『壹』 什麼是生物分離工程
生物分離工程是生物技術的重要組成部分,根本任務是設計和優化分離過程,提高分離效率,降低過程成本;而研究開發高容量、高速度和高解析度的新技術、新介質和新設備則是生物分離工程發展的主要目標。
『貳』 生物分離工程與化學分離工程的區別和特點
生物分離工程與化學分離工程的區別和特點
生物分離工程定義
是生物化學工程的一個重要組成部分,它是描述回收生物產品分離過程原理和方法的一個術語,指從發酵液或酶反應液或動植物細胞培養液中分離、純化生物產品的過程。
2.生物產品定義
生物產品是指在生產過程的某一階段,應用生化反應製得的產品。它包括傳統的(常規的)生物技術產品(如用發酵生產的有機溶劑,氨基酸,有機酸,抗生素)和現代生物技術產品(如用重組DNA技術生產的醫療性多肽和蛋白質)。
3.下游加工選擇准則
(1)採用步驟數量少;(2)採用步驟的次序要相對合理;(3)產品的規格;(4)產品的生產規模;(5)進料組成;(6)產品的形式、穩定性、物性;(7)危害性,廢水;(8)分批或連續過程,
第二章
1.預處理常見方法
預處理的目的:改變發酵液的物理性質促進固液分離,有利於產物的回收,並能夠去除發酵液中的雜質;
方法:1)加熱;最簡單、最經濟的預處理方法是加熱,加熱不僅可以增加料液的操作特性,也可以對其進行滅菌。但加熱變性的方法只適合於對熱穩定性的產物。
2)調節pH;
3)凝聚和絮凝;通過電解質的加入促進原始溶液的凝聚和絮凝,試劑有簡單的電解質、酸、鹼、合成的聚合電解質。
4)助濾劑上的吸附;
這些方法也適用於對於離心和沉澱過程。
2.凝聚與絮凝的比較
1)凝聚: 簡單電解質降低了膠體粒子間的排斥電位,從而使得范德華引力起主導作用,聚合成較大的膠粒,粒子的密度越大,越易分離。 凝聚值:使膠粒發生凝集作用的最小電解質濃度(mmol/L)。
反離子的價數越高,凝聚值就越小。A13+>Fe3+>H+……常用的有明礬(硫酸鋁)、石灰、硫酸亞鐵、三氯化鐵等
2)絮凝:預處理時加入合成聚合電解質既能降低排斥電位,又吸附了周圍的微粒,形成橋架作用,促使膠粒形成粗大,密度低的絮凝團。這些絮凝團很容易被過濾得到。
3.過濾操作計算
見書本P20
4.助濾劑定義
助濾劑是一種顆粒均勻,質地堅硬、不可壓縮的顆粒物質,過濾時能夠防止介質堵塞。 1)硅藻土:硅藻土是百年前水生植物沉澱下來的遺骸。 2)珍珠岩 :珍珠岩是處理過的膨脹火山岩。
『叄』 請問有沒有孫彥所編的《生物分離工程》的課後習題解答或者是分析之類的書
第一章 緒論
P8思考題:1、5、6
1、 生物分離工程:是指從發酵液、酶反應液或動植物細胞培養液中分離、純化生物產品的過程。P1
2、 生物分離純化過程的一般流程可分為幾大部分?分別包括哪些單元操作?P4
答:一、發酵液的預處理(固液分離):單元操作:過濾和離心;
二、產物的提取(初純化):單元操作:沉澱、吸附、萃取、超濾;
三、產物的精製(高度純化):單元操作:層析(包括柱層析和薄層層析)、離子交換、親和色譜、吸附色譜、電色譜;
四、成品的加工處理:單元操作:濃縮、結晶和乾燥;
3、 生物分離工程的特點有哪些?P6
答:①原料液體系非常復雜,雜質含量高,難於分離;②原料液一般為產物濃度很低的水溶液;③原料液抗環境變化能力差,容易變性失活;④分離過程必須保持目標物的生物活性;⑤分離粗產物純度低,最終產品純度要求極高,而對與人類生命息息相關的生物產物的質量要求必須達到國家相關標准;⑥常無固定操作方法可循;⑦分離操作步驟多,不易獲得高收率;⑧對於基因工程產品,一般要求在密封環境下操作;⑨分離純化過程代價昂貴,產品回收率低。
第二章 發酵液的預處理
1、 發酵液預處理的方法: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和雜質去除的方法
具體的方法有:凝集和絮凝、加熱法、調節PH法、加水稀釋法、加入助濾劑法、加吸附劑法或加鹽法、高價態無機離子去除的方法、可溶性雜蛋白質去除的方法、色素及其他雜質去除的方法。
2、 凝集:指在投加的化學物質(如水解的凝集劑、鋁、鐵的鹽類或石灰等)作用下,發酵液中的膠體脫穩並使粒子相互凝集成為1mm大小塊狀絮凝體的過程。P11
3、 絮凝:指某些高分子絮凝劑能在懸浮粒子之間產生橋梁作用,使膠粒形成粗大絮凝團的過程。P12
4、 具體方法中常採用的物質試劑:P14~15
調節PH法:一般採用草酸等有機酸或某些無機的酸鹼;
高價態無機離子去除的方法:
①、 Ca2+的去除:常採用的酸化劑為草酸;
②、 Mg2+的去除:採用加入磷酸鹽,是Mg+生成磷酸鎂沉澱的方法;
③、 Fe3+的去除:採用加入黃血鹽,生成普魯士藍沉澱的方法。
5、 影響發酵液過濾的因素:P17
一、 菌種:決定發酵液中各種懸浮粒子的大小和形狀;
二、 發酵液黏度:通常發酵液黏度越大,分離速度越慢
影響其因素有:①發酵條件、②放罐時間、③發酵染菌、④發酵液的PH、溫度
6、 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濾膜或超濾膜,主要適用於懸浮粒子細小的發酵液,如細菌發酵液的過濾。P18
7、 發酵液的過濾設備:
按過濾的推動力分為:重力式過濾器、壓力式過濾器、真空式過濾器和離心式過濾器四種。P23
第三章 細胞分離技術
1、 細胞破碎的方法:P34 根據破碎機理不同,可分為:
⑴機械破碎法:珠磨法、高壓勻漿法、超聲波破碎法和其他類型的機械破碎法;
⑵物理破碎法:凍融法、低溫玻璃化法;
⑶化學滲透法:酸鹼法、鹽法、表面活性劑處理、有機溶劑法、變性劑法、溫和化學滲透劑處理;
⑷酶溶法:降解細胞壁。
2、 變性劑的作用:變性劑(如鹽酸胍和脲)的加入,可削弱氫鍵的作用,使胞內產物相互之間的作用力減弱,從而易於釋放。P38
