生物分離工程期末復(fù)習(xí)(全)

1、08生工金保軍2011/07/09生物分離工程期末復(fù)習(xí)（全）一， 名詞解釋：1， 生物分離工程：是指從發(fā)酵液，酶反應(yīng)液或動植物細(xì)胞培養(yǎng)液中分離，純化生物產(chǎn)品的過程。它描述了生物產(chǎn)品的分離，純化過程的原理，方法和設(shè)備，因為它處于整個生物產(chǎn)品生產(chǎn)過程的后端，所以也稱為生物工程下游技術(shù)。2， 凝集：通過加入無機(jī)鹽，在無機(jī)鹽作用下，發(fā)酵液中的膠體脫穩(wěn)并使粒子相互凝集成塊狀絮凝體的過程。3， 絮凝：指某些高分子絮凝劑能在懸浮粒子之間產(chǎn)生橋梁作用，使膠粒形成粗大絮凝團(tuán)的過程。4， 離心分離：是指在離心場的作用下，將懸浮液中的固相和液相加以分離的方法。5， 過濾：發(fā)酵液通過一種多孔介質(zhì)，固體顆粒被截留的過程

2、。6， 濾餅過濾：固體顆粒沉積于過濾介質(zhì)表面形成濾渣層。7， 深層過濾：固體顆粒進(jìn)入并沉積于多孔孔道內(nèi)，溶液經(jīng)孔道縫隙流過濾渣。8， 細(xì)胞破碎：是采用一定的方法，在一定程度上破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，使細(xì)胞內(nèi)容物包括目的產(chǎn)物成分釋放出來的技術(shù)，是分離純化細(xì)胞內(nèi)合成的非分泌型生化物質(zhì)的基礎(chǔ)。9， 機(jī)械破碎法：通過機(jī)械運(yùn)動產(chǎn)生的剪切力使組織細(xì)胞破碎。10， 物理破碎法：通過各種物理因素作用，使組織細(xì)胞的外層結(jié)構(gòu)破壞，使細(xì)胞破碎。11， 化學(xué)破碎法：通過各種化學(xué)試劑對細(xì)胞膜的作用，使組織細(xì)胞的外層結(jié)構(gòu)破壞，使細(xì)胞破碎。12， 通過細(xì)胞本身酶系或外加酶催化劑的催化作用，使外層結(jié)構(gòu)破壞。13， 超聲破碎法：在

3、超聲波作用下，液體發(fā)生空化作用，空穴的形成，增大和閉合產(chǎn)生極大的沖擊波和剪切力，使細(xì)胞破碎。14， 空化作用：指存在于液體中的微氣核空化泡在聲波作用下發(fā)生變化，聲壓達(dá)到一定值，在聲波縱向傳插負(fù)壓區(qū)，空泡化增大，在聲波傳播的正壓區(qū)，空泡閉合，在反復(fù)增大，閉合中，空泡化崩潰，崩潰的瞬間，產(chǎn)生巨大的剪切力。15， 酶解法：利用溶解細(xì)胞壁的酶處理菌體細(xì)胞，使細(xì)胞壁受到破壞后，再利用滲透壓沖擊等方法破壞細(xì)胞膜。16， 酶解自溶作用：利用生物體自身產(chǎn)生的酶來溶胞，而不需要外加其他酶。17， 自溶作用：改變其生長環(huán)境，可誘發(fā)產(chǎn)生過剩的這種酶或激發(fā)產(chǎn)生其他的自溶酶，以達(dá)到自溶作用。18， 包含體：一種蛋白質(zhì)不

4、溶性聚集體，包括目標(biāo)蛋白，菌體蛋白等。目標(biāo)蛋白的一級結(jié)構(gòu)是正確的但立體結(jié)構(gòu)是錯誤的，所以沒有生物活性。19， 沉淀：是指溶液中加入沉淀劑使溶質(zhì)溶解度降低，生成無定形固體從溶液中析出的過程。20， 鹽析法：蛋白質(zhì)在高離子強(qiáng)度的溶液中溶解度降低，以至于從溶液中沉淀出來的方法。21， 等電點(diǎn)沉淀法：利用蛋白質(zhì)在pH等于其等電點(diǎn)的溶液中溶解度下降的原理進(jìn)行沉淀。22， 萃取：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶解度不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來的方法。23， 分配定律：在恒溫恒壓下，溶質(zhì)在互不相溶的；兩相中分配，達(dá)到分配平衡后，如果其在兩相中的相對分子質(zhì)量相等，則其在兩相中的平衡濃度之

5、比為一常數(shù)，稱為分配系數(shù)k。k=a/c2=萃取相中的濃度/翠余相的濃度。24， 超臨界流體：是指物質(zhì)處于其臨界溫度和臨界壓力以上而形成的一種特殊狀態(tài)的流體。25， 超臨界流體萃?。阂步袣怏w萃取，流體萃取，稠密氣體萃取或蒸餾萃取。作為一種分離過程的開發(fā)和應(yīng)用，是基于一種溶劑對固體和液體的萃取能力和選擇性在超臨界狀態(tài)下較之在常溫常壓下可獲得極大的提高。它是利用超臨界流體，即溫度和壓力略超過或靠近臨界溫度和臨界壓力，介于氣體和液體之間的流體，作為萃取劑，從固體或液體中萃取出某種高沸點(diǎn)或熱敏性成分，以達(dá)到分離和純化的目的。26， 膜分離過程：是具有選擇透過性的天然或合成薄膜為分離介質(zhì)，在膜兩側(cè)的推動力

6、作用下，原料液體混合物或氣體混合物中的某個或某些組分選擇性地透過膜，使混合物達(dá)到分離，分級，提純，富集和濃縮的過程。27， 水通量：指純水在一定溫度，壓力下（0.35MPa,25），單位時間，單位膜面積透過的水的量。28微濾：以壓力差為推動力，截留水中粒徑在0.02 10m之間的顆粒物的膜分離技術(shù)。29，超濾：在壓力差的驅(qū)動下，用可以阻擋不同大小分子的濾板或濾膜將液體過濾的方法。 30，納濾：以壓力差為推動力，介于反滲透和超濾之間的截留水中粒徑為納米級顆粒物的一種膜分離技術(shù)。31，反滲透：在壓力驅(qū)動下使溶液中的溶劑(如水)以與自然滲透相反的方向通過半透膜進(jìn)入膜的低壓側(cè)，從而達(dá)到有效分離的過程。

