第一章 生物产品分离技术研究的历史
第一章生物分离技术的研究历史
1．1引言
生化分离技术对生物技术对生物学的发展起着重要的作用，而近代生化分离技术与瑞典Uppsala密切相关。瑞典Uppsala大学在生化分离方法的研究最早起源于Svedberg。在20年代初，Svedberg在Uppsala大学物理化学系首先采用超高速离心技术，分离蛋白质等生物大分子。1924年，Svedberg发明了超高速离心机，并且首次从血液中分离出血红蛋白（Hb）[1]。1926年，Svedberg由于超高速离心机的发明及血红蛋白的发现获诺贝尔化学奖。
1925年，23岁的Arne Tiselius大学毕业后，作了Svedberg的研究生。当时Svedberg认识到蛋白质的物理性质不但可以在离心场中观察到，而且有可能在电场中研究。因此他鼓励Tiselius从事移动界面电泳法（Moving boundary method）的研究。1930年Tiselius首先发明了一种U型管自由移动界面电泳装置，之后Tiselius对该装置进行了改进，如采用冷却系统消除热扩散。他的学生Philpot和Svensson发明了一种紫外光学系统，用于检测蛋白质，即现在常用的紫外检测器的雏形。1937年Tiselius推出了新的电泳装置[2]，并将有关结果投到几个生物化学杂志，但这几个生物化学刊物都没有刊登这篇文章，可能这篇文章涉及的都是物理仪器的内容，而生物的内容较少。但Tiselius采用新的移动界面电泳装置从血清蛋白粗品中分离出血清蛋白及三种球蛋白，它将这三种球蛋白命名为α、β、γ球蛋白。1937年Uppsala大学因为Tiselius的工作专门成立了生物化学系，Tiselius成为生物化学系的第一位教授，但他的实验室仍主要在物理化学系，由于物理化学系拥有许多当时世界领先的仪器，如超高速离心机、电泳装置等。
40年代后，Tiselius开始了色谱分离技术的研究。1956年，Tiselius首先发明了羟基磷灰石，系统研究了吸附色谱的规律，建立了至今仍在应用的三种色谱洗脱方式：洗脱、前沿及置换，Tiselius首先将梯度洗脱引入色谱。由于Tiselius 在色谱及电泳方面的杰出贡献，1948年Tiselius获得诺贝尔化学奖[2]。
50年代后，Uppsala大学生物化学系在新型生化分离技术研究上进入了一个黄金时代。1959年发明了凝胶过滤（Gel filtration），60年代发明了等电聚焦、凝胶电泳。70年代的金属亲和层析分离技术和毛细管电泳技术等。培养了一大批世界著名的教授，如凝胶过滤的发明人Jerker Porath，毛细管电泳的发明人Stellan Hjerten等。而且Tiselius的许多学生进入了工业界，参与了瑞典两大生物
技术公司Pharmacia和LKB及美国的Bio-Rad公司的建设，如1950年Kirstie Granath在Pharamacia建立了物理化学实验室，1953年在电泳领域颇有建树的Svensson成为LKB的研究开发部主任；1954年Sephadex的发明人Per Flodin成为Pharmacia的葡聚糖实验室主任。1955年Bertil在Pharmacia建起了生物化学实验室。这些任命不但加强了工业界和Uppsala大学生物化学系的联系，而且加速了科研成果向企业界的转化，给企业带来了巨大的财富，如Pharmacia公司年销售额的三分之一（1983年）是从生化分离技术（介质）中获得的。LKB的主要产品如层析、电泳都来自Uppsala大学。美国Bio-Rad公司的层析介质Biogel A、Biogel P及毛细管电泳管也是来自Uppsala大学。世界范围内生化分离的层析介质（软介质）及电泳装置的技术主要来自Uppsala大学。因此60年代到80年代Uppsala大学生物化学系被国际学术界称为“Uppsala分离技术学院”。
1．2 凝胶过滤的发现历史
1.2.1 Dextran的发现
1941年23岁的Ingelman从Uppsala大学毕业后，作了Tiselius的研究生。Tiselius让他接手一个瑞典制糖厂的项目，从甜菜糖中分离出果胶，以替代进口果胶。当时由于二战，果胶极为缺乏，Ingelman意外的发现其提取的果胶中存在另一种多糖——葡聚糖（dextran）。为了提高dextran的成胶性，Ingelman采用一种双功能基团交联剂——环氧氯代丙烷进行交联，得到了一种不溶于水，但在水中溶胀的凝胶。他将有关结果报告给制糖公司，但制糖公司对这种水不溶性凝胶并不感兴趣，因此Ingelman1946年放弃了这个成果的专利申请。但Ingelman发现这种凝胶能够渗透一些物质而排斥一些物质，有可能用于医药，因此Ingelman 没有公开发表有关内容。1946年他进入Pharmacia后，继续dextran的研究。1947年Pharmacia推出了第一个基于dextran的浸剂溶液（商品名Macrodex）。1950年Pharmacia由Stockholm搬到了Uppsala，同时Ingelman被任命为dextran研究室主任，之后Pharmacia开发出许多dextran产品，成为世界上生产dextran的最大厂家[3]。
1.2.2 凝胶过滤和Sephadex的发明
50年代，Tiselius开始研究填充柱中的电泳。他的两个学生Per Flodin和Jerker Porath先后于1950年和1952年也加入了这个行列，研究用淀粉、纤维素等为填
充物抑制电泳热扩散，并在制备填充柱电泳上取得了进展。
1954年Flodin离开Tiselius实验室到Pharmacia任职，而Porath继续在生物化学系从事填充柱区带电泳的研究，但这两位朋友经常保持联系，讨论一些科研问题。当时Porath对纤维素粉的结果也不十分满意，由于其吸附作用较大。1956年秋天，Flodin建议Porach试一下交联dextran。Porath在实验中吃惊的发现大分子量的蛋白质反而比小分子量的蛋白移动的快。1957年Porath向Flodin报告了这一情况，并说交联dextran柱和几年前研究的淀粉柱具有类似的分子筛效应，但是物理性质要比淀粉好得多，而且孔径可以准确的控制。这两位科学家立刻意识到它们的发现就有重要的科学意义和潜在的应用价值。Ingelman知道这一消息后，立刻让Flodin专门制备凝胶，而Porath主要进行蛋白质和肽的分离实验，并且Pharmacia很快立项。经过几个月的实验，得到了令人满意的结果，开发了一种可以替代透析的色谱过滤技术。Pharmacia申请了两项专利，一项是凝胶制备，1958年3月申请，发明人为Flodin和Ingelman。另一项专利为凝胶过滤（gel filtration）方法，1958年4月申请，发明人为Flodin和Porath。申请专利后，由Pharmacia总经理Elis Goth和Tiselius教授提议，Pharmacia开始生产交联dextran，商品名为Sephadex，由Separation、Pharmacia和dextran三个字的字头组成。1959年Porath和Flodin在Nature上发表了著名的文章“Gel Filtration：A Method for Desalting and Group Separation”，第一次提出了凝胶过滤技术[4]。1959年，Pharmacia开始出售两种凝胶Sephadex G-25和Sephadex G-50。G为Gel的字头，数字表示胶的带水量（1克干胶所能带水的最大量乘以10）。1960年Pharmacia 又开发出Sephadex G-75，1963年Sephadex G-100和Sephadex G-200问世，1965年高度交联的Sephadex G-10 和Sephadex G-15上市，而且Sephadex的衍生物如DEAE－Sephadex也陆续问世，从而形成了Sephadex家族，Sephadex是目前生物分离中应用最广的层析介质之一。
1.3.Agarose 的发现和凝胶电泳的诞生
