生化分离技术 第2版

本书是以高职高专生物制药技术专业的培养目标为基本出发点，针对高职教育培养学生的学习能力、职业能力和综合素质的定位及培养目标，将“以就业为导向，重视教学过程的实践性、开放性和职业性，走校企合作、工学结合道路，培养高素质技能型人才”作为教材编写的指导思想。依据生化产品和生化药品生产企业岗位的职业活动，结合高职高专基于工作过程课程体系改革的实践，按照“必需、够用”为原则，以生产实际中典型生化药物分离纯化任务为载体，采用教学做一体化模式分项目编写。

本书内容选取重点是生化药品生产中下游关键的分离纯化技术，包括发酵液的预处理、有机物质的萃取、生物大分子的沉淀与结晶、膜分离、色谱和电泳高度纯化、药物的干燥等生化分离基本技术和氨基酸类、多肽和蛋白类、核酸类、酶类、糖类、脂类、抗生素与维生素类等生化药物提取分离的综合应用技术。实训内容由多所院校与多家企业共同开发，内容新,紧跟行业发展趋势,突出职业技能的培养。为扩大学生的知识面和自我检测，书中还设置了知识拓展、技能拓展、项目自测等内容，有利于培养学生创新思维能力，体现了“以就业为导向，以能力为核心”，实现了职业教育教学过程与工作过程的融合。

全书共分七个项目、22个任务，项目一至项目六为必修的生化分离基本单元技术；项目七是由7类生化药物提取分离任务组成，是可以根据就业岗位要求有选择性学习的分离纯化综合应用技术。为便于增强学生预习、自我收集工作信息、自我设计实际操作流程以及教师实施教学做一体化教学的需要，书中的附录列出了项目学习指南及实例训练任务单的参考格式，同时配备了所有项目学习指南和实例训练任务单电子版的信息，供学生及教师下载使用(化学工业出版社教学资源网www.cipedu.com.cn)。

书中项目一、项目七的任务十六由张爱华编写；项目二、项目六和项目七的任务二十一由胡秋杰编写；项目三和项目七的任务二十二由赵立斐编写；项目四由王云庆编写；项目五和项目七的任务二十由王春花编写；项目七的任务十七、任务十八由刘克丹编写；项目七的任务十九由徐一然编写；附录1、附录2和网上项目学习指南和实例训练任务单由李郑军编写。全书由张爱华统稿，徐金龙主审。在编写中，广泛参考和借鉴了众多专家与学者的研究成果，广大读者的更新和更改意见，在此一并致以诚挚的谢意。

本书可作为高职高专院校制药类和生物技术类及相关专业教材，也可作为制药生产企业员工岗位培训的教材。

由于编者水平有限，加上编写时间仓促，疏漏之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

编者

2019年5月

《生化分离技术》(第二版)是为了适应高等职业教育发展和改革的需要，以生化产品中典型药物分离纯化任务为载体，采用教学做一体化模式分项目编写。全书共分七个项目、22个任务，涉及发酵液的预处理、有机物质的萃取、生物大分子的沉淀与结晶、膜分离、药物的高度纯化、药物的干燥等生化分离基本技术和氨基酸类、多肽和蛋白类、核酸类、酶类、糖类、脂类、抗生素与维生素类等生化药物提取分离的综合应用技术。本书配有电子课件，可从www.cipedu.com.cn下载参考。本书可作为高职高专院校制药类和生物技术类及相关专业的教材，也可作为制药生产企业员工岗位培训的教材。

