生分复习要点

1、分离工程复习要点考试时间:11月25日9:40-11:40祝大家考出好成绩！ A_AChapter 11、生物反应过程的组成和特点 原材料的预处理生物催化剂的制备生物反应器和反应条件的选择产物的分离纯化（下游工程）2、下游加工技术的含义生物分离工程（生物工程下游技术）：对由生物界自然产生或微生物菌体发酵、动植物细胞组织培养、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物原料，经提取分离、加工精致目的成分，最终使其成为产品的技术。生物分离过程包括：包括目标产物的提取，浓缩，纯化，成品化。3、下游加工技术的特点和重要性以及要求生物分离过程的特点和重要性（1 ）成分复杂发酵液或培养液是复杂的多相系统，含有细

2、胞、代谢产物和未用完的营养成分，从中分离单个组分很困难（2）浓度稀发酵液中含有的生物物质浓度低，必须先浓缩，且杂质含量高（3 ）产物的稳定性差生物活性需要一定的 pH、温度来维持：生物物质通常不稳定，遇热、极端 pH有机溶剂等 都会造成失活或分解，特别是蛋白质的生物活性常常与一些辅助因子、 金属离子的存在和空 间构型构象相关（4）生产过程中的影响因素较多生物变异性大，各批发酵液的差异较大，要求下游加工具有一定的弹性（5 ）代价昂贵下游加工的成本制约了生产者提高经济效益要求（参考）（1） 必须设计合理的分离过程和操作条件，实现目标产物的快速分离纯化，获得高活性 目标产品（2） 要求分离过程必须除

3、去原料液中含有的热原及具有免疫原性的异体蛋白，并且防止 从外界混入。（3） 为了提高回收效率，必须优化设计分离过程的各个操作，并努力开发和应用新型高 效的分离纯化技术。（4） 需要对原料进行高度浓缩（5） 反应过程必须补充使熵减少所需的能量。4、生物工程发展的历史 传统微生物发酵技术天然发酵 （无上下游技术之分， 产物几乎不需要经过后处理直接使用）第一代微生物发酵技术 纯培养技术的建立（产品相对简单，基本上是无活 性的小分子， 分离过程开始引入化学工程中成熟的近代分离技术， 如过滤、蒸馏、精馏等。）第二代微生物发酵技术 深层培养技术（借鉴和引进吸收了大量的近代化学工业分离技 术）第三代微生物发

4、酵技术 微生物工程 （固液分离技术、 细胞破碎技术、 初步分离纯化技术、 高度分离纯化技术）5、下游加工技术的发展趋势（1）、膜技术的推广使用（2）、亲和技术的推广使用（生物大分子与特殊配基间的专一性亲和力）（3）、优质层析介质的研究（4）、子代分离技术（各种分离技术的相互结合、交叉、渗透 ）（5）上游技术的影响（产物的浓度、胞内转为胞外）（6）发酵与提取技术相结合（半透膜发酵罐、耦合发酵）（7）清洁生产Chapter 21、发酵液预处理的主要内容 预处理：从微生物发酵液或细胞培养液中提取生化物质的第一个必要步骤 预处理的目的（ 1）使菌体内的产物尽可能地释放到液相中； （ 2）去除滤液杂质，

5、改变滤液 物理性质以利于后续的操作。2、凝聚和絮凝技术的含义凝聚技术 定义：在发酵液中加入中性盐， 降低双电层排斥电位， 使胶体体系不稳定而产生的沉淀现象。 由于蛋白大多带负电，一般加入高价阳离子无机盐凝聚剂凝聚能力的判断絮凝技术 定义：在某些高分子絮凝剂存在下，基于盐桥作用（分子作用、静电作用） ，使胶粒成团聚 结而沉淀。是一种以物理集合为主的过程。3、过滤的类型常压过滤 特点：效率低、时间长减压过滤 体积小、主要用于结晶和母液的分离加压过滤 利用气体或发酵液的压力，压力一般为 3-5kg/cm24、发酵液的过滤类型以及滤饼的比阻值 发酵液多属于非牛顿型液体，滤渣为可压缩性的。 衡量过滤特性

