生物分离知识点.docx

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生物分离知识点

1绪论

生物产品要求高质量：

纯度、卫生、生物活性

方法选择的基本原则

1）、尽可能简单、低耗、高效、快速2）、分离步骤尽可能少。

3）、避免相同原理的分离技术多次重复出现4）、尽量减少新化合物进入待分离的溶液。

A）、引起新的化学污染；B）蛋白质的变性失活5）合理的分离步骤次序。

原则是：

先低选择性，后高选择性；先高通量，后低通量；先粗分，后精分；先低成本，后高成本。

设计前应了解的信息

1）、在设计前，首先要掌握的产物物化性质，主要包括：

（1）、溶解度及影响因素，包括温度、pH值、有机溶剂和盐等；

（2）、分子量和分子形状。

对于高分子物质非常有意义；（3）、沸点和蒸汽压。

对于热稳定的小分子物质非常有意义；（4）、极性大小；（5）、分子电荷及影响因素，包括pH值和盐等；（6）、功能团。

功能团为萃取剂和特异性吸附的选择提供依据；（7）、免疫原性。

设计亲和色谱；（8）、稳定性及其影响因素，包括温度、pH值、毒性试剂等（如青霉素低pH不稳定）；（9）、分子的淌度及影响因素，包括pH值、离子强度和盐等；

（10）、等电点pI；

2）、成品规格（或产品质量标准）

3）、进料的组成和物性

（1）、目的产物的浓度。

（2）、物料中的与目的产物相近物质组成的物理化学性质。

（3）、目的产物的定位。

（4）、菌种的种类和形态。

（5）、微生物的含量和发酵液的黏度。

4）、生产规模5）、危害性

5）、危害性

（1）、离心产生的气溶胶、发酵产生的废气、干燥产生的粉尘等。

（2）、目的产物本身的危害性；抗肿瘤代谢类药物，类固醇类抗生素，激素类药物等。

（3）、试剂危害。

萃取试剂CCl4、甲苯、苯、二甲苯、CNBr。

（4）、微生物的危害。

重组DNA工程菌不能任意排放。

这一菌种为新的物种，不能排除对生态系统和人的危害。

6）、分批分离还是连续纯化

对环境的考虑

1）、废水  A、除菌过滤和灭菌处理；B、符合BOD的要求；

2）、废料  A、灭菌处理；B、综合利用：

动物饲料、饲料添加剂，有机肥料

3）、废气  A、除菌过滤和灭菌处理；B、废气（有机溶剂）回收

4）、溶剂的回收  A、减少环境排放，减少污染；B、循环利用，减低成本

1.4生物分离技术和原理

物质分离的本质是识别混合物中不同溶质间物理、化学和生物性质的差别，利用能识别这些差别的分离介质和扩大这些差别的分离设备实行溶质间的分离或目标组分的纯化。

性质不同的溶质在分离操作中具有不同的传质速率和（或）平衡状态，从而实行分离。

平衡分离

定义：

根据溶质在两相间分配平衡的差异实现分离。

溶质达到分配平衡的推动力仅取决于系统的热力学性质。

溶质达到相间平衡的过程为扩散传质过程，平衡分离又称扩散分离。

蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶（沉淀）、泡沫分离、吸附和离子交换等是典型的平衡分离过程。

差速分离

定义：

利用外力驱动溶质迁移产生的速度差进行分离的方法。

传统的机械分离方法：

过滤、重力沉降、离心沉降

典型的差速分离法：

超滤、反渗析、电渗析、电泳和磁泳

非蛋白类杂质的去除

（1）DNAA阴离子交换（pH4.0）B亲和层析（不被吸附）C疏水层析

（2）热原（蛋白质溶液中的去热原）

A 生产过程无菌 B 所有层析介质无菌C所用溶液无菌 D亲和层析（多粘菌素）（3）去病毒

A 加热（60C）B 过滤   C 灭活剂

2细胞分离与破碎

预处理的目的:

改变发酵液的物理性质 （黏度、颗粒大小、颗粒稳定性等），固液分离速度，分离器分离效率；

目标产物转移其中一相（多数为液相）；

1、加热

最简单、最经济的预处理方法是加热，加热不仅可以增加料液的操作特性，也可以对其进行灭菌。

但加热变性的方法只适合于对热稳定性的产物。

加热可产生：

¯黏度、促凝聚、¯固体成分体积、破坏凝胶结构、增加空隙率、去蛋白

2、调pH值：

方法简单有效、成本低廉

pH直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质，适当调节pH可改善其过滤特性。

对于氨基酸、蛋白质等两性物质作为杂质存在于液体中时，常采用调pH至等电点使两性物质沉淀。

另外，在膜分离中，发酵液中的大分子物质易与膜发生吸附，常通过调整pH，改变易吸附分子的电荷性质，以减少吸附造成的堵塞和污染。

此外，细胞、细胞碎片及某些胶体物质等在某个pH下也可能趋于絮凝而成为较大颗粒，有利于固液分离。

3、凝聚和絮凝

通过电解质的加入促进原始溶液的凝聚和絮凝

主要作用为增大混合液中悬浮粒子的体积，提高固液分离速度，同时可除去一些杂质。

凝聚和絮凝是两种方法，两个概念。

凝聚：

指在投加的化学物质（铝、铁的盐类或石灰等）作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１mm大小块状凝聚体的过程。

絮凝：

指使用絮凝剂（天然的和合成的大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10mm大小絮凝团的过程。

其中絮凝剂主要起架桥作用。

凝聚：

胶体粒子（10-100nm）中性盐促进下脱稳相互聚集成大粒子（1mm）

机理：

a中和粒子表面电荷b消除双电层结构

絮凝：

大分子聚电解质将胶体粒子交联成网状，形成絮凝团的过程   机理：

架桥作用

凝聚和絮凝技术能有效的改变细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态,使其聚集起来,增大体积以便固液分离,常用于菌体细小而且黏度大的发酵液的预处理中.

发酵液的带电现象

发酵液中的细胞、菌体或蛋白质等胶体粒子的表面，一般都带有电荷，带电的原因很多，主要是吸附溶液中的离子或自身基团的电离。

通常发酵液中细胞或菌体带有负电荷，由于静电引力的作用使溶液中带相反电荷的粒于（即正离子）被吸附在其周围，在界面上形成了双电层。

4、惰性助滤剂：

一种颗粒均匀、质地坚硬的粒状物质，用于扩大过滤表面的适应范围，减轻细小颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞。