7、32，濃差極化：由于水透過膜而使膜表面的溶質(zhì)濃度增加，在濃度梯度作用下，溶質(zhì)與水以相反方向向本體溶液擴(kuò)散，在達(dá)到平衡狀態(tài)時，膜表面形成一溶質(zhì)濃度分布邊界層，它對水的透過起著阻礙作用。33，吸附：是指溶質(zhì)從液相或氣相轉(zhuǎn)移到固相的現(xiàn)象。34，離子交換吸附：簡稱離子交換，是利用離子交換樹脂作為吸附劑，將溶液中的待分離組分，依據(jù)其電荷差異，依靠庫侖力吸附在樹脂上然后利用合適的洗脫劑將吸附質(zhì)從樹脂上洗脫下來，從而達(dá)到分離的目的。35，吸附平衡等溫線：當(dāng)溫度一定時，吸附量與溶液中溶質(zhì)的濃度的函數(shù)關(guān)系稱為吸附平衡等溫線。36，色譜：能用于混合物分離的方法稱為色譜。37，色譜法：是一種基于被分離物質(zhì)的物理化學(xué)

8、及生物學(xué)特性的不同，使他們在某種基質(zhì)中移動速度不同而進(jìn)行分離和分析的方法。 38，液膜（液體膜）：是從生物膜奇妙的選擇性輸送功能上得到啟發(fā)而模仿的一種人工膜。39，膜膨脹：是一個傳遞外水相溶液進(jìn)入內(nèi)相的過程。40，反膠團(tuán)：若將表面活性劑溶于非極性的有機(jī)溶劑中，并使其濃度超過臨界膠束濃度，便會在有機(jī)溶劑內(nèi)形成聚集體，這種聚集體稱為反膠團(tuán)（或反膠束）。41，膜分離技術(shù)：用人工合成的某種材料作為兩相之間的不連接區(qū)間實(shí)現(xiàn)不同物質(zhì)分離的技術(shù)。42，配基：在親和層析中起可逆結(jié)合的特異性物質(zhì)。43，“Ks”分級鹽析法：在一定pH和溫度下以改變離子強(qiáng)度進(jìn)行鹽析，常用于提取液的處理。44，硫酸銨飽和度：指飽和硫

9、酸銨溶液的體積占混合后溶液總體積的百分比。45，提?。豪靡环N溶劑對不同物質(zhì)溶解度的差異，從混合物中分離出一種或幾種組分的過程。46，柱層析：將固定相裝于柱內(nèi)，使樣品沿一個方向移動而達(dá)分離目的的方法。47，“”鹽析法：在一定離子強(qiáng)度下僅改變pH和溫度進(jìn)行鹽析。常用于初步純化。48，分配系數(shù)K：當(dāng)萃取體系達(dá)到平衡時，溶質(zhì)在兩相中的總濃度之比。49：有機(jī)溶劑沉淀法：在含有溶質(zhì)的水溶液中，加入一定量親水的有機(jī)溶劑，降低溶質(zhì)溶解度時沉淀析出。50離心機(jī)：是在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子中，借離心力作用過濾和澄清懸浮液，分離，分析生物大分子或一種相對密度不同而又互不相溶的液體分開的設(shè)備。二，填空1， 常用絮凝劑：人工

10、高分子絮凝劑，天然高分子絮凝劑，無機(jī)高分子聚合物，微生物絮凝劑（維生素，核算，糖蛋白）2， 影響絮凝劑的因素：絮凝劑濃度量要適中；分子量要適中；發(fā)酵液的pH值要合適；攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌時間3， 高價無機(jī)離子的去除方法：去除Ca2+：加入草酸；去除Mg2+：加入三聚磷酸鈉或磷酸鹽；去除Fe3+：加入黃血鹽，形成普魯士藍(lán)沉淀。4， 雜蛋白的去除方法：（1）等電點(diǎn)法；（2）熱變性法；（3）利用吸附作用出去蛋白質(zhì)；（4）其他：大幅度改變pH；加入酒精，丙酮等有機(jī)溶劑，表面活性劑等。5， 常用的破碎方法：機(jī)械法：固體剪切作用：珠磨法，研磨法；液體剪切作用：高壓均漿，超聲破碎。非機(jī)械法：干燥處理，溶胞作用：溶

11、酶法，化學(xué)法，物理法。6， 選擇破碎方法的依據(jù)：（1）細(xì)胞處理量；（2）細(xì)胞壁強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)；（3）目標(biāo)產(chǎn)物對破碎條件敏感性；（4）破碎程度；（5）目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性釋放7， 包含體形成的原因：蛋白質(zhì)過量積聚，超過溶解度，導(dǎo)致沉淀；蛋白質(zhì)生成過快，分子間疏水基團(tuán)相互作用而聚集沉淀；蛋白質(zhì)生成過快，分子內(nèi)部二硫鍵的錯誤連接導(dǎo)致沉淀；蛋白質(zhì)自身不穩(wěn)定。8， 基因工程包涵體的純化方法：收集菌體細(xì)胞細(xì)胞破碎包涵體的洗滌目標(biāo)蛋白的變性溶解目標(biāo)蛋白的復(fù)性。9， 包含體的洗滌劑：尿素，脫氧膽酸，蔗糖等。10， 常用變性劑：58mol/L鹽酸胍和68mol/L的尿素；表面活性劑，如12%的SDS；pH>9.0

12、的堿溶液和有機(jī)溶劑，使用較小。11， 影響變性的因素：時間，pH，離子強(qiáng)度，變性劑種類和濃度。12， 蛋白質(zhì)復(fù)性影響因素：變性劑濃度；目標(biāo)蛋白濃度；pH和離子強(qiáng)度；氧化還原條件。13， 還原劑：二硫蘇糖醇，硫基乙醇，還原型谷胱甘肽；氧化劑：氧化型谷胱甘肽14， 提高過濾性能的方法：加入助濾劑，添加填充凝固劑，加入降解酶15， 過濾設(shè)備：按過濾的推動力分為重力式過濾器，壓力式過濾器，真空式過濾器和離心式過濾器四種。常用設(shè)備為：板框式壓濾機(jī)，板式壓濾機(jī)，自動板框式壓濾機(jī)和真空過濾機(jī)。16， 常用鹽析劑：中性鹽：硫酸銨，硫酸鈉，硫酸鎂，氯化鈉，醋酸鈉，磷酸鈉，檸檬鈉，硫氰化鉀等。要求：鹽析作用要強(qiáng)，

