分离工程总结剖析(共10页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上第一章1、 生物技术(Biotechnology)即有机体的操作和应用有机体生产有用物质、改善人类生存环境的技术。生物技术的目标就是指利用培养微生物、动物细胞、植物细胞来生产对人有用的产品。2、 生物技术多学科性之间关系性（见右下图）3、 技术发展阶段概况表格：（见下图）4、生物分离工程：为提取生物产品时所需的原理、方法、技术及相关硬件设备的总称，指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程。5、生物加工过程： 生物技术上游加工过程：优良生物物种的选育、基因工程、细胞工程、生物反应过程（酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等)。了解6、生物下游加工在生物技术中的地位（必记）1) 生化产品的必经的过程(一夫挡关)2) 回收率不高。3) 分离纯化昂贵。4) 基因工程的费用。5) 中药现代化的重要技术平台。农学、分离科学、生化分析、药学等。6) 提供产品竞争力的关键技术之一。WTO，降低生产成本、提高产品标准。7) 环境污染的治理（慢性铅中毒）。7、生物产品分类：（1） 按用途分类：食品类。保健品类。医用类产品（1998年，719种）。抗生素112种农业用产品（1998年，36种）。生物试剂类（1998年，975种）。（2） 按分子量大小分类 Mass < 1000D：抗生素、有机酸、aa、多肽类等 Mass > 1000D：酶、抗原、抗体、多肽、蛋白质类（3）按发酵时目的产物所在的位置分类 cell内：胰岛素、白细胞介素、干扰素、重组蛋白质 cell外：抗生素（青霉素、红霉素）、胞外酶（-淀粉酶）等 8、 生化产品的特点（逼急） 1)应用面广。医药卫生、环保、动植物生长调节、食品和试剂等。2)种类繁多。分子量X0X，结构功能复杂，生物活性各异。3)目的产物在初始物料中的含量低。青霉素(4.2%)、庆大霉素(0.2%)、干扰素(<50ug/ml)。4)初始物料成分复杂。除少量产物外，还有大量的细胞及碎片、其他代谢物（几百上千种）、培养基成分、无机盐等。5)生物活性物质的稳定性低。易变质、易失活、易变性，对温度、pH值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等非常敏感。6)产品的质量要求高，尤其是药品等。成品青霉素对其强致敏原 -青霉噻唑蛋白必须控制RIA值(放射免疫测定)小于100(1.5*10-6)，蛋白类药物(杂质<2%)、重组胰岛素(Humulin)中杂蛋白小于0.01%。9、 生物分离的流程与单元操作（了解） 细胞回收技术: 絮凝，离心，过滤，微过滤。 细胞破碎技术: 球磨，高压匀浆，化学破碎技术 初步纯化技术: 吸附，离子交换，沉淀（盐析 法，有机溶剂沉淀，等电点，沉淀剂），溶剂萃 取，两水相萃取，超临界萃取，逆胶束萃取，膜 分离技术 高度纯化技术: 各类层析，亲和，聚焦，离 子交换，结晶 成品加工：浓缩，除菌与热原，喷雾干燥，气流干燥，沸腾干燥，冷冻干燥10、 生物分离过程的一般流程图：记住11、生物分离过程的特点：A. 主要特点是生物制品多种多样，产品的多样性导致分离方法的多样性。B. 绝大多数生物分离方法来源于化学品的分离方法大约80%的化工分离方法可应用于生物分离技术中。C. 生物分离一般比化工分离难度大。D.生物产品要求高质量。12、生物分离的一般流程与单元操作。