本書系統(tǒng)介紹了生物分離工程中涉及的關(guān)鍵技術(shù)和工藝流程，包括生物分離工程中常見的單元操作，如發(fā)酵液預(yù)處理及液固分離、離心、細(xì)胞破碎、沉淀、膜分離、萃取、色譜分離、磁分離、電泳、結(jié)晶、蒸發(fā)與干燥等。通過紙數(shù)融合的形式詳細(xì)介紹了這些技術(shù)的基本原理、主要特點(diǎn)、應(yīng)用范圍、操作過程、影響因素、常用設(shè)備等。同時，結(jié)合編者團(tuán)隊(duì)自身的科研工作，整合多種現(xiàn)代生物制品生產(chǎn)案例，詳細(xì)介紹了生物分離工程在生物制品研發(fā)和生產(chǎn)中的具體應(yīng)用。本書可作為從事生物分離、生物醫(yī)藥、生物化工等領(lǐng)域工作的科研人員及高校相關(guān)專業(yè)師生的課程教材或參考書。
李健，集美大學(xué)教授，福建省高層次人才，廈門市高層次引進(jìn)人才。主要從事生物工程及食品科學(xué)與工程的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，圍繞食品營養(yǎng)成分的組成、結(jié)構(gòu)，采用體外及體內(nèi)模型對其安全性進(jìn)行評估，并對其營養(yǎng)功能及作用機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)研究。主持、參與多項(xiàng)國家、省部級課題，并與多家企業(yè)展開產(chǎn)學(xué)研合作，擔(dān)任福建省科技特派員，團(tuán)隊(duì)科技特派員負(fù)責(zé)人。
承擔(dān)本科生“生物分離工程（雙語）”、“蛋白質(zhì)化學(xué)”，研究生“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與工程”、“分子營養(yǎng)學(xué)”等課程。
第1章 緒論
1.1 生物分離過程的特點(diǎn) 1
1.1.1 目標(biāo)產(chǎn)物濃度低 1
1.1.2 目標(biāo)產(chǎn)物穩(wěn)定性差 1
1.1.3 目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量要求高 2
1.1.4 原料液成分復(fù)雜 2
1.1.5 生物分離過程異質(zhì)性顯著 2
1.2 生物分離工程的一般流程 2
1.2.1 固液分離 3
1.2.2 初步純化 3
1.2.3 高度純化 4
1.2.4 成品加工 4
1.3 生物分離過程的選擇原則 4
1.3.1 分離步驟少 4
1.3.2 分離順序合理 4
1.3.3 產(chǎn)品質(zhì)量及相應(yīng)的法規(guī)要求 5
1.3.4 生產(chǎn)規(guī)模 5
1.3.5 物料組成 6
1.3.6 產(chǎn)品定位及理化性質(zhì) 6
1.3.7 廢棄物的產(chǎn)生及處理 6
1.4 生物分離工程的發(fā)展方向 7
1.4.1 傳統(tǒng)生物分離技術(shù)的升級和完善 7
1.4.2 多種生物分離技術(shù)的整合 7
1.4.3 新技術(shù)、新材料和新設(shè)備開發(fā) 7
1.4.4 結(jié)合生產(chǎn)上中游過程 7
1.4.5 綠色生物分離 8
1.4.6 跨學(xué)科發(fā)展 8
第2章 原料液預(yù)處理及固液分離
2.1 原料液的預(yù)處理 10
2.1.1 原料液的特性 10
2.1.2 原料液的預(yù)處理方法 11
2.1.3 原料液預(yù)處理方法的應(yīng)用 13
2.2 過濾 15
2.2.1 過濾的原理與分類 15
2.2.2 常見過濾設(shè)備 16
第3章 離心
3.1 離心原理 20
3.2 離心方法 22
3.2.1 差速離心 22
3.2.2 密度梯度離心 22
3.3 離心配平 25
3.4 常見的離心分離設(shè)備 25
3.4.1 實(shí)驗(yàn)室離心機(jī) 25
3.4.2 工業(yè)離心設(shè)備 26
3.5 離心分離應(yīng)用實(shí)例 28
第4章 細(xì)胞破碎
4.1 細(xì)胞壁 31
4.1.1 細(xì)菌細(xì)胞壁 31
4.1.2 真菌細(xì)胞壁 32
4.1.3 植物細(xì)胞壁 33
4.1.4 細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與細(xì)胞破碎 35
4.2 細(xì)胞破碎緩沖液 35
4.3 細(xì)胞破碎方法 35
4.3.1 機(jī)械法 36
4.3.2 非機(jī)械法 42
4.4 影響細(xì)胞破碎率的因素 45
4.4.1 細(xì)胞類型 45
4.4.2 破碎方法 46
