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第一章绪论1.生物分离工程是指从发酵液、酶反应也活动植物培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2.生物分离的一般流程：发酵液的预处理；提取；精制；成品加工。
第二章发酵液的预处理1.过滤和离心是最基本的单元操作。
2.凝集是指在投加的化学物质作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。
3.絮凝是指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
4.调节pH法：在进行pH调节时，一般采用草酸等有机酸或某些无机酸来进行。
Ca+经常选用酸化剂为草酸；Mg+的去除是采用加入磷酸盐，如三磷酸钠；Fe+通常加入黄血盐。
5.影响发酵液过滤的因素：菌种；发酵液粘度。
6.发酵液的过滤设备形式很多，按过滤的推动力分为：重力式过滤器、压力式过滤器、针孔式过滤器和离心式过滤器。
7.目前国内外对过滤液的分离和过滤常采用的设备为：板框式压滤机；板式压滤机；自动板框式压滤机和真空过滤机。
第三章细胞分离技术1.细胞破碎的方法可分为：机械破碎发、物理破碎法、化学渗透法及酶溶法。
2.变性剂的加入，可削弱氢键的作用，使胞内产物相互之间的作用力减弱，从而易于释放。
3.包埋病毒粒子具一定形状和大小的蛋白结晶体，在相差显微镜下呈现强的折光性，由单一多肽构成。
第四章沉淀技术1.盐析：蛋白是在搞离子强度溶液中溶解度降低，以致从溶液里沉淀出来的现象称为盐析。
2. 常用脱盐处理的方法有：透析法、超滤法及凝胶过滤法。
3．有机溶剂沉淀法的原理：①传统观点认为向蛋白质溶液中加入丙醇或乙醇等有机溶剂，水的活度程度降低，水对蛋白子表面的水化程度降低，即破坏了蛋白子表面的某水化蹭；另外，溶液的介电常数下降，蛋白子分之间的静电引力增大，从而聚集和沉淀。
②新观点认为，有机溶剂可能破坏蛋白质的某种键，使其空间结构发生某种程度的变化，致使一些原来包在内部的疏水基团暴露于表面并与有机溶剂的疏水基团结合形成疏水层，从而是蛋白子沉底，而当蛋白子的空间结构发生变形超过一定程度时，使会导致完全的变性。
2009级《生物分离工程》复习内容提要第一章绪论：重点节：第二节、第三节1、生物分离工程的一般流程Page42、生物分离纯化工艺过程的选择依据Page53、生物分离过程的特点Page6第二章发酵液的预处理：重点节：第一节1、发酵液的一般特性Page92、发酵液预处理的要求Page10-113、发酵液预处理的方法Page11-164、凝集&絮凝Page11-125、转筒真空过滤机的结构和工作原理Page27-28第三章细胞分离技术：重点节：第二节1、差速离心&密度梯度离心Page312、比较不同细胞破碎方法（机械法、化学法、物理法和酶溶法）的原理和优缺点Page34-393、比较珠磨法、高压匀浆法和超声波细胞破碎法的优缺点Page34-364、细胞破碎的方法主要有哪些？选择破碎方法时应考虑哪些因素？（自己总结）5、蛋白质复性及其主要复性方法（稀释与透析、色谱、反胶束）Page41-45第四章沉淀技术：重点节：第三节1、盐析的原理Page512、K s和β分级盐析法Page523、什么是饱和度？盐析沉淀操作曲线的制作实验步骤Page544、盐析操作计算Page53-545、主要的沉淀方法（盐析、有机溶剂、等电点、变性沉淀等）及其优缺点比较Page27-28第五章萃取技术：重点节：第二节（二）、第三节（二、三）、第四节（一、二、四）、第六节（一、二）、第八节（一、二、三、四）1、萃取分配系数、相比、萃取分离系数Page652、单级萃取、多级逆流萃取、多级错流萃取理论收率和萃余率的计算Page67-703、物理萃取&化学萃取Page72-734、水相条件如何影响有机溶剂萃取过程Page73-745、有机溶剂萃取剂的选择原则Page746、解释双水相相图Page817、常用的双水相系统有哪些？Page80-818、什么是道南电位Page82，试述道南平衡理论在双水相萃取、纳滤膜分离机制和离子交换树脂分离机制解释中的应用。