1961年美国的Polson首先将agar（琼脂）用于垂直柱电泳中，但由于agar 有很多带电基团，对电泳产生干扰，导致重复性不好。60年代初Uppsala大学生物化学系的Stellan Hjerten开始研究agar。通过文献检索和实验他发现agar是由agarose（琼脂糖）和agaropectin（琼脂果胶）组成，agar中的带电基团是agaropectin 引入的。其实这一结果早在1937年首先由日本学者Araki发现，Araki在一篇文章中阐述了agar是由两部分——琼脂糖和琼脂果胶组成，但由于这篇文章发表在日文杂志上，因此很少有人知道。Hjerten从agar中分离出agarose，并且将
agarose制成了凝胶球，成功的建立了agarose凝胶电泳[5]。同时Hjerten意识到新做成的agarose凝胶很有可能用于凝胶过滤。经过实验Hjerten发现agarose凝胶完全可以用于层析介质，因而发明了agarose凝胶。Hjerten首先和LKB商量申请专利，但LKB由于经费原因放弃了专利权。而后Hjerten又建议Pharmacia 公司申请专利，但Pharmacia当时对agarose凝胶不感兴趣，Hjerten只好将这个研究结果公开。Hjerten将agarose凝胶珠用于电泳，取得了很好的分离效果。之后Hjerten又研究了聚丙烯酰胺凝胶，发现这种凝胶用于电泳，可以分离许多蛋白质，从而奠定了凝胶电泳的基础。
美国的Bio-Rad公司根据这一结果制备凝胶，商品名为Biogel A。之后Pharmacia 意识到这种凝胶的重要性，开始生产这种凝胶，商品名为Sepharose，取Separation，Pharmacia和agarose的字头和字尾。但普通的agarose凝胶稳定性较差容易压缩。70年代初Porath和Jan Christer Janson等人对agarose凝胶进行交联，生产了今天常用的交联Sepharose CL，将agarose交联技术申请了专利，从此交联型Sepharose成为Pharmacia的主要产品。70年代后Sepharose的衍生物如离子交换树脂问世，80年代Pharmacia开发了高度交联的Fast Flow Sepharose 介质和Superose，从而奠定了Sepharose在生化分离中的盟主地位。
1．4 毛细管电泳的诞生
管式电泳的一个重要问题是热效应问题，但采用细管可以降低热波效应。Hjerten于1967年首先提出了毛细管区带电泳（CZE），他用一个内径3mm涂有甲基纤维素的石英管进行电泳，这是最早的毛细管电泳，但操作麻烦。1970年Everaerts 等人报告其在毛细管等速电泳（CITP）系统上得到的CZE结果，但结果还是不尽人意。1974年Virtanen提出应采用更细的毛细管提高分离效率，同时可减少热效应。1979年Mikkers用200 um内径的毛细管进行试验，获得等板高度小于10um高效，这是CZE研究历史上的一次重大突破。1981年Jorgenson 和Lukacs使用75um石英管毛细管进行CZE试验，由于热效应小，他大胆地采用了高电压（30kV），他惊人地发现每米可获得4万块理论板，从此高效毛细管电泳正式诞生。1983年Hjerten又提出了毛细管凝胶电泳和毛细管等电聚焦，不仅可以大幅度提高效率，而且可以实现自动化和定性和定量测定。1986年Lauer 第一次报道了蛋白质在CZE中可以获得每米10万块理论板的极高效率，这一结果大大地激发了有关CZ研究，同时许多分析仪器厂也加入了毛细管电泳的竞争。1988年美国Bio－Rad公司推出了国际上第一个毛细管电泳仪。
目前毛细管电泳已成为分析上十分有效的一种分析方法，每年全世界发表的
有关毛细管电泳的论文超过2500多篇，还有十多个厂家生产毛细管电泳仪器。
1．5 亲和层析的发现历史
1．5．1 染料亲和层析的发现
染料亲和层析由于价格低廉、应用方便而成为目前亲和层析中应用最多的之一。染料亲和层析的发现应该归功于东德莱比锡大学的Kopperschlager 教授。瑞典Pharmacia Fine Chemicals 公司为便于测定观看凝胶介质的死时间，以推广凝胶过滤，将ICI公司生产的活性蓝染料Cibacron Blue F3G－A接到水溶性的高分子葡聚糖上，作为凝胶过滤的分子量标记物。1968年Kopperschlager教授在一次偶然的凝胶过滤试验中，发现丙酮酸激酶（Pyivate kinase）和蓝染料一起在死时间流出，，似呼该激酶的分子量比预计大的多，他将该酵母激酶单独走凝胶过滤柱，发现该酵母激酶的流出时间却在死时间之后，如何解释这个现象，他立即想到可能是该激酶和蓝染料活化的葡聚糖结合，实际上在凝胶柱上二者作为一个结合物一起通过柱子，因此在死时间流出。在发现了这个规律后，Kopperschlager 立即联想到如果将蓝染料固定在agarose介质上，便可以由于吸附纯化激酶，从而产生一种新的层析技术。很快Kopperschlager教授用试验证实了这个想法，从而诞生了染料亲和层析技术。之后许多研究者研究了不同染料和蛋白质结合的情况，打开了染料亲和层析的应用局面。
1．5．2 固定化金属离子亲和层析
（1）科学家必须具备创造性思维及敏锐的观察力。
Dextran的发现及Sephadex、Sepharose的发明和应用，最先的发现都有偶然，但Ingelman、Porath和Hjerten都具有敏锐的观察力，抓住了机遇，而且不墨守陈规，大胆创新，使偶然的发现变为成果。
（2）将理论和实验有机的结合起来。
Sephadex的发明与具体的电泳设备、层析装备及检测仪器密切相关的，Sephadex的商品化很大程度上归功于整套层析设备的实用性，同时也建立了凝胶色谱理论，凝胶色谱理论对Sephadex的普及又起了推动作用。
（3）和工业界的密切关系。
Sephadex很快推向市场，获得成功，说明不但科学家和企业界的工程师
之间的默契配合，而且企业的决策者和科研机构的领导者之间也应达成共识和相互支持，才能及时的将科研成果转化为生产力。
致谢
瑞典Uppsala大学Jerker Porath教授、Stellan Hjerten教授、Jan Christer Janson 教授为本文作者提供了大量的素材，在此深表感谢。
参考文献
（1）Svedberg T. and Rinde H. J. Amer. Chem. Soc. 1924,46:2677-2693
（2）Tiselius A. Trans. Farady. Soc. 1937,33:524-531
（3）Jan Christer Janson Chromatographia,1987,vol.23,No.s:361-369
（4）Porath J.& Flodin P. Nature,1959,183:1657
（5）Hjerten S. Electrophoresis,1988,9:3-15
On the History of the Development of Sephadex and Sepharose
Tan tianwei
(College of Life Science and Technology, Beijing University of Chemical Technology, Beijing,
100029 )
The research history of Uppsala University on new bioseparation methods and the discoveries of Sephadex and Sepharose were reviewed in this paper. This reflects that not only the creative and stimulating atmosphere is important in academic activeities, but also the mutal understanding and respect between scientists and engineers even president of a company is links to the transfer of academic research to Industrial product.