使用方法：

A、预涂层；B、按一定比率混合。

助滤剂种类：

硅藻土、膨胀珍珠岩、石棉、纤维素、未活化的炭、炉渣、重质碳酸钙，及它们的混合物等。

用量标准：

A、单位质量助滤剂所产生的最大滤液产量（最常用）；B、或最长周期；C、或最快流速；D、或滤饼的最大空间利用度。

5．加入反应剂

有时加入某些不影响目的产物的反应剂，可消除发酵液中某些杂质对过滤的影响，从而提高过滤速率。

加入反应剂和某些可溶性盐类发生反应生成不溶性沉淀，如CaSO4、磷酸铝等。

生成的沉淀能防止菌丝体粘结，使菌丝具有块状结构，沉淀本身可作为助滤剂，并且能使胶状物和悬浮物凝固，从而改善过滤性能。

1.无机离子的去除

Ca2+离子浓度较高时，可采用可溶性盐，如草酸钠等Mg2+离子的去除一般采用加入三聚磷酸钠

磷酸盐处理，也能大大降低Ca2+、Mg2+离子的浓度

铁离子，可加入黄血盐，使其形成普鲁士蓝沉淀而除去

2．杂蛋白的去除

用各种沉淀方法，可以去除液相中各种蛋白质。

常用的有等电点沉淀法、变性沉淀法、盐析法、有机溶剂沉淀法、反应沉淀法等。

这些沉淀方法既可以作为除杂质的方法，也可以作为提取目标产物的技术手段。

3．多糖的去除

酶解法可将混合液中的不溶性多糖物质酶解，使其转化为溶解度较大的单糖，从而改变流体的流动特性，提高过滤速率。

4．有色物质的去除

发酵液中有色物质可能是由于微生物生长代谢过程分泌的，也可能是培养基（如糖蜜、玉米浆等）带来的，色素物质化学性质的多样性增加了脱色的难度。

   色素物质的去除，一般以使用离子交换树脂、离子交换纤维、活性炭等材料的吸附法来脱色最为普遍。

例如活性炭可用于柠檬酸发酵液的脱色，盐型强碱性阴离子交换树脂可用于解朊酶和果胶酶溶液的脱色，磷酸型阴离子交换树脂被用于谷氨酸发酵液的脱色等。

一般发酵液的脱色往往是在过滤除去菌体后进行。

2.1   细胞分离

颗粒的沉降

当一固体微粒通过无限连续介质时，它的运动速度受两种力的影响：

一是微粒受到因微粒和流体介质间密度不同而产生的浮力作用；

二是微粒所受到的流体阻力作用。

根据沉降作用力可分为：

重力沉降、离心沉降

根据沉降粒子间相互影响程度可分为：

自由沉降和干扰沉降

2.1.1重力沉降

（1）球形颗粒的自由沉降速度以重力的方向为正方向

颗粒做匀速运动，沉降速度恒定不变，该速度称为自由沉降速度

自由沉降条件：

①颗粒为球形；②颗粒沉降时彼此相距较远，互不干扰；③容器壁对沉降的阻滞作用可以忽略；

④颗粒直径不能小到受流体分子运动的影响。

在实际情况中还需考虑以下因素的影响：

①干扰沉降；   ②端效应；   ③分子运动；   ④非球形；   ⑤液滴或气泡的运动。

2.1.2 离心沉降P14

2.1.3过滤

概念  过滤是在外力作用下，利用过滤介质使悬浮液中的液体通过，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的一种单元操作。

