生物分離工程-01課件

1、生物分離工程概 述參考書目教材： 生物分離工程 孫彥編著，化學(xué)工業(yè)出版社，2005年主要參考書目 生物工程下游技術(shù) 劉國(guó)詮主編，1993年 Bioseparation Process Science Antonio A. Garca等學(xué)時(shí)安排目錄分配學(xué)時(shí)目錄分配學(xué)時(shí)緒論2層析6細(xì)胞分離與破碎2親和純化4沉淀2電泳2膜分離3結(jié)晶2萃取3干燥2吸附與離子交換4授課內(nèi)容生物下游加工技術(shù)簡(jiǎn)介生物下游加工過程的特點(diǎn)分離機(jī)理和分離操作生物物質(zhì)分離效率的評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)目的和要求 總體要求：對(duì)本課程具有比較初步的認(rèn)識(shí)；掌握：生物下游加工技術(shù)的特點(diǎn)；生物分離過程的單元操作原理；了解：生物分離技術(shù)的研究?jī)?nèi)容和發(fā)展情況

2、；生物物質(zhì)的種類和特性；下游加工過程的一般流程 ；應(yīng)用：運(yùn)用生物分離技術(shù)的評(píng)價(jià)方法分析實(shí)際問題；何謂生物分離工程？生物分離工程是生物工程或者說是生物化學(xué)工程的一個(gè)組成部分，生物化工產(chǎn)品是通過微生物發(fā)酵，酶反應(yīng)過程和動(dòng)、植物大量培養(yǎng)獲得，從發(fā)酵液、反應(yīng)液或培養(yǎng)液中分離、精制（純化）有關(guān)產(chǎn)品的過程。 生物工程的基本內(nèi)容生物工程的萌芽1943年沉浸培養(yǎng)： 5m3 200u/ml當(dāng)今：100m3200m3 5-7萬u/ml1953年，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)1972年，美國(guó)斯坦福大學(xué)構(gòu)建了第一個(gè)重組DNA分子1996年，克隆羊“多利”誕生在英國(guó)的羅斯林研究所1990-2006，人類基因組計(jì)劃現(xiàn)在，生物信

3、息、生物芯片、胚胎干細(xì)胞等生命科學(xué)的發(fā)展帶動(dòng)生物工程的進(jìn)步生物加工過程內(nèi)容 優(yōu)育生物物種的選育； 生物反應(yīng)生產(chǎn)粗原料； 目標(biāo)產(chǎn)物的分離純化過程； 基因工程遺傳與育種生物反應(yīng)工程生物分離工程結(jié)構(gòu)基因組的研究?jī)?nèi)容Bottleneck結(jié)構(gòu)基因組研究的制約因素 在蛋白質(zhì)克隆和表達(dá)系統(tǒng)被不斷優(yōu)化的同時(shí)，分離純化過程蛋白質(zhì)的錯(cuò)誤折疊及產(chǎn)物的不溶及聚合已成為結(jié)構(gòu)基因組計(jì)劃發(fā)展的制約因素。生物分離技術(shù)與化工分離技術(shù)的區(qū)別 化工分離技術(shù)：獲得純的化學(xué)物質(zhì)生物分離技術(shù)：在得到純的生物物質(zhì)同時(shí)，還必須關(guān)注特定雜質(zhì)的去除； 與傳統(tǒng)的化學(xué)試劑的純度概念不同，生物產(chǎn)物對(duì)有害物質(zhì)有嚴(yán)格的控制，生產(chǎn)過程也要求有嚴(yán)格的管理，在

4、最終產(chǎn)品中往往不允許有極微量的有害雜質(zhì)存在。可濾過性聚合物 生物分離技術(shù)的重要性 生物產(chǎn)物的特殊性；生物產(chǎn)物所處環(huán)境的復(fù)雜性；對(duì)生物產(chǎn)品要求的嚴(yán)格性； 最終結(jié)果：導(dǎo)致下游加工過程度成本往往占整個(gè)生物加工過程生產(chǎn)成本的大部分。（p1）分離技術(shù)的選擇依據(jù) （p3）產(chǎn)物所處的位置；產(chǎn)物性質(zhì)（分子大小、疏水性、電荷形式和溶解度等）；生物加工過程自身的規(guī)模和產(chǎn)品的商業(yè)價(jià)值；一種目標(biāo)產(chǎn)物的分離手段往往不止一種，根據(jù)生產(chǎn)的規(guī)模和價(jià)值，選擇合適的分離技術(shù) 生物下游加工過程的特點(diǎn) （p4）滿足維持生物物質(zhì)活性的要求滿足快速分離的要求滿足純度和雜質(zhì)去除的要求滿足高效分離的要求滿足成本優(yōu)化的要求 常用的分離技術(shù)及其機(jī)理 （p5）物理性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)重力、離心力、篩分熱力學(xué)性質(zhì)狀態(tài)變化、相平衡傳質(zhì)性質(zhì)粘度、擴(kuò)散、熱擴(kuò)散電磁性質(zhì)電泳、電滲、磁化化學(xué)性質(zhì)化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)平衡反應(yīng)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)速率光化學(xué)性質(zhì)激光激發(fā)、離子化生物學(xué)性質(zhì)分子識(shí)別生物親和作用、生物學(xué)識(shí)別輸送性質(zhì)生物膜輸送反應(yīng)、