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本书以生物大分子分离纯化技术为核心，系统介绍了生物产物分离纯化的基本原理、分离操作、过程理论及应用。本书共11章，即绪论、细胞分离与破碎、初级分离、膜分离、萃取、吸附分离技术和理论基础、色谱、亲和色谱、蛋白质复性、结晶和干燥等。其中第2章和第3章主要介绍了生物分离过程的前处理以及沉淀分级和泡沫分离等初级分离技术；第4章介绍了各种膜分离方法、特点及其在生物分离中的应用；第5章介绍了各种萃取方法，特别是可用于生物大分子分离纯化的双水相萃取和反胶团萃取技术；第6章至第9章阐述了吸附（包括离子交换）、色谱和蛋白质复性等生物分离过程的核心技术的基本原理、特点、基础理论和应用，内容包括近年来该领域的最新研究进展，是本书的核心部分；最后两章介绍了结晶和干燥的基础理论及其在生物分离中的应用。
本书主要作为高等院校生物工程和生物技术等相关专业本科生的教材，也可供相关专业研究生以及生物技术、生物化工和生物制药领域的科研、技术和管理人员使用和参考。
目录
1绪论
1.1生物技术与生物分离
1.2生物物质和生物分离
1.2.1生物物质
1.2.2生物分离过程
1.3生物分离过程的特点
1.4生物分离技术和原理
1.4.1物理性质
1.4.2化学性质
1.4.3生物学性质
1.5生物分离效率
1.5.1分离方法和设备
1.5.2分离过程和产品
1.6本章总结
参考文献
2细胞分离与破碎
2.1细胞分离
2.1.1重力沉降
2.1.2离心沉降
2.1.3过滤
2.2细胞破碎
2.2.1细胞的结构
2.2.2细胞破碎和产物释放
2.2.3细胞破碎技术
2.2.4目标产物的选择性释放
2.3本章总结
习题
参考文献
3初级分离
3.1沉淀分级
3.1.1蛋白质的表面特性
3.1.2盐析沉淀
3.1.3等电点沉淀
3.1.4有机溶剂沉淀
3.1.5热沉淀
3.1.6其他沉淀法
3.2泡沫分离
3.2.1泡沫分离原理
3.2.2泡沫分离设备和过程
3.2.3泡沫分离的应用
3.3本章总结
习题
参考文献
4膜分离
4.1各种膜分离法及其原理
4.1.1反渗透
4.1.2超滤和微滤
4.1.3透析
4.1.4电渗析
4.1.5渗透汽化
4.2膜材料及其特性
4.2.1膜材料
4.2.2膜的结构
4.2.3水通量
4.3膜组件
4.3.1管式膜组件
4.3.2平板式膜组件
4.3.3螺旋卷式膜组件
4.3.4中空纤维(毛细管)式膜组件
4.4操作特性
4.4.1浓度极化模型
4.4.2超滤膜的分子截留作用
4.5影响膜分离速度的主要因素
4.5.1操作形式
4.5.2流速
4.5.3压力
4.5.4料液浓度
4.6膜分离过程
4.6.1分离操作
4.6.2错流过滤过程的流体力学
4.7膜的污染与清洗
4.8应用
4.8.1菌体分离
4.8.2小分子发酵产物的回收
4.8.3蛋白质的回收、浓缩与纯化
4.8.4膜生物反应器
4.9本章总结
习题
参考文献
5萃取
5.1基本概念
5.1.1萃取
5.1.2反萃取
5.1.3物理萃取和化学萃取
5.2分配定律与分配平衡
5.3有机溶剂萃取
5.3.1弱电解质的分配平衡
5.3.2化学萃取平衡
5.3.3溶剂萃取操作
5.4液液萃取操作
5.4.1混合.澄清式萃取
5.4.2多级错流接触萃取
5.4.3多级逆流接触萃取
5.4.4分馏萃取
5.4.5微分萃取
5.5双水相萃取
5.5.1双水相系统
5.5.2双水相中的分配平衡
5.5.3影响分配系数的各种因素
5.5.4双水相萃取操作
5.6液膜萃取
5.6.1液膜的种类
5.6.2液膜萃取机理
5.6.3液膜萃取操作
5.7反胶团萃取
5.7.1反胶团及其基本性质
5.7.2反胶团的溶解作用
5.7.3反胶团萃取操作
5.8液固萃取(浸取)
5.8.1液固萃取操作及设备
5.8.2浸取剂
5.9超临界流体萃取
5.9.1超临界流体的性质
5.9.2超临界流体萃取操作
5.9.3应用
5.10本章总结
习题
参考文献
6吸附分离技术和理论基础
6.1吸附分离介质
6.1.1吸附剂
6.1.2离子交换剂
6.2吸附平衡
6.2.1吸附等温线
6.2.2离子交换的计量置换模型
6.2.3空间质量作用模型
6.3吸附过程传质动力学
6.3.1液相扩散
6.3.2固相扩散
6.4固定床吸附
6.5固定床吸附过程理论
6.5.1表面吸附速率控制
6.5.2液膜扩散速率控制
6.5.3内扩散速率控制
6.6其他吸附操作
6.6.1膨胀床吸附
6.6.2移动床和模拟移动床吸附
6.6.3搅拌釜吸附
6.7本章总结
习题
参考文献
7色谱
7.1色谱原理与分类
7.1.1原理
7.1.2分类
7.2色谱过程理论基础
7.2.1平衡模型
7.2.2理论板模型
7.2.3传质速率模型
7.3分离度
7.4凝胶过滤色谱
7.4.1原理与操作
7.4.2凝胶过滤色谱介质
7.4.3影响分离的因素
7.4.4凝胶过滤色谱的应用