6、的重要指标滤饼的质量比阻力 a （ 平均比阻 ）a = k（ p）mk 不可压缩滤饼的比阻，常数m 压缩性指数，对不可压缩滤饼为 0 p压力差（1）可压缩的滤饼阻值随压力提高而增大 （2） 压力是过滤操作中重要的参数 （3） 过滤开始时， 以滤布为过滤介质， 后来以滤饼为过滤介质， 滤饼一般具有可压缩性， 压力越大， 压缩越厉 害，形成的阻力也越大。一般施加的压力不超过 0.3-0.4MPa5、影响发酵液过滤的因素发酵微生物的类型 ：一般，霉菌 酵母放线菌细菌培养条件：发酵液的状态、培养基的成分、残留的营养物质都直接影响发酵液的黏度正确选择发酵终点时间，在菌丝自溶前必须放罐过滤条件过滤介质孔径

7、的大小(2)操作的压力( 3)过滤的温度 ( 4)滤饼性质6、提高发酵液过滤性能的方法加入助滤剂 (1) 直接加入滤液助滤剂的用量等于悬浮液中固体含量 , 滤速最快在过滤介质上预先铺上滤速降低、滤液透明度很快增加7、微生物细胞壁的组成和结构细菌的细胞壁由坚固的肽聚糖骨架组成， 短肽一般由 3-5 个氨基酸残基组成， 聚糖链由N-乙酰葡萄糖胺和 N-乙酰胞壁酸交替通过B -1 ,4糖苷键连接而成。聚糖链借短肽交联成网 状结构，使细胞具有一定的形状和强度。(G-肽聚糖层薄，最外层还有含脂蛋白和脂多糖的外壁层，G+太聚糖层厚，主要含肽聚糖、多糖、磷壁酸)酵母细胞壁的主要成分是葡聚糖、甘露聚糖和蛋白质

8、，厚度比G+稍厚。酵母细胞壁的最里层是有葡聚糖的细纤维组成, 构成细胞壁的刚性骨架, 使细胞维持一定的形状。 在葡聚 糖细纤维上覆盖着一层糖蛋白。 最外层是甘露糖的 1,6 磷酸二酯键共价连接形成网状结构的 甘露聚糖。真菌细胞壁主要由多糖组成, 还含有少量蛋白质和脂类。 不同真菌细胞壁的组成差别比 较大,大多数真菌的多糖壁是由几丁质和葡聚糖构成。8、细胞破碎的主要方法 选择机械破碎应考虑细胞的大小、形状、外壁聚合物的交联程度 选择非机械破碎应考虑细胞壁的结构和组成,选择适当的酶和化学方法进行处理。(一)机械法 . 高压匀浆法 . 珠磨法 . 喷雾撞击破碎 超声波法(二)非机械法 酶溶法 ( 自

9、溶法 外加酶法 ) . 化学渗透法 . 酸碱处理 渗透压冲击 法 冻融法 . 干燥法9、细胞破碎率的测定方法直接测定法测定释放的蛋白质量或酶的活力导电率测定Chapter 3、 沉淀法的定义 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。 沉淀法是采取适当的措施改变溶液的理化参数, 控制溶液中各种成分的浓度, 从而将溶液中 提取的目的成分与其他成分分开,因此沉淀法也称为溶解度法。2、沉淀法的主要类型分类(依据：加入沉淀剂的不同)、盐析法：多用于分离纯化蛋白质和酶类。、有机溶剂沉淀法：多用于生物小分子、多糖、核酸及蛋白质的分离纯化。、等电点沉淀法：氨基酸、蛋白质及其它两性类物质

10、的分离。非离子型聚合物沉淀法：生物大分子的纯化。聚电解质沉淀法：酶类和食用蛋白质的分离。、生成盐复合物沉淀法：适用于化合物,尤其是小分子物质的分离。热变性和酸碱变性沉淀法： 也称为选择性变性沉淀, 通过加热和 pH 条件, 选择性除去 易变性的杂蛋白。、其他沉淀法：只针对某种或某类物质产生沉淀的方法。3、盐析法的原理、操作特点、以及影响因素原理：由于静电作用引起亲水膜破坏和电荷中和最终导致沉淀的结果影响盐析的因素无机盐 离子强度和种类的影响 ( 离子强度越大， 蛋白质的溶解度越低、 阴离子的影响较 阳离子显著 )温度(在高盐浓度中，蛋白质的溶解度随温度的升高而降低)pH( pH值接近等电点，蛋

