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生物分离提取技术项目三:从发酵液中提取青霉素任务2发酵液的预处理教案教学设计
二、引入任务
教师提出问题:
大家了解青霉素吗?
学生回答……引入任务
三、教师讲解
盐析法:
定义:盐析法是利用各种生物分子在浓盐溶液中溶解度的差异,通过向溶液中引入一定数量的中性盐,使目的物或杂蛋白以沉淀析出,达到纯化目的的方法。
优点:简单、经济、较少变性
缺点:分辨率不高;沉淀含大量盐析剂,要除盐;产生氨的恶臭
(2)高pH 释氨,腐蚀;
(3)残留产品有影响。
饱和度(Saturation)的概念:
以硫酸铵为例:250C时,硫酸铵的饱和浓度是767g/L定义为100%饱和度
目标蛋白质的盐析沉淀操作之前,所需的硫酸铵浓度或饱和浓度可通过实验确定。
对多数蛋白质,当达到85%饱和度时,溶解度都小于 0.l mg/L,通常为兼顾收率与纯度,饱和度的操作范围在40%-60%之间。
有机溶剂沉淀法
概念:在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂,降低溶质的溶解度,使其沉淀析出。
有机溶剂对于许多蛋白质(酶)、核酸、多糖和小分子生化物质都能发生沉淀作用,是较早使用的沉淀方法之一。
优点:
1)分辨能力比盐析法高,即蛋白质等只在一个比较窄的有机溶剂浓度下沉淀;
2)溶剂易除去
3)沉淀不用脱盐,过滤较为容易;
盐析作用(salting out)原理
破坏双电层:
在高盐溶液中,带大量电荷的盐离子能中和蛋白质表面的电荷,使蛋白质分子之间电排斥作用相互减弱而能相互聚集起来。
破坏水化层:
中性盐的亲水性比蛋白质大,盐离子在水中发生水化而使蛋白质脱去了水化膜,暴露出疏水区域,由于疏水区域的相互作用,使其沉淀。
盐析用盐的选择
缺点:
1)对具有生物活性的大分子容易引起变性失活,
2)操作要求在低温下进行。
3)成本高,需防火防爆
总体来说,蛋白质和酶的有机溶剂沉淀法不如盐析法普遍。
基本原理
1、降低了介质的介电常数,使溶质分子之间的静电引力增加,聚集形成沉淀。
2、水溶性有机溶剂本身的水合作用降低了自由水的浓度,压缩了亲水溶质分子表面原有水化层的厚度,降低了它的亲水性,导致脱水凝集。
盐析作用要强
盐析用盐需有较大的溶解度
盐析用盐必须是惰性的
来源丰富、经济
盐析中常用的盐:硫酸铵、硫酸钠、磷酸钾、磷酸钠
硫酸铵是最常用的蛋白质盐析沉淀剂
(1) 价廉 ;
(2) 溶解度大,温度系数小,许多蛋白质可以盐析出来;
(3)硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好,
(4)不易引起蛋白质变性。
缺点:
(1)水解变酸;
素质目标:
1.认真的工作态度。
2.积极主动的学习意识。
3.良好的团结协作精神。
重点难点:沉淀法去除杂蛋白
教学方法:讲授、项目引导、任务驱动
教 具:多媒体
教学参考书:生物分离与纯化技术
课后作业:
1.凝聚与絮凝的概念。
2.沉淀法去除杂蛋白的方法?
教学札记:
编写日期:
教案附页
教学设计:
一、复习
凝聚和絮凝的原理和方法。
课程《生物分离提取技术》2022/2023 学年第1学期 教师课程组
授课日期
班 级
项目三:从发酵液中提取青霉素
任务1:制定提取工艺
任务2:发酵液的预处理
任务3:青霉素的提取及固液分离
任务4:青霉素的脱色
任务5:青霉素的结晶
任务6:Байду номын сангаас霉素的抽滤、洗涤和干燥
课 题:从发酵液中提取青霉素--发酵液的预处理
脱水作用比静电作用强
四、学生操作
五、归纳总结
教师引导学生总结主要知识点。
六、布置作业
1.凝聚与絮凝的概念。
2. 沉淀法去除杂蛋白的方法?
教学目标:
知识目标:
1.掌握沉淀法去除杂蛋白的方法。
2.掌握凝聚和絮凝的原理和方法。
3.掌握预处理操作过程中参数的控制范围和方法。
4.掌握预处理罐和真空转鼓过滤机的正确操作方法和日常保养方法。
能力目标:
1.能够根据相应参数对发酵液进行预处理。
2.能够正确使用预处理罐和真空转鼓过滤机并对设备进行维护。