3、 包含體:是聚集蛋白質形成的濃密顆粒(密度達1.3mg/ml),可在光學顯微鏡下觀察到,直徑可達μm級,呈無定形或類晶體。
4、 蛋白質復性:又稱再折疊,是指變性蛋白質在變性劑去除或濃度降低後,就會自發地從變性的熱不穩定狀態向熱穩定狀態轉變,形成具有生物學功能的天然結構。P42
復性方法:①稀釋與透析復性法、②色譜復性技術、反膠束萃取復性法。
第四章 沉澱技術
1、 沉澱:又稱為沉析,是指在溶液中加入沉澱劑使溶質溶解度降低,生成無定形固體從溶液中析出的過程。P48
2、 蛋白質沉澱方法:P51
鹽析法、有機溶劑沉澱法、等電點沉澱法、非離子多聚物沉澱法、生成鹽復合物法、選擇性的變性沉澱、親和沉澱及SIS聚合物與親和沉澱等。
3、 鹽析:蛋白質在高離子強度溶液中溶解度降低,以致從溶液里沉澱出來的現象。P51
4、 鹽析原理:在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作用形成的水化層,奪走水分子,破壞水膜,暴露出疏水區域,同時中和電荷,使顆粒間的相互斥力喪失,布朗運動加劇,導致蛋白質分子相互結合成聚集物而沉澱析出。P51
5、 影響鹽析的因素:P52
① 蛋白質種類、②離子類型、③溫度和PH、④鹽的加入方式、⑤蛋白質的原始濃度。
6、脫鹽處理的方法:透析法、超濾及凝膠過濾法。P55
7、有機溶劑沉澱法的原理:P56
一傳統觀點:在蛋白質溶液中加入丙酮或乙醇等有機溶劑,水的活度降低,水對蛋白質分子表面的水化程度降低,即破壞了蛋白質表面的水化層;另外,溶液的介電常數下降,蛋白質分子間的靜電引力增大,從而聚集和沉澱。
二新觀點:有機溶劑可能破壞蛋白質的某種鍵,使其空間結構發生某種程度的變化,致使一些原來包在內部的疏水基團暴露於表面並與有機溶劑的疏水基團結合形成疏水層,從而使蛋白質沉澱,而當蛋白質的空間結構發生變形超過一定程度時,便會導致完全的變性。
第五章 萃取技術
1、萃取:是利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同,用一種溶劑把溶質從它與另一種溶劑所組成的溶液(原料)中提取出來的方法。P64
2、分配定律:在恆溫恆壓條件下,溶質在互不相溶的兩相中分配時,達到分配平衡後,如果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一常數,此常數稱為分配常數A,A=c1/c2 P64
3、分配常數在使用時,必須注意滿足3個條件:P65
①必須是稀溶液;②溶質對溶劑的互溶度沒有影響;③溶質在兩相中必須是同一分類型,不發生締合夥離解。
4、工業上液液萃取的基本過程包括幾個步驟:P67
①混合:料液與萃取劑充分混合並形成乳濁液的過程,設備:混合器;
②分離:將乳濁液分開形成萃取相和萃余相的過程,設備:分離器;
③溶劑回收:從萃取相或萃余相中回收萃取劑的過程,設備:回收器。
5、按操作流程劃分,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
一水相條件的影響:影響萃取操作的因素:主要有PH、溫度、無機鹽等
①PH ②溫度 ③鹽析 ④帶溶劑
二有機溶劑的選擇
三乳化現象:乳化是一種液體分散在另一種不相混合的液體的現象。P75
7、去乳化劑有兩種:①陽離子表面活性劑溴代十五烷基吡啶,適用於破壞W/O型乳濁液;
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型乳濁液。P75
8、 聚合物的不相溶性:兩種聚合物分子間如存在相互排斥作用,即某種分子的周圍將聚集同種分子而非異種分子,達到平衡時,就有可能分成兩相,而兩種聚合物分別進入一相中的現象。P80
9、在生化工程中得到廣泛應用的雙水相體系主要是:聚乙二醇-葡聚糖體系和聚乙二醇-無機鹽系統。P80
10、液膜分離系統的膜相組成:通常有膜溶劑、表面活性劑、流動載體、膜增強劑構成。P87
11、液膜分類:根據其結構可分為3種 P87
①乳狀液膜,②支撐液膜,③流動液膜
12、液膜萃取機理:根據待分離溶質種類的不同,可分為以下幾種類型。P89
一單純遷移:
二促進遷移:
三載體輸送:
13、流動載體的選擇原則:①溶解性,②絡合性,③穩定性。 P92
14、溶脹:是指外相水透過膜進入了液膜內相,從而使液膜體積增大的現象。P94
15、反膠團:若將表面活性劑溶於非極性的有機溶劑中,並使其濃度超過臨界膠束濃度,便會在有機溶劑內形成聚集體,這種聚集體稱為反膠團。P99
16、反膠團的優點:P99
⑴極性「水核」具有較強的溶解能力;
⑵生物大分子由於具有較強的極性,可溶解於極性水核中,防止與外界有機溶劑接觸,減少變性作用;
⑶由於「水核」的尺度效應,可以穩定蛋白質的立體結構,增加其結構的剛性,提高其反應性能。
17、反膠團萃取蛋白質的推動力: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間的靜電相互作用是主要推動力。P100
18、液固萃取的過程:包括潤濕、溶解、擴散、和置換,其中置換中浸取的關鍵在於保持最大的濃度梯度。P103
19、超臨界流體特點:P107
⑴在臨界點的附近,密度線聚集於臨界點周圍,壓力或溫度的小范圍變化,就會引起流體密度的大幅度變化;
⑵超臨界流體的密度和溶劑化能力接近液體,黏度和擴散系數接近氣體,在臨界點附近流體的物理化學性質隨溫度和壓力的變化極其敏感,在不改變化學組成的條件下,即可通過壓力調節流體的性質;
⑶在臨界點附近,會出現流體的密度、黏度、溶解度、熱容量、介電常數等所有流體的物性發生急劇變化的現象。
20、超臨界流體萃取的原理:P107
它是利用超臨界流體(SCF),即溫度和壓力略超過或靠近臨界溫度(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出某種高沸點或熱敏性成分,以達到分離和純化的目的。