11、白溶解度最小) 溶质性质(蛋白质不对称性越大，分子量越大，越容易沉淀，加入电解质量越少) 溶质的起始浓度( 起始浓度越大，加入电解质饱和度小；起始浓度越小，加入电解质饱和 度大)(3 )盐析一般在温和的条件下进行(合适的PH和温度)，并且在盐析后一般要进行脱盐操作。4、有机溶剂沉淀法的原理、优缺点以及影响因素和溶剂选择的注意事项原理 ：有机溶剂的沉淀作用是多种效应的结果，其中主要作用是(1)有机溶剂破坏溶质分子周围形成的水化层， 使溶质分子因脱水而相互聚集沉淀析出( 2)有机溶剂的介电常数比水小，加入有机溶剂后，降低整个溶液的介电常数，导致静电吸引力(库仑力)增大，相互 吸引而聚集优点 ：(1

12、) 、分辨能力比盐析法高 (2) 、有机溶剂容易挥发，不需去除 (3) 、有机溶剂的密度 远比溶质小，容易进行固液分离缺点 ：1、容易引起蛋白质的变性失活，需低温2、有机溶剂易燃易爆，对操作安全要求高3 、有机溶剂通常具有一定的毒性选择有机溶剂的注意事项 ( 1)有机溶剂是否与水互溶，在水中的溶解度如何( 2)有机溶剂 的毒性大小，对操作人员和环境的影响( 3)有机溶剂不得与待分离的目的物质发生化学反 应( 4)选用的有机溶剂价格是否昂贵Chapter 41、萃取的定义以及原理 定义：利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法。 萃取的原理：各物质在上下两相的分配系

13、数的差异2、萃取的优点比化学沉淀法分离程度高 (2) 比离子交换法选择性好 (3) 传质速度快处理量大 (5) 能耗低 (6) 生产周期短 (7) 便于连续操作，容易实现自动化控制 物质的溶解过程溶质各质点的分离(此过程需要吸收能量) 一般：非极性物质 极性物质 氢键物质 离子型物质。溶剂在溶质的作用下形成可容纳溶质质点的空位(此过程也需要吸收能量) 一般：非极性物质 极性物质 氢键物质。溶质质点进入溶剂形成的空位(此过程释放能量) 一般：溶质、溶剂均为非极性分子 一非极性分子，一极性分子 均为极性分子。质各质点的分离3、良好萃取剂应具备的要求萃取容量大，即单位体积的萃取溶剂能萃取大量的产物

14、(2) 有良好的选择性 (3) 与 被萃取的液相互溶度小，黏度低、界面张力适中，有利于相的分散和两相分离(4) 溶剂的回收、 再生容易 (5) 化学稳定性好， 不易分解，对设备的腐蚀性小 (6) 经济性好， 来源廉价(7) 安全性好，对人体无毒或低毒 (8) 不与目标产物发生反应4、影响萃取的因素离子强度 主要影响物质的溶解度 (2) 温度 影响生物物质活性、萃取速度、分配系 数pH 两性物质在等电点附近溶解度最小 (4) 带溶剂的使用 一类能和所提取的生物 物质形成复合物， 从而易溶于溶剂的物质， 且复合物在一定条件下容易分解形成原来的生物 物质。5、乳化的定义以及乳化的原因 乳化：水或有机

15、溶剂以微小液滴形式分散在有机相或水相的现象 乳化现象出现两种夹带： ( 1)发酵废液夹带有机溶剂微滴(目标产物收到损失)( 2)有机溶剂中夹带发酵液(给后续处理带来困难) 乳化的原因：发酵液中存在的蛋白质和固体颗粒等物质，这些物质具有表面活性剂的作用， 使有机溶剂 (油)和水的表面张力降低， 油或水易于以微小液滴形式分散在水相或有机相中。6、去乳化的方法 (1)离心分离法：分散相在离心力场作用发生碰撞而聚沉，造成两相分离。提高温度：降低溶液的黏度稀释法：降低乳化剂的浓度电解质破乳法：中和液滴上的带电性吸附法：吸附乳浊液中的水相顶替法：加入的表面活性更强但不能形成保护膜的物质，常用的顶替剂戊醇，

