《生化分離工程》教學(xué)大綱

1、生化分離工程教學(xué)大綱課程名稱：生化分離工程課程類別：必修課課程學(xué)時：72學(xué) 分：4適用專業(yè)：生物技術(shù)及應(yīng)用執(zhí)筆者：一、課程的性質(zhì)和任務(wù)生化分離工程是生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)的一門主要專業(yè)課，是在具備了高等數(shù)學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、物理化學(xué)、微生物、生物反應(yīng)工程等基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上的一門綜合性課程。本門課程的主要學(xué)習(xí)生物物質(zhì)的分離、提取、精制的基本原理及工程技術(shù)知識。通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握發(fā)酵液的預(yù)處理、液固分離，沉淀分離，溶劑萃取、雙水相萃取、超臨界萃取、反膠束萃取、吸附與離子交換、色層分離、膜分離、液膜分離、結(jié)晶等基本原理及應(yīng)用知識，了解生物物質(zhì)提取技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，具有一定的應(yīng)用能力

2、。二、課程的基本要求：通過學(xué)習(xí)使學(xué)生能掌握生化分離中重要分離技術(shù)的原理和方法，介紹主要的新型生化分離技術(shù)，使學(xué)生對本學(xué)科的前沿和發(fā)展方向有全面的了解。通過課堂學(xué)習(xí)及自學(xué)、完成作業(yè)、撰寫小論文、進(jìn)行課堂討論。提高查找文獻(xiàn)資料和自學(xué)的能力，分析問題和解決問題的能力。三、課程教學(xué)內(nèi)容、要求及學(xué)時分配：教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配教學(xué)要求緒論（2學(xué)時）（一）生物技術(shù)產(chǎn)品與生化分離過程1、生物技術(shù)產(chǎn)品的特性2、生化分離過程的重要性及其特點3、生化分離過程的基本原理4、生化分離過程的選擇與設(shè)計（二）生化分離的一般過程及單元操作（三）生化分離技術(shù)的發(fā)展a. 了解生化產(chǎn)品及生化分離過程的基本特點，以及生化分離技術(shù)的發(fā)展

3、趨勢b. 理解生化分過程的基本原理c.熟悉生化分離的一般工藝及單元操作技術(shù)第一章 固液分離技術(shù)（4學(xué)時）（一）發(fā)酵液的預(yù)處理技術(shù)1、預(yù)處理的原理及方法2、發(fā)酵液的相對純化3、發(fā)酵液預(yù)處理工藝及其操作（二）固液分離1、發(fā)酵液的過濾2、沉降3、其他固液分離方法4、傳統(tǒng)固液分離工藝及其操作a. 了解發(fā)酵液預(yù)處理目的及產(chǎn)品分離純化過程中的意義b.了解生化產(chǎn)品生產(chǎn)中產(chǎn)用的絮凝劑c. 掌握預(yù)處理技術(shù)的基本原理、方法及基本工藝d.掌握固液分離的原理、固液分離方法的選擇原理及固液分離技術(shù)的基本工藝第二章 細(xì)胞破碎技術(shù)（6學(xué)時）（一）細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和組成1、細(xì)菌2、真菌和酵母3、藻類（二）細(xì)胞破碎技術(shù)實施1、細(xì)胞破

4、碎工藝及其操作2、細(xì)胞破碎中的工藝問題及處理（三）包含體1、包含體的形成、分離及洗滌2、包含體的變性溶解3、包含體的復(fù)性a. 了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成b. 理解各種細(xì)胞破碎方法，能夠應(yīng)用有關(guān)方法進(jìn)行細(xì)胞破碎c.掌握包含體蛋白概念、分離的基本過程，能夠分析影響蛋白復(fù)性的有關(guān)因素。第三章 萃取和浸取技術(shù)（10學(xué)時）（一）溶劑萃取1、溶劑萃取的理論基礎(chǔ)2、溶劑萃取方式3、溶劑萃取工藝及其操作（二）浸取1、浸取理論2、浸取方法及操作（三）新型萃取技術(shù)1、雙水相萃取2、超臨界流體萃取3、反膠團(tuán)萃取a. 理解溶劑的互溶性規(guī)律及分配定律b. 正握溶劑萃取操作，能夠?qū)τ绊戄腿⌒实挠嘘P(guān)因素進(jìn)行正確分析c. 了

5、解浸取的理論和浸取的基本操作d. 理解雙水相萃取系統(tǒng)的構(gòu)成原理，掌握雙水相萃取操作e.了解超臨界流體的性質(zhì)，掌握超臨界流體萃取操作f.了解反膠團(tuán)概念及基本性質(zhì)，理解反膠團(tuán)的溶解作用。第四章 沉淀技術(shù)（4學(xué)時）（一）蛋白質(zhì)沉淀的基本原理1、蛋白質(zhì)的溶解性2、蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性3、沉淀動力學(xué)（二）蛋白質(zhì)沉淀技術(shù)實施1、基本方法2、沉淀工藝及其操作3、沉淀技術(shù)的應(yīng)用a.了解蛋白質(zhì)的基本性質(zhì)b. 掌握蛋白質(zhì)沉淀的基本原理c. 掌握沉淀技術(shù)的基本方法第五章 吸附與離子交換技術(shù)（10學(xué)時）（一）吸附1、吸附原理2、常用吸附劑3、吸附技術(shù)的應(yīng)用4、吸附工藝及其操作（二）離子交換基本原理1、離子交換平衡2

