生物分离工程 第2版PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 生物技术与生物分离 1

1.2 生物物质和生物分离 2

1.2.1 生物物质 2

1.2.2 生物分离过程 2

1.3 生物分离过程的特点 4

1.4 生物分离技术和原理 5

1.4.1 物理性质 6

1.4.2 化学性质 6

1.4.3 生物学性质 6

1.5 生物分离效率 8

1.5.1 分离方法和设备 8

1.5.2 分离过程和产品 8

参考文献 10

2 细胞分离与破碎 12

2.1 细胞分离 12

2.1.1 重力沉降 12

2.1.2 离心沉降 14

2.1.3 过滤 20

2.2 细胞破碎 23

2.2.1 细胞的结构 23

2.2.2 细胞破碎和产物释放原理 24

2.2.3 细胞破碎技术 26

2.2.4 目标产物的选择性释放 32

习题 33

参考文献 34

3 初级分离 35

3.1 沉淀分级 35

3.1.1 蛋白质的表面特性 35

3.1.2 盐析沉淀 36

3.1.3 等电点沉淀 41

3.1.4 有机溶剂沉淀 42

3.1.5 热沉淀 42

3.1.6 其他沉淀法 43

3.1.7 沉淀生成动力学 44

3.2 泡沫分离 46

3.2.1 泡沫分离原理 46

3.2.2 泡沫分离设备和过程 48

3.2.3 泡沫分离的应用 50

习题 53

参考文献 54

4 膜分离 56

4.1 各种膜分离法及其原理 56

4.1.1 反渗透 57

4.1.2 超滤和微滤 60

4.1.3 透析 61

4.1.4 电渗析 62

4.1.5 渗透气化 62

4.2 膜材料及其特性 63

4.2.1 膜材料 63

4.2.2 膜的结构特性 64

4.2.3 水通量 66

4.3 膜组件 67

4.3.1 管式膜组件 68

4.3.2 平板膜组件 69

4.3.3 螺旋卷式膜组件 69

4.3.4 中空纤维（毛细管）式膜组件 69

4.4 操作特性 69

4.4.1 浓度极化模型 69

4.4.2 超滤膜的分子截留作用 71

4.5 影响膜分离速度的主要因素 73

4.5.1 操作形式 73

4.5.2 流速 73

4.5.3 压力 74

4.5.4 料液浓度 75

4.6 膜分离过程 76

4.6.1 分离操作 76

4.6.2 错流过滤过程的流体力学 80

4.7 膜的污染与清洗 81

4.8 应用 83

4.8.1 菌体分离 84

4.8.2 小分子生物产物的回收 84

4.8.3 蛋白质的回收、浓缩与纯化 84

4.8.4 膜生物反应器 85

习题 87

参考文献 88

5 萃取 90

5.1 基本概念 90

5.1.1 萃取 90

5.1.2 反萃取 91

5.1.3 物理萃取和化学萃取 92

5.2 分配定律与分配平衡 92

5.3 有机溶剂萃取 94

5.3.1 弱电解质的分配平衡 95

5.3.2 化学萃取平衡 96

5.3.3 溶剂萃取操作 98

5.4 液液萃取设备及其设计的理论基础 101

5.4.1 混合-澄清式萃取 101

5.4.2 多级错流接触萃取 102

5.4.3 多级逆流接触萃取 105

5.4.4 分馏萃取 106

5.4.5 微分萃取 109

5.5 双水相萃取 116

5.5.1 双水相系统 117

5.5.2 双水相中的分配平衡 118

5.5.3 影响分配系数的各种因素 122

5.5.4 双水相萃取操作 124

5.6 液膜萃取 130

5.6.1 液膜的种类 131

5.6.2 液膜萃取机理 132

5.6.3 液膜萃取动力学 134

5.6.4 液膜萃取操作 140

5.7 反胶团萃取 149

5.7.1 反胶团及其基本性质 149

5.7.2 反胶团的溶解作用 151