⽣物分离⼯程知识点复习（有）2009-2010学年第⼀学期《⽣物分离⼯程》复习⼤纲第⼀章绪论⼀、⽣物分离过程的⼀般流程P3⼆、⽣物分离的⼀般步骤：⼀般分四步1、不溶物的去除（固液分离）Removal of insolubles2、杂质粗分或称分离（浓缩）使⽤离⼦交换吸附、萃取；以上分离过程不具备特异性，只是进⾏初分，可提⾼产物浓度和质量。
Isolation3、纯化（⾊谱、电泳、沉淀）Purification4、精制（结晶）Polishing三、⽣物分离过程的特点（四个，P4）第⼆章细胞分离与破碎⼀、⽣物悬浮液预处理⽬的a 改变发酵液物理性质b 产物转⼊液相中c 除去发酵液中部分杂质⼆、凝聚和絮凝的概念及作⽤凝聚：添加盐类破坏细胞双电层，导致细胞聚集。
絮凝：添加絮凝剂在细胞间形成桥架作⽤。
作⽤：加快重⼒沉降速率（直径增加），去除蛋⽩质，提⾼过滤速度和质量。
三、⽣物悬浮液固液分离⽅法离⼼和过滤四、离⼼设备从形式上分为管式、螺旋式、碟⽚式。
五、细胞破碎的概念和破碎的关键⽬标及原因破碎细胞壁和细胞膜，关键是细胞壁。
原因：因为细胞壁是具有⼀定刚性和坚韧的物质，起到保护细胞的作⽤，当细胞与周围环境交换营养物或代谢产物时，细胞壁起了调节和控制的作⽤。
此外，它还具有抗机械撞击作⽤的功能。
六、超声破碎细胞的原理超声波在⾼强度声能输⼊下，利⽤空化现象(cavitation)引起的冲击波和剪切⼒使细胞破碎。
七、细胞破碎程度的测定⽅法直接计数法：直接对适当稀释后的样品进⾏计数，可以通过平板计数技术或在⾎球细胞器上⽤显微镜观察来实现最终染⾊细胞的计数。
间接计数法：间接计数法是在细胞破碎后，测定悬浮液中细胞释放出来的化合物的量(例如可溶性蛋⽩、酶等)。
破碎率可通过被释放出来化合物的量R与所有细胞的理论最⼤释放量Rm之⽐进⾏计算。
间接计数法最常⽤的细胞内含物是蛋⽩质，特别是酶活性释放到基质中，是破碎程度很好的指⽰参数。
⼋、离⼼和珠磨法破碎细胞的计算第三章初级分离⼀、沉淀的概念（P35）以及与结晶的区别沉淀和结晶的区别在于形态的不同，结晶是同类分⼦或离⼦以有规则排列形式析出，沉淀是同类分⼦或离⼦以⽆规则的紊乱排列形式析出。
生物分离工程：生物化工产品通过微生物发酵过程、酶反应过程或动植物细胞大量培养获得，从上述发酵液、反应液或培养液中分离、精制有关产品的过程。
研究内容：是研究生化工业中生物制品分离和纯化的工程技术学科，主要讲授传质与生化分离工程的原理应用，以及生化分离该过程中一些主要的分离单元操作和分离工程领域的研究进展及其动态；重点讲授发酵液的预处理、细胞破碎、溶剂萃取法、双水相萃取法、反胶束萃取法、凝胶萃取法、超临界流体萃取法、离子交换法、层析分离法、膜分离法、蒸发、结晶和干燥等单元操作原理及其在生物工程技术领域的应用。
根据分离过程的基本原理．分离操作可分机械分离和传质分离两大类。
机械分离的对象是非均相物系，根据物质的大小、密度的差异进行分离，如过滤、重力沉降和离心沉降等。
传质分离的对象主要是均相物系，又分输送分离和扩散分离两种。
输送分离根据溶质在外力作用下产生的移动速度的差异实现分离，又称速度分离法，其传质推动力主要有压力差、电位梯度和磁场梯度等，如超滤、反渗透、电渗析、电泳和磁泳等。
扩散分离根据溶质在两相中分配平衡状态的差异实现分离，又称平衡分离法，传质推动力为偏离平衡态的浓度差，如蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、吸附和离了交换等生物分离工程特点：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必须出去原料液中含有的热源及具有免疫原性的异体蛋白质等有害人类健康的物质，并且防止这些物质在分离操作过程中从外界混入3优化设计分离过程和各个分离操作，并努力开发和应用新型高效的分离纯化技术4对原料液进行高度浓缩。