4.5 細(xì)胞破碎率的檢測方法 46
4.5.1 直接測定法 46
4.5.2 間接測定法 46
4.6 細(xì)胞破碎技術(shù)的發(fā)展 47
4.6.1 多種破碎方法聯(lián)合運(yùn)用 47
4.6.2 結(jié)合上下游過程 47
第5章 沉淀
5.1 鹽析沉淀法 50
5.1.1 鹽析沉淀原理 50
5.1.2 鹽析沉淀的影響因素 50
5.1.3 硫酸銨鹽析法 52
5.1.4 鹽析曲線的制作 54
5.1.5 分段鹽析 55
5.1.6 鹽析沉淀法實(shí)例—蛋白質(zhì)混合物中酶的分離純化 55
5.2 有機(jī)溶劑沉淀法 56
5.2.1 有機(jī)溶劑沉淀法原理 56
5.2.2 有機(jī)溶劑沉淀法的影響因素 57
5.2.3 有機(jī)溶劑沉淀法操作步驟 58
5.2.4 有機(jī)溶劑沉淀法實(shí)例—血液白蛋白的分離純化 59
5.3 等電點(diǎn)沉淀法 60
5.4 聚合物沉淀法 61
5.4.1 非離子型聚合物沉淀 61
5.4.2 離子型聚合物沉淀 61
5.5 選擇性變性沉淀法 62
5.5.1 熱變性沉淀法 62
5.5.2 pH變性沉淀法 62
5.5.3 有機(jī)溶劑變性沉淀法 62
5.6 生成鹽復(fù)合物沉淀法 63
5.7 親和沉淀法 63
5.8 典型生物制品的沉淀分離 64
5.8.1 小分子—四環(huán)素 64
5.8.2 生物大分子—核酸 65
5.8.3 生物納米顆�！Ｄ碳�(xì)胞外囊泡 65
第6章 膜分離
6.1 概述 67
6.1.1 膜分離技術(shù)的歷史 67
6.1.2 膜的定義 67
6.1.3 膜分離技術(shù)的定義 68
6.1.4 膜分離技術(shù)的特點(diǎn) 68
6.2 膜的分類方法 69
6.2.1 膜相態(tài) 69
6.2.2 膜來源 69
6.2.3 膜斷面形態(tài) 69
6.2.4 固體膜的外形 69
6.2.5 膜的孔徑大小和功能 70
6.3 膜分離過程 70
6.3.1 微濾 71
6.3.2 超濾 71
6.3.3 透析 73
6.3.4 納濾 75
6.3.5 反滲透 76
6.3.6 其他膜分離技術(shù) 76
6.4 膜污染 79
6.4.1 膜污染的定義 79
6.4.2 膜污染的類型 79
6.4.3 膜污染的污染源 80
6.4.4 膜污染的影響因素 80
6.4.5 膜污染的控制方法 81
6.4.6 膜的清洗和再生 81
6.5 膜組件 82
6.5.1 管式膜組件 82
6.5.2 平板式膜組件 82
6.5.3 螺旋卷式膜組件 83
6.5.4 中空纖維膜組件 83
6.6 膜分離技術(shù)的應(yīng)用 85
6.6.1 實(shí)驗(yàn)室規(guī)模范圍 85
6.6.2 工業(yè)應(yīng)用 85
6.6.3 膜分離應(yīng)用實(shí)例 86
第7章 萃取技術(shù)
7.1 有機(jī)溶劑萃取 90
7.1.1 有機(jī)溶劑萃取的定義與特點(diǎn) 90
7.1.2 基本概念 91
7.1.3 萃取方式 93
7.1.4 影響萃取的因素 97
7.1.5 萃取設(shè)備 98
7.1.6 有機(jī)溶劑萃取應(yīng)用實(shí)例 101
7.2 反膠束萃取 104
7.2.1 反膠束萃取定義與特點(diǎn) 104
7.2.2 反膠束的分類 105
7.2.3 反膠束萃取方式 107
7.2.4 反膠束萃取的影響因素 107
7.2.5 反膠束萃取操作 111
7.3 雙水相萃取 113
7.3.1 雙水相萃取概述 113
7.3.2 雙水相的組成 114
7.3.3 雙水相萃取的原理 115
7.3.4 雙水相萃取過程 117
7.3.5 影響雙水相萃取的因素 118
7.3.6 雙水相萃取技術(shù)的應(yīng)用 120
7.3.7 雙水相萃取技術(shù)的發(fā)展 122
7.4 超臨界流體萃取 122
7.4.1 概述 122
7.4.2 超臨界流體的特性 122
7.4.3 影響超臨界流體萃取的因素 124
7.4.4 超臨界流體操作方式 125
7.4.5 超臨界流體萃取技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用 126
第8章 色譜
8.1 色譜分離技術(shù)概論 130
8.1.1 色譜分離的定義與特點(diǎn) 130
8.1.2 色譜技術(shù)的分類 132
8.1.3 色譜分離關(guān)鍵參數(shù) 134
8.1.4 色譜分離過程 140
8.1.5 色譜分離系統(tǒng) 142
8.2 凝膠過濾色譜 144
8.2.1 凝膠過濾色譜的原理與特點(diǎn) 144
8.2.2 凝膠過濾色譜填料 145
8.2.3 凝膠過濾色譜的操作過程 150
