P8 思考題：1、5、6
1、生物分離工程：指從發酵液、酶反應液或動植物細胞培養液中分離純化生物產物的過程。P1
2、生物分離純化過程的壹般流程可分為幾大部分？分別包括哪些單元操作？I. 發酵液的預處理（固液分離）：單元操作：過濾和離心；
II.產品提取（初級凈化）：單元操作：沈澱、吸附、萃取、超濾；
III.產品的精制（高度純化）：單元操作：層析（包括柱層析和薄層層析）、離子交換、親和層析、吸附層析、電色譜；
4、成品的加工：單元操作：濃縮、結晶、幹燥；
3、生物分離工程有哪些特點？P6
答：①原料液體系很復雜，雜質含量高，很難被分離；②原料壹般是產品濃度較低的水溶液；③原料壹般是抗環境變化能力差，易變性。抗環境變化能力差，易變性失活；④分離過程中必須保持目標物的生物活性；⑤分離粗品純度低，成品純度要求極高，與人類生活密切相關的生物制品質量必須達到國家有關標準；往往沒有固定的操作方法可循；⑦分離操作步驟多，不易獲得高產率；⑧對於基因工程產品，壹般要求在密閉環境下操作 對於基因工程產品，壹般要求在密閉環境下操作；⑨分離純化工藝成本高，產品回收率低。
第二章 發酵液的預處理
1.發酵液預處理方法：P11
按預處理的目的分為：提高過濾速度的方法、改變發酵液性質的方法、去除雜質的方法
具體方法有：團聚絮凝法、加熱法、調節PH法、加水稀釋法、加助濾劑法、加鹽法、加吸附劑法。吸附劑法或加鹽法、高價無機離子去除法、可溶性雜質蛋白質去除法、色素等雜質去除法。
2、混凝：是指在添加化學物質（如水解混凝劑、鋁鹽、鐵鹽或石灰等）的作用下，使發酵液中的膠體失穩而使顆粒相互凝結成為1mm大小的絮狀物的過程。p11
3、絮凝：是指某些高分子絮凝劑能在懸浮顆粒之間產生架橋作用，使膠體顆粒形成粗大的絮狀物。P12
4、具體方法中常用的物質試劑：P14～15
PH調節法：壹般用草酸等有機酸或某些無機酸、堿；
高價無機離子去除法：
①、Ca2＋的去除：常用的酸化劑是草酸；
②、Mg2＋的去除：采用加入磷酸鹽，是Mg＋生成磷酸鎂沈澱的方法；
③、Fe3＋的去除：采用加入黃血鹽，生成普魯士藍沈澱的方法。
5、影響發酵液過濾的因素：P17
壹．菌種：決定發酵液中各種懸浮顆粒的大小和形狀；
II．發酵液粘度：通常發酵液粘度越大，分離速度越慢；
影響因素：
①發酵液粘度；
②發酵液粘度；
③發酵液粘度：錯流過濾：料液流動方向與過濾介質平行的過濾，常用的過濾介質為微孔膜或超濾膜，主要適用於細菌發酵液等懸浮顆粒較細的發酵液的過濾。P18
7、發酵液的過濾設備：
按過濾的推動力可分為重力式過濾機、壓力式過濾機、真空式過濾機和離心式過濾機四種。離心過濾器。P23
第三章 細胞分離技術
1.細胞破碎的方法：P34 根據破碎機理的不同，可分為：
（1）機械破碎：珠磨、高壓均質、超聲波破碎等各種機械破碎；
（2）物理破碎：凍融、低溫玻璃化；
（3）化學破碎：凍融、低溫玻璃化；
（4）化學破碎。p>
（3）化學滲透法：酸堿法、鹽類法、表面活性劑處理法、有機溶劑法、變性劑法、溫和化學滲透劑處理法；
（4）酶解法：降解細胞壁。
2、變性劑的作用：加入變性劑（如鹽酸胍和尿素）可減弱氫鍵的作用，使細胞內產物之間的相互作用減弱，從而易於釋放。P38
3、包涵體：是蛋白質聚集形成的致密顆粒（密度可達1.3mg/ml），可在光鏡下觀察到，直徑可達μm級，呈無定形或晶體狀。