Key Words: Sephadex, Sepharose, bioseparation
国内外生物医药前沿科技发展趋势
国内外生物医药前沿科技发展趋势 王萍姚恒美 上海图书馆上海科学技术情报研究所 2005 年全球生物技术产业总产值达到633 . 1 亿美元，研发投入达到232 亿美元，年增长率为11％。其中生物医药依然是生物技术中最引人注目的领域。研究人员在药物设计、疫苗研究、抗体工程、新型药物输送技术等方面已取得众多突破。尽管目前我国在生物医药产业规模上仍落后于欧美等发达国家，但近年来在癌症治疗、蛋白质、免疫学等生物医药研究领域取得了长足的进步，成果屡次登上《科学》、《自然》等顶级国际权威期刊，并受到生物医药企业的高度关注。 一、国内外生物医药前沿技术发展趋势 药物设计 以核酸为靶的药物设计重要研发领域主要涉及两个方面：一方面是反义核酸、核酶与三链DNA的设计及其在医药领域的应用；另一方面是以核酸为靶的小分子药物研发。 目前全球约有20 余家公司在从事反义核苷酸的研究与开发，其中有23 种试用于临床，其中 4 种已进入三期临床试验阶段。反义核酸药物主要研发方向包括抗癌抑癌、抗耐药、免疫类、细胞因子类、抗病毒等。目前，反义药物方面己取得重大进展，第一代产品（Eyetech 公司用于抑制老年人眼疾的Macugen ）己有上市，第二代反义产品也己形成。核酶具有高度特异性，作为抗病毒基因治疗的新型分子，受到了广泛的重视，被认为是抗病毒基因治疗方案设计中重要探索方向。2004 年 6 月，美国宾夕法尼亚州立医学院开发出了一种抗乙肝病毒的SNIPAA盒式微型载体。该类研究在国内已有开展，中科院微生物研究所自2001 年起开展“核酶介导的果树抗类病毒基因工程”的研究。R 卜A干扰不仅可以深入揭示细胞内基因沉默的机制，而且还可以作为后基因时代基因功能分析的有力工具，广泛用于包括功能基因学、药物靶点筛选、细胞信号传导通路分析、疾病治疗等等，近年来已成为遗传学、药理学的重要研究手段。目前中国科学家也己纷纷开展了该项研究，国家自然科学基金等已立项支持。 疫苗研究 以美国为例，疫苗的需求每年增长8 . 6 % ，到2008 年时市值将达74 亿美元，到2013 年疫苗市值将达91 亿美元。其中先进技术应用趋向包括异质基础加强结种技术、蛋白质调控技术、类病毒技术、转基因技术等。美国细胞基因系统工程公司应用基因技术研制出一种新型的肺癌疫苗G 一V AX ，被视为运用修改过基因的活体细胞治疗癌症上的一个重要突破。 抗体工程 抗体分子是生物学和医学领域用途最为广泛的蛋白分子，通过细胞工程、基因工程等技术制备的多克隆抗体、单克隆抗体、基因工程抗体可广泛应用在疾病诊断、治疗及科学研究等领
生物分离技术题库(带答案)
题库名称:生物分离技术 一、名词解释 1.质量作用定律:化学反应得速率与参加反应得物质得有效质量成正比。 2.凝聚:在电解质作用下,破坏细胞菌体与蛋白质等胶体粒子得分散状态,使胶体粒子聚集得过程。 3.分配系数:在一定温度、压力下,溶质分子分布在两个互不相溶得溶剂里,达到平衡后,它在两相得浓度为一常数叫分配系数。 4.干燥速率:干燥时单位干燥面积,单位时间内漆画得水量。 5.CMSephadex C50:羧甲基纤维素、弱酸性阳离子交换剂,吸水量为每克干胶吸水五克。 6.絮凝:指在某些高分子絮凝剂存在下,在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大得絮凝团得过程 7.过滤:就是在某一支撑物上放过滤介质,注入含固体颗粒得溶液,使液体通过,固体颗粒留下,就是固液分离得常用方法之一。 8.萃取过程:利用在两个互不相溶得液相中各种组分(包括目得产物)溶解度得不同,从而达到分离得目得 9.吸附:就是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附得能力,使其富集在吸附剂表面得过程。 10.反渗析:当外加压力大于渗透压时,水将从溶液一侧向纯水一侧移动,此种渗透称之为反渗透。 11.离心沉降:利用悬浮液或乳浊液中密度不同得组分在离心力场中迅速沉降分层,实现固液分离 12.离心过滤:使悬浮液在离心力场作用下产生得离心力压力,作用在过滤介质上,使液体通过过滤介质成为滤液,而固体颗粒被截留在过滤介质表面,从而实现固液分离,就是离心与过滤单元操作得集成,分离效率更高 13.离子交换:利用离子交换树脂作为吸附剂,将溶液中得待分离组分,依据其电荷差异,依靠库仑力吸附在树脂上,然后利用合适得洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来,达到分离得目得。 14.固相析出技术:利用沉析剂(precipitator)使所需提取得生化物质或杂质在溶液中得溶解度降低而形成无定形固体沉淀得过程。 15.助滤剂:助滤剂就是一种具有特殊性能得细粉或纤维,它能使某些难以过滤得物料变得容易过滤 16.沉降:就是指当悬浮液静置时,密度较大得固体颗粒在重力得作用下逐渐下沉,这一过程成为沉降 17.色谱技术:就是一组相关分离方法得总称,色谱柱得一般结构含有固定相(多孔介质)与流动相,根据物质在两相间得分配行为不同(由于亲与力差异),经过多次分配(吸附解吸吸附解吸…),达到分离得目得。 18.有机溶剂沉淀:在含有溶质得水溶液中加入一定量亲水得有机溶剂,降低溶质得溶解度,使其沉淀析出。 19.等电点沉淀:调节体系pH值,使两性电解质得溶解度下降,析出得操作称为等电点沉淀。 20.膜分离:利用膜得选择性(孔径大小),以膜得两侧存在得能量差作为推动力,由于溶液中各组分透过膜得迁 移率不同而实现分离得一种技术。 21.化学渗透破壁法:某些化学试剂,如有机溶剂、变性剂、表面活性剂、抗生素、金属螯合剂等,可以改变细胞壁或细胞膜得通透性,从而使胞内物质有选择地渗透出来。 22.超临界流体:超临界流体就是状态超过气液共存时得最高压力与最高温度下物质特有得点——临界点后得流体。 23.临界胶团浓度:将表面活性剂在非极性有机溶剂相中能形成反胶团得最小浓度称为临界胶团浓度,它与表面活性剂种类有关。 24.反渗透:在只有溶剂能通过得渗透膜得两侧,形成大于渗透压得压力差,就可以使溶剂发生倒流,使溶液达到浓缩得效果,这种操作成为反渗透。 25.乳化液膜系统:乳化液膜系统由膜相、外相与内相三相组成,膜相由烷烃物质组成,最常见得外相就是水相,内相一般就是微水滴。 26.树脂工作交换容量:单位质量干树脂或单位体积湿树脂所能吸附得一价离子得毫摩尔数称为树脂交换容量,在充填柱上操作达到漏出点时,树脂所吸附得量称为树脂工作交换容量。 27.色谱阻滞因数:溶质在色谱柱(纸、板)中得移动速率与流动相移动速率之比称为阻滞因数,以Rf表示。 28.胶团:两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发地向内聚集而成得,内含微小水滴得,空间尺度仅为纳米级得集合型胶体。 29.膜得浓差极化:就是指但溶剂透过膜,而溶质留在膜上,因而使膜面浓度增大,并高于主体中浓度。 30.超滤:凡就是能截留相对分子量在500以上得高分子膜分离过程称为超滤,它主要就是用于从溶剂或小分子溶质中将大分子筛分出来。 31、生物分离技术:就是指从动植物与微生物得有机体或器官、生物工程产物(发酵液、培养液)及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质得技术过程。 32、离心分离技术:就是基于固体颗粒与周围液体密度存在差异,在离心场中使不同密度得固体颗粒加速沉降得分离过程。 33.物理萃取:即溶质根据相似相溶得原理在两相间达到分配平衡,萃取剂与溶质之间不发生化学反应。 34.化学萃取:则利用脂溶性萃取剂与溶质之间得化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相得分配。 35.盐析:就是利用不同物质在高浓度得盐溶液中溶解度得差异,向溶液中加入一定量得中性盐,使原溶解得物质沉淀析出得分离技术。
