《生物分离纯化技术》课程教学设计 一、 前言 （一）课程基本信息 1．课程名称：生物分离纯化技术 2．课程类别：专业平台课 3．课程编码： 4．学 时：学时学分：65学时，3学分，其中理论讲授50学时，集中实训15学时。。 5．适用专业：生物制药技术 （二）课程性质 本课程是高职高专生物制药技术专业的一门专业平台课程。 本课程的功能是培养学生熟练掌握发酵工程技术及工艺的控制要点，培养学生观察、分析、归纳相应的专业技能，同时根据职业岗位的任职要求，制定工作内容，结合工作环节，形成完整的发酵工程技能体系，培养学生的职业能力与职业素养。 本课程以微生物技术，生物化学，药物化学等的学习为基础，同时与生物制药工艺、制剂技术、药物分析，综合实训等课程相衔接，共同打造学生的专业核心技能。 （三）内容制定的依据 1.课程内容以必需够用为原则，满足后续课程及专业培养目标的需要。 2.课程内容与前导课《有机化学》、《生物化学》、《微生物》及后续课程《细胞工程技术》、《微生物制药技术》、《生物制药工艺》、《综合实训》完全对接。 3.基于工作过程，以专业培养目标为依据，重组教学内容体系。 4.课程内容选择的依据： 紧密联系后续课程的学习需要，从企业的真实生产任务出发，设置所学项目，并随着企业生产技术的发展而不断改进的项目。所选项目具有可拓展性，学生在掌握某个项目的具体操作技能后，可拓展到相关领域的操作。运用网络虚拟、多媒体课件、现场教学、启发式等方法来完成理论教学任务，文字结合了图像，使静态结合了动态，大大增加了教学内容的直观感受。根据专业培养目标，结合理论教学，增加实践操作内容，以提高学生的动手能力，同时加深对发酵技术的了解。 二、课程目标 1.熟悉各种制取技术产物的特点与组成，工艺设计对产物的影响； 2.熟悉药品提取常用的工艺过程； 3.掌握药物分离纯化技术的基本知识和基本原理； 4.掌握药物分离纯化技术操作要点及其主要影响因素； 5.掌握药物分离纯化技术在生产中的重要意义。 三、教学内容标准要求 项目一 绪论 知识内容要求 技能内容与教学要求 1.了解生化分离与纯化技术的意义及基本概念； 2.生物材料的来源与加工特点； 3.生物分离与纯化的一般工艺过程； 4.生物分离与纯化方法的选择依据。 能识别生物药物的种类 项目二 预处理技术 知识内容要求 技能内容与教学要求 1.了解发酵液预处理的目的及在产品分离纯化过程中的意义; 2.了解生化产品中常用的凝聚剂和絮凝剂 掌握各种预处理技术的基本原理和方法 项目三 细胞破碎技术 知识内容要求 技能内容与教学要求 1. 细菌细胞壁结构 2. 细胞破碎技术 3. 包含体的纯化 1. 会细胞的破碎 2．会细胞破碎率的评价 项目四 萃取技术 知识内容要求 技能内容与教学要求 1．理解萃取技术的概念、分类和特点。 2. 掌握溶剂萃取、固体浸取、双水相萃取、超临界流体萃取、反胶团萃取等萃取技术的原理和方法及萃取过程的特点。 3. 了解常见的萃取设备和设备的选择。 4. 了解各类萃取技术的工业应用。 1.能针对不同处理对象选择不同的萃取技术。 2.能正确操作各种萃取分离过程。 项目五 沉淀技术 知识内容要求 技能内容与教学要求 1.了解蛋白质的基本性质 2.掌握蛋白质沉淀的基本原理 3.掌握盐析的原理、特点及影响因素； 4.掌握有机溶剂沉淀法的原理、影响因素和有机溶剂的选择； 5.了解等电点沉淀法、非离子型聚合物沉淀 法、变性沉淀法、金属离子沉淀法的原理和使用对象。 1. 会盐析操作。 2. 会有机沉淀操作。 3. 会蛋白质变性操作 项目六 吸附及离子交换技术 知识内容要求 技能内容与教学要求 1. 掌握吸附的概念、机理、分类以及常用的吸附剂； 2.了解影响吸附的主要因素及其影响规律。 1. 会使用离子交换树脂 2. 操作注意事项 项目七 色谱技术 知识内容要求 技能内容与教学要求 1. 了解色谱概念。 2. 掌握常用色谱技术及其种类 3. 常用色谱的分离原理 1. 会进行柱层析的操作。 2. 柱层析的操作的注意事项. 项目八 膜技术 知识内容要求 技能内容与教学要求 1.膜的定义与种类 2. 常用膜的特点与分离范围.。 3. 常用膜的分离原理。 4. 膜的应用。 1. 会超滤、微滤操作。 2. 膜操作的操作注意事项 四、课程进度安排 教学周次 章节主要内容摘要 讲授时数 1 第一单元 绪论 一、本课程的研究对象和内容 二、生物分离与纯化技术基本知识 三、生物分离与纯化技术的发展 2 第二单元 与处理及固液分离技术 一、预处理技术 1．发酵液特性 2．发酵液的相对纯度 2 2 二、固液分离技术 1．过滤技术 2．离心技术 2 3 第三单元 细胞破碎技术 一、细胞壁的结构与组成 1．微生物细胞壁的结构与组成 2．植物细胞壁的结构与组成 2 二、细胞破碎的方法 1．机械法 2．非机械法 三、破碎效果的评价 四、包涵体的纯化 2 4 第四单元 萃取技术 一、概述 二、溶剂萃取技术 1．溶剂萃取原理 2．溶剂萃取流程 3．溶剂萃取影响因素 2 5 三、固液萃取技术 1．固液萃取的概念 2．固液萃取的影响因素 2 四、双水相萃取 1．双水相萃取的原理 2．双水相萃取影响因素 2 5 五、超临界流体萃取 1．超临界流体萃取的原理 2．双水相萃取流程 六、反胶团萃取 1．反胶团萃取原理 2．反胶团萃取的操作流程 2 6 第五单元 沉淀技术 一、盐析法 1．盐析法基本原理 2．盐析法的操作 3．盐析法的影响因素 2 二、有机溶剂沉淀法 1．