4、蛋白質重折疊：又稱再折疊，是指變性蛋白質在變性劑去除或濃度降低後，會自發地從變性的熱不穩定狀態轉變為熱穩定狀態，形成具有生物功能的天然結構。
重折疊的方法：①稀釋透析重折疊法；②層析重折疊技術；反向膠束萃取重折疊法。
第四章沈澱技術
1、沈澱法：又稱沈澱法，是在溶液中加入沈澱劑使溶質溶解度降低，導致無定形固體從溶液中析出的過程.P48
2、蛋白質沈澱法：P51
鹽沈澱法、有機溶劑沈澱法、等電點沈澱法、非離子聚合沈澱法、生成鹽絡合物法、選擇性變性沈澱法、親和性沈澱法和SIS聚合物加親和性沈澱法。
3、鹽析：蛋白質在高離子強度溶液中溶解度降低，從而從溶液中析出的現象。
4、鹽析原理：向蛋白質溶液中加入大量中性鹽後，破壞蛋白質分子上的親水基團與水分子形成水合層，帶走水分子，破壞水膜，暴露疏水區域，同時中和電荷，使粒子間失去相互排斥作用。同時，中和電荷，使粒子間失去相互排斥作用，布朗運動加劇，導致蛋白質分子相互結合形成聚集體而沈澱析出。影響鹽析的因素：P52
1) 蛋白質種類；2) 離子種類；3) 溫度和 PH；4) 加鹽量；5) 蛋白質原濃度。
6、脫鹽處理方法：透析、超濾和凝膠過濾。
7、有機溶劑沈澱的原理：P56
傳統觀點認為：在蛋白質溶液中加入丙酮或乙醇等有機溶劑，水活度降低，蛋白質分子表面水合程度降低，即破壞了蛋白質表面的水合層；另外。溶液的介電常數降低，蛋白質分子間的靜電吸引力增大，導致聚集和沈澱。
第二種新觀點：有機溶劑可能會破壞蛋白質的某些鍵，使其空間結構發生壹定程度的變化，導致原來包裹在內部的壹些疏水基團露出表面，並與有機溶劑中的疏水基團形成疏水層，從而使蛋白質沈澱，當蛋白質的空間結構變形超過壹定程度時，就會導致完全變性。
第五章 萃取技術
1、萃取：是利用溶質在不相溶溶劑中的溶解度不同，用壹種溶劑從中提取溶質和另壹種溶劑組成溶液（原料）。P64
2、分布定律：在恒溫恒壓下，溶質在不相溶的兩相中分布，達到分布平衡後若其在兩相中的相對分子質量相等，則其在兩相中的平衡濃度之比為壹常數，此常數稱為分布常數A，A=c1/c2 P64
3、分布常數在使用中必須註意滿足三個條件：P65
①必須是稀溶液；②溶質對溶劑的互溶性沒有影響；③兩相中的溶質必須是同壹亞型，且不發生夥伴解離。
4、工業液液萃取的基本過程包括幾個步驟：P67
①混合：將料液與萃取劑充分混合並形成乳濁液的過程，設備：混合機；
②分離：將乳濁液分離形成萃取相和萃取殘液相的過程，設備：分離機：分離器；
③溶劑回收：從萃取相或萃余相回收溶劑的過程，設備：萃取器；
③萃取劑過程，設備：回收器。
5、按操作工藝，液液萃取可分為：P67
①單級萃取；②多級萃取：多級錯流萃取和多級逆流萃取。
6、影響有機溶劑萃取的因素：P73
壹、水相條件：影響萃取操作的因素主要有：PH、溫度、無機鹽等。
①PH②溫度③鹽析④用溶劑
二、有機溶劑的選擇
三、乳化現象：乳化是壹種液體分散在另壹種非混合液體中的現象。P75
7、破乳劑有兩種：①陽離子表面活性劑溴十五烷基吡啶，適用於破壞 W/O 型乳化液；
②陰離子表面活性劑十二烷基磺酸鈉，易溶於水，微溶於有機溶劑，適用於破壞 W/O 型乳化液。P75
