❶ 生活中利用分離原理發明出來的物品有哪些
輪船上的各種干擾會影響測量精度和准確性。解決問題的方法之一就是將聲吶探測器單獨置於船後千米之外,用電纜連接,使聲吶探測器和輪船內的各種干擾在空間上得以分離.互不影響.可大大提高測試精度.實現了矛盾的合理解決。
(2) 早期自行車的腳蹬子是與前輪連接成一體的,騎車人既要快蹬(腳蹬子),提高車輪轉速以提高白行車的速度,又希望慢蹬(腳蹬子),不至於太累。鏈條、鏈輪及飛輪的發明就解決了這個物理矛盾,改進後的自行車如圖2所示。在空間上將鏈輪(腳蹬子)和飛輪(車輪)分離,再用鏈條將它們連接起來,鏈輪直徑大於飛輪,鏈輪只需以較慢的速度旋轉就能使飛輪較快旋轉.即騎車人通過較慢的速度蹬腳蹬子就可以使自行車的車輪以較快的速度旋轉。
時間分離原理
所謂時間分離原理是將矛盾雙方在不同的時間段上分離.即通過在不同的時刻滿足不同的需求.從而解決物理矛盾。
以下是幾個應用時問分離原理的例子。
(1) 艦載飛機的機翼我們希望大一些,這樣使飛機有更好的承載能力,大機翼提供更大的升力;但是我們又希望小一些,因為要在航空母艦有限的面積上多放些飛機。用時間分離可解決這個物理矛盾,在航母艦上飛機機翼可以折疊存放,在飛行時飛機機翼打開
(2) 一般的自行車由於體積較大,不便於儲存.採用折疊的方式,如圖5所示.使自行車的體積可以在行走時變大.在儲存時變小。行走與儲存發生在不同的時間段.使用時間分離原理成功地解決了物理矛盾。
條件分離原理
所謂條件分離原理是根據條件的不同將矛盾雙方不同的需求分離,即通過在不同的條件下滿足不同的需求,從而解決物理矛盾。
以下是幾個應用條件分離原理的例子。
(1) 水射流可以當作軟質物質,用於洗澡時按摩;也可以當硬質物質,以高壓、高射速流用於加工或作為武器使用。這取決於射流的速度條件或射流中有無其他物質。
(2) 在廚房中使用的水池箅子,對於水而言是多孔的,允許水流過;而對於食物而言則是剛性的,不允許食物通過。
整體部分分離
所謂整體與部分分離原理.是將矛盾雙方在不同層次上分離.即通過在不同的層次上滿足不同的需求來解決物理矛盾。
以下是幾個應用整體與部分分離原理的例子。
(1) 自動裝配生產線與零件供應的批量化之間存在著矛盾。自動裝配生產線要求零部件連續不斷地供應,但是.零部件從自身的加工車間或供應商處運到裝配車間時,卻只能批量地、間斷地運來。我們可使用專用的轉換裝置.接受間斷運來的批量零部件.但連續地將零部件輸送到自動裝配生產線。
(2) 自行車鏈條應該是柔軟的.以便精確地環繞在傳動鏈輪上,它又該是剛性的.以便在鏈輪之間傳遞相當大的作用力。因此,系統的各個部分(鏈條上的每一個鏈接)是剛性的,但是系統在整體上(鏈條)是柔性的.