5.7.3 萃取和反萃取动力学 154

5.7.4 反胶团萃取操作 156

5.8 液固萃取（浸取） 166

5.8.1 浸取速度 166

5.8.2 液固萃取操作及设备 168

5.8.3 浸取剂 168

5.9 超临界流体萃取 169

5.9.1 超临界流体的性质 170

5.9.2 超临界流体中的溶解度 171

5.9.3 超临界流体萃取操作 173

5.9.4 应用 174

习题 175

参考文献 177

6 吸附分离技术和理论 181

6.1 吸附分离介质 182

6.1.1 吸附剂 182

6.1.2 离子交换剂 183

6.1.3 吸附剂的制备 187

6.2 吸附平衡理论 189

6.2.1 吸附等温线 189

6.2.2 离子交换吸附的计量置换模型 192

6.2.3 空间质量作用模型 196

6.2.4 静电吸附模型 198

6.3 吸附过程传质动力学 199

6.3.1 液相扩散 199

6.3.2 固相扩散 203

6.4 固定床吸附 212

6.5 固定床吸附过程理论 214

6.5.1 表面吸附速率控制 216

6.5.2 液膜扩散速率控制 217

6.5.3 内扩散速率控制 217

6.5.4 简化的速率方程 220

6.5.5 恒定图式假设 225

6.6 膨胀床吸附 229

6.6.1 膨胀床吸附原理和固相分级特性 229

6.6.2 膨胀床介质和设备 232

6.6.3 膨胀床吸附模型 234

6.6.4 膨胀床吸附操作和应用 236

6.7 移动床和模拟移动床吸附 239

6.8 搅拌釜吸附 241

6.8.1 吸附速率 241

6.8.2 搅拌釜吸附操作设计 242

习题 244

参考文献 245

7 液相色谱 250

7.1 色谱原理与分类 250

7.1.1 原理 250

7.1.2 分类 251

7.2 色谱过程理论基础 253

7.2.1 平衡模型 253

7.2.2 理论板模型 255

7.2.3 传质速率模型 257

7.3 分离度 260

7.4 凝胶过滤色谱 261

7.4.1 原理与操作 261

7.4.2 凝胶过滤介质 263

7.4.3 影响分离特性的因素 266

7.4.4 凝胶过滤色谱的应用及特点 269

7.5 离子交换色谱 271

7.5.1 原理与操作 271

7.5.2 线性梯度洗脱色谱 273

7.5.3 逐次洗脱色谱 278

7.5.4 离子交换色谱的应用及特点 279

7.6 疏水性相互作用色谱 281

7.6.1 原理 281

7.6.2 疏水性吸附剂 281

7.6.3 色谱操作和特点 282

7.7 色谱聚焦 284

7.7.1 原理与操作 284

7.7.2 多缓冲剂与多缓冲离子交换剂 286

7.7.3 色谱聚焦的应用 286

7.8 反相色谱 287

7.9 羟基磷灰石色谱 289

7.10 超临界流体色谱 290

7.11 流通色谱 291

7.11.1 流通色谱原理 291

7.11.2 流通色谱的发展 293

7.12 置换色谱 296

7.12.1 置换色谱原理 297

7.12.2 置换色谱过程 298

7.12.3 置换色谱的特点 303

7.12.4 置换剂和置换色谱的应用 304

习题 307

参考文献 308

8 亲和色谱 312

8.1 生物亲和作用 312

8.1.1 亲和作用的本质 312

8.1.2 影响亲和作用的因素 314

8.1.3 亲和作用体系 315

8.2 亲和色谱原理 317

8.3 亲和色谱介质 318

8.3.1 亲和配基 318

8.3.2 亲和吸附剂及其制备方法 322

8.3.3 间隔臂的作用 326

8.4 亲和吸附平衡 326

8.4.1 亲和吸附等温线 326

8.4.2 色素亲和吸附平衡 327

8.5 亲和色谱过程分析 329

