廣東工業(yè)大學(xué)-生化分離技術(shù)-doc1

1、下游技術(shù)?第一章第一章提取與沉淀分離技術(shù)提取與沉淀分離技術(shù)?生物大分子生物大分子是指在生物體內(nèi)存在的具有特殊生物學(xué)功能的高分子化合物，主要包括是指在生物體內(nèi)存在的具有特殊生物學(xué)功能的高分子化合物，主要包括蛋白質(zhì)、酶、核酸、多糖和脂類蛋白質(zhì)、酶、核酸、多糖和脂類。?提取的概念：在一定的條件下，用適當(dāng)?shù)娜軇ㄈ芤海┨幚碓?，使欲分離物質(zhì)充提取的概念：在一定的條件下，用適當(dāng)?shù)娜軇ㄈ芤海┨幚碓?，使欲分離物質(zhì)充分溶解溶解到溶劑（溶液）中的過(guò)程

2、。也叫抽提。到溶劑（溶液）中的過(guò)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(xì)胞破碎細(xì)胞破碎?定義：細(xì)胞破碎是指選用物理、化學(xué)、酶或機(jī)械的方法來(lái)破壞定義：細(xì)胞破碎是指選用物理、化學(xué)、酶或機(jī)械的方法來(lái)破壞細(xì)胞壁細(xì)胞壁或細(xì)胞膜細(xì)胞膜?目的：目的：破壞細(xì)胞的外殼，使細(xì)胞內(nèi)含物有效地釋放出來(lái)，獲得有效的提取。破壞細(xì)胞的外殼，使細(xì)胞內(nèi)含物有效地釋放出來(lái)，獲得有效的提取。?對(duì)于胞內(nèi)產(chǎn)物需要收集菌體或細(xì)胞進(jìn)行破碎。對(duì)于胞內(nèi)產(chǎn)物

3、需要收集菌體或細(xì)胞進(jìn)行破碎。?細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)對(duì)破碎的影響細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)對(duì)破碎的影響?細(xì)胞破碎的阻力主要來(lái)自于細(xì)胞破碎的阻力主要來(lái)自于細(xì)胞壁細(xì)胞壁。?不同細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和組成不完全相同，故細(xì)胞壁的機(jī)械強(qiáng)度不同，細(xì)胞破碎的難易不同細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和組成不完全相同，故細(xì)胞壁的機(jī)械強(qiáng)度不同，細(xì)胞破碎的難易程度也就不同。程度也就不同。?幾乎所有細(xì)菌的細(xì)胞壁都是由肽聚糖組成，它是難溶性的聚糖鏈；幾乎所有細(xì)菌的細(xì)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(lián)，構(gòu)成了細(xì)胞壁的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，包圍在細(xì)胞周相鄰聚糖鏈上的短肽又交叉相聯(lián)，構(gòu)成了細(xì)胞壁的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，包圍在細(xì)胞周圍；圍；?使細(xì)胞具有一定的形狀和強(qiáng)度。使細(xì)胞具有一定的形狀和強(qiáng)度。?破碎細(xì)菌的主要阻力是來(lái)自于肽聚糖的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其網(wǎng)結(jié)構(gòu)的致密程度和強(qiáng)度取決破碎細(xì)菌的主要阻力是來(lái)自于肽聚糖的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其網(wǎng)結(jié)構(gòu)的致密程度和強(qiáng)度取決于聚糖鏈上所存在的肽鍵的數(shù)量和其交聯(lián)的程度。于聚糖鏈上所存在的肽鍵的數(shù)量和其交聯(lián)的程度。（細(xì)胞破

5、碎方法（細(xì)胞破碎方法機(jī)械破碎法機(jī)械破碎法高速組織搗碎機(jī)高速組織搗碎機(jī)勻漿器勻漿器研磨器研磨器物理破碎法物理破碎法化學(xué)破碎法化學(xué)破碎法酶學(xué)破碎法酶學(xué)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(guò)把待破碎的樣品通過(guò)溫度的反復(fù)變化溫度的反復(fù)變化而使細(xì)胞破碎。而使細(xì)胞破碎。壓力差破碎法：通過(guò)壓力差破碎法：通過(guò)壓力的變化壓力的變化，使細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞外所受的壓力不同，而使細(xì)，使細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞外所受的壓力不同，而使細(xì)

6、胞破碎。胞破碎。超聲波破碎法超聲波破碎法通過(guò)通過(guò)超聲波超聲波的作用，使細(xì)胞結(jié)構(gòu)解體，而使細(xì)胞破碎。的作用，使細(xì)胞結(jié)構(gòu)解體，而使細(xì)胞破碎。?化學(xué)破碎方法化學(xué)破碎方法?化學(xué)破碎方法：通過(guò)化學(xué)試劑的作用，使細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)改變或破壞，使細(xì)胞膜的透化學(xué)破碎方法：通過(guò)化學(xué)試劑的作用，使細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)改變或破壞，使細(xì)胞膜的透過(guò)性改變。過(guò)性改變。?常用的化學(xué)試劑可分為有機(jī)溶劑和表面活性劑兩大類。常用的化學(xué)試劑可分為有機(jī)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(xué)破碎方法酶學(xué)破碎方法?酶學(xué)破碎方法：利用酶學(xué)破碎方法：利用溶解細(xì)胞壁溶解細(xì)胞壁的酶的酶(外加的或細(xì)胞本身存在的酶外加的或細(xì)胞本身存在的酶)處理菌體細(xì)胞，處理菌體細(xì)胞，使細(xì)胞壁受到破壞后，再利用滲透壓、沖擊等方法破壞細(xì)胞膜使細(xì)胞壁受到破壞后，再利用滲透壓、沖擊等方法破壞細(xì)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(duì)于革蘭氏陰性菌，單獨(dú)采用但對(duì)于革蘭氏陰性菌，單獨(dú)采用溶菌酶溶菌酶無(wú)效果，必須

