生物分离工程.docx

第十章 层析什么是色谱分离技术？利用混合物中多组分间存在的物理化学性质的差异（如吸附力、分子极性、分子形状和大小、分子亲和力、电荷量等），使得各组分在两个向上分离。色谱系统的组成，什么是固定相和流动相。固定相、流动相、泵系统、检测系统。固定相：固定相是层析的一个基质。它可以是固体物质（如吸附剂、凝胶，离子交换剂等），也可以是液体物质（如固定在硅胶或纤维素上的溶液），这些基质能与待分离的化合物进行可逆的吸附，溶解，交换等作用。流动相：在层析过程中，推动固定相上待分离的物质朝着一个方向移动的液体、气体等，都称为流动相。柱层析中一般称为洗脱剂，薄层分析时称为展层析。基本概念的掌握：阻滞因子，保留时间和体积，塔板数和塔板高度阻滞因子是在色谱系统中溶质的移动速度和标准的迁移率之比。保留时间:样品进样到出现最大峰值时所需要的时间。保留体积：样品进样到出现最大峰值时所使用的流动相体积。塔板数塔板高度色谱分离技术的分类凝胶色谱的分离原理及分类固定相是多孔凝胶，各组份的分子大小不同，因而在凝胶上受阻滞的程度不同。亲和色谱的分离原理以在不同集体上，建和多种不同特性的配为体作固定相，用具有不同pH值的缓冲溶液作流动相，依据生物分子（氨基酸、肽、蛋白质、核算、核苷酸）与固定相亲和作用力的差别实现分离的过程。可用于各种酶、辅酶、激素和免疫球蛋白等生物分子的分离。第九章 吸附1. 什么是吸附？常用的吸附剂有哪些？吸附：利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择吸附的能力，使其富集在吸附剂表面，而从混合物中的分离的过程。常用的吸附剂：大网格聚合物吸附剂活性碳：助滤、脱色、去热源活性白土：脱组胺类过敏物、脱色硅藻土：助滤、澄清2.物理吸附的本质是什么？吸附质与吸附剂之间的分子间引力即范德华力（定向力：极性分子间；诱导力：极性与非极性分子间；色散力：非极性分子间）和氢键力所引起。3. 什么是吸附等温线？分为几种类型？兰格米尔吸附等温线描述的是哪种类型的吸附？吸附等温线(表示平衡吸附量)：当温度一定时，吸附量只和浓度有关，m=f（c）这个函数关系称为吸附等温线。种类：langmuir等温线（单分子层）Freundlich等温线（抗生素、类固醇、甾类激素）离子交换等温线单价：在缓冲液中，langmuir模拟多价：freundlich模拟亲和吸附等温线：类似于langmuri表达兰格米尔吸附等温线描述吸附在活性中心上进行，吸附物分子之间无相互作用力。每一个活性只能吸附一个分子，即形成单分子吸附层。吸附速度与溶液浓度和吸附剂表面未被占据的活性中心数目成正比。解吸速度与吸附剂表面为该溶质所占据活性中心数目成正比4. 大网格树脂吸附法：将多孔的大网格吸附树脂作为吸附剂，利用表面分子与物质分子间范德华引力，把液相中物质吸附到吸附树脂表面。大网格树脂吸附法与离子交换法的比较相同点：a操作方法：静态法、动态法。b骨架结构：树脂均有溶胀孔隙和永久孔隙的大网格骨架结构。不同点：a介质不同离交法：离子交换树脂，骨架上接有离子交换基团，利用表面层和孔隙中离子集团起作用。吸附法：吸附树脂，无离子交换基团（称白球），利用外表面和孔隙内表面分子起作用。b机理不同离交法：离子间静电引力吸附，要求树脂和物质的电离度a高吸附法：分子间范德华引力吸附，要求物质的电离度a低。5. 大网格吸附剂吸附条件选择包括哪些内容？