13、鹽析用鹽需有較大的溶解度，鹽析用鹽必須是惰性的，來源豐富，經(jīng)濟(jì)。17， 影響鹽析的因素：蛋白質(zhì)種類，離子類型，溫度和pH，鹽的加入方式（加入固體，加入飽和鹽溶液，透析平衡法），蛋白質(zhì)的原始濃度.18， 影響沉淀效果的主要因素：溫度，pH，蛋白質(zhì)濃度，離子強(qiáng)度，多價陽離子的影響。19， 有機(jī)溶劑的選擇考慮因素：（1）介電常數(shù)小，沉淀作用強(qiáng)；（2）致變性作用要小；（3）毒性小，揮發(fā)性適中；（4）水溶性要好。20， 影響有機(jī)溶劑萃取的因素：pH，溫度，鹽析，帶溶劑21， 有機(jī)溶劑萃取設(shè)備：混合澄清塔，萃取塔，離心萃取器。22， 能形成雙水相的聚合物：聚乙二醇葡聚糖，聚丙二醇聚乙二醇和甲基纖維素葡聚糖

14、；聚乙二醇磷酸鉀（KPi），聚乙二醇磷酸銨，聚乙二醇硫酸鈉。主要應(yīng)用的是雙水相體系主要是聚乙二醇葡聚糖體系和聚乙二醇無機(jī)鹽系統(tǒng)。23， 相圖：雙水相的形成條件與定量關(guān)系可以用相圖來表示，聚合物Q的濃度（%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為縱坐標(biāo)，以聚合物P的濃度（%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為橫坐標(biāo)。圖中把均勻區(qū)與兩相區(qū)分開的曲線稱為雙節(jié)線。24， 影響雙水相分配系數(shù)的主要因素：成相聚合物的相對分子質(zhì)量（當(dāng)成相聚合物的相對分子質(zhì)量降低時，被分配的蛋白質(zhì)更易分配于富含該聚合物的相）；聚合物的濃度（雙水相體系的組成越接近臨界點(diǎn)，可溶性生物大分子的分配系數(shù)越接近1，蛋白質(zhì)均勻分配于兩相）；鹽的種類（無機(jī)鹽離子在兩相中分配系數(shù)不同時，

15、將在兩相中產(chǎn)生電位差，從而影響帶電荷生物大分子的分配）；鹽的濃度（濃度達(dá)到一定程度時，影響減弱）；pH；溫度；細(xì)胞的濃度。25， 雙水相萃取的常用設(shè)備：相混合設(shè)備（靜態(tài)混合器），相分離設(shè)備（管式離心機(jī)和碟片式離心機(jī)）。26， 雙水相萃取的基本過程：雙水相的形成，溶質(zhì)在雙水相中的分配（混合）和雙水相的分離。27， 液膜分離系統(tǒng)的膜通常由膜溶劑，表面活性劑，流動載體，膜增強(qiáng)劑構(gòu)成。28， 被膜相隔開的兩液相：一相是待處理的料液；另一相是用于接受目標(biāo)組分的反萃取相。29， 液膜分類：乳狀液膜（懸浮在液體中的乳液微粒），支撐液膜，流動液膜。30， 有機(jī)溶劑萃取的設(shè)備及工藝流程：一，液液萃取塔的操作：（

16、1）分散相，連續(xù)相的選擇二，混合澄清塔；三，萃取塔：脈動塔，轉(zhuǎn)盤塔，噴淋塔；四，離心萃取31， 液膜分離操作過程分液膜制備，液膜萃取，分離澄清，破乳四個階段32， 乳化液膜分離的工藝流程：液膜制備，液膜萃取，分離濃縮，破乳。33， 構(gòu)成反膠團(tuán)的表面活性劑種類：陰離子表面活性劑，陽離子表面活性劑。34， 影響反膠團(tuán)萃取的主要因素：水相pH，離子的種類和強(qiáng)度，表面活性劑的種類和濃度，溶劑體系。35， 反膠團(tuán)制備方法：注入法，相轉(zhuǎn)移法，溶解法。36， 反膠團(tuán)萃取的過程：（1）溶質(zhì)從水相通過表面液膜到達(dá)相界面；（2）在界面處溶質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)中；（3）含有溶質(zhì)的反膠團(tuán)擴(kuò)散進(jìn)入有機(jī)相。37， 液固萃取過程：

17、潤濕，溶解，擴(kuò)散，置換（替換）。38， 液固萃取類型：酸浸取，堿浸取，水浸取，鹽浸取，有機(jī)溶劑浸取。39， 浸取的影響因素：浸取溫度，浸取時間，濃度差，溶劑的pH，浸取壓力。40， 超臨界流體萃取技術(shù)的特點(diǎn)：安全，無毒，產(chǎn)品分離簡單，設(shè)備投資大。41， 影響超臨界萃取效率的因素：萃取劑流體的壓力，萃取劑的組成，萃取溫度，萃取過程的時間，吸收管的溫度等。42， 常見的分離方法：透析（300道爾頓幾萬道爾頓的分子），微濾（0.0210um），超濾（50nm100nm），納濾（1nm），反滲透（200道爾頓），電滲透（0.20.4nm）無機(jī)離子。43， 影響反滲透和納濾分離過程的因素：操作壓差，料液

18、性能，膜材料與結(jié)構(gòu)44， 影響超濾和微濾過程操作的因素：膜污染和濃差極化；加壓過濾方式；操作壓差；料液流速；截留液濃度；溫度；膜材料。45， 影響截留的因素：分子的形狀；濃差極化作用；錯流的流速；截斷分子量和孔徑；吸附作用；溫度，料液的濃度；pH和離子強(qiáng)度。46， 影響電滲析過程的因素：電位差，電阻和電流密度；濃差極化；47， 影響膜萃取過程的因素：兩相流量；體系界面張力；相平衡分配系數(shù)與膜材料浸潤性能；穿透壓和兩相壓差。48， 膜污染：沉淀污染，吸附污染（有機(jī)物），生物污染49， 怎樣預(yù)防污染：對料液進(jìn)行預(yù)處理；選擇合適的膜材料。50， 膜的清洗方法：物理方法，化學(xué)方法：酸，堿，表面活性劑。

19、51， 影響膜過濾的因素：壓力，濃度，流速，溫度52， 吸附類型：物理吸附，化學(xué)吸附，離子交換吸附。53， 吸附法的特點(diǎn)：1，操作簡便，設(shè)備簡單；2，可不用或少用有機(jī)溶劑；3，生產(chǎn)過程的pH變化范圍小；4，從稀溶液中分離溶質(zhì)；5，吸附劑對溶質(zhì)的作用小，適用于適定性較差的溶質(zhì)的分離；6，分離的效率差。54， 吸附法的應(yīng)用：1，過濾氣體：空氣凈化；2，水處理：金屬回收；3，脫色，除臭，防潮；4，目標(biāo)產(chǎn)物的分離。55， 吸附劑：活性炭，硅膠，氧化鋁，大孔網(wǎng)狀吸附劑。56， 吸附分離介質(zhì)特征：1，表面積大；2，對被分離的物質(zhì)應(yīng)有較軟的吸附能力；3，有較高的吸附選擇性；4，機(jī)械強(qiáng)度高；5，再生容易，性能