21、超臨界流體萃取的典型流程有:等溫法、等壓法和吸附法。P113
第六章 膜分離過程
1、膜分離過程:是用具有選擇透過性的天然或合成薄膜為分離介質,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,原料液體混合物或氣體混合物中的某個或某些組分選擇地透過膜,使混合物達到分離、分級、提純、富集和濃縮的過程。P120
2、膜的功能:①物質的識別與透過;②相界面;③反應場。
3、濃差極化:較高的壓力和料液濃度以及緩慢的膜面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,使料液側膜面的滲透壓升高,有效壓差減小的現象。P127
4、凝膠極化:是指在膜分離的過程中,由於溶質受到膜的截留作用,不能完全通過膜,溶質在膜表面附近濃度升高,導致膜兩側的有效壓差減少,膜的通透量降低,當膜表面附近的濃度超過溶質的溶解度時,溶質析出,並在膜的表面形成凝膠層的過程。
5、超濾和微濾:是以膜兩側壓力差為推動力,以微孔膜為過濾介質,當溶液流過膜表面時,主要利用篩分原理將溶液中的懸浮粒子或大分子物質截留,而使溶劑和小分子物質透過膜,以實現凈化、分離與濃縮的膜分離過程。P132
微濾膜:一般為均質膜,膜阻力由總的膜厚度決定,微濾膜相比超濾膜來說孔徑較大且孔徑分布較均勻,膜孔徑為0.05~10µm,截留對象是細菌、膠體以及氣溶膠等懸浮粒子;超濾膜:一般為不對稱結構,膜的傳質阻力主要在表皮層,其厚度僅為1µm或更小,孔徑大多在0.005~0.05µm,截留對象是相對分子質量為10³~10^6的溶質。
6、影響截留率的因素:
⑴溶質的分子量;
⑵分子特性:①球形>帶支鏈>線性分子;
②對於荷電膜與膜相反電荷分子截留率低,若膜對溶質有吸附作用,截留率高;
③其他高分子溶質存在,使截留率增大;
④操作條件:當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:自己看書結合圖示總結
第七章 吸附與離子交換
1、吸附:是指溶質從液相或氣相轉移到固相的現象。P154
2、活性炭:是一種非極性吸附劑,在水中的吸附能力大於在有機溶劑中的吸附能力。針對不同類型的物質,具有一定的規律性:①對極性基團多的化合物的吸附力大於極性基團少的化合物;②對芳香族化合物的吸附能力大於脂肪族化合物;③對相對分子質量大的化合物的吸附能力大於相對分子質量小的化合物。P156
3、大孔網狀吸附劑:是一種非離子型共聚物,是藉助於范德華力從溶液中吸附各種有機化物質。具有選擇性好、解析容易、機械強度高、使用壽命長、流體阻力較小、吸附質容易脫附、吸附速度快等優點。P157
4、離子交換劑的構成:網路骨架(具有三維空間立體結構)、活性基團和可交換的離子(與網路骨架帶相反電荷)構成。P158
5、交換容量:是表徵離子交換劑交換能力的主要的參數,是單位質量的乾燥離子交換劑或單位體積的濕離子交換劑所能吸附的一價離子的毫摩爾數(mmol)。P158
6、影響交換速度的因素:P164
⑴顆粒大小:顆粒減小無論對內部擴散控制或外部擴散控制的場合,都有利於交換速度的提高;
⑵交聯度:交聯度越低樹脂越易膨脹,在樹脂內部擴散越容易,當內擴散控制時,降低樹脂交聯度,能提高交換速度。樹脂交聯度大,樹脂孔徑小,離子運動阻力大,交換速度慢;
⑶溫度:溶液溫度提高,擴散速度加快,交換速度也增加;
⑷離子的化合價:離子化合價越高,離子和樹脂骨架間的庫侖力越大,擴散速度越小;
⑸離子的大小:小離子的交換速度比較快;
⑹攪拌速度:當液膜控制時,增加攪拌速度會使交換速度增加,但增大到一定程度後再繼續增加轉速,影響就比較小;
⑺溶液濃度:當溶液濃度為0.001mol/L時,一般為外擴散控制,當溶液濃度增加時,交換速度也按比例增加。當濃度達到0.01mol/L左右時,濃度再增加,交換速度增加的較慢。此時內擴散和外擴散同時起作用,當濃度繼續增加,交換速度達到極限值後就不再增大,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
⑴水合離子半徑:半徑越小,親和力越大;
⑵離子化合價:高價離子易於被吸附;
⑶溶液PH:影響交換基團和交換離子的解離程度,但不影響交換容量;
⑷離子強度:越低越好;
⑸有機溶劑:不利於吸附;
⑹交聯度、膨脹度、分子篩:交聯度大,膨脹度小,篩分能力增大;交聯度小,膨脹度大,吸附量減少;
⑺樹脂與粒子間的輔助力:除靜電力以外,還有氫鍵和范德華力等輔助力。
第八章 色譜分離技術
1、阻滯因素:又稱遷移率,是指一定條件下,在相同的時間內某一組分在固定相移動的距離與流動相本身移動的距離之比值,常用Rf(Rf≤1)表示。P177
2、正向色譜:是指固定相的極性高於流動相的極性,在這種色譜過程中,非極性分子或極性小的分子比極性大的分子移動速度快,先從柱中流出來;
反向色譜:是指固定相的極性低於流動相的極性,在這種色譜過程中,極性大的分子比極性小的分子移動的速度快,而先從柱中流出。P179
3、色譜法的分類:根據分離原理的不同分類 P181
可以分為: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、顯色的方法:P189
⑴碘蒸氣顯色;⑵紫外線顯色;⑶噴霧顯色。
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離子交換葡聚糖;③離子交換瓊脂糖。
6、親和色譜原理:P206
將一對能可逆結合和解離生物分子的一方作為配基(配體),與具有大孔徑、親水性的固相載體相偶聯、製成專一的親和吸附劑,再用此親和吸附劑填充色譜柱,當含有被分離物質的混合物隨著流動相流經色譜柱時,親和吸附劑上的配基就有選擇地吸附能與其結合的物質,而其他的蛋白質及雜質不被吸附,從色譜柱中流出,使用適當的緩沖液使被分離物質及配基解吸附,即可獲得純化的目的產物。
