力。水通量：每單位時間內(nèi)通過單位膜面積的水體積流量，其大小取決于膜 特性和系統(tǒng)的條件。膜的污染：處理物料中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜存在物理化學相 互作用或機

9、械作用而引起膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產(chǎn)生透過流量和分離特性的不可逆變化現(xiàn)象 離子交換劑：是一類能與其他物質(zhì)發(fā)生離子交換的物質(zhì) 離子交換分離法：是利用離子交換劑與溶液中的離子之間所發(fā)生的交換反應進行 分離的方法。離子交換樹脂： 一種具有網(wǎng)狀立體結(jié)構的不溶于酸、 堿和有機溶劑的固態(tài)高分 子化合物?；瘜W穩(wěn)定性良好，有一定孔隙度，有離子交換能力。交換容量：是表征樹脂性能的重要數(shù)據(jù)，它用單位質(zhì)量干樹脂或單位體積濕樹脂 所能吸附的1價離子的毫米摩爾數(shù)來表示。離子交換原理：借助于固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進行交換，以達到提取或者去除溶液中某些離子的目的，是一種屬于傳質(zhì)分

10、離過程的單元操 作。色層分離：利用多組分混合物中各組分物理化學性質(zhì)的差異 （分子的形狀和大小， 分子極性， 吸附力，分子的親和力，分配系數(shù)等）使各組分以不同程度分配在 兩相中。當多組分混合物隨流動相流動時， 由于各組分物理化學性質(zhì)的差異， 而 以不同的速率移動，使之分離。吸附色譜分離是指混合物隨流動相通過固定相（吸附劑）時，由于固定相對不同 物質(zhì)的吸附力不同而使混合物分離的方法。分配色譜是利用混合物中各物質(zhì)在兩液相中的分配系數(shù)不同而分離。離子交換色譜是基于離子交換樹脂上可電離的離子與流動相中具有相同電荷的 溶質(zhì)離子進行可逆交換，由于混合物中不同溶質(zhì)對交換劑具有不同的親合力而將 它們分離 凝膠色

11、譜以凝膠為固定相,是一種根據(jù)各物質(zhì)分子大小不同而進行分離的色譜技 術 分配系數(shù)K：它是指在一定溫度和壓力下，組分在固定相和流動相之間分配達平 衡時的濃度之比值 阻滯因子是在色譜系統(tǒng)中溶質(zhì)的移動速度和流動相的遷移率之比 等溫曲線：是指在一定溫度下溶質(zhì)分子在兩相界面上進行的吸附過程達到平衡時 它們在兩相中濃度之間的關系曲線。分離因數(shù)：是某一瞬間被吸附的溶質(zhì)量占總量的分數(shù)。層析劑：用于色譜分離技術中的固定相活分離介質(zhì)的總稱。二、萃取溶劑CO2的性質(zhì)：無毒，無腐蝕性，不可燃燒，純度高且價格低。有 優(yōu)良的傳質(zhì)性能，擴散系數(shù)大；粘度低，與其他超臨界流體溶劑相比，CO2具有相對較低的臨界壓力和臨界溫度，適于

12、處理熱敏性生物制品和天然物產(chǎn)品。反膠團萃取的優(yōu)點：有很高的萃取率和反萃取率并具有選擇性；分離、濃縮可同 時進行，過程簡便；能解決蛋白質(zhì)（如胞內(nèi)酶）在非細胞環(huán)境中迅速失活的問題； 由于構成反膠團的表面活性劑往往具有細胞破壁功效，因而可直接從完整細胞中提取具有活性的蛋白質(zhì)和酶；反膠團萃取技術的成本低，溶劑可反復使用等通過三步分離操作分離了核糖核酸酶 a、細胞色素c和溶菌酶：在pH=9時，核 糖核酸酶的溶解度很小，保留在水相而與其他兩種蛋白質(zhì)分離； 相分離后得到的 反膠團相（含細胞色素C和溶菌酶）與0.5 mol/L的KCI水溶液接觸后，細胞色 素C被反萃取到水相，而溶菌酶留在反膠團相；含溶菌酶的反