8.5.1 分离过程 329

8.5.2 模型分析 332

8.6 亲和色谱的应用 334

8.6.1 t-PA的纯化——酶的抑制剂为亲和配基 334

8.6.2 干扰素的纯化——免疫亲和色谱 334

8.6.3 脱氢酶的纯化——色素亲和色谱 335

8.6.4 淀粉酶抑制剂的纯化——固定化金属离子亲和色谱 337

8.6.5 基因重组融合蛋白的纯化 338

8.7 亲和膜色谱 340

8.7.1 原理和特点 340

8.7.2 应用 343

8.8 其他亲和分离技术 344

8.8.1 亲和错流过滤 344

8.8.2 亲和双水相分配 349

8.8.3 亲和反胶团萃取 352

8.8.4 亲和沉淀 355

习题 358

参考文献 358

9 电泳和电色谱 362

9.1 基础理论 362

9.1.1 电泳速度 362

9.1.2 电渗流速度 366

9.2 凝胶电泳 367

9.2.1 凝胶电泳 367

9.2.2 不连续凝胶电泳 368

9.3 等电点聚焦 372

9.3.1 分离原理 372

9.3.2 分离装置 373

9.3.3 特点 374

9.4 二维电泳 374

9.5 逆向作用色谱电泳 375

9.6 毛细管电泳和电色谱 376

9.6.1 分离装置 376

9.6.2 分离原理 377

9.6.3 特点 378

9.7 连续电泳和电色谱 379

9.7.1 Hannig型连续自由流电泳 379

9.7.2 多通道连续自由流电泳 380

9.7.3 多通道连续等电点聚焦 380

9.7.4 旋转环形柱连续电泳（电色谱） 381

9.7.5 旋转圆筒柱连续电色谱 381

习题 382

参考文献 382

10 蛋白质复性 384

10.1 包含体的形成和性质 384

10.1.1 包含体的形成 384

10.1.2 包含体的性质 385

10.1.3 包含体的体内抑制 386

10.2 包含体的纯化和溶解 386

10.2.1 包含体的分离纯化 386

10.2.2 包含体的溶解 388

10.3 蛋白质复性 388

10.3.1 稀释复性 389

10.3.2 辅助因子的作用 392

10.3.3 分子伴侣和人工分子伴侣 394

10.3.4 复性色谱 395

10.3.5 反胶团中的蛋白质复性 399

10.3.6 复性过程 400

习题 402

参考文献 402

11 结晶 407

11.1 结晶原理 407

11.1.1 溶解度 407

11.1.2 过饱和溶液与介稳区 408

11.1.3 成核 411

11.2 结晶的生长 414

11.2.1 生长速率 414

11.2.2 △L定律 415

11.3 结晶过程设计基础 416

11.3.1 晶体粒度分布 416

11.3.2 粒数衡算方程 418

11.4 结晶器 426

11.4.1 冷却结晶器 427

11.4.2 蒸发结晶器 427

11.5 结晶操作及其应用 430

11.5.1 结晶操作特性 430

11.5.2 应用 433

习题 436

参考文献 437

12 干燥 438

12.1 干燥速度 438

12.1.1 传导干燥 438

12.1.2 对流干燥 440

12.2 湿空气和物料中水分的性质 441

12.2.1 湿空气的性质 441

12.2.2 物料中的水分 442

12.3 干燥过程 443

12.3.1 盘架传导干燥 444

12.3.2 对流干燥 445

12.4 干燥设备及其应用 448

12.4.1 盘架干燥器 448

12.4.2 冷冻干燥器 448

12.4.3 传送带式干燥器 449

12.4.4 转筒干燥器 449

12.4.5 气流干燥器 449

12.4.6 流化床干燥器 450

12.4.7 喷雾干燥器 450

习题 451

参考文献 451

部分习题答案 452