生物分离技术复习题
选择题： 1．HPLC是哪种色谱的简称（）。 A．离子交换色谱 B.气相色谱 C.高效液相色谱 D.凝胶色谱 2．针对配基的生物学特异性的蛋白质分离方法是（）。 A.凝胶过滤 B.离子交换层析 C.亲和层析 D.纸层析 3．盐析法沉淀蛋白质的原理是（） A.降低蛋白质溶液的介电常数 B.中和电荷，破坏水膜 C.与蛋白质结合成不溶性蛋白 D.调节蛋白质溶液pH到等电点 4．从组织中提取酶时，最理想的结果是（） A.蛋白产量最高 B.酶活力单位数值很大 C.比活力最高 D.Km最小 5．适合于亲脂性物质的分离的吸附剂是（）。 A．活性炭 B.氧化铝 C.硅胶 D.磷酸钙 6．下列哪项酶的特性对利用酶作为亲和层析固定相的分析工具是必需的？（） A.该酶的活力高 B.对底物有高度特异亲合性 C.酶能被抑制剂抑制 D.最适温度高 E.酶具有多个亚基 7．用于蛋白质分离过程中的脱盐和更换缓冲液的色谱是（） A．离子交换色谱 B.亲和色谱 C.凝胶过滤色谱 D.反相色谱 8．适合小量细胞破碎的方法是（） 高压匀浆法 B.超声破碎法 C.高速珠磨法 D.高压挤压法 9．盐析法沉淀蛋白质的原理是（） A.降低蛋白质溶液的介电常数 B.中和电荷，破坏水膜 C.与蛋白质结合成不溶性蛋白 D.调节蛋白质溶液pH 到等电点 10．蛋白质分子量的测定可采用（）方法。 A．离子交换层析 B.亲和层析 C.凝胶层析 D.聚酰胺层析 11．基因工程药物分离纯化过程中，细胞收集常采用的方法（） A．盐析 B.超声波 C.膜过滤 D.层析 12．离子交换剂不适用于提取（）物质。 A．抗生素 B.氨基酸 C.有机酸 D.蛋白质 13．人血清清蛋白的等电点为4.64，在PH为7的溶液中将血清蛋白质溶液通电，清蛋白质分子向（） A ：正极移动；B：负极移动；C：不移动；D：不确定。 14．蛋白质具有两性性质主要原因是（） A：蛋白质分子有一个羧基和一个氨基；B：蛋白质分子有多个羧基和氨基；C：蛋白质分子有苯环和羟基；D：以上都对 15．使蛋白质盐析可加入试剂（） A.氯化钠； B.硫酸； C.硝酸汞； D.硫酸铵 16．凝胶色谱分离的依据是（）。 A、固定相对各物质的吸附力不同 B、各物质分子大小不同 C、各物质在流动相和固定相中的分配系数不同 D、各物质与专一分子的亲和力不同 17．非对称膜的支撑层（）。 A、与分离层材料不同 B、影响膜的分离性能 C、只起支撑作用 D、与分离层孔径相同 18．下列哪一项是强酸性阳离子交换树脂的活性交换基团（） A 磺酸基团（-SO3 H） B 羧基-COOH C 酚羟基C6H5OH D 氧乙酸基-OCH2COOH 19．依离子价或水化半径不同，离子交换树脂对不同离子亲和能力不同。树脂对下列离子亲和力排列顺序正确的有（）。 A、Fe3+﹥Ca2+﹥Na+ B、Na+﹥Ca2+﹥Fe3+ C、Na+﹥Rb+﹥Cs+ D、Rb+﹥Cs+﹥Na+ 20．乳化液膜的制备中强烈搅拌（）。
生物分离工程题库答案
《生物分离工程》题库 一、填充题 1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除，I 产物分离，P 纯化和 P 精制； 2. 发酵液常用的固液分离方法有过滤和离心等； 3. 离心设备从形式上可分为管式，套筒式，碟片式等型式； 4. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为微滤膜， 超滤膜，纳滤膜和反渗透膜； 5. 多糖基离子交换剂包括离子交换纤维素和葡聚糖凝胶离子交换剂 两大类； 6. 工业上常用的超滤装置有板式，管式，螺旋式和中空纤维式； 7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质，温度，溶液pH值，盐的浓度 和吸附物的浓度与吸附剂的用量； 8. 离子交换树脂由网络骨架（载体），联结骨架上的功能基团（活性 基）和可交换离子组成。 9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是引发剂（提供催化丙烯酰胺和双 丙烯酰胺聚合所必需的自由基）； 甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂（丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺 催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链）； TEMED的作用是增速剂（催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双 丙烯酰胺的聚合）； 10 影响盐析的因素有溶质种类，溶质浓度， pH 和温度； 11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有自然起晶法，刺激起晶法和晶种起晶法； 12.简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散、内部扩散和化学交换反应三 步；
13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuir 吸附方程，其形式为 c K c q q 0+= 14.反相高效液相色谱的固定相是 疏水性强 的，而流动相是 极性强 的；常用的 固定相有C 8 辛烷基 和 十八烷基C 18 ；常用的流动相有 乙腈 和 异丙醇 ； 15.超临界流体的特点是与气体有相似的 粘度和扩散系数 ，与液体有相似的 密 度 ； 16.离子交换树脂的合成方法有 加聚法 和 逐步共聚法 两大类； 17.常用的化学细胞破碎方法有 渗透冲击法 ， 酶消化法，增溶法 ， 脂溶法和 碱 处理法 ； 18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其 等电点 的不同； 19.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有 静态洗脱 和 动态洗脱 ； 20.晶体质量主要指 晶体大小 ， 形状 和 纯度 三个方面； 21.亲和吸附原理包括 配基固定化 ， 吸附样品 和 样品解析 三步； 22.根据分离机理的不同，色谱法可分为 吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱 23.盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的Cohn 方程为 lgS=β-K s I ；当 在一定 pH 和温度下，改变体系离子强度（盐浓度）进行盐析的方法 称为Ks 盐析法；当 在一定离子强度下，改变pH 和温度进行盐析 称为β盐析法； 24.蛋白质分离常用的色谱法有 免疫亲和色谱法， 疏水作用色谱法 ， 金属螯合色谱法 和 共价作用色谱法 ； 电泳制胶时，加入十二烷基磺酸钠（SDS ）的目的是消除各种待分离蛋白的 分子形状 和 电荷 差异，而将 分子量 作为分离的依据； 26.常用的蛋白质沉析方法有 等电点沉析法， 盐析法 和 有机溶剂沉析 ； 27.常用的工业絮凝剂有 有机高分子聚合物 和 无机高分子聚合物 两大类； 28.典型的工业过滤设备有 板框压滤机 、 垂直叶片式硅藻土过滤机 和 真空转鼓过滤机 ；
