生物分离工程原理与应用

本书是普通高等学校”十四五“规划生命科学类创新型特色教材。 本书系统介绍了生物分离工程常用技术的基本原理、分离操作、过程理论及应用。全书分为11章，内容包括绪论、固液分离技术、沉析技术、萃取技术、膜分离、吸附与离子交换、色谱分离、电泳技术、亲和分离、精制及清洁生产等。在保证教材理论性、科学性、前瞻性的基础上，注重论述的简洁性、概括性和实用性，以有效激发学生的学习热情，也便于教师的教学。 本书主要作为高等院校生物工程和生物技术等相关专业本科生的教材，也可供相关专业研究生以及生物技术、生物化工和生物制药领域的科研、技术和管理人员使用和参考。

汪文俊，男，中南民族大学生命科学学院教授，主要承担本科生《生物分离工程》、《生物工程制药》、《发酵工程与设备模块》、《生物工程大实验》及研究生《微生物资源与应用技术》、《微生物工程》等课程的教学工作。长期从事天然产物与动物营养的研究，特别是黄曲霉毒素毒理和抗氧化天然活性物质缓解黄曲霉毒素毒性的机理研究。以通讯作者或第一作者发表SCI研究论文多篇。

第一章 绪论 第一节 生物分离工程的概述 1.1.1生物分离工程的定义 1.1.2生物分离工程的研究内容 1.1.3生物分离工程在生物工程中的地位及发展历史 第二节 生物分离工程的一般流程及其选择依据 1.2.1预处理 1.2.2产物提取 1.2.3产物精制 1.2.4成品制作 1.2.5生物分离纯化工艺流程的选择依据 第三节 生物分离工程的发展趋势 1.3.1生物分离工程的发展趋势 1.3.2生物分离工程研究应注意的问题 第二章 实验试剂的制备与纯化 第一节 化学试剂的一般知识 2.1.1化学试剂的分类和规格 2.1.2化学试剂的用途 第二节 化学试剂的简易纯化方法 2.2.1标准液的配制方法 2.2.2试剂的纯化方法 第三节 高纯水制备 2.3.1概述 2.3.2纯水中的杂质种类 2.3.3纯水制备过程与技术 第三章 固液分离技术 第一节 发酵液的预处理 3.1.1发酵液预处理的目的 3.1.2发酵液预处理的要求 3.1.3常用的发酵液预处理方法 3.1.4杂质的去除方法 第二节 细胞破碎 3.2.1细胞壁成分 3.2.2细胞破碎的方法 3.2.3细胞破碎率的评价 第三节 发酵液的固液分离 3.3.1影响固液分离的因素 3.3.2发酵液的过滤 3.3.3固液分离设备及其结构 第四章 固相析出分离技术 第一节 盐析 4.1.1 盐析原理 4.1.2 盐析用盐的选择 4.1.3 影响盐析的因素 4.1.4 盐析操作 第二节 有机溶剂沉淀 4.2.1 有机溶剂沉淀原理 4.2.2 沉淀溶剂的选择 4.2.3 影响有机溶剂沉淀的因素 第三节 等电点沉淀法 4.3.1 等电点沉淀原理 4.3.2 等电点沉淀操作 第四节 其他沉淀法 4.4.1 水溶性非离子型多聚物沉淀法 4.4.2 生成盐类复合物的沉淀法 4.4.3 金属离子沉淀法 4.4.4 有机酸沉淀法 4.4.5 选择变性沉淀法 第五节 结晶 4.5.1 结晶过程 4.5.2 过饱和溶液形成方法 4.5.3 晶核的形成 4.5.4 成核速度 4.5.5工业上常用的起晶方法 4.5.6晶体的生长 4.5.7影响晶体生长的因素 4.5.8提高晶体质量的方法 第五章 萃取技术 第一节 萃取的基本概念、基本原理及特点 5.1.1 萃取的基本概念 5.1.2萃取的分离原理 5.1.3萃取的特点 第二节 有机溶剂萃取 5.2.1液液萃取 5.2.2液液萃取的流程 5.2.3液液萃取的设备及工艺过程 5.2.4 影响有机溶剂萃取的因素 第三节 双水相萃取 5.3.1 双水相萃取概述 5.3.2双水相萃取的应用 5.3.3 双水相萃取技术的进展 第四节 反胶团萃取 5.4.1胶团与反胶团 5.4.2反胶团萃取 5.4.3反胶团的制备 