生化分離技術

本書針對我國高職教育的特點和發展方向，按崗位工作過程設計教學內容，根據本課程的實際，全書設計了5個代表性教學項目：青霉素的提取分離、牛胰臟中胰島素的提取分離、銀杏黃酮提取分離、牛血中超氧化物歧化酶的提取分離、香菇多糖的提取分離。每一個項目突出實踐教學，從認識產品的原料開始，分成4或5個學習任務，並包含許多子任務，逐步學習原料的生物藥學價值、產品工藝過程，從項目引出理論知識。每個教學項目后是2個能力拓展實訓項目，讓學生通過操作演練，達到“教、學、做”合一，提高專業技能的目的；每個教學項目學習還包含必備的理論知識，以“拓展任務”形式列在教學項目中。全書介紹了生物分離純化的常用技術：原料的預處理技術、萃取技術（包括中草藥有效成分分離純化技術）、固相析出分離技術、吸附與離子交換分離技術、膜分離技術、層析技術、濃縮乾燥技術。本書適用於高等職業院校生物技術及應用專業、生物製藥技術專業等相關專業作為教材使用，也可作為生物技術類企業、環保、製藥等相關行業技術人員的培訓教材。

第一節生物技術產品與生化分離過程1

一、生物技術產品的特性1

二、生化分離過程的重要性及其特點2

第二節生化分離的一般過程及單元操作3

一、生化分離的一般工藝過程4

二、發酵液的預處理和固液分離4

三、細胞破碎和其碎片的分離5

四、初步純化(提取)5

五、高度純化(精製)7

六、成品加工7

思考題8

第一章固液分離技術9

第一節發酵液的預處理技術9

一、預處理的原理及方法9

二、發酵液的相對純化12

第二節固液分離13

一、發酵液的過濾13

二、離心分離16

三、其他固液分離方法16

四、預處理及固液分離技術應用實例17

思考題18

第二章細胞破碎技術19

第一節細胞壁的結構與組成19

一、細菌20

二、真菌和酵母20

三、藻類21

第二節細胞壁的破碎21

一、球磨法21

二、高壓勻漿法22

三、超聲波破碎法23

四、酶溶法24

五、化學滲透法24

六、其他方法25

第三節包含體26

一、包含體的形成、分離及洗滌26

二、包含體的變性溶解27

三、蛋白質的復性27

思考題27

第三章萃取和浸取技術29

第一節溶劑萃取29

一、溶劑萃取的理論基礎30

二、溶劑萃取的方式34

三、溶劑萃取過程中的工藝問題及處理41

第二節浸取42

一、浸取理論42

二、浸取過程46

三、浸取過程中的問題及其處理48

第三節新型萃取技術49

一、雙水相萃取49

二、超臨界流體萃取52

三、反膠團萃取55

思考題59

第四章沉澱技術60

第一節蛋白質沉澱的基本原理60

一、蛋白質的溶解性60

二、蛋白質膠體溶液的穩定性61

三、沉澱動力學61

第二節蛋白質沉澱的基本方法及沉澱技術的應用62

一、基本方法62

二、沉澱技術的應用67

思考題67

第五章吸附及離子交換技術68

第一節吸附68

一、吸附的基本原理68

二、常用吸附劑71

三、吸附技術的應用72

第二節離子交換的基本原理76

一、離子交換平衡77

二、離子交換選擇性77

三、離子交換過程和離子交換速率77

四、影響離子交換的因素78

第三節離子交換樹脂81

一、離子交換樹脂的分類81

二、離子交換樹脂的命名82

三、離子交換樹脂的理化性質82

四、離子交換樹脂的功能特性84

五、離子交換樹脂的選擇86

六、有關計算87

第四節離子交換工藝88

一、離子交換工藝過程88

二、離子交換操作方式91

第五節離子交換技術的工業應用92

一、離子交換技術在水處理中的應用92

二、離子交換技術在藥物生產中的應用94

第六節離子交換技術的發展95

一、新型離子交換樹脂的開發及應用95

二、離子交換技術與其他分離技術的結合96

思考題96

第六章膜分離技術98

第一節膜及其應用98

一、膜的分類及性能98

二、膜組件98

三、膜在生物技術行業中的應用100

第二節膜分離過程101

一、膜分離過程的機理101

二、膜分離過程的類型103

第三節膜分離過程中的問題及處理104

