什么是生物分离提纯技术

㈠ 生物化工产品的分离纯化技术有哪些

关于生物技术,目前能广泛接受的定义是由国际经济合作及发展组织1982年提出的,生物技术是应用自然科学和工程学的原理,依靠生物作用剂的作用将物料进行加工以提供产品获为社会服务的技术. 科学或技术的最终目的是为社会生产服务.工程学是探索工业生产规律的科学,实际上研究合理生产手段和生产设备的科学,生命科学应用于产业方面为生物工程学,根据日本科学技术厅科学技术会议1979年答辩欧洲经济合作与发展组织的讨论,生物工程定义为直接或间接利用生物体的机能而生产产物的过程.这一过程中当然要涉及生物技术.比如开发一个生物产品这个过程中,我们需要利用基因操作技术构建基因工程菌或细胞培融合技术创造新的细胞,发酵技术使细胞尽可能的生产更多的产物,生物物质的分离纯化技术进行产品的获得等. 因此生物技术与生物工程的区别,我们应该从技术与工程之间的区别进行理解.生物工程与生物技术专业之间在课程设置上一个很大区别是生物工程专业开设了化工原理,发酵设备,发酵工厂设计,等工科课程.在方向上,生物工程偏重于微生物,这是因为绝大多数生物产品是通过微生物而来的而生物技术植物、动物、微生物都要面面具到.在培养目标上,生物技术专业上进行生物学研究,但也能到企业去进行产品开发.但开发出来的产品怎样工厂化的生产出来这就交给生物工程专业的.

㈡ 请教几个生物分离的概念

1 表观交换容量
apparent exchange capacity 一定条件下实测的交换容量。

它不一定代表离子交换功能基的数量。当功能基未完全离解，或树脂孔径太小，离子不易扩散时，表观交换容量小于总交换容量；而当功能基离解比较完全，加上溶质离子在固定相表面同时存在吸附等其他相互作用时，可能会出现表观交换容量大于总交换容量的现象。

2 热力学分配系数K又称为平衡常数，是指在一定的温度和压力下组分在两相间达到分配平衡时，组分在固定相中的浓度Cs与在流动相中的浓度Cm之比

3盐析法是在中药水提液中,加入无机盐至一定浓度,或达饱和状态,可使某些成分在水中溶解度降低,从而与水溶性大的杂质分离。常作盐析的无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。

4树脂湿真密度：指树脂在水中充分溶胀后,其重量与真实体积(不包括树脂间的孔隙)之比.(g/ml)

5两水相萃取：双水相萃取是利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。

双水相系统是指某些高聚物之间或高聚物与无机盐之间在水中以适当的浓度溶解会形成互不相溶的两水相或多水相系统

6 萃取因素：影响双水相萃取的因素
¨ 聚合物的影响
在PEG/Dex体系中，PEG分子量的减少，会使蛋白质在两相中的分配系数增大，当PEG的分子量增加时，在质量浓度不变的情况下，亲水性蛋白质不再向富含PEG相中聚集而转向另一相。
¨ 体系中无机盐离子的影响
盐对带电大分子的分配影响很大。如DNA萃取时，离子组分的微小变化可以使DNA从一相几乎从一相完全转移到了另一相。生物大分子的分配主要决定于离子的种类和各种离子之间的比例。在体系中加入适当的盐可大大促进带相反电荷的蛋白质的分离。

¨ 体系pH的影响
pH微小的变化有时会使蛋白质的分配系数改变2～3个数量级。
¨ 体系温度的影响
温度影响相图，同时影响分配系数和蛋白质的生物活性。
¨ 细胞浓度的影响
通常细胞浓度的增加，会降低细胞破碎后内含物的分配系数。

7 生物分离是从生物材料、微生物的发酵液、生物反应液或动植物细胞的培养液中分离并纯化有关产品（如具有药理活性作用的蛋白质等）的过程，又称为下游加工过程。

8 分配系数：在一定温度、一定压力下，某一溶质在互不相溶的两种溶剂间分配时，达到平衡后，在两相中的浓度之比为一常数，这个常数称为分配系数。

9 分离因素：在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值。
分离因素愈大（或愈小），说明两种溶质分离效果愈好，分离因素等于1，这两种溶质就分不开了。

10层析法是利用混合物中各组分物理化学性质的差异(如吸附力,分子形状及大小,分子亲和力,分配系数等),使各组分在两相(一相为固定的,称为固定相;另一相流过固定相,称为流动相)中的分布程度不同,从而使各组分以不同的速度移动而达到分离的目的.