13、膠團與 2.0 mol/L KCl，pH值為11.5的水相接觸后，將溶菌酶反萃至水相中。雙水相萃取技術的優(yōu)點：系統(tǒng)含水量多達75 %90 % ,兩相界面張力極低, 有助于保持生物活性和強化相際間的質(zhì)量傳遞分相時間短（特別是聚合物/鹽系統(tǒng)），自然分相時間一般只有 515min。 雙水相萃取技術易于連續(xù)化操 作。目標產(chǎn)物的分配系數(shù)一般大于3 ,大多數(shù)情況下，目標產(chǎn)物有較高的收率。 大量雜質(zhì)能夠與所有固體物質(zhì)一起去掉，與其它常用固液分離方法相比，雙水 相萃取技術可省去12個分離步驟，使整個分離過程更經(jīng)濟。 設備投資費用 少,操作簡單,不存在有機溶劑殘留問題。影響分配平衡的參數(shù)： 聚合物的影響在PEG

14、-Dex系統(tǒng)中，PEG勺分子量減小， 會使分配系數(shù)增大（2）體系中無機鹽離子的影響：鹽離子在兩相中有不同的分 配，因而在兩相間形成電位差，由于各相要保持電中性，對于帶電荷的蛋白質(zhì)等物質(zhì)的分配產(chǎn)生顯著影響。（3）體系PH的影響 體系溫度的影響（5）體系中微 生物的影響 要成功地運用雙水相萃取的方法，應滿足下列條件：欲提取的酶和細胞應分配在不同的相中；酶的分配系數(shù)應足夠大，使在一定的相體積比時，經(jīng)過一次萃取，就能得到高的收率；兩相用離心機很容易分離。為什么離子交換樹脂對有機大分子的吸附會存在假平衡？ 1. 樹脂的活性中心受 空間排列的影響不能全部吸附有機大分子 即樹脂上的活性中心排列過密，其中 一

15、部分活性中性被有機大分子遮住，影響其吸附量； 2. 樹脂顆粒度影響對大分 子的交換顆粒大，顆粒大， 有機大分子在樹脂內(nèi)部擴散慢，顆粒度減小時，交 換速度和交換量都會增加。生物產(chǎn)品所需固定相或分析劑應具有的特性 ： 1，不溶于流動相，且具有較好的 化學穩(wěn)定性和機械強度， 能經(jīng)受使用， 清洗和再生時的各種環(huán)境條件， 對于生物 活性物質(zhì)的分離，還必須能耐受生物降解作用2，具有較大的表面積和孔隙度，且粒度，孔徑分布均勻3 有較高的回收率和負載量，能達到所需的分離效率，且重現(xiàn)性好 4 有些分離過程，層析劑使用前后需要高壓消毒，此時 層析劑應具有較好的熱穩(wěn)定性 5 無毒性，分離過程不因其目的產(chǎn)物的變性 或

16、失活6 成本較低，價格合理如何測定滴定曲線 ：分別在幾個大試管中各放入 1g 樹脂，其中一個試管中放入 50ml0.1mol/lLNaCL 溶液，其他事關葉放入同樣體積的溶液，但含有不同量的 0.1mol/lLNaOH 或者 0.1mol/lLHCL ，靜置一天或七天（弱，酸堿樹脂），令其達 到平衡。測定平衡的PH值，以每克干樹脂所加入的NaOH或HCL的量（mmol）為 橫坐標，平衡PH為縱坐標，就得到滴定曲線隨時間發(fā)生變化 .有良好的選擇性， 理想是只萃取產(chǎn)物 粘度低，界面張力小或適中，以有 溶劑的回收和再生容易； 化學穩(wěn)定微生物發(fā)酵液的特性 ：a） 發(fā)酵產(chǎn)物濃度較低（110%）懸浮液中大