7、蛋白質A來源於金黃色葡萄球菌,蛋白質G分離自G群鏈球菌。P208
8、輔酶和磷酸腺苷:某些酶(如脫氫酶和激酶)需要在輔酶存在的情況下才能表現出催化活性,即輔酶能與脫氫酶和激酶之間通過親和作用相互結合,因此這些輔酶可用作脫氫酶和激酶的親和配基。P208
9、活化:載體上的化學基團是不活潑的,不能與配基直接偶聯,通過化學反應使介質上化學基團處於活化狀態。P211
10、洗脫方法:⑴特異性洗脫;⑵非特異性洗脫。P219
第九章 離心技術
1、離心機的轉子的類型:有甩出式水平轉子、角轉子、垂直轉子、(區帶轉子、細胞洗脫轉子、分析轉子)等。P237
2、計算:
①懸浮微粒在重力場中重力沉澱速度Vg的計算公式:P233 9-4
②例題9-1
③料流量Q的計算公式:P244 9-19
④例題9-3
⑤註:ω=2πn/60
第十章 濃縮、結晶與乾燥
1、蒸發濃縮:是利用加熱的方法使溶液中的一部分溶劑(通常為水)汽化後除去,得到含較高濃度溶質的一種操作過程。P267
2、結晶:是溶液中的溶質在一定條件下因分子有規則的排列而結合成晶體的過程,它是溶質提純和得到固體顆粒的一種方法。P281
3、結晶的一般步驟:
⑴過飽和溶液的形成;⑵晶核產生;⑶晶體生長。
4、二次成核:已被認為是晶核的主要來源,其中起決定作用的兩種機理為:液體剪應力成核和接觸成核。P283
5、噴霧乾燥:是利用霧化器將料液(含水50%以上的溶液、懸浮液、漿狀液等)噴成霧滴分散於熱氣流中,使水分迅速蒸發而成為粉粒狀乾燥製品的一種乾燥方式。P302
6、冷凍乾燥:又稱升華乾燥,是指將待乾燥物快速凍結後,再在高真空條件下將其中的冰升華為水蒸氣而去除的乾燥方法。由於冰的升華帶走熱量使凍干整個過程保持低溫凍結狀態,有利於保留一些生物樣品(如蛋白質)的活性。
『肆』 生物分離工程中有什麼方法啊
蒸發、過濾(普通過濾,膜過濾)、離心分離、萃取、層析、色譜(薄層色譜、柱色譜)、電泳、
『伍』 生化反應工程與酶工程,發酵工程,細胞工程,生物分離工程的不同之處有哪些
20 我是數學與應用數學師范類大三學生。准備考研。請問有幾個方向?怎麼准備
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銳力行車記錄儀rldv一8f怎麼樣
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科級公務員跟別人開房間被拍到照片了有什麼後果
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他比我小兩歲用英文翻譯
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四年級下冊導學作業b第1頁最後一題
『陸』 大學里的生物工程學的是什麼
生物工程(bioengineering),是20世紀70年代初興起的一門新的綜合應用學科。20世紀90年代,基於系統論的生物工程誕生了,即系統生物工程的概念。所謂生物工程,一般認為是以生物學(尤其是分子生物學、微生物學、遺傳學、生物化學和細胞學)的理論和技術為基礎,結合化學工業、機械和電子計算機等現代工程技術,充分利用分子生物學的最新成果,有意識地操縱遺傳物質,定向轉化生物或其功能,在短時間內創造具有超遠距離特徵的新物種是一項新興技術,然後通過合適的生物反應器大規模培養這些「工程菌」或「工程細胞系」,以產生大量有用的代謝物或發揮其獨特的生理功能。
生物工程是分子遺傳學、微生物學、細胞生物學、生物化學、化學工程和能源科學的結合。其應用范圍非常廣泛,包括醫葯、食品、農林、園藝、化工、冶金、油脂提取、發酵罐新技術和新型基質的環保。基因工程和利用改善了許多現有的微生物產業,同時緩解了環境污染等社會問題。在不久的將來,將實現光生物反應器和生物燃料。木質素纖維素等復雜但可再生的基質將成為發酵工業的原料,也可能為塑料工業和聚合物工業提供起始原料。可以說,基因工程和細胞工程是生物工程的基礎。
主要課程有:高等數學、線性代數、無機化學和化學分析、植物組織培養技術、有機化學、生物化學、化學工程原理、物理化學、化學工程、生物化學工程、生物分離工程、微生物學、細胞生物學、遺傳學、胚胎工程、,分子生物學、基因工程、細胞工程、蛋白質工程、微生物工程生物工程下游技術、發酵工程設備、概率論和數理統計、生物統計學、免疫學、動物生理學、生態學、生物制葯和葯代動力學,生物制葯工程、生物分離工程、葯物分析、儀器分析等。
『柒』 生物技術有何應用
生物技術,是20世紀70年代初開始興起的一門新興的綜合性應用學科,盡管起步晚,但是發展迅速,是解開生命之謎、創造新物種的鑰匙。比爾蓋茨在1996年說過:「生物科技將像電腦軟體一樣改變這個世界。」科學家預言,生物將取代物理。未來的時代不再是礦物時代而是生物時代,誰掌握了先進的生物技術,誰就將主宰未來。
一、生物工程技術的基礎
生物技術包含一系列的技術,它可利用生物體或細胞生產我們所需要的生物,這些新技術包括基因重組、細胞融合和一些生物製造程序等等。其實人類利用生物體或細胞生產我們所需要生物的歷史已經非常悠久,例如在1萬年前開始耕種和畜牧以提供穩定的糧食來源,6000年前利用發酵技術釀酒和做麵包,2000年前利用黴菌來治療傷口,1797年開始使用天花疫苗,1928年發現抗生素盤尼西林等。既然人類使用生物科技的歷史這么久,為什麼近年來生物技術又突然吸引大家的注意呢。這是因為20世紀中期,人類對構成生物體最小單位,即細胞及控制細胞遺傳特徵的基因有了更深入的了解,20世紀70年代又發展出基因重組和細胞融合技術。由於這兩項技術可以更有效、更快速地讓細胞或生物體生產出我們所需要的新物質,且適合工業或農業量產,因此從20世紀80年代開始,造就了一個新興的生物科技產業。