11离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。

12树脂交换容量 resin exchange capacity 定义：单位体积或重量树脂中的交换基团所能交换的阴、阳离子克数(或克当量数),是对树脂交换能力的一种量度。又可分为树脂工作交换容量、树脂饱和工作交换容量、树脂全交换容量等。

13 湿视密度=湿重/堆积体积g/ml
14 湿真密度=湿重/真体积 g/ml
15层析剂 ：用于色谱分离技术中的固定相或分离介质。由基质和表面活性官能团(活动中心)组成。
16 基质是指能使药物形成一种剂型及药物载体的物质。
17凝聚——从作用机理来看，是指胶体和分散系双电层压缩、ζ电位破坏、电性中和而脱稳并聚集为絮粒的过程。
絮凝——从工艺上看，是指絮粒通过吸附、交联、网捕，聚结为大絮体沉降的过程。
混凝 ——凝聚和絮凝统称为混凝。
絮凝剂——是从化学角度看，是使胶体和悬浮颗粒凝聚和絮凝的药剂，所以也称为混凝剂。
18分离纯化：有一种以上的微生物培养物称为混和培养物（Mixed culture）。如果在一个菌落中所有细胞均来自于一个亲代细胞，那么这个菌落称为纯培养（Pure culture）。在进行菌种鉴定时，所用的微生物一般均要求为纯的培养物。得到纯培养的过程称为分离纯化

19 亲和色谱中两个进行专一结合的分子互称对方为配基。如抗原和抗体,抗原可认为是抗体的配基,反之抗体也可阿认为是抗原的配基
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㈢ 分离，纯化生物大分子的依据是什么其相应的方法和原理是什么

生物大分子的分离纯化方法多种多样，主要是利用它们之间特异性的差异，如分子的大小、形状、酸碱性、溶解性、溶解度、极性、电荷和与其他分子的亲和性等。
 各种方法的基本原理可以归纳为两个方面：
 ①利用混合物中几个组分分配系数的差异，把它们分配到两个或几个相中，如盐析、有机溶剂沉淀、层析和结晶等；
 ②将混合物置于某一物相（大多数是液相）中，通过物理力场的作用，使各组分分配于不同的区域，从而达到分离的目的，如电泳、离心、超滤等。
 目前纯化蛋白质等生物大分子的关键技术是电泳、层析和高速与超速离心。

㈣ 微生物分离纯化的原理

1、选择适合于待分离微生物的生长条件，如营养，酸碱度，温度和氧等要求或加入某种抑制造成只剩于该微生物生长，而抑制其他微生物生长的环境，从而淘汰一些不需要的微生物。

2、微生物在固体培养基上生长形成的单个菌落可以是由一个细胞繁殖而成的集合体。

(4)什么是生物分离提纯技术扩展阅读：

分离技术主要是稀释和选择培养。稀释是在液体中或在固体表面上高度稀释微生物群体，使单位体积或单位面积仅存留一个单细胞，并使此单细胞增殖为一个新的群体。

最常用的为平板划线法。如果所要分离的微生物在混杂的微生物群体中数量极少或者增殖过慢而难以稀释分离时，需要结合使用选择培养法，即选用仅适合于所要分离的微生物生长繁殖的特殊培养条件来培养混杂菌体，改变群体中各类微生物的比例，以达到分离的目的。为保证分离到的微生物是纯培养，分离时必须用。