8、聚合物不溶性：兩種聚合物分子之間如果存在相互排斥作用。聚合物分子間如存在互斥性，即某種分子會聚集在同種分子而非異種分子周圍，達到平衡時，就有可能被分為兩相，而兩種聚合物成壹相的現象。p80 < /p>
9、在生化工程中得到廣泛應用的兩相水體系有：聚乙二醇-葡聚糖體系和聚乙二醇-無機鹽體系。P80
10、液膜分離系統的膜相組成：通常由膜溶劑、表面活性劑、流動載體、膜增強劑組成。P87
11、液膜分類：按其結構可分為三種P87
①乳化膜；②支撐液膜；③流體膜
12、液膜萃取機理：根據被分離溶質類型的不同，可分為以下幾種類型。P89
壹、簡單遷移：
二、促進遷移：
三、載體遷移：
13、移動載體的選擇原則：溶解性、絡合性、穩定性。P92
14、溶脹：指外相的水通過膜進入內相的液膜，從而增大液膜的體積。p94
15、反膠團：如果表面活性劑溶解在非極性有機溶劑中，其濃度超過臨界膠團濃度時，就會在有機溶劑中形成聚集體，這種聚集體稱為反膠團。 p99
16、表面活性劑的優點：①溶解性；②絡合性；③穩定性。16、抗凝聚劑的優點：P99
（1）極性 "水核 "具有很強的溶解性；
（2）生物大分子由於極性強，能溶解在極性水核中，防止與外界有機溶劑接觸，減少變性；
（3）由於 "水核"，可以溶解在極性水核中，防止與外界有機溶劑接觸，減少變性；
（3）由於 "水核 "的規模效應，可以穩定蛋白質的三維結構，增加其結構剛性，改善其反應性能。
17、反膠團萃取蛋白質的動力：萃取過程是靜電力、疏水力、空間力、親和力或幾種力協同作用的結果，其中蛋白質與表面活性劑性頭的靜電作用是主要動力。P100
18 、液固萃取的過程：包括潤濕、增溶、擴散、置換，其中置換中的浸出 P103
19 、超臨界流體的特點：P107
（1）在臨界點附近，密度線聚集在臨界點周圍，壓力或溫度的微小變化都會引起流體密度的較大變化；
（2）超臨界流體的密度和溶解能力接近液體，粘度和擴散系數接近氣體，在臨界點附近流體的理化性質對溫度和壓力的變化極為敏感，在化學成分不發生變化的條件下，可以通過壓力來調節流體的性質；
3）在臨界點附近的流體，會出現密度、粘度、溶解度、熱容量、介電常數等所有流體物理性質急劇變化的現象。
20、超臨界流體萃取的原理：P107
它是利用超臨界流體（SCF），即溫度和壓力略高於或接近臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc），介於氣體和液體之間的流體，作為萃取劑，從固體或液體中萃取某種高沸點或熱敏性組分，以達到分離提純的目的。
21、超臨界流體萃取的典型工藝有：等溫法、等壓法和吸附法。 p113
第六章 膜分離工藝
1、膜分離工藝：是以具有選擇透過性的天然或合成膜作為分離介質，在膜兩側的推動力（如壓力差、濃度差、電位差、溫度差等）作用下，將原料液分離出來。P120
2、膜的功能：①物質鑒別和傳遞；②相界面；③反應場。
3、濃度極化：較高的壓力和物質濃度以及緩慢的膜流速可造成膜表面溶質濃度高於主體濃度，形成高濃度邊界層，使膜的物質側滲透壓增大，有效壓差減小的現象。p127
4、凝膠極化：是指在膜分離過程中，由於溶質受到膜的截留作用，不能完全透過膜，溶質在膜表面附近停留。在膜上，靠近膜表面的溶質濃度增加，導致膜兩側的有效壓差減小，膜的透過率降低，當靠近膜表面的濃度超過溶質的溶解度時，溶質析出，並在膜表面形成凝膠體層的過程。