管理心理学笔记整理
管理心理学笔记整理 第一章管理心理学的对象、任务与方法 第一节管理心理学的对象 1、管理心理学的对象 一、管理心理学的定义：管理心理学是研究管理活动中人的个体与社会心理活动及行为规律， 用科学的方法改进管理工作，通过协调人际关系，满足员工需要，充分 调动人的积极性、主动性、创造性，来提高管理效率与效益的科学。二、管理心理学的研究对象主要是企业的内部结构系统。 生产与技术系统 企业的内部结构系统市场营销与公关系统 财务经济管理系统 人力资源管理与开发系统 研究与发展系统 现代企业的生产经营过程包括输入、转换与输出过程。 三、管理心理学研究对象的特点： 1、突出以人为中心的人本管理思想、机制与方法。 根据人的个体与社会心理规律、行为规律；运用动机与激励、竞争与压力、规范与约束、保证与保障、选择与培养、组织与团队环境影响等形成与建立有效的人本管理机制；通过尊重人、关心人、激励人、改善人际关系等方法，充分发挥人的积极性与创造性，从而提高劳动效率和管理效率。（主观能动性、生命的价值、生存的需要、团队意识、个人素质）2、在面临知识经济的到来，知识智力资本转化的过程中，智力资本作为企业组织的重要资 产，起着越来越重要的作用。 现代企业重视人力资源的重要性和人力资源管理与开发的理念，发挥人力资源的核心竞争力。 3、组织结构资本与人力资本是紧密联系并相互作用的。 强调员工的主体意识和主人翁精神，强调其主体地位。依靠员工个人、团体、组织和领导行为来实现企业目标。 4、关系资本（市场资本）作用的发挥，必须以人力资本为核心与结构资本形成良好的互动 关系。 内部人际关系、市场与公共关系、团队心理气氛、组织形象、文化建设。 2、管理心理学的内容范围 （一）人性假设与管理理论（基本理论，人性假设是管理理论的哲学基础） （二）关于个体心理研究（核心） 个体心理与行为研究的核心是激励及核心创造力问题，即如何调动员工的积极性、主动性、创造性的问题。他涉及个体的需要、动机、态度等；同时还涉及人的认识差异、能力差异、个性差异等问题。
《生物分离与纯化技术》授课教案
《生物分离与纯化技术》授课教案 第一章绪论 教学目的：熟悉生物物质的概念、种类和来源；了解分离纯化技术及其基本原理；熟悉分离纯化工艺的优化、放大和验证工作；掌握分离纯化的特点与一般步骤；了解生物分离纯化技术的发展历史；熟悉生物分离纯化技术的发展趋势。 教学重点：生物物质的概念、种类和来源；分离纯化工艺的优化、放大和验证工作；分离纯化的特点与一般步骤；生物分离纯化技术的发展趋势。 教学难点：分离纯化技术及其基本原理；分离纯化工艺的优化、放大和验证工作。教学课时：4 学时 教学方法：多媒体教学 教学内容： 第一节生物分离与纯化的概念与原理 一、生物物质的概念、种类和来源 1. 生物物质：氨基酸及其衍生物类、活性多肽类、蛋白质、酶类、核酸及其降解 物、糖、脂类、动物器官或组织制剂、小动物制剂、菌体制剂 2. 生物物质来源：动物器官与组织、植物器官与组织、微生物及其代谢产物、细胞培养产物、血液、分泌物及其代谢物 二、生物分离纯化概念 指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液或动植物组织细胞与体液等中分离、纯化生物产品的过程。 三、生物分离纯化技术
生物技术 上游：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程及组织工程；下游：生物产品的回收——生物分离与纯化技术，主要包括离心技术、细胞破碎技术、萃取技术、固相析出技术、色谱技术和膜分离技术等。 四、分离纯化基本原理 有效识别混合物中不同组分间物理、化学和生物学性质的差别，利用能够识别这些差别的分离介质或扩大这些差别的分离设备来实现组分间的分离或目标产物的纯化。
第二节分离纯化策略 一、生物分离纯化技术的特点 1. 环境复杂、分离纯化困难 2. 含量低、工艺复杂
第二章 微生物菌种选育(笔记类)
第二章工业微生物基础 ●知识要点和教学要求 1）、了解微生物的特点 2）、了解常见的工业微生物 3）、掌握工业微生物菌种的分离和选育 4）、掌握工业微生物菌种的改良 5）、掌握工业微生物菌种的保藏 6）、掌握工业微生物菌种的扩大培养 ●能力培养要求 通过本章节的学习，学生能掌握工业微生物菌种的分离和选育、改良和保藏方法，以及菌种扩大培养的基本工艺。 ●教案内容 2.1微生物的特点 （1）种类多，分布广 目前已发现的微生物在10万种以上。不同种类的微生物具有不同的代谢方式，能分解各式各样的有机物质和无机物质，当前国内外积极利用微生物来防治公害，分解三废中许多毒性强、结构复杂的物质。另一方面，不同微生物在生化过程中积累不同的代谢产物，所以发酵工业上常利用各种微生物来生产各种产品，如酒类、酒精、丙酮丁醇、抗生素、酶制剂、有机酸、氨基酸、核酸、维生素、菌体蛋白、医药产品和化工产品等到。 （2）高面积-体积比，代谢能力强 （3）生长迅速，繁殖快 （4）适应性强，容易培养 （5）易变性
2.2常见的工业微生物 广义的微生物包括病毒、立克次氏体、细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、单细胞藻类、原生动物和支原体等。在发酵工业中经常遇到的是细菌、放线菌、酵母菌、霉菌及危害、放线菌生长的噬菌体。 微生物工业的范围 微生物工业越来越深地同国民经济各部门发生关系，涉及的范围十分广泛，而且越来越大，大致可分为下列14类： （1）酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒等） （2）食品工业（酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳等） （3）有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮、丁醇等） （4）抗生素发酵工业（青霉素、链霉素、土霉素等） （5）酶制剂发酵工业（柠檬酸、葡萄糖酸等） （6）酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶等） （7）氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等） （8）核苷酸类物质发酵工业肌苷酸、肌苷等） （9）维生素发酵工业（维生素B2、维生素B12等） （10）生理活性物质发酵工业（激素、赤霉素等） （11）微生物菌体蛋白发酵工业（酵母、单细胞蛋白等） （12）微生物环境净化工业（利用微生物处理废水、污水等） （13）生物能工业（沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等能源物质） （14）微生物冶金工业（利用微生物探矿、冶金、石油脱硫等）
现代生物分离技术及其应用举例