❷ 生物分離技術在食品工業中的應用
食品工業中用發酵和煮制的話,常常用離心技術。此外層析和膜分離也很常用。
下面介紹下生物分離技術和生物技術在食品工業中的應用進展。
生物分離技術最常見的分離純化方法包括鹽析和有機溶劑分級沉澱、超濾技術、層析技術、電泳技術、離心技術。
(1)鹽析或有機溶劑分級沉澱:向反應產物溶液中加入大量易溶解的鹽如氯化鈉、硫酸銨,這些鹽的離子能結合大量的水,產物因此被鹽沉澱出來。產物溶液中加入能和水互溶的有機溶劑如乙醇、丙酮,常常能降低產物溶解度,而使產物沉澱。選擇適當條件可使產物和雜質分開。
(2) 超濾技術:選擇適當孔徑的超濾膜或超濾中空纖維柱,通過抽濾加壓使一定大小的分子能水一起穿過孔徑,更大的分子則被擋住,以此將產物分離出來。
(3)層析技術:使用濾紙、纖維素、樹脂、凝膠顆粒、多空玻璃珠等填充支持物或者不同於溶劑的另一種液相作為固定的介質對溶劑中的不同物質的結合力不一樣,當溶劑向前推進時,溶劑中的不同溶質便可彼此分開。此外還有按分子大小分開的分子篩層析,按解離能力和離子性質分開的離子交換層析,按生物分子間親和力大小分開的親和層析,以及按兩相溶液間分配系數差異而分開的逆流分溶。
(4)電泳技術:帶有電荷的離子或顆粒在電場作用下向一個電擊方向移動,離子或顆粒因其所帶電荷和質量的不同,在電場中的移動速度不同,因而彼此被分開。被廣泛使用的是凝膠電泳,而毛細管電泳具有最靈敏的分析效果。
(5)細胞、細胞碎片和生物大分子在離心力場作用下能被沉澱下來。離心機在每分鍾旋轉10000次以下的低速是就能使細胞沉澱,細胞碎片要在每分鍾旋轉20000到30000次的高速下才能被沉降,生物大分子則需要在每分鍾旋轉30000次以上的超速離心方能克服分子熱運動而被沉降。
生物技術在食品工業中的應用進展
益生菌:隨著益生菌多項保健功能的不斷發現,如平衡腸道菌群,改善腸道功能、調節免疫、增強消化功能,促進營養物質吸收、抗誘變和防癌特性、抗氧化與延緩衰老以及改善心血管系統等。目前,國際上對益生菌的研究顯得非常活躍,特別是在日本、法國、美國等國家已形成了系統化專業性科研隊伍。
世界各國益生菌研究主要集中在益生菌促進人體健康的機理、益生菌的工業化與產業化應用技術、更高質量或帶多功能性益生菌的高效篩選與定向設計等前沿領域,其研究成果應用於食品工業生產大大提高了人體健康水平並帶來了客觀的經濟效益。在我國,特別是在奶
製品和一些功能性的食品中益生菌已廣為運用。
在基礎研究方面,我國科學家取得了豐碩的研究成果。2008年7月,內蒙古農業大學等單位承擔的益生菌L.casei Zhang基因組學和蛋白質組學研究項目通過鑒定,項目完成了益生菌L.ca-sei Zhang染色體基因組和質粒基因組plca36序列的測定,從而能夠准確地將該菌株的益生功能基因進行定位,為其益生機理進一步深入研究和相關產品的開發應用從基因水平上奠定了基礎。該項目的完成標志著我國在乳酸菌基因組學方面的研究達到國際水平。同時,國內圍繞乳製品、發酵肉製品工業發酵劑菌株篩選獲得重要進展,建立了從多菌相肉品發酵體系中定向篩選特質菌株的高通量技術平台和我國第一個原創性、具有自主知識產權的乳酸菌菌種資源庫,篩選得到了幾十株具有優良生產性狀及益生特性的乳酸菌菌株,為我國益生菌製品的開發奠定了強大的技術和菌源基礎。
代謝工程:在代謝工程研究方面,隨著研究應用的深入,代謝工程的定義也在不斷更新,現在多將其定義為利用基因工程技術,有目的地對細胞代謝途徑進行精確地修飾、改造或擴展、構建新的代謝途徑,以改變微生物原有代謝特性,並與微生物基因調控、代謝調控及生化工程相結合,提高目的代謝產物活性或產量,合成新的代謝產物的工程技術科學。總體而言,代謝工程是在建立代謝網路理論的基礎上,通過對代謝流的定性、定量分析,從而對代謝工程進行設計包括改變代謝流、擴展代謝途徑和構建新的代謝途徑等方法,其核心是在分子水平上對靶基因或基因簇進行遺傳操作,所以又稱為第三代基因工程。