㈤ 什么是生物亲和技术，有哪几种分离纯化方式，其优点是什么

生物亲和就是指利用两种物质的高亲和性，例如抗体和抗原的特异识别，来纯化出你想要的物质，比如生物研究中常用的亲和层析，优点是特异性高，比凝胶过滤层析等层析方法特异性要好
过程是让混合物经过一个柱子，从而达到分离纯化的目的，柱子里有一种物质，可以和混合物中的一种物质有特异性结合，从而结合到柱子固相上，其他杂质流走

㈥ 分离纯化微生物的方法有哪些各方法适用分离什么菌种

主要有：划线法、倒平板法、涂布法，根据分离的菌种选择不同的培养基。

稀释混合倒平板法、稀释涂布平板法、平板划线分离法、稀释摇管法、液体培养基分离法、单细胞分离法、选择培养分离法等。其中前三种方法最为常用，不需要特殊的仪器设备，分离纯化效果好。

从混杂微生物群体中获得只含有某一种或某一株微生物的过程称为微生物分离与纯化。在分子生物学的研究及应用中，不仅需要通过分离。

分离技术

主要是稀释和选择培养，稀释是在液体中或在固体表面上高度稀释微生物群体，使单位体积或单位面积仅存留一个单细胞，并使此单细胞增殖为一个新的群体。最常用的为平板划线法。

如果所要分离的微生物在混杂的微生物群体中数量极少或者增殖过慢而难以稀释分离时，需要结合使用选择培养法，即选用仅适合于所要分离的微生物生长繁殖的特殊培养条件来培养混杂菌体，改变群体中各类微生物的比例，以达到分离的目的。为保证分离到的微生物是纯培养，分离时必须用。

以上内容参考：网络-微生物分离纯化

㈦ 什么是生物分离与化学分离相比有何特点

生物分离的基本概念
生物分离是从生物材料、微生物的发酵液、生物反应液或动植物细胞的培养液中分离并纯化有关产品（如具有药理活性作用的蛋白质等）的过程，又称为下游加工过程。
生物分离过程的主要特点
n
常无固定操作方法可循
生物材料组成非常复杂
n
分离操作步骤多，不易获得高收率
培养液（或发酵液）中所含目的物浓度很低，而杂质含量却很高
n
分离进程必须保护化合物的生理活性
生物活性成分离开生物体后，易变性、破坏
n
基因工程产品，一般要求在密封环境下操作。
生物分离的一般工艺流程
发酵液→预处理→细胞分离→（
细胞破碎→细胞碎片分离
）
↙
→初步纯化→高度纯化→成品加工
注：（1）胞内产物需经细胞破碎，细胞碎片分离等步骤；胞外产物则将细胞去除后，对余下的液体即可进行初步纯化。
（2）在初步纯化及其以前的各步操作，处理的体积较大，着重于浓缩，称为提取或分离；以后各步为精细的分离操作，着重于纯化，称为精制（或纯化）。
生物分离的各阶段的常用方法
（1）发酵液的预处理
n
加热
n
调pH
n
絮凝和凝聚
（2
）固液分离
n
沉降
n
离心分离
n
过滤
n
错流过滤
（3）细胞破碎
n
机械法
高压匀浆、高速珠磨、
超声波破碎
n
非机械法
化学法、酶解法、渗透压冲击法、冻结融化法、干燥法
（4
）初步纯化
n
沉淀法
n
吸附法
n
萃取法
n
超滤法
（5）高度纯化
n
层析
亲和层析、凝胶层析、离子交换层析
n
电泳
n
结晶和重结晶
（6
）成品加工
n
无菌过滤
n
去热原
n
干燥
冷冻干燥、喷雾干燥
n
制剂
生物分离方法的选择依据
n
传统生物药物（抗生素）
根据具体条件，通过小实验决定，选择时应考虑两个因素。
（1）抗生素的理化性质：极性、酸碱性、溶解度等，了解其理化性质，通常利用纸层析和纸电泳的方法。
（2）抗生素的稳定性：要了解它在什么样的pH和温度范围易受破坏。
纸层析
抗生素在某一种溶剂中的Rf值大，表明它在该种溶剂中溶解度大；相反，如Rf值小，则溶解度小。如Rf为零，则说明不能溶解。如抗生素在极性强的溶剂中有较大的Rf值，则表明该抗生素是极性化合物；而非极性抗生素在非极性溶剂中Rf值较大，在极性溶剂中Rf值较小。
纸电泳
通过纸层析判断为水溶性的抗生素，可用纸电泳法进一步判断其电离性质。
电泳结果与样品性质的判断见课本第六页表1-1。
生物分离方法的选择依据
n
基因工程药物
应根据目标蛋白和杂蛋白在物理、化学和生物化学方面性质的差异，如，生物特异性、分子量、等电点值和稳定性等。当几种方法联用时，最好以不同的分离机理为基础，且前一种方法处理过的液体应能适于后一种方法的料液。