5生物物质的生物活性大多是在生物体内的温和条件下维持并发挥作用的,当遇到高温,PH值的改变以及某些化学药物存在等周围环境的急剧变化时极不稳定，容易发生活性的降低甚至丧失发酵液预处理的目的：1改变发酵液的物理性质，促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器效率2尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数为液相）3去除发酵液中部分杂质，以利于后续步骤操作。
⽣化分离⼯程电⼦版课本1-591 绪论1．1 ⽣物技术与⽣物分离⽣物技术(biotechnology)即有机体的操作和应⽤有机体⽣产有⽤物质、改善⼈类⽣存环境的技术。
1953年，Watson和Crick提出了脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构模型．阐明了DNA是⽣物遗传信息(基因)的携带者，开辟了现代分⼦⽣物学的新纪元，为⽣物技术及其产业的发展开辟了⼴阔的空间。
20世纪70年代，重组DNA(recombinant DNA，rDNA)技术[1]和蛔／蝗融合技术[：]相继建⽴，现代⽣物技术步⼊了崭新的发展时期。
1980年前后，世界主要发达国家先后实施⽣物技术发展计划，⽣物技术迎来了⽇新⽉异的⾼速发展阶段。
进⼊21世纪，⼈类基因组研究取得巨⼤成就，各染⾊体测序⼯作逐步完成[1]迎来了⽣物技术的后基因组时代，蛋⽩质组学L5]、药物基因组学、⽣物信息学和系统⽣物学研究蓬勃兴起．为⽣物技术的发展注⼈了巨⼤的⽣机和活⼒。
⽣物技术的主要⽬标是⽣物物质的⾼效⽣产，⽽分离纯化是⽣物产品⼯程(bioproduct engineering)的重要环节。
因此，⽣物分离(bloseparation)是⽣物技术的重要组成部分[61。
在⽣物技术领域，⼀般将⽣物产品的⽣产过程称为⽣物加⼯过程(bioprocess)，包括优良⽣物物种的选育、基因⼯程、细胞⼯程、⽣物反应过程(酶反应、微⽣物发酵、动植物细胞培养等)及⽬标产物的分离纯化过程，后者⼜称下游加⼯过程(downstream processing)。
⽣物分离过程包括⽬标产物的提取(isolation)、浓缩(concentration)、纯化(purification)及成品化(product polishing)等过程．⽣物分离过程特性主要体现在⽣物产物的特殊性、复杂性和对⽣物产品要求的严格性上，其结果导致分离过程成本往往占整个⽣产过程成本的⼤部分[71。
例如，⼤多数⼯业酶(enzyme)的分离过程成本约占⽣产过程的?o％，⽽对纯度要求更⾼的医⽤酶如天冬酰胺酶(asparaginase)，分离过程成本⾼达⽣产过程的85％；基因重组蛋⽩质药物的分离过程成本⼀般占85％⼀90％以上．与此相⽐，⼩分⼦⽣物产物的分离成本较低，如青霉素的分离过程成奉约占50％，⽽⼄醇的分离过程成本仅占“％．因此，在⽣物⼤分⼦药物的⽣产过程中，分离过程的质量往往决定整个⽣物加⼯过程的成败。
《生物分离工程》教学大纲英文名称：Bioseparations Engineering学分：2.5学分学时：50学时先修课程：生物化学、化工原理、微生物学教学对象：生物工程、制药工程、药物制剂、食品工程、生物技术专业的本科生教学目的：本课程主要讲授各种生物活性物质中各种杂质的去除、分离、纯化和精制技术，是生物工程中不可缺少的组成部分，通过对本课程的学习，能使学生针对不同产品的特性，较好地运用各种分离技术来设计合理的提取、精制的工艺路线，并能从理论上解释各种现象，提高分析问题和解决问题的能力，是一门理论和实践密切结合的课程。