（大题）A. （不溶物的去除）：（过滤；离心；细胞破碎）B. （产物分离）：离子交换吸附；萃取；反微团萃取；超临界流体萃取；双水相萃取C. （产品的纯化）：色谱；电泳；沉淀D. （产品的精制）：结晶；干燥第二章 ：13、细胞分离方法有：重力沉降 ；离心沉降 ；过滤。其中离心分离法有：差速离心；区带离心。1）差速离心：生化工业中最常用的离心分离方法。以菌体细胞的收集或除去为目的的固液离心分离是分级离心操作的一种特殊情况，即为一级分级分离。操作中，根据实际物料的特点(目标产物和其他组分的性质和相互作用等)、分离的目的和所需分离的程度，选择适当的操作条件(离心转数和时间)，可使料液中的不同组分得到分级分离。2）区带离心 ：生化研究中的重要分离手段，根据离心操作条件不同，分为： 差速区带离心；平衡区带离心。区带离心的密度梯度离心：常用的介质有蔗糖、氯化铯等。14、 过滤介质有哪些：织物状介质，棉花、石棉、蚕丝、麻、羊毛及各种人造纤维与金属丝等。 多孔陶瓷介质，此为特殊的介质，低温烧制，具有大量微细孔道的滤管或滤板（其他多孔材料，PE等）。膜分离介质，微滤分离等。第三章15、 什么是沉淀分级：沉淀是溶液中的溶质由液相变成固相析出的过程。采用沉淀的手段，主要是为了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；其次，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。16、 沉淀操作常在发酵液经过过滤和离心（除去不溶性杂质及细胞碎片）以后进行，其操作方式可分连续法或间歇法两种，规模较小时，常采用间歇法。不管哪一种方式操作步骤通常按三步进行：逼急首先加入沉淀剂;沉淀剂的陈化，促进粒子生长；离心或过滤，收集沉淀物。 加沉淀剂的方式和陈化条件对产物的纯度、收率和沉淀物的形状都有很大影响。17、 蛋白质的表面特性（逼急） 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，小分子蛋白质比大分子蛋白质更易溶解。蛋白质在自然环境中通常是可溶的，所以其大部分是亲水的，但其内部大部分是疏水的。18、 盐析沉淀机理：在蛋白质溶液中加入中性盐后会压缩扩散双电层、降低电位，即中性盐既会使蛋白质脱水，又会中和蛋白质所带电荷，使颗粒间的相互排斥力失去，在布朗运动的互相碰撞下，蛋白质分子结合成聚集物而沉淀析出。（文字叙述或者如下图示） 19、 Cohn方程式：S=s 。（考作业中的一道；必须熟练掌握！看本本）20、 盐析操作：硫酸铵是最常用的蛋白质盐析沉淀剂；硫酸铵的溶解度在030范围内变化很小。20时的饱和浓度约为4.05mol/dm3（534g/dm3)，饱和溶液密度为1.235kg/dm3；用1.0dm3水制备硫酸铵的饱和溶液，需加入761g硫酸铵，饱和溶液体积为1.425dm321、 加盐方式（逼急） 采用硫酸铵进行盐析时可按二种方式加入：直接加入固体(NH4)2SO4 粉末，工业上常采用这种方法，加入速度不能太快，应分批加入，并充分搅拌，使其完全溶解和防止局部浓度过高；加入硫酸铵饱和溶液，在实验室和小规模生产中，或(NH4)2SO4 浓度不需太高时，可采用这种方式，它可防止溶液局部过浓，但加量较多时，料液会被稀释。22、 典型的硫酸铵盐析过程最适饱和度是35%55%。23、 等电点沉淀定义：在低的离子强度下，调pH至等电点，使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。本法适用于憎水性较强的蛋白质，如酪蛋白在等电点时能形成粗大的凝聚物；但对一些亲水性强的蛋白质。如明胶，则在低离子强度的溶液中，调 pH在等电点并不产生沉淀。24、 有机溶剂沉淀的原理： 加入有机溶剂使溶液的介电常数减小，增加酶、蛋白质、核酸等带电粒子之间的作用力，因相互吸引聚合沉淀。