生物工程技術包括五大工程,即基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程和生物反應器工程。在這五大領域中,前兩者作用是將常規菌(或動植物細胞株)作為特定遺傳物質受體,使它們獲得外來基因,成為新物種。後三者的作用則為新物種創造良好的生長與繁殖條件,進行大規模的培養,以充分發揮其內在潛力,為人們提供巨大的經濟效益和社會效益。
1.基因工程
隨著DNA的內部結構和遺傳機制的秘密一點一點呈現在人們眼前,生物學家不再僅僅滿足於探索、揭示生物遺傳的秘密,而是開始躍躍欲試,設想在分子的水平上去干預生物的遺傳特性,這種分子水平的干預是這樣實現的:將一種生物的DNA中的某個遺傳密碼片斷,連接到另外一種生物的DNA鏈上去,將DNA重新組織一下,設計出新的遺傳物質並創造出新的生物類型。這與過去培育生物繁殖後代的傳統做法完全不同,它很像技術科學的工程設計,即按照人類的需要把這種生物的這個「基因」與那種生物的那個「基因」重新「施工」,「組裝」成新的基因組合,創造出新的生物。這種完全按照人的意願,由重新組裝基因到新生物產生的生物科學技術,就被稱為「基因工程」,或者稱之為「遺傳工程」。
基因工程在20世紀取得了很大的進展,這至少有兩個成功典範。一是轉基因動植物,一是克隆技術。轉基因動植物由於植入了新的基因,使得動植物具有了原先沒有的全新的性狀,這引起了一場農業革命。如今,轉基因技術已經開始廣泛應用,如抗蟲西紅柿、生長迅速的鯽魚等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的誕生。這只叫「多利」的母綿羊是第一隻通過無性繁殖產生的哺乳動物,它完全秉承了給予它細胞核的那隻母羊的遺傳基因。「克隆」一時間成為人們注目的焦點。
2.細胞工程
指應用現代細胞生物學、發育生物學、遺傳學和分子生物學的理論與方法,按照人們的需要和設計,在細胞水平上重組細胞的結構和內含物,以改變生物的結構和功能,快速繁殖和培養出人們所需要的新物種的生物工程技術。細胞工程的優勢在於避免了分離、提純、剪切、拼接等基因操作,只需將細胞遺傳物質直接轉移到受體細胞中就能夠形成雜交細胞,因而能夠提高基因的轉移效率。通俗地講,細胞工程是在細胞水平上動手術,也稱細胞操作技術,包括細胞融合技術、細胞器移植、染色體工程和組織培養技術。通過細胞融合技術,可以培育出新物種,打破了傳統的只有同種生物雜交的限制,實現物種間的雜交。這項技術不僅可以把不同種類或者不同來源的植物細胞或者動物細胞進行融合,還可以把動物細胞與植物細胞融合在一起。這對創造新的動植物和微生物品種具有前所未有的重大意義。
3.酶工程
酶工程又稱生物轉化反應,是利用生物學方法以酶為催化劑,使一種物質迅速轉化為另一種物質的技術。它不需要傳統的化學轉化所必不可少的高溫、高壓、強酸、強鹼等條件,節省能源,效率極高。酶工程最突出的成就是微生物發電。最原始的酶工程要追溯到人類的游牧時代。那時候的牧民已經會把牛奶製成乳酪,以便於貯存。他們從長期的實踐中摸索出一套制乳酪的經驗,其中關鍵的一點是要使用少量小牛犢的胃液。用現代的眼光看那就是在使用凝乳酶。此後,在開發使用酶的早期,人們使用的酶也多半來自動物的臟器和植物的器官。例如,從豬的胰臟中取得胰蛋白酶來軟化皮革;從木瓜的汁液中取得木瓜蛋白酶來防止啤酒混濁;用大麥麥芽的多種酶來釀造啤酒;等等。然而,隨著酶的開發應用的擴展,這些從動植物中取得的酶已經遠遠不能滿足人們需要了。人們把眼光轉向了微生物。
微生物是發酵工程的主力軍。在發酵工程里(或者說在自然界也一樣),微生物之所以有那麼大的神通,能迅速地把一種物質轉化為另一種物質,正是因為它們體內擁有神奇的酶,正是那些酶在大顯神通。說到底,發酵作用也就是酶的作用。
微生物種類繁多,繁殖奇快。要發展酶工程,微生物自然應該是人們獲取酶、生產酶的巨大寶庫、巨大資源。事實上,目前酶工程中涉及的酶絕大部分來自於微生物。
酶工程,可以分為兩部分。一部分是如何生產酶,一部分是如何應用酶。用微生物來生產酶,是酶工程的半壁江山。
4.發酵工程
指採用現代工程技術手段,利用微生物的某些特定功能,為人類生產有用的產品,或直接把微生物應用於工業生產過程的一種技術。發酵工程的內容包括菌種選育、滅菌、接種和產品的分離提純(生物分離工程)等方面。
5.生物反應器工程
生物反應器是指為細胞增殖或生化反應提供適宜環境的設備,它是生物反應過程中的關鍵設備。生物反應器的結構、操作方式和操作條件的選定,對生物化工產品的質量、收率(轉化率)和能耗有直接影響。生物反應器的設計、放大是生化反應工程的中心內容,也是生物化學工程的重要組成部分。從生物反應過程說,發酵過程用的生物反應器稱為發酵罐;酶反應過程用的生物反應器則稱為酶反應器。另一些專為動植物細胞大量培養用的生物反應器,專稱為動植物細胞培養裝置。顧名思義,生物反應器工程就是研製各種生物反應器的工程。
基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程不是孤立存在的,而是彼此互相關聯、互相滲透。例如用基因重組技術和細胞融合技術可以創造出許多具有特殊功能和多功能的工程菌和超級菌,再通過微生物發酵來產生新的有用物質。再如酶工程和發酵工程相結合,可以改革發酵工藝,大大提高產量。
二、神秘的軍事生物技術
在引發21世紀武器裝備革命性變化的高新技術中,迅速興起的生物技術發展勢頭正猛。未來的武器裝備、後勤保障和軍用醫葯等各個方面,都將離不開生物技術的支撐。有識之士認為,現代化生物武器是一支重要的威懾力量,在未來戰場上,比原子彈更可怕。
以生命科學為基礎的綜合性技術——生物技術將成為軍事高技術的制高點。
1.人稱「種族武器」和「世界末日武器」的基因武器
