廣東工業(yè)大學-生化分離技術-doc1

1、下游技術?第一章第一章提取與沉淀分離技術提取與沉淀分離技術?生物大分子生物大分子是指在生物體內存在的具有特殊生物學功能的高分子化合物，主要包括是指在生物體內存在的具有特殊生物學功能的高分子化合物，主要包括蛋白質、酶、核酸、多糖和脂類蛋白質、酶、核酸、多糖和脂類。?提取的概念：在一定的條件下，用適當的溶劑（溶液）處理原料，使欲分離物質充提取的概念：在一定的條件下，用適當的溶劑（溶液）處理原料，使欲分離物質充分溶解溶解到溶劑（溶液）中的過程

2、。也叫抽提。到溶劑（溶液）中的過程。也叫抽提。提取提取液固提取固提取液液提取（萃?。┮禾崛。ㄝ腿。?細胞破碎細胞破碎?定義：細胞破碎是指選用物理、化學、酶或機械的方法來破壞定義：細胞破碎是指選用物理、化學、酶或機械的方法來破壞細胞壁細胞壁或細胞膜細胞膜?目的：目的：破壞細胞的外殼，使細胞內含物有效地釋放出來，獲得有效的提取。破壞細胞的外殼，使細胞內含物有效地釋放出來，獲得有效的提取。?對于胞內產物需要收集菌體或細胞進行破碎。對于胞內產物

3、需要收集菌體或細胞進行破碎。?細胞壁結構對破碎的影響細胞壁結構對破碎的影響?細胞破碎的阻力主要來自于細胞破碎的阻力主要來自于細胞壁細胞壁。?不同細胞壁的結構和組成不完全相同，故細胞壁的機械強度不同，細胞破碎的難易不同細胞壁的結構和組成不完全相同，故細胞壁的機械強度不同，細胞破碎的難易程度也就不同。程度也就不同。?幾乎所有細菌的細胞壁都是由肽聚糖組成，它是難溶性的聚糖鏈；幾乎所有細菌的細胞壁都是由肽聚糖組成，它是難溶性的聚糖鏈；?相鄰聚糖

4、鏈上的短肽又交叉相聯，構成了細胞壁的三維網狀結構，包圍在細胞周相鄰聚糖鏈上的短肽又交叉相聯，構成了細胞壁的三維網狀結構，包圍在細胞周圍；圍；?使細胞具有一定的形狀和強度。使細胞具有一定的形狀和強度。?破碎細菌的主要阻力是來自于肽聚糖的網狀結構，其網結構的致密程度和強度取決破碎細菌的主要阻力是來自于肽聚糖的網狀結構，其網結構的致密程度和強度取決于聚糖鏈上所存在的肽鍵的數量和其交聯的程度。于聚糖鏈上所存在的肽鍵的數量和其交聯的程度。（細胞破

5、碎方法（細胞破碎方法機械破碎法機械破碎法高速組織搗碎機高速組織搗碎機勻漿器勻漿器研磨器研磨器物理破碎法物理破碎法化學破碎法化學破碎法酶學破碎法酶學破碎法（物理破碎法的分類（物理破碎法的分類溫度差破碎法溫度差破碎法把待破碎的樣品通過把待破碎的樣品通過溫度的反復變化溫度的反復變化而使細胞破碎。而使細胞破碎。壓力差破碎法：通過壓力差破碎法：通過壓力的變化壓力的變化，使細胞內與細胞外所受的壓力不同，而使細，使細胞內與細胞外所受的壓力不同，而使細

6、胞破碎。胞破碎。超聲波破碎法超聲波破碎法通過通過超聲波超聲波的作用，使細胞結構解體，而使細胞破碎。的作用，使細胞結構解體，而使細胞破碎。?化學破碎方法化學破碎方法?化學破碎方法：通過化學試劑的作用，使細胞膜的結構改變或破壞，使細胞膜的透化學破碎方法：通過化學試劑的作用，使細胞膜的結構改變或破壞，使細胞膜的透過性改變。過性改變。?常用的化學試劑可分為有機溶劑和表面活性劑兩大類。常用的化學試劑可分為有機溶劑和表面活性劑兩大類。?十二烷基硫酸

