生物分离工程小炒剖析VIP专享VIP免费

生物分离工程生物分离工程的定义和过程定义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。过程目标产物捕获目标产物初步纯化萃取、沉淀、吸附等方法目标产物高度纯化和精制细胞分离三种手段重力沉降离心沉降过滤离心沉降原理离心沉降是在离心力的作用下发生的单位质量的物质所受到的离心力：式中：r为离心半径，即从旋转轴心到沉降颗粒的距离；ω为旋转角速度；N为离心机的转数，s－1方法离心分离法区带离心（差速区带离心平衡区带离心）离心分离设备离心力（转速)的大小可分为低速离心机高速离心机超离心机按用途分析性制备性按工业应用管式离心机碟片式离心机实验室用以离心管式转子离心机离心操作为间歇式水平转子角转子垂直转子区带转子分析转子悬浮液的预处理方法、破坏凝胶结构、增加空隙率调pH值：方法简单有效、成本低廉凝聚：在凝聚剂(如铝盐、铁盐、石灰和NaCl)作用下，细胞蛋白质等胶体去稳定，并聚集成1mm大小的凝聚块的过程。机理：破坏双电层，水解后胶体吸附，氢键结合等絮凝：在絮凝剂高分子聚合电解质的作用下，胶体颗粒和聚合电解质交连成网，形成10mm大小的絮凝团过程。絮凝剂：如聚丙烯酰胺、聚二烯丙基四胺、环氧化乙烯。机理：絮凝剂主要起中和电荷、桥架和网络作用惰性助滤剂：一种颗粒均匀、质地坚硬的粒状物质，用于扩大过滤表面的适应范围，减轻细小颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞。使用方法：预涂层；按一定比率混合。助滤剂种类：硅藻土、纤维素、未活化的炭、炉渣、重质碳酸钙等。目的提高过滤速度和过滤质量是过滤操作的目标。由于滤饼阻力是影响过滤速度的主要因素，因此在过滤操作前，一般要对滤液进行预处理，。各种细胞破碎技术的优缺点机械破碎法化学法物理渗透法高压匀浆法适用于酵母和大多数细菌细胞的破碎，料液细胞质量浓度可达到200g/L。团状和系状菌易造成高压匀浆器堵塞，不宜使用高压匀浆法。高压匀浆过程伴随温度上升，为保护目标产物的生物活性，需对料液作冷却处理。珠磨破碎操作的有效能量利用率仅为1％左右，破碎过程产生大量的热能。因此在设计操作时应充分考虑换热能力问题。珠磨法适用于绝大多数微生物细胞的破碎，但与高压匀浆法相比，影响破碎率的操作参数较多，操作过程的优化设计较复杂。喷雾撞击破碎优点：1）将细胞冷冻使其成为刚性球体，降低破碎难度2）细胞破碎仅发生在与撞击板撞击的一瞬间，破碎程度均匀，避免细胞反复受力发生过度破碎3）细胞破碎程度可通过调节载气流速控制，避免细胞内部结构的破坏，适用于细胞器的回收超声波破碎优缺点：破碎强烈，适用于多数微生物的破碎。但有效能量利用率极低，操作过程产生大量的热，对冷却的要求苛刻，所以不易放大，主要用于实验室规模的细胞破碎。机械法和化学法的比较机械破碎法缺点：A、高能、高温、高噪音、高剪切力，易使产品变性失活；B、非专一性，胞内产物均释放，分离纯化困难；C、细胞碎片大小不一，难分离。化学破碎法缺点：A、费用高；B、化学或生化试剂的添加引起新的污染；C、破碎速度低，效率差，一般只有有限的破碎，常与机械法连用。物理渗透法优点：条件比较温和，有利于目标产物的高活力释放回收。缺点：破碎效率较低、产物释放速度低、处理时间长、不适于大规模细胞破碎，局限于实验室规模的小批量使用。减少包涵体的策略降低重组菌的生长温度，减缓蛋白质的表达速度和降低表达量将目标蛋白质与分子伴侣蛋白、折叠酶和二硫键异构酶共表达，提供有利于蛋白质折叠的辅助因子使用非代谢性碳源降低代谢速度和蛋白质表达量将目标蛋白质与亲水性蛋白质融合表达包含体的解决方法（一般步骤）（一）包含体的分离纯化（二）包含体溶解（可溶性变性、还原蛋白质）（三）变性蛋白质的复性和重新氧化（四）蛋白质一般的分离纯化沉淀概念沉淀是物理环境的变化引起溶质溶解度降低、生成固体凝聚物的现象。具有浓缩与分离的双重作用。区别与结晶联系：在本质上都是新相析出的过程，主要是物理变化。区别：结晶为同类分子或离子以有规则...