代謝工程主要包括3個步驟:細胞途徑的修飾(合成),修飾後細胞表型的嚴格評價(表型表徵),根據評價結果設計進一步的修飾(優化設計)。其中,表現表徵的評價即是在獲得大量生化反應數據的基礎上,採用化學、數學的研究方法並結合先進的信息技術進行高通量分析,進一步研究細胞代謝的動態特徵和控制機理,並由此發展了各種數學系統模型用於輔助改善代謝工程設計。
隨著後基因組學時代的到來,各種組學技術(基因組學、轉錄物組學、蛋白質組學、代謝物組學、代謝通量組學等)在代謝工程相關研究中被廣泛使用,通過組學技術對細胞基因組以及細胞與微觀和宏觀環境條件關系等特性進行表型表徵,代替傳統表型表徵的方法,使代謝工程的研究從局部通路水平上升到整體水平,從而可以更好地揭示生物復雜代謝網路及調控機理,進行代謝工程的研究。目前,以各層次功能基因組學研究為基礎,藉助高通量實驗技術和生物信息學工具等,通過整合各層次組學研究數據,建立數學模型,或通過比較不同菌株或同一菌株在不同條件下各個層次組學差異以闡明生命活動規律,以此進行代謝工程設計的尺度多層次的系統生物學方法,成為了各國科學家研究的重點方向。
生物反應器:在生物反應器研究方面,自動化、多功能和高效率的新型生物反應器一直是近年來研究的熱點。包括人工生物反應器和天然生物反應器,比如微生物、動物和植物表達系統等,研究主要集中在將分離技術和生物反應過程結合開發出高效率的生物反應器,比如超臨界反應器和膜反應器等,以及研究生物反應機理、反應過程參數感測器的研製、自動化控制系統和數學模型的建立等,特別是參數控制方面的研究和固體發酵生物反應器的開發是研究的兩個重點領域。
安全檢測:此外,生物技術,如酶聯免疫吸附測定(ELISA)、聚合酶鏈式反應(PCR)和DNA晶元技術等用於食品微生物、毒素以及殘留葯物等食品安全檢測方面也顯示出其靈敏度高、特異性強、簡便快捷等優勢,逐漸成為食品安全研究的重要方向。
❸ 生物制葯運用了生物分離與純化的哪些技術相應的產品有哪些
一、生物分離技術的基本含義 1、定義 生物分離技術是指從動植物與微生物的有機體或器官、生物工程產物(發酵液、培養液)及其生物化學產品中提娶分離、純化有用物質的技術過程。
也稱生物工程下游技術。 實質:是研究如何從混合物中把一種或幾種
❹ 工業常用的生物分離技術有哪幾種
常用到得分離方法:鹽析。常用的中性鹽有硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等,但以硫酸銨為最多。得到的蛋白質一般不失活,一定條件下又可重新溶解,故這種沉澱蛋白質的方法在分離、濃縮,貯存、純化蛋白質的工作中應用極廣。
萃取分離法(包括溶劑萃取、膠團萃取、雙水相萃取、超臨界流體萃取、固相萃取、固相微萃取、溶劑微萃取等)、醫學|教育|網搜集整理膜分離方法(包括滲析、微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析、膜萃取、膜吸收、滲透汽化、膜蒸餾等)。
層析方法(離子交換層析、尺寸排阻層析、疏水層析、固定離子交換層析IMAC、親和層析等)。在這些方法中膜分離的方法和層析技術越來越受到人們的重視。
(4)日常生活中有哪些生物分離產品擴展閱讀:
離心分離
藉助於離心力,使比重不同的物質進行分離的方法。除常見的固-液離心分離、液-液、氣-氣(如235U的濃縮)、固-氣離心分離等以外,由於超速離心機的發明,不僅能分離膠體溶液中的膠粒,更重要的是它能測定膠粒的沉降速率、平均分子量及混合體系的重量分布。
因而在膠體化學研究、測定高分子化合物(尤其是天然高分子)的分子量及其分布,以及生物化學研究和細胞分離等都起了重大作用。
離心分離法與色譜法結合而產生的場流分級法(或稱外力場流動分餾法),則是新的更有效的分離方法,不但對大分子和膠體有很強的分離能力,而且其可分離的分子量有效范圍約為103~1017。