25、 泡沫分离是什么？泡沫分离又称泡沫吸附分离技术。早在1915年开始应用于矿物浮选；在20世纪50年代末人们对离子、分子、胶体及沉淀的泡沫吸附分离引起兴趣与重视，并逐渐作为一种单元操作加以研究，首先是从溶液中回收金属离子的课题开始，前期研究了泡沫分离金属离子的可行性，然后建立了金属离子与表面活性剂离子之间相互作用的扩散双电层理论。20世纪60年代中期，脱除洗涤剂工厂排放的一级污水和二级污水中的表面活性剂直链烷基磺酸盐和苯磺酸盐获得成功。20世纪70年代，进行了染料等有机物与废水泡沫分离的实验研究，1977年开始用阴离子表面活性剂。泡沫分离DNA、蛋白质及液体卵磷脂等生物活性物质。如：溶菌酶、白蛋白、促性腺激素、胃蛋白酶、凝乳酶、血红蛋白、卵磷脂等。 无泡沫分离是指用鼓泡进行分离，但不一定形成泡沫层，可分鼓泡分馏和溶媒浮选。26、 泡沫分离原理：泡沫分离过程是利用待分离物质本身具有表面活性(如表面活性剂)或能与表面活性剂通过化学的、物理的力结合在一起(如金属离子、有机化合物、蛋白质和酶等)，在鼓泡塔中被吸附在气泡表面，得以富集，藉气泡上升带出溶剂主体，达到净化主体液、浓缩待分离物质的目的。 可见它的分离作用主要取决于组分在气液界面上吸附的选择性和程度，其本质是各种物质在溶液中表面活性的差异。27、 泡沫分离操作方式及其影响因素（逼急）待分离物质的种类溶液PH值表面活性剂浓度温度气流速度离子强度第四章28、 什么是膜分离：是利用具有一定选择性透过特性的过滤介质进行物质的分离纯化，是人类最早进行的分离技术之一。膜是两相之间的不连续区间29、 主要的膜分离法：微滤（ MF）超滤（UF）反渗透（RO）；透析（DS）；电渗析（ED）；渗透气化（PV）30、 什么是反渗透?膜两侧压力相等的情况下，在浓差的作用下作为溶剂的水分子从溶质浓度低的一侧向浓度高的一侧通过，这种现象称为渗透。促使水分子透过的推动力称为渗透压。 溶质浓度越高，渗透压越大。 如果欲使高浓度溶液中的溶剂透过膜到低浓度的一侧，则可在高浓度的一侧时间压力，压力必需大于此渗透压，这种操作称为反渗透。RO膜没有明显孔道结构，透过机理一般通过“溶解扩散”模型描述。假设溶质或溶剂首先溶解在膜中，然后扩散通过RO膜。31、 记住：电渗析是利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法，可用于小分子电解质（例如氨基酸、有机酸）的分离和溶液的脱盐。电渗析操作所用的膜材料为离子交换膜，即在膜表面和孔内共价键合有离子交换基团，如磺酸基等酸性阳离子交换基和季铵基等碱性阴离子交换基。 键合阳离子交换基的膜称为阳离子交换膜，键合阴离子交换基的膜称为阴离子交换膜。在电场的作用下，前者选择性透过阳离子，后者选择性透过阴离子。32、 记住渗透气化是？ 疏水膜两侧产生溶质的分压差，在分压差作用下，料液的溶质溶于膜内，扩散通过膜，在透过侧发生气化，气化的溶质被膜外设置的冷凝器冷凝回收。33、 对膜材料要求:简答题！1） 起过滤作用的有效膜厚度小，超滤和微滤膜的开孔率高，过滤阻力小；2） 膜材料惰性，不吸附溶质，从而使膜不易污染，膜孔不易堵塞；3） 适用的pH和温度范围广，耐高温灭菌，耐酸碱清洗剂，稳定性高，使用寿命长；4） 容易通过清洗恢复透过性能；5） 满足实现分离目的的各种要求，如对菌体细胞的截留，对大分子的通透性或截留作用。34、 膜材料分类： 1）天然高分子主要是纤维素的衍生物。如醋酸纤维素、硝酸纤维素和再生纤维素等。其中醋酸纤维素截盐能力强，常用做反渗透膜，也可用作微滤膜和超滤膜。适用温度和pH有限。2） 合成高分子：大部分为合成高分子膜，种类多。主要有聚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、聚烯类和含氟聚合物等。