过滤介质具有多孔结构，可以截留固体物质，而让液体通过；我们把待过滤的悬浮液成为滤浆，而过滤后分离出的固体称为滤渣或滤饼，通过过滤介质的液体称为滤液

（1）过滤介质：

过滤介质应具有以下特性：

多孔性，足够的机械强度，尽可能小的流动阻力，耐腐蚀性，耐热性，易于再生。

工业上常见的过滤介质：

织物介质、堆积介质、多孔固体介质、多孔膜。

（2）过滤分类：

深层过滤、 滤饼过滤

（3）过滤推动力：

重力（漏斗过滤）、压力（加压过滤）或真空（抽滤）、离心力（离心过滤）。

（4）滤饼的可压缩性

（5）助滤剂   助滤剂本身就是一性能良好的过滤介质，是一种坚硬、不规则的小颗粒，它能形成结构疏松、空隙率大、不可压缩的滤饼，很大程度改善过滤难度。

助滤剂使用方法主要有两种：

混合、预涂。

2.2 细胞破碎

1）、细胞破碎

A压撞   B剪切     Ca渗透      Cb冻胀   D破壁破膜

2.2.3 细胞破碎技术

2.2.3.1机械破碎主要有高压匀浆、珠磨、撞击破碎和超声波破碎等方法

1）、固体剪切法（珠磨法,c最有效的物理破碎法）2）、液体剪切法3）撞击破碎法4）超声破碎法

2.2.3.2化学破碎法

酶溶法、酸碱法、有机溶剂胞溶法、表面活性剂法

酶溶法：

利用酶分解细胞壁上特出的化学键，使细胞壁破碎。

优点：

A、产品释放的选择性；B、提取速度和收效高；C、产品的破坏小；D、对外界环境，如pH和温度等要求低；E、不残留细胞碎片。

2.2.3.3物理渗透法

渗透压冲击法、冻结-融化法

机械破碎法缺点：

A、高能、高温、高噪音、高剪切力（四高），易使产品变性失活；

B、非专一性，胞内产物均释放，分离纯化困难；C、细胞碎片大小不一，难分离。

化学破碎法缺点：

A、费用高；B、引起新的污染，尤其是其他化学方法；C、一般只有有限的破碎，常需与其他物理法连用。

破碎方法的选择

选择的一般原则

A、提取产物在细胞质内，用机械法破碎B、提取产物在细胞膜附近，用化学法

C、提取产物与细胞膜和细胞壁结合，可采用化学法和机械法结合的方法

破碎技术杂交研究应注意的问题

A、杂交技术可产生很大优势。

B、破碎技术对下游分离技术的影响。

破碎颗粒清除，产物的分离纯化

C、在发酵阶段，考虑到发酵过程和环境对破碎难易程度的影响D、菌种的培育，胞内产物®胞外产物

3初级分离

3.1沉淀分级

沉淀（precipitation）是物理环境的变化引起溶质溶解度降低、由液相变成固相析出生成固体凝聚物（aggregates）的现象。

常用加入试剂的方法，改变溶剂和溶质的能量平衡来降低其溶解度，使产物离开溶液生成不溶性颗粒，沉降析出。

沉淀具有浓缩与分离的双重作用。

与结晶联系  在本质上都是新相析出的过程，主要是物理变化，当然也存在化学反应的沉淀或结晶。

区别：

 结晶为同类分子或离子以有规则排列形式析出，沉淀为同类分子或离子以无规排列形式析出。

优点

A、设备简单、成本低、放大容易，产物浓度越高沉淀越有利，收率越高；

B、原料液体积很快地减小10~50倍，从而简化生产工艺、降低生产费用；

C、使中间产物保持在一个中性温和的环境；

D、及早地将目标pro.从其pro.水解酶分离出来，避免pro降解，提高产物稳定性；

E、用沉淀法作为pro色谱分离前处理，可使使用色谱分离的限制因素降低到最少。

缺点：

A、沉淀物可聚集有多种物质，如大量盐类和溶剂，所以沉淀法所产品纯度通常都比结晶法低；

B、过滤较困难

蛋白质溶解：

相似者相溶

aa的亲水性和疏水性：

有利因素：

亲水性，包括氢键、极性基团、离子化侧链、亲水aa所占的比例等。

如白蛋白

不利因素：

疏水性，包括暴露的疏水基团、疏水aa所占的比例等。

如纤维蛋白原。

蛋白质的溶解行为是一个独特的性质，由其组成、构象以及分子周围的环境所决定。

蛋白质在自然环境中通常是可溶的，所以其大部分是亲水的，但其内部大部分是疏水的。

一般而言，小分子蛋白质比起在化学上类似的大分子蛋白质更易溶解。

蛋白质是两性高分子电解质（amphotericpolymer），主要由疏水性各不相同的20种氨基酸组成。

在水溶液中，多肽链中的疏水性氨基酸残基具有向内部折叠的趋势，使亲水性氨基酸残基基本分布在蛋白质立体结构的外表面。

即便如此，一般仍有部分疏水性氨基酸残基暴露在外表面，形成疏水区。

疏水性氨基酸含量高的蛋白质的疏水区大，疏水性强。

因此，蛋白质表面由不均匀分布的荷电基团形成荷电区、亲水区和疏水区构成。

