生物工程下游技术的特点

模拟移动床研究进展

模拟移动床(simulatedmovingbed，SMB)的设计脱胎于真实移动床

(truemovingbed，TMB)，最早由美国环球油品公司(UOP)于20世纪60年代开发并应用于石油化工领域，工艺被称为Sorbex;后来又开发了不少新的SMB系统，并逐渐应用到精细化工、药物分离和生物技术等领域，目前研发的重点集中到了高纯度的产品，但产量较小。为了对相应的模拟移动床系统进行最佳的设计与优化，达到高纯度、高生产率、低溶剂量的要求，研究人员又提出了各种不同的理论设计方法。近些年来随着人们对于产品的精度、生产率、产量及生产的经济性有了更高的要求，针对传统的模拟移动床工艺操作过程提出了一些新的概念，如powerfeed，varicol，modicon等，并设计出了诸如三区开环SMB，五区SMB，单柱四区SMB等新式SMB系统，并取得了较好的效果。

1模拟移动床(SMB)原理

在真实移动床(TMB)中，液相与固相会做相对移动，如图1b所示，但是由于固相移动困难，固体颗粒磨损，液化，低效等一系列的问题而阻碍了它的发展与大范围应用，并在一定程度上催发了模拟移动床(SMB)的出现。模拟移动床通过周期性(切换时间ts)改变进出口的位

生物工程下游技术复习题

第一章 绪论

生物下游加工过程的几个阶段

预处理和固液分离, 提取（初步分离）, 精制（高度纯化）, 成品制作. 评价分离效果的重要参数:纯度，回收率，浓缩率。

第二章 发酵液预处理和固液分离

主要名词：凝聚、絮凝

凝聚：指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层电排斥作用降低，电位下降，而使胶体体系不稳定的现象；

絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。 1.改变发酵液过滤特性的方法

调酸（等电点），热处理，电解质处理，添加凝聚剂，添加表面活性物质，添加反应剂冷冻-解冻，添加助滤剂 2.发酵液的相对纯化

（1）高价无机离子的去除方法

（2）杂蛋白的去除方法 沉淀法，变性法，吸附法。 3常用的固液分离方法：

重力沉降，浮选，旋液分离，介质过滤，离心。 （1）离心

离心机种类：碟片式。管式。倾析式。 （2）过滤（澄清过滤，滤饼过滤）

过滤机种类：按推动力分为4种重力过滤，加压过滤，真空过滤，离心过滤。 板框压滤机，真空转鼓过滤机

第三章 细胞破碎和包涵体复性

细胞破碎的主要方法和适用对象，了解基本机理

方法：珠磨法原理：进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英砂、氧化铝等研磨剂（直径小于

一、名词

1.乳化是一种液体（分散相）分散在另一种不相混溶的液体（连续相）中的现象。 2.清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。

3.反胶团是两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发的向内聚集而成的，内含微小水滴的，空间尺度仅为纳米级的集合型胶体。 4.絮凝是指在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。 5.干燥是指利用热能使湿物料中湿分汽化并排除蒸汽，从而得到较干物料的过程。

6.助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒，它能使滤饼疏松，滤速增大。 7.透析是利用膜两侧的浓度差从溶液中分离出小分子物质的过程。

8.浓差极化是指当溶剂透过膜，而溶质留在膜上，因而使膜面浓度增大，并高于主体中浓度。

9.溶剂萃取是利用一种溶质组分在两个互不混溶的液相中竞争性溶解和分配性质上的差异来进行分离操作的。

10.混凝即是通过投加化学药剂来破坏胶体和悬浮物在水中形成的稳定体系，使其聚集为具有明显沉降性能的絮凝体，然后用重力沉降法予以分离。

11.错流过滤当流体通过不同孔径的筛板时，固体物质被截留在筛板上，而被分离的产品则流进预先准备好

老师给的

生物工程下游技术复习题

一、 基本知识点

1、经典的蛋白质测定方法有 凯氏定氮法、TCA比浊法、福林-酚法和紫外法。

2、蛋白质分子是含有可带正电荷的氨基、亚氨基、酰氨基等和可带负电荷的羧基、苯酚基、巯基等的两性生物大分子。

3、色谱柱是进行色谱分离的主要场所。

4、色谱，从基质材料的角度来看，可以分为有机基质和无机基质。

5、目前常见的液相色谱填料，按其物理形态，一般分为多孔型、非多孔型和薄壳型三中结构类型。

6、等电聚焦法可以测定蛋白质的等电点，同时又能鉴定蛋白质的纯度。

7、天然人白细胞介素-2（IL-2）由133个氨基酸组成，其中有一个游离半胱氨酸（位于第125位），而第58位和第105位的半胱氨酸形成二硫键，此二硫键为活性所必须，而二硫键的错配对，可降低其生物活性和形成抗原性。