17、部分為水； 發(fā) 酵液是組分非常復雜的混合物； b） 發(fā)酵液是組分非常復雜的混合物； 懸浮物 顆粒小，相對密度與液相相差不大； c） 固體粒子的可壓縮性大； e） 液相粘度 大（多為非牛頓型流體） ； 性質(zhì)不穩(wěn)定，溶劑應具備的條件： 有很大的萃取容量； 不萃取雜質(zhì)； 與被萃取的液相互溶度要小， 利于相的分散 和兩相分離； 和兩相分離； 性好，不易分解，對設備腐蝕性小； 經(jīng)濟性好， 價廉易得； 安全性好，閃點高， 對人體無毒性或毒性低。生物工業(yè)上常用的溶劑有：酯類、醇類和酮類等。雜蛋白去除方法 ：1 沉淀法。 蛋白質(zhì)在酸性溶液中，能與一些陰離子形成沉淀。 在堿性溶液中能與一些 陽離子如Ag+、Cu

18、2+、Zn 2+、Fe3+等形成沉淀.2變 性法，加熱，大幅度調(diào)節(jié)pH，加酒精等有機溶劑或表面活性劑等 3吸附法。加 入某些吸附劑或沉淀劑吸附雜蛋白質(zhì)而除去。 吸附作用 : 加入某些吸附劑或沉 淀劑吸附雜蛋白質(zhì)而除去。變性法的局限性 ：加熱法只適合于對熱較穩(wěn)定的目的產(chǎn)物； 極端 pH 也會導致 變 性法的局限性： 某些目的產(chǎn)物失活， 并且要消耗大量酸堿； 而有機溶劑法通常只適用于所處理 的液體數(shù)量較少的場合作為萃取溶劑的超臨界流體必須具備以下條件： 具有化學穩(wěn)定性， 對設備無腐 蝕； 臨界溫度不能太低或太高； 臨界壓力不能太高； 操作溫度應低于被萃取 物的分解溫度； 選擇性好，溶解度高；容易獲

19、取，價格便宜。超臨界流體萃取技術的應用： 生物活性物質(zhì)和生物制品的提取、 超臨界狀態(tài)下的酶促反應、SC C02的細胞破壁技術、超臨界流體干燥技術 反膠團萃取的應用：分離蛋白質(zhì)混合物； 濃縮a -淀粉酶；從發(fā)酵液中提取胞外 酶 ；直接提取胞內(nèi)酶；用于蛋白質(zhì)復性 反膠團的微小界面和微小水相具有兩個特異性功能： 具有分子識別并允許選擇性 透過的半透膜的功能；在疏水性環(huán)境中具有使親水性大分子如蛋白質(zhì)等保持活 性。反膠團萃取原理：在有機溶劑相和水相兩宏觀相界面間的表面活性劑層 , 同鄰近 的蛋白質(zhì)分子發(fā)生靜電吸引而變形 , 接著兩界面形成含有蛋白質(zhì)的反膠團 , 然 后擴散到有機相中 , 從而實現(xiàn)了蛋白質(zhì)

20、的萃取。膜的基本特性 ：在一種流體相間有一薄層凝聚相物質(zhì)， 把流體相分隔開來成為兩 部分；這一薄層物質(zhì)稱為膜。 是均勻的一相或是由兩相以上凝聚物質(zhì)所構成的 復合體， 厚度應在 0.5 mm 以下，具有兩個界面；膜還必須具有高度的滲透選 擇性；面積可以很大，也可以非常微小 膜污染的處理（清洗方法） 物理方法清洗 ： 等壓沖洗；反沖洗；脈沖流動；靜 置浸泡加水力反沖洗，采用泡沫塑料軟球或海綿球去除污物；超聲波等 化學清 洗方法： 起溶解作用的物質(zhì)：酸、堿、酶、表面活性劑、分散劑、螯合劑 起切 斷離子結(jié)合作用的方法：改變離子強度H2O2、次氯酸鹽 起滲透作用的物質(zhì)：磷 酸鹽、次氯酸鹽 對有實用意義的