基因武器就是在生物遺傳工程技術的基礎上,用人為的方法,按照軍事上的需要,利用基因重組技術,復制大量致病微生物的遺傳基因,並製成生物戰劑放入施放裝置內所構成的武器。它能改變非致病微生物的遺傳物質,使其產生具有顯著抗葯性的致病菌,利用人種生化特徵上的差異,使這種致病菌只對特定遺傳特徵的人們產生致病作用,從而有選擇地消滅敵方有生力量。因此,科學家們也稱這種「只對敵方具有殘酷殺傷力,而對己方毫無影響」的新型生物武器為「種族武器」。按照美國國家人類基因組研究中心的報告,由多國聯手開展的人類基因組計劃,預計於2003年完成,屆時將可排列出組成人類染色體的30億個鹼基對的DNA序列,揭開生命與疾病之謎。一旦不同種群的DNA被排列出來,就可以生產出針對不同人類種群的基因武器。
基因武器殺傷力極強,遠非普通的生物戰劑所能比擬。據估算,用5000萬美元建造一個基因武器庫,其殺傷效能遠遠超過50億美元建造的核武器庫。某國曾利用細胞中的脫氧核糖核酸的生物催化作用,把一種病毒的DNA分離出來,再與另一種病毒的DNA相結合,拼接成一種具有劇毒的「熱毒素」基因戰劑,用其萬分之一毫克就能毒死100隻貓;倘用其20g,就足以使全球55億人死於一旦。正因為如此,國外有人將「基因武器」稱為「世界末日武器」。科學家認為,不能排除隨著基因操作等知識的日益普及,基因技術被用於製造基因武器的可能。甚至有人預測,基因武器將在5至10年內出現。
2.威力巨大的生物炸彈
利用生物技術製造炸葯,生產過程簡單,成本低,燃燒充分,爆炸力強,威力比常規炸葯大3~6倍。用生物炸葯製成的武器戰斗可使武器的戰術、技術性能提高一個數量級。
3.智能化的軍用仿生導航系統
自然界中許多動物具有導航能力。研究發現,鳥體的導航系統只有幾毫克,但精確度極高,探測誤差小於0.03微瓦/平方米。目前已有一些國家在利用生物技術手段模擬動物的導航系統來簡化軍事導航系統,以提高精度,縮小體積,減輕重量,降低成本,增強在復雜條件下的導航能力。
4.敏銳的軍用生物感測器
把生物活性物質,如受體、酶、細胞等與信號轉換電子裝置結合成生物感測器,不但能准確識別各種生化戰劑,而且探測速度快、判斷准確,與計算機配合可及時提出最佳的防護和治療方案。美國國防部於1990年將生物感測器列入國防關鍵技術,2000年就製造出了機器人生物感測器。生物感測器還可通過測定炸葯、火箭推進劑的降解情況來發現敵人庫存的地雷、炮彈、炸彈、導彈等裝備的數量和位置,它將成為實施戰場偵察的有效手段。
5.取之不盡的軍用生物能源
目前主戰兵器的機動裝備大都以汽油、柴油為燃料,跟蹤補給任務重、要求高。生物技術可利用紅極毛桿菌和澱粉製成氫,每消耗1克澱粉就可生產出1毫升氫。氫和少量燃料混合即可替代汽油、柴油。這樣,機動裝備只需要帶少量的澱粉,就能進行長時間遠距離的機動作戰。日本、加拿大等國把細菌和真菌引入酵母,酶解纖維生產酒精,或用基因工程方法使大腸桿菌把葡萄糖轉化為酒精,代替汽油或柴油,可隨時為軍隊的機動裝備提供大量的生物燃料。
6.奇異的軍用生物裝具
即利用生物技術就地取材提供高能量的作戰軍需品。如美國陸軍研究發展和工程中心已經從織網蜘蛛中分離出合成蜘蛛絲的基因,從而能夠生產蛛絲;還可將基因轉移到細菌中生產可溶性絲蛋白,經濃縮後可紡成一種特殊的纖維,其強度超過鋼,可用於生產防彈背心、防彈頭盔、降落傘繩索和其他高強度輕型裝備。
7.療效快捷的軍用生物醫葯
生物技術可以製造新的疫苗、葯物和新的醫療方法。如利用生物技術生產血液代用品,已受到世界各國的重視,人造血液可望緩解戰場上血漿的供需矛盾。利用生物技術生產的高效傷口癒合材料,有望進行大規模生產。科學家正研究用重組工程菌進一步提高殼多糖(有促進傷口癒合功能)的產量。美國一些公司與陸軍醫療中心正在從事用生物技術合成「人造皮膚」的研製工作。
8.不可思議的軍用仿生動力
人和動物的肌肉具有驚人的力量,人體全身的600餘塊肌肉朝一個方向收縮,其力量可達25噸!目前,軍事仿生專家已用聚丙烯酸等聚合物製成了「人工肌肉」,把它放入鹼或酸介質中,便能產生強烈的收縮或鬆弛,直接把化學能轉變成機械能。為盡快製造出實用的肌肉發動機,專家們設想用膠原蛋白作材料。膠原蛋白分子呈螺旋狀結構,類似彈簧。將其浸入溴化鋰溶液後即迅速收縮,從而做功,用純水洗去溴化鋰,膠原蛋白就恢復到原來長度。這種「肌肉發動機」沒有齒輪、活塞和杠桿,故體積小、重量輕、無噪音、操作簡便,還省去了體大笨重易燃易爆的油箱,用來製造兵器,可大大提高機動力和生存力。
9.怪異的軍用動物武器
訓練動物參戰,自古有之。但人們運用生物工程技術,創造一些「智商」高、體力強、動作敏捷和繁殖速度快、飼養簡單的動物,去充當「戰斗動物兵」並非遙遠。1992年,世界上第一頭帶有人類遺傳特徵的短吻、小眼睛、大耳朵、被稱為「阿斯特里德」的豬,在倫敦降生了。到第二年,英國就有37頭豬帶上了人類基因。科學家的目的是為了實現跨物種器官移植,以解決目前移植手術中器官來源不足的難題。但由此不難想像,隨著基因技術的發展,用這一技術「雜交」出一些怪物,甚至「人造人」,完全是有可能的。
此外,生物加工處理技術在軍事領域也有廣泛的應用。目前正在研究的課題有:生化戰劑的洗消、危險廢物的生物降解、生物除雷、生物防核污染等。已經初步研製出了無腐蝕、低成本、高速度、便於攜帶的清洗生化戰劑的生物酶,清除殘餘地雷、水雷,降解TNT炸葯的生物體和能除去鈾、鐳、砷等有毒有害元素的微生物。
『捌』 生物分離工程的圖書目錄
前言
第一章 緒論
第一節 生物分離工程的性質、內容與分類
一、生物分離工程的性質
二、生物分離工程的研究內容
三、生物分離過程的分類
第二節 生物分離工程的一般流程
一、發酵液的預處理
二、產物的提取
三、產物的精製
四、成品的加工處理
五、生物分離純化工藝過程的選擇依據
第三節 生物分離過程的特點
一、生物分離過程的體系特殊
二、生物分離過程的工藝流程特殊
三、生物分離過程的成本特殊
