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第一章生物分离纯化概论
生物分离的概念、生物质与生物分离的特点、生物产品的分离方法和生物分离效率的评价
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●1.1生物分离的概念
生物分离(bioseparation)：生物加工过程（bioprocess）中目标产物的分离纯化过程包括目标产物的提取、浓缩、纯化及成品化等过程。
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●1.2生物质与生物分离的特点
生物质的概念、生物质的分类、下游加工过程的特点、分离过程的注意事项和下游加工过程的成本。
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●1.3生物产品的分离纯化方法
分离纯化的分四个阶段、分离纯化的具体的操作单元、生物分离技术的本质与分类和分离纯化过程的选择准则。
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●1.4生物分离效率的评价
1、从方法和设备角度：分离容量（capacity）,分离速度（speed）、分辨率（resolution）；2、从分离过程和产品：浓缩程度、分离纯化度、回收率。
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第二章生物材料预处理、细胞破碎及固液分离
本章主要介绍了生物材料的预处理方法、细胞破碎的方法及固液分离的方法
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●2.1生物材料预处理
本节主要介绍了生物材料预处理的目的，方法的选择及几种预处理方法的作用原理。
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●2.2细胞破碎
本节主要介绍了细胞破碎的机械法和非机械法，以及不同方法的作用原理及优缺点。
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●2.3固液分离
本节主要介绍了固液分离的目的、影响因素和几种固液分离的方法及不同方法的优缺点。
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第三章萃取分离法
萃取的概述、萃取的概念与原理、有机溶剂的选择和萃取影响因素、实验室溶剂萃取与应用举例、双水相萃取和反胶团萃取的介绍。
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●3.1萃取的概述
萃取的基本概念和萃取技术的分类。
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●3.2溶剂萃取的概念与原理
溶剂萃取优点、溶剂萃取原理、溶剂萃取的分离因素和萃取百分率。
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●3.3有机溶剂的选择与萃取影响因素
有机溶剂的选择；有机溶剂萃取的影响因素；乳化和去乳化。
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●3.4实验室溶剂萃取与应用举例
溶剂萃取的具体过程；溶剂萃取的应用；溶剂萃取举例。
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●3.5双水相萃取、反胶团等萃取简介
双水相萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取；液膜萃取的概念、原理、应用。
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第四章沉淀分离法
沉淀的概述、生物大分子的溶解性特征、加盐沉淀、非溶剂沉淀、等电点沉淀、热沉淀、沉淀动力学和沉淀应用举例。
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●4.1沉淀分析法概述
沉淀（precipitation）是利用某种沉淀剂或改变环境条件，使所需提取的物质或杂质在溶液中溶解度降低而形成无定形固体沉淀的过程,具有浓缩和分离双重作用。(构成成分复杂)；沉淀法的分类；沉淀法的优缺点。
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●4.2生物大分子的溶解性
蛋白质的溶解性、核酸的溶解性、糖类的溶解性和油脂的溶解性。
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●4.3加盐沉淀
盐对蛋白质溶解性的影响、盐析中蛋白溶解度和溶液离子强度的关系和盐析的过程。
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●4.4加盐沉淀的影响因素
影响盐析的因素和盐析后的脱盐。
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●4.5非溶剂沉淀
有机溶剂沉淀法：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；非溶剂沉淀的原理；沉淀用有机溶剂的选择；影响有机沉淀效果的因素；有机溶剂沉淀的一般原则。
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●4.6等电点沉淀与热沉淀
蛋白质表面的电荷分布、等电点沉淀的概念、等电点沉淀使用时的注意事项和热沉淀。
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●4.7其它沉淀、沉淀动力学与沉淀应用举例
加入非离子型亲水聚合物沉淀、加入聚电解质絮凝沉淀、加入多价金属离子沉淀、加入表面活性剂沉淀、分离核酸用沉淀剂、沉淀动力学和沉淀应用举例。
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第五章结晶分离法
结晶的概述、结晶的理论基础、晶体的形成过程、提高晶体质量的方法及应用举例。
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●5.1结晶概述
结晶分离法的概念与特点、沉淀与结晶的比较、结晶的作用、结晶分离纯化方式的优点、结晶的过程和结晶过程的推动力。
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●5.2结晶的理论基础