现代生物分离技术及其应用举例生物物质的分离（Bioseparation）是生物工程的一个重要部分。国外文献中，常称之为下游过程（Downstream Process），国内则称之为产品的分离或回收。其目的是把生物反应液，如发酵液或酶反应液内的有用物质分离出来，获得所需的目标成品。 不同的生物产物，其溶解度、分子大小、形状、极性、电荷性质、专一结合位点等理化和生物学性质有或大或小的差异，所以采用适当的分离技术可将其分离纯化。 根据分离过程的基本原理，分离可分机械分离和传质分离两大类。机械分离的对象是非均相物系，是依据物质相态的不同（例如液体、固体），以及依据物质大小、密度的差异进行分离，如过滤、重力沉淀和离心降解等。传质分离的对象主要是均相物系，通常是溶液，可分为速度分离和平衡分离两种。速度分离根据物质溶质在外力作用下产生的移动速度的差异实现分离，亦可称为输送分离，其传质推动力主要有压力差、电位梯度和磁场梯度等，如滤超、反渗透、电渗析、电泳和磁泳等；平衡分离则根据溶质在两相中分配平衡状态的差异实现分离，又称扩散分离法，其传质推动力为偏离平衡态的活度差或浓度差，如蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、吸附和离子交换等。对于特定的目标产物，应根据其自身的性质以及共存杂质的特性，选择适宜的分离方法，以
获得最佳分离效果。即在保证目标产物的生物活性不受（或少受）损伤的同时，达到所需的纯度和对回收率的要求，并使回收过程成本最小，以适应大规模工业生产需求。 生物工艺中目前常用的生物分离提纯原理及方法如下表所示： 分离提纯原理分离纯化方法分离对象举例 溶解度的差异 分配系数的差异 分子大小和形状的差异 电荷性质的差异盐析法、等电点沉淀 法、有机溶剂沉淀法、 PEG沉淀法 有机溶剂萃取法、双水 相萃取法、反胶束萃取 法、液膜萃取法、超临 界流体萃取法 离心过滤法、离心沉降 法、超离心法、微滤法、 超滤法、纳滤法、透析 法、凝胶过滤法 离子交换层析法、电泳 法、色谱聚焦法、等电 聚焦法 蛋白质 有机酸、氨基酸、 抗生素、蛋白质、 香料、脂质 菌体、菌体碎片、 细胞、细胞碎片、 蛋白质、核酸、 糖类 蛋白质、氨基酸、 核酸
生物科学前沿简介
第八讲生物科学前沿简介 一、20世纪生物科学发展的历史回顾 记者：匡先生，在展望生物学绚丽的发展前景之前，您能否简要的回顾20世纪生物学领域所取得的引人注目的成就呢？ 匡廷云院士：由于19世纪以来，物理学、化学、地学以及技术科学的理论成就和技术进步，为生物学家认识生物发展规律提供了许多新的手段、方法。所以19世纪末20世纪初，生命科学取得了巨大的发展。在20世纪在生命科学领域有两次革命性的突破。第一次是孟德尔遗传学的再认识和摩尔根的基因论。孟德尔开创了经典遗传学，揭示了生物遗传现象。摩尔根主要用实验手段证明了基因是有序排列在染色体上的。 到了20世纪中叶，迎来第二次突破性进展，即沃森和克里克发现DNA双螺旋结构。沃森是生物学家，当时刚刚在美国拿到博士学位，研究噬菌体，后来到了英国。而克里克是个物理学家，当时在剑桥读Ph.D，用X射线衍射研究蛋白质晶体结构。沃森的贡献是在于确定DNA 两对特异性碱基的配对。克里克的贡献在于他极力主张建立物理模型，从分子、原子之间的距离和角度就可以得到最大限度的变量和稳定条件。特别有规则的双螺旋结构大大减少了变量数目。物理学家和生物学家完美的结合发现了DNA双螺旋结构。这是第二个突破性的里程碑。 图2 玉米籽粒的孟德尔遗传 图3 DNA 双螺旋
DNA双螺旋结构的建立开辟了生物学的新纪元。在这个基础上产生了基因工程、蛋白质工程。因此生物技术的发展对科技的发展对科技的发展、社会的进步的推动力是巨大的。由于分子生物学的发展、信息科学的发展人类才有可能识破自身的基因。在20世纪末大规模的开展人类基因组计划，破译人类的基因全序列。这个计划与曼哈顿原子弹计划、阿波罗登月计划并称20世纪人类三大科学计划。可以说20世纪生物学是飞速发展，取得了巨大的成就，为21世纪生命科学的腾飞打下了坚实的基础。
生物分离工程名词解释
生物分离工程：，从生物产品的生产技术来看：指生物产品的下游加工过程（Down stream processing）。 从生物工程的新技术看，主要指工程菌和动植物细胞产品的分离与纯化。 从研究对象看，主要指生物大分子产品的分离与纯化。 包涵体(inclusion body)：外源蛋白质在大肠杆菌中高效表达时常形成不可溶、无生物活性的聚集体。 初级分离是指从发酵液、细胞培养液、胞内抽提液（细胞破碎液）及其他各种生物原料初步提取目标产物，使目标产物得到浓缩和初步分离的下游加工过程。 胶体是一种尺寸在1～100 nm以至1000 nm的分散体。它既非大块固体，又不是分子分散的液体，而是具有两相的微不均匀分散体系。 沉淀定义：物理环境的变化引起溶质溶解度降低，生成固体凝
聚物（aggregrates)的现象 盐析：蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低、发生沉淀的现象称为盐析。 利用蛋白质在pH值等于其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法称为等电点沉淀法 泡沫分离：根据表面吸附的原理，利用通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体对液相中的溶质和颗粒进行分离，又称泡沫吸附分离，泡沫分级或鼓泡分级。 在一种流体相间内或者两种流体相间，有一层薄的凝聚相物质，其把流体相分隔开来成为两部分，并在两部分之间进行传质作用，这一薄层物质称为膜。 膜分离技术 利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。 微滤（ Microfiltration ，MF）：以多孔细小薄膜为过滤介质，压力差为推动力，使不溶性物质得以分离的操作，孔径分布范围在0.025~14μm之间； 超滤（ Ultrafiltration ，UF）：分离介质同上，但孔径更小，为0.001~0.02 μm，分离推动力仍为压力差，适合于分离酶、蛋白质等生物大分子物质； 反渗透（Reverse osmosis， RO）：是一种以压力差为推动力，
「实验笔记」流式细胞术实验过程中的操作要点
「实验笔记」流式细胞术实验过程中的操作要点 流式细胞术可以同时分析单个细胞的多个参数。目前广泛应用于细胞表面和细胞内分子表达特征的分析，界定不同种类的细胞群，测定分离出的亚类纯度，分析细胞的大小和总量等方面，在流式流式细胞术实验过程中，以下操作要点一定要注意，避免影响实验结果。 1、上机前处理 小心荧光淬灭 操作时必须严格按照孵育时间，如果抗体孵育时间过长，荧光是会逐渐淬灭的。那如果不得不推迟实验怎么办?可以把试管放在冰里面，这样会稍稍延长淬灭的时间。
注意染色顺序 在进行多荧光染色的时候，相同的细胞会因为染色顺序不同而导致荧光强度的差异。解决办法为：预实验。做一系列的不同染色顺序的样本，通过对染色前和染色后的各种样本进行比较分析，判断染色顺序对细胞造成的影响。 选好染色方案 染色方案不合理也可能会导致荧光染色信号太弱。解决的方案：预实验。在正式开始实验之前，通过预实验，设计出一个完美的染色方案。(考虑试剂种类，试剂质量，试剂用量，孵育时间，洗涤次数，染料浓度，染色时间及染色温度等其他因素。) 做好阴性对照及同型对照试验 细胞阴性对照可以显示细胞基准的荧光水平。 同型对照则是为了查看抗体非特异性结合的水平。选择同型对照需要注意采用相同物种、相同亚类、相同染料、相同浓度，否则，检测的时候会出现乱七八糟的同型对照结果。
选择合适的抗体 通用原则是：为表达最弱的抗原选择染色指数最高的荧光素。根据使用的流式细胞仪性能、激光器、滤光片种类来选择。对于多色实验，需选择发射光谱重叠小的染料。 2、参数设定 数据的获取必须是在仪器性能的校准均合格的基础上进行。仪器散射光和荧光信号的光电倍增管电压、增益、颜色补偿等参数的设定会直接影响结果。 电压 电压的调节需根据阴性对照管来调节。