8、带有正电荷的蛋白质分子在电场作用下，向阴极移动。

9、径向色谱应用于生化分离，具有快速、压降低两个明显的优势。

10、羟基磷灰石晶体是骨骼和牙齿等生物体硬组织的主要无机成分，它与生物体组织有特异的亲和力和相容性。

11、肽谱技术是指蛋白质被酶解或化学降解后肽段的分离分析和制备。

12、高速珠磨法中，影响珠磨破碎的操作参数有转速、进料速度、珠子直径与用量、细胞浓度、冷却温

一、名词解释

1、连续培养反应器：不断地往反应器中加入营养物，利用罐中的菌体增殖得到产物，并不断采出。在良好的控制下，罐内菌体的增殖速度可以与采出速度相同而达到稳态。 2、菌体比生长速率（μ）：单位浓度菌体在一定条件下引起的反应速率, 其值反映了培养菌体增长的能力, 受菌株及各种物理化学环境的影响. 表示为μ=dx/x.dt 3、得率系数：两种物质得失之间的计量比。Yx/s,Yp/s

4、贴壁培养: 贴壁依赖性细胞在培养中要贴附于壁上才能迅速铺展,开始有丝分裂并迅速进入对数生长期,这种培养方式就叫贴壁培养.多数动物细胞的培养都采取这种方式. 5、蛋白质的复性：包含体蛋白质溶解于变性剂溶液中，呈变性状态，所有的氢键、疏水键全部被破坏，疏水侧链完全暴露，但一级结构和共价键不被破坏，当除去变性剂后，一部分蛋白质可以自动折叠成具有活性的正确构型，这一折叠过程称为蛋白质复性。 6、浓差极化：指在分离过程中，料液中的溶剂在压力驱动下透过膜，溶质被截留，于是在膜表面与临近膜面区域浓度越来越高。在浓度梯度作用下，溶质由膜面向本体溶液扩散，形成边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从而导致溶剂透过量下降。溶剂向膜面流动引起溶质向膜面的流动，这种流动如果与浓度梯

第一章 绪论

下游技术:对于由生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物源料，经提取分离、加工并精制目的成分，最终使其成为产品的技术，通常称为下游技术，也称为下游工程或下游加工过程。

清洁生产(Cleaner Production)：是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。它包括三方面内容，即清洁生产工艺(技术)、清洁产品、清洁能源。清洁生产工艺是生产全过程控制工艺，包括节约原材料和能源，淘汰有毒害的原材料，并在全部排放物和废物离开生产过程以前，尽最大可能减少它们的排放量和毒性，对必须排放的污染物实行综合利用，使废物资源化。

第二章 下游技术的理论基础

利用物质性质上的差异，可以区分不同的物质，并可对包含多种成分的混合物进行分离和精制。 分类：以物理学过程为基础的分离操作，大致可分为以下三类， （1）平衡分离过程

