❶ 工业常用的生物分离技术有哪几种
常用到得分离方法:盐析。常用的中性盐有硫酸铵、氯化钠、硫酸钠等,但以硫酸铵为最多。得到的蛋白质一般不失活,一定条件下又可重新溶解,故这种沉淀蛋白质的方法在分离、浓缩,贮存、纯化蛋白质的工作中应用极广。
萃取分离法(包括溶剂萃取、胶团萃取、双水相萃取、超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取、溶剂微萃取等)、医学|教育|网搜集整理膜分离方法(包括渗析、微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、膜萃取、膜吸收、渗透汽化、膜蒸馏等)。
层析方法(离子交换层析、尺寸排阻层析、疏水层析、固定离子交换层析IMAC、亲和层析等)。在这些方法中膜分离的方法和层析技术越来越受到人们的重视。
(1)生物样品提取时常用的分离方法扩展阅读:
离心分离
借助于离心力,使比重不同的物质进行分离的方法。除常见的固-液离心分离、液-液、气-气(如235U的浓缩)、固-气离心分离等以外,由于超速离心机的发明,不仅能分离胶体溶液中的胶粒,更重要的是它能测定胶粒的沉降速率、平均分子量及混合体系的重量分布。
因而在胶体化学研究、测定高分子化合物(尤其是天然高分子)的分子量及其分布,以及生物化学研究和细胞分离等都起了重大作用。
离心分离法与色谱法结合而产生的场流分级法(或称外力场流动分馏法),则是新的更有效的分离方法,不但对大分子和胶体有很强的分离能力,而且其可分离的分子量有效范围约为103~1017。
主要有
1、稀释倒平板法
首先把微生物悬液作一系列的稀释(如1:10、1:100、1:1000、1:10000),然后分别取不同稀释液少许,与已熔化并冷却至50℃左右的琼脂培养基混合,摇匀后,倾入灭过菌的培养皿中,待琼脂凝固后制成可能含菌的琼脂平板,保温培养一定时间即可出现菌落。如果稀释得当,在平板表面或琼脂培养基中就可出现分散的单个菌落,这个菌落可能就是由一个细菌细胞繁殖形成的。随后挑取该单个菌落,或重复以上操作数次,便可得到纯培养。
2.、稀释涂布平板法
将已熔化的培养基倒入无菌平皿,制成无菌平板,冷却凝固后,将一定量的微生物悬液滴加在平板表面,再用无菌玻璃涂棒将菌液均匀分散至整个平板表面,经培养后挑取单个菌落。
3、平板划线法
将微生物样品在固体培养基表面多次作“由点到线”稀释而达到分离。
4、稀释摇管法
先将一系列盛无菌琼脂培养基的试管加热使琼脂熔化后冷却并保持在50℃左右,将待分离的材料用这些试管进行梯度稀释,试管迅速摇动均匀,冷凝后,在琼脂柱表面倾倒一层灭菌液体石蜡和固体石蜡的混合物,将培养基和空气隔开。
❸ 微生物分离方法
微生物分离法是获得微生物纯培养物的一种分离方法。通过这个方法可实现一种微生物的培养,或获得一个细胞的后代。其具体方法有:
1、稀释倒平皿法。将待分离的材料作一系列稀释,取不同稀释度适量涂布于固体培养基平板上或与已熔化的固体培养基一起倾注入平板内,经过培养即有一个微生物细胞繁殖来的单个菌落。
2、划线法。先将已熔化的固体培养基制成平板,待凝后,取分离材料在上面划线,可作平行划线、扇形划线或其他形状的连续划线,使菌样逐渐减少,最后得到单个孤立的菌落。
(3)生物样品提取时常用的分离方法扩展阅读:
微生物分离技术的应用措施:
1、减少毒性氧物质的毒害作用:由于常规培养方法使用的高浓度营养基质不利于微生物生长,适当降低营养基质的浓度可以减弱这种不利影响。发现低浓度基质的培养基培养出的细菌在数量和种类上均多于高浓度基质的培养基,但营养浓度过低时会使培养出的微生物数量反而下降。