7.4.5凝胶过滤色谱的特点
7.5离子交换色谱
7.5.1原理与操作
7.5.2线性梯度洗脱色谱
7.5.3逐次洗脱色谱
7.5.4离子交换色谱的应用及特点
7.6疏水性相互作用色谱
7.6.1原理
7.6.2疏水性吸附剂
7.6.3色谱操作
7.6.4疏水性相互作用色谱的特点
7.7色谱聚焦
7.7.1原理与操作
7.7.2多缓冲剂与多缓冲离子交换剂
7.7.3色谱聚焦的应用
7.8反相色谱
7.9羟基磷灰石色谱
7.10流通色谱
7.11置换色谱
7.12本章总结
习题
参考文献
8亲和色谱
8.1生物亲和作用
8.1.1亲和作用的本质
8.1.2影响亲和作用的因素
8.1.3亲和作用体系
8.2亲和色谱原理
8.3亲和色谱介质
8.3.1亲和配基
8.3.2亲和吸附剂及其制备方法
8.3.3间隔臂的作用
8.4亲和吸附平衡
8.4.1亲和吸附等温线
8.4.2色素亲和吸附平衡
8.5亲和色谱过程和应用
8.5.1亲和色谱过程
8.5.2亲和色谱的应用
8.6亲和膜色谱
8.6.1原理和特点
8.6.2应用
8.7本章总结
习题
参考文献
9蛋白质复性
9.1包含体的形成和性质
9.1.1包含体的形成
9.1.2包含体的性质
9.1.3包含体的胞内抑制
9.2包含体的纯化和溶解
9.2.1包含体的分离纯化
9.2.2包含体的溶解
9.3蛋白质复性
9.3.1稀释复性
9.3.2辅助因子的作用
9.3.3分子伴侣和人工分子伴侣
9.3.4复性色谱
9.3.5反胶团溶解复性
9.3.6荷电粒子促进同电荷蛋白质复性
9.4本章总结
习题
参考文献
10结晶
10.1结晶原理
10.1.1溶解度
10.1.2过饱和溶液与介稳区
10.1.3成核
10.2结晶的生长
10.2.1生长速率
10.2.2ΔL定律
10.3结晶过程设计基础
10.3.1晶体粒度分布
10.3.2粒数衡算方程
10.4结晶器
10.4.1冷却结晶器
10.4.2蒸发结晶器
10.5结晶操作及其应用
10.5.1结晶操作特性
10.5.2应用
10.6本章总结
习题
参考文献
11干燥
11.1干燥速度
11.1.1传导干燥
11.1.2对流干燥
11.2湿空气和物料中水分的性质
11.2.1湿空气的性质
11.2.2物料中的水分
11.3干燥过程
11.3.1盘架传导干燥
11.3.2球形粒子对流干燥
11.4干燥设备及其应用
11.4.1盘架干燥器
11.4.2冷冻干燥器
11.4.3传送带式干燥器
11.4.4转筒干燥器
11.4.5气流干燥器
11.4.6流化床干燥器
11.4.7喷雾干燥器
11.5本章总结
习题
参考文献
部分习题答案
前言
第三版前言
近十年来，我国生物工程高等教育发展迅速。据报道，截至2012年中国大陆已有290个高等院校设立了“生物工程”本科专业，与其密切相关的“生物技术”本科专业更多，达到345个高校。随着生物工程一级学科的设立，生物工程本科教育所面临的主要课题将是整合资源，提高教育教学质量，满足社会需求。教材建设是其中重要的一环。
本书初版于1998年面世，距今已过去14年,多年来，本书得到了有关教育界和科技界的关注。期间，国内各大学从事“生物分离工程”教学的同事们向作者提出了许多宝贵的意见和建议，使作者受到很大启发。同时，作者在教学和科研工作中也发现了一些问题和不足。例如，本书涉及的部分理论内容难度较高，主要适用于研究生教学参考；有些内容涉及的生物分离技术处在研究发展阶段，并未在生产实践中应用。这些内容并不适合本科生学习掌握。因此，本书第三版除整体内容的更新外，还重点进行了以下4个方面的修订。
（1）删除部分理论性较强的内容，包括大部分模型的推导、第5章中部分与萃取动力学相关的内容、第6章的吸附过程传质动力学理论、第7章的置换色谱理论、第8章的亲和色谱过程分析等。
（2）删除或简化了对某些分离方法的介绍，如删除了第二版的第9章“电泳和电色谱”和第8章的“其他亲和分离技术”一节；简化了对第6章中“膨胀床吸附”以及第7章中“流通色谱”和“置换色谱”的讲解。
（3）补充和更新了部分内容，如第5章中的双水相胶团系统，第9章中的荷电粒子促进同电荷蛋白质复性等内容。
（4）在每章的最后，增加“本章总结”一节，概括一章的重点和有关分离技术的关键点，并展望有关生物分离技术和理论的发展。其中所引的文献可供教师在教学中参考使用，或方便学生进一步阅读学习。
在第三版即将付梓之际，作者衷心感谢清华大学沈忠耀教授！14年前沈先生为本书初版撰写的序言，至今仍然激励着作者积极投身于生物分离工程研究和教学工作。同时，感谢我在天津大学和国内其他单位的同事、同行、学长和领导多年来的支持和鼓励。此外，我要感谢过去近20年从本实验室毕业的一百多名研究生以及目前在读的三十多名研究生。除了感谢他们中的部分人（见前两版的前言）对本书第三版所做的付出外，还要感谢他们所有人对实验室的发展和生物分离工程研究所做的贡献！最后，仍然需要特别感谢我的家人多年来对我的关怀和支持，使我有充足的时间和精力投身于教学科研工作。