⑴蛋白质周围的水化层（hydrationshell）可以使蛋白质形成稳定的胶体溶液。

⑵蛋白质分子间静电排斥作用。

（存在双电层）

因此，可通过降低蛋白质周围的水化层和双电层厚度（ζ电位）降低蛋白质溶液的稳定性，实现蛋白质的沉淀。

蛋白质可以看作是一个表面分布有正、负电荷的球体，这种正、负电荷是由氨基和羧基的离子化形成的，换句话说，该球体是带有均衡电荷分布的胶体颗粒。

因此，蛋白质的沉淀，实际上与胶体颗粒的凝聚和絮凝现象相似。

 蛋白质粒子在水溶液中是带电的，带电的原因主要是吸附溶液中的离子或自身基团的电离。

因溶液是电中性的，水中应有等当量的反离子存在。

蛋白质表面的电荷与溶液中反离子的电荷构成双电层

蛋白质溶液的稳定因素

吸引力

颗粒间的相互作用，颗粒间的相互作用的位能取决于离子强度。

VanderWaals 力Keeson引力（偶极力）Debye 引力（诱导力）

London引力（色散力）是最重要的一种引力，因为所有分子都是可以被极化的，所以它是普遍存在的。

DLVO理论

   颗粒间的相互作用的位能取决于离子强度。

在低离子强度时，颗粒距离处在中间状态，双电层斥力占优势，可看为一个凝聚的势垒；在高离子强度时，吸引力超过排斥力，相互间的总位能表现为吸引位能。

   虽然这个理论所假定的条件并不完全适合于蛋白质分子，但该理论对于理解破坏蛋白质溶液的稳定性仍有很大帮助，同时还有助于针对具体蛋白质选择最合适的沉淀剂及技术。

带电粒子间的静电相互作用取决于ζ电位（绝对值）的大小。

粒子表面电位一定，分散层厚度越小，ζ电位越小；分散层厚度为零，则ζ电位为零，粒子处于等电状态，不产生静电作用。

   当分散层厚度大，双电层的ζ电位足够大时，静电排斥作用抵御分子间的相互吸引作用，蛋白质溶液处于稳定状态。

当分散层厚度小，ζ电位小，分子间相互吸引作用大于静电排斥作用，蛋白质产生沉淀。

3.1.2盐析沉淀

影响因素

A、无机盐种类

结论：

a 不同种类的盐主要影响Ks；b 离子半径小，带电多，电荷密度高，盐析效果好。

无机盐的挑选原则：

a 较高的盐析效能；b 高溶解度，能配置高离子强度的盐溶液；c 溶解度受温度的影响小；

d 盐溶液的密度不高，便于蛋白质沉淀和离心分离；e 不易引起蛋白质的变性；f 价格低廉；

最常用（NH4）2SO4

优点：

符合上述要求；

缺点：

水解后溶液pH降低，在高pH下产氨，腐蚀性强，有异味，有毒，终产物必须除尽。

次常用Na2SO4。

缺点：

在400C以下溶解度较低，主要用于热稳定蛋白。

B、无机盐添加方式

C、温度T T影响Cohn方程中的b值。

T，b¯；T¯，b。

D、溶液pH   pH=pI时，蛋白质溶解度最小（b值最小）

等电点沉淀法

在低的离子强度下，调pH至等电点，使蛋白质所带净电荷为零，降低了静电斥力，而疏水力能使分子间相互吸引，形成沉淀的操作称为等电点沉淀，不同的两性电解质具有不同的等电点，以此为基础可进行分离。

等电点沉淀法中的pH值作用于β值而隐含在Cohn公式中，pI值通常在pH4~6范围内变化，一般用无机酸（如盐酸、磷酸和硫酸）作沉淀剂。

在蛋白质疏水性比较大和结合水比较小时这种类型的沉淀更有效。

为了提高等电点法的沉淀能力，常将其与盐析法、有机溶剂法或其他沉淀法一起使用。

最大缺点：

无机酸会引起较大的蛋白质不可逆变性的危险。

等电点沉淀法注意事项

本法适用于憎水性较强的蛋白质，例如酪蛋白在等电点时能形成粗大的凝聚物。

但对一些亲水性强的蛋白质。

如明胶，则在低离子强度的溶液中，调pH在等电点并不产生沉淀。

等电点沉淀法往往不能获得高的回收率，通常与其他沉淀方法结合使用；

在调节等电点时，如果采用盐 酸、氢氧化钠等强酸强碱，要注意防止酶的失活或蛋白变性。

为了使pH缓慢变动，也可用乙酸、碳酸等弱酸和碳酸钠等弱碱。

中性盐浓度增大时，等电点向偏酸方向移动，同时最低溶解度会有所增大。

3.1.4 有机溶剂沉淀法

有机溶剂的种类：

 丙酮（首选）、乙醇、甲醇和乙腈，常用于低盐浓度下沉淀pro。

机理：

A、增大静电力 有机溶剂沉淀法的机理是加入溶剂后，会使水溶液的介电常数降低，而使pro分子间的静电引力（库仑力）增大，导致凝集和沉淀。

B、去水化层 有机溶剂使pro溶剂化，使原来与pro结合的水被溶剂所取代，从而降低了pro溶解度。

这种理论不能说明为什么乙醇比丙酮的亲水性强，丙酮却比乙醇沉淀pro的能力强，也解释不了丙酮、乙醇之类溶剂在所谓脱去pro水膜的过程中容易造成pro变性，而盐析脱水时不造成pro变性。