20、穩(wěn)定；6，價格低廉。57， 極性吸附劑：羥基磷石灰，硅膠，氧化鋁；非極性吸附劑：活性炭。58， 影響吸附的主要因素：1，吸附劑的性質(zhì)（吸附容量，吸附速度，機(jī)械強(qiáng)度）；2，吸附質(zhì)的性質(zhì)（固體易吸附對他表面張力小的物質(zhì)，溶質(zhì)在易溶的溶液中洗脫，極性吸附劑易吸附極性溶質(zhì)），3，溫度（吸附是放熱的過程，吸附熱易使溶解度增大，不易吸附），4，溶液pH；5，溶液中其他溶質(zhì)的影響。（在溶液中，固體吸附劑的吸附主要考慮3中作用力：（1）界面上層固體與溶質(zhì)之間的作用力；（2）固體與溶劑之間的作用力：（3）溶質(zhì)與溶劑之間的作用力）59， 影響離子交換速度的因素：顆粒大小，交聯(lián)度(越低，越易于擴(kuò)散)，溫度（越高越有

21、益），離子的化合價，離子的大小，攪拌速度，溶液濃度。60， 色譜的分類：吸附色譜，分配色譜，離子交換色譜，凝膠過濾色譜，親和色譜。61， 超濾的工作原理主要有：濾膜，切向流，濃差極化。62， 濾膜因其孔徑及功能不同分為：反滲透膜，超濾膜，微孔膜。63， GX中，X代表凝膠的持水量。G25表示1g干膠持水2.5ml，G50代表1g干膠持水5ml。64， 離子交換劑是由基質(zhì)，荷電基團(tuán)和反離子構(gòu)成，在水中呈不溶解狀態(tài)，能釋放出反離子。65， 凝膠層析法適用于分離提純：蛋白質(zhì)，酶，多肽，核酸類物質(zhì)。三，簡答及論述類0，生物分離工程的重要性答：一，從生命科學(xué)與技術(shù)的角度：是生物工程，生物技術(shù)發(fā)展的重要平

22、臺；二，從分離的角度看：分離是科學(xué)的第一步，是各種分析技術(shù)的前提，濃縮延伸了分析方法的檢出下限，涉及多學(xué)科知識，反過來又推動了其他科學(xué)，提高人們的生活品質(zhì)；三，從分離工程角度：生物制品的高純度要求，產(chǎn)品基質(zhì)性質(zhì)多樣；四，從生物制品的生產(chǎn)成本：分離純化是獲得商業(yè)產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)，是主要的生產(chǎn)成本。1， 目標(biāo)產(chǎn)物的類型：直接產(chǎn)物：發(fā)酵液產(chǎn)物；間接產(chǎn)物：發(fā)酵得細(xì)胞或酶產(chǎn)品。2， 生物分離過程的分類答：1，按分離物質(zhì)的性質(zhì)：物理分離法，化學(xué)分離法，物理化學(xué)分離法；2，按分離過程的本質(zhì)分類：平衡分離過程，差速分離過程，反應(yīng)分離過程。3， 生物分離工程的一般流程答：一，發(fā)酵液的預(yù)處理（單元操作：過濾和離心）

23、；二，產(chǎn)物的提?。▎卧僮鳎撼恋恚?，萃取，超濾等）；三，產(chǎn)物的精制（單元操作：層析，離子交換，親和色譜，吸附色譜，電色譜）；四，成品的加工處理（單元操作：濃縮，結(jié)晶與干燥）。4， 生物分離純化工藝過程的選擇依據(jù)答：1，生產(chǎn)成品要低；2，工藝步驟要少；3，操作程序要合理（沉淀操作離子交換親和色譜凝膠過程）；4，適應(yīng)產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格；5，生產(chǎn)要有規(guī)模；6，產(chǎn)品具有穩(wěn)定性；7，環(huán)保和安全要求；8，生產(chǎn)方式。5， 生物分離過程的特點(diǎn)答：一，生物分離過程的體系特殊：1，原料液的特點(diǎn)：（1），生物分離與純化處理的原料液體系十分復(fù)雜，含有微生物細(xì)胞，菌體，代謝產(chǎn)物，未耗用的培養(yǎng)基以及各種降解目標(biāo)產(chǎn)物的雜質(zhì)

24、（如蛋白酶等）。2，原料液中常存在與目標(biāo)分子在結(jié)構(gòu)等理化性質(zhì)上極其相似的分子及異構(gòu)體，形成用普通方法難于分離的混合物。（3），除少數(shù)特定的生化反應(yīng)系統(tǒng)，原料液是產(chǎn)物濃度很低的水溶液。（4），原料液抵御環(huán)境變化（熱，pH，藥物等）的能力差，容易發(fā)生活性降低甚至喪失（變性失活）。2，對產(chǎn)物的要求：（1），在分離純化過程中必須保持目標(biāo)物的生物活性。（2），粗產(chǎn)物的純度較低，而最終產(chǎn)品要求的純度卻極高。（3），用作醫(yī)藥，食品和化妝品的生物產(chǎn)物與人類生命息息相關(guān)，要求最終產(chǎn)品的質(zhì)量必須符合藥典，試劑標(biāo)準(zhǔn)和食品規(guī)范等國家標(biāo)準(zhǔn)。二，生物分離過程的工藝流程特殊：1，工藝設(shè)計：（1）為保持目標(biāo)產(chǎn)物的生物活性和功

25、能，必須設(shè)計合理的分離過程，優(yōu)化單元操作條件，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)物的快速分離純化，獲得高活性目標(biāo)產(chǎn)物。（2），為實(shí)現(xiàn)性質(zhì)相似產(chǎn)物的分離需利用具有高度選擇性的分子識別技術(shù)或高效液相色譜技術(shù)純化目標(biāo)產(chǎn)物，并且采用多種分離技術(shù)和多個分離步驟完成一個目標(biāo)產(chǎn)物的分離純化。（3），為提高產(chǎn)品回收率，必須優(yōu)化設(shè)計分離過程和各個單元操作，并努力開發(fā)和應(yīng)用新型高效的分離純化技術(shù)。（4），為與生物工程上游技術(shù)相銜接，要求分離純化過程有一定彈性，能夠處理各種條件下的原料液，特別是染菌的發(fā)酵液。2，單元操作：（1），因為生物產(chǎn)品的種類和性質(zhì)都呈多樣性，所以用到的單元操作也多種多樣。（2）同一單元操作可以在不同的工藝階段使用。