2、维持微生物间的相互作用:在培养基中加入微生物相互作用的信号分子就可简单模拟微生物间的相互作用,满足微生物生长繁殖的要求。
3、供应新型的电子供体和受体:不同微生物的代谢过程不同,因此对反应的底物要求也不尽相同。供应微生物需要的特有底物有助于新陈代谢反应的进行及微生物的正常生长。大量的研究表明,将新颖的电子供体和受体应用到微生物培养中,能够发现未知的生理型微生物。
4、分散微生物细胞:自然界中很多微生物聚集生长,形成“絮体”和“颗粒”等,致使其内部的微生物不易被培养。对“絮体”和“颗粒”进行适度的超声处理,将细胞分散再进行培养,可以使更多的微生物接触培养基而得到培养。
5、延长培养时间:对“寡营养菌”的培养,可适当延长培养时间,使其能长至肉眼可见的尺度。当然培养时间不能无限增长,因为培养时间越长,对培养环境的无菌要求就越高[4]。
6、利用琼脂替代物:琼脂对某些微生物具有毒性作用,采用无害且凝结作用较好的替代物质作为培养基固化剂,可以增加微生物的可培养性。
❹ 常用的分离技术有哪两类各包括哪些这些常用的分离技术的基本原理是什么
分离方法开始主要用于化工行业中化工产品的分离,但是随着生物工程技术下游技术的不断发展,结合传统的化工分离方法,新的高效的分离方法被人们高度重视起来。
常用到得分离方法:盐析、萃取分离法(包括溶剂萃取、胶团萃取、双水相萃取、超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取、溶剂微萃取等)、医学|教育|网搜集整理膜分离方法(包括渗析、微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、膜萃取、膜吸收、渗透汽化、膜蒸馏等)、层析方法(离子交换层析、尺寸排阻层析、疏水层析、固定离子交换层析IMAC、亲和层析等)。在这些方法中膜分离的方法和层析技术越来越受到人们的重视。
基本原理:
1、双水相萃取的原理:
双水相萃取与水 -有机相萃取的原理相似 ,都是依据物质在两相间的选择性分配 ,但萃取体系的性质不同 。当物质进入双水相体系后 ,由于表面性质、电荷作用和各种力 (如憎水键、氢键和离子键等 )的存在和环境因素的影响 ,使其在上、下相中的浓度不同 .{主要:静电作用和疏水作用}
2、差速离心法原理:
采用逐渐增加离心速度或低速和高速交替进行离心,使沉降速度不同的颗粒在不同的分离速度及不同的离心时间下分批离心的方法,称为差速离心法。当以一定离心力在一定的离心时间内进行离心时,在离心管底部就会得到和*重颗粒的沉淀,分出的上清液在加上加速转速下再进行离心,又得到第二部分较大、较重颗粒的“沉淀”及含小和轻颗粒“上清液”,如此,多次离心处理,即能把液体中的不同颗粒较好分开,这时所得沉淀是不纯的,需经再悬浮和再离心(2-3次),才能得到较纯颗粒。
3、速率-区带离心原理:
不同颗粒之间存在沉降系数差时,在一定离心力作用下,颗粒各自以一定离心速度沉降,在密度梯度不同区域上形成区带的方法。介质梯度应预先形成,介质的密度要小于所有样品颗粒的密度。
4、等密度梯度离心原理:
当不同颗粒存在浮力密度差时,在离心力场下,在密度梯度介质中,颗粒或向下沉降,或向上浮起,一直移动到与他们各自的密度恰好相等的位置上形成区带,从而使不同浮力密度的物质得到分离。
❺ 常用的生物碱提取,分离方法是什么
一、生物碱的提取:
1.水或酸水提取法
(1)生物碱在植物体内都以盐的形式存在,常以无机酸水提取。使生物碱的大分子有机酸盐变为小分子无机酸盐,增大在水中的溶解度,且方法比较简便。