教学基本要求:本课程的教学与学习要侧重于准确理解生物活性物质分离过程的特点和基本规律，本课程将生物分离过程分成不溶物的去除、提取、分离与精制四大部分。
要求学生对重要的公式要会推导，明确公式的物理意义，结合课后的习题练习学会熟练运用公式进行一些生物分离过程的计算，加深对生物分离过程基本原理的理解，并学会正确选择各种分离设备的型号，使学生能顺利学习后续如发酵工厂设计等专业课，提高自学与更新本专业知识的能力。
教学内容：第一章绪论（2学时）1. 生物分离工程的历史及应用2. 生物分离过程的特点基本要求掌握生物分离工程在生物工程领域的地位，生物分离过程的特点以及生物分离过程的分类。
重点：准确理解生物分离过程的特点。
难点：正确理解生物分离过程与普通化工产品分离的区别，准确理解生物分离过程的特点。
第一部分不溶物的去除第二章过滤（4学时）1. 过滤的基本概念过滤前物料的预处理方法、关于过滤过程的基本理论及方法、理想不可压缩滤饼及可压缩滤饼过滤过程方程。
2. 连续旋转式真空抽滤机的操作原理连续旋转式真空抽滤过程的三个步骤即滤饼的形成、滤饼的洗涤、滤饼的去除过程的分析与计算。
3. 过滤的设备及其结构过滤设备的分类、设备的选择、过滤介质的特征以及典型过滤设备的种类和结构。
基本要求：掌握过滤前物料预处理的基本方法，过滤的基本理论及相关方程，了解连续旋转式真空抽滤机的操作原理与过程，以及过滤设备的基本结构及选择原则。
《生物物质分离工程》课程教学大纲一、课程的地位、性质和任务《生物物质分离工程》是生物工程专业学生必修的一门主要专业课程。
其主要任务是讲授生物工程产品的分离纯化基本原理，典型工艺、设备计算方法，培养学生具有一定的分析和解决生化分离单元操作中遇到的实际问题的能力。
此外，对培养学生具有正确的认识观和唯物辩证思想方法也有重要作用。
二、大纲编写依据根据学院专业课程教学要求及兄弟院校的教学大纲，参照有关教材编写。
三、大纲适用范围本大纲适用于生物工程专业本科学生。
四、大纲本文第一章绪论1.1生物分离工程的历史及其应用1.2 生物分离工程的特点1.3 生物分离方法简述及发展动向第二章发酵液的预处理2.1 发酵液的特点2.2 发酵液的预处理2.3 发酵液的相对纯化2.4 固-液分离过程第三章细胞的破碎与分离3.1 概述3.2 细胞壁的结构及组成3.3 细胞壁的破碎3.4 包涵体的分离及蛋白质的复性第四章萃取4.1 萃取基本概念4.2 分配定律与分配平衡4.3 溶剂萃取4.4 反胶团萃取4.5 双水相萃取4.6 超临界萃取第五章沉淀5.1 蛋白质表面特性5.2 盐析沉淀5.3 等电点沉淀5.4 有机溶剂沉淀5.5 其它沉淀方法第六章吸附和离子交换6.1 吸附剂与离子交换剂6.2 吸附平衡6.3 离子交换平衡及离子交换动力学6.4 固定床吸附操作6.5 膨胀床吸附操作6.6 流化床吸附操作第七章层析7.1 层析原理与分类7.2 层析过程理论基础7.3 离子交换层折7.4 凝胶过滤层析7.5 疏水性相互作用层析7.6 其它层析方法第八章膜分离8.1基本概念8.2 超滤和微滤8.3 反渗透第九章电泳9.1基本理论9.2等电点聚焦9.3等速电泳第十章干燥10.1 干燥速度10.2 干燥过程10.3干燥设备及应用五、学时分配（总学时数：48学时，其中讲课学时48学时，实验学时：0学时）六、各章基本要求第一章绪论了解《生化分离工程》的研究内容、研究方法、课程体系及研究进展。
《生物分离工程》题库一、名词解释凝聚：在中性盐的作用下，由于胶体离子之间双电层排斥电位的降低，而使胶体体系不稳定的现象。
过滤：利用多孔性介质截流悬浮液中的固体粒子，进行固液分离的过程。
离心：在离心作用下，利用固液和液体之间密度差达到沉降分离目的。
中性盐的饱和度：在一定的温度、一定的质量的水里所溶解盐的最大质量。
萃取：萃取是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化方法。
乳化：水或有机溶剂以微小液滴形式分散于有机相或水相中的现象。