3） 无机材料：主要有陶瓷、微孔玻璃、不锈钢和碳素等。35、 膜的结构特性：1） 孔道结构：膜的孔道结构因膜材料和制造方法而异。对膜的透过通量、耐污染能力等操作性能具有重要影响。早期多为对称膜，即截留面的膜厚方向上孔道结构均匀。传质阻力大，透过通量低，容易污染，清洗困难。60年代，开发了不对称膜。解决了上述弊端。 不对称膜主要由起膜分离作用的表面活性层（0.20.5m）和起支撑强化作用的惰性层（50100m）构成。惰性层孔径很大，对透过流体无阻力。活性分离层很薄，孔径微细，因此透过通量大，膜孔不易堵塞、容易清洗。目前超滤和反渗透膜多为不对称膜。2） 膜的孔道特性：膜的孔道特性包括孔径、孔径分布和孔隙率。可由电子显微镜直接观察测定。也可通过泡点法测量：在膜表面覆盖一层水，用水湿润膜孔，从下面通入空气，当压力升高到有稳定气泡冒出时称为泡点，此时的压力称为泡点压力。36、 浓度极化模型 在膜分离操作中，所有溶质均被透过液传送到膜表面上，不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高。这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化。 膜表面附近浓度升高，增大了膜两侧的渗透压差，使有效压差减小，透过通量降低。37、 超滤膜的分子截留作用：微滤膜用膜的平均孔径标志膜的型号，而超滤膜用截留分子量标志膜的型号。截留率（rejection coefficient）：表示膜对溶质的截留能力，可用小数或百分数表示。 影响膜分离过程中截留率的因素：1、分子特性。2、其它高分子溶质的影响。3、 操作条件。38、 什么是：膜的截留分子量？ 通过测定分子量不同的球形蛋白质或水溶性聚合物的截留率，可获得膜的截留率与溶质分子量之间的关系曲线，即截留曲线。一般将在截留曲线上截留率为0.90(90%)的溶质分子量39、 影响膜分离速度的因素:一、 操作形式终端过滤：垂直，滤饼阻力大，流速低。错流过滤：料液流动方向与膜面平行，流动的剪切作用可大大减轻浓差极化现象或凝胶层厚度，使透过通量维持在较高水平。二、流速：流速增大，透过通量亦增大。三、压力：压力较小时，膜面上尚未形成浓差极化层，透过通量与压力成正比。当压力逐渐增大时，膜面上出现浓差极化现象，透过通量增长速度减慢。四、料液浓度：透过通量随料液浓度增大而减小。40、？膜污染通常是指由于膜与溶质的相互作用而在膜表面或膜孔内吸附，或者膜表面溶质浓度超过饱和浓度而在膜表面产生沉淀或结晶、形成“凝胶层”，引起膜性能变化的现象，它是一不可逆过程。膜污染不仅会造成透过通量的大幅度下降，使其截留分子量变小，甚至会影响目标产物的回收率。膜污染主要原因：凝胶极化；溶质在膜表面的吸附层；膜孔堵塞；膜孔内的溶质吸附。41、 膜的清洗方法分为机械法和化学法两种。逼急！ 机械法一般采用增大流速、逆洗（对管式膜和中空纤维膜）、脉冲流动和超声波等。化学法主要选用盐溶液、稀酸、稀碱、表面活性剂、络合剂、氧化剂和酶溶液等为清洗剂对膜进行清洗。42、 防止或减轻膜污染的措施：对料液进行预处理；对膜进行预处理；改变操作条件。笔记43、与传统的滤饼过滤相比，膜分离技术具有以下优点：必记！1）设备简单、操作方便，适于大规模连续操作；2）不添加助滤剂或絮凝剂，无化学变化，回收的固体或液体纯净，有利于进一步分离纯化操作；3）错流，透过通量大；4）易于进行无菌操作，防止杂菌污染。第五章44、什么是萃取：利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达到分离的目的，利用相似相溶的原理，选择与目的物结构相近的溶剂 。