生物工程下游技術

1、精選文檔生物工程下游技術生物工程下游技術的定義 指從動植物與微生物的有機體或器官、生物工程產物（發(fā)酵液、培育液）及其生物化學產品中提取、分別、純化有用物質的技術過程。 實質：是爭辯如何從混合物中把一種或幾種物質分別出來的科學技術。 1.生化工程分別技術預處理結晶干燥離心法：離心過濾、離心沉降、超離心萃取法：有機溶劑、雙水相、液膜、反膠團、超臨界層析法：凝膠過濾層析、反相層析、親和、疏水相互作用、聚焦、離子交換膜分別：微濾、超濾、反滲透、透析、電滲透2.生物物質常用的分別技術氨基酸 ：結晶和離子交換法 蛋白質和多肽 ：離子交換層析、電泳 糖類 ：吸附層析 脂質：有機溶劑萃取、超臨界流體萃取和層析

2、 抗生素 ：有機溶劑萃取、離子交換、結晶和吸附層析3. 生物分別方法的選擇與評價原則：步聚少，次序合理，產品規(guī)格 （注射，非注射），生產規(guī)模 ，物料組成，產品形式，產品穩(wěn)定性，危害性，物性： 溶解度、電荷、分子大小、功能團、穩(wěn)定性、揮發(fā)性，廢水處理4.濃縮率：濃縮程度一般用濃縮率(concentration factor)表達，是一個以濃縮為目的的分別過程的最重要指標。濃縮率為m，mt=mx則目標產物未得到任何程度的分別純化。5.分別因子：分別因子又稱分別系數。產品中目標產物濃度越高，雜質濃度越低，則分別因子越大，分別效率越高。6. 回收率：無論是以濃縮還是以分別為目的操作過程，目標產物均應以

3、較大的比例回收, 回收率R：生物分別操作多為間歇過程（分批操作），若原料液和產品溶液的體積分別為VC和VP。1 生物產品與一般化工產品分別過程有何不同？2 設計生物產品的分別工藝應考慮哪些因素？3 分別純化的回收率與濃縮率如何計算？4 現代生物分別工程爭辯方向有哪些特點？5 分別純化指標有哪些?簡述pH對發(fā)酵液過濾特性的影響，并舉例說明。答：（1） pH直接影響發(fā)酵液中某些物質的電離程度和電荷性質，因此適當調整pH值可以改善發(fā)酵液的過濾特性。（2）氨基酸和蛋白質在酸性條件下帶正電，堿性條件下帶負電，等電點時凈電荷為零，兩性物質在等電點下的溶解度最小，等電點沉淀法在生物工業(yè)分別中廣泛使用。（3）

4、如味精生產，利用等電點沉淀法提取谷氨酸，一般蛋白質也在酸性范圍達到等電點；膜分別中可通過調整pH值轉變易吸附分子的電荷性質，削減膜堵塞和膜污染；此外，細胞、細胞碎片及某些膠體物質等在特定pH下也可能趨于絮凝而成為較大顆粒，有利于過濾進行。其次章1.預處理的目的：促進從懸浮液中分別固形物的速度，提高固液分別的效率：轉變發(fā)酵液的物理性質，包括增大懸浮液中固體粒子的尺寸，降低液體黏度。相對純化，去除發(fā)酵液中的部分雜質（高價無機離子和雜蛋白質），以利于后續(xù)各步操作。盡可能使產物轉入便于后處理的一相中（多數是液相）；2.預處理的方法分散和絮凝 加熱法調整懸浮液的pH值 雜蛋白的去處高價無機離子的去處 助