5、超濾和微濾：以膜兩側的壓力差為動力，以微孔膜為過濾介質，當溶液流經膜表面時，主要利用篩分原理將溶液中的懸浮顆粒或大分子攔截下來，並使溶劑和小分子透過膜，從而實現凈化、分離和濃縮的膜分離過程。p132
微濾膜：壹般為均質膜，膜阻力由膜的總厚度決定。阻力是由膜的總厚度決定的，微濾膜相比超濾膜孔徑更大，孔徑分布更均勻，膜孔徑為 0.05~10?m，目標是細菌、膠體和氣溶膠等懸浮顆粒；超濾膜：壹般為非對稱結構，膜的傳質阻力主要在上皮層，厚度只有1?m以下，大部分孔徑在0.005~0.05?m，目標是截留相對分子質量為10?~10^6的溶質。
6、影響截留率的因素：
①溶質的分子量；
②分子性質：球形>帶支鏈>線形分子；
②對於帶電荷的膜和帶相反電荷的膜分子截留率低，如果膜上有吸附溶質，則截留率高；
3）溶質中其他大分子的存在，使截留率增高；
4）操作條件：其他高分子的存在，使截留率增高；
。④操作條件：PH=PI時，蛋白質截留率Ro高；溫度升高，Ro降低。
7、電滲析的基本原理：P139
註：自己看書結合圖表總結
第七章 吸附與離子交換
1、吸附：指溶質從液相或氣相轉移到固相的現象。P154
2、活性炭：是壹種非極性吸附劑，在水中的吸附容量大於在有機溶劑中的吸附容量。對於不同類型的物質，有壹定的規律性：①極性基團多的化合物的吸附量大於極性基團少的化合物的吸附量；②芳香族化合物的吸附量大於脂肪族化合物的吸附量；③相對分子質量大的化合物的吸附量大於相對分子質量小的化合物的吸附量。P156
3、大孔網狀吸附劑：它是壹種非離子***聚合物，它是壹種非離子***聚合物，它是壹種非極性吸附劑。* 聚合物，是借助範德華力從溶液中吸附各種有機化學物質。它具有選擇性好、易解析、機械強度高、使用壽命長、流體阻力小、吸附劑易解吸、吸附速度快等優點。P157
4、離子交換劑的組成：網絡骨架（具有三維空間立體結構）、活性基團和可交換離子（與網絡骨架帶相反電荷）組成。p158
5、交換容量 它是表征離子交換劑交換容量的主要參數，是指單位質量的幹離子交換劑或單位體積的濕離子交換劑所能吸附的壹價離子的毫摩爾（mmol）數。影響交換率的因素：P164
1）粒徑：粒徑減小無論在內擴散控制還是外擴散控制場合，都有利於交換率的提高。有利於交換率的提高；
（2）交聯度：交聯度越低的樹脂越容易膨脹，越容易在樹脂內部擴散，當進行內擴散控制時，降低樹脂的交聯度，可以提高交換率。樹脂交聯度大，樹脂孔徑小，離子移動阻力大，交換速率慢；
（3）溫度：溶液溫度升高，擴散速率加快，交換速率也隨之加快；
（4）離子的化合價：離子的化合價越高，離子與樹脂骨架之間的庫侖力越大，擴散速率越小；
（5）離子的大小：小離子的交換速率相對較快；
（6）攪拌速度：液膜控制時，提高攪拌速度會提高交換速率，但提高到壹定程度再繼續提高速度，效果相對較小；
（7）溶液濃度：當溶液濃度為0.001mol/L時，壹般為控制外擴散，當溶液濃度增加時，交換速度也成比例增加。當濃度達到 0.01mol/L 左右時，濃度再次增加，交換速率增加較慢。此時，內外擴散同時進行，當濃度繼續增大時，交換速率達到極限值就不再增大，此時已轉變為內擴散控制。
7、影響離子交換選擇性的因素：P165
(1) 水合離子半徑：半徑越小，親和力越大；
(2) 離子價：高價離子易吸附；