45、一个良好的溶剂要满足以下几方面要求:1）有大的萃取容量:即单位体积的萃取溶剂能萃取大量的产物2）有良好选择性:理想情况只萃取产物而不萃取杂质3）与被萃取的液相(通常是水相)互溶度小,且粘度低；界面张力不或适中,有利于相的分散和两相分离4）溶剂的回收和再用易；5）化学稳定性好,不易分解,对设备腐蚀性小；6）经济性好,价廉易得。7）安全性好,无毒性或毒性低.46、反萃取：是通过调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作过程。47、影响萃取操作的因素：水相物理条件的影响（ pH值、温度的影响、无机盐浓度）；萃取剂的影响（丁醇，乙酸乙酯，乙酸丁酯。）；乳化和破乳；有机溶剂（或稀释剂）的影响 48、什么是乳化：是一种液体（如水或有机溶剂）以微小液滴形式分散于另一种不相混合的液体中的现象。油滴分散于水相中的乳浊液称为水包油型；水滴分散于有机相中的乳浊液称为油包水型。49、破乳方法：（1）发酵液过滤或沉淀 除去蛋白质和磷脂（2）加热 降低粘度，破坏乳浊液（3）稀释法 降低乳化液浓度（4）加电解质 中和乳化剂电性，促其聚沉（5）转型法 加入相反乳化剂使乳浊液转型50、什么是双水相萃取？双水相萃取-相图临界点双节线系线上相和下相的体积近似符合杠杆规在临界点处 双水相萃取技术：又称水溶液两相分配技术是近年来出现的引人注目、极有前途的新型分离技术。它可能将水溶性的酶、蛋白质等生物活性物质从一个水相转移到另一水相中，从而完成分离任务。 双水相萃取法的特点：能够保留产物的活性，整个操作可以连续化，在除去细胞或细胞碎片时，还可以纯化蛋白质25倍，与传统的过滤法和离心法去除细胞碎片相比，无论在收率上还是成本上都要优越得多。51：双水相萃取-影响分配系数因素1）成相聚合物：成相聚合物分子量的影响。（对于PEG/Dextran所形成的双水相体系中，若降低PEG相对分子质量，则生物分子分配于富含PEG的上相中，使分配系数增大；而降低Dextran相对分子质量，则分配系数减小。）及成相聚合物浓度。2）盐的种类和浓度 （其对分配系数的影响主要反映在对相间电位和蛋白质疏水性的影响。）3）pH值：对解离度的影响；对双水相体系的影响。4）温度 ：分配系数对温度的变化不敏感52、液膜萃取机理单纯迁移：根据料液中各种溶质在膜相中的溶解度（分配系数）和扩散系数的不同进行的萃取分离。膜相载体输送：反向迁移；与同向迁移反萃相化学反应促进迁移：在处理有机酸等弱酸性电解质的分离纯化方面，可利用强碱（如氢氧化钠）溶液为反萃相。反萃相中含有氢氧化钠，与料液中溶质（有机酸）发生不可逆化学反应生成不溶于膜相的盐。溶质在反萃相得到浓缩，萃取速率快。 53、影响液膜萃取的因素：pH值、流速、共存杂质、反萃相、操作温度、萃取操作时间 逼急 54、液膜萃取，也称液膜分离，是将第三种液体展成膜状以隔开两个液相，使料液中的某些组分透过液膜进入接收液，从而实现料液组分的分离。55、 与传统的溶剂萃取相比，液膜萃取的传质优点：1）传质推动力大，所需分离级数少。理论上讲，只需一级即可实现完全萃取。2）试剂消耗量少，其试剂消耗量比溶剂萃取低一个数量级。流动载体(萃取剂)在膜的一侧与溶质配合，在膜的另一侧将其释放，相当于萃取剂不断得到再生。3）逆其浓度梯度传递效应，同步分离与浓缩。通过供能离子与传递载体共同作用，目标产物可由低浓度区向高浓度区运输。4）萃取与反萃取同时一步进行。5）传递速率高。目标产物在液膜中传递距离短，很快达到萃取平衡。6）选择性好。膜只允许某一个或某一类离子通过。56、液膜的种类1）乳状液膜： 生物分离中主要应用（W/O)/W型，其内、外相为水相，液膜主要成分为有机溶剂。 2）支撑液膜：特点：结构简单，放大容易；但膜相使用中容易流失，造成分离性能下降。