凯尔文（Kelvin）公式、过饱和溶液的形成、温度与溶解度的关系。
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●5.3晶体的形成过程
形成过程与理论实质、晶核的形成、晶体的生长，结晶过程的影响因素。
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●5.4提高晶体质量的方法及应用举例
晶体质量包括三个方面的内容：晶体大小、形状和纯度；影响因素；重结晶；通过x射线晶体衍射来确定晶体的分子结构及应用举例。
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第六章膜分离
膜分离概念与分类、生物领域常用的膜分离法、膜及其特征、膜材料与膜组件、影响膜分离速度的主要因素及膜的污染和膜的应用。
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●6.1膜分离的概念与分类
膜分离：(membrane based separation) 利用具有一定选择性透过性过滤介质进行物质的分离纯化。膜分离法的核心是膜本身，膜必须是半透膜，即能透过一种物质,而阻碍另一种物质；膜分离技术的特点；膜分离法的种类。
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●6.2生物领域常用的膜分离法
渗透与反渗透、微滤和超滤、透析、电渗析、渗透气化。
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●6.3膜及其特征
膜的定义、膜的分类和表征膜性能的参数。
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●6.4膜材料与膜组冲
膜应该满足的特性；膜材料的种类；膜组件由膜：固定膜的支撑体、间隔物以及容纳这些部件的容器构成的一个单元称为膜组件；膜组件的种类：管式膜组件、中空纤维式、平板膜组件、卷式膜组件。
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●6.5影像膜分离速度的主要因素
膜分离的操作特性、影响膜分离速度的主要因素。
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●6.6膜的污染和膜的应用
膜污染、膜清洗、膜技术的应用和针头滤器使用举例。
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第七章吸附分离技术
吸附的概念与分类、生物分离中常用的吸附剂、吸附剂的表征参数、吸附的影响因素、吸附的过程、吸附的平衡理论、吸附传质过程、柱床吸附和吸附的应用举例。
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●7.1吸附的概念与分类
基本概念、吸附的平衡、吸附分离法的特点、吸附的分类、吸附剂的特点和吸附剂的类型。
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●7.2生物分离中的常用吸附剂
活性炭、漂白土、氧化铝、硅胶、纤维素、大孔网状聚合物吸附剂的特点、分类及应用。
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●7.3吸附剂的表征参数、吸附的影响因素
比表面积平均孔径、平均粒度及其分布和孔隙率的定义与测定方法；影响吸附的因素：吸附剂的孔径、比表面积、颗粒大小等，吸附质的溶解度、极性等，和吸附操作条件温度、pH、流速等。
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●7.4吸附过程、吸附平衡理论与传质过程
过程：吸附、清洗、洗脱、再生；吸附的平衡理论、等温曲线、等温曲线的绘制；吸附的传质过程。
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●7.5柱床吸附与吸附应用举例
固定床吸附和固定床吸附的操作，流化床吸附、膨胀床吸附、移动床吸附、搅拌釜吸附，吸附分离在实验室中的应用举例。
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第八章离子交换剂
离子交换是溶液中的带电离子与某种离子交换剂吸附的离子进行交换的作用或现象，通过离子交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。本章包括离子交换基本概念和原理，离子交换剂的分类和理化基础，离子交换剂的选择、处理和保存，离子交换操作条件的选择，离子交换分离应用举例五个方面的内容。
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●8.1基本概念和原理
离子交换是溶液中的带电离子与某种离子交换剂吸附的离子进行交换的作用或现象，通过离子交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。
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●8.2离子交换剂的分类及理化性能
首先了解分类：根据固定离子的不同，可分为阳离子和阴离子二种离子交换剂。按固定材料（基质）的不同，大致可分为亲水的多聚糖类和疏水的聚苯乙烯类离子交换剂，随着高分子化学的发展，合成的亲水材料如聚丙烯酰胺也被用在固定材料。离子交换剂的理化性质同样是由其组成成分决定的。
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●8.3离子交换剂的选择、处理和保存
一般来说，待分离物在生理pH条件下是阳离子，则采用阳离子交换树脂；反之若待分离物在生理pH条件下是阴离子，则采用阴离子交换树脂。 树脂使用前一般需要溶胀和活化，使用后需要再生。由于酸碱短时间浸泡不会影响树脂的性能，因此酸碱处理是树脂活化和再生常采用的方法。 树脂长期不用，可以加入0.1%的叠氮盐防腐。
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●8.4离子交换操作条件的选择
离子交换操作包括上样、洗涤、洗脱条件的确认。其中上样条件包括样品和柱平衡缓冲液的pH、离子强度满足待分离物和树脂固定的离子充分结合。洗涤一般用平衡缓冲液，洗脱用适当浓度的NaCl溶液。
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●8.5应用实例
本章节通过链霉素和肝素分离二个应用实例，加深对离子交换法的了解和掌握。
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第九章色谱理论与高效液相色谱
