生物分离工程 课程教学大纲

1、生物分离工程课程教学大纲课程内容：生物分离工程（也称生物下游加工技术）是生物系统的一门新兴的交叉科学。是现代高新技术领域中的一个重要组成部分，起到了把科研成果转向工业化的桥梁作用。本课程比较详尽地介绍了生物下游加工过程的主要技术和步骤，如细胞的分离和破碎，生化产物提取的各种技术，产品纯化的主要方法和原理等。最后结合生产实例将各个技术综合利用进行了总结。本课程涉及的各个单元操作既有独立性又相互呼应。本课程不仅为生物工程专业的学生提供了一门重要的必修课，也可为食品和药学专业的学生提供一门选修课。一、教学内容： 第一章：下游加工过程概论1.1 下游加工过程在生物技术中的地位1.2传统生化产品和基因工

2、程产品回收方法的比较1.3生物技术下游加工过程的特点1.4 生物技术下游加工过程的一般流程和单元操作1.5 生物技术下游加工过程的发展趋势教学难点：生物下游加工过程和其他分离过程的区别。教学重点：生物技术下游加工过程的特点和流程第二章: 发酵液的预处理和固液分离方法2.1 发酵液的预处理2.2 发酵液的过滤教学难点：絮凝和凝聚的区别教学重点：固液分离方法第三章: 微生物细胞的破碎3.1 细胞壁的组成和结构3.2 微生物细胞的破碎技术3.3 破碎率的测定教学难点：不同微生物细胞壁的结构特点教学重点：机械破碎法 ,第四章:沉淀4.1 盐析沉淀法4.2 等电点沉淀法4.3 有机溶剂沉淀法4.4 非离

3、子型聚合物沉淀法4.5 聚电解质沉淀法4.6 金属离子沉淀法教学难点：盐析沉淀计算教学重点：盐析沉淀教学重点和难点第五章 膜分离过程5.1 分类和定义 5.2 膜的制造 5.3 分离机理 5.4 表征膜特性的参数 5.5 传递理论 5.6 影响超滤速度的各种因素 5.7 膜的污染 5.8 超滤器的形式及其适用范围 5.9 操作方式 5.10 膜过程的应用教学难点：传递理论教学重点：膜的分离机理, 影响超滤速度的各种因素,膜分离的操作方式。第六章:萃取6.1 基本概念 6.2 分配定律与分配平衡 6.3 有机溶剂萃取 6.4 液液萃取设备及其设计的理论基础 6.5 双水相萃取 6.6 反胶团萃取

4、6.7 液固萃取（浸取）6.8 超临界流体萃取教学难点：分配平衡教学重点：溶剂萃取，双水相萃取膜的分离机理, 影响超滤速度的各种因素,膜分离的操作方式。第七章: 离子交换7.1 基本概念 7.2 离子交换树脂的合成 7.3 离子交换树脂的理化性质和测定方法 7.4 离子交换过程的理论基础 7.5 离子交换过程的选择性 7.6 大网格离子交换树脂 7.7 树脂和操作条件的选择及应用举例 7.8 软水和无盐水的制备 7.9 离子交换提取蛋白质 7.10 离子交换膜和电渗析技术教学难点：离子交换树脂的制备和应用教学重点：离子交换树脂的制备和应用第八章: 吸附分离技术和理论8.1 吸附分离介质8.2

5、吸附平衡理论8.3 固定床吸附8.4 膨胀床吸附 教学难点：吸附平衡理论教学重点：固定床和膨胀床吸附 第九章: 液相色谱9.1 色谱原理与分类9.2 分离度9.3凝胶过滤色谱法9.4. 离子交换色谱法9.5 疏水相互作用色谱9.6 生物亲和色谱法9.7 色谱聚焦9.8 反相色谱9.9 羟基磷灰石色谱9.10 超临界流体色谱9.11流通色谱9.12 置换色谱教学难点：各种色谱分离原理及操作教学重点：各种色谱分离原理及操作教学重点和难点第十章 亲和色谱10.1 生物亲和作用10.2 亲和色谱原理10.3 亲和色谱介质10.4 亲和吸附平衡10.5 亲和色谱的应用10.6 亲和膜色谱10.7 其他亲

6、和分离技术教学难点：亲和色谱的原理与应用教学重点：亲和色谱的原理与应用第十一章: 电泳11.1 电泳的原理11.2 凝胶电泳11.3 二维电泳11.4 亲和吸附平衡11.5 毛细管电泳教学难点：电泳的原理和方法教学重点：毛细管电泳第十二章: 蛋白质复性12.1 包涵体的形成和性质12.2 包涵体的纯化和溶解12.3 蛋白质复性教学难点：包涵体复性的原理和方法教学重点：蛋白质复性第十三章: 结晶法13.1 结晶过程的实质13.2 过饱和溶液的形成13.3 晶核的形成13.4 晶体的生长13.5 提高晶体质量的途径教学难点：晶核的形成和生长教学重点：晶核的形成和生长第十四章 生产实例14.1单细胞

7、蛋白生产工艺14.2抗生素生产工艺14.3 基因工程产品的生产工艺（1）14.4 基因工程产品的生产工艺（2）二教学要求第一章：下游加工过程概论教学要求：了解生物下游加工过程的定义、特点及一般流程第二章: 发酵液的预处理和固液分离方法教学要求：了解发酵液主要组成，掌握发酵液预处理和固液分离的常规方法。第三章: 微生物细胞的破碎教学要求：了解微生物细胞壁的结构特点,掌握微生物细胞破碎的几种常用方法。第四章:沉淀教学要求：掌握盐析沉淀法等几种常用生物物质沉淀法的的基本原理和工艺.第五章 膜分离过程教学要求：了解膜的定义及分离、膜的制造方法，掌握膜分离技术的基本原理和各种影响因素。第六章:萃取教学要

8、求：了解并掌握各种萃取的基本原理和影响因素.第七章: 离子交换教学要求：了解离子交换剂的基本概念和合成方法,掌握离子交换的基本原理和相关技术.第八章: 吸附分离技术和理论 教学要求：了解并掌握吸附过程的基本理论和吸附剂种类和制备方法. 第九章: 液相色谱教学要求：了解色谱分离法的分类和基本概念,掌握各种色谱分离的技术第十章 亲和色谱 教学要求：了解并掌握亲和作用的基本理论和方法.第十一章: 电泳 教学要求：了解并掌握电泳的基本理论和方法.第十二章: 蛋白质复性 教学要求：了解并掌握蛋白质的基本原理和方法.第十三章: 结晶法 教学要求：了解并掌握结晶过程的基本理论和方法.第十四章 生产实例教学要

9、求：了解典型的生物制品的下游加工生产工艺，并加深理解下游加工技术的原理和方法以及加强训练工程技术和单元操作。三   章学时分配表章节 总课时 课堂讲授 作业 实验 上机 其它 备注 1 2 20 0 0 0 0 2 2 20 0 0 0 3 2 20 0 0 0 0 4 3 30 0 0 0 5220000064400007330000082200009440 0 0 0 0 10220 0 0 0 11220 0 0 0 0 12 2 2 0 0 0 0 132200000142200000总计 34 34 0 0 0 0 0 四 教材与参考书： 教材：1生物分离工程（第二版），孙彦编著，化学工业出版社 参考书：1 生物工艺学; 俞俊棠, 唐孝宣等; 化学工业出版社2生化生产工艺学; 梅乐和, 姚善泾, 林东强；科学出版社。3 生物化工原理；顾其丰；上海科学出版社