5、濾劑反應劑 3分散與絮凝：.分散與絮凝處理過程就是將化學藥劑預先投加到懸浮液中，轉變細胞、菌體和蛋白質等膠體粒子的分散狀態(tài)，破壞其穩(wěn)定性，使其聚集起來,增大體積以便固液分別。分散和絮凝技術常用于菌體細小而且黏度大的發(fā)酵液的預處理中。分散和絮凝是兩種方法，兩個概念。分散：指在投加的化學物質（鋁、鐵的鹽類）作用下，膠體脫穩(wěn)并使粒子相互聚集成 mm 大小塊狀分散體的過程。機理： 1）中和粒子表面電荷 2）消退雙電層結構 3）破壞水化膜膠體雙電層結構發(fā)酵液中菌體表面帶有負電荷，由于靜電引力使溶液中反離子被吸附在其四周，在界面上形成了雙電層。正離子同時受到使它們均勻分布的熱運動影響，具有離開膠粒表面的趨

6、勢。兩種相反作用力下，雙電層分裂成兩部：1）吸附層或stern層；2）集中層。集中雙電層的結構模型(Gouy-Chapman-Stern model)。兩種相反作用力下，雙電層分裂成兩部：1）吸附層或stern層；2）集中層。集中雙電層的結構模型(Gouy-Chapman-Stern model)。絮凝：指使用絮凝劑（自然的和合成的大分子量聚電解質）將膠體粒子交聯成網，形成10mm大小絮凝團的過程。其中絮凝劑主要起架橋作用。機理：架橋作用接受絮凝法可形成粗大的絮凝體，使發(fā)酵液較易分別。人工合成有機高分子聚合物、自然有機高分子聚合物、無機高分子聚合物聚丙烯酰胺類絮凝劑的優(yōu)點用量少，一般以mg/L

7、計量；絮凝體粗大，分別效果好；絮凝速度快；種類多，適用范圍廣。聚丙烯酰胺類絮凝劑的缺點：存在肯定的毒性，特殊是陽離子型聚丙烯酰胺，用于食品和醫(yī)藥工業(yè)時應謹慎。自然有機高分子絮凝劑具有無毒，易生物降解，原料來源廣等優(yōu)點。自然有機高分子改性絮凝劑依據其原料來源不同可分為淀粉類、纖維素類、植物膠類和聚多糖類。其中淀粉改性絮凝劑的爭辯開發(fā)最引人注目。微生物絮凝劑是近年來爭辯和開發(fā)的新型絮凝劑，由微生物或其分泌物產生的具有絮凝細胞功能的代謝產物。主要成分是糖蛋白、粘多糖、纖維素及核酸等高分子物質。微生物絮凝劑和自然絮凝劑最大的優(yōu)點是平安，無毒和不污染環(huán)境。4.助濾劑：一種不行壓縮的多孔微粒，菌體可吸附于

8、助濾劑微粒上，降低了濾餅的可壓縮性，減小了過濾阻力。常用的助濾劑是硅藻土，其次是珍寶巖粉、活性炭、石英砂、石棉粉、纖維素等。(1)粒度依據懸浮液中的顆粒和濾液的澄清度確定，一般顆粒較小的濾餅應接受細小的助濾劑。(2)助濾劑的品種依據過濾介質選擇助濾劑品種。使用粗目濾網時易泄漏，可選擇石棉粉、纖維素；接受細目濾布時，可使用細硅藻土；(3)用量間歇操作時，過濾介質表面預涂助濾劑，其厚度應不小于2mm。連續(xù)過濾機中依據過濾速度確定。使用硅藻土時，通常細粒為500g/m3，中等粒度700g/m3,粗粒700-1000g/m3。5.反應劑：加入某些不影響目標產物的反應劑，可消退發(fā)酵液中的一些雜質對過濾的

9、影響，從而提高過濾速度。 1）反應劑與某些可溶性鹽類發(fā)生反應生成不溶性沉淀,生成的沉淀能防止菌絲體粘結，使菌絲具有塊狀結構，又能使蛋白質凝固，過濾性能上升，沉淀本身可作為助濾劑. 如新生霉素發(fā)酵液中加入CaCl2和Na3PO4，生成Ca3(PO4)2沉淀。2）發(fā)酵液中含有不溶性多糖物質時，用酶將其轉化為單糖，以提高過濾速率。 如萬古霉素用淀粉作培育基，發(fā)酵液過濾前加入0.025%的淀粉酶，攪拌30min后，再加2.5%硅藻土助濾劑，可提高過濾效率5倍。6. 雜蛋白的去除方法沉淀法 A 等電點沉淀法 （isoelectric precipitation ）蛋白質的等電點大都在酸性范圍內(pH4.

