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（Downstreamprocessing）。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(inclusionbody)：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1～100nm以至1000nm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0.001~0.02μm，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（Reverseosmosis，RO）：是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作，孔径范围在0.0001~0.001μm之间；（由于分离的溶剂分子往往很小，不能忽略渗透压的作用，故而成为反渗透）；纳滤（Nanofiltration，NF）：以压力差为推动力，从溶液中分离300~1000小分子量的膜分离过程，孔径分布在平均2nm；电渗析(Electrodialysis，ED)：以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作；超滤：根据高分子溶质之间或高分子与小分子溶质之间分子量的差别进行分离的方法。微滤：一种从悬浮液中分离固形成分的方法，是根据料液中的固形成分与溶液溶质在尺寸上的差异进行分离的方法。透析定义：利用具有一定孔径大小、高分子溶质不能透过的亲水膜将含有高分子溶质和其它小分子溶质的溶液与纯水或缓冲液分隔的过程。由于膜两侧的溶质浓度不同，高分子溶液中的小分子溶质在浓差作用下透过亲水膜进入缓冲液中。这种溶质从半透膜的一侧透过膜至另一侧的过程，称为透析。电渗析是利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法水通量是指膜材料的纯水透过通量，其是在一定条件下（0.1MPa，温度为20℃）通过测量一定量纯水所需的时间测定。膜污染：固体或溶质在膜面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜通量变小与分离性能恶化的暂时性不可逆变化的现象。此时，必须停止操作，对膜系统进行清洗，恢复膜组件分离性能.萃取：利用溶质分子在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法称为萃取，利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时，即一种分子周围将聚集同种分子而排斥异种分子，则在达到平衡时，就形成分别富含不同聚合物的两相。含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相容性。蛋白质疏水性：利用已知其疏水性因子HF的双水相体系，测定某种处于其等电点处的蛋白质在这些体系中的分配系数，从而建立分配系数与双水相疏水性因子HF之间的关系，如果两者之间呈线性关系，则该直线的斜率可定义为这种蛋白质的表面疏水性液膜分离：由水溶液或有机溶剂构成的液体薄膜将与之不互溶的液体分隔开来，使其中一侧液体中的溶质选择性地透过液膜进入另一侧，从而实现溶质间的分离。反胶团：表面活性剂在有机溶剂中形成的胶团吸附吸附是溶质从液相或气相转移到固相的现象,即利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面。吸附操作利用固体吸附的原理从液体或气体除去有害成分或提取回收有用目标产物的过程。交换容量是单位质量的干燥离子交换剂或单位体积的湿离子交换剂所能吸附的一价离子的毫摩尔数。交换容量是表征离子交换能力的主要参数一定条件下，流体（气体或液体）与吸附剂接触，流体中的吸附质被吸附剂吸附，经足够长时间后，吸附质在两相中的含量不再改变，即吸附质在流体和吸附剂上的分配达到一种动态平衡，称为吸附平衡。在废水处理中常用固定床吸附装置。其构造与快滤池大致相同。吸附剂填充在装置内，吸附时固定不动，水流穿过吸附剂层。固定床吸附：固定床可分为单床和多床系统。多床又有并联与串联两种，前者适于大规模处理，出水要求较低，后者适于处理流量较小，出水要求较高的场合。穿透曲线：吸附过程中吸附塔出口溶质浓度的变化曲线称为穿透曲线穿透点：出口处溶质浓度开始上升的点称为穿透点穿透时间：达到穿透点所用的操作时间称为穿透时间吸附带：在吸附过程中，当吸附塔内某处溶质达到吸附饱和后，该位置处固液两相的浓度均不再改变。而在其下游区域仍然存在着溶质浓度从c0到0的变化区域。