第四節 生物分離工程的發展趨勢
一、生物分離工程的發展趨勢
二、生物分離工程研究應注意的問題
思考題
第二章 發酵液的預處理
第一節 發酵液預處理的方法
一、發酵液的一般特徵
二、發酵液預處理的目的和要求
三、發酵液預處理的方法
第二節 發酵液的過濾,
一、發酵液過濾的目的
二、影響發酵液過濾的因素
三、發酵液過濾的方法
四、提高過濾性能的方法
五、過濾介質的選擇
六、過濾操作條件優化
七、過濾設備
思考題
第三章 細胞分離技術
第一節 細胞分離
一、過濾
二、離心沉降
第二節 細胞破碎
一、細胞壁的結構
二、細胞破碎動力學
三、細胞破碎的方法
第三節 胞內產物的溶解及復性
一、包含體及其形成
二、包含體的分離和溶解
三、蛋白質復性
思考題
第四章 沉澱技術
第一節 概述
第二節 蛋白質表面性質
一、蛋白質表面的親水性和疏水性
二、蛋白質表面的電荷
三、蛋白質膠體的穩定性
第三節 蛋白質沉澱方法
一、鹽析法
二、有機溶劑沉澱法
三、等電點沉澱法
四、非離子多聚物沉澱法
五、變性沉澱
六、生成鹽類復合物的沉澱
七、親和沉澱
八、SIS聚合物與親和沉澱
第四節 沉澱技術應用
一、蛋白質
二、多糖
三、茶皂甙純化工藝研究
四、杜仲水提液中氯原酸的提取
思考題
第五章 萃取技術
第一節 基本概念
一、萃取的概念、特點及分類
二、分配定律
三、分配系數、相比、分離系數
第二節 液液萃取的基本理論與過程
一、液液萃取的基本原理
二、液液萃取類型及工藝計算
第三節 有機溶劑萃取
一、有機溶劑萃取分配平衡
二、影響有機溶劑萃取的因素
三、有機溶劑萃取的設備及工藝過程
第四節 雙水相萃取
一、雙水相體系的形成
二、相圖
三、雙水相中的分配平衡
四、影響雙水相分配系數的主要因素
五、雙水相萃取的設備及工藝過程
第五節 液膜萃取
一、液膜及其分類
二、液膜萃取機理
三、液膜分離操作
四、乳化液膜分離技術的工藝流程
五、液膜分離過程潛在問題
六、液膜分離技術的應用
第六節 反膠團萃取
一、膠團與反膠團
二、反膠團萃取
三、反膠團制備
四、反膠團萃取的應用
第七節 液固萃取
一、液固萃取過程
二、液固萃取類型
三、浸取的影響因素
四、浸取的其他問題
五、浸取的工業應用
第八節 超臨界流體萃取
一、超臨界流體
二、超臨界流體萃取
三、超臨界萃取的實驗裝置與萃取方式
四、超臨界流體萃取條件的選擇
五、超臨界流體萃取的基本過程
六、超臨界流體萃取的應用實例
第九節 萃取技術應用及研究進展
一、雙水相萃取技術應用及研究進展
二、液膜萃取技術應用及研究進展
三、反膠團萃取技術應用及研究進展
四、超臨界流體萃取技術應用及研究進展
思考題
第六章 膜分離過程
第一節 概述
一、膜分離過程的概念和特徵
二、膜過程分類
三、分離膜
第二節 壓力驅動膜過程
一、反滲透和納濾
二、超濾和微濾
第三節 電推動膜過程——電滲析
一、電滲析的基本原理
二、電滲析傳遞過程及影響因素
三、電滲析膜
四、應用
第四節 膜接觸器——膜萃取
一、膜萃取的基本原理
二、膜萃取的傳質過程
三、膜萃取過程影響因素
四、應用
第五節 其他膜分離過程
一、濃差推動膜過程——滲透蒸發
二、溫差推動膜過程——膜蒸餾
第六節 膜分離過程裝置
一、濾筒式膜組件
二、板框式膜組件
三、螺旋卷式膜組件
四、管式膜組件
五、毛細管式膜組件
六、中空纖維式膜組件
思考題
第七章 吸附與離子交換
第一節 概述
一、吸附過程
二、吸附與離子交換的特點
第二節 吸附分離介質
一、吸附劑
二、離子交換劑
第三節 吸附與離子交換的基本理論
一、吸附平衡理論
二、影響吸附的主要因素
三、離子交換平衡理論
第四節 基本設備與操作
一、固定床吸附操作
二、移動床吸附器
三、膨脹床吸附操作
四、流化床吸附操作
五、吸附器凈化效率的計算與選擇
思考題
第八章 色譜分離技術
第一節 色譜分離技術概述
一、色譜技術的基本概念
二、色譜法的分類
三、色譜系統的操作方法
第二節 吸附色譜法
一、吸附色譜基本原理
二、吸附薄層色譜法
三、吸附柱色譜法
第三節 分配色譜法
一、基本原理
二、分配色譜條件
三、分配色譜基本操作
四、分配色譜法的應用
第四節 離子交換色譜法
一、離子交換色譜技術的基本原理
二、離子交換劑的類型與結構
三、離子交換劑的理化性能
四、離子交換色譜基本操作
五、離子交換色譜的應用
第五節 親和色譜
一、親和色譜概述
二、親和色譜原理
三、親和色譜介質
四、親和色譜介質的制備
五、親和色譜的操作過程
六、影響親和色譜的因素
第六節 色譜分離技術的應用
一、親和色譜的應用
二、離子交換色譜的應用
三、吸附色譜的應用
四、分配色譜的應用
五、多種色譜技術的組合應用
思考題
第九章 離心技術
第一節 離心分離原理
一、離心沉降原理
二、離心過濾原理
第二節 離心分離設備
一、離心分離設備概述
二、離心沉降設備
三、離心過濾設備
四、離心分離設備的放大
第三節 超離心技術
一、超速離心技術原理
二、超速離心技術分類
三、超速離心設備
第四節 離心技術在生物分離中的應用
一、離心技術在生物分離應用中的注意事項
二、離心分離的優缺點
三、離心機的選擇
四、離心在生物分離中的應用
思考題
第十章 濃縮、結晶與乾燥
第一節 蒸發濃縮工藝原理與設備
一、蒸發濃縮工藝
二、蒸發濃縮設備
第二節 結晶工藝原理和設備
一、結晶操作工藝原理
二、結晶設備
第三節 乾燥工藝原理與設備
一、乾燥工藝原理
二、乾燥設備
思考題
主要參考文獻
『玖』 生物分離工程可分為幾大部分,分別包括哪些單元操作
全書共十章,包括發酵液的預處理、細胞的分離、沉澱、萃取、膜技術、吸附與離子交換、色譜技術、離心、生物產品的濃縮結晶與乾燥等生物產品分離純化過程所涉及的全部技術內容。本書通俗易懂、深入淺出,可讀性較強。
本書可作為高等院校相關專業本科生的教材,也可供從事生物分離工程工作及研究的有關人員參考。
前言
第一章 緒論