26、（3）為獲得最佳分離效率，不同的單元操作可以組合。三，生物分離過程的成本特殊：生物分離純化過程的代價昂貴，且產(chǎn)品回收率低。例如，抗生素在精制后一般要損失20%。因此，生物分離純化成本是制約經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。6， 發(fā)酵液的一般特征答：（1），發(fā)酵液的組成大部分為水，其含水量一般達(dá)90%99%；（2），發(fā)酵液中發(fā)酵產(chǎn)物的濃度低。（3），發(fā)酵液中的懸浮固形物主要是菌體和蛋白質(zhì)的膠狀物；（4），發(fā)酵液中含有培養(yǎng)基中的殘留成分，如無機(jī)鹽類，非蛋白類大分子及其降解產(chǎn)物等，對后續(xù)提取精制等操作產(chǎn)生一定的影響；（5），發(fā)酵液中除代謝產(chǎn)物外，還含有其他少量的代謝副產(chǎn)物。（6）發(fā)酵液中還含有色素，毒性物質(zhì)，熱原

27、質(zhì)等有機(jī)雜質(zhì)。7， 發(fā)酵液預(yù)處理的目的和要求答：目的：（1）改變發(fā)酵液中固體粒子的物理性質(zhì)，如改變其表面的類型，增大它的尺寸，提高其硬度等，加快懸浮液中固體顆粒的沉淀速度。（2）盡可能使發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)移入后續(xù)工序處理的相中（多數(shù)為液相）。（3）能夠出去部分雜質(zhì)，減少后續(xù)處理負(fù)荷。要求：1，菌體分離：發(fā)酵液中除了發(fā)酵產(chǎn)物外，還含有大量菌體，為方便提取和精制等后序操作進(jìn)行，首先要將菌體與發(fā)酵液分離，通常采用離心和過濾兩種方法。2，固體懸浮物的去除：通過過濾處理，將發(fā)酵液中相當(dāng)數(shù)量的固體懸浮雜質(zhì)去除，獲得透光度合格的澄清處理液。3，蛋白質(zhì)的去除：發(fā)酵液除去菌體和懸浮固體物質(zhì)后，一些可溶性蛋白仍留在濾液中

28、，必須設(shè)法除去。4，重金屬離子的去除：重金屬離子不僅影響提取，精制的操作，而且直接影響發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量和收得率，必須除去。5，色素，熱原質(zhì)毒性物質(zhì)等有機(jī)雜質(zhì)的去除。6，改變發(fā)酵液的性質(zhì)，以利于提取和精制后續(xù)工序的操作順利進(jìn)行。7調(diào)節(jié)適宜的pH和溫度。8， 發(fā)酵液預(yù)處理的方法答：根據(jù)發(fā)酵液中產(chǎn)物雜質(zhì)性質(zhì)上的差異，預(yù)處理的目的及要求，發(fā)酵液預(yù)處理的方法，按預(yù)處理的目的分為：提高過濾速度的方法，改變發(fā)酵液性質(zhì)的方法和雜質(zhì)去除的方法三類。其具體的方法有凝集和絮凝，加熱法，調(diào)節(jié)pH法，加水稀釋法，加入助濾劑法，加吸附法或加鹽法，高價態(tài)無機(jī)離子去除的方法，可溶性雜蛋白質(zhì)去除的方法，色素及其他雜質(zhì)去除的方法。

29、凝集和絮凝：通過這兩種方法，能有效改變細(xì)菌體積和蛋白質(zhì)等膠狀離子的分散狀態(tài)，適合于：菌體細(xì)小，粘度大的發(fā)酵液。9， 影響發(fā)酵液過濾的因素答：（1）與菌種有關(guān)；（2）與發(fā)酵液的粘稠度有關(guān)：發(fā)酵條件，放罐時間（終了時間），是否污染，pH，溫度；（3）過濾介質(zhì)；（4）濾床上下的壓力差；（5）濾渣的厚度10， 酶解法的優(yōu)缺點(diǎn)答：優(yōu)點(diǎn)：發(fā)生酶解的條件溫和，能選擇性地釋放產(chǎn)物，胞內(nèi)核酸等泄出量少，細(xì)胞外形較完整。缺點(diǎn)：溶酶價格高，溶酶的通用性差（不同菌種需選用不同的酶），產(chǎn)物抑制的存在，主要用于實(shí)驗室研究。11， 化學(xué)滲透法的優(yōu)缺點(diǎn)答：優(yōu)點(diǎn)：對產(chǎn)物釋放有一定的選擇性，細(xì)胞外形完整，碎片少，漿液黏度大，易于

30、固液分離和進(jìn)一步提取。缺點(diǎn)：通用性差，時間長，效率低，一般胞內(nèi)物質(zhì)釋放率不超過50%，有些化學(xué)試劑有毒，化學(xué)試劑的加入給隨后的純化帶來困難，影響最終產(chǎn)物濃度。12， 過濾設(shè)備選擇原則答：（1）根據(jù)物料的過濾性能，初步確定選擇哪種推動力的過濾設(shè)備；（2）根據(jù)處理物料的化學(xué)性質(zhì)，檢查所選擇的過濾設(shè)備類型是否正確；（3）根據(jù)工藝過程的特點(diǎn)和生產(chǎn)規(guī)?？蓪x擇的過濾設(shè)備進(jìn)行篩選；（4）根據(jù)對濾餅的純度或母液回收率等要求來確定過濾設(shè)備類型；（5）根據(jù)對濾餅含濕率的要求，決定是否選用帶有機(jī)械擠壓過程的設(shè)備；（6）根據(jù)所需選擇 過濾設(shè)備，物料的基本特性數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)備生產(chǎn)能力和最佳操作條件的計算，以確定設(shè)備的大小

31、，投資費(fèi)用，操作費(fèi)用等。13， 有機(jī)溶劑沉淀法優(yōu)缺點(diǎn)答：優(yōu)點(diǎn)：（1）有機(jī)溶劑密度密度較低，易于沉淀分離；（2）與鹽析法相比，沉淀不需脫鹽處理。缺點(diǎn)：（1）該法易引起蛋白質(zhì)變性，必須在低溫下進(jìn)行；（2）溶劑消耗量大，回收率比鹽析低 常用試劑：丙酮，乙醇14， 親和沉淀的基本原理優(yōu)點(diǎn)及其分類答：親和沉淀是利用蛋白質(zhì)與特定分子（配基，基質(zhì)，輔酶等）之間高度專一作用而設(shè)計的一種特殊選擇性的分離技術(shù)，所以沉淀原理不是依據(jù)蛋白質(zhì)溶解度的差異，是因為蛋白質(zhì)與特定分子（配基，基質(zhì)，輔酶等）結(jié)合，形成固相從而與雜質(zhì)分離。帶有配基的聚合物稱之為載體。從親和沉淀的機(jī)理和分離操作的角度可以看出，親和沉淀的優(yōu)點(diǎn)是：與目