10、05.5)，調整發(fā)酵液的pH到蛋白質的等電點是除去蛋白質的有效方法。B. 酸堿調整，使蛋白質與離子形成沉淀在酸性溶液中，蛋白質與一些陰離子形成沉淀，如三氯乙酸鹽、水楊酸鹽、苦味酸鹽等；在堿性溶液中，蛋白質與一些陽離子形成沉淀，如Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe3+等。變性蛋白質從有規(guī)章的排列變成不規(guī)章結構的過程稱為變性。變性蛋白質溶解度較小。加熱，大幅度調整pH值，加酒精、丙酮等有機溶劑或表面活性劑等。不足之處：加熱法只適合于對熱較穩(wěn)定的目的產物；極端pH值也會導致某些目的產物失活，且要消耗大量酸堿；有機溶劑法通常只適用于所處理的液體數量較少的場合。 1.沉淀法主要包括 鹽析法，有機溶劑沉淀法

11、，等電點沉淀法，結晶法等 等。2.依據一般的習慣，析出物為晶體時稱為 結晶 ，析出物為無定形固體則稱為 沉淀 。3.影響鹽析的因素有：無機鹽的種類、溶質（蛋白質等）種類的影響、蛋白質濃度的影響、溫度的影響、pH的影響。吸附法加入某些吸附劑或沉淀劑吸附雜蛋白質而除去。四環(huán)類抗生素生產中，接受黃血鹽和硫酸鋅的協(xié)同作用生成亞鐵氰化鋅鉀K2Zn3Fe(CN)52的膠狀沉淀來吸附蛋白質，利用此法除蛋白質已取得很好的效果。在枯草桿菌發(fā)酵液中，常加入氯化鈣和磷酸氫二鈉，這兩者本身生成浩大的凝膠，把蛋白質、菌體及其它不溶性粒子吸附并包裹在其中而除去，從而加快了過濾速度。1 發(fā)酵液為何需要預處理？處理方法有哪些

12、？其簡要機理如何？2 凝集與絮凝過程有何區(qū)分？如何將兩者結合使用？3 除去發(fā)酵液中雜蛋白常用方法有哪些？4 簡述膠體雙電層結構及穩(wěn)定性機理?5 什么是助濾劑和反應劑？能列舉1-3個應用的例子1. 鹽析法：是利用各種生物分子在濃鹽溶液中溶解度的差異，通過向溶液中引入肯定數量的中性鹽，使目的物或雜蛋白以沉淀析出，達到純化目的的方法。2. Ks鹽析：在肯定的pH和溫度下轉變離子強度（鹽濃度）進行鹽析，稱作Ks鹽析法。Ks鹽析法多用于提取液的前期分別工作。3鹽析：在肯定離子強度下僅轉變pH和溫度進行鹽析，稱作鹽析法。在分別的后期階段，為了求得較好的辨別率，或者為了達到結晶的目的，有時應用鹽析法。鹽析法

13、由于溶質溶解度變化緩慢且變化幅度小，沉淀辨別率比KS鹽析法好。4親和沉淀: 利用親和反應原理，將配基與可溶性的載體偶聯后形成載體-配基復合物（親和沉淀劑），該復合物可選擇性地與蛋白質結合，在肯定條件下沉淀出來。四 問答1.什么是鹽析作用？鹽析的原理是什么？答：鹽析作用：向蛋白質溶液中漸漸加入中性鹽，在高鹽濃度時，蛋白質溶解度隨之減小，發(fā)生了鹽析作用。產生鹽析作用的一個緣由是由于鹽離子與蛋白質表面具相反電性的離子基團結合，形成離子對，因此鹽離子部分中和了蛋白質的電性，使蛋白質分子之間電排斥作用減弱而能相互靠攏，聚集起來。鹽析作用的另一個緣由是由于中性鹽的親水性比蛋白質大，鹽離子在水中發(fā)生水化而使