C、丙酮、乙醇等不仅是pro的沉淀淀剂，而且还是一种变性剂，可见作用有机溶剂使pro在沉淀和变性之间既有区别又相关联。

有机溶剂沉淀法的影响因素

1、温度2、pH值3、样品浓度　4、中性盐浓度5、某些金属离子

3.1.4 有机溶剂沉淀法

优点：

A、某些蛋白质沉淀的浓度范围相当宽，所得产品的纯度较高

B、从沉淀的蛋白质中除去有机溶剂很方便，而且有机溶剂本身可部分地作为蛋白质的杀菌剂；

缺点：

A、耗用大量溶剂，而溶剂来源、贮存都比较困难麻烦；B、且沉淀操作需在低温下进行，使用上有一定的局限性；C、收率也比盐析法低；D、试剂易燃，有毒。

3.1.5热沉淀

利用生物大分子对热的稳定性不同，加热升高温度使某些非目的生物大分子变性沉淀而保留目的物在溶液中。

此方法最为简便，不需消耗任何试剂，但分离效率较低，通常用于生物大分子的初期分离纯化。

3.1.6非离子型聚合物

用聚乙二醇等非离子性聚合物亦能降低蛋白质的溶解度，有选择性的沉淀蛋白质。

机理：

与有机溶剂相似，能降低水活度，破坏蛋白质的水化膜。

常用非离子性聚合物为Polyethyleneglycol（PEG）：

是一种水溶性的高分子聚合物，分子量4,000以上的PEG可以用来沉淀蛋白质。

优点：

1.室温2.颗粒大，易于收集3.提高蛋白质的稳定性4.PEG难去除，幸而PEG通常一般不影响下一步的分离。

优点：

A、体系的温度只需控制在室温条件下；B、沉淀的颗粒往往比较大，产物比较容易收集；

C、PEG非但不会使pro变性,而且可以提高它的稳定性；D、PEG无毒，优先使用在临床产品的加工过程中。

缺点：

A、PEG比其他沉淀剂更难从蛋白质溶液中除去为此需用超滤和液-液萃取来解决；B、价格较昂贵。

选择性沉淀法

概念：

选择一定的条件使溶液中存在的某些杂蛋白等杂质变性沉淀下来，而与目的物分开。

原理：

利用蛋白质、酶和核酸等生物大分子对某些物理或化学因素敏感性不同，有选择地使之变性沉淀，以达到分离提纯的目的。

方法：

１）利用对热的不稳定性,加热破坏某些组分，而保存另一些组分；２）酸碱变性。

３）利用表面活性剂（三氯乙酸）或有机溶剂引起变性；

选择性变性沉淀法

选择性变性沉淀法是使杂质变性沉淀，又对目的物没有明显影响，所以在操作之前要对欲分离的物质中的杂蛋白等杂质的种类、含量及其物理化学性质等有比较全面的了解。

其他沉淀法

聚电解质机理：

架桥作用、盐析、降低水化度

多价金属离子机理：

与蛋白质分子上某些残基发生相互作用

各种沉淀方法应用范围

盐析法：

多用于各种蛋白质和酶的分离纯化。

有机溶剂沉淀法：

多用于生物小分子、多糖及核酸的分离纯化，有时也用于蛋白质沉淀。

等电点沉淀法：

用于氨基酸、蛋白质等两性物质的沉淀。

多与其它方法结合使用。

非离子多聚体沉淀法：

用于分离生物大分子。

生成盐复合物沉淀：

用于多种物质（特别是小分子）

选择性沉淀（热/酸碱变性沉淀）：

多用于除去某些不耐热的和在一定pH值下易变性的杂蛋白。

讨论题：

咸蛋煮熟了，蛋黄里会有油，这是什么缘故？

蛋黄中除了脂肪以外，还含有丰富的蛋白质，蛋白质就是一种高明的乳化剂，它能够把蛋黄中的脂肪分散成很小的油滴，这样就骗过了我们的眼睛和舌头。

在盐渍过程中，作为乳化剂的蛋白质被盐析出来，乳浊液被破坏了，那些原来分散成极小的油滴，彼此就互相聚集起来，变成大油液，使得整个蛋黄变成油滋滋的，甚至流出油来了。

4膜分离

膜分离的概念：

利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。

在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。

膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体

被膜分开的流体相物质是液体或气体

膜的厚度应在0.5mm以下，否则不能称其为膜

优点:

1）、能耗低。

膜分离不涉及相变，对能量要求低，与蒸馏、结晶和蒸发相比有较大的差异；

2）、分离条件温和，对于热敏感物质的分离很重要；

3）、操作方便，结构紧凑、维修成本低、易于自动化。

缺点

1）、膜面易发生污染，膜分离性能降低，故需采用与工艺相适应的膜面清洗方法；

2）、稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限，故使用范围有限；

3）、单独的膜分离技术功能有限，需与气他分离技术连用。

以推动力的过程分类

以浓度差为推动力的过程：

A、透析技术（Dialysis,DS） 以电场力为推动力的过程：

A、电透析，B、离子交换电透析   以静压力差为推动力的过程：

A、微滤B、超滤，C、反渗透

以蒸气压差为推动力的过程：

A、膜蒸馏，B、渗透蒸馏

4.1.1 反渗透（RO）

应用：

A、海水淡化，B、超纯水制备，C、抗生素和氨基酸等浓缩，D、回收有机溶剂，如乙醇、丁醇和丙醇等。

4.1.2 微滤（MF）

应用：

A、高分子溶质之间，以及高分子与小分子溶质之间的分离；B、Pro浓缩，C、病毒的分离和富积，

D、回收细胞，处理胶体悬浮液。

优点：

A、消除了滤饼的阻力，过滤效率高；B、超滤回收率高；C、滤液的质量好；D、减少处理步骤

4.1.3 透析（DS）

原理：

浓差扩散

用途：

 A、人工肾，腹膜透析； B、样品脱电解质； C、浓缩富积； D、气体分离（利用透析袋对不同气体的通透性）

优点：

 A、方法和设备简单，价格低廉； B、实验室最常用的样品脱盐方法

缺点：

 A、透析的速度缓慢； B、溶质稀释。

4.