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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1

1.2.1生物物质1

1.2.2生物分离过程2

1.3生物分离过程的特点3

1.4生物分离技术和原理5

1.4.1物理性质5

1.4.2化学性质5

1.4.3生物学性质5

1.5生物分离效率7

1.5.1分离方法和设备7

1.5.2分离过程和产品7

1.6本章总结8

参考文献9

2细胞分离与破碎10

2.1细胞分离10

2.1.1重力沉降10

2.1.2离心沉降11

2.1.3过滤15

2.2细胞破碎18

2.2.1细胞的结构18

2.2.2细胞破碎和产物释放19

2.2.3细胞破碎技术20

2.2.4目标产物的选择性释放25

2.3本章总结26

习题26

参考文献26

3初级分离28

3.1沉淀分级28

3.1.1蛋白质的表面特性28

3.1.2盐析沉淀29

3.1.3等电点沉淀32

3.1.4有机溶剂沉淀33

3.1.5热沉淀33

3.1.6其他沉淀法33

3.2泡沫分离34

3.2.1泡沫分离原理34

3.2.2泡沫分离设备和过程35

3.2.3泡沫分离的应用37

3.3本章总结39

习题39

参考文献39

4膜分离41

4.1各种膜分离法及其原理41

4.1.1反渗透41

4.1.2超滤和微滤44

4.1.3透析45

4.1.4电渗析45

4.1.5渗透汽化46

4.2膜材料及其特性47

4.2.1膜材料47

4.2.2膜的结构47

4.2.3水通量49

4.3膜组件50

4.3.1管式膜组件50

4.3.2平板式膜组件50

4.3.3螺旋卷式膜组件50

4.3.4中空纤维（毛细管）式膜组件50

4.4操作特性52

4.4.1浓度极化模型52

4.4.2超滤膜的分子截留作用53

4.5影响膜分离速度的主要因素54

4.5.1操作形式54

4.5.2流速54

4.5.3压力55

4.5.4料液浓度55

4.6膜分离过程56

4.6.1分离操作56

4.6.2错流过滤过程的流体力学59

4.7膜的污染与清洗60

4.8应用62

4.8.1菌体分离62

4.8.2小分子发酵产物的回收62

4.8.3蛋白质的回收、浓缩与纯化62

4.8.4膜生物反应器63

4.9本章总结64

习题64

参考文献65

5萃取66

5.1基本概念66

5.1.1萃取66

5.1.2反萃取67

5.1.3物理萃取和化学萃取67

5.2分配定律与分配平衡68

5.3有机溶剂萃取69

5.3.1弱电解质的分配平衡70

5.3.2化学萃取平衡71

5.3.3溶剂萃取操作72

5.4液液萃取操作75

5.4.1混合-澄清式萃取75

5.4.2多级错流接触萃取76

5.4.3多级逆流接触萃取77

5.4.4分馏萃取77

5.4.5微分萃取78

5.5双水相萃取84

5.5.1双水相系统85

5.5.2双水相中的分配平衡86

5.5.3影响分配系数的各种因素89

5.5.4双水相萃取操作91

5.6液膜萃取95

5.6.1液膜的种类95

5.6.2液膜萃取机理96

5.6.3液膜萃取操作98

5.7反胶团萃取102

5.7.1反胶团及其基本性质102

5.7.2反胶团的溶解作用104

5.7.3反胶团萃取操作106

5.8液固萃取（浸取）110

5.8.1液固萃取操作及设备111

5.8.2浸取剂111

5.9超临界流体萃取112

5.9.1超临界流体的性质112

5.9.2超临界流体萃取操作114

5.9.3应用114

5.10本章总结115

习题116

参考文献117

6吸附分离技术和理论基础119

6.1吸附分离介质119

6.1.1吸附剂119

6.1.2离子交换剂121

6.2吸附平衡124

6.2.1吸附等温线124

6.2.2离子交换的计量置换模型127

6.2.3空间质量作用模型130

6.3吸附过程传质动力学131

6.3.1液相扩散131

6.3.2固相扩散133

6.4固定床吸附136

6.5固定床吸附过程理论139

6.5.1表面吸附速率控制140