16、表面活 性强，但由于碳链短，不能形成保护膜转型法：在 0/W型乳浊液中加入亲脂性的乳化剂，乳浊液由O/W型转变为 W/0型，但在转变过程中，其他条件不允许形成W/0型乳浊液，最后造成乳浊液破坏；反之亦然7、工业萃取的方式 工业萃取操作的三个步骤 (1)混合 料液和萃取剂充分混合形成具有很大比表面积的乳浊液， 产物自料液转入萃取剂中；( 2)分离 将乳浊液分离成萃取相和萃余相；(3)溶剂回收 从萃取相中分离有机溶剂，回收(在少量混溶的情况下，也可从萃余相中回收)。单级萃取混合澄清式萃取 2 多级错流接触萃取 3 多级逆流接触萃取 4 微 分萃取Chapter 51、双水相萃取的定义一些高分子水溶

17、液在浓度超过一定界限时可以分为两个水相，蛋白质在两个水相中的溶解度有很大的差别。利用双水相萃取分离蛋白质等溶于水的生物产品个过程。2、双水相形成的条件(1) 体系熵的增加( 2) 分子间的作用力对大分子而言，分子间的作用力比混合熵占重要地位3、影响双水相萃取的因素聚合物种类和浓度的影响盐的种类和浓度pH温度(在临界点附近影响最大，离临界点越远，影响越小)4、双水相萃取技术的发展趋势提高分离效率双水相系统与生物转化相结合双水相系统无毒，产物萃取到上相中，解除产物的抑制作用分配在下相中的细胞和酶可以循环使用双水相系统与膜分离技术结合1 解决双水相系统容易发生乳化以及生物大分子在两相界面上吸附加快萃

18、取速率亲和双水相 提高分配系数和萃取效率（二）廉价双相系统的使用Chapter 61、膜过滤的优点和重要类型优点（1）处理效率高，设备易于放大（ 2）可在室温或低温下操作，适宜于热敏感物质的分离浓缩； （3）化学与机械强度小，生物活性损失小；（4）无相转变，节能； （ 5）具有相当好的选择性，在分离浓缩的同时达到部分纯化的效果；（ 6）系统封闭，防止外来污染； （7）不外加化学物，透过液（酸、碱或盐溶液）可循环使用，降低成本，减少对环境 的污染； （ 8）选择合适的膜与操作参数，可得到较高的回收率。?膜过滤包括 大部分的微滤以及超滤、反渗透、透析、电渗析、渗透汽化，都是采用各种高 分子膜为过滤

19、介质2、膜的分类以及不同膜的特点 根据物理化学性质，膜分为对称膜和不对称膜（1）对称膜：结构与方向无关（2）不对称膜：具有致密表面活性层和多孔底面支持层（3）复合膜：选择性活性膜层沉积于具有微孔的底膜支撑层上，表层与底层材料不同，而 在非对称膜是同一材料。复合膜的性能取决：选择性的表面薄层微孔支撑层的结构、 孔径、孔径分布、多孔率（4）荷电膜：就是离子交换膜，一种对称膜，含有高度的溶涨胶载着固定的正、负电荷（5）动态膜：在多孔介质上沉积一层颗粒物（如氧化锆）作为选择性膜，该沉积层与溶液 处于动态平衡。优点 ：透过量大、可高温应用、沉积物容易去除 缺点 ：膜不稳定3、表征膜性能的参数孔的性质：包

20、括孔径、孔分布和孔隙度 截断分子量：表示超滤膜对某溶质的截留能力 水通量：膜材料在一定条件下（O.IMpa, 20 C）通过测量透过一定量纯水所需要时间。膜孔径越大，通量下降速度越快，大孔径微滤膜的稳定通量比小孔径膜小。 原因：溶质微粒容易进入孔径较大的膜孔种堵塞膜孔造成抗压能力、 pH 适用范围、对热和溶剂的稳定性。4、影响膜过滤的因素（ 1 ）操作形式（ 2）料液流速（ 3）压力的影响（ 4）料液浓度（ 5）温度的影响。5、膜材料的特点（ 1 ）较大的透过速度 （ 2） 较高的选择性 （ 3） 机械强度好（ 4）耐热（ 5） 耐化学试剂 （ 6）不被细菌侵染（ 7）可高温灭菌（ 8）价格低

21、廉Chaper 71、离子交换树脂的定义和特点离子交换剂（树脂） ：人工合成的不溶于酸、碱和有机溶剂，化学性质稳定 ，并具有离子交 换能力的高分子聚合物。2）组成：（1）不能移动的高分子基团，构成树脂的骨架，起保护树脂不溶性和化学稳定性（ 能够移动的活性离子，起与外界离子2、离子交换法的优缺点 优点：设备简单、操作方便、成本低、不用或少用有机溶剂容易实现自动化控制、高效率 缺点：生产周期长、在生产过程中 pH 变化大，不适合稳定性差的物质3、离子交换树脂的分类（1）阳离子交换树脂 （强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂）：活性基团是阳离子，酸性基团，与阳离子发生交换（2）阴离子交换树脂