㈧ 工业常用的生物分离技术有哪几种

常用到得分离方法：盐析。常用的中性盐有硫酸铵、氯化钠、硫酸钠等，但以硫酸铵为最多。得到的蛋白质一般不失活，一定条件下又可重新溶解，故这种沉淀蛋白质的方法在分离、浓缩，贮存、纯化蛋白质的工作中应用极广。

萃取分离法（包括溶剂萃取、胶团萃取、双水相萃取、超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取、溶剂微萃取等）、医学|教育|网搜集整理膜分离方法（包括渗析、微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、膜萃取、膜吸收、渗透汽化、膜蒸馏等）。

层析方法（离子交换层析、尺寸排阻层析、疏水层析、固定离子交换层析IMAC、亲和层析等）。在这些方法中膜分离的方法和层析技术越来越受到人们的重视。

(8)什么是生物分离提纯技术扩展阅读：

离心分离

借助于离心力，使比重不同的物质进行分离的方法。除常见的固-液离心分离、液-液、气-气（如235U的浓缩）、固-气离心分离等以外，由于超速离心机的发明，不仅能分离胶体溶液中的胶粒，更重要的是它能测定胶粒的沉降速率、平均分子量及混合体系的重量分布。

因而在胶体化学研究、测定高分子化合物（尤其是天然高分子）的分子量及其分布，以及生物化学研究和细胞分离等都起了重大作用。

离心分离法与色谱法结合而产生的场流分级法（或称外力场流动分馏法），则是新的更有效的分离方法，不但对大分子和胶体有很强的分离能力，而且其可分离的分子量有效范围约为103～1017。