14、蛋白質脫去了水化膜，暴露出疏水區(qū)域，由于疏水區(qū)域的相互作用，使其沉淀。2.如何選擇鹽析所用中性鹽？（1）鹽析作用要強。一般來說多價陰離子的鹽析作用強，有時多價陽離子反而使鹽析作用降低。（2）鹽析用鹽要有足夠大的溶解度，且溶解度受溫度影響應盡可能小。這樣便于獲得高濃度鹽溶液，有利于操作，尤其是在較低溫度下的操作，不致造成鹽結晶析出，影響鹽析效果。（3）鹽析用鹽在生物學上是惰性的，不致影響蛋白質等生物分子的活性，最好不引入給分別或測定帶來麻煩的雜質。（4）來源豐富、經濟。3.有機溶劑沉淀的原理是什么？答：親水性有機溶劑加入溶液后降低了介質的介電常數，使溶質分子之間的靜電引力增加，聚集形成沉淀；水溶

15、性有機溶劑本身的水合作用降低了自由水的濃度，壓縮了親水溶質分子表面原有水化層的厚度，降低了它的親水性，導致脫水凝集。4.有機溶劑沉淀影響沉淀效果的因素有那些？答： （1）有機溶劑種類及用量（2）pH的影響（3）溫度無機鹽的含量（4）某些金屬離子的助沉淀作用(5)樣品濃度第三章1. 影響發(fā)酵液固液分別的因素1）發(fā)酵液中懸浮離子的大小2）發(fā)酵液的黏度viscosity ：固液分別速度通常與粘度成反比，粘度越大，固液分別越困難。影響粘度的因素：菌體的種類和濃度(重要因素)培育液中蛋白質、核酸大量存在培育基成分此外，某些染菌發(fā)酵液，如染細菌，則粘度會增大。發(fā)酵過程的不正常處理，如大量過剩的培育基和消沫

16、油加入，都會使粘度增大。2.常見的固液分別方法過濾 filtration過濾操作是借助于過濾介質，在肯定的壓力差P作用下，使懸浮液中的液體通過介質的孔道，而固體顆粒被截留在介質上，從而實現固液分別的單元操作。離心 Centrifugation 離心分別是基于固體顆粒和四周液體密度存在差異，在離心場中使不同密度的固體顆粒加速沉降的分別過程。擴張床吸附 EBA(Expanded Bed Adsorption)一種新型的生物分別技術：集成化分別技術，即對已有的兩種或兩種以上的單元操作進行有效的組合，組成一種有效的單元操作，以達到提高產品收率、縮短純化步驟、降低純化費用和投資成本的目的2.固液分別過濾

17、設備按操作方式分類：間歇過濾機、連續(xù)過濾機按操作壓強差分類：壓濾、吸濾和離心過濾典型過濾設備：試驗室用抽濾裝置板框壓濾機（間歇操作）板框壓濾機的過濾推動力來自泵產生的液壓或進料貯槽中的氣壓。 轉筒真空過濾機（連續(xù)操作） 真空過濾設備以大氣與真空之間的壓力差作為過濾操作的推動力。生物工業(yè)中，用得較多的是轉筒式真空過濾機和帶式真空過濾機。過濾式離心機:由于離心力作用，液體產生徑向壓差，通過濾餅、濾網及濾筐而流出。2. 離心分別設備優(yōu)缺點優(yōu)點：分別速度快，分別效率高、液相澄清度好；缺點：與過濾設備相比，設備投資高、能耗大、離心產生的固體濃縮物和過濾產生的濃縮不同。 通常離心只能得到一種較為濃縮的懸浮