胶束：将表面活性剂融入水中，当表面活性剂的浓度超过一定的数值时，表面活性剂就会在水溶液中聚集在一起形成聚集体，成为胶束。
膜分离：用天然或人工合成的薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法，统称为膜分离。
截留率：指混合物中被膜截留的某物质占原料中该物质总量的比率。
反渗透：是利用反渗透膜选择性地只能透过溶剂(通常是水)的性质，对溶液施加压力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而从溶液中分离出来的过程。
吸附剂：吸附操作所使用的固体材料一般为多孔微粒或多孔膜，具有很大的比表面积，称为吸附剂或吸附介质。
表面添加剂：指那些具有很强的表面活性，能使液体的表面张力显著下降的物质。
离子交换：通常将基于离子交换原理的吸附操作称为离子交换或离子交换吸附。
吸附作用力为静电引力，所用吸附剂为离子交换剂，通过静电引力吸附带有相反电荷的离子，吸附过程发生电荷转移。
凝胶色谱：以凝胶为固定相，根据各物质分子大小不同而进行分离的层析技术，所以又叫分子筛层析，空间排阻层析或尺寸排阻层析。
（PPT和课本192页）等电聚焦电泳：当将pH调到等电点的大小，则大部分的蛋白质将会沉淀，这种达到分离蛋白质混合物的目的的方法称为等电聚焦电泳。
亲和分离技术：利用生物分子之间的专一识别性或特定的相互作用进行分离的技术，称为亲和分离技术。
亲和沉淀：是将生物专一性识别与沉淀分离相结合的分离纯化技术。
第一章：绪论1、生物分离工程概念回收生物产品分离过程的原理与方法，即从发酵液、酶反应液、动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2、生物分离工程研究的内容目标产品及其基质的性质。
根据产品及基质选择适宜的分离纯化技术(基本技术原理；基本方法；基本设备)。
第二章：发酵液预处理1、发酵液预处理的目的除去部分可溶性杂质和改变滤液的性质，以利于后继各步操作；改变发酵液的物理性质和降低溶液的粘度；尽可能使产物转入便于以后处理的相中。
（除去悬浮颗粒、改善滤液的性状、方便后续步骤）2、凝集与絮凝凝集(coagulation)作用是在某些电解质作用下，如中性盐作用下，使扩散双电层的排斥电位降低，破坏胶体系统的分散状态，而使胶体粒子聚集的过程。
（机理：中和粒子表面电荷；消除双电层结构；破坏水化膜）（通过电解质破坏胶体分散状态）絮凝(flocculation)：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间产生架桥作用，而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程。
（物理高分子物质的桥联作用）3、高价态无机离子的去除Ca2+去除：一般用草酸的钠盐生成草酸钙；Mg2+去除：加入三聚磷酸钠，从而形成三聚磷酸钠镁络合物；Fe3+去除：加入黄血盐(亚铁氰化钾) 。
4、固液分离的主要方法a)过滤（垂直过滤（死过滤）；错流过滤）b)离心第三章：细胞分离技术1、细胞破碎的方法（了解原理）机械法：主要利用高压、研磨、超声波等方法产生剪切力达到破碎细胞壁的目的。
热量的产生是该法的一个缺点。
高压匀浆的原理：从高压室（几百个大气压）压出的细胞悬浮液速度可达几百米每秒，高速喷出的浆液喷射到静止的撞击环上，细胞在高速造成的剪切力，碰撞力和高压到常压的变化等作用下，造成细胞破碎。
珠磨法的原理：细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英砂、氧化铝等研磨剂一起快速搅拌或研磨，研磨剂、珠子与细胞之间的互相剪切、碰撞，使细胞破碎。
超声波破碎法的原理：液体中局部空穴的形成、增大和闭合产生极大的冲击波和剪切力，引起的粘滞性旋涡在细胞上造成了剪切力，使细胞内液体发生流动，从而使细胞破碎。