21、離子交換樹脂有何要求？外觀 ：多為球形 交聯(lián)度 ：指合成樹脂 時單體中交聯(lián)劑的含量百分數(shù)。 須具有一定交聯(lián)度， 使其不溶于一般酸、 堿及有 機溶劑?；瘜W穩(wěn)定性 ：應有較好的化學穩(wěn)定性，不易分解破壞。 機械強度 ：有一 定的物理穩(wěn)定性 避免或減少破損流失。 交換量 ：指實際應用中具有多少可以交 換離子的能力 常按以下幾方面來選擇不同色譜方法： 目的產(chǎn)物的分子結(jié)構、物理化學特性及 分子量的大?。?主要雜質(zhì)，特別是分子結(jié)構、 大小和理化特性與目的產(chǎn)物相近的 雜質(zhì)的成分與含量；目的產(chǎn)物在色譜分離過程中的生理活性的穩(wěn)定性。三、晶體質(zhì)量 ： 主要指晶體的大小，形狀（均勻度） , 純度三個方面 成核現(xiàn)象：

22、初級均相成核，初級非均相成核，二次成核 細胞破碎的主要阻力 ：連接細胞壁網(wǎng)狀結(jié)構的共價鍵相似相溶原理：分子結(jié)構相似，相互作用力相似 制備反膠團的方法：注入法、相轉(zhuǎn)移法、溶解法。下游加工過程四個原則：時間短，溫度低，PH適中，嚴格清洗 下游技術發(fā)展歷史：古代釀造業(yè)，第一代生物技術，第二代生物技術，第三代生 物技術 20 世紀 80 年代以來大致可分為以下幾大類：固液分離技術 細胞破碎技術 初步分離純化技術高度分離純化技術超臨界CO2萃取，膜過濾 下游技術四個階段：預處理（初步分離），精致（高度純化）成品制作 簡述生化分離工程的發(fā)展趨勢 。操作集成化 （減少步驟，提高收率）；方法集成化； 大分子與

23、小分子分離方法的相互滲透； 親和技術的推廣使用和配基的人工合成； 優(yōu)質(zhì)層析介質(zhì)的開發(fā)；基因工程對下游過程的影響； 發(fā)酵與提取相耦合 下游技術研究內(nèi)容：產(chǎn)品的分離純化，從混合物（發(fā)酵液等）中用最低的投入， 獲得最高的產(chǎn)出（產(chǎn)物的高得率、高純度 發(fā)酵液的特點：含水多，產(chǎn)物含量低，含菌體蛋白，溶有原來培養(yǎng)及成分，相當 多的副產(chǎn)物和色素，易被雜菌污染，或是產(chǎn)物進一步分解，易起泡，粘性物質(zhì)多 產(chǎn)品提取分離提取工藝與下列情況有關 ：是胞內(nèi)產(chǎn)物還是胞外產(chǎn)物。原料中產(chǎn)物 和主要雜質(zhì)濃度，產(chǎn)物和主要雜質(zhì)的理化性質(zhì)和差異， 產(chǎn)品用途和質(zhì)量標準，產(chǎn) 品的市場價格，廢液的處理方法新技術的研究開發(fā)：新型分離介質(zhì)的研究開

24、發(fā) （膜樹脂和凝膠）子代分離技 術（膜萃取技術、膜蒸餾及滲透蒸發(fā)技術 離子交換色譜、等電聚焦色譜）雙水 相萃取，超臨界CO2萃取，反膠團萃取 清潔生產(chǎn)：清潔生產(chǎn)是指將綜合預防的環(huán)境保護策略持續(xù)應用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品 中，以期減少對人類和環(huán)境的風險。 包括三方面內(nèi)容：清潔生產(chǎn)工藝（技術）、 清潔產(chǎn)品、清潔能源。預處理目的：改變發(fā)酵液的性質(zhì)，利于固液分離。分離菌體和其他懸浮顆粒，除 去部分可溶性雜質(zhì)和改變?yōu)V液性質(zhì)，利于提取精制后續(xù)工序的順利進行;菌種不 同、發(fā)酵液特性不同，預處理方法選擇也不同。 胞外產(chǎn)物：經(jīng)預處理使目的產(chǎn)物 移至液相，經(jīng)固液分離，除去固相; 胞內(nèi)產(chǎn)物：收集菌體或細胞，進行破碎， 使