32、標(biāo)分子的親和結(jié)合作用無擴(kuò)散傳質(zhì)阻力，結(jié)合速度快；親和配基裸露在溶液之中，可以有效地結(jié)合目標(biāo)分子，分離效率高；利用離心或過濾技術(shù)回收沉淀，易于生產(chǎn)放大；親和沉淀法可以用于高粘度或含微粒的料液中目標(biāo)產(chǎn)物的純化，因此可以在分離純化的早期采用，有利于減少步驟，降低成本。分類：一次作用親和沉淀（含有多價結(jié)合部位的目的物，偶聯(lián)雙 或多配基）和二次作用親和沉淀（目的物配基載體）。15， 萃取的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）答：（1）比化學(xué)沉淀法分離程度高；（2）比離子交換法選擇性好，傳質(zhì)快；（3）比蒸餾法能耗低，生產(chǎn)能力大，周期短，連續(xù)操作，可以實(shí)現(xiàn)自動控制；（4）和其他新型分離技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了一些列新型分離方法，大大提高

33、了其應(yīng)用范圍。16， 萃取的分類答：（1）根據(jù)原料物理狀態(tài)分：液液萃?。ㄓ袡C(jī)溶劑萃取，雙水相萃取，液膜萃取，反萃?。R界萃取，液固萃取；（2）根據(jù)原理分類：物理萃取，化學(xué)萃??；（3）根據(jù)流程分類：單級萃取，多級萃?。ǘ嗉夊e流萃取，多級逆流萃取，微分萃?。?7， 單級萃取的設(shè)備和過程答：設(shè)備：混合器（攪拌罐）分離器（離心設(shè)備）回收器（液體蒸餾設(shè)備）；過程：料液混合器分離器（翠余相廢液；翠余相回收器產(chǎn)物；萃取劑（又回到混合器）。18， 19 雙水相萃取的特點(diǎn)：（1）含水量高（70%90%）。雙水相萃取是在接近生理環(huán)境的溫度和體系中進(jìn)行的，不會引起生物活性物質(zhì)失活或變性；（2）分相時間短（特別

34、是聚合物/鹽系統(tǒng)）。自然分相時間一般為515min；（3）界面張力小，有助于強(qiáng)化相際間的質(zhì)量傳遞；（4）不存在有機(jī)溶劑殘留問題；（5）大量雜質(zhì)能與所有固體物質(zhì)一同除去，使分離過程更經(jīng)濟(jì)；（6）設(shè)備投資費(fèi)用少，操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)工程放大和連續(xù)操作；（7）大多數(shù)目標(biāo)產(chǎn)物有較高的收率。分配系數(shù)一般大于3。19， 影響液膜分離的因素答：（1）液膜體系組成的影響；（2）工藝條件的影響：1攪拌速度：制乳時，2000/3000rPm，外相與乳液接觸：100600rPm；2，接觸時間的影響；（3）料液的濃度及酸度的影響；（4）乳水比的影響：V乳化液的體積/V料液的體積 上升，效果下降；（5）膜內(nèi)比：V膜相體積

35、/V內(nèi)相體積 上升，載體量 上升 提取效率 上升；（6）溫度：在常溫下操作。20， 反膠團(tuán)的優(yōu)點(diǎn)答：（1）極性“水核”具有較強(qiáng)的溶解能力；（2）生物大分子由于具有較強(qiáng)的極性，可溶解于極性水核中，防止與外界有機(jī)溶劑接觸，減少變性作用；（3）由于“水核”的尺度效應(yīng)，可以穩(wěn)定蛋白質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)，增加其結(jié)構(gòu)的剛性，提高其反應(yīng)性能。21， 超臨界流體的特點(diǎn)答：（1）在臨界點(diǎn)的附近，密度線聚集于臨界點(diǎn)周圍，壓力或溫度的小范圍變化，就會引起流體密度的大幅度變化；（2）超臨界流體的密度和溶劑化能力接近液體，黏度和擴(kuò)散系數(shù)接近氣體，在臨界點(diǎn)附近流體的物理化學(xué)性質(zhì)隨溫度和壓力的變化及其敏感，在不改變化學(xué)組成的條件下

36、，即可通過壓力調(diào)節(jié)流體的性質(zhì)；（3）在臨界點(diǎn)附近，會出現(xiàn)流體的密度，黏度，溶解度，熱容量，介電常數(shù)等所有流體的物性發(fā)生急劇變化的現(xiàn)象。22， 超臨界萃取的原理答：超臨界萃取所用的萃取劑為超臨界流體，這種物質(zhì)只能在其溫度和壓力超過臨界點(diǎn)時才能存在。超臨界流體的密度較大，與液體相仿，而它的黏度又較接近于氣體。因此，超臨界流體是一種十分理想的萃取劑。常用的萃取劑有，有極性萃取劑（如乙醇，甲醇，水），非極性萃取劑（如CO2）。超臨界流體的溶劑萃取能力取決于萃取的溫度和壓力。利用這種特性，使其在超臨界狀態(tài)下，與待分離的物料接觸，只需改變萃取劑流體的壓力或溫度，就可以把樣品中的不同組分按在流體中溶解度的大

37、小，先后萃取出來和依次釋放出去。在低壓下，弱極性的物質(zhì)先被萃取，隨著壓力的增加，極性較大和大分子質(zhì)量的物質(zhì)與基體分離。所以在程序升壓下，可以利用超臨界萃取對不同組分進(jìn)行萃取并分離。23， 超臨界流體萃取的優(yōu)點(diǎn)答：（1）超臨界萃取同時具有液相萃取和精餾的特點(diǎn)。（2）超臨界流體萃取的獨(dú)特之處是它的萃取能力取決于流體的密度，而密度很容易通過調(diào)節(jié)溫度和壓力來加以控制。（3）超臨界流體萃取工藝可以不在高溫下操作，因此特別適合于熱穩(wěn)定性較差的物質(zhì)。（4）超臨界流體萃取的操作壓力可根據(jù)分離對象選擇適當(dāng)?shù)妮腿┗蛱砑訆A帶劑來控制，以減少高壓帶來的影響。（5）超臨界流體萃取中的溶劑回收很簡單，被萃取物可通過等溫