有机溶剂沉淀法基本原理 2．有机溶剂沉淀法的操作 3．有机溶剂沉淀法的影响因素 三、其他沉淀法 2 7 第六单元 吸附及离子交换技术 一、吸附技术 1．吸附技术概述 2．常用的吸附剂及影响因素 3．吸附的操作方法 2 8 二、离子交换技术 1．离子交换技术概述 （1）离子交换特点 （2）离子交换过程 （3）离子交换影响因素 2 2．离子交换树脂 （1）分类 （2）命名 （3）理化性质 2 9 3．离子交换的操作方法 （1）预处理 （2）交换过程控制 （3）再生 2 10 第七单元 色谱分离技术 一、离子交换色谱 1．离子交换色谱基本原理 2．离子交换色谱的操作模式 3．离子交换色谱影响因素 2 二、凝胶过滤色谱 1．凝胶过滤色谱基本原理 2．凝胶过滤色谱的操作模式 3．凝胶过滤色谱影响因素 2 11 三、亲和色谱 1．亲和色谱基本原理 2．亲和色谱的操作模式 3．几种重要的亲和色谱 2 四、其他几种重要色谱 12 第八单元 膜分离技术 一、膜分离过程的特点 二、膜与膜组件 2 13 三、浓差极化与膜污染 四、常见的几种膜分离技术 1．微滤 2．超滤 2 3．反渗透 4．电渗析 14 第九单元 电泳技术 一、电泳技术概述 1．电泳的基本原理 2．电泳分类与基本结构 2 二、几种重要的电泳技术 1．醋酸纤维素薄膜电泳 2．琼脂凝胶糖电泳 15 第十单元 结晶技术 一、结晶基本知识 1． 晶体的概念 2． 结晶的过程 结晶析出的影响因素 2 二、结晶工艺与控制 1．结晶的一般方法 2．提高晶体质量的方法 第十一单元 浓缩与干燥技术 一、浓缩基本知识 1．蒸发 2．冷冻浓缩 3．其他浓缩方法 2 16 二、干燥 1．干燥基本原理 2．常见的干燥方法 2 复习 五、组织和考核方式 1.实施方法：讲授、试验、实训。 2.考核方式：考勤、课堂问答、作业、理论考试、实习态度、实习操作、实习日志、实习报告等成绩综合考核。 3.成绩记载方式：课内百分制，集中实训五级等级制。 六、实施建议 （一）教学组织 1. 本课程教学可通过典型的活动项目，由教师提出要求或示范，组织学生进行活动，注重“教”与“学”的互动，掌握本课程的职业能力。 2．在教学过程中，要创设工作情景，同时应加大实践实操的容量，要紧密结合后续课程的学习，加强实践实操过程，培养学生基础技能，为提高学生的岗位适应能力奠定基础。 3．在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用现场教学，说和做同步进行，提高学生学习兴趣。 4．在教学过程中，要重视本专业领域发酵知识的拓展，贴近生产现场。为学生提供职业生涯发展的空间。 5．教学过程中教师应积极引导学生对操作规范重要性的认识，提升职业素养，提高职业道德。 6．在教学过程中，要应用多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生理解药物分离的要点。 （二）内容要求 1．应将本专业职业活动，分解成若干典型的工作项目，按完成工作项目的需要和岗位操作规程，结合职业技能证书考证组织教材内容。引入必须的理论知识，增加实践实操内容，强调理论在实践过程中的应用。 2．应图文并茂，提高学生的学习兴趣，加深学生对药物分离的认识和理解。教材表达必须精炼、准确、科学。 3．内容应体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新工艺、新设备及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。 4．教学活动设计的内容要具体，并具有可操作性。 （三） 教学评价 1 改革传统的学生评价手段和方法，采用基本理论笔试评价、职业素质评价、工作过程质量评价、产品质量评价、项目实训报告评价模式。 2 关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛及考试情况，综合评价学生成绩。 3 应注重学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。 （四）教学资源 1 注重实验实训指导书和实验实训教材的开发和应用。 2 注重课程资源和现代化教学资源的开发和利用，这些资源有利于创设形象生动的工作情景，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和掌握。同时，建议加强课程资源的开发，建立多媒体课程资源的数据库，努力实现跨学院多媒体资源的共享，以提高课程资源利用效率。 3 积极开发和利用网络课程资源，充分利用诸如电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上信息资源，使教学从单一媒体向多种媒体转变；教学活动从信息的单向传递向双向交换转变；学生单独学习向合作学习转变。同时应积极创造条件搭建远程教学平台，扩大课程资源的交互空间。 4 产学合作开发实验实训课程资源，充分利用本行业典型的生产企业的资源，进行产学合作，建立实习实训基地，实践“做中学、学中做、边做边学”的育人理念，满足学生的实习实训，同时为学生的就业创造机会。 5 建立本专业开放实验室及实训基地，使之具备现场教学、实验实训、职业技能证书考证的功能，实现教学与实训合一、教学与培训合一、教学与考证合一，满足学生综合职业能力培养的要求。