8、與無(wú)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(jìn)行，而某些對(duì)熱特別敏感的酶，則應(yīng)在下進(jìn)行，而某些對(duì)熱特別敏感的酶，則應(yīng)在低溫低溫條件下進(jìn)條件下進(jìn)行。行。4.選擇適當(dāng)?shù)牡鞍踪|(zhì)濃度，避免共沉淀作用。選擇適當(dāng)?shù)牡鞍踪|(zhì)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(diǎn)沉淀法等電點(diǎn)沉淀法?沉淀原理：利用蛋白質(zhì)在沉淀原理：利用蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)溶解度最低等電點(diǎn)時(shí)溶解度最低以及以及不同的蛋白質(zhì)具有不同的等電點(diǎn)

9、不同的蛋白質(zhì)具有不同的等電點(diǎn)這一特性，將不同蛋白質(zhì)進(jìn)行分離。這一特性，將不同蛋白質(zhì)進(jìn)行分離。?在實(shí)際使用時(shí)等電點(diǎn)沉淀法經(jīng)常與鹽析法或有機(jī)溶劑沉淀法聯(lián)合使用。在實(shí)際使用時(shí)等電點(diǎn)沉淀法經(jīng)常與鹽析法或有機(jī)溶劑沉淀法聯(lián)合使用。?加酸或加堿調(diào)節(jié)加酸或加堿調(diào)節(jié)pH值過(guò)程中，要防止局部過(guò)酸或過(guò)堿。值過(guò)程中，要防止局部過(guò)酸或過(guò)堿。?、有機(jī)溶劑沉淀法有機(jī)溶劑沉淀法?沉淀原理：利用不同蛋白質(zhì)沉淀原理：利用不同蛋白質(zhì)在不同濃度的有機(jī)溶劑中的溶解度不同在不同濃

10、度的有機(jī)溶劑中的溶解度不同而使蛋白質(zhì)分而使蛋白質(zhì)分離。離。?優(yōu)點(diǎn)：分辨力比鹽析法好，溶劑容易除去且可回收。優(yōu)點(diǎn)：分辨力比鹽析法好，溶劑容易除去且可回收。?缺點(diǎn)：易使蛋白質(zhì)和酶變性缺點(diǎn)：易使蛋白質(zhì)和酶變性操作要點(diǎn)有機(jī)溶劑：常用乙醇和丙酮有機(jī)溶劑：常用乙醇和丙酮溫度：低溫溫度：低溫離子強(qiáng)度：加入鹽（減少蛋白質(zhì)變離子強(qiáng)度：加入鹽（減少蛋白質(zhì)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(guò)濾與膜分離技術(shù)的定義過(guò)濾與膜分

11、離技術(shù)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(zhì)作為過(guò)濾介質(zhì)，稱為非膜過(guò)濾，簡(jiǎn)稱為過(guò)的物質(zhì)作為過(guò)濾介質(zhì)，稱為非膜過(guò)濾，簡(jiǎn)稱為過(guò)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(guò)濾介質(zhì)，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(guò)濾介質(zhì)，稱為膜過(guò)濾，又稱為膜分離技術(shù)。為膜過(guò)濾，又稱為膜分離技術(shù)。?.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(chǎng)

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(shù)萃取分離技術(shù)?萃取分離原理：組分在兩個(gè)萃取分離原理：組分在兩個(gè)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(diǎn)：簡(jiǎn)便萃取分離特點(diǎn)：簡(jiǎn)便、快速、應(yīng)用廣、快速、應(yīng)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(shù)分配系數(shù)?衡量萃取體系是否合理的重要參數(shù)：衡量萃取體系是否合理的重要參數(shù)：k﹦yx?Y平衡時(shí)溶

13、質(zhì)在輕相中的濃度平衡時(shí)溶質(zhì)在輕相中的濃度?X平衡時(shí)溶質(zhì)在重相中的濃度平衡時(shí)溶質(zhì)在重相中的濃度?雙相萃取?利用物質(zhì)在不相溶的，兩水相間分配系數(shù)的差異進(jìn)行萃取的方法利用物質(zhì)在不相溶的，兩水相間分配系數(shù)的差異進(jìn)行萃取的方法?可以構(gòu)成雙水相的體系有：可以構(gòu)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(duì)低分子量化合物高聚物－相對(duì)低分子量化合物?聚乙二醇－硫酸銨聚乙二醇－