22、（强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂）：活性基团是阴离子，碱性基团，与阴离子发生交换（3）两性树脂：既有酸性基团，又有碱性基团的两性树脂（4）大网格树脂：与通常的凝胶树脂不同，空隙大，树脂内部的表面积大，适宜吸附大分 子和用作催化剂4、离子交换树脂的表征参数 孔径、孔径分布、比表面积、孔隙率都是评价离子交换剂性能的重要参数 交换容量、滴定曲线也表征离子交换剂特性（1）含水量：树脂一般都是亲水性的，含有大量的水分（2）交联度：树脂合成时，加入交联剂（如二乙烯苯）含量的百分数（3）膨胀度：（4）交换容量：单位质量干燥树脂或单位体积湿树脂中，所能吸附的一价离子物质的量 （ 5） 滴定曲线5、

23、离子交换过程的机制 离子交换静电力（1） 离子交换过程按化学当量关系进行，平衡状态与过程的方向无关（2） 稀溶液中，两种离子树脂相的浓度和溶液中的浓度比呈线性关系 离子交换的一般步骤 （A + RB RA + B + ）A+ 自溶扩散至树脂表面（外扩散）A+从树脂表面扩散到树脂内部的活性中心（内扩散）A+与树脂上的B+发生交换反应（化学反应）B+从树脂内部扩散 到树脂表面（内扩散）B+从树脂表面扩散到溶液中（外扩散） 内扩散是重要的调控步骤6、影响离子交换速度的因素（ 1）颗粒大小减小颗粒无论对内部扩散控制或外部扩散控制，都有利于提高交换速度，同时对内扩散的影响更显著。（2）交联度 交联度越低

24、树脂越容易膨胀，树脂内扩散越容易。当内扩散控制时， 降低树 脂的交联度，能提高交换速度。（ 3）温度 热运动，温度升高，扩散系数增大，因此交换速度提高。（4） 离子的化合价 离子在树脂中扩散时， 和树脂骨架 （与扩散离子电荷相反） 存在库仑 引力。离子的化合价越高，库仑引力越大，因此扩散速度越小。化合价增加1 价，内扩散系 数减少一个数量级。（5）离子的大小 小离子的交换速度比较快。有时可以利用大分子和小分子在树脂上交换 速度不同，而达到分离目的，这样的树脂称为分子筛。（ 6）搅拌速度 增加搅拌速度可提高交换速度，但搅拌速度增大到一定程度后，再增加对交换速度的影响就比较小了。（7）溶液浓度当溶

25、液浓度为0.001M, 般为外扩散控制。 当浓度增加，交换速度也增加,当浓度达0.01M，浓度再增加，速度提高也慢。此时内扩散和外扩散同时起作用。当浓度继 续增加，交换速度达到极限最大值后不再增大此时转变为内扩散控制。7、离子交换过程的选择性Chapter 81、吸附法的定义以及优缺点定义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目标产物的过程过去（1 ）优点：操作简便、安全、设备简单、可不用或少用有机溶剂、生产过程中pH变化小、适用于稳定性差的生物产物（2）缺点：选择性差、得率不高、无机吸附剂不稳定、不能连续操作现在凝胶类吸附剂和大网格聚合物吸附剂的发展克服了吸附法的过去的缺点，

26、广泛应用于原料液脱色、除臭、提取浓缩目标产物以及精制各种生物活性物质。2、吸附的理论固体内部的分子所受的力是对称的，彼此处于平衡状态。界面上的分子同时受到不相等的两相分子的作用力，因此界面分子的力场是不饱和的存在一种固体的表面力，能从外界吸附分子、原子或离子，并在吸附剂表面附近形成多 分子层或单分子层，从而降低表面自由能，达到稳定状态。3、吸附的类型（一）物理吸附：吸附剂和吸附物通过分子引力产生吸附。特点：（1）吸附作用不局限于活性中心，而是整个自由界面；（2）放热反应（3）两相瞬时达到平衡；（4）反应是可逆的，吸附的同时也解吸；（5）可形成单分子层或多分子层吸附；（6 ）有时吸附速度慢，是由