(2)常用0.1%~l%的硫酸、盐酸或醋酸、酒石酸溶液作为提取溶剂,采用浸渍法或渗漉法提取。
(3)主要缺点是提取液体积较大,浓缩困难,且水溶性杂质多。故用酸水提取后,一般可采用下列纯化和富集生物碱的方法:
1)阳离子树脂交换法
生物碱盐在水中可解离出生物碱阳离子,能和阳离子交换树脂发生离子交换反应,被交换到树脂上。交换完全后,用中性水或乙醇洗除柱中的杂质。最后,再用适当的方法(酸水或酸性乙醇)将生物碱从树脂上洗脱下来。
2)萃取法
将酸水提取液碱化,生物碱游离后,如沉淀,过滤即得;如不沉淀,以适当亲脂性有机溶剂萃取,回收溶剂,即得总生物碱。
2.醇类溶剂提取法
(1)游离生物碱或其盐均可溶于甲醇、乙醇,可用醇回流或渗漉、浸渍等方法提取。
(2)优点:适应性广,不同碱性的生物碱和盐均可用,提取出来的水溶性杂质较少。缺点:脂溶性杂质多。
(3)还可配合酸水-碱化-萃取法处理去除脂溶性杂质。
具体方法是醇提液回收醇后加稀酸水搅拌,滤过,滤液调碱性后以亲脂性有机溶剂萃取,回收溶剂即得总生物碱。
3.亲脂性有机溶剂提取法
(1)大多数游离生物碱都是亲脂性的,故可用氯仿、苯、乙醚等提取游离生物碱。可采用浸渍、回流或连续回流法提取。
(2)但一般要将药材用少量碱水湿润后提取,以便使生物碱游离,也可增加溶剂对植物细胞的穿透力。
(3)挥发性生物碱如麻黄碱可用水蒸气蒸馏法提取。可升华的生物碱如咖啡碱可用升华法提取。
二、生物碱的分离:
1.利用碱性差异进行分离
(1)总碱中各生物碱的碱性不同,可用pH梯度萃取法进行分离。
(2)将总生物碱溶于氯仿等亲脂性有机溶剂,以不同酸性缓冲液依pH由高至低依次萃取,生物碱可按碱性由强至弱先后成盐依次被萃取出而分离,分别碱化后以有机溶剂萃取即可。
(3)将总生物碱溶于酸水,逐步加碱使pH值由低至高,每调一次pH值,即用氯仿等有机溶剂萃取,则各单体生物碱依碱性由弱至强先后成盐依次被萃取出而分离。
2.利用溶解度差异进行分离
(1)游离生物碱:如苦参中苦参碱和氧化苦参碱的分离,可利用氧化苦参碱极性稍大难溶于乙醚,苦参碱可溶于乙醚的性质,将苦参总碱溶于氯仿,再加入10倍量以上乙醚,氧化苦参碱即可析出沉淀。汉防己中汉防己乙素极性大于甲素,故在冷苯中的溶解度小于甲素,借此可用冷苯法将两者分离。
(2)生物碱盐:不同的生物碱与不同酸生成的盐是溶解度也不同:如麻黄中分离麻黄碱、伪麻黄碱,即利用二者草酸盐的水溶性不同,提取后经处理得到的甲苯溶液,经草酸溶液萃取后浓缩,草酸麻黄碱溶解度小而析出结晶,草酸伪麻黄碱溶解度大而留在母液中。
3.利用特殊官能团进行分离
(1)酚性或含羧基生物碱在碱性条件下成盐溶于水,可与一般生物碱分离。
(2)内酯或内酰胺结构的生物碱可在碱性水液中加热开环生成溶于水的羧酸盐而与其他生物碱分离,在酸性下又环合成原生物碱而沉淀。
4.利用色谱法进行分离
(1)吸附柱色谱:常用氧化铝或硅胶作为吸附剂,有时也用纤维素、聚酰胺等。
(2)分配柱色谱:对某些结构特别相近的生物碱,可采用分配色谱法。
(3)其他:高效液相色谱、制备性薄层色谱、干柱色谱、中压或低压柱色谱等也常用于分离生物碱。
❻ 生物样品中蛋白质的处理方法有哪些
① 盐析法
一般来说,所有固体溶质都可以在溶液中加入中性盐而沉淀析出,这一过程叫盐析。在生化制备中,许多物质都可以用盐析法进行沉淀分离,如蛋白质、多肽、多糖、核酸等,其中以蛋白质沉淀最为常见,特别是在粗提阶段。
盐析法分为两类,第一类叫Ks分段盐析法,在一定PH和温度下通过改变离子强度实现,用于早期的粗提液;第二种叫b分段盐析法,在一定离子强度下通过改变PH和温度来实现,用于后期进一步分离纯化和结晶。