18、液或漿體。而過濾可獲得的水分含量較低的濾餅。3.離心的幾種原理類型 （一）差速離心特點：介質密度均一；速度由低向高，逐級離心。用途：分別大小相差懸殊的細胞和細胞器。沉降挨次：核線粒體溶酶體與過氧化物酶體內質網與高基體核蛋白體。可將細胞器初步分別，常需進一步通過密度梯離心再行分別純化。 （二）密度梯度離心用介質在離心管內形成一連續(xù)或不連續(xù)的密度梯度，將細胞混懸液或勻漿置于介質的頂部，通過離心力場的作用使細胞和細胞成分分層、分別。類型：速度沉降、等密度沉降。常用介質：氯化銫、蔗糖、多聚蔗糖。分別活細胞的介質要求：1）能產生密度梯度，且密度高時，粘度不高；2）pH中性或易調為中性；3）濃度大時滲透壓

19、不大；4）對細胞無毒。4.膨脹床吸附原理和固相分級特性膨脹床與傳統(tǒng)固定床的區(qū)分在于：膨脹床的床層上部安裝有調整器，當料液或清洗液從床底輸入時，吸附劑床層產生膨脹，高度調整器上升，膨脹床狀態(tài)下床層高度一般為固定床狀態(tài)的2-3倍，可直接處理菌體發(fā)酵液或細胞勻漿液,提高目標產物收率。膨脹床與流化床的區(qū)分：后者的吸附型粒子和液體在床層內混合程度高，吸附效率低，而前者的吸附劑粒子基本懸浮于固定的位置，液體的流淌與固定床相像，接近平推流，吸附效率高。第四章細胞裂開的目的:破壞細胞外圍，使細胞內容物釋放出來。意義：裂開細胞, 提取其中的各種物質, 分析細胞的結構, 遺傳物質的爭辯, 對人類的進展具有重要的意

20、義。包含體可用密度梯度離心機收集，收集的包含體用變性劑溶解，再除去變性劑即可得到恢復活性的蛋白質產品。1. 非機械裂開方法有酶溶裂開法化學裂開法去垢劑裂開法滲透壓沖擊裂開法凍融裂開法。2.裂開率的測定：直接測定法目的產物測定法導電率測定法 3.基因工程包涵體的純化過程為_洗滌_ 、_溶解_和_復性_;目標蛋白的變性溶解通常使用的變性劑是_鹽酸胍_和_尿素_;目標蛋白復性的方法通常有_稀釋法_ 、_膜分別法_和_層析法_。4.氣流干燥主要適用于酵母菌，一般在25-30的氣流中吹干；真空干燥多用于細菌，冷凍干燥適用于不穩(wěn)定的生化物質5. 細胞裂開常用的表面活性劑：十二烷基硫酸鈉（SDS，陰離子型）

21、；。非離子型如Triton X-100和吐溫（Tween）等對疏水性物質具有很強的親和力，能結合并溶解磷脂，破壞內膜的磷脂雙分子層，使某些胞內物質釋放出來第五章1.萃?。‥xtraction）指任意兩相之間的傳質過程。在液液萃取過程中常用有機溶劑作為萃取試劑，因而經常稱液液萃取為溶劑萃取。溶劑萃取法是生物工業(yè)中一種重要的分別提取方法。它是利用一種溶質組分（如產物）在兩個互不相溶的液相（如水相和有用機溶劑相）中競爭性溶解和安排性質上的差異來進行分別操作的。有機溶劑萃取法廣泛應用于抗生素、有機酸、維生素、激素等發(fā)酵產物工業(yè)規(guī)模的提取上。2.溶劑萃取法有以下一些優(yōu)點：比化學沉淀法分別程度高；比離子交