大网格吸附剂吸附条件选择A吸附剂的选择（相似互溶）非极性吸附剂从极性溶剂中吸附非极性物质高极性吸附剂从非极性溶剂中吸附极性物质中等极性吸附剂对两种情况均有吸附能力孔径与比表面（孔径6倍于分子直径）吸附法提取的生化物质大多是弱极性或非极性，一般选非极性或中等极性。B无机盐的影响无机盐存在，对吸附不仅无干扰，还有促进作用（盐析）C吸附pH弱酸物质：pHpk中性物质：pH无影响（不会电离）6.吸附的操作方式有哪两种？过程分别是怎样的？静态操作法：待测组分在容器里被外加的固定相所吸附（或交换）。为了能尽快地达到吸附平衡，可将溶液进行机械搅拌、振荡或超声波处理。然后用倾斜法或过滤法将固定相与溶液分离。动态操作法：吸附质（溶质）依据吸附能力的不同而被选择性吸附或者直接留流出，到某一时刻（穿透点）停止操作，并进行洗脱（解吸）来获得目的产物，同时进行吸附剂再生。第八章 离子交换1. 离子交换法的定义？分离介质及其组成以及分离原理？离子交换法的定义：通过带电的溶质分子与离子交换剂中可交换的离子进行交换而达到分离纯化的方法。利用介质：一种多孔网状、不溶于水，也不溶于电解质溶液的固体-离子交换剂，吸取离子而进行离子交换。分离原理：主要依赖电荷间的相互作用（静电力），利用带电分子中的电荷的微小差异而进行分离。2. 离子交换树脂的类型及命名？类型A多个活性基团树脂：含有一个以上的活性基团B两性树脂：既含有酸性基团，又含有碱性基团C螯合树脂：氨基二乙酸基的树脂对Cu2+、Co2+、Ni2+有很高的选择性D大孔径离子交换吸附树脂：合成过程中加入了一定量的致孔剂，如汽油或苯等，待聚合完毕后，再将这些惰性溶剂从聚合物中赶走，由此而形成海绵状的高强度大孔径树脂。命名：分类名称+骨架名称+基本名称3. 了解离子交换树脂的主要物理性能和化学性能。掌握交联度，交换容量，滴定曲线的概念物理性能A外形：颜色：苯乙烯系-黄色；其他-赤褐色、黑色形状：球形颗粒，要求圆球率90%以上粒度：分离用树脂粒径通常为数百微米；要求粒径分布范围窄。 单位用“目”表示 一般粒径在16-60目之间 球体直径=16/目数（mm）B含水量树脂颗粒在水中吸收水分打到平衡后用离心法在规定转速和时间内除去外部水分，得到含平衡水的湿树脂，然后105c烘干，比较烘干前后的重量，即得到平衡含量占湿树脂的重量百分数。含水量的大小取决于亲水基团的多少及树脂孔隙的大小。对凝胶型树脂，交联度对含水量的影响比较大。C密度湿视密度-单位视体积（树脂本身的体积与颗粒间隙体积之和）内紧密无规排列的湿态离子交换树脂的质量。湿真密度-单位真体积（仅包括树脂本身的体积）内湿态离子交换树脂的质量。D交联度树脂的交联程度，加入树脂中交联剂的百分含量交联度=交联剂重量/反应混合物重量*100%树脂的交联度一般在4-14%之间E膨胀度和机械性能干燥的树脂接触溶剂后的体积变化称为绝对膨胀度；湿树脂从一种离子型态转变为另一种离子形态时的体积变化称为相对膨胀度树脂膨胀与下列因素有关：可交换集团性质，易电离，水合程度高则膨胀程度高骨架，尤其与交联度，孔径有关外部溶液性质机械性能：即保持树脂颗粒完整的能力。化学性能A酸碱性聚电解质其功能团释出H+或OH-能力的不同表示酸碱性。离子交换树脂含酸性或碱性基团时，在水中离解RSO3H-RSO3-+H+R=NHOH-R=NH+OH-离子交换树脂含弱酸或弱碱盐基团时，在水中水解RCOONa+H2O-RCOOH+NaOHRNH2Cl+H2O-RNH2OH+HCl滴定曲线 书P159B交换容量总交换容量：单位体积湿树脂或单位重量干树脂中，所有交换基团的总数工作交换容量：单位体积湿树脂或单位重量干树脂所能吸附的1价离子的毫摩尔数来表示单位：mmol/ml（湿树脂）mmol/g（干树脂）C选择性离子交换剂对不同离子的亲和力5.