第一節 生物分離工程的性質、內容與分類
一、生物分離工程的性質
二、生物分離工程的研究內容
三、生物分離過程的分類
第二節 生物分離工程的一般流程
一、發酵液的預處理
二、產物的提取
三、產物的精製
四、成品的加工處理
五、生物分離純化工藝過程的選擇依據
第三節 生物分離過程的特點
一、生物分離過程的體系特殊
二、生物分離過程的工藝流程特殊
三、生物分離過程的成本特殊
第四節 生物分離工程的發展趨勢
一、生物分離工程的發展趨勢
二、生物分離工程研究應注意的問題
思考題
第二章 發酵液的預處理
第一節 發酵液預處理的方法
一、發酵液的一般特徵
二、發酵液預處理的目的和要求
三、發酵液預處理的方法
第二節 發酵液的過濾,
一、發酵液過濾的目的
二、影響發酵液過濾的因素
三、發酵液過濾的方法
四、提高過濾性能的方法
五、過濾介質的選擇
六、過濾操作條件優化
七、過濾設備
思考題
第三章 細胞分離技術
第一節 細胞分離
一、過濾
二、離心沉降
第二節 細胞破碎
一、細胞壁的結構
二、細胞破碎動力學
三、細胞破碎的方法
第三節 胞內產物的溶解及復性
一、包含體及其形成
二、包含體的分離和溶解
三、蛋白質復性
思考題
第四章 沉澱技術
第一節 概述
第二節 蛋白質表面性質
一、蛋白質表面的親水性和疏水性
二、蛋白質表面的電荷
三、蛋白質膠體的穩定性
第三節 蛋白質沉澱方法
一、鹽析法
二、有機溶劑沉澱法
三、等電點沉澱法
四、非離子多聚物沉澱法
五、變性沉澱
六、生成鹽類復合物的沉澱
七、親和沉澱
八、SIS聚合物與親和沉澱
第四節 沉澱技術應用
一、蛋白質
二、多糖
三、茶皂甙純化工藝研究
四、杜仲水提液中氯原酸的提取
思考題
第五章 萃取技術
第一節 基本概念
一、萃取的概念、特點及分類
二、分配定律
三、分配系數、相比、分離系數
第二節 液液萃取的基本理論與過程
一、液液萃取的基本原理
二、液液萃取類型及工藝計算
第三節 有機溶劑萃取
一、有機溶劑萃取分配平衡
二、影響有機溶劑萃取的因素
三、有機溶劑萃取的設備及工藝過程
第四節 雙水相萃取
一、雙水相體系的形成
二、相圖
三、雙水相中的分配平衡
四、影響雙水相分配系數的主要因素
五、雙水相萃取的設備及工藝過程
第五節 液膜萃取
一、液膜及其分類
二、液膜萃取機理
三、液膜分離操作
四、乳化液膜分離技術的工藝流程
五、液膜分離過程潛在問題
六、液膜分離技術的應用
第六節 反膠團萃取
一、膠團與反膠團
二、反膠團萃取
三、反膠團制備
四、反膠團萃取的應用
第七節 液固萃取
一、液固萃取過程
二、液固萃取類型
三、浸取的影響因素
四、浸取的其他問題
五、浸取的工業應用
第八節 超臨界流體萃取
一、超臨界流體
二、超臨界流體萃取
三、超臨界萃取的實驗裝置與萃取方式
四、超臨界流體萃取條件的選擇
五、超臨界流體萃取的基本過程
六、超臨界流體萃取的應用實例
第九節 萃取技術應用及研究進展
一、雙水相萃取技術應用及研究進展
二、液膜萃取技術應用及研究進展
三、反膠團萃取技術應用及研究進展
四、超臨界流體萃取技術應用及研究進展
思考題
第六章 膜分離過程
第一節 概述
一、膜分離過程的概念和特徵
二、膜過程分類
三、分離膜
第二節 壓力驅動膜過程
一、反滲透和納濾
二、超濾和微濾
第三節 電推動膜過程——電滲析
一、電滲析的基本原理
二、電滲析傳遞過程及影響因素
三、電滲析膜
四、應用
第四節 膜接觸器——膜萃取
一、膜萃取的基本原理
二、膜萃取的傳質過程
三、膜萃取過程影響因素
四、應用
第五節 其他膜分離過程
一、濃差推動膜過程——滲透蒸發
二、溫差推動膜過程——膜蒸餾
第六節 膜分離過程裝置
一、濾筒式膜組件
二、板框式膜組件
三、螺旋卷式膜組件
四、管式膜組件
五、毛細管式膜組件
六、中空纖維式膜組件
思考題
第七章 吸附與離子交換
第一節 概述
一、吸附過程
二、吸附與離子交換的特點
第二節 吸附分離介質
一、吸附劑
二、離子交換劑
第三節 吸附與離子交換的基本理論
一、吸附平衡理論
二、影響吸附的主要因素
三、離子交換平衡理論
第四節 基本設備與操作
一、固定床吸附操作
二、移動床吸附器
三、膨脹床吸附操作
四、流化床吸附操作
五、吸附器凈化效率的計算與選擇
思考題
第八章 色譜分離技術
第一節 色譜分離技術概述
一、色譜技術的基本概念
二、色譜法的分類
三、色譜系統的操作方法
第二節 吸附色譜法
一、吸附色譜基本原理
二、吸附薄層色譜法
三、吸附柱色譜法
第三節 分配色譜法
一、基本原理
二、分配色譜條件
三、分配色譜基本操作
四、分配色譜法的應用
第四節 離子交換色譜法
一、離子交換色譜技術的基本原理
二、離子交換劑的類型與結構
三、離子交換劑的理化性能
四、離子交換色譜基本操作
五、離子交換色譜的應用
第五節 親和色譜
一、親和色譜概述
二、親和色譜原理
三、親和色譜介質
四、親和色譜介質的制備
五、親和色譜的操作過程
六、影響親和色譜的因素
第六節 色譜分離技術的應用
一、親和色譜的應用
二、離子交換色譜的應用
三、吸附色譜的應用
四、分配色譜的應用
五、多種色譜技術的組合應用
思考題
第九章 離心技術
第一節 離心分離原理
一、離心沉降原理
二、離心過濾原理
第二節 離心分離設備
一、離心分離設備概述
二、離心沉降設備
三、離心過濾設備
四、離心分離設備的放大
第三節 超離心技術
一、超速離心技術原理
二、超速離心技術分類
三、超速離心設備
第四節 離心技術在生物分離中的應用
一、離心技術在生物分離應用中的注意事項
二、離心分離的優缺點
三、離心機的選擇
四、離心在生物分離中的應用
思考題
第十章 濃縮、結晶與乾燥
第一節 蒸發濃縮工藝原理與設備
一、蒸發濃縮工藝
二、蒸發濃縮設備
第二節 結晶工藝原理和設備
一、結晶操作工藝原理
二、結晶設備
第三節 乾燥工藝原理與設備
一、乾燥工藝原理
二、乾燥設備
思考題