3）流动液膜：也是一种支撑液膜，但可弥补膜相易流失的缺点； 膜相强制流动或减小厚度可减小传质阻力。57、逼急！液膜组成：膜溶剂（膜溶剂相当于化学萃取的稀释剂，对液膜的性能和液膜萃取操作影响很大，必须根据实际的分离物系选择合适的膜溶剂；膜溶剂的黏度是影响乳状液膜稳定性、液膜厚度和液膜传质阻力的重要参数。）表面活性剂（形成膜的表面活性剂分子的极性基团与水有强烈作用，通过氢键、离子键等以结构化的方式实现。同时，非极性基团也有相互作用，碳氢链间的内聚力随链长而增大。这些作用使得膜具有协同性，增加了膜的强度。除上述因素外，还应考虑表面活性剂的分子结构，具有双链结构的表面活性剂，虽两条链的长度和单链长度一样，形成的双分子膜的稳定性却远高于单链分子膜。）流动载体（萃取剂）流动载体促进迁移，使液膜具有生物膜的功能；流动载体仅溶于液膜相，并且对目标分子具有特异性输送作用是对载体选择的基本要求。58、什么是液膜溶胀：溶胀(W/O)/W型乳液在操作过程中，外相水会透过膜相进入内相，从而使W/O乳液的体积膨胀，这种现象称为溶胀。产生液膜溶胀的因素：内外相间溶液浓度差会引起水渗透，从而造成渗透溶胀，且随浓度差的增大，渗透溶胀也增大。为减小渗透溶胀，应当降低内相试剂的浓度；不同类型的表面活性剂对乳液溶胀的影响不同；59、破乳手段：目的：回收内水相中有用物质，将有机相返回制乳破乳方法：物理法和化学法 物理法：离心，超声波，高速搅拌，温度变化，高压电场等；化学法：加入化学试剂与表面活性剂反应以破乳。目前破乳的方法主要是采用高压静电破乳。60、影响液膜萃取的操作参数：pH；搅拌速度；共存杂质；反萃相；操作温度；萃取操作时间。61、液膜萃取的缺点：1）稳定性和机械性能较差，已被萃取的溶质返回到料液相，大大地降低了萃取效率；2）破乳：乳状液膜，萃取完成后，还必须对液膜进行破乳处理，以分离出反萃相和液膜，不同液膜所需的破乳手段不同，破乳设备也因此复杂多样；3）性质相近的杂质难除去：液膜萃取则难以象普通萃取那样利用萃取分配系数差别加以洗涤以除去杂质。62、什么是反胶团：利用表面活性剂在有机溶剂中形成一种反向胶团 ( 简称反胶团 ）什么是临界胶团浓度：将表面活性剂溶于溶液中,并使其浓度超过临界胶团浓度时,表面活性剂就会在溶液中形成聚集体,一些表面活性剂的临界胶团浓度值。63、反胶团的制备三种方法：1）注入法：将蛋白质水溶液直接注入到含有表面活性剂的有机溶剂中，搅拌，形成透明的溶液 2）相转移法：将蛋白质水相与含表面活性剂的有机相接触3）溶解法：将含反胶团的有机相与蛋白质固体粉末一起搅拌（非水溶性蛋白质）64、影响反萃取的因素：表面活性剂、 水相的 p H值、离子强度、温度、蛋白质的分子量和浓度 65、物质有三种状态：气态+液态（=流体）、固态；物质的第四态：超临界状态。66、超临界CO2流体萃取的优点:1、CO2的临界温度接近于室温，适合于热敏性物质，完整保留生物活性，而且能把高沸点，低挥发度，易热解的物质分离出来。2、CO2的临界压力适中，目前工业水平易达到；3、CO2的临界密度是常用超临界溶剂中最高的（合成氟化物除外），即溶解能力较好； 4、CO2无毒、无味、不燃、不腐蚀、价廉，易于精制、易于回收，无污染。67、 超临界CO2萃取的影响因素：萃取压力；萃取温度；萃取时间； CO2流量；粒度；提携剂： （即超临界CO2流体对亲脂类物质的溶解度较大，对较大极性的物质溶解较小，限制了其对极性较大溶质的应用。可在SCF中加入极性溶剂（如乙醇等）以改变溶剂的极性，拓宽其适用范围。如丹参中的丹参酮难溶于CO2流体，在CO2中添加一定量乙醇可大大增加其溶解度。） 提携剂的作用： 增加目标组分在CO2中的溶解度 增加溶质在CO2中的溶解度对温度、压力的敏感性，有可能单独通过降温来解析 提高溶质的选择性 可改变CO2的临界参数第六章68、吸附：溶质从液相或气相转移到固相的过程。