生物分离工程(孙彦)1-4章部分答案

生物分离工程(孙彦)1-4章部分答案汇报人：AA2024-01-24绪论生物分离基本原理细胞破碎与固液分离技术沉淀分离技术目录01绪论生物分离工程是生物工程的重要组成部分，旨在从生物原料中提取、分离和纯化目标产物。生物分离工程涉及多种技术和方法，如沉淀、萃取、层析、电泳等，用于实现生物大分子、细胞、细胞器等不同级别的分离。生物分离工程在生物医药、农业、食品、环保等领域具有广泛应用。生物分离工程概述20世纪50年代后，随着生物技术的快速发展，生物分离工程逐渐成为一个独立的研究领域。近年来，随着基因组学、蛋白质组学等高通量技术的发展，生物分离工程在生物医药等领域的应用越来越广泛。早期的生物分离技术主要基于物理和化学原理，如蒸馏、结晶等。生物分离工程发展历史生物分离工程应用领域用于药物的生产和纯化，如抗生素、激素、疫苗等。用于植物和微生物的育种和基因工程，以及农产品的加工和保鲜。用于食品添加剂、功能性食品和饮料的生产和质量控制。用于废水处理、固体废弃物处理和大气污染治理等。生物医药农业食品环保02生物分离基本原理03影响因素溶质和溶剂的性质、温度、压力等。01溶解度表示溶质在溶剂中的溶解能力，受温度、压力、溶质和溶剂性质影响。02分配系数描述溶质在两种不相溶溶剂中的分配情况，是分离过程的重要参数。溶解度与分配系数溶质在固体表面或固体内部的富集现象，分为物理吸附和化学吸附。吸附解吸影响因素吸附的逆过程，即被吸附物质从固体表面或内部脱离出来。吸附剂的性质、溶质的性质、温度、压力、溶液pH等。030201吸附与解吸利用膜的选择性透过性实现不同组分的分离。膜分离微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。膜的种类膜的性质、料液的性质、操作条件（如压力、温度）等。影响因素膜分离原理利用不同物质在固定相和流动相之间的分配差异进行分离的方法。色谱法吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱等。色谱类型固定相的性质、流动相的性质、操作条件（如流速、温度）等。影响因素色谱分离原理03细胞破碎与固液分离技术

细胞破碎方法机械法通过研磨、搅拌或高压均质等方式使细胞壁破裂，释放出细胞内容物。物理法利用超声波、微波、激光或高压电脉冲等物理手段破碎细胞。化学法使用有机溶剂、表面活性剂或酶等化学试剂破坏细胞壁结构，使细胞内容物释放出来。沉淀法通过改变溶液条件使目标物质沉淀下来，实现固液分离。过滤法利用滤膜或滤器将悬浮在液体中的固体颗粒截留下来，达到分离目的。离心法利用离心力将悬浮在液体中的固体颗粒甩到容器壁上，从而实现固液分离。固液分离技术通过高速旋转产生的离心力将混合物中的不同成分分离开来。离心机专门用于离心沉淀的设备，可将悬浮在液体中的固体颗粒快速沉淀下来。离心沉淀器利用离心力进行萃取分离的设备，适用于液-液萃取体系。离心萃取器离心分离设备过滤器超滤膜纳滤膜反渗透膜过滤与膜分离设备用于过滤悬浮在液体中的固体颗粒的设备，根据过滤精度可分为粗滤器、精滤器等。具有纳米级孔径的薄膜，可截留分子量更小的物质，用于高纯度溶液的制备。一种具有微孔结构的薄膜，可截留分子量较大的物质，实现溶液的净化与分离。一种半透膜，可使水分子通过而截留溶解在水中的无机盐、有机物等杂质，达到纯化水的目的。04沉淀分离技术利用不同物质在溶剂中的溶解度差异，通过改变条件使目标物质从溶液中析出。溶解度差异加入沉淀剂与溶液中的目标物质发生化学反应，生成难溶性的沉淀物。沉淀剂作用通过调节溶液的pH值，改变目标物质的电荷状态和溶解度，从而实现沉淀分离。pH值调节沉淀分离原理常用盐类硫酸铵、氯化钠等中性盐是常用的盐析剂。操作步骤在蛋白质溶液中加入中性盐，搅拌后静置，使蛋白质充分沉淀，然后进行分离和洗涤。盐析原理高浓度的盐离子可降低蛋白质的溶解度，使其从溶液中析出。盐析法沉淀蛋白质沉淀原理有机溶剂可降低溶液的介电常数，增加蛋白质分子间的相互作用力，使蛋白质析出。常用有机溶剂乙醇、丙酮等是常用的有机溶剂。操作步骤在蛋白质溶液中加入有机溶剂，搅拌后静置，使蛋白质充分沉淀，然后进行分离和洗涤。有机溶剂沉淀法030201选择性原理利用某些物质与特定成分的选择性反应，生成难溶