22、換法選擇性好、傳質快；比蒸餾法能耗低。另外它還有生產力量大、周期短、便于連續(xù)操作、簡潔實現自動化把握等優(yōu)點。2.一個良好的溶劑要滿足以下幾方面的要求: 有很大的萃取容量，即單位體積的萃取溶劑能萃取大量的產物； 有良好的選擇性，抱負狀況是只萃取產物而不萃取雜質； 與被萃取的液相（通常是水相）互溶度要小，且粘度低、界面張力小或適中； 溶劑的回收和再生簡潔； 化學穩(wěn)定性好，不易分解，對設備腐蝕性?。?經濟性好，價廉易得； 平安性好，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. 3、單級萃取單級萃取是使用一個混合器和一個分別器的萃取操作。料液F與萃取溶劑S一起加入混合器內

23、攪拌混合萃取，達到平衡后的溶液送到分別器內分別得到萃取相L和萃余相R，萃取相送至回收器，萃余相R為廢液。 在回收器內產物P與溶劑分別（如蒸餾、反萃取等），溶劑S則可循環(huán)使用。 目的物在兩相中的數量比: E=K·VS/VF K/m 其中m為濃縮比，即: m VF/VS 令未被萃取的分率為，則: = 1/(E+1) 而理論收(得)率: 1= E/(E+1)4、多級萃取 1）多級錯流萃取多級錯流萃取流程的特點是：每級均加新穎溶劑，故溶劑消耗量大，得到的萃取液產物平均濃度較稀，但萃取較完全。多級錯流萃取流程收率 111/(E1+1)(E2+1)(En+1) 2）多級逆流萃取多級逆流萃取流程的

24、特點是：料液走向和萃取劑走向相反，只在最終一級中加入萃取劑，故和錯流萃取相比，萃取劑消耗少，萃取液產物平均濃度高，產物收率最高。 多級逆流萃取流程收率 1(En+1E)/(En+11) 5.乳化和去乳化 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）中的現象。乳化發(fā)生后，兩相分層困難，消滅夾帶現象，影響收率和分別效果。 乳化的結果可能形成兩種形式的乳濁液。一種是水包油型（O/W），另一種為油包水型（W/O）。由蛋白質引起的乳化，構成形式為O/W型，液滴粒徑再.530微米。 形成穩(wěn)定的乳濁液，一般應有第三種物質即表面活性劑的存在。乳濁液的穩(wěn)定性與下列因素有關： 界面上愛護膜是否形

25、成； 液滴是否帶電； 介質的粘度。 其中最重要。在發(fā)酵液中，蛋白質是引起乳化的最重要的表面活性物質。 表面活性劑親水性強，乳化時易形成水包油。 表面活性劑疏水性強，乳化時易形成油包水。6、破乳化 破乳方法： 1）過濾或離心分別破乳法， 2） 化學法（加電解質中和離子型乳濁液的電荷） 3）物理法（加熱、稀釋、吸附等） 4）頂替法（加入表面活性更大，但因其C鏈較短難以形成牢固的愛護膜的物質，取代界面上的乳化劑，如戊醇） 5）轉型法（如在O/W中加入親油性乳化劑，使乳化液有生成W/O的傾向，但又不穩(wěn)定，從而達到破乳目的）7.浸?。河媚撤N溶劑把有用物質從固體原料中提取到溶液中的過程稱為浸取，也稱之為浸

26、出。 溶劑從固體顆粒中浸取可溶性物質的過程一般包括以下一些步驟：1）溶劑從溶劑主體傳遞到固體顆粒的表面；2）溶劑集中滲入固體內部和內部微孔隙內；3）溶質溶解進入溶劑；4）通過固體微孔隙通道中的溶液集中至固體表面并進一步進入溶劑主體。 其中，第3和4步是浸取過程總速率的把握性步驟。溶質從固體內部向溶劑主體的傳遞受各種因素的影響。包括幾個方面：1）通常狀況，為一般的集中傳遞。2）對于生物大分子，傳遞通道的空間尺度影響較大。3）溶液中的凝膠物質形成的框架結構會影響分子的集中。4）在固體內部的分子集中包含兩種不同的機理（溶解集中和多孔內集中）。8、安排定律和安排系數 從料液中提取出來的物質稱為溶質；

