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1、生物分離技術ModernSeparationScience第一章緒論Production緒論1.1分離科學及其研究內(nèi)容1.2分離科學的重要性1.3分離方法的分類1.4分離方法的評價1.5分離技術的展望即基因拼接技術或DNA重組技術：把一種生物的某些基因提取出來，加以修飾和改造，放到另一種生物細胞里，定向改變生物的遺傳形狀。圖片：基因工程居里夫人從礦渣中分離出鐳和鋇的共存物、用分離結晶的方法不斷提高含鐳氯化鋇中鐳的成分，然后用氯化物部分蒸餾法，把鐳鹽從鋇中分離出來，且研究了鐳化合物的性質(zhì)，從而獲諾貝爾化學獎圖片：鐳的發(fā)現(xiàn)居里夫婦正在做實驗三種不同的射線瑪麗·居里像圖片：SARS、禽流感
2、病毒分離冠狀病毒毒粒結構負染色電鏡下冠狀病毒顆粒形態(tài)高清H5N1型禽流感病毒圖片鋼鐵冶煉現(xiàn)代基因工程技術鐳的發(fā)現(xiàn)SARS病毒分離……從一個復雜樣品中將感興趣的物質(zhì)分離出來生物、化學的每一個進展都離不開分離技術的貢獻物質(zhì)的分離是科學研究的關鍵步驟1.1分離科學及其研究內(nèi)容分離科學（SeparationScience）：研究從混合物中分離、富集或純化某些組分以獲得相對純物質(zhì)的規(guī)律及其應用的一門學科。分離利用混合物中各組分在物理或化學性質(zhì)上的差異，通過適當?shù)难b置或方法，使各組分分配至不同的空間區(qū)域或者在不同的時間依次分配至同一空間區(qū)域的過程。富集使目標物在某空間區(qū)域濃度增加。濃縮使部分溶劑
3、蒸發(fā)，所有溶質(zhì)濃度同等程度提高。純化提高目標物純度，除去雜質(zhì)。純度主組分含量高低或所含雜質(zhì)多少的一個概念1.確認對象物質(zhì)或準確測定其含量；2.獲取單一純物質(zhì)或某類物質(zhì)以作它用；3.濃縮（富集）某個或某類物質(zhì)；4.消除干擾，提高分析方法選擇性和靈敏度。分離的目的分離的形式組（族）分離——將性質(zhì)相近的一類組分一起分離。1.石油煉制中的輕重油分離;2.中藥有效部位的分離。單一分離——將某一組分以純物質(zhì)形式分離出來。1.工業(yè)上純物質(zhì)的制備；2.化學標準品的制備。單一分離結果的主要形式相互完全分離(a,b,c,……)?(a)+(b)+(c)+……從混合物中分離出某種物質(zhì)(a,b,c,……)?(
4、a)+(b,c,……)部分分離(a,b,c,……)?(a,b)+(b,a)+……1.分離對象種類繁多2.分離目的各不相同3.分離規(guī)模差別很大4.分離技術形形色色5.應用領域極為廣泛分離技術的特點分離科學研究的主要內(nèi)容1.分離理論：熱力學分離體系功、能量、熱的轉換關系物質(zhì)輸運的方向和限度動力學分離過程速度與效率分離體系化學平衡、相平衡和分配平衡分離方法、分離設備、應用2.研究應用：1.2分離科學的重要性1.分離是認識物質(zhì)世界的必經(jīng)之路天然物質(zhì)合成物質(zhì)分離純化純品研究物理、化學性質(zhì)如人參中分離提取、純化各種人參皂甙，結構鑒定、理化性質(zhì)測試，藥理性質(zhì)測試、臨床前及臨床藥理實驗等2.分離是各
5、種分析技術的前提基質(zhì)干擾含量太小分布不均勻物理化學狀態(tài)不適合直接測定樣品劇毒放射性？樣品前處理（分離）3.富集和濃縮延伸了分析方法的檢出下限富集濃縮檢測下限↓靈敏度↑4.分離科學是其他學科發(fā)展的基礎物理、化學、環(huán)境、醫(yī)學、藥學、生物、材料、化工、食品、石油、地質(zhì)……5.分離科學大大提高了人類的生活品質(zhì)純凈水色拉油脫鹽醬油精鹽魚肝油1.3分離方法的分類用于分離的物質(zhì)性質(zhì)物理性質(zhì)力學性質(zhì)熱力學性質(zhì)電磁性質(zhì)輸送性質(zhì)密度、摩擦因素、表面張力、尺寸、質(zhì)量熔點、沸點、臨界點、蒸汽壓、溶解度、分配系數(shù)、吸附電導率、介電常數(shù)、遷移率、電荷、淌度、磁化率擴散系數(shù)、分子飛行速度化學性質(zhì)熱力學性質(zhì)反應速率
6、反應平衡常數(shù)、化學吸附平衡常數(shù)、離解常數(shù)、電離電勢反應速率常數(shù)生物學性質(zhì)生物親和力、生物吸附平衡、生物學反應速率常數(shù)1.3.1按物質(zhì)性質(zhì)分類（1）物理分離法：離心分離、電磁分離（2）化學分離法：沉淀分離、溶劑萃取、色譜分離、選擇性溶解（3）物理化學分離法：蒸餾、揮發(fā)、電泳、區(qū)帶熔融、膜分離1.3.2按分離過程本質(zhì)分類（1）平衡分離過程：外加能量或分離劑，使原混合體系形成新的相界面，建立界面間平衡關系得以分離。如溶劑萃取、蒸發(fā)、升華、結晶、吸附、超臨界萃取等（2）速度差分離過程：外加能量，強化特殊梯度場（重力、壓力、溫度、濃度、電位等），用于非均相混合物分離。如離心、過濾、電泳、透析、
7、沉降、質(zhì)譜等。（3）反應分離過程：外加能量或化學試劑促進化學反應而分離。如離子交換、反應萃取等。1.4分離方法的評價回收率：分離度回收率富集倍數(shù)準確度重現(xiàn)性成本污染破壞性…Q實際回收量Q0理論回收總量要求：根據(jù)分離目的或經(jīng)濟價值決定。通常的要求是:常量組分的回收率＞99%痕量組分的回收率＞90%或95%分離因子：兩種物質(zhì)被分離的程度。其中，A為目標物，B為共存物，SA，B為A對B的分離因子定量分離中，RA接近100%，故SA，B是RB的倒數(shù)1.5分離技術的