最早是由植物学家茨维特在分离植物色素时采用，随着淋洗的进行，不同色素向下移动的速度不同，形成一圈圈不同颜色的色带，使各色素成分得到了分离，他将这种分离方法命名为色谱法。目前，色谱方法不仅可用于分离有色物质，还可用于分离无色物质，并出现了种类繁多的各种色谱法。
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●9.1色谱分析简介
首先了解色谱分类：根据分离原理可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、以及亲和色谱；还可以按两相状态、固定相形状不同和操作压力不同进行分类。他们有共同的特点是具有两相：固定相和流动相，根据溶质在两相间相互作用的差异实现差速迁移从而达到分离的目的。
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●9.2色谱概念及原理
学习色谱分离，首先了解其原理。本节简要介绍吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、以及亲和色谱的分离原理，以便对色谱有更深入的了解。
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●9.3色谱曲线及有关参数
本节主要介绍色谱曲线及有关参数：峰高、峰宽、基线及保留值，并根据各项参数了解色谱的分离是否符合要求。同时，本届还介绍了分配系数、分离度等概念，对选择合适的色谱方法提供指导。
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●9.4高效液相色谱
学习色谱分离，掌握高效液相技术尤为重要。首先了解与经典色谱和气相色谱相比，其优点是什么。后面对高效液相的重要组成部分：高压输液系统、进样系统、分离系统和检测系统进行介绍，可以对高效液相色谱仪有更全面的了解。 根据高效液相的特点，需要选择合适的溶剂作为作为流动相，选择特殊的固定相，如化学键合相固定相等。
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第十章凝胶色谱分离法
本章主要介绍了凝胶色谱的分离原理，介质种类、介质的表征参数及凝胶色谱的应用。
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●10.1凝胶色谱法1
本节主要介绍了凝胶色谱的分离原理及三种常用的性质和分类。
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●10.2凝胶色谱法2
本节主要介绍了凝胶的表征参数、凝胶的选择及凝胶色谱的应用。
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第十一章亲和层析
本节主要介绍分离纯化中应用最广泛的章节亲和层析法。亲和层析是利用生物大分子与某些相对应的专一分子特异识别和可逆结合的特性而建立起来的一种分离生物大分子的层析方法。亲和层析是分离蛋白质的一种及有效的方法，常只需一步处理即可得到纯度较高的某种蛋白质。它是根据不同蛋白质对特定配体的特异而非共价结合的能力不同进行蛋白质分离的。 本章节主要分二个方面进行讲述：传统意义上的亲和色谱和专门为基因工程表达蛋白设计的分离标签及与之配套的亲和柱。
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●11.1亲和色谱法
本节主要介绍分离纯化中应用最广泛的章节亲和层析法。亲和层析是利用生物大分子与某些相对应的专一分子特异识别和可逆结合的特性而建立起来的一种分离生物大分子的层析方法。亲和层析是分离蛋白质的一种及有效的方法，常只需一步处理即可得到纯度较高的某种蛋白质。它是根据不同蛋白质对特定配体的特异而非共价结合的能力不同进行蛋白质分离的。 首先了解几种亲和分离柱，它们是：蓝色染料配基与NADPH、NADH为辅酶的脱氢酶类、肝素配基与 凝血因子、 抗体配基与抗原、糖蛋白与凝集素等。 亲和配基一般连在亲水性载体上，连接方法有溴化氰活化和高碘酸活化法。 亲和分离操作和其他色谱一样，包括上样、洗涤、洗脱。其中上样条件包括样品和柱平衡缓冲液的pH、离子强度满足待分离物和配基充分结合。洗涤一般用平衡缓冲液，洗脱用配基或目标物的类似物竞争性洗脱。 通过抗体亲和分离为例，具体介绍了蛋白A、蛋白G、蛋白L三种抗体分离的特异性配基以及抗体与亲和柱结合、洗脱过程的介绍，加深对亲和分离法的了解和掌握。
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●11.2基因工程药物的亲和色谱分离
本章节介绍基因工程表达蛋白与亲和标签。亲和标签之所以这样命名，是因为它们经常被用于亲和纯化：一种从细胞裂解液中纯化出蛋白的技术。将亲和标签连接到目标蛋白上，可通过与固定化底物的化学或物理相互作用，将其从溶液中分离出。具体使用何种亲和层析方法，取决于所用的特定标签。本节介绍了His 标签、strep-tag、FLAG-tag、GST-tag等一些最常用的亲和标签。
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●11.3Streptavidin/Biotin-based 标签
生物素又称维生素 H，是一种分子量为 244 Da 的小分子物质。它是一种常用的分子工具，常与二抗偶联，用作 ELISA 和 Western Blot 检测的可视化技术。生物素能够与链霉亲和素和亲和素分子形成非常强的键，这一特性可用于亲和纯化。由于生物素是小分子，因此不太可能影响蛋白功能。 另一个有价值的标签是链球菌标签。其长度为 8 个氨基酸 (WRHPQFGG)，因此也不太可能影响蛋白功能。而且它还能够可逆地和与生物素在相同的穴区结合。这意味着融合到链霉亲和素上的蛋白可以使用链霉亲和素树脂进行有效纯化，并能在温和的缓冲液中使用生物素进行洗脱。
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●11.4epitope
表位是抗原被抗体识别的部位。因此，在基于抗体的检测中经常使用的标签被称为表位标签。表位标签的长度通常比亲和标签短，因此，不太可能影响蛋白功能。虽然表位标签可以用于亲和纯化，但色谱柱需要固定化抗体，通常成本更高或者不如使用亲和标签的色谱柱有效。表位标签广泛用于细胞培养和免疫沉淀 (IP)，包括蛋白复合体免疫沉淀 。首先了解几种表位抗原标签，它们是：c-myc、FLAG、人流感血凝素 (HA)等。
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●11.5Protein tag
为了增加融合蛋白的水溶性，可选择谷胱甘肽转移酶、麦芽糖结合蛋白等大分子亲和标签。