38、減壓或等壓升溫的辦法與萃取劑分離，而萃取劑只需重新壓縮便可循環(huán)使用，從而節(jié)省能源，降低成本。（6）最常用的CO2超臨界流體是一種不活潑的氣體，萃取過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不可燃且無味，無臭，無毒，故安全性好。24， 膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)答：（1）通常無相變，能耗低；（2）可在室溫或低溫條件下操作，適宜于熱敏性物質(zhì)的分離濃縮；（3）分離過程一般不需添加其他化學(xué)物質(zhì)，化學(xué)強(qiáng)度與機(jī)械損害小，避免過多失活，同時有利于節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)；（4）膜性能可調(diào)，通過選擇合適的膜性能和操作參數(shù)可得到較高的回收率；（5）設(shè)備易于放大，處理規(guī)模和能力可在很大范圍內(nèi)變化；（6）膜組件結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，可頻繁啟動，易自控和

39、維修；（7）系統(tǒng)可密閉循環(huán)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)分離，防止外來污染；（8）易于和其他分離過程相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)過程耦合和集成，從而使分離與濃縮，分離與反應(yīng)同時實(shí)現(xiàn)，可大大提高分離效率。25， 膜的分類答：根據(jù)材料來源：天然膜，合成膜（無機(jī)膜，有機(jī)高分子膜）；根據(jù)膜結(jié)構(gòu)：多孔膜，致密膜；根據(jù)膜的功能：離子交換膜，滲透膜，微孔過濾膜，超濾膜，反滲透膜，滲透汽化膜，氣體滲透膜；根據(jù)膜材料：液體膜，固體膜（根據(jù)形態(tài)：平板膜，管式膜，中空纖維膜，核徑蝕刻模；根據(jù)膜斷面物理形態(tài)：對稱膜，不對稱膜，復(fù)合膜）。26， 醋酸纖維膜的特點(diǎn)答：（1）透過速度大；（2）截留鹽的能力強(qiáng)；（3）容易制備；（4）來源豐富；（5）不耐溫度（

40、<30）；（6）pH范圍窄（4.46）；（7）不耐氯離子；（8）易受細(xì)菌污染，難儲存；（9）適合作為反滲透膜。27， 不同膜分離技術(shù)適合的膜材料答：透析：醋酸纖維，聚酰胺；微濾：硝酸/醋酸纖維，聚丙烯；超濾：硝酸/醋酸纖維，聚丙烯，聚砜；反滲透：醋酸纖維。反滲透：聚酰胺；電滲透：離子交換樹脂29：聚砜的特點(diǎn)答：（1）溫度范圍廣（75）；（2）pH范圍廣（113）；（3）耐氯強(qiáng)；（4）孔徑范圍寬；（5）不耐壓；（6）適合做超濾膜。28， 常用吸附劑特征答：一，活性炭：1，非極性 水中的吸附能力>有機(jī)溶劑中的吸附能力。2，吸附遵循以下規(guī)律：（1）對極性基團(tuán)多的化合物的吸附能力>少

41、的；（2）對芳香族多的化合物的吸附能力>脂肪族；（3）相對分子質(zhì)量大的>小的；（4）堿性，中性條件下吸附，酸性洗脫；（5）酸性，中性條件下吸附，堿性洗脫；（6）未平衡時，溫度升高，吸附速度增大。二，硅膠：1化學(xué)惰性；2有較大的吸附量；3容易制備不同類型，孔徑，表面積的多孔性硅膠；4具有微酸性。三，氧化鋁：能活化到不同程度，操作方便。四，磷酸鈣：蛋白質(zhì)層析分離。五，大孔網(wǎng)狀吸附劑（樹脂）：優(yōu)點(diǎn):選擇性好，解析容易，機(jī)械強(qiáng)度好，流體的阻力小，可以反復(fù)使用，可適用于各種產(chǎn)品的分離，缺點(diǎn)：價格昂貴。29， 影響離子交換選擇性的因素答：（1）水合離子半徑：越小，親和力越大；（2）離子化合價：

42、高價離子易于被吸附；（3）溶液pH：影響交換基團(tuán)和交換離子的解離程度，但不影響交換容量；（4）離子強(qiáng)度：越低越好；（5）有機(jī)溶劑：不利于吸附；（6）交聯(lián)度，膨脹度，分子篩：交聯(lián)度答，膨脹度小，篩分能力增大；交聯(lián)度小，膨脹度答，吸附量減少。（7）樹脂與粒子間的輔助力：除靜電力以外，還有氫鍵和范德華力等輔助力。30， 色帶變形和“拖尾”現(xiàn)象原因答：（1）固定相在色譜柱中填充不均勻，在固定顆粒粗的地方，溶劑的流速快，溶質(zhì)的流速也快，就會形成斜歪，不規(guī)則的色帶。柱越粗，即截面積越大越易變形，因而使用細(xì)長的柱子較好；（2）有些分子由于縱向擴(kuò)散或者不均勻的流動超出了色帶前緣，它們的濃度會變稀，分離因素增大

43、，其大部分被吸附，相對于后面的主色帶被阻滯了，結(jié)果在主色帶的前緣產(chǎn)生了一個自動削尖的效應(yīng)，而色帶尾部邊緣上，溶質(zhì)濃度減小，將引起不斷增加的結(jié)合強(qiáng)度。所以在不變的緩沖液條件下，溶質(zhì)的洗脫有一個尖銳的，富集的前緣和一個很長的尾巴，即“拖尾”。31，色譜系統(tǒng)的操作方法答：一，裝柱：柱面一定要平；柱中不可有氣泡；柱子絕對不能流干，色譜柱以直徑和高度的比例為1:15為宜。二，平衡：裝好的柱子必須是均勻，無放路，無氣泡，柱頂部平整。三，上樣量和上樣體積：上樣體積越小，量越小，分離效果越好。對于分析性色譜，加樣量一般不超過柱床體積的0.5%1%，制備性柱色譜加樣量一般不超過柱床體積的1%3%，樣品上柱前必須

44、經(jīng)過預(yù)處理，加樣過程中，不可破壞膠面的平整性。四，洗脫：洗脫的方式有三種：一步洗脫，階段洗脫和梯度洗脫。五，流速及控制：太高的流速使洗脫峰加寬，繼而降低了分辨率，操作壓過高時，有時會使流速先快后慢，甚至發(fā)生阻塞。六，分步收集。七，檢測和合并收集。八，洗脫峰純度鑒定。九，脫鹽和濃縮。簡答題（補(bǔ)充）1， 生物材料選擇應(yīng)遵循的原則是什么？答：（1）選擇有效成分含量高的新鮮材料；（2）來源豐富易得；（3）制造工藝簡單易行；（4）成本較低；（5）有綜合利用價值；（6）穩(wěn)定性好2， 簡述從生物材料制備生物大分子物質(zhì)的過程。答：（1），原料選擇和預(yù)處理；（2）粉碎；（3）提取，即從原料中經(jīng)溶劑分離有效成分，