影响离子交换选择性的因素A离子价数金属离子的价数增大，亲和力增大，离子交换树脂总是有限选择高价离子，而低价离子被吸附时则较弱。如Na+Ca2+Al3+Th4+B溶液浓度的影响在稀溶液中比较大，而在浓溶液中选择性较小。因此可将溶液稀释，树脂选择吸附高价离子。C离子的水化半径离子价数相同时，亲和力大小随着水合离子半径的减少而增大。依水化半径的次序，可将各种离子对树脂的亲和力大小排序如下：1价离子：Li+H+Na+NH4+K+Rb+Cs+Ag+Ti+2价离子Mg2+Zn2+Cu2+Ni2+Co2+Ca2+Sr2+Pb2+Ba2+1价阴离子：F-HCO3-Cl-HSO3-Br-NO3-I-A-B相分离：互不溶性，形成两个水相，两种聚合物分别富集于上下两相A-AA-A凝聚复合：形成均相的高聚物水溶液2. 两水相系统的类型有哪些？成因是什么?两水相体系的类型高聚物-高聚物各个聚合物分子，都倾向于在其周围有相同形状、大小和极性分子，同时，由于不同类型分子间的斥力大于同它们的亲水性有关的相互吸引力，因此聚合物发生分离，形成两个不同的相，这就是聚合物不相溶性高聚物-盐无机盐的盐析作用3. 理解相图，并明确相图中系统等概念的意义？相图是如何制作的？相图（书P81）相图：描述两水相的形成条件和定量关系，是一根双节线，把均匀区和两相区分隔开。当成相组分的配比取在：曲线的下方时，为均相区曲线的上方时，为两相区在曲线上，则混合后，溶液恰好从澄清变为浑浊。系线：双节线上两点的直线系线反应的信息A杠杆规则：系线上各点均为分成组成相同，而体积不同的两相B性质差异：系线越长，两相间的性质差别越大，反之则越小C临界点D双节线的形状相图的制作方法（浊点法）向聚乙二醇的水溶液中逐渐加入硫酸铵的过程中，刚开始溶液澄清透明。当达到某一个添加量时，溶液变浑浊，就是一个临界点。继续加入水和硫酸铵，不断地会出现临界点。临界点的连线就是双节线。4. 两水相萃取的理论中表面自由能和表面电荷是如何影响萃取过程的？表面自由能的影响表面自由能的影响来源于多种力，主要是表面张力溶质分子的运动趋势离子的布朗运动：均匀分数在体系离子表面的表面张力：离子富集于某相聚合物表面张力不同，则K值不同，得以分离分子量相差越大，K值越大，越易分离表面电荷的影响一种电解质的阴阳离子对两相有不同的亲和力于是产生电位差，离子价之和越大，电位差越大。表面自由能和电荷的综合影响表面自由能可用来量度表面的相对憎水性，改变成相聚合物的种类。聚合物的平均分子量和相对分子质量分布，都能影响相的疏水性。一般地，大分子的表面积都很大,的微小变化都会引起蛋白质大分子的分配系数产生很大变化。加入系统的盐，以及体系的pH会影响相间电位差和蛋白质所带的电荷数，因而也对分配系数产生大的影响。5简述影响两水相萃取的因素及如何影响？A成相聚合物的相对分子量对于给定的相系统，如果一种高聚物被低相对分子质量的同种高聚物所代替，被萃取的大分子物质，如蛋白质、核酸、细胞粒子、将有利于在低相对分子质量高聚物一侧分配。B成相系统的总浓度当接近临界点时，生物大分子均匀地分配于两相，分配系统接近于1成相聚合物的总浓度增加时，系统远离临界点，系统的长度增加，此时，两相性质的差别也增大，蛋白质趋向于向一侧分配，既分配系数K大于1或减小于1、成相物质额总浓度越高，系线越长，蛋白质越容易分配于其中的某一相。C盐类的影响加入适当的盐类，在两相间形成电位差会大大促进带相反电荷的两种蛋白质的分离。