(3) 溶液 PH：影響交換基團與交換離子的解離程度，但不影響交換容量；
(4) 離子強度：越低越好；
(4) 離子強度：越低越好。越好；
（5）有機溶劑：不利於吸附；
（6）交聯度、膨脹率、分子篩：交聯度大，膨脹率小，篩分能力增大；交聯度小，膨脹率大，吸附能力減小；
（7）樹脂與粒子的輔助作用力：除靜電力外，還有氫鍵和範德華力等輔助作用力。
第八章 色譜分離技術
1、阻滯因子：又稱遷移率，是指在壹定條件下，在相同的時間內，某組分在固定相中移動的距離與流動相本身移動距離的比值，常用Rf（Rf≤1）表示。p177
2、正層析：是指固定相的極性大於流動相的極性，在這種層析過程中，非極性分子或極性小的分子比極性大的分子移動快，先流出色譜柱。
反相色譜：固定相的極性小於流動相的極性，在這種色譜過程中，極性大的分子比極性小的分子移動快，先流出色譜柱。色譜分類：按分離原理的不同分類 P181
可分為：吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、凝膠過濾色譜、親和色譜等。
4、顯色法：P189
（1）碘蒸氣顯色法；（2）紫外線顯色法；（3）噴霧顯色法。
5、根據載體多糖種類的不同，多糖基離子交換劑可分為：P197
①離子交換纖維素；②離子交換右旋糖酐；③離子交換瓊脂糖。
6、親和層析原理：P206
壹對能可逆地結合和解離的生物大分子的壹方作為配體（ligand），與具有大孔徑、親水性的固相載體偶聯，制成專門的親和吸附劑，然後用這種親和吸附劑填充色譜柱，分離時所含物質隨流動相流經色譜柱的混合物、當含有待分離物質的混合物隨流動相流經色譜柱時，親和吸附劑上的配體選擇性地吸附能與之結合的物質，而其他蛋白質和雜質則不被吸附，從色譜柱中流出，用適當的緩沖液解吸分離出的物質和配體，即可得到純化產物。 脫氫酶和激酶的親和配體。活化：載體上的化學基團無活性，不能與配體直接偶聯，通過化學反應使介質上的化學基團處於活化狀態。洗脫方法：1）特異性洗脫；2）非特異性洗脫。P219
第九章 離心技術
1、離心機轉子的種類：拋擲式水平轉子、角轉子、垂直轉子、（分區轉子、細胞洗脫轉子、分析轉子）等。P237
2、計算：
①懸浮顆粒在重力場中重力沈降速度 Vg 的計算公式：P233 9-4
② 例 9-1
③ 飼料流速 Q 計算公式：P244 9-19
④ 例 9-3
⑤ 註：ω=2πn/60
第十章 濃縮、結晶和幹燥
1、蒸發濃縮：是利用熱量使溶液中的壹部分溶劑（通常是水）汽化後除去，得到含溶質濃度較高的壹種操作過程。P267
2、結晶：是溶液中的溶質在壹定條件下由於分子的規則排列結合成晶體的過程，它是溶質提純而得到固體顆粒的壹種方法。
3、結晶的壹般步驟：
①形成過飽和溶液；②晶核生成；③晶體生長。
4、二次成核：壹直被認為是晶核的主要來源，其中起決定作用的兩種機制是：液體剪切應力成核和接觸成核。
5、噴霧幹燥：是利用霧化器將料液(含水50%以上的溶液、懸浮液、漿液等)噴成霧狀液滴。)噴成霧滴分散在熱氣流中，使水分迅速蒸發而成為粉末顆粒狀的幹燥P302
6、冷凍幹燥：又稱升華幹燥，是指將被幹燥物料急速冷凍後，再在高真空條件下將冰升華成水蒸氣而除去的幹燥方法。由於冰的升華帶走了熱量，使整個冷凍幹燥過程保持低溫冷凍狀態，有利於保留某些生物樣品（如蛋白質）的活性。