生化分离工程3. 膜分离
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凝聚:指在投加的化学物质(铝、铁的盐类或石灰等)作用下,胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm 大小块状凝聚体的过程。
PPT电泳:荷电的胶体粒子在电场中的移动。
PPT或者:荷电溶质(电解质)或粒子在电场作用下发生定向泳动的现象P362电泳迁移率(mobility):在电位梯度E的影响下,带电颗粒在时间t中的迁移距离d。
PPT或者:单位电场强度下的电泳速度。
P363膜分离的概念:利用膜的选择性(孔径大小),以膜的两侧存在的能量差作为推动力,由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。
PPT 或者:利用具有一定选择性透过特性的过滤介质进行物质的分离纯化。
P56离子交换: 在吸附剂与溶液间发生离子交换,即吸附剂吸附离子后,它同时要放出等当量的离子于溶液中。
PPT亲和层析:是利用生物分子对之间所具有的专一而又可逆的亲和力使生物分子分离纯化的技术。
PPT过滤:是在外力作用下,利用过滤介质使悬浮液中的液体通过,而固体颗粒被截留在介质上,从而实现固液分离的一种单元操作。
PPT或者:利用薄片形多孔性介质(如滤布)截留固液悬浮液中的固体粒子,进行固液分离的方法。
P20沉降:离心分离是基于固体颗粒和周围液体密度存在差异,在离心场中使不同密度的固体颗粒加速沉降的分离过程,当静置悬浮液时,密度较大的固体颗粒在重力作用下逐渐下沉,这一过程称为沉降。
PPT重结晶:是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同,将晶体用合适的溶剂再次结晶,以获得高纯度的晶体的操作。
PPT分辨率:也称分离度。
它是指相邻两色谱保留值之差与两峰底宽平均值之比。
PPT晶体:形成新相(固体)需要一定的表面自由能。
因此,溶液浓度达到饱和溶解度时,晶体尚不能析出,只有当溶质浓度超过饱和溶解度后,才可能有晶体析出。
溶液达到过饱和状态是结晶的前提;过饱和度是结晶的推动力。
PPT分子伴侣:是一种热休克蛋白质,在体内和体外都具有抑制蛋白质伸展肽链错误折叠和聚集、促进肽链折叠成天然活性肽的作用。
膜分离的操作方式膜分离技术是一种重要的分离技术,它是利用膜的特殊性质,将混合物中的不同成分分离出来的一种方法。
膜分离技术具有操作简单、效率高、能耗低等优点,因此在化工、生物工程、环保等领域得到了广泛应用。
膜分离技术的基本原理是利用膜的特殊性质,将混合物中的不同成分分离出来。
膜是一种具有特殊结构和性质的材料,它可以将混合物中的不同成分分离出来,同时保留所需的成分。
膜分离技术的操作方式主要有四种:压力驱动、浓度驱动、电场驱动和温度驱动。
压力驱动是膜分离技术中最常用的一种操作方式。
在这种方式下,混合物通过膜的一侧,而分离出来的成分则通过膜的另一侧。
压力驱动方式可以分为两种:正向渗透和反向渗透。
正向渗透是指混合物从高压侧向低压侧渗透,而反向渗透则是指混合物从低压侧向高压侧渗透。
压力驱动方式的优点是操作简单,适用于大规模生产,但是需要消耗大量的能源。
浓度驱动是指利用混合物中不同成分的浓度差异,通过膜分离技术将它们分离出来。
在这种方式下,混合物通过膜的一侧,而分离出来的成分则通过膜的另一侧。
浓度驱动方式可以分为两种:扩散和对流。
扩散是指混合物中不同成分的浓度差异,通过膜的扩散作用将它们分离出来。
对流是指混合物中不同成分的浓度差异,通过膜的对流作用将它们分离出来。
浓度驱动方式的优点是能耗低,但是分离效率较低。
电场驱动是指利用电场的作用,将混合物中的不同成分分离出来。
在这种方式下,混合物通过膜的一侧,而分离出来的成分则通过膜的另一侧。
电场驱动方式可以分为两种:电渗流和电吸附。
电渗流是指利用电场的作用,将混合物中的不同成分分离出来。
电吸附是指利用电场的作用,将混合物中的不同成分吸附在膜的表面上。
电场驱动方式的优点是分离效率高,但是需要消耗大量的能源。
温度驱动是指利用温度的作用,将混合物中的不同成分分离出来。
在这种方式下,混合物通过膜的一侧,而分离出来的成分则通过膜的另一侧。
温度驱动方式可以分为两种:温度梯度和热力学温度。
1.等电点沉淀法与盐析沉淀法有什么不同?沉淀法是最古老的分离和纯化生物物质的方法。
根据所加入的沉淀剂的不同,沉淀法可以分为:盐析法;等电点沉淀法;有机溶剂沉淀法;非离子型聚合物沉淀法;聚电解质沉淀法;高价金属离子沉淀法。
(1)等电点沉淀法:原理:等电点沉淀法主要利用蛋白质溶液的PH值等于其等电点时,溶解度最小,而不同蛋白质离子具有不同等电点,依次改变溶液pH值可将杂蛋白质沉淀除去,最后获得目标产物。
等电点沉淀法的优缺点:优点:很多蛋白质的等电点都在偏酸性范围内,而无机酸通常价较廉,并且某些酸,如磷酸、盐酸和硫酸的应用能为蛋白质类食品所允许。
同时,常可直接进行其他纯化操作,无需将残余的酸除去。
缺点:酸化时,易使蛋白质失活,这是由于蛋白质对低pH比较敏感。
(2)盐析沉淀法:原理:在蛋白质溶液中加入中性盐后,既会使蛋白质脱水,又会中和蛋白质所带的电荷,使颗粒间的相互排斥力失去,在布朗运动的互相碰撞下,蛋白质分子结合成聚集物而沉淀析出。
常用的中性盐有MgSO4、(NH4)2SO4、Na2SO4、NaH2PO4盐析沉淀法的优缺点:优点:成本低,不需要什么特别昂贵的设备;操作简单,安全;对许多生物活性物质具有稳定作用。
缺点:沉淀物中含有大量的盐析剂。
(3)有机溶剂沉淀法:原理:加入有机溶剂后,水溶液的介电常数降低,从而使蛋白质分子间的库仑力增大,导致其凝聚和沉淀。
有机溶剂沉淀法的优缺点:优点:某些蛋白质沉淀的浓度范围相当宽,所得产品纯度较高,有机溶剂除去方便,而且有机溶剂本身可部分地作为蛋白质的杀菌剂。
缺点:需要消耗大量溶剂,且有机溶剂易燃、易爆、安全要求较高,容易引起蛋白质变性失活,操作常需在低温下进行,收率比盐析法低。
常用的有机溶剂有:乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇。
2.泡沫分馏与泡沫浮选有何异同?泡沫分馏与泡沫浮选都属于泡沫分离(以气泡为介质,利用组分的表面活性差进行分离的一种方法),他们的异同在于:泡沫分馏用于分离溶解物质,他们可以是表面活性物质,也可以是不具有表面活性的物质如金属离子,阴离子,蛋白质,酶等,但他们必须具有和某一类型的表面活性剂结合的能力,当料液鼓泡时能进入液层上方的泡沫层而与液相主体分离。