DpH值PH会影响蛋白质中可以解离基团的解离度会影响磷酸盐的离解程度当研究分配系数与ph的关系时，加入不同的盐类，则由于电位差不同，这种关系也应不同。交错分配法：而在等电点时，得到的均为不带电时分子的分配系数。对不同的盐系统，其等电点时的分配系数应相等，两条ph和分配系数关系的曲线必交于一点，该点所对应的ph值即为该特定蛋白质的等电点。E温度F荷电PEG作为成相聚合物G体系中微生物的影响第六章 溶剂萃取1溶剂萃取的定义及特点定义：分离液体混合物常用的单元操作，用一种溶剂将产物自另一种溶剂中提取出来，达到浓缩和提纯的目的。特点：萃取过程有选择性；能与其他步骤相配合；通过相转移减少产品水解；适用于不同规模；传质快，生产周期短；无相变，能耗低，成本低；方法成熟，易于设计；毒性与安全环境问题2. 理解概念分配系数、分配因子、HLB值、萃取因素、带溶剂、萃取和后萃取分配系数（分配比）：溶质在两相中的总浓度之比，其用于表示溶质的分配平衡关系K=C1/C2=萃取相的浓度/萃余相的浓度分配因素：萃取剂对两种溶质A和B分离能力的大小=（C1A/C18）/(C2A/C2B)=KA/KBHLB（亲憎平衡值）：表面活性剂的亲水与亲油程度的相对强弱。HLB数越大，亲水性越强，形成O/W型乳浊液。HLB数越小，亲油性越强，形成W/O型乳浊液萃取因素：带溶剂：易溶于有机溶剂并能和溶质形成复合物且此复合物在一定条件下又容易分离萃取：利用溶质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反萃取：当完成萃取操作后，为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施，往往需要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的操作。3.萃取过程的理论基础分配定律：在恒温恒压下，溶质在互不相溶的两相中达到分配平衡时，如果其在两相中的相对分子质量相等，则其在两相中的平衡浓度之比为一常数。此常数称为分配常数A分配定律适用条件：稀溶液；溶质对溶剂互溶没有影响；必须是同一分子类型，不发生缔合或离解。4.简述影响萃取过程的因素A水相条件PH：影响分配系数；影响选择性温度：温度高，萃取率高；稳定性决定要在室温或低温下进行盐析（无机盐）：降低在水中的溶解度，有利于转移到有机相带溶剂：合适带溶剂B有机溶剂的选择选择原则：根据相似相溶的原理（最重要的参数：介电常数，极性），选择与目标产物性质相近的萃取剂，可以得到较大分配系数价廉易得与水相不互溶与水相有较大的密度差，并且粘度小，表面张力适中，相分散和相分离较容易容易回收和再利用毒性低，腐蚀性小，闪点低，使用安全不与目标产物发生反应C乳化产生乳化后使有机相和水相分层困难，出现两种夹带：发酵液中夹带有机溶剂微滴，使目标产物受到损失有机溶剂中夹带发酵液给后处理操作带来困难5. 发酵液乳化现象是如何产生的？对分离传化产生何影响？如何有效消除乳化现象？产生：发酵液中存在的蛋白质和固体颗粒等物质，这些物质具有表面活性剂的作用，使有机溶剂和水的表面张力降低。产生乳化后使有机相和水相分层困难，出现两种夹带：发酵液中夹带有机溶剂微滴，使目标产物受到损失有机溶剂中夹带发酵液给后处理操作带来困难乳浊液的破坏过滤和离心分离加热稀释法加电解质吸附法顶替法转型法6. 生物物质的萃取与传统的萃取相比有哪些不同点？成分与相复杂传质速率不同相分离性能不同产物的不稳定性第五章 膜分离1. 