1、生物分離工程課程教學(xué)大綱課程內(nèi)容：生物分離工程（也稱生物下游加工技術(shù)）是生物系統(tǒng)的一門新興的交叉科學(xué)。是現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)重要組成部分，起到了把科研成果轉(zhuǎn)向工業(yè)化的橋梁作用。本課程比較詳盡地介紹了生物下游加工過程的主要技術(shù)和步驟，如細(xì)胞的分離和破碎，生化產(chǎn)物提取的各種技術(shù)，產(chǎn)品純化的主要方法和原理等。最后結(jié)合生產(chǎn)實(shí)例將各個(gè)技術(shù)綜合利用進(jìn)行了總結(jié)。本課程涉及的各個(gè)單元操作既有獨(dú)立性又相互呼應(yīng)。本課程不僅為生物工程專業(yè)的學(xué)生提供了一門重要的必修課，也可為食品和藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生提供一門選修課。一、教學(xué)內(nèi)容： 第一章：下游加工過程概論1.1 下游加工過程在生物技術(shù)中的地位1.2傳統(tǒng)生化產(chǎn)品和基因工

2、程產(chǎn)品回收方法的比較1.3生物技術(shù)下游加工過程的特點(diǎn)1.4 生物技術(shù)下游加工過程的一般流程和單元操作1.5 生物技術(shù)下游加工過程的發(fā)展趨勢教學(xué)難點(diǎn)：生物下游加工過程和其他分離過程的區(qū)別。教學(xué)重點(diǎn)：生物技術(shù)下游加工過程的特點(diǎn)和流程第二章: 發(fā)酵液的預(yù)處理和固液分離方法2.1 發(fā)酵液的預(yù)處理2.2 發(fā)酵液的過濾教學(xué)難點(diǎn)：絮凝和凝聚的區(qū)別教學(xué)重點(diǎn)：固液分離方法第三章: 微生物細(xì)胞的破碎3.1 細(xì)胞壁的組成和結(jié)構(gòu)3.2 微生物細(xì)胞的破碎技術(shù)3.3 破碎率的測定教學(xué)難點(diǎn)：不同微生物細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)械破碎法 ,第四章:沉淀4.1 鹽析沉淀法4.2 等電點(diǎn)沉淀法4.3 有機(jī)溶劑沉淀法4.4 非離

3、子型聚合物沉淀法4.5 聚電解質(zhì)沉淀法4.6 金屬離子沉淀法教學(xué)難點(diǎn)：鹽析沉淀計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)：鹽析沉淀教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)第五章 膜分離過程5.1 分類和定義 5.2 膜的制造 5.3 分離機(jī)理 5.4 表征膜特性的參數(shù) 5.5 傳遞理論 5.6 影響超濾速度的各種因素 5.7 膜的污染 5.8 超濾器的形式及其適用范圍 5.9 操作方式 5.10 膜過程的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：傳遞理論教學(xué)重點(diǎn)：膜的分離機(jī)理, 影響超濾速度的各種因素,膜分離的操作方式。第六章:萃取6.1 基本概念 6.2 分配定律與分配平衡 6.3 有機(jī)溶劑萃取 6.4 液液萃取設(shè)備及其設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ) 6.5 雙水相萃取 6.6 反膠團(tuán)萃取

4、6.7 液固萃取（浸取）6.8 超臨界流體萃取教學(xué)難點(diǎn)：分配平衡教學(xué)重點(diǎn)：溶劑萃取，雙水相萃取膜的分離機(jī)理, 影響超濾速度的各種因素,膜分離的操作方式。第七章: 離子交換7.1 基本概念 7.2 離子交換樹脂的合成 7.3 離子交換樹脂的理化性質(zhì)和測定方法 7.4 離子交換過程的理論基礎(chǔ) 7.5 離子交換過程的選擇性 7.6 大網(wǎng)格離子交換樹脂 7.7 樹脂和操作條件的選擇及應(yīng)用舉例 7.8 軟水和無鹽水的制備 7.9 離子交換提取蛋白質(zhì) 7.10 離子交換膜和電滲析技術(shù)教學(xué)難點(diǎn)：離子交換樹脂的制備和應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：離子交換樹脂的制備和應(yīng)用第八章: 吸附分離技術(shù)和理論8.1 吸附分離介質(zhì)8.2