27、于在吸附剂颗粒的孔隙中扩散速度是控制步骤的原因；（7 ）由于分子力的普遍存在，一种吸附剂可吸附多种物质，没有严格的选择性。（二）化学吸附：由于吸附剂和吸附物间的电子转移而产生的吸附。特点：（1）发生化学反应，属于库仑力范围；（2）有显著的选择性；（3）放热反应，大于物理吸附；4 ）一般是单分子层，吸附速度较慢（5）温度提高，吸附速度加快；（6）不易解吸，并且解吸具有选择性。（三）离子交换吸附极性吸附：吸附剂和溶液间发生离子交换的吸附过程。特点：（1）吸附剂表面为极性分子或离子，容易吸引溶液中带相反电荷的离子而形成双电层；（2）离子的电荷是交换吸附的决定因素（3）离子所带电荷越多吸附力越强，电荷

28、相同的离子，水化半径越小，越容易被吸附。4、影响吸附的主要因素（1）吸附剂的性质吸附剂的物理化学性质对吸附的影响很大 要求吸附剂的吸附容量大、吸附速度快、机械强度高 吸附容量主要与比表面积有关，比表面积大，吸附容量高吸附速度主要与颗粒度和孔径有关，颗粒越小，吸附速度越快；孔径适当，有利于 吸附物在空隙中扩散机械强度高的吸附剂使用寿命长（2）吸附物的性质对固体表面张力较小的液体容易吸附溶质溶解度大，吸附小 极性相同的物质容易吸附（3）溶液 pH 的影响pH影响溶质的解离度一般有机酸在酸性条件，胺类在碱性条件容易被非极性吸附剂吸附（4）温度的影响吸附热越大，则吸附过程受温度影响越大 温度同时也影响

29、溶质的溶解度，溶解度增大对吸附不利（5）溶液中其它溶质的影响当溶液中存在两种以上的溶质时， 由于溶质性质的不同， 可能对吸附产生互相促进、 干扰或互不干扰等不同影响一般，吸附剂对混合组分溶质吸附比纯溶质差 也有少数混合组分吸附效果比单一组分好5、大网格树脂的定义以及优点定义 ：离子交换树脂去功能基团，仅保留多孔骨架，性质与活性炭、硅胶等吸附剂相似。 优点 ：选择性好、容易解吸、机械强度高、可重复使用、流体阻力小；孔隙大小、骨架结构 和极性都可以根据需要而制造，适用于各种有机物的吸附纯化。Chapter 91、色谱技术的定义利用样品混合液中， 各组分在固定相和流动相两相介质之间分配比例不同的差别

30、而获得分离的技术2、表征色谱分离性质的主要常数解离常数 : 讨论分子间的相互作用 Kp = mc/q 分离因数：某一瞬时被吸附的溶质量占总量的分数a = q / Ct阻滞因数 : 分配色层分离系统中，溶质的移动速度和理想标准物质（通常和固定相无亲和 力的流动相，分配系数为 0）的移动速度之比洗脱容积 ： 在柱色层分离中，使溶质从柱中流出时所通过的流动相体积3、塔板理论将色谱柱比作蒸馏塔， 把一根连续的色谱柱设想成由许多小段组成。 在每一小段内， 一部分 空间为固定相占据， 另一部分空间充满流动相。 组分随流动相进入色谱柱后， 就在两相间进 行分配。 并假定在每一小段内组分可以很快地在两相中达到

31、分配平衡，这样一个小段称作一个理论塔板，一个理论塔板的长度称为理论塔板高度H。经过多次分配平衡，分配系数小的组分， 先离开蒸馏塔，分配系数大的组分后离开蒸馏塔。 由于色谱柱内的塔板数相当多，因 此即使组分分配系数只有微小差异，仍然可以获得好的分离效果。主要的色谱分离方法的概念、特点、影响因素（无机吸附、离子交换、亲和、凝胶过滤）（1）凝胶过滤色谱 ：利用凝胶粒子为固定相， 根据料液中溶质相对分子量的差别进行分离的液相色谱法特点 （ 1）选择性低，处理量小，一般为柱体积5%（ 2）处理后产品被大量稀释，后续需要浓缩操作单元影响因素 ：线速度（流速） 、料液体积和浓度、相对分子量、凝胶粒径（2）离