透析、微滤、超滤、反渗透、电渗析的概念，过滤分子范围和使用范围，分离原理和推动力的区别透析：根据浓度差原理，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他小分子溶质的溶液与水溶液或缓冲液相互透过的过程。微滤：利用筛分原理，分离、截留直径为0.05m到10m大小的粒子。采用压力为0.05-0.5MPa超滤：利用筛分原理，分离分子量从1000到1000000道尔顿的可溶性大分子物质，对应孔径为10-500埃（0.001m到0.05m）。采用压力为0.1-1MPa反渗透：在高于溶液渗透压的压力作用下，只有溶液中的水透过膜，而所有溶液中大分子、小分子有机物剂无机盐全被截留住。膜孔径为1到10埃。采用压力为1-10MPa电渗析：根据浓度差原理，在透析的基础上加上直流电，极大加快离子的透析速度，主要用于样品快速脱盐2. 膜分离的定义和类型定义：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类型：以推动力的过程分类：以浓度差为推动力的过程：透析技术以电场力为推动力的过程：电透析，离子交换电透析以静压力差为推动力的过程：微滤，超滤，反渗透以分离应用领域过程的分类：微滤 MF 超滤UF 反渗透 RO透析DS 电透析ED 纳米膜分离 RO亲和过滤AF 渗透气化PV3. 浓差极化和凝胶极化和膜污染的区别浓差极化：在膜分离操作中，所有溶质均被透过液传送到膜表面，不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高。这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象为浓差极化凝胶极化：膜表面附近浓度升高，增大了膜两侧的渗透压差，使有效压差减小，透过通量降低。当膜表面附近的浓度超过溶质的溶解度时，溶质会析出，形成凝胶层。浓差极化是一个可逆的过程，只有在膜过程运行中产生存在，停止运行，浓差极化逐渐消失。膜污染：处理物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子、由于膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附，沉积造成膜孔径变小或者堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化的现象。4.膜污染的定义，造成膜污染的原因，以及消除的办法膜污染：处理物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子、由于膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附，沉积造成膜孔径变小或者堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化的现象。造成膜污染的主要原因：蛋白质在不同pH条件下，所带电荷对膜电荷的相互作用无机盐通过形成复合物改变溶液粒子强度等机制污染膜分离过程中体系的粘度增大会污染膜。降低和减轻膜污染的方法：合适的膜材料（构成，特性，组件）降低盐浓度溶液的pH溶液浓度温度压力和流速溶液和膜接触时间5.了解膜材料的种类及特性合成高分子材料种类：聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯晴、聚烯类和含氟聚合物，其中，聚砜最常用，用于制造超滤膜。