25、目的產(chǎn)物移至液相，進行細胞碎片分離。改善發(fā)酵液的方法：反應劑降低液體粘度的方法 加大后續(xù)處理任務。 蛋白質(zhì)凝聚成較大顆粒凝聚物。 用時嚴格控制加熱溫度和時間降低液體粘度，調(diào)整 PH, 凝聚與絮凝，加入助濾劑，加入:加水稀釋法：；P ,過濾T,會增加懸浮液的體積， 加熱法：提高溫度，有效J 一般加熱溫度控制在 6580oC;?適用于對非熱敏感性產(chǎn)品發(fā)酵液預處理；?使調(diào)整PH pH值直接影響發(fā)酵液中某些物質(zhì)的電離度和電荷性質(zhì)，適當調(diào)整PH值可以改善其過濾性 高價無機離子去除方法：Ca2+ 草酸、草酸鈉，-形成草酸鈣沉淀Na5 P3O10+Mg2+Mg2一三聚磷酸鈉，-形成三聚磷酸鈉鎂可溶性絡合物;

26、=MgNa3 P3O10+2NaFe2黃血鹽，-普魯士蘭沉淀 3K4Fe(CN)6+4 Fe2+ =Fe4Fe(CN)63 J+12K+ 發(fā)酵液固液分離的方法：1,離心分離，利用轉(zhuǎn)鼓高速轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的離心力，實 現(xiàn)分離。優(yōu)點：分離速度快，效率高，液相澄清度好等。 缺點：設備投資高, 能耗大2過濾，懸浮液經(jīng)過過濾介質(zhì)時，固態(tài)顆粒與溶液分離（板框過濾機，真 空轉(zhuǎn)鼓過濾機） 離心機按照作用原理分為：1.過濾式離心機轉(zhuǎn)鼓上開小孔，有過濾介質(zhì)，離心 力下，液體穿過過濾介質(zhì)經(jīng)小孔流出而得以分離。用于處理懸浮液固體顆粒較大、 固含量較高的物料。2沉降式過濾機 轉(zhuǎn)鼓上無孔，離心力下，物料按密度大小 不同分層沉降

27、分離沉降分離 ，用于液-固、液-液、液-液-固分離 板框壓濾機：優(yōu)點：傳統(tǒng)設備，廣泛應用 結(jié)構簡單、裝配緊湊、過濾面積大， 適應性強，過濾推動力能大幅調(diào)整等。缺點：設備笨重，間歇操作、輔助時間多, 效率低，衛(wèi)生條件差，廣泛應用于培養(yǎng)基制備的過濾及霉菌、放線菌、酵母菌和 細菌等多種發(fā)酵液的固液分離。適合于固體含量 1-10%的懸浮液的分離。自動板框壓濾機：自動板框壓濾機在板框壓緊；卸餅、清洗等操作中可自動完成, 勞動強度小，輔助操作時間短。自動壓濾機結(jié)構復雜，價格昂貴，在一定程度上 限制了它的應用和發(fā)展。碟片式離心機：是沉降式離心的一種，應用較廣泛；適應于細菌、酵母菌、放線 菌等懸浮液及細胞碎片

28、分離細胞破碎的方法 機械法：高壓勻漿法、 速研磨或超聲波破碎等 非機械法：酶 解法、滲透壓沖擊法、凍結(jié)一融化法、干燥法和化學法溶胞等。機械法的特點依 靠專用設備，利用機械力的作用將細胞切碎； 優(yōu)點：設備通用性強，效率高，操 作時間短，成本低，適合大規(guī)模工業(yè)化。缺點：細胞碎片細小，胞內(nèi)物質(zhì)全部釋放，料液黏度大，成分復雜； 非機械法的特點 利用化學試劑或物理因素等破 壞局部的細胞壁或提高壁的通透性；優(yōu)點：胞內(nèi)物質(zhì)釋放的選擇性好，固液分離容易； 缺點 ：細胞破碎率低，耗費時間長， 些方法成本高，一般僅適合小規(guī) 模 酶溶法 ：利用酶反應分解破壞細胞壁上的特殊鍵， 從而達到破壁目的， 分為外加 酶法和自