5、吸附平衡理論8.3 固定床吸附8.4 膨脹床吸附 教學(xué)難點(diǎn)：吸附平衡理論教學(xué)重點(diǎn)：固定床和膨脹床吸附 第九章: 液相色譜9.1 色譜原理與分類9.2 分離度9.3凝膠過濾色譜法9.4. 離子交換色譜法9.5 疏水相互作用色譜9.6 生物親和色譜法9.7 色譜聚焦9.8 反相色譜9.9 羥基磷灰石色譜9.10 超臨界流體色譜9.11流通色譜9.12 置換色譜教學(xué)難點(diǎn)：各種色譜分離原理及操作教學(xué)重點(diǎn)：各種色譜分離原理及操作教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)第十章 親和色譜10.1 生物親和作用10.2 親和色譜原理10.3 親和色譜介質(zhì)10.4 親和吸附平衡10.5 親和色譜的應(yīng)用10.6 親和膜色譜10.7 其他親

6、和分離技術(shù)教學(xué)難點(diǎn)：親和色譜的原理與應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：親和色譜的原理與應(yīng)用第十一章: 電泳11.1 電泳的原理11.2 凝膠電泳11.3 二維電泳11.4 親和吸附平衡11.5 毛細(xì)管電泳教學(xué)難點(diǎn)：電泳的原理和方法教學(xué)重點(diǎn)：毛細(xì)管電泳第十二章: 蛋白質(zhì)復(fù)性12.1 包涵體的形成和性質(zhì)12.2 包涵體的純化和溶解12.3 蛋白質(zhì)復(fù)性教學(xué)難點(diǎn)：包涵體復(fù)性的原理和方法教學(xué)重點(diǎn)：蛋白質(zhì)復(fù)性第十三章: 結(jié)晶法13.1 結(jié)晶過程的實(shí)質(zhì)13.2 過飽和溶液的形成13.3 晶核的形成13.4 晶體的生長13.5 提高晶體質(zhì)量的途徑教學(xué)難點(diǎn)：晶核的形成和生長教學(xué)重點(diǎn)：晶核的形成和生長第十四章 生產(chǎn)實(shí)例14.1單細(xì)胞

7、蛋白生產(chǎn)工藝14.2抗生素生產(chǎn)工藝14.3 基因工程產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝（1）14.4 基因工程產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝（2）二教學(xué)要求第一章：下游加工過程概論教學(xué)要求：了解生物下游加工過程的定義、特點(diǎn)及一般流程第二章: 發(fā)酵液的預(yù)處理和固液分離方法教學(xué)要求：了解發(fā)酵液主要組成，掌握發(fā)酵液預(yù)處理和固液分離的常規(guī)方法。第三章: 微生物細(xì)胞的破碎教學(xué)要求：了解微生物細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),掌握微生物細(xì)胞破碎的幾種常用方法。第四章:沉淀教學(xué)要求：掌握鹽析沉淀法等幾種常用生物物質(zhì)沉淀法的的基本原理和工藝.第五章 膜分離過程教學(xué)要求：了解膜的定義及分離、膜的制造方法，掌握膜分離技術(shù)的基本原理和各種影響因素。第六章:萃取教學(xué)要

8、求：了解并掌握各種萃取的基本原理和影響因素.第七章: 離子交換教學(xué)要求：了解離子交換劑的基本概念和合成方法,掌握離子交換的基本原理和相關(guān)技術(shù).第八章: 吸附分離技術(shù)和理論 教學(xué)要求：了解并掌握吸附過程的基本理論和吸附劑種類和制備方法. 第九章: 液相色譜教學(xué)要求：了解色譜分離法的分類和基本概念,掌握各種色譜分離的技術(shù)第十章 親和色譜 教學(xué)要求：了解并掌握親和作用的基本理論和方法.第十一章: 電泳 教學(xué)要求：了解并掌握電泳的基本理論和方法.第十二章: 蛋白質(zhì)復(fù)性 教學(xué)要求：了解并掌握蛋白質(zhì)的基本原理和方法.第十三章: 結(jié)晶法 教學(xué)要求：了解并掌握結(jié)晶過程的基本理論和方法.第十四章 生產(chǎn)實(shí)例教學(xué)要

9、求：了解典型的生物制品的下游加工生產(chǎn)工藝，并加深理解下游加工技術(shù)的原理和方法以及加強(qiáng)訓(xùn)練工程技術(shù)和單元操作。三   章學(xué)時(shí)分配表章節(jié) 總課時(shí) 課堂講授 作業(yè) 實(shí)驗(yàn) 上機(jī) 其它 備注 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總計(jì) 34 34 0 0 0 0 0 四 教材與參考書： 教材：1生物分離工程（第二版），孫彥編著，化學(xué)工業(yè)出版社 參考書：1 生物工藝學(xué); 俞俊棠, 唐孝宣等; 化學(xué)工業(yè)出版社2生化生產(chǎn)工藝學(xué); 梅樂和, 姚善涇, 林東強(qiáng)；科學(xué)出版社。3 生物化工原理；顧其豐；上海科學(xué)出版社