优点：耐高温（70-80c，可达125c）pH1-13，耐氯能力强，可调节的孔径宽（1-20nm）聚酰胺膜的耐压较高，对温度和pH稳定性高，寿命长，常用于反渗透缺点：但聚砜的耐压差，压力极限在0.5-1.0MPa无机材料种类：陶瓷、微孔玻璃、不锈钢和碳素等。目前实用化有孔径0.1um微滤膜和截留10KD的超滤膜，其中以陶瓷材料的微滤膜最常用。多孔陶瓷膜主要利用氧化铝、硅胶、氧化皓和钛等陶瓷微粒绕结而成，膜厚方向上不对称。优点：机械强度高，耐高温、耐化学试剂和有机溶剂缺点：不易加工，造价高天然高分子材料种类：纤维素衍生物，如醋酸纤维、硝酸纤维和再生纤维优点：醋酸纤维的阻盐能力最强，常用于反渗透膜，也可作超滤膜和微滤膜；再生纤维素可用于制造透析膜和微滤膜。缺点：醋酸纤维膜最高使用温度和pH范围有限，在45-50c，pH3.8复合材料种类：如将含水金属氧化物等胶体微粒或聚丙烯酸等沉淀在陶瓷管的多空介质表面形成膜，其中沉淀起筛分作用。优点：此膜的通透性打，通过改变pH容易形成和去除沉淀层，清洗容易缺点：稳定性差。第四章 沉淀1.蛋白质沉淀的方法有哪些？各自沉淀的机理是什么？等电点沉淀机理：在低得离子强度下，调pH至等电点，使蛋白质所带净电荷为零，降低了静电斥力，而疏水力能使分子间相互吸引，形成沉淀。有机溶剂沉淀机理：增大静电力：加入溶剂后，使水溶液的介电常数降低，而使蛋白质分子间的静电引力（库伦力）增大，导致凝集和沉淀。去水化层：有机溶剂使蛋白溶剂化，使原来与蛋白结合的水被溶剂所取代，从而降低了蛋白溶解度。热沉淀机理：利用生物大分子对热的稳定性不同，加热升高温度使某些非目的生物大分子变性沉淀而保留目的物在溶液中。非离子型聚合物沉淀机理：与有机溶剂相似，能降低水活度，破坏蛋白质的水化膜。选择性沉淀法机理：利用蛋白质、酶、和核酸等生物大分子对某些物理或化学因素敏感性不同，有选择地使之变性沉淀，以达到分离提纯的目的。2.盐析的原理是什么？影响因素有哪些？盐析现象：高盐浓度下，蛋白质溶解度随之下降电解质的离子在溶液中，水化膜被破坏，离子被中和，导致憎水区裸露，发生聚合而沉淀。影响因素：A无机盐的种类阴离子盐析效果：柠檬酸PO43-SO42-CH3COO-Cl-NO3-SCN-阳离子盐析效果：Al3+H+Ba2+Cs+NH4+K+Na+Li+无机盐选择的原则较高的盐析效能高溶解度，能配置高离子强度的盐溶液溶解度受温度的影响小盐溶液的密度不高，便于蛋白质沉淀和离心分离不易引起蛋白质的变性价格低廉B无机盐的加入方式直接加入固体粉末工业上常采用，加入速度不能太快，应分批加入，并充分搅拌，使其完全溶解和防止局部浓度过高。加入饱和溶液在实验室和小规模生产中或浓度不需太高时，但要防止溶液局部过浓，料液被稀释C温度离子强度较高时，升高温度有利于蛋白质失水。导致溶解度下降。D pHE起始浓度的影响3.常用的有机溶剂沉淀剂有哪些？有机溶剂沉淀的机理是什么？乙醇、丙酮等水溶性的有机溶剂机理：增大静电力：加入溶剂后，使水溶液的介电常数降低，而使蛋白质分子间的静电引力（库伦力）增大，导致凝集和沉淀。去水化层：有机溶剂使蛋白溶剂化，使原来与蛋白结合的水被溶剂所取代，从而降低了蛋白溶解度。4.蛋白质溶液保持稳定的原因？蛋白质周围的水化层可以使蛋白质形成稳定的胶体溶液蛋白质分子存在双电层间静电排斥作用5.什么是盐溶和盐析？产生的原因？盐溶现象：低盐浓度下，蛋白质溶解度增大原因：蛋白质的活度降低盐析现象：高盐浓度下，蛋白质溶解度随之下降电解质的离子在溶液中，水化膜被破坏，离子被中和，导致憎水区裸露，发生聚合而沉淀。