29、溶法， 優(yōu)點 ：選擇性釋放產(chǎn)物，條件溫和，具有高度專一性，細胞外形 完整，缺點：溶酶價格高，通用性差，存在產(chǎn)物抑制 化學試劑法： 優(yōu)點：對產(chǎn)物釋放有一定的選擇性， 可使一些較小分子量的溶質(zhì)如 多肽和小分子的酶蛋白透過， 而核酸等大分子量的物質(zhì)仍滯留在胞內(nèi)； 細胞外形 完整，碎片少，漿液粘度低，易于固液分離和進一步提取。 缺點：通用性差；時 間長，效率低，一般胞內(nèi)物質(zhì)釋放率不超過 50%，有些化學試劑有毒 破碎率的測定方法 ：直接測定法，目的產(chǎn)物測定法，導電率測定法破碎操作與純化過程結(jié)合。破碎技術研究方向 ：多種破碎方法相結(jié)合 。與上游過程相結(jié)合 ： 在上游培養(yǎng)過 程中，改變培養(yǎng)基成分、生長期、

30、 在上游培養(yǎng)過程中，改變培養(yǎng)基成分 、生長 期、操作參數(shù)等使細 胞破碎變得容易； 用基因工程對菌種進行改造。 與其他下 游操作相結(jié)合 ： 破碎條件應與后步分離相關；1 溶質(zhì) B 各質(zhì)點的分離 2 溶3溶質(zhì)質(zhì)點B進入溶劑A形成從能量變化的角度可將溶解過程分為三個過程：劑A在溶質(zhì)B的作用下形成可容納B質(zhì)點的空位的空位 分配定律 ： 在一定溫度、壓力的條件下，溶質(zhì)分配在兩個互不相溶的溶劑中， 達到平衡時溶質(zhì)在兩相中活度之比為一常數(shù) （稀溶液中，活度可用濃度代替）（分 配系數(shù)）K=萃取相濃度/萃余相濃度=C1/C2 常用破乳化方法 過濾和離心分離：加熱： 稀釋法：加電解質(zhì)： 吸附法： 頂替 法： 轉(zhuǎn)型

31、法：加入去乳劑 乳濁液穩(wěn)定性和下列幾個因素有關 ：界面上保護膜是否形成， 液滴是否帶電， 介質(zhì)的粘度 萃取操作包括三個步驟 ：混合，分離，溶劑回收 結(jié)晶包括三個過程 ：形成過飽和溶液，晶核形成，晶體生長 過飽和溶液形成方法： 將熱飽和溶液冷卻 蒸發(fā)部分溶劑 化學反應結(jié)晶 鹽析 結(jié)晶 決定晶體大小的因素 ：過飽和度，溫度，攪拌速度和雜質(zhì)。得到晶體大小取決于晶核形成速度和晶體生長速度之間的對比關系影響晶體形狀的因素：過飽和度，溫度，攪拌速度，PH和雜質(zhì) 影響晶體純度的因素 ：母液在晶體表面的吸藏，形成晶簇，包藏母液，晶習(即 晶體外形) 拖帶劑的作用 ：添加拖帶劑以增加物質(zhì)的溶解度和萃取選擇性。常用的雙水相體系是聚乙二醇(PEG)/葡聚糖(dextran)體系和PEG磷酸鹽體系 相圖： 水性兩相的形成條件和定量關系常用相圖表示。 雙節(jié)線 下方為一相區(qū)， 上方為兩相區(qū)；上相主要含PEG下相主要含Dex