6.5.2液膜扩散速率控制141

6.5.3内扩散速率控制141

6.6其他吸附操作141

6.6.1膨胀床吸附141

6.6.2移动床和模拟移动床吸附144

6.6.3搅拌釜吸附145

6.7本章总结146

习题146

参考文献147

7色谱149

7.1色谱原理与分类149

7.1.1原理149

7.1.2分类149

7.2色谱过程理论基础151

7.2.1平衡模型151

7.2.2理论板模型153

7.2.3传质速率模型154

7.3分离度156

7.4凝胶过滤色谱158

7.4.1原理与操作158

7.4.2凝胶过滤色谱介质159

7.4.3影响分离的因素161

7.4.4凝胶过滤色谱的应用164

7.4.5凝胶过滤色谱的特点164

7.5离子交换色谱165

7.5.1原理与操作165

7.5.2线性梯度洗脱色谱167

7.5.3逐次洗脱色谱170

7.5.4离子交换色谱的应用及特点171

7.6疏水性相互作用色谱171

7.6.1原理171

7.6.2疏水性吸附剂172

7.6.3色谱操作173

7.6.4疏水性相互作用色谱的特点174

7.7色谱聚焦174

7.7.1原理与操作174

7.7.2多缓冲剂与多缓冲离子交换剂175

7.7.3色谱聚焦的应用175

7.8反相色谱175

7.9羟基磷灰石色谱176

7.10流通色谱177

7.11置换色谱178

7.12本章总结181

习题181

参考文献182

8亲和色谱184

8.1生物亲和作用184

8.1.1亲和作用的本质184

8.1.2影响亲和作用的因素186

8.1.3亲和作用体系187

8.2亲和色谱原理188

8.3亲和色谱介质189

8.3.1亲和配基189

8.3.2亲和吸附剂及其制备方法192

8.3.3间隔臂的作用195

8.4亲和吸附平衡196

8.4.1亲和吸附等温线196

8.4.2色素亲和吸附平衡196

8.5亲和色谱过程和应用197

8.5.1亲和色谱过程197

8.5.2亲和色谱的应用199

8.6亲和膜色谱205

8.6.1原理和特点205

8.6.2应用207

8.7本章总结208

习题209

参考文献209

9蛋白质复性211

9.1包含体的形成和性质211

9.1.1包含体的形成211

9.1.2包含体的性质212

9.1.3包含体的胞内抑制213

9.2包含体的纯化和溶解213

9.2.1包含体的分离纯化213

9.2.2包含体的溶解214

9.3蛋白质复性214

9.3.1稀释复性215

9.3.2辅助因子的作用217

9.3.3分子伴侣和人工分子伴侣218

9.3.4复性色谱219

9.3.5反胶团溶解复性222

9.3.6荷电粒子促进同电荷蛋白质复性222

9.4本章总结223

习题223

参考文献223

10结晶226

10.1结晶原理226

10.1.1溶解度226

10.1.2过饱和溶液与介稳区227

10.1.3成核228

10.2结晶的生长230

10.2.1生长速率230

10.2.2 △L定律232

10.3结晶过程设计基础232

10.3.1晶体粒度分布232

10.3.2粒数衡算方程234

10.4结晶器240

10.4.1冷却结晶器240

10.4.2蒸发结晶器241

10.5结晶操作及其应用243

10.5.1结晶操作特性243

10.5.2应用246

10.6本章总结248

习题249

参考文献249

11干燥250

11.1干燥速度250

11.1.1传导干燥250

11.1.2对流干燥251

11.2湿空气和物料中水分的性质252

11.2.1湿空气的性质252

11.2.2物料中的水分253

11.3干燥过程254

11.3.1盘架传导干燥255

11.3.2球形粒子对流干燥256

11.4干燥设备及其应用258

11.4.1盘架干燥器258

11.4.2冷冻干燥器258

11.4.3传送带式干燥器258

11.4.4转筒干燥器259

11.4.5气流干燥器259

11.4.6流化床干燥器259

11.4.7喷雾干燥器259

11.5本章总结260

习题261

参考文献261

部分习题答案262