8.2.4 凝膠過濾色譜的影響因素 152
8.2.5 凝膠過濾色譜的應(yīng)用 156
8.3 離子交換色譜 158
8.3.1 離子交換色譜的原理與特點(diǎn) 158
8.3.2 離子交換色譜填料 159
8.3.3 離子交換色譜的影響因素 161
8.3.4 離子交換色譜的操作過程 162
8.3.5 離子交換色譜的應(yīng)用 163
8.4 疏水作用色譜 165
8.4.1 疏水作用色譜的原理與特點(diǎn) 165
8.4.2 疏水作用色譜填料 166
8.4.3 疏水作用色譜的影響因素 167
8.4.4 疏水作用色譜的操作過程 170
8.4.5 疏水作用色譜的應(yīng)用 171
8.5 親和色譜 173
8.5.1 親和色譜的原理與特點(diǎn) 173
8.5.2 親和色譜填料 175
8.5.3 親和色譜的類型 177
8.5.4 親和色譜的影響因素 183
8.5.5 親和色譜的操作過程 184
8.5.6 親和色譜的應(yīng)用實(shí)例 186
8.6 其他色譜技術(shù) 188
8.6.1 復(fù)合模式色譜 188
8.6.2 反相色譜 196
8.6.3 手性色譜 201
第9章 磁分離技術(shù)
9.1 磁分離技術(shù)概述 206
9.1.1 磁分離技術(shù)的原理和定義 206
9.1.2 磁分離的歷史和發(fā)展 206
9.2 磁分離系統(tǒng)的組成 207
9.2.1 磁性微球 207
9.2.2 磁分離器 208
9.3 磁珠的制備與功能化 208
9.3.1 磁珠的制備 208
9.3.2 磁珠的表面修飾與功能化 210
9.3.3 磁珠的活化與配體偶聯(lián) 210
9.4 磁分離過程 212
9.5 磁分離的應(yīng)用 213
9.5.1 細(xì)胞磁分選 213
9.5.2 細(xì)胞外囊泡的磁分離 214
9.5.3 核酸的磁分離 215
9.5.4 蛋白質(zhì)的磁分離 216
第10章 電泳技術(shù)
10.1 電泳技術(shù)簡介 217
10.2 影響蛋白質(zhì)電泳遷移率的因素 217
10.3 幾種典型的電泳技術(shù) 218
10.3.1 聚丙烯酰胺凝膠電泳 219
10.3.2 等電聚焦電泳 222
10.3.3 雙向電泳 223
10.3.4 毛細(xì)管電泳 225
10.4 SDS-PAGE電泳技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 226
10.5 Native-PAGE電泳技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 227
10.6 雙向電泳技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 228
第11章 結(jié)晶
11.1 結(jié)晶過程 229
11.1.1 結(jié)晶原理 229
11.1.2 結(jié)晶操作過程 231
11.2 提高晶體質(zhì)量的方法 233
11.2.1 晶體大小 233
11.2.2 晶體形狀 234
11.2.3 晶體純度 234
11.2.4 晶體結(jié)塊 235
11.2.5 重結(jié)晶 235
11.3 結(jié)晶操作與結(jié)晶設(shè)備 235
11.3.1 分批結(jié)晶 235
11.3.2 連續(xù)結(jié)晶 238
11.4 蛋白質(zhì)的結(jié)晶 239
11.5 蛋白質(zhì)結(jié)晶應(yīng)用實(shí)例 240
第12章 蒸發(fā)與干燥
12.1 蒸發(fā) 242
12.1.1 蒸發(fā)的基本概念 242
12.1.2 蒸發(fā)系統(tǒng)的組成 242
12.1.3 蒸發(fā)的操作方法 243
12.2 干燥 245
12.2.1 干燥的基本概念 245
12.2.2 干燥的基本過程 245
12.2.3 干燥的方法 247
12.2.4 生物工業(yè)常用的干燥技術(shù) 248
第13章 生物分離綜合應(yīng)用
13.1 生物分離工藝設(shè)計(jì)的總體策略 254
13.1.1 分離對象與產(chǎn)品形式 254
13.1.2 宏觀純化策略制定 255
13.1.3 純化技術(shù)的選擇與運(yùn)用 256
13.1.4 工藝參數(shù)的優(yōu)化與確定 257
13.1.5 生物分離過程的規(guī)模放大 258
13.2 生物分離典型實(shí)例 259
13.2.1 小分子的分離純化 259
13.2.2 生物大分子的分離純化 261
13.2.3 生物納米粒子的分離純化 275
參考文獻(xiàn)
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