7、鈉：十二烷基硫酸鈉：SDS?酶學破碎方法酶學破碎方法?酶學破碎方法：利用酶學破碎方法：利用溶解細胞壁溶解細胞壁的酶的酶(外加的或細胞本身存在的酶外加的或細胞本身存在的酶)處理菌體細胞，處理菌體細胞，使細胞壁受到破壞后，再利用滲透壓、沖擊等方法破壞細胞膜使細胞壁受到破壞后，再利用滲透壓、沖擊等方法破壞細胞膜?分為：外加酶制劑和自溶法。分為：外加酶制劑和自溶法。但對于革蘭氏陰性菌，單獨采用但對于革蘭氏陰性菌，單獨采用溶菌酶溶菌酶無效果，必須

8、與無效果，必須與螯合劑螯合劑3.鹽析操作一般可在鹽析操作一般可在室溫室溫下進行，而某些對熱特別敏感的酶，則應在下進行，而某些對熱特別敏感的酶，則應在低溫低溫條件下進條件下進行。行。4.選擇適當的蛋白質濃度，避免共沉淀作用。選擇適當的蛋白質濃度，避免共沉淀作用。5.沉淀要脫鹽純化。沉淀要脫鹽純化。?等電點沉淀法等電點沉淀法?沉淀原理：利用蛋白質在沉淀原理：利用蛋白質在等電點時溶解度最低等電點時溶解度最低以及以及不同的蛋白質具有不同的等電點

9、不同的蛋白質具有不同的等電點這一特性，將不同蛋白質進行分離。這一特性，將不同蛋白質進行分離。?在實際使用時等電點沉淀法經常與鹽析法或有機溶劑沉淀法聯合使用。在實際使用時等電點沉淀法經常與鹽析法或有機溶劑沉淀法聯合使用。?加酸或加堿調節(jié)加酸或加堿調節(jié)pH值過程中，要防止局部過酸或過堿。值過程中，要防止局部過酸或過堿。?、有機溶劑沉淀法有機溶劑沉淀法?沉淀原理：利用不同蛋白質沉淀原理：利用不同蛋白質在不同濃度的有機溶劑中的溶解度不同在不同濃

10、度的有機溶劑中的溶解度不同而使蛋白質分而使蛋白質分離。離。?優(yōu)點：分辨力比鹽析法好，溶劑容易除去且可回收。優(yōu)點：分辨力比鹽析法好，溶劑容易除去且可回收。?缺點：易使蛋白質和酶變性缺點：易使蛋白質和酶變性操作要點有機溶劑：常用乙醇和丙酮有機溶劑：常用乙醇和丙酮溫度：低溫溫度：低溫離子強度：加入鹽（減少蛋白質變離子強度：加入鹽（減少蛋白質變性，提高分離效果）性，提高分離效果）的濃度不宜太高濃度不宜太高第二章?過濾與膜分離技術的定義過濾與膜分

11、離技術的定義?粗濾和部分微濾采用高分子膜粗濾和部分微濾采用高分子膜以外以外的物質作為過濾介質，稱為非膜過濾，簡稱為過的物質作為過濾介質，稱為非膜過濾，簡稱為過濾。濾。?大部分微濾以及超濾、反滲透、透析、電滲析等采用各種高分子膜為過濾介質，稱大部分微濾以及超濾、反滲透、透析、電滲析等采用各種高分子膜為過濾介質，稱為膜過濾，又稱為膜分離技術。為膜過濾，又稱為膜分離技術。?.加壓膜分離加壓膜分離1）微濾微濾2）超濾）超濾3）反滲透）反滲透電場

12、膜分離2）（1）電滲析）電滲析離子交換膜電滲析離子交換膜電滲析第三章第三章萃取分離技術萃取分離技術?萃取分離原理：組分在兩個萃取分離原理：組分在兩個互不相溶的液相互不相溶的液相中的中的溶解度溶解度不同。不同。?萃取分離特點：簡便萃取分離特點：簡便、快速、應用廣、快速、應用廣?萃取萃取是生物分離中常用的單元操作是生物分離中常用的單元操作?分配系數分配系數?衡量萃取體系是否合理的重要參數：衡量萃取體系是否合理的重要參數：k﹦yx?Y平衡時溶

13、質在輕相中的濃度平衡時溶質在輕相中的濃度?X平衡時溶質在重相中的濃度平衡時溶質在重相中的濃度?雙相萃取?利用物質在不相溶的，兩水相間分配系數的差異進行萃取的方法利用物質在不相溶的，兩水相間分配系數的差異進行萃取的方法?可以構成雙水相的體系有：可以構成雙水相的體系有：?離子型高聚物－非離子型高聚物離子型高聚物－非離子型高聚物?聚乙二醇－葡聚糖聚乙二醇－葡聚糖?高聚物－相對低分子量化合物高聚物－相對低分子量化合物?聚乙二醇－硫酸銨聚乙二醇－