一、壓密作用104

二、水解作用105

三、濃差極化105

四、膜的污染106

第四節典型的膜分離技術107

一、反滲透107

二、超濾110

三、微濾111

四、納濾114

五、透析115

六、電滲析116

第五節液膜分離技術119

一、液膜類型及膜相組成119

二、乳化液膜的製備及分離機制121

三、乳化液膜分離工藝流程及應用122

思考題124

第七章層析技術125

第一節層析的基本原理及分類125

一、層析的基本原理125

二、層析分類129

第二節凝膠過濾層析129

一、原理與操作129

二、凝膠層析的應用及特點132

第三節離子交換層析133

一、原理與操作133

二、離子交換層析的應用及特點134

第四節疏水性相互作用層析135

一、原理與操作135

二、疏水性相互作用層析的應用及特點136

第五節親和層析136

一、原理與操作136

二、親和層析的應用及特點138

第六節反相層析138

思考題139

第八章電泳技術140

第一節電泳的基本原理140

一、電泳的理論基礎140

二、影響電泳遷移速率的因素140

第二節電泳及其應用141

一、電泳的分類141

二、幾種典型的電泳技術142

三、電泳的應用145

四、電泳應用實例145

思考題146

第九章結晶技術147

第一節結晶的基本原理147

一、飽和與過飽和溶液的形成147

二、成核150

三、晶體生長152

四、晶習及產品處理152

第二節結晶的類型154

一、結晶分類154

二、分批結晶155

三、連續結晶155

四、重結晶156

五、分級重結晶157

第三節結晶操作控制157

一、過飽和度158

二、溫度158

三、晶漿濃度158

四、流速158

五、結晶時間158

六、溶劑與pH159

七、晶種159

八、攪拌與混合159

九、結晶系統的晶垢159

第四節結晶技術應用實例160

一、青霉素G鹽的結晶工藝160

二、四環素鹼的結晶工藝160

思考題161

第十章蒸發與乾燥技術162

第一節蒸發162

一、蒸發過程162

二、蒸發的操作方法163

第二節乾燥165

一、基本原理165

二、乾燥方法167

三、乾燥過程應用實例171

思考題172

第十一章典型產品的分離工藝173

第一節青霉素的分離工藝173

一、青霉素的分離原理173

二、青霉素的分離工藝176

第二節維生素C的分離工藝179

一、2?酮基?L?古龍酸的分離原理180

二、2?酮基?L?古龍酸的分離工藝180

《生化分離技術(第2版)》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材(高職高專教材)。

隨著經濟不斷向前發展，生產技術領域發生了顯著變化。新技術不斷出現，老技術也不更新優化。生化分離技術作為產物製備過程中的重要工程技術，也在不斷地革新變化。高職業技術院校肩負著培養面向生產、建設、服務和管理第一線需要的高技能人才的使命。有培養掌握生產技術，並能應用技術解決具體問題的高技能人才，才能促進產業發展，適社會經濟發展的需要。

教材作為推廣技術的一種載體，必須緊跟技術發展，瞄準技術領域現狀，突出適用性內，才能更好地輔助教學，適應培養一線崗位工作人員業務能力的需要。本教材作為普通高教育“十一五”國家級規劃教材，在第一版教材內容基礎上進行了適當修訂。在加強介紹遍應用的分離技術同時，也注重新的分離技術的介紹。教材內容以培養學生技術應用能力目標，從生化產品分離崗位一線工作出發，以分離崗位工作所需的知識、技能為導向，設適當理論知識，突出實踐性知識，旨在使學生學習后能做、會做、做好，並具備一定的創能力。

為了更好地跟蹤生化分離技術應用現狀，編者深入多家有代表性的大中型企業進行調，在企業通過與技術人員及生產操作人員進行深入的交流與研討，掌握了大量的生產一線術資料，為修訂教材內容積累了豐富的素材，使得本版教材內容更加實用，生產實際知識以加強。希望這版教材有助於培養學生的生產技能，同時，懇請廣大讀者提出寶貴意見。