㈨ 生物分离技术和原理是

离心力、分子大小（筛分）、浓度差、压力差、电荷效应、吸附作用、静电作用、亲和作用、疏水作用、溶解度、平衡分离等原理对原料或产物进行分离、纯化

㈩ 蛋白质的分离纯化技术有哪些

蛋白质的分离纯化方法很多，主要有：
（一）根据蛋白质溶解度不同的分离方法
1、蛋白质的盐析
中性盐对蛋白质的溶解度有显着影响，一般在低盐浓度下随着盐浓度升高，蛋白质的溶解度增加，此称盐溶；当盐浓度继续升高时，蛋白质的溶解度不同程度下降并先后析出，这种现象称盐析，将大量盐加到蛋白质溶液中，高浓度的盐离子（如硫酸铵的 SO4 和 NH4)有很强的水化力，可夺取蛋白质分子的水化层，使之“失水”，于是蛋白质胶粒凝结并沉淀析出。盐析时若溶液 pH 在蛋白质等电点则效果更好。由于各种蛋白质分子颗粒大小、亲水程度不同，故盐析所需的盐浓度也不一样，因此调节混合蛋白质溶液中的中性盐浓度可使各种蛋白质分段沉淀。
影响盐析的因素有：（1）温度：除对温度敏感的蛋白质在低温（4 度）操作外，一般可在室温中进行。一般温度低蛋白质溶介度降低。但有的蛋白质（如血红蛋白、肌红蛋白、清蛋白）在较高的温度（25 度）比 0 度时溶解度低，更容易盐析。（2）pH 值：大多数蛋白质在等电点时在浓盐溶液中的溶介度最低。（3）蛋白质浓度：蛋白质浓度高时，欲分离的蛋白质常常夹杂着其他蛋白质地一起沉淀出来（共沉现象）。因此在盐析前血清要加等量生理盐水稀释，使蛋白质含量在 2.5-3.0%。蛋白质盐析常用的中性盐，主要有硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、磷酸钠等。 其中应用最多的硫酸铵，它的优点是温度系数小而溶解度大（25 度时饱和溶液为 4.1M，即 767 克/升；0 度时饱和溶解度为 3.9M，即 676 克/升），在这一溶解度范围内，许多蛋白质和酶都可以盐析出来；另外硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好，不易引起蛋白质变性。硫酸铵溶液的 pH 常在 4.5-5.5 之间，当用其他 pH 值进行盐析时，需用硫酸或氨水调节。蛋白质在用盐析沉淀分离后，需要将蛋白质中的盐除去，常用的办法是透析，即把蛋白质溶液装入秀析袋内（常
用的是玻璃纸），用缓冲液进行透析，并不断的更换缓冲液，因透析所需时间较长，所以最好在低温中进行。此外也可用葡萄糖凝胶 G-25 或 G-50 过柱的办法除盐，所用的时间就比较短。
2、等电点沉淀法
蛋白质在静电状态时颗粒之间的静电斥力最小，因而溶解度也最小，各种蛋白质的等电点有差别，可利用调节溶液的 pH 达到某一蛋白质的等电点使之沉淀，但此法很少单独使用，可与盐析法结合用。
3、低温有机溶剂沉淀法
用与水可混溶的有机溶剂，甲醇，乙醇或丙酮，可使多数蛋白质溶解度降低并析出，此法分辨力比盐析高，但蛋白质较易变性，应在低温下进行。
（二）根据蛋白质分子大小的差别的分离方法
1、透析与超滤
透析法是利用半透膜将分子大小不同的蛋白质分开。超滤法是利用高压力或离心力，强使水和其他小的溶质分子通过半透膜，而蛋白质留在膜上，可选择不同孔径的泸膜截留不同分子量的蛋白质。
2、凝胶过滤法
也称分子排阻层析或分子筛层析，这是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的方法之一。柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝胶（Sephadex ged）和琼脂糖凝胶（agarose gel）。
（三）根据蛋白质带电性质进行分离
蛋白质在不同 pH 环境中带电性质和电荷数量不同，可将其分开。
1、电泳法
各种蛋白质在同一 pH 条件下，因分子量和电荷数量不同而在电场中的迁移率不同而得以分开。值得重视的是等电聚焦电泳，这是利用一种两性电解质作为载体，电泳时两性电解质形成一个由正极到负极逐渐增加的 pH 梯度，当带一定电荷的蛋白质在其中泳动时，到达各自等电点的 pH 位置就停止，此法可用于分析和制备各种蛋白质。
2、离子交换层析法
离子交换剂有阳离子交换剂（如：羧甲基纤维素；CM-纤维素）和阴离子交换剂（二乙氨基乙基纤维素；DEAE?FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN">纤维素），当被分离的蛋白质溶液流经离子交换层析柱时，带有与离子交换剂相反电荷的蛋白质被吸附在离子交换剂上，随后用改变 pH 或离子强度办法将吸附的蛋白质洗脱下来。
（四）根据配体特异性的分离方法－亲和色谱法
亲和层析法（aflinity chromatography）是分离蛋白质的一种极为有效的方法，它经常只需经过一步处理即可使某种待提纯的蛋白质从很复杂的蛋白质混合物中分离出来，而且纯度很高。这种方法是根据某些蛋白质与另一种称为配体(Ligand）的分子能特异而非共价地结合。其基本原理：蛋白质在组织或细胞中是以复杂的混合物形式存在，每种类型的细胞都含有上千种不同的蛋白质，因此蛋白质的分离（Separation），提纯（Purification）和鉴定（Characterization）是生物化学中的重要的一部分，至今还没的单独或一套现成的方法能移把任何一种蛋白质
从复杂的混合蛋白质中提取出来，因此往往采取几种方法联合使用。

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