生物分離技術（簡體書）

《生物分離技術》是全國高職高專教育“十一五”規劃教材。《生物分離技術》主要內容有生物分離技術的基本概念、生物原材料預處理技術、固液分離技術、細胞破碎技術萃取技術、濃縮技術、沉淀技術、結晶技術、干燥技術、色層分離技術、膜分離技術、分子蒸餾技術、制備型高效液相色譜技術、粉碎技術等。《生物分離技術》可作為應用性、技能型人才培養生物技術類、製藥技術類專業教學用書，也可供相關行業生產和科研人員參考。

生物分離技術也常稱為生物技術下游加工過程，是由一系列的生物分離純化單元操作技術組成，各個單元操作技術具有各自的分離理論，適用於不同的分離純化階段。生物分離技術是生物技術的重要組成部分，其技術水平對於保持和提高各國在生物技術領域的競爭力具有至關重要的作用。生物分離技術也是高職高專生物技術類專業的必修主幹課。本教材是根據2006年3月在深圳召開的全國高等職業教育生物技術類專業教材審綱會通過的《生物分離技術》編寫大綱編寫的。教材編寫中，突出高職教育的特點，根據生物技術行業特點介紹職業崗位（群）技術操作人員所需的知識和對能力的要求，對理論則以能滿足實踐需要為度，突顯技術的實踐性和實用性。
本教材系統講述了生物分離過程各種單元操作技術的基本原理、操作技術和重要設備，同時也介紹了現代生物工程下游技術一些最新應用成果。為便於學習，每一章都列出知識目標、能力目標和思考題。書後還精選了十一個涵蓋生物分離過程各重要操作環節、重要設備和操作技術的實訓項目，供各個學校根據自身條件選用。
全書共分十三章，劉冬編寫第一章、第二章、第六章、第十章、第十二章和實訓三、實訓七、實訓八，王妍編寫第三章、第十一章和實訓一、實訓九、實訓十、實訓十一，劉柱明編寫第四章、第七章和實訓二、實訓四，湯文浩編寫第五章，徐清華編寫第八章、第九章和實訓五、實訓六。全書由劉冬統稿，梁世中主審。
本書在編寫過程中，得到了高等教育出版社梁琦、張慶波，深圳職業技術學院應用化學與生物技術學院李世敏教授的大力支持和幫助，在此表示衷心地感謝。
由於生物分離技術發展迅速，編者水平有限，內容難免有錯漏之處，敬請批評指正。

第一章 緒論
第一節 生物分離技術在生物產品生產中的地位
第二節 生物分離過程的特點
第三節 生物分離一般工藝流程及單元操作
第四節 分離純化方法選擇的依據
第五節 生物分離技術的發展趨勢

第二章 生物材料的預處理技術
第一節 凝聚和絮凝技術
第二節 其他去除雜質的技術

第三章 固液分離技術
第一節 過濾技術
第二節 離心分離技術

第四章 細胞破碎技術
第一節 細胞壁的組成與結構
第二節 細胞破碎方法
第三節 破碎率的評價和破碎方法選擇依據
第四節 基因工程包含體的純化方法

第五章 萃取技術
第一節 溶劑萃取技術
第二節 雙水相萃取技術
第三節 超臨界流體摹取技術

第六章 濃縮技術
第一節 蒸發濃縮
第二節 冷凍濃縮
第三節 其他濃縮方法簡介

第七章 沉淀技術
第一節 鹽析沉淀法
第二節 有機溶劑沉淀法
第三節 其他沉淀法

第八章 結晶技術
第一節 結晶原理
第二節 結晶方法與設備

第九章 干燥技術
第一節 干燥基本原理
第二節 加熱干燥與設備
第三節 冷凍干燥與設備

第十章 膜分離技術
第一節 膜分離過程分類和特點
第二節 膜分離機理簡介
第三節 分離膜與膜性能
第四節 膜分離工藝
第五節 膜分離在生物分離技術中的應用

第十一章 層析技術
第一節 層析技術概述
第二節 吸附層析技術
第三節 凝膠層析技術
第四節 離子交換層析技術
第五節 親和層析技術
第六節 疏水層析技術

第十二章 分子蒸餾技術
第一節 分子蒸餾基本理論
第二節 分子蒸餾流程及設備
第三節 分子蒸餾技術在生物分離工藝中的應用

第十三章 生物分離技術實訓
實訓一 離心機的安裝與維護
實訓二 酶法結合超聲波破碎法破碎大腸桿菌
實訓三 CO2，超臨界萃取大豆油
實訓四 硫酸銨鹽析沉淀法和乙醇沉淀法沉淀乳清蛋白
實訓五 谷氨酸等電點結晶技術
實訓六 酸奶粉冷凍干燥
實訓七 超濾設備使用與維護
實訓八 超濾法濃縮真菌多糖
實訓九 凝膠層析法乳清蛋白脫鹽
實訓十 離子交換柱層析分離氨基酸
實訓十一 親和層析分離GST蛋白
附錄
主要參考文獻
後記

（2）層析法主要是利用活性炭、白土、氧化鋁、大孔樹脂等吸附劑，及離子交換樹脂、親水性離子交換劑等離子交換劑，吸附、富集目的成分。
（3）沉澱法利用鹽析、有機溶劑等沉澱劑結合等電點沉澱法，使目的蛋白沉澱並得到初步純化。
（4）膜過濾法利用微濾膜、超濾膜、納濾膜或反滲透膜等選擇性透過膜，分別將大小不同的顆粒或分子分離或濃縮。
（5）蒸發濃縮利用真空蒸發濃縮去除大部分溶劑及易揮發組分。
（6）分子蒸餾對於大分子、沸點高、揮發小、對熱不穩定、黏度高或容易爆炸液體材料的分離，分子蒸餾技術特別適合。
（四）高度純化（精製）
經初步純化，物料體積已大大縮小，但純度提高不多，需要進一步精製。大分子物質的精製主要採用層析，而小分子物質的精製常用結晶操作。
（1）層析層析是一種高效的分離技術，過去僅用於實驗室中，後來規模逐漸擴大而應用於工業上。操作是在柱中進行，包含兩個相——固定相和移動相，物質在兩相間分配情況不同，在柱中的運動速度也不同而獲得分離。層析是一系列相關技術的總稱，根據分配機理的不同，製備規模的層析主要包括吸附層析、凝膠層析、離子交換層析、疏水層析、親和層析等。
（2）結晶結晶可以認為是沉澱的一種特殊情況。結晶的前提條件是溶液要達到過飽和。結晶主要用於低相對分子質量物質的純化，例如抗生素、氨基酸、有機酸等。
（3）乾燥乾燥是生產固體狀生物物質的最後工序。乾燥方法很多，但生物物質大多有熱敏失活的特性，因此一般選用真空乾燥、流化床乾燥、氣流乾燥、噴霧乾燥和冷凍乾燥等操作形式。
（五）最後純化
經過上述初步純化和高度純化後，一般能符合成品要求，如果這樣那就不需最後純化這一步。反之，則尚需進一步純化，最好是選擇機理不同的另一種高度純化操作。蛋白質分子在純化過程中，常會聚集成二聚體或多聚體，特別當濃度較高時；或含有降解產物（由於有蛋白酶的存在）；有時親和層析的配基也會脫落，也必須除去。常用的方法是利用基於分子大小不同的凝膠層析法，這是真正意義上的層析法，其處理量小，所以應用於最後純化很合適，因為此時體積已很小；也可用高效液相層析法，但費用較高。