一般将吸附塔中液相（或固相）溶质浓度从c0（或q0）到0的分布区域称为浓度波或吸收带色谱法：利用混合物中各组分在两相间分配系数的不同,当两项作相对位移时，各组分在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而获得分离（各组分按一定次序由固定相中流出）。1）时间表示的保留值保留时间（tR）：从进样到柱后出现待测组分浓度极大值时所需的时间死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间调整保留时间（tR＇）：tR＇=tR－tM用体积表示的保留值保留体积：从进样到柱后出现待测组分浓度极大值时所通过的载体体积死体积：色谱柱内除了填充物固定相以外的空隙体积、色谱仪中管路和连接头间的空间及检测器空间的总和。）相对保留值：r21组分2与组分1调整保留值之比：区域宽度即色谱宽度，通常衡量色谱峰宽度参数有三种表示方法：（1）标准偏差()即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。（2）半峰宽(Y1/2)峰高一半处色谱的宽度Y1/2=2.354（3）峰底宽(Wb)通过流出曲线的拐点所做的切线在基线额截距Wb=4分离度(Resolution,R)同时反映色谱柱效能和选择性的一个综合指标。也称总分离效能指标或分辨率亲和作用：生物分子能够区分结构和性质非常接近的其他分子，选择性地与其中某一种分子相结合，这种作用力成为亲和作用。分子间的亲和识别包括抗体-抗原、酶-底物、激素-受体等亲和作用。亲和色谱：又叫亲和层析，是利用生物分子对之间所具有的专一而又可逆的亲和力使生物分子分离纯化的技术。在该技术中亲和分离过程是通过引入亲和配基得以实现的。即利用生物高分子物质与相应专一配基分子可逆结合的原理，把与目的产物具有特异亲和力的生物分子固定化后作为固定相，则含有目的产物的混合物（流动相）流经此固定相后，可把目的产物从混合物中分离出来的分离技术。干燥：利用热能除去目标产物的浓缩悬浮液或结晶（沉淀）产品种湿分（水分或有机溶剂）的单元操作。结晶：是从液相或气相生成形状一定分子（原子、离子）由规则排列的晶体现象。目的基因的克隆是利用一个单一的基因副本的行为。有pcr方法，凝胶电泳方法，色谱法，琼脂糖凝胶电泳法，质粒法等。具体方法可分别检索文献。常用的植物目的基因克隆技术1、通过已知基因产物的分析和鉴定这类技术主要通过生物化学和病理学研究分离鉴定有关基因的蛋白产物，并对蛋白质氨基酸顺序进行分析，推断出编码该蛋白质的基因序列，然后通过抗体、寡聚核苷酸探针或PCR制备的探针对文库进行筛选来分离目的基因。如植物抗病虫基因工程中常用的苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因（Bt基因）、豇豆胰蛋白酶抑制基因（CpTI基因）、病毒外壳蛋白基因（CP基因）等。当其他植物的同类基因已分离到并且核苷酸序列保守性较高时，也可直接用这些已知的基因片段作探针对未克隆到该基因的植物基因文库进行筛选，也可分离到未知的新基因。2、通过遗传表型分析（1）基因标鉴法。该法是利用转座子或T-DNA插入植物的基因组中引起某一基因失活产生一些突变体，然后用相应转座子或T-DNA对突变体文库进行筛选，以选到的阳性克隆片段为探针，再筛选野生型植物因文库分离目的基因。如将一株带有功能的转位因子系统的植物与另一株在遗传上有差异的同种植物杂交，在杂交后代中筛选由于转位因子插入到某一特定基因序列中导致表型破坏或改变的突变株，用该纯合突变株构建基因文库，然后将转位因子用同位素标记作探针，从该文库中筛选出带有同源转位因子的目的基因。该法主要限于二倍体的自花授粉作物如玉米、金鱼草等。应用该法已分离出与玉米种子发育有关的Viviparious-1基因及与金鱼草花发育有关的一些基因等。（2）激发子的寄主受体基因克隆技术。该技术是利用病菌无毒基因（avrgene）编氲募し⒆佑爰闹骺共』?虮嗦氲氖芴逯?浯嬖诓磺缀偷幕プ鞴叵担?圆≡?し⒆拥鞍孜?咚鞣掷牒涂寺〕鲆恍┘付≈士共』?颍?绶?延胛薅净?騛vr9对应的抗病基因cf9，与avrPto对应的抗病基因pto；拟南芥菜与avrRPS2对应的抗病基因rpS2等。3、以图谱为基础的定位克隆技术以图谱为基础的定位克隆技术在分离未知产物的基因方面有广阔的应用前景。该法的基本前提是基因定位，然后以紧密连锁的分子标记如RFLP等为起点，通过染色体步移逐步向目标基因靠近，最终克隆基因。其主要步骤包括：（1）将目标基因定位在高密度的分子标记连锁群上；（2）利用PFGE将连销标记的遗传图谱距转换成物理距离；（3）构建YAC文库，找到含连锁标记的YAC克隆，并通过克隆的排序获得目标基因的DNA片段；（4）通过转化和功能互补试验证实基因所在的DNA片段。如用该技术已分离出番茄抗根结线虫mi基因和拟南芥菜抗细菌性茎腐病的RPM1基因等。