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生物分离技术 一、名词解释 1．凝聚：在解作用下，破坏胞菌体和蛋白等胶体粒子的分散状，使胶体粒子聚 集的程。 2．分配系数：在一定温度、力下，溶分子分布在两个互不相溶的溶里，达到平衡后，它在两相的度一常数叫分配系数。 3．絮凝：指在某些高分子絮凝存在下，在浮粒子之生架作用而使胶粒形成粗大的絮凝的程 4．萃取程：利用在两个互不相溶的液相中各种分（包括目的物）溶解度的不同，从而达到分离的目的 5．吸附：是利用吸附液体或气体中某一分具有性吸附的能力，使其富集在吸附 表面的程。 6．离子交：利用离子交脂作吸附，将溶液中的待分离分，依据其荷差异， 依靠力吸附在脂上，然后利用合适的洗脱将吸附从脂上洗脱下来，达到分离的目的。 7．助：助是一种具有特殊性能的粉或，它能使某些以的物料得容 易。 8．色技：是一相关分离方法的称，色柱的一般构含有固定相（多孔介）和 流相，根据物在两相的分配行不同（由于和力差异），多次分配（吸附 - 解吸 - 吸附 - 解吸?），达到分离的目的。 9．等点沉淀：体系pH ，使两性解的溶解度下降，析出的操作称等点沉淀。10．膜分离：利用膜的性（孔径大小），以膜的两存在的能量差作推力，由于溶液中各分透膜的迁移率不同而分离的一种技。 11．超界流体：超界流体是状超气液共存的最高力和最高温度下物特有的点 ——界点后的流体。 12．反渗透：在只有溶能通的渗透膜的两，形成大于渗透的力差，就可以使溶生倒流，使溶液达到的效果，种操作成反渗透。 13．膜的差极化：是指但溶透膜，而溶留在膜上，因而使膜面度增大，并高于主 体中度。
14．盐析：是利用不同物质在高浓度的盐溶液中溶解度的差异，向溶液中加入一定量的中性盐，使原溶解的物质沉淀析出的分离技术。 15．反相色谱：是指固定相的极性低于流动相的极性，在这种层析过程中，极性大的分子比极性小的分子移动的速度快而先从柱中流出。 16．亲和层析：是利用生物活性物质之间的专一亲和吸附作用而进行的层析方法。是近年来发展的纯化酶和其他高分子的一种特殊的层析技术。 二、选择 1． HPLC是哪种色谱的简称（C）。 A．离子交换色谱 B.气相色谱 C. 高效液相色谱 D. 凝胶色谱 2．针对配基的生物学特异性的蛋白质分离方法是（ C ）。 A. 凝胶过滤 B.离子交换层析 C. 亲和层析 D.纸层析 3．盐析法沉淀蛋白质的原理是（B） A. 降低蛋白质溶液的介电常数 B.中和电荷，破坏水膜 C. 与蛋白质结合成不溶性蛋白 D. 调节蛋白质溶液pH 到等电点 4．从组织中提取酶时，最理想的结果是（C） A. 蛋白产量最高 B.酶活力单位数值很大 C. 比活力最高 D.Km 最小 5．适合于亲脂性物质的分离的吸附剂是（B）。 A．活性炭 B.氧化铝 C. 硅胶 D. 磷酸钙 6．下列哪项酶的特性对利用酶作为亲和层析固定相的分析工具是必需的？（B） A. 该酶的活力高 B.对底物有高度特异亲合性 C. 酶能被抑制剂抑制 D.最适温度高 E. 酶具有多个亚基 7．用于蛋白质分离过程中的脱盐和更换缓冲液的色谱是（C） A．离子交换色谱 B.亲和色谱 C. 凝胶过滤色谱 D. 反相色谱 8．盐析法沉淀蛋白质的原理是（B） A. 降低蛋白质溶液的介电常数 B.中和电荷，破坏水膜 C. 与蛋白质结合成不溶性蛋白 D. 调节蛋白质溶液pH 到等电点 9．蛋白质分子量的测定可采用（C）方法。 A．离子交换层析 B.亲和层析 C. 凝胶层析 D.聚酰胺层析 10．氨基酸的结晶纯化是根据氨基酸的（A）性质。
生物化学笔记(整理版)1
《生物化学》绪论 生物化学可以认为是生命的化学，是研究微生物、植物、动物及人体等的化学组成和生命过程中的化学变化的一门科学。 生命是发展的，生命起源，生物进化，人类起源等，说明生命是在发展，因而人类对生命化学的认识也在发展之中。 20世纪中叶直到80年代，生物化学领域中主要的事件： （一）生物化学研究方法的改进 a. 分配色谱法的创立——快捷、经济的分析技术由Martin.Synge创立。 b. Tisellius用电泳方法分离血清中化学构造相似的蛋白质成分。吸附层析法分离蛋白质及其他物质。 c. Svedberg第一台超离心机，测定了高度复杂的蛋白质。 d. 荧光分析法，同位素示踪，电子显微镜的应用，生物化学的分离、纯化、鉴定的方法向微量、快速、精确、简便、自动化的方向发展。 （二）物理学家、化学家、遗传学家参加到生命化学领域中来 1． Kendrew——物理学家，测定了肌红蛋白的结构。 2． Perutz——对血红蛋白结构进行了X-射线衍射分析。 3． Pauling——化学家，氢键在蛋白质结构中以及大分子间相互作用的重要性，认为某些protein具有类似的螺旋结构，镰刀形红细胞贫血症。 （1．2．3．都是诺贝尔获奖者） 4．Sanger―― 生物化学家 1955年确定了牛胰岛素的结构，获1958年Nobel prize化学奖。1980年设计出一种测定DNA内核苷酸排列顺序的方法，获1980年诺贝尔化学奖。 5．Berg―― 研究DNA重组技术，育成含有哺乳动物激素基因的菌株。 6．Mc clintock―― 遗传学家发现可移动的遗传成分，获1958年诺贝尔生理奖。 7．Krebs―― 生物化学家 1937年发现三羧酸循环，对细胞代谢及分生物的研究作出重要贡献，获1953年诺贝尔生理学或医学奖。 8．Lipmann―― 发现了辅酶A。 9． Ochoa——发现了细菌内的多核苷酸磷酸化酶 10．Korberg——生物化学家，发现DNA分子在细菌内及试管内的复制方式。（9．10．获1959年的诺贝尔生理医学奖） 11．Avery―― 加拿大细菌学家与美国生物学家Macleod,Carty1944年美国纽约洛克菲勒研究所著名实验。肺炎球菌会产生荚膜，其成分为多糖，若将具荚膜的肺炎球菌（光滑型）制成无细胞的物质，与活的无荚膜的肺炎球菌（粗糙型）细胞混合 －>粗糙型细胞也具有与之混合的光滑型的荚膜－>表明，引起这种遗传的物质是DNA 12．Wilkins―― 完成DNA的X-射线衍射研究，对Watson和Crick确定DNA分子的双螺旋结构是至关重要的。三人共获1962年诺贝尔生理医学奖。 13．Nirenberg―― 生物化学家在破译遗传密码方面作出重要贡献。
分子生物学前沿技术
分子生物学前沿技术 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
激光捕获显微切割Laser capture microdissection (LCM) technology是在不破坏组织结构，保存要捕获的细胞和其周围组织形态完整的前提下，直接从冰冻或石蜡包埋组织切片中获取目标细胞，通常用于从中精确地分离一个单一的细胞。 背景：机体组织包含有上百种不同的细胞，这些细胞各自与周围的细胞、基质、血管、腺体、炎症细胞或相互粘附。在正常或发育中的组织器官内，细胞内信号、相邻细胞的信号以及体液刺激作用于特定的细胞，使这些细胞表达不同的基因并且发生复杂的分子变化。在状态下，如果同一类型的细胞发生了相同的分子改变，则这种分子改变对于疾病的发生可能起着关键性的作用。然而，发生相同分子改变的细胞可能只占组织总体积的很小一部分；同时，研究的目标细胞往往被其它组织成分所环绕。为了对疾病发生过程中的组织损害进行分子水平分析，分离出纯净的目标细胞就显得非常必要。1996年，美国国立卫生院（NIH）国家肿瘤研究所的[2]开发出激光捕获显微切割技术（Laser capture microdissection ， LCM ），次年，美国Arcturus Engineering公司成功研制激光捕获显微切割系统，并实现商品化销售。应用该技术可以在显微镜直视下快速、准确获取所需的单一细胞亚群，甚至单个细胞，从而成功解决了组织中细胞异质性问题。这项技术现已成为美国“肿瘤基因组解剖计划”的一项支撑技术[1]。 原理：LCM的基本原理是通过一低能脉冲激活热塑膜———乙烯乙酸乙烯酯（ethylene vinylacetate，EVA）膜（其最大吸收峰接近