（2）拟平衡(速度差)分离操作 （3）非平衡分离操作

流体在分离场内的传递现象可用经典流体力学中动量（通量）传递，热量

篇一：生物工程专业个人简历

个人简历

个人概况

姓名：*** 性别：女

身高：161厘米

出生年月：1989年5月 民族：汉 籍贯：甘肃

健康状况及心理素质：良好 政治面貌：预备党员 毕业院校：******** 专业：生物工程 学历：本科

电子邮件： 联系电话：*********** 通信地址：******** 邮编：*******

教育背景

2002年8月— 2008年6月 ******

2008年8月— 2012年6月******学院

★获奖及成绩情况 综合测评名列本班第三

获得2010-2011学年国家励志奖学金 获得“三好生”荣誉称号

获得2008-2009学年二等奖学金 获得2009-2010学年二等奖学金 获得学习优胜奖

获得第六届学科技能大赛化学实验技能竞赛三等奖 获得第七届学科技能竞赛数学建模竞赛优秀奖 获得2012届“优秀大学毕业生”称号 通过教师资格证考试

获得全国普通话水平测试二级乙等证书

★外语与计算机水平

通过全国大学英语四级考试

通过全国计算机国家职业资格三级考试，熟练掌握Office系列软件操作系统

★主修课程

生物化学、物理化学、发酵工程、生物分离工程、细胞工程，分子生物学、无机分析化学、有机化学、微生物理论、细胞生物学、基因工程、普通生物学、高等

生物工业下游技术

生物工业下游技术主讲 陈世伟

生物工业下游技术

第一章

绪论

生物工业下游技术

一、下游加工过程在生物技术中的地位下游技术(工程) 下游技术(工程) (downstream processing):对于由 ) 生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、 生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组 织培养的、 织培养的、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物原 经提取分离、加工并精制目的成分， 料，经提取分离、加工并精制目的成分，最终使其成为产 品的技术。 品的技术。

下游加工过程的重要性。(组成、费用和关注程度) 下游加工过程的重要性。(组成、费用和关注程度) 。(组成

工作领域

分离和纯化

生物工业下游技术

二、生物技术下游加工过程的特点

含水多，产物含量低； 含水多，产物含量低； 含菌体蛋白； 含菌体蛋白； 溶有原来培养基成分； 溶有原来培养基成分； 相当多的副产物和色素； 相当多的副产物和色素； 易被杂菌污染或使产物进一步分解； 易被杂菌污染或使产物进一步分解； 易起泡，粘性物质多。 易起泡，粘性物质多。

生物工业下游技术

2. 整个下游加工过程应遵循下列四个原则1) 2) 3) 4) 时间短； 时间短； 温度低； 温度低； pH适中(选择在

2008-2009学年第一学期《生物工业下游技术》试题（A卷）答案

二、选择题（将正确的答案写在横线上，可选的答案个数不固定，每题全对3分，共30分）

1. 影响蛋白质与SDS结合的因素有( ACD )

A. 溶液中SDS单体的浓度 B. 聚丙烯胺凝胶的浓度

C. 样品缓冲液的离子强度 D. 二硫键是否完全被还原

2. 依离子价或水化半径不同，离子交换树脂对不同离子亲和能力不同。树脂对下列离子亲和力排列顺序正确的有 ( BC )

A. Na+ >Ca2+> Fe3+ B. Fe3+>Ca2+>Na+

C. Li+ < Na+ < K+ D. Li+ > Na+ > K+

3. 要使目的物从离子交换剂上解吸而被洗脱，采用方法有 ( ABCD )

A. 改变洗脱剂的pH B. 增加洗脱剂的离子强度

C. 往洗脱剂中添加特定离子 D. 往洗脱剂中添加一种置换剂

4. 下列表述正确的有 ( CD )

A. 无论是哪一类离子交换剂，其膨胀度都随着交联度的增加而下降

B. 低

1. 根据工艺操作，发酵生产设备类型分为 发酵设备和 发酵设备。

2．小型发酵罐罐顶和罐身采用 连接，材料一般为不锈钢。

3．罐体各部分的尺寸有一定的比例，罐的高度与直径之比一般为 左右。 4．挡板的作用是防止液面中央形成 流动，增强其湍动和溶氧传质。 5．消泡器的作用是 。

6．大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用 使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。

7．为了防止发酵液泄漏和杂菌污染，搅拌器轴与罐顶或罐底连接处需要密封，即 。

8．一个发酵罐的圆柱部分体积为80 L，上下封头的体积分别为10 L，如果装料系数为80%，则罐的总容积为 L，罐的有效容积为 L，公称容积为 L。

9．CIP清洗系统整个清洗程序分7个步骤：预冲洗、 、中间清洗、清水喷冲、碱喷冲、清水冲洗、 。

10．细胞培养的操作方式有 、流加式操作、半连续式操作、 连续操作

和 。

11．笼式通气搅拌反应器由