项目一发酵液的预处理

任务一微生物细胞破碎1

【知识目标】1

【技能目标】1

【知识】1

一、细胞破碎的方法1

二、选择破碎方法的依据5

【知识拓展】 微生物的细胞壁6

【实例训练】利用机械和非机械细胞破碎法提取多酚氧化酶8

【技能拓展】细胞破碎率的测定9

任务二发酵液的预处理9

【知识目标】10

【技能目标】10

【知识】10

一、发酵液过滤特性的改变10

二、杂质的去除12

【知识拓展】发酵液的组成13

【实例训练】维生素C发酵液的预处理14

任务三发酵液的固液分离15

【知识目标】15

【技能目标】16

【知识】16

一、粗滤16

二、离心分离18

【知识拓展】生化分离的一般过程及单元操作23

【实例训练】蔗糖密度梯度离心法提取叶绿体26

【技能拓展】低速大容量冷冻离心机标准操作规程27

目标检测29

项目二有机物质的萃取

任务四有机溶剂萃取有机小分子物质31

【知识目标】31

【技能目标】31

【知识】31

一、萃取的类型及原理31

二、有机溶剂萃取33

【知识拓展】35

一、反胶团萃取35

二、液膜萃取37

【实例训练】有机溶剂萃取红霉素38

【技能拓展】液固萃取40

任务五双水相萃取生物大分子物质40

【知识目标】40

【技能目标】40

【知识】40

一、双水相萃取的基本原理40

二、双水相体系的种类41

三、双水相萃取的影响因素41

四、双水相萃取的操作42

五、双水相萃取的特点及应用43

【知识拓展】超临界萃取43

【实例训练】双水相萃取细胞色素C45

【技能拓展】双水相萃取操作中多聚物及盐的后处理46

目标检测46

项目三生物大分子的沉淀与结晶

任务六盐析法分级分离蛋白质48

【知识目标】48

【技能目标】48

【知识】48

一、盐析法的原理49

二、中性盐的选择49

三、影响盐析的因素50

四、盐析操作过程及其注意事项50

五、盐析的应用53

【知识拓展】54

一、有机溶剂沉淀54

二、血浆蛋白55

【实例训练】硫酸铵盐析法分级分离血浆中的IgG56

任务七等电点沉淀法分离蛋白质57

【知识目标】58

【技能目标】58

【知识】等电点沉淀58

【知识拓展】59

一、有机聚合物沉淀59

二、金属离子沉淀60

三、有机酸沉淀60

四、牛乳中的蛋白质61

【实例训练】等电点沉淀法分离牛乳中的酪蛋白62

任务八结晶法提纯蛋白质63

【知识目标】63

【技能目标】63

【知识】63

一、结晶的过程64

二、结晶条件的选择与控制66

【知识拓展】胃液成分68

【实例训练】结晶法提纯胃蛋白酶69

【技能拓展】结晶设备71

目标检测73

项目四膜分离

任务九超滤法分离生物大分子75

【知识目标】75

【技能目标】75

【知识】75

一、膜的分类及性能76

二、膜分离过程的类型77

三、膜组件77

四、浓差极化与消除措施79

【知识拓展】膜污染的清除79

【实例训练】超滤法浓缩明胶蛋白水溶液80

【技能拓展】中空纤维式超滤膜组件的完整性检测82

任务十透析法除生物大分子中的无机盐83

【知识目标】83

【技能目标】83

【知识】83

一、透析原理83

二、透析袋83

【知识拓展】膜的消毒与保存83

【实例训练】透析法去除蛋白质溶液中的无机盐84

目标检测85

项目五药物的高度纯化

任务十一离子交换色谱纯化药物87

【知识目标】87

【技能目标】87

【知识】87

一、色谱87

二、离子交换色谱89

【知识拓展】吸附95

【实例训练】离子交换色谱分离混合氨基酸96

任务十二凝胶色谱纯化药物97

【知识目标】97

【技能目标】97

【知识】97

一、色谱分离中凝胶的分类98

二、柱色谱凝胶的选择99

三、凝胶柱色谱的操作99

【知识拓展】疏水柱色谱100

【实例训练】凝胶柱色谱纯化蛋白质类药物101

【技能拓展】薄层色谱102

任务十三亲和色谱纯化药物103

【知识目标】103

【技能目标】103

【知识】103

一、亲和色谱的基本原理104

二、亲和吸附剂 104

三、亲和色谱的操作107

四、亲和色谱的应用108

【知识拓展】110

一、气相色谱110

二、高效液相色谱111

【实例训练】亲和色谱纯化胰蛋白酶112

【技能拓展】纸色谱114

任务十四电泳法纯化药物115