6、、離子交換選擇性3、離子交換過程與速度4、影響離子交換的因素（三）離子交換樹脂1、離子交換樹脂的分類2、離子交換樹脂的命名3、離子交換樹脂的理化性質(zhì)4、離子交換樹脂的功能特性5、離子交換樹脂的選擇a. 了解吸附劑的性能特點，了解離子交換樹脂的分類、結(jié)構(gòu)及離子交換技術(shù)的發(fā)展b. 熟悉常用吸附技術(shù)及離子交換樹脂的命名、理化性質(zhì)、功能特性、選擇方法c.掌握吸附與離子交換基本原理、工藝過程和操作方式d.會分析影響吸附與離子交換效果的相關(guān)因素第六章 膜分離技術(shù)（10學(xué)時）（一）膜及其應(yīng)用1、膜的分類及性能2、膜組件3、膜在生物技術(shù)行業(yè)中的應(yīng)用（二）膜分離過程1、膜分離過程的傳質(zhì)形式及機(jī)理2、膜分離過程的

7、類型（三）膜分離過程中的問題及處理1、壓密作用2、膜的水解化作用3、濃差極化4、膜的污染（四）膜分離技術(shù)的實施1、反滲透；2、超濾；3、微濾；4、納濾；5、透析；6、電滲析（五）液膜分離技術(shù)1、液膜類型及膜相組成2、乳化液膜的分離機(jī)制3、乳化液膜分離工藝流程及應(yīng)用a.了解膜的分類及結(jié)構(gòu)特性，各種膜組件的性能及膜在生物技術(shù)行業(yè)中的應(yīng)用b. 了解膜分離過程的類型及機(jī)理c. 理解膜分離過程機(jī)理及膜在使用中常見問題分析d. 掌握各種膜分離技術(shù)的原理及實施第七章 色譜分離技術(shù)（6學(xué)時）（一）色譜分離的基本原理及分類1、色譜分離的基本原理2、色譜的分類（二）凝膠色譜1、原理與操作2、凝膠色譜的應(yīng)用及特點（

8、三）離子交換色譜1、原理與操作2、離子交換色譜的應(yīng)用及特點（四）疏水性相互作用色譜1、原理與操作2、疏水性相互作用色譜的應(yīng)用與特點（五）親和色譜1、原理與操作2、親和色譜的應(yīng)用與特點a. 了解色譜分離方法的分類及各種色譜分類方法的應(yīng)用特點b. 掌握色譜分離的基本原理及各種色譜分離方法的原理和操作第九章 電泳技術(shù)（4學(xué)時）（一）電泳的基本原理1、電泳的理論基礎(chǔ)2、影響電泳遷移速率的因素（二）電泳及其應(yīng)用1、電泳的分類2、幾種典型的電泳技術(shù)3、電泳的應(yīng)用及操作過程4、電泳應(yīng)用實例a.理解電泳的分類及各種電泳方法的應(yīng)用特點b.掌握各類電泳方法的基本原理第九章 結(jié)晶技術(shù)（6學(xué)時）（一）結(jié)晶基本原理1、

9、飽和和過飽和溶液的形成2、成核3、晶體生長4、晶習(xí)及產(chǎn)品處理（二）結(jié)晶的類型1、結(jié)晶分類；2、分批結(jié)晶；3、連續(xù)結(jié)晶；4、重結(jié)晶；5、分級重結(jié)晶（三）結(jié)晶操作控制1、過飽和度；2、溫度；3、晶漿濃度；4、流速5、結(jié)晶時間；6、溶劑與PH值；7、晶種；8、攪拌與混合；9、結(jié)晶系統(tǒng)的晶垢（四）結(jié)晶技術(shù)的實施1、結(jié)晶工藝及其操作2、結(jié)晶的工藝問題及處理（四）結(jié)晶技術(shù)應(yīng)用實例a. 理解解結(jié)晶的類型b. 掌握結(jié)晶的基本原理c. 理解結(jié)晶操作控制要點，能夠找出提高結(jié)晶質(zhì)量的方法第十章 蒸發(fā)與干燥技術(shù)（6學(xué)時）（一）蒸發(fā)1、蒸發(fā)的基本原理2、蒸發(fā)的操作方法3、蒸發(fā)工藝及其操作4、蒸發(fā)工藝問題及處理（二）干燥

10、1、干燥的基本原理2、干燥的操作方法3、干燥工藝及其操作4、干燥的工藝問題及處理a.理解結(jié)合水分、非結(jié)合水分、冷凍干燥等基本概念b. 掌握蒸發(fā)與干燥的基本原理，能夠分析影響蒸發(fā)與干燥的相關(guān)因素c. 熟悉各種蒸發(fā)與干燥工藝第十一章 典型產(chǎn)品的分離工藝（4學(xué)時）（一） 青霉素的分離工藝（二） 維生素C的分離工藝（三） 谷氨酸的分離工藝a.理解青霉素分離基本原理，了解分離工藝及操作b.理解維生素C分離基本原理，了解分離工藝及操作c.理解谷氨酸分離基本原理，了解分離工藝及操作五、教學(xué)方法及相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)安排： 教學(xué)方法采用多媒體教學(xué)，以教師講授及示范教學(xué)為主，結(jié)合課堂討論。六、考核及成績評定方式 考核內(nèi)容包括卷平時考核與期末考核，其中平時成績占30%，期末考試占70%。平時成績：出勤率、課堂討論發(fā)言、平時小測等組成。期末考試：閉卷考試。七、教材及參考書目教材： 生化分離技術(shù)（第二版）. 于文國編著.化學(xué)工業(yè)出版社, 2010.參考書：1 生物分離技術(shù)譚天偉.