吸附种类：物理吸附、化学吸附、离子交换 利用固体吸附的原理从液体或气体中除去有害成分或分离回收有用目标产物的过程称为吸附操作。 脱附：物理吸附和离子交换可通过调节pH或提高离子强度的方法洗脱。化学吸附需要采用能破坏化学键合的化学试剂进行脱附。69、吸附剂：活性炭，硅胶，氧化铝，硅藻土，大网格聚合物吸附剂。70、孔径和比表面积是评价吸附剂性能的重要参数。一般来说，孔径越大，比表面积越小。比表面积直接影响溶质的吸附容量，而适当的孔径有利于溶质在空隙中的扩散，提高吸附容量和操作速度。71、离子交换剂，也称离子交换树脂。由三部分组成：不溶性的三维空间网状结构构成的树脂骨架；与骨架相连的功能基团；与功能基团所带电荷相反的可移动的离子。72、吸附理论四种：吸附等温线；离子交换吸附的计量置换模型；空间质量作用模型；静电吸附模型。73、穿透曲线：吸附过程中吸附柱出口溶质浓度的变化曲线； 吸附一般操作步骤：吸附；洗涤；洗脱；再生（可能和洗脱同步进行，NaCl，NaOH，HCl等）。第七章74、 色谱又称层析：是根据混合物中，溶质在互不混溶的两相之间分配行为的差别，引起移动速度的不同而进行分离的方法。互不混溶的两相分别称为固定相和流动相。75、 色谱分类： 1）流动相与固定相：气相色谱法、液相色谱法、超临界流体色谱法 2）固定相的形状 液相色谱：纸色谱、薄层色谱、柱色谱 3）分配机理 ：凝胶过滤层析，离子交换层析，疏水性层析，反相层析，亲和层析 4）压力：低压（压力低于0.5MPa），中压（压力为0.54MPa），高压（压力440MPa） 蛋白质分离一般为中低压，介质相对较软，分析多用高压层析，介质多为硬质硅胶等。76、色谱过程理论基础：平衡模型；理论板模型；传质速率模型。（掌握）分离度（分辨率）：表达两种洗脱曲线相邻的溶质相互分离的程度。分离度随理论板数的增加而增大。 下标1和2分别代表两个前后相邻的洗脱峰。分离度是两个相邻洗脱峰之间的距离与两个峰宽的代数平均值之比。77、色谱介质要求：亲水性高，表面惰性；介质与溶质之间不发生化学和物理相互作用。稳定性强，在较宽的pH和离子强度范围以及化学试剂中保持稳定，使用寿命长；具有一定的孔径分布范围，即孔径分布范围窄；机械强度高，允许较高的操作压力（流速）。78、凝胶特性参数：排阻极限：指不能扩散到凝胶网格内部的最小分子的相对分子质量。相对分子质量大于该数值的分子不能进入到凝胶网格中，不能有效分离，洗脱体积为V0。分级范围：能为凝胶阻滞且相互间可以得到分离的溶质的相对分子质量范围。溶胀率：干胶颗粒用水进行溶胀处理，每克干凝胶所吸收水分的百分数称为溶胀率。凝胶粒径：一般为球形，粒径大小对分离度有重要影响。粒径越小，理论塔板高度越小，分离效率越高。床体积：即1g干燥凝胶溶胀后所占有的体积。可用于估算装满一定体积的层析柱所需的干燥凝胶量。空隙体积：指层析柱中凝胶之间空隙的体积，即V0。空隙体积可用相对分子质量大于排阻极限的溶质测定，一般使用相对分子质量为2000KD的水溶性蓝色葡聚糖。79、影响分离特性的因素：线速度；料液体积；料液浓度；分子量与分配系数的关系；凝胶粒径。80、 疏水性相互作用色谱,名词解释：利用表面偶联弱疏水性基团（疏水性配基）的疏水性吸附剂为固定相，是根据蛋白质与疏水性介质之间的弱疏水性相互作用的差别进行蛋白质生物大分子分离纯化的洗脱层析法。 色谱聚焦：基于离子交换的原理，根据两性电解质分子间等电点的差别进行分离纯化的洗脱层析法。可用于蛋白质、多肽、核酸等分离纯化。反相色谱：利用非极性的反相介质为固定相，极性有机溶剂的水溶液为流动相，根据溶质极性（疏水性）的差别进行溶质分离纯化的洗脱层析法。