【知识目标】115

【技能目标】115

【知识】115

一、电泳的凝胶介质115

二、电泳分离的检测方法116

三、电泳系统的构成117

四、电泳分析常用方法120

【知识拓展】双向电泳121

【实例训练】蛋白质的醋酸纤维素薄膜电泳121

目标检测122

项目六药物的干燥

任务十五药物的干燥124

【知识目标】124

【技能目标】124

【知识】124

一、真空干燥法124

二、喷雾干燥法126

三、冷冻干燥法128

【知识拓展】130

一、远红外线干燥130

二、微波干燥131

【实例训练】人工牛黄的真空干燥132

目标检测133

项目七生化药物的提取分离

任务十六氨基酸类药物的提取分离134

【知识目标】134

【技能目标】134

【知识】134

一、氨基酸类药物的分类134

二、氨基酸的理化性质136

三、氨基酸类药物的生产方法137

四、氨基酸类药物的分离方法139

【知识拓展】141

一、生物药物的类型141

二、《中国药典》收载的氨基酸类药物142

【实例训练】143

实训L-胱氨酸的提取分离143

实训L-亮氨酸的提取分离145

目标检测146

任务十七多肽和蛋白质类药物的提取分离147

【知识目标】147

【技能目标】147

【知识】147

一、多肽类药物148

二、蛋白质类药物148

三、多肽和蛋白质类药物的主要生产方法149

【实例训练】152

实训胰岛素的提取分离152

实训谷胱甘肽的提取分离155

实训胸腺肽的提取分离156

目标检测157

任务十八核酸类药物的提取分离158

【知识目标】158

【技能目标】158

【知识】158

一、核酸类药物的分类159

二、核酸类药物分离纯化的要求159

三、核酸类药物的生产方法160

四、核酸类药物的分离方法161

五、重要核酸类药物的制备162

【实例训练】163

实训DNA的提取分离163

实训ATP的提取分离164

目标检测166

任务十九酶类药物的提取分离167

【知识目标】167

【技能目标】167

【知识】167

一、酶类药物的性质及特性167

二、酶类药物的分类168

三、药用酶原料来源及选择169

四、酶类药物的提取和纯化170

【实例训练】174

实训溶菌酶的提取分离174

实训凝血酶的提取分离176

目标检测177

任务二十糖类药物的提取分离179

【知识目标】179

【技能目标】179

【知识】179

一、糖类药物的分类179

二、多糖的药理作用180

三、糖类药物的性质181

四、糖类药物的提取方法182

五、糖类药物的分离纯化方法182

【知识拓展】多糖含量测定与纯度检验方法184

【技能拓展】多糖常用提取方案与程序184

【实例训练】186

实训银耳多糖制备及鉴定186

实训硫酸软骨素的提取分离187

目标检测189

任务二十一脂类药物的提取分离190

【知识目标】191

【技能目标】191

【知识】191

一、脂类药物的分类191

二、脂类的性质191

三、脂类药物的临床应用192

四、脂类药物的生产方法193

五、脂类药物的分离方法193

【实例训练】194

实训卵磷脂的提取分离194

实训猪去氧胆酸的提取分离195

目标检测196

任务二十二抗生素与维生素类药物的提取分离197

【知识目标】197

【技能目标】197

【知识】197

一、抗生素类药物的提取分离197

二、维生素类药物的提取分离205

【实例训练】206

实训青霉素的提取分离206

实训维生素B2的提取分离209

目标检测210

附录

附录1项目学习指南参考格式212

附录2实例训练任务单参考格式214

参考文献

《生化分离技术》(第二版)是为了适应高等职业教育发展和改革的需要，以生化产品中典型药物分离纯化任务为载体，采用教学做一体化模式分项目编写。全书共分七个项目、22个任务，涉及发酵液的预处理、有机物质的萃取、生物大分子的沉淀与结晶、膜分离、药物的高度纯化、药物的干燥等生化分离基本技术和氨基酸类、多肽和蛋白类、核酸类、酶类、糖类、脂类、抗生素与维生素类等生化药物提取分离的综合应用技术。本书配有电子课件，可从www.cipedu.com.cn下载参考。本书可作为高职高专院校制药类和生物技术类及相关专业的教材，也可作为制药生产企业员工岗位培训的教材。