一、 课程名称:生物分离工程
二、 课程代码:PHAR40623
三、 学时和学分:32学时;2学分
四、 适用专业:制药工程
五、 先修课程:分析化学、生物化学
六、 使用教材:孙彦. 生物分离工程. ,第2版,北京,化学工业出版社,2003
七、 参考书目:严希康. 生化分离工程. 北京,化学工业出版社,2008
八、 课程描述
本课程为生物下游加工技术,主要包括生物分离工程的基本概念、细胞的分离与胞内产物的溶解、细胞破碎、沉淀、萃取、膜分离、吸附和离子交换等。通过课程的学习,使学生了解生物体系的基本特点及对分离过程的特殊要求,如掌握生物物质的分离纯化的一些特殊方法,如蛋白质表面特性及其盐析沉淀、等电点沉淀待,如根据生物物质的特点进行的双水相萃取、液膜萃取等膜分离技术等,了解生物分离的工业操控方式与操控因素及其适用性。培养学生结合基础知识分析解决试验研究和工业化生产可能遇到的根本问题的能力。
九、 教学目标
1. 课程教学目标
通过本课程的学习,使学生了解生物分离工程的基本概念和特点,掌握分离效率的评价方法,了解细胞的结构,理解细胞破碎和释放原理,掌握蛋白质沉淀的常见方法、了解沉淀生成动力学,掌握萃取分离的一般原理和方法,了解各种膜分离法及其原理,掌握膜分离的常见方法,,掌握膜污染及其清洗方法,掌握吸附、亲和吸附和离子交换平衡等的的原理和方法;熟悉常见层析分离的原理和操作方法,能够针对特定的分离对象,设计分离方法。
2. 教学环节对人才培养目标的贡献
① 授课环节:掌握与生物分离的基本理论和知识,,针对特定的分离对象,能够设计适当的分离方法。
② 课堂讨论交流环节:培养学生清晰思考和用语言文字准确表达的能力发现。
③ 课程大作业:培养学生独立工作和综合运用所学知识解决实际问题的能力;具有获取信息、筛选信息的自主学习能力。
④ 课后答疑环节:培养学生的交流能力,学术观点的表达能力,逻辑推理能力。
⑤ 考试环节:使学生具有严谨求实、自律、刻苦、向上的良好素质。
3. 课程的知识贡献和学时安排
章节 |
知识贡献 |
教学要求 |
学时 |
1 绪论 |
(1)生物下游加工技术 (2) 生物下游加工过程的特点 (3) 分离机理与分离操作 (4) 生物物质 (5) 分离效率的评价 |
使学生了解生物分离工程的基本概念和特点,掌握分离效率的评价方法 |
2 |
2 细胞的分离与胞内产物的溶解 |
(1)细胞分离 (2)细胞破碎 (3)包含体的分离和蛋白质复性 |
使学生掌握细胞分离的常见方法,了解细胞的结构,理解细胞破碎和释放原理,掌握包含体的分离和蛋白质复性 |
6 |
3沉淀 |
(1)蛋白质表面特性 (2)盐析沉淀 (3)等电点沉淀 (4)有机溶剂沉淀 (5)热沉淀 (6)沉淀生成动力学 |
使学生了解蛋白质表面特性,掌握蛋白质盐析沉淀、等电点沉淀、有机溶剂沉淀和热沉淀的原理和操作方法,了解沉淀生成动力学 |
3 |
4萃取 |
(1)分配定律与分配平衡 (2)有机溶剂萃取 (3)液液萃取设备及其设计的理论基础 (4)双水相萃取 (5)液膜萃取 (6)反胶团萃取 (7)液固萃取(浸取) (8)超临界流体萃取 |
使学生掌握萃取分离的一般原理和方法,重点掌握双水相萃取、液膜萃取和反胶团萃取原理及其操作、了解液固萃取和超临界流体萃取 |
8 |
5膜分离 |
(1)各种膜分离法及其原理 (2)膜及其特性 (3)膜组件 (4)操作特性 (5)影响膜分离速度的因素 (6)膜分离过程 |
使学生了解各种膜分离法及其原理,掌握反渗透、超滤和微滤、透析、电渗析和渗透气化的基本原理和方法,了解膜材料及膜的结构特性,了解膜的分离过程,掌握膜污染及其清洗方法 |
5 |
6吸附和离子交换 |
(1)吸附剂与离子交换剂 (2)吸附平衡 (3)离子交换平衡 (4)固定床吸附操作 (5)固定床吸附过程理论基础 (6)膨胀床吸附操作 (7)流化床吸附操作 (8)亲和吸附操作 |
使学生了解常见的吸附剂与离子交换剂,掌握吸附、亲和吸附和离子交换平衡的原理,掌握固定床吸附、膨胀床吸附的特点和操作方法 |
4 |
7 层析 |
(1)层析原理与分类 (2)层析过程理论基础 (3)凝胶过滤层析 (4)离子交换层析 (5)疏水性相互作用层析 (6)反相层析 (7)羟基磷灰石层析 (8)超临界流体层析 |
熟悉层析分离的原理和操作方法,掌握凝胶层析、离子效换层析、疏水性相互作用层析、反相层析等的特点,了解羟基磷灰石层析和超临界流体层析 |
4 |
十、 教学方法
本课程以面授为主,辅以课堂讨论、多媒体教学以及适量作业。除课堂讲解之外,增加互动性教学,如课堂讨论、学生进行章节总结等,以促进学生对知识的吸收。采用多种教学方法并重。
(1)启发式教学:充分结合学科特点,提出一些生物分离中的实际问题等,启发学生思考,提高学生的学习兴趣,增强学生对知识的理解。
(2)互动式教学:在课堂讨论及提问过程中,教师引导学生开放的思路,自己解答并选优,从中总结出合理的方法,使学生开阔思路,培养学生分析问题和解决问题的能力。
(3)解惑答疑:及时解答学生的疑惑,增加学生的学习自信心。
十一、 考核及成绩评定方式
该课程成绩主要包括两部分构成。考核评定方式以考试成绩为主,平时成绩为辅。平时成绩所占成绩比例30%,考试成绩所占成绩比例70%。
(1) 平时成绩构成包括:学生到课情况,课堂表现,课外作业,最终根据学生的综合表现,给出相应的分数。
(2) 考试可采取闭卷方法。试卷以教学大纲为依据,体现本课程的主要内容和基本要求,兼顾概念、理解、分析、综合、评价等方面。既要考核学生对知识的掌握程度,又要考核学生的能力。
大纲制定人:季金苟
大纲审定人:徐溢
制定时间:2014-06