32、子交换色谱： 利用离子交换剂为固定相，根据荷电溶质与离子交换剂间的静电相互作用力差别进行溶质分离的洗脱色谱法。优点 （1）料液处理量大，操作条件适当，分离过程具有浓缩作用（ 2）应用范围广，优化操作条件可大大提高分离选择性，所需柱长较短，可在较高流速下操作（ 3）非特异性吸附小，产品回收率高 （ 4）离子交换剂种类繁多，选择余地大且价格低廉缺点 影响分离特征因素复杂，生产放大有难度影响因素 流动相离子强度的微小变化可能导致溶质尤其大分子分配系数的较大变化3）亲和色谱 是利用亲和吸附作用分离纯化生物物质的液相色谱优点 （1）无内扩散传质阻力，吸附速度快，达到吸附平衡时间短，配基利用率高3）微孔膜

33、介质种类多，价格便宜3）分离效率低pH值、抑制氢键形成的物质、2）设备压降小，流速快，设备体积小，配基用量低（ 缺点（ 1）理论板数量低（ 2）吸附和清洗效率低流速是影响色谱柱效和分离速度的重要因素（离子强度、温度、离液离子、螯合剂）（4）疏水相互作用色谱 是利用表面偶联弱疏水性基团的吸附剂为固定相， 根据蛋白质与疏水性吸附剂间的弱疏水性相互作用的差别进行生物大分子分离纯化的色谱技术。 影响因素： 1 、离子强度和种类、破坏水化作用的物质（离子半径大，电荷密度低的离液离子存在，疏水吸附减弱）、表面活性剂4、温度（疏水结合作用随温度升高而增大）5）色谱聚焦 ：利用离子交换原理，根据两性电解质分子

34、间等电点的差别进行分离纯化的 色谱技术6）反相色谱：利用表面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，根据溶质极性差别进行分离的色谱技术反相色谱固定相的极性低于流动相的极性，在这种层析过程中，极性大的分子比极性 小的分子移动的速度快而先从柱中流出。5、重要的层析填料特点（1）亲和载体粒子的要求 具有亲水性多孔结构，无非特异性吸附，比表面积大 物理化学稳定性高，机械强度高，使用寿命长 含有可活化的反应基团，用于亲和配基的固定化 粒径均一的球形粒子（2）良好的凝胶介质应满足的条件 亲水性大，表面介质惰性 化学稳定性高，使用寿命长 具有一定的孔径分布范围 具有良好的机械强度，允许较高的

35、操作压力（流速）Chapter 101、电泳的定义及其原理（参考） 定义：带电粒子在电场中朝着与自身电荷相反电极定向移动的现象 原理：电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极， 并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。它包括四个过程：1 ）电解（分解）在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子 OH ，此反应造成阴极面形成 一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程式为：H2O OH+H2 ）电泳动（泳动、迁移） 阳离子树脂及 H+ 在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。）电沉积（析出） 在被涂工件表面

36、，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物，沉 积于被涂工件上。）电渗（脱水） 涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从阴极涂 膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件表面，而 完成整个电泳过程。2、影响电泳的主要因素（1）电场强度 电场强度又称电位梯度、电势梯度，是指每厘米的电位降。 电场强度对颗粒的运动速度影响很大。电场强度越高，带电颗粒泳动越快。 根据电场电压将电泳分为（2）溶液的 pH溶液的pH决定了溶液中带电颗粒的解离程度，决定了颗粒所带净电荷的数量。对两性电解质，pH离pl越远，颗粒所带的净电荷越多，泳动速度越快。当溶液的pH =

37、pl，净电荷为 0，泳动速度为 0。（3）溶液的离子强度溶液的离子强度越高，颗粒的运动速度则慢，一般最适的离子强度为0.020.2（ 4）电渗 电场中，液体对固体支持物的相对移动电渗（5）其他因素 缓冲液的粘度以及温度对泳动速度也有一定的影响。3、电泳的主要类型（依据介质材料不同）纸电泳 薄层电泳 薄膜电泳 凝胶电泳 等电聚焦电泳 毛细管电泳Chapter 111、离心的定义及其原理借助于离心机旋转产生的离心力， 根据物质颗粒大小、 密度、 沉降系数和浮力不同而使物质 分离的技术 。2、离心机的分类 按分离形式分为：沉降式和过滤式 按操作方式分为：间歇式、连续式、半连续式 按用途分为：分析、制备、分析 - 制备两用 按离心机结构特点分为：管式、吊篮式、转鼓式、碟式 按离心机转子分为：水平、角转子、垂直、区带、分析 按离