6.区别沉淀与结晶相同点：都是通过溶解度降低促使新相析出的过程。不同点：沉淀：同类分子或者离子以不规则的排列形式析出；纯度低，成分复杂结晶：同类诶子或者离子以有规则的排列形式析出；纯度高，成分单一7.举例说明如何利用沉淀法提动物胰脏中的蛋白酶胰蛋白酶原的溶解：酸性条件下稳定溶解液中含有大量的酸性杂蛋白（pI=10.8）浓缩分离胰蛋白酶原（盐析）溶解激活（酶原-酶）胰蛋白酶的进一步分离：酶溶液中糜蛋白弹性蛋白等与胰蛋白酶在不同的盐浓度下溶解度不同第三章 主要微生物细胞和植物细胞壁的组成结构和破碎阻力的来源是什么？细菌：肽聚糖组成的难溶聚糖链；借助短肽交联而成的网状结构，包围在细胞周围，使细胞具有一定的形状和强度；短肽一般由四或五个氨基酸组成；L-丙氨酰-D-谷氨酰-L-赖氨酰-D-丙氨酸；短肽中常有D-氨基酸与二氨基庚二酸存在。革兰氏阳性菌细胞壁较厚，具有20-80nm的肽聚糖层，约占细胞壁成分的40-90%，此外还含有大量磷壁酸。革兰氏阳性菌的肽聚糖层仅2-3nm，占细胞壁成分的10%，由于肽聚糖之间缺乏五肽桥，层较疏松，还有一较厚的外壁层主要成分为脂蛋白、脂多糖和其它脂类。破碎细菌的细胞壁阻力来自于肽聚糖的网状结构，其网状结构的致密程度和强度取决于聚糖链上所存在的肽键的数量和其交联程度。酵母菌：甘露聚糖，有1.G-磷酸二酯键共价连接，形成网状结构；葡聚糖的细纤维构成了细胞壁的刚性骨架；破碎酵母细胞壁的阻力只要决定于壁结构交联的紧密程度和它的厚度。真菌：最外层（a）是-和-葡聚糖的混合物；第二层（b）是糖蛋白的网状结构，葡聚糖与躺蛋白结合起来。第三层（c）只要是蛋白质。最内层（d）主要是几丁质，几丁质的微纤维嵌入蛋白质结构中。破碎真菌细胞壁的主要阻力与真菌细胞壁的强度和聚合物的网状结构有关，不仅如此，它还含有几丁质或纤维素的纤维状结构，所以强度有所提高。生长结束的植物细胞壁具有初生壁和次生壁。初生壁是细胞生长期形成的。次生壁是细胞停止生长后，在初生壁内部形成的结构。列举细胞破碎技术与方法？各自的操作原理是什么？破碎法选择的依据主要由哪些？包涵体形成的原因以及分离的主要过程？什么是包涵体复性？复性的方法和影响因素有哪些？第二章什么是发酵液的预处理？发酵液为何需要与处理？处理方法有哪些？发酵液的预处理以细胞培养液或者发酵液为出发点，设法将细胞或者菌体富集或者去除，使所需的目标产物转移到液相中，同事出去其它悬浮颗粒（如细胞培养基、菌体或者絮凝体等）以及改善滤液的性状，以利于后续各步操作。目的：1）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2）尽可能使产物转入便于后处理的一相中3）分离菌体和其他悬浮颗粒，除去部分可溶性杂质和改变滤液的性质，以利于提取和精制后继各工序的顺利进行。处理方法降低液体粘度；调整pH；凝聚于絮凝；加入助滤剂；加入反应剂；扩散双电子层结构是如何形成的，滑移面电位受什么因素影响？凝集与絮凝过程有何区别？如何将两者结合使用？固液分离的方法有哪些？简述各自原理？固液分离的方法：过滤、离心沉降、泡沫分离、全发酵液提取（双水相萃取、膜技术）、扩张床吸附过滤：在外力作用下，利用过滤介质是悬浮液中的液体通过，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的一种单元操作。离心沉降：是利用转鼓高速转动所产生的离心力，来实现悬浮液、乳浊液分离或浓缩的分离过程，促使不同大小，不同密度