② 有机溶剂沉淀法
有机溶剂的沉淀机理是降低水的介电常数,导致具有表面水层的生物大分子脱水,相互聚集,最后析出。该法优点在于:1)分辨能力比盐析法高,即蛋白质或其它溶剂只在一个比较窄的有机溶剂浓度下沉淀;2)沉淀不用脱盐,过滤较为容易;3)在生化制备中应用比盐析法广泛。其缺点是对具有生物活性的大分子容易引起变性失活,操作要求在低温下进行。总体来说,蛋白质和酶的有机溶剂沉淀法不如盐析法普遍。
有机溶剂的选择首先是能和水混溶,使用较多的有机溶剂是乙醇、甲醇、丙酮,还有二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈和2-甲基-2,4戊二醇等。
③ 其他沉淀法
一.等电点沉淀法
两性电解质分子上的净电荷为零时溶解度最低,不同的两性电解质具有不同的等电点,以此为基础可进行分离。如工业上生产胰岛素时,在粗提液中先调PH8.0去除碱性蛋白质,再调PH3.0去除酸性蛋白质。
利用等电点除杂蛋白时必须了解制备物对酸碱的稳定性,不然盲目使用十分危险。 不少蛋白质与金属离子结合后,等电点会发生偏移,故溶液中含有金属离子时,必须注意调整PH值。 等电点法常与盐析法、有机溶剂沉淀法或其他沉淀方法联合使用,以提高其沉淀能力。
二.生成盐复合物沉淀法
1.金属复合盐法
许多有机物质包括蛋白在内,在碱性溶液中带负电荷,能与金属离子形成沉淀。根据有机物与它们之间的作用机制,可分为羧酸、胺及杂环等含氮化合物类,如铜锌镉;亲羧酸疏含氮化合物类,如概镁铅;亲硫氢基化合物类,如汞银铅。 蛋白质-金属离子复合物的重要性质是它们的溶解度对溶液的介电常数非常敏感,调整水溶液的介电常数(如加入有机溶剂),即可沉淀多种蛋白。
2. 有机盐法
含氮有机酸如苦味酸、苦酮酸、鞣酸等能与有机分子的碱性功能团形成复合物而沉淀析出。但此法常发生不可逆的沉淀反应,故用于制备蛋白质时,需采用较温和的条件,有时还需加入一定的稳定剂。
3.无机复合盐法
如磷钨酸盐、磷钼酸盐等。
以上盐类复合物都具有很低的溶解度,极易沉淀析出。若沉淀为金属复合盐,可通以H2S使金属变成 硫化物而除去,若为有机酸盐或磷钨酸盐,则加入无机酸并用乙醚萃取,把有机酸和磷钨酸等移入乙醚中除去,或用离子交换法除去。值得注意的是此类方法常使蛋白质发生不可逆沉淀,应用时必须谨慎。
三. 选择性变性沉淀
其原理是利用蛋白质、酶和核酸等生物大分子对某些物理或化学因素敏感性不同,有选择地使之变性沉淀,以达到分离提纯的目的。
此方法可分为:1)利用表面活性剂(三氯乙酸)或有机溶剂引起变性;2)利用对热的不稳定性,加热破坏某些组分,而保存另一些组分;3)酸碱变性。
四.非离子多聚物沉淀法
非离子多聚物是六十年代发展起来的一类重要沉淀剂,最早用于提纯免疫球蛋白、沉淀一些细菌和病毒,近年来逐渐广泛应用于核酸和酶的分离提纯。这类非离子多聚物包括不同分子量的聚乙二醇、NPEO、葡聚糖、右旋糖酐硫酸钠等,其中应用最多的是聚乙二醇。
用非离子多聚物沉淀生物大分子和微粒,一般有两种方法:1)选用两种水溶性非离子多聚物组成液液两相体系,不等量分配,而造成分离。此方法基于不同生物分子表面结构不同,有不同分配系数。并外加离子强度、PH值和温度等影响,从而扩大分离效果。2)选用一种水溶性非离子多聚物,使生物大分子在同一液相中,由于被排斥相互凝聚而沉淀析出。该方法操作时先离心除去大悬浮颗粒,调整溶液PH值和温度至适度,然后加入中性盐和多聚物至一定浓度,冷贮一段时间,即形成沉淀。