27、用來萃取產物的溶劑常稱為萃取劑； 溶質轉移到萃取劑中與萃取劑形成的溶液稱為萃取液； 被萃取出溶質后的料液稱萃余液。 在肯定溫度肯定壓力的條件下，溶質安排在兩個互不相溶的溶劑中，達到平衡時溶質在兩相中的活度之比為一常數，這個現象即為安排定律，比例常數為安排系數。 安排定律成立的條件： 1）稀溶液 2）溶質對溶劑互溶性沒有影響 3）必需是同一分子類型不同溶質在不同溶劑中有不同的K值。K值越大，表示該溶質在上層液相中溶解度愈大，K值越小，表示該溶質在下層液相中溶解度愈大。9.分別因數含有兩個及兩個以上的溶質時，萃取劑對溶質A和B分別力量的大小可用分別因數()來表征：   =( C1A/C1

28、B)/(C2A/C2B)=( C1A/C2A)/(C1B/C2B)  =KA/KB  式中：C 代表濃度，下標1、2 代表萃取相和萃余相，A、B 為溶質。 假如A是產物，B為雜質，分別因數可寫為： K產/K雜 越大，A、B的分別效果越好，即產物與雜質越簡潔分別。10. 弱電解質表觀安排系數（1）pH值 假如溶質是弱酸，表觀安排系數為 K = K0H+/(KpH+)，假如是弱堿，則K = K0Kp/(KpH+)。可見pH直接影響表觀安排系數。 pH除影響K外，還可能對選擇性有影響。 pH值還應盡量選擇在使產物穩(wěn)定的范圍內。（2）溫度 溫度會影響生化物質的穩(wěn)定性，所以一般在室溫

29、或低溫下進行。 溫度會影響安排系數K，由于溫度通過影響溶質的化學位而影響溶質在兩相中的安排 。 （3）鹽析 無機鹽類可降低產物在水中的溶解度而使其更易于轉入有機溶劑相中。 無機鹽類還能減小有機溶劑在水相中的溶解度。 鹽析劑用量要適宜，用量過多也有可能促使雜質一起轉入溶劑相，同時還要考慮其經濟性，必要時要回收。（4）帶溶劑 帶溶劑是指這樣一種物質，它們能和產物形成復合物，使產物更易溶于有機溶劑相中，提高安排系數K，該復合物在肯定條件下又要簡潔分解。第七章 1.雙水相系統(tǒng) 雙水相系統(tǒng)就是當兩種聚合物或一種聚合物與一種鹽溶于水中而形成溶液時，由于聚合物溶液間或聚合物與無機鹽溶液間具有不相容性，致使當

30、聚合物和無機鹽的濃度達到肯定值以上時，就會分成互不相溶的兩相系統(tǒng)，由于其共同溶劑是水，就稱此系統(tǒng)為雙水相系統(tǒng)。常見的用于生物物質分別的聚合物/聚合物系統(tǒng)有聚乙二醇（ PEG）/葡聚糖，聚合物/無機鹽系統(tǒng)有PEG/磷酸鹽，PEG/硫酸銨等。相對于葡聚糖來說，無機鹽價格廉價，所以聚合物/無機鹽系統(tǒng)在工業(yè)應用上具有更為寬敞的前景。 2.要成功地運用雙水相萃取方法，應滿足下列條件： 1）欲提取的酶和細胞碎片應安排在不同的相中； 2）酶的安排系數應足夠大，使在肯定的相體積比時，經過一次萃取，就能得到較高的收率； 3）兩相用離心機很簡潔分別。3. 相圖 水溶性兩相的形成條件和定量關系常用相圖來表示。圖1所