生物分离工程期末总复习
第一章绪论 一、生物分离工程在生物技术中的地位？ 二、生物分离工程的特点是什么？ 1．产品丰富产品的多样性导致分离方法的多样性 2．绝大多数生物分离方法来源于化学分离 3．生物分离一般比化工分离难度大 3.生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？ 三、生物分离过程一般分四步： 1.固-液分离（不溶物的去除） 离心、过滤、细胞破碎 目的是提高产物浓度和质量 2.浓缩（杂质粗分） 离子交换吸附、萃取、溶剂萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取、双水相萃取 以上分离过程不具备特异性，只是进行初分，可提高产物浓度和质量。 3．纯化 色谱、电泳、沉淀 以上技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。 4．精制结晶、干燥 四、在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？ （1）产品价值 （2）产品质量 （3）产物在生产过程中出现的位置 （4）杂质在生产过程中出现的位置 （5）主要杂质独特的物化性质是什么？ （6）不同分离方法的技术经济比较 上述问题的考虑将有助于优质、高效产物分离过程的优化。 五、.生物分离效率有哪些评价指标？ 1.目标产品的浓缩程度——浓缩率m 2．系数α回收率REC 第二章细胞分离与破碎
1．简述细胞破碎的意义 一、细胞破碎的目的 由于有许多生化物质存在于细胞内部，必须在纯化以前将细胞破碎，使细胞壁和细胞膜受到不同程度的破坏（增大通透性）或破碎，释放其中的目标产物，然后方可进行提取。 二、细胞破碎方法的大致分类 破碎方法可归纳为机械破碎法和非机械破碎法两大类，非机械破碎法又可分为化学（和生物化学）破碎法和物理破碎法。 1．机械破碎 处理量大、破碎效率高速度快，是工业规模细胞破碎的主要手段。 细胞的机械破碎主要有高压匀浆、研磨、珠磨、喷雾撞击破碎和超声波破碎等。 2．化学（和生物化学）渗透破碎法 （1）渗透压冲击法（休克法）（2）酶溶（酶消化）法 3．物理破碎法 1）冻结－融化法（亦称冻融法）（2）干燥法 空气干燥法真空干燥法冷冻干燥法喷雾干燥法 三、化学渗透法和机械破碎法相比有哪些优缺点？ 化学渗透破碎法与机械破碎法相比优点：化学渗透破碎法比机械破碎法的选择性高，胞内产物的总释放率低，特别是可有效地抑制核酸的释放，料液的粘度小，有利于后处理过程。 化学渗透破碎法与机械破碎法相比缺点：化学渗透破碎法比机械破碎法速度低，效率差，并且化学或生化试剂的添加形成新的污染，给进一步的分离纯化增添麻烦。 第三章初级分离 一、常用的蛋白质沉淀方法有哪些？ 盐析沉淀,等电点沉淀,有机溶剂沉淀,热沉淀 二、影响盐析的主要因素有哪些？ （1）离子强度：Ks和β值, 强度越大,蛋白质溶解度越小； （2）蛋白质的性质:因相对分子质量和立体结构而异,结构不对称、相对分子质量大的蛋白质易于盐析； （3）蛋白质的浓度：蛋白质浓度大，盐的用量小，共沉作用明显，分辨率低；蛋白质浓度小，盐的用量大，分辨率高；2.5%～3.0% 时最适合； （4）pH值：通常调整到pI附近，盐浓度较大会对等电点产生较大影响，pH对不同蛋白质的共沉影响；
细胞生物学试卷(含问题详解及笔记)
1. 哪一年美国人S. Cohen和H. Boyer将外源基因拼接在质粒中，并在大肠杆菌中表达，从而揭开基因工程的序幕。 A.1970 B.1971 C.1972 D.1973 2. DNA双螺旋模型是J. D. Watson 和英国人F. H. C. Crick哪一年美国人提出的 A.1951 B.1952 C.1953 D.1954 3. 以下哪些是当代细胞生物学研究的热点 A.细胞器结构 B.细胞凋亡 C.细胞周期调控 D.细胞通信 E.肿瘤细胞 F.核型与带型 4. 减数分裂是谁发现的 A.O. Hertwig B.E. van Beneden C.W. Flemming D.E. Strasburger 5. 第一台复式显微镜是谁发明的。 A.詹森父子J.Janssen和Z.Janssen B.虎克R. Hook C.列文虎克A. van Leeuwenhoek D.庇尼西G. Binnig 6. 以下谁没有参与细胞学说的提出 A.斯莱登M. J. Schleiden B.斯旺T. Schwann C.普金叶J. E. Pukinye D.维尔肖R. Virchow 7. 哪一年德国人M. Knoll和E. A. F. Ruska发明电子显微镜 A.1941 B.1838 C.1951 D.1932 8. 细胞生物学 A.是研究细胞的结构、功能和生活史的一门科学 B.包括显微、超微、分子等三个层次的研究 C.一门高度综合的学科，从细胞的角度认识生命的奥秘 D.1838/39年细胞学说提出，标志着细胞生物学的诞生 9. 第一个看到细胞的人是 A.克R. Hook
生物分离原理及技术 总复习
生物分离技术总复习 一、生物分离工程（Bioseparation)： 对于由生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物原料，经提取分离、加工并精制目的成分，最终使其成为产品的技术，又称为下游加工过程（Downstream Processing）。 1.微生物发酵液的特性 ◆发酵产物浓度较低，处理体积量大； ◆各类细胞的颗粒小，相对密度与液相相差不大； ◆细胞含等固型物含水量大，可压缩性大； ◆液相粘度大，大多为非牛顿型流体； ◆产品生物活性不稳定； ◆动植物细胞不耐剪切。 2.预处理的目的 ◆改变发酵液的物理性质，促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器的效 率； ◆去除发酵液中的部分杂质，以利于后续各步操作。 ◆尽可能使产物转入便于后处理的一相中。 3.发酵液预处理的方法 发酵液过滤特性的改变 ①降低液体粘度 ②调节悬浮液的pH值 ③凝聚和絮凝
凝聚作用：在某些电解质作用下，使扩散双电层的排斥电位降低，使破坏胶体系统的分散状态，而使胶体粒子聚集的过程。 絮凝作用：在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间产生桥梁作用而使脚力形成粗大的絮凝团的过程。 ④ 使用助滤剂 ⑤ 加入反应剂 初步纯化 ⑥ 高价无机离子的去除 ⑦ 杂蛋白的去除 二、 固液分离工程及设备 1、过滤 2、离心与沉降 3、双水相萃取 4、扩张床吸附 1. 离心分离 离心过滤：转鼓周壁开孔，为过滤式转鼓，适合于固相含量较多，颗粒较粗 的悬浮液分离 离心沉降：转鼓周壁无孔，为沉降式转鼓，适合于固相含量较少，颗粒较 细的悬浮液 离心分离：转鼓周壁无孔，转数最高，适合于乳浊液的分离。 2. 碟片式离心机 g ctg R R g n Q υθωπ])(32[31302 -= 3. 管式离心机 见计算题 三、 细胞破碎 细胞破碎（cell rupture ）技术是指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术。（见计算题，渗透压， p39） 细胞破碎方法分类 ) /ln()(1022120R R g l R R Q g ωυπ-=