45、制成粗產(chǎn)品的工藝過程；（4）純化，即粗制品經(jīng)鹽析，有機(jī)溶劑沉淀，吸附，層析，透析，超離心，膜分離，結(jié)晶等步驟進(jìn)行精制；（5）干燥及保存；（6）成品及制劑的制備。3， 在提取中，如何保護(hù)目的物的生物活性？答：（1）采用緩沖系統(tǒng)，防止提取中某些酸堿基團(tuán)的解離導(dǎo)致溶液pH大幅變化，使某些活性物變性失活；（2）添加保護(hù)劑，防止某些生理活性物質(zhì)的活性基團(tuán)及酶活性中心受破壞；（3）抑制水解作用，是提取中最重要的保護(hù)性措施之一。（4）其他保護(hù)措施。如避免紫外光，強(qiáng)烈攪拌，過酸，過堿或高溫，高頻振蕩。4， 凝膠的種類很多，請列舉出常用的凝膠答：（1）葡聚糖凝膠；（2）親脂性葡聚糖凝膠；（3）葡聚糖凝膠離子交換

46、劑；（4）聚丙烯酰胺凝膠；（5）瓊脂糖凝膠。5， 簡述親和層析設(shè)計原理和過程答：（1）配基固定化 選擇合適的配基與不溶性的支撐載體偶聯(lián)，或共價結(jié)合成具有特異親和的分離介質(zhì)；（2）吸附樣品 親和層析介質(zhì)選擇性吸附酶或其他生物活性物質(zhì)，雜質(zhì)與層析介質(zhì)間產(chǎn)生親和作用，故不能被吸附而被洗滌去除；（3）樣品解吸 選擇適宜條件使被吸附在親和雜質(zhì)上的酶或其他生物活性物質(zhì)解析下柱。6， 生物活性物質(zhì)制備中經(jīng)常使用的沉淀方法有哪些？答：（1）鹽析；（2）有機(jī)溶劑沉淀法；（3）等電點(diǎn)沉淀法；（4）使用沉淀劑，水溶性非離子型聚合物沉淀劑；（5）生成鹽類復(fù)合物沉淀劑（金屬復(fù)合鹽，有機(jī)酸復(fù)合鹽）；（6）離子型表面活性劑

47、；（7）離子型多聚物沉淀劑；（8）AA沉淀劑；（9）分離核酸用沉淀劑；（10）分離黏多糖沉淀劑；（11）選擇變性沉淀劑。7， 層析色帶的變性和“拖尾”常見原因有哪些答：（1）固定相在色譜柱中填充不均勻，在固定顆粒粗的地方，溶劑的流速快，溶質(zhì)的流速也快，就會形成斜歪，不規(guī)則的色帶。柱越粗，即截面積越大越易變形，因而使用細(xì)長的柱子較好；（2）有些分子由于縱向擴(kuò)散或者不均勻的流動超出了色帶前緣，它們的濃度會變稀，分離因素增大，其大部分被吸附，相對于后面的主色帶被阻滯了，結(jié)果在主色帶的前緣產(chǎn)生了一個自動削尖的效應(yīng)，而色帶尾部邊緣上，溶質(zhì)濃度減小，將引起不斷增加的結(jié)合強(qiáng)度。所以在不變的緩沖液條件下，溶質(zhì)

48、的洗脫有一個尖銳的，富集的前緣和一個很長的尾巴，即“拖尾”。8， 蛋白質(zhì)沉淀方法選擇中應(yīng)注意哪些因素？答：（1）采用的分離條件是否會破壞待分離成分的結(jié)構(gòu)；（2）加入溶液中的沉淀劑和其他物質(zhì)是否易得，后續(xù)加工中是否易除；（3）考慮所加沉淀劑和其他物質(zhì)對人是否有毒害作用；（4）沉淀劑在待分離溶液中要有高溶解度，且溫度變化對沉淀劑溶解度影響應(yīng)較小；（5）考慮沉淀劑對環(huán)境的污染及對沉淀劑的回收再利用。9， 簡述葡聚糖凝膠柱層析分離混合物的原理答：凝膠是一類多孔性高分子聚合物，每個顆粒如一個篩子，當(dāng)樣品液通過凝膠柱時，由于直徑大于凝膠網(wǎng)孔而只能沿著凝膠顆粒間的孔隙網(wǎng)，隨著溶劑流動，因此流程較短，向前移動

49、速率快而先流出層析柱；反之，小分子由于直徑小于凝膠孔，可自由進(jìn)出凝膠顆粒的網(wǎng)孔，在向下移動中，它們從凝膠內(nèi)擴(kuò)散到膠?？紫逗笤龠M(jìn)入另一顆粒，移動速率慢而最后流出層析柱，中等大小分子，也能在凝膠顆粒內(nèi)外分布，部分進(jìn)入顆粒，從而在大分子物質(zhì)和小分子物之間被洗脫。10， 用乙醇做沉 淀劑在沉淀過程中應(yīng)該控制好的參數(shù)有哪些？答：乙醇是一種易揮發(fā)易燃易爆的化學(xué)藥品。使用時要注意防火防爆，需要低溫的環(huán)境。使用前要進(jìn)行預(yù)冷以抵消乙醇與其他溶液混合時放出的熱量。（在設(shè)計工業(yè)化生產(chǎn)廠房時將廠房的一面墻設(shè)計為泄露面，物料的輸送反應(yīng)過程及固液分離步驟盡可能密閉，以減少乙醇的揮發(fā)，同時還需使用需要使用大型制冷設(shè)備來控制

50、反應(yīng)的溫度）；溫度；pH；離子強(qiáng)度；待分離物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。11， 提取的方法答：（1）用酸堿，鹽水溶液提取，可以提取各種水溶性，鹽溶性的生化物質(zhì)，這類溶劑提供了一定的離子強(qiáng)度，pH及相當(dāng)?shù)木彌_能力。（2）用表面活性劑提?。罕砻婊钚苑肿蛹嬗杏H水與疏水基團(tuán)，在分布于水油界面時有分散，乳化和增溶作用。（3）有機(jī)溶劑提?。汗桃禾崛。簡我蝗軇┓蛛x法及多種溶劑組合分離法；液液萃取。12， 硫酸銨