31、示是由兩種聚合物和水組成的體系（如 PEG /Dextran體系，這兩種聚合物都能與水無限混合），以聚合物PEG的濃度（重量）為縱坐標，以聚合物Dextran的濃度（重量）為橫坐標所作相圖。只有在這兩種聚合物達到肯定濃度時才會形成兩相。 圖中曲線TCB把均勻區(qū)域和兩相區(qū)域分隔開來，稱作雙節(jié)線。處于雙節(jié)線下面的區(qū)域時是均勻的，當它們的組成位于上面的區(qū)域時，體系才會分成兩相。例如，點M代表整個系統(tǒng)的組成，輕相（或上相）組成用T點表示，重相（或下相）組成用B點表示。T、M、B三點在一條直線上，其連接的直線稱系線。第九章膜分別：利用膜的選擇性（孔徑大?。?，以膜的兩側存在的能量差作為推動力，由于溶液中各

32、組分透過膜的遷移率不同而實現分別的一種技術。濃差極化：是指但溶劑透過膜，而溶質留在膜上，因而使膜面濃度增大，并高于主體中濃度。1. 膜分別過程中所使用的膜，依據其膜（孔徑）不同可分為 （微濾膜） ，（超濾膜），（納濾膜）和（反滲透膜）。2工業(yè)上常用的膜裝置有（板式） ，（管式），（螺旋卷式）和（中空纖維式）。3.依據膜結構的不同，常用的膜可分為（對稱性膜）、（非對稱膜）和（復合膜）三類4.膜的污染主要有兩種狀況，一種是 化學污染 ；另一種是 物理污染 。1. 區(qū)分滲透與反滲透？舉例說明反滲透的應用。答：滲透是由于存在化學勢存在梯度而引起的自發(fā)集中現象。因此，通常狀況下，其結果是水從純水一側透過

33、半透膜向溶液側滲透，使后者的液位抬高。假如在溶液一側施加壓力，外界力做功使溶液中水的化學勢上升，則純水通過膜的滲透就會漸漸減小，并最終停止（條件？），此時的壓力差就是溶液的滲透壓。當時，水將從溶液一側向純水一側移動，此種滲透稱之為反滲透。2. 膜分別過程中，有那些緣由會造成膜污染，如何處理？答：（1）膜污染主要有兩種狀況：一是附著層被濾餅、有機物凝膠、無機物水垢膠體物質或微生物等吸附于表面；另一種是料液中溶質結晶或沉淀造成堵塞。（3分）（2）膜污染是可以預防或減輕的，措施包括料液預處理、膜性質的改善、操作條件轉變等方式。（2分）（3）膜污染所引起的通量衰減往往是不行逆的，只能通過清洗的處理方式

34、消退，包括物理方法沖洗和化學藥品溶液清洗等。（2分）1. 膜分別技術的類型和定義？答：膜分別過程的實質是物質透過或被截留于膜的過程，近似于篩分過程，依據濾膜孔徑大小而達到物質分別的目的，故而可以按分別粒子大小進行分類：（1）微濾：以多孔細小薄膜為過濾介質，壓力為推動力，使不溶性物質得以分別的操作，孔徑分布范圍在0.02514m之間；（2）超濾：分別介質同上，但孔徑更小，為0.0010.02 m，分別推動力仍為壓力差，適合于分別酶、蛋白質等生物大分子物質；（3）反滲透：是一種以壓力差為推動力，從溶液中分別出溶劑的膜分別操作，孔徑范圍在0.00010.001 m之間；（由于分別的溶劑分子往往很小，不能忽視滲透壓的作用，故而成為反滲透）；（4）納濾：以壓力差為推動力，從溶液中分別3001000小分子量的膜分別過程，孔徑分布在平均2nm；十二章1.親和層析的原理利用生物分子對之間所具有的專一而又可逆的親和力使生物分子分別純化的技術。載體-間隔臂-配基-配體特點親和層析的辨別率高。親和層析法