生化分離工程期末習(xí)題

第六章，吸附分離技術(shù)和理論1，固定床吸附操作的恒定圖式假設(shè)在什么情況下能夠成立？為什么？答：在優(yōu)惠吸附時(shí)才能成立原因：優(yōu)惠吸附中吸附等溫線的斜率是隨著C增大逐漸降低的，高濃度區(qū)溶質(zhì)移動(dòng)速度快，隨著吸附操作的進(jìn)行，濃度波寬越來越窄，最后發(fā)生自傳現(xiàn)象，實(shí)際操作中，由于各種雜質(zhì)阻力和非理想流動(dòng)引起濃度波變寬，當(dāng)使?jié)舛炔ㄗ冋妥儗掃@兩種相反作用相互抵消時(shí)，弄賭博的寬度和形狀不再改變，形成恒定圖式濃度波，因此，恒定圖式假設(shè)只有在優(yōu)惠吸附時(shí)成立。5，解：（1）當(dāng)I1=0.1mol/L時(shí)：qm=50(1-0.5I2)=50(1-0.50.12)=49.75g/L解離常數(shù)：Kd=5I2=50.12=0.05g/L.F為柱內(nèi)固液體積比：F=VS/VL=50/1000=0.05C0=5mg/mL=5g/L，則=-KdCo=-0.055=-0.25(g2/L2)=Fqm+Kd-Co=0.0549.75+0.05-5=-2.4625(g/L)C*=0.5）=帶入Langmuir方程可得：q*=當(dāng)99%吸附平衡時(shí)： 將C, C*，代入液相溶質(zhì)濃度與時(shí)間關(guān)系方程：（2）當(dāng)用500mL離子強(qiáng)度代入平衡方程 C=3.8(g/L)洗脫率=第七章1，（1）解：設(shè)柱體積為Vt，空隙體積為V.由已知可知：排阻極限為200000，由于藍(lán)色葡聚糖Mr=2106200000所以其分離系數(shù)m=0,且VR=V0(2)分離度計(jì)算公式： 得：Rs=1.3, m2=mB=0.4. L=0.838m2，解：料液體積對(duì)HTEP的影響：其中Vo為進(jìn)料量，VR為洗脫體積由A的洗脫體積為58ml，HETP=0.310-3m,L=0.838m，Vo=0；當(dāng)進(jìn)液量Vo=1ml時(shí)，由于F. m1, m2, L 均不變同理：當(dāng)進(jìn)液量分別為2ml，5ml, 10ml，20ml時(shí)，HETP分別為3.710-4m, 7.5310-4m, 2.0110-3m, 6.2610-3m, Rs 分別為：1.17，0.820，0.502，0.285第八章：1固定化親和配基和蛋白質(zhì)的解離常數(shù)隨著配基固定化密度的增大如何變化？為什么？ 答：蛋白質(zhì)的解離常數(shù)隨著配基固定化密度的增大先減小后增大。 起初，配基固定化密度小，隨著密度增大，親和作用增強(qiáng)，解離常數(shù)減小，當(dāng)密度增大到一定程度，由于空間位阻的作用，但蛋白質(zhì)不能再與配基結(jié)合，但L不斷增大，所以解離常數(shù)增大，親和結(jié)合作用減弱。2.類似13，答：主要是基于減小吸附操作中的非特異性吸附量，增加純化效果考慮原因：（1）親和色譜操作中存在兩種吸附作用，親和吸附和非特異性吸附，因?yàn)樯锪弦褐心繕?biāo)產(chǎn)物濃度很低，而雜質(zhì)大量存在，吸附過程中即使有少量的雜質(zhì)的非特異性吸附發(fā)生也會(huì)大大降低純化效果（2）離子強(qiáng)度是影響雜質(zhì)非特異性吸附的因素之一當(dāng)配基或目標(biāo)產(chǎn)物帶有電荷，或者用溴化氫活化法修飾配基的同時(shí)引入帶電基團(tuán)時(shí)，在較低的離子強(qiáng)度下，親和吸附劑對(duì)雜質(zhì)的靜電作用較強(qiáng)，非特異性吸附量也較大，另外，在離子強(qiáng)度較高的情況下，由于間隔臂上C-H鏈的疏水性相互作用較強(qiáng)，也可能使非特異性吸附量增大。總之，為了減小吸附操作中的非特異性吸附量，所用緩沖液離子強(qiáng)度要適當(dāng)，一般為0.5-0.5mol/L，緩沖液的pH應(yīng)使配基和目標(biāo)產(chǎn)物和雜質(zhì)的靜電作用較小。4親和層析中特異性洗脫和非特異性洗脫的優(yōu)缺點(diǎn)。 答： 特異性洗脫利用含有與親和配基目標(biāo)產(chǎn)物具有親和結(jié)合作用的小分子化合物溶液為洗脫劑，通過與親和配基或目標(biāo)產(chǎn)物的競爭性結(jié)合，脫附目標(biāo)產(chǎn)物，洗脫條件溫和，有利于保護(hù)目標(biāo)產(chǎn)物的生物活性，另外，由于僅特異性洗脫目標(biāo)產(chǎn)物，對(duì)特異性較低的體系或非特異性吸附較嚴(yán)重的物系，特異性洗脫法有利于提高目標(biāo)產(chǎn)物的純度。缺點(diǎn)是價(jià)格較高，應(yīng)用沒有非特異性洗脫廣泛。 非特異性洗脫是通過調(diào)節(jié) pH值、離子強(qiáng)度、離子種類和溫度等理化性質(zhì)降低目標(biāo)產(chǎn)物的親和吸附作用，是較多采用的洗脫方法。優(yōu)點(diǎn)為成本低，速度快，吸附介質(zhì)再生容易。缺點(diǎn)是洗脫體積大， 目標(biāo)產(chǎn)物在洗脫中濃度較低。