81、色谱按溶质在色谱柱中的洗脱方式分类：洗脱法；前沿法；置换法第八章82、 生物亲和作用：生物分子能够区分结构和性质非常接近的其他分子，选择性地与其中某一种分子相结合。生物分子间的这种特异性相互作用称为亲和作用。 亲和作用本质：静电作用；氢键；疏水性相互作用；配位键；弱共价键。83、影响亲和作用的因素：离子强度；pH；抑制氢键形成的物质；温度；离液离子；螯合剂亲和纯化：将具有亲和作用的两种分子中的一种分子与固体粒子或可溶性物质共价偶联，可特异性吸附或结合另一种分子，使另一种分子从混合物中得到选择性分离纯化的方法。亲和色谱：利用亲和吸附作用分离纯化生物物质的液相色谱法。操作步骤：进料、杂质清洗、目标产物洗脱、色谱柱再生。84、 亲和配基酶、抗体和蛋白（酶的抑制剂；抗体；蛋白A（或称A蛋白）；凝集素和色素（凝集素、辅酶和磷酸酰苷、三嗪类色素）；过渡金属等（过渡金属离子、组氨酸、肝素）85、 亲和配基的固定化方法（介质的活化方法）：溴化氰活化法、环氧基活化法、硅胶的活化。86、 间隔臂作用：当配基分子量较小时，为了排除空间位阻作用，需要在配基和载体之间连接一个“间隔臂”。间隔臂的长度有一定限制，超过一定长度后，配基与目标分子的亲和力会减弱87、 影响亲和吸附的因素：杂质的影响；料液流速（流速的增大，分离速度加快，但柱效降低）；88、 亲和色谱目标产物的洗脱方式：特异性洗脱、非特异性洗脱。1） 特异性洗脱：利用含有与亲和配基或目标产物具有亲和结合作用的小分子化合物为洗脱剂，通过与亲和配基或目标产物的竞争性结合，脱附目标产物。特异性洗脱条件温和，有利于保护目标产物的生物活性。特异性洗脱有利于提高目标产物的纯度。2） 非特异性洗脱：非特异性洗脱是提高洗脱液的pH值、离子强度、离子种类或温度等理化性质降低目标产物的亲和吸附作用，是较多采用的洗脱方法。第九章89、电泳：荷电的胶体粒子在电场中的移动；电泳与色谱原理结合可以派生多种复合分离方法，如电泳色谱和电色谱。电泳色谱：将溶质的电动迁移和色谱分离作用相结合；电色谱：利用电渗作用驱动流动相流动，分离作用主要源于溶质在色谱固定相和流动相间的分配平衡特性。 多数情况下二者无严格区分，均称为电色谱。ABC+-90、分子筛效应是？ 图中A，B，C均为阳离子，在直流电场作用下电泳情况示意图分子量大小依次为MA=MB>MC，所带电荷量相同QA=QB=QC。91、 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）分离原理： 使用含有十二烷基硫酸钠（ SDS）和还原剂（通常为巯基乙醇）的样品处理液对蛋白质样品进行处理（一般煮沸35分钟），通过加热和SDS可以使蛋白质变性，多亚基的蛋白质也将解离为单亚基。同时还原剂可以切断蛋白质中的二硫键（使二硫键还原）。82、目前用基因工程表达的蛋白质有4000多种，用E.coli表达的占90%以上，在E.coli细胞质内高水平表达的外源蛋白质，尤其是来自真核生物的蛋白质，会形成不溶性聚合物-包涵体。 了解，包涵体形成原因：使用高剂量基因和强启动子；大肠杆菌细胞质环境条件，如pH、离子强度、高还原电位，不同于外源蛋白质正确折叠为最终构象的条件；缺少蛋白质正确折叠的辅助因子。如催化构象互变的折叠酶，脯氨酰基顺/反异构酶，二硫键异构酶，及增强折叠或阻止聚集的分子伴侣等。超表达产生的高浓度新生蛋白质由于多肽链不完全折叠，有利于分子疏水序列之间的相互作用，最终导致这些蛋白质的聚集和错误折叠。了解，包涵体对分离纯化的影响：有利方面：蛋白质表达量高；抗剪切和较高温度，对破碎细胞的方法和条件要求低；包涵体密度大，易分离；包涵体的蛋白质纯度较高；后续蛋白质分离纯化较容易。 不利方面：需变性复性；活性蛋白质收率低。 专心-专注-专业