5.4.4反胶团萃取的应用 第五节 超临界流体萃取 5.5.1 超临界流体的性质 5.5.2 超临界流体萃取过程 5.5.3 超临界流体萃取的应用 第六节 液膜萃取 5.6.1 液膜的组成及特性 5.6.2 液膜萃取分离机理 5.6.3液膜材料的选择与液膜萃取操作 5.6.4 液膜萃取的应用 第六章 膜分离技术 第一节 膜分离简介 6.1.1膜的分类 6.1.2基本膜分离过程 第二节 膜材料及其特性 6.2.1膜的基本特性 6.2.2 膜材料 6.2.3 膜过程特征 6.2.4膜的表征 第三节 膜通量的计算 6.3.1微滤膜的通量 6.3.2 超滤膜通量 6.3.3反渗透及纳滤膜通量 6.3.4离子交换膜通量 6.3.5影响膜通量的相关因素 第四节 膜组件 6.4.1管式膜组件 6.4.2.平板膜组件 6.4.3螺旋卷式膜组件 6.4.4中空纤维(毛细管)式膜组件 第七章 吸附与离子交换分离技术 第一节 吸附过程与吸附剂类型 7.1.1物理吸附 7.1.2化学吸附 7.1.3离子交换吸附 7.1.4 常用吸附剂 第二节 吸附与离子交换的理论 7.2.1 吸附平衡理论 7.2.2 影响吸附的主要因素 7.2.3 吸附过程理论 7.2.4 离子交换平衡理论 7.2.5 偶极离子吸附 7.2.6 影响离子交换速度的主要因素 7.2.7离子交换的选择性 第三节 离子交换操作方法 7.3.1 离子交换树脂的选择 7.3.2 离子树脂的处理和再生 7.3.3 离子交换基本操作方法 第八章 色谱分离技术 第一节 色谱分离技术的原理、基本概念和分类 8.1.1色谱分离技术的原理 8.1.2色谱分离技术的基本概念 8.1.3色谱分离技术的分类 第二节 吸附色谱法 8.2.1吸附色谱中常用的固定相 8.2.2吸附色谱固定相的选择 8.2.3吸附色谱流动相的选择 8.2.4 吸附色谱操作技术 第三节 薄层色谱法 8.3.1荧光薄层色谱 8.3.2络合薄层色谱 8.3.3酸碱薄层或pH缓冲薄层色谱 8.3.4薄层色谱的应用 第四节 分配色谱法 8.4. 1 分配色谱的基本原理 8.4.2 分配色谱的分类和特点 第五节 离子交换色谱法 8.5.1离子交换色谱的基本原理 8.5.2离子交换剂的选择 8.5.3离子交换色谱的基本操作 8.5.4离子交换色谱的应用 第六节 凝胶色谱法 8.6.1凝胶色谱的基本原理 8.6.2分子筛效应 8.6.3凝胶色谱柱的重要参数 8.6.4凝胶的种类和性质 8.6.5凝胶色谱的实验技术 第七节 亲和色谱法 8.7.1亲和色谱的基本原理 8.7.2 亲和色谱的配基 8.7.3亲和色谱的基本操作 8.7.4亲和色谱的特点和应用 第八节 高压液相色谱 8.8.1高压液相色谱的特点 8.8.2 高压液相色谱仪及应用 第九章 新型生物分离技术 第一节 新型生物分离技术及特点 9.1.1新型生物分离技术 9.1.2新型生物分离技术的特点 第二节 一些新型生物分离技术的原理及应用 9.2.1深度共熔溶剂在生物分离中的应用 9.2.2浊点萃取技术 9.2.3分子印迹膜技术 9.2.4多维液相色谱技术 9.2.5亲和分离技术 第十章 浓缩与干燥 第一节 浓缩 10.1.1 蒸发浓缩的特点 10.1.2蒸发浓缩的原理 10.1.3蒸发浓缩过程的节能 10.1.4蒸发浓缩的方法 第二节 干燥 10.2.1物料干燥机理 10.2.2常用干燥方法 10.2.3干燥过程的强化、节能和产品质量 第十一章 分离过程的清洁生产技术 第一节 主要技术 11.1.1 萃取分离技术在生物分离清洁生产中的应用 11.1.2吸附分离技术在生物分离清洁生产中的应用 11.1.3膜分离技术在生物分离清洁生产中的应用 11.1.4 分子印迹技术在生物分离清洁生产中的应用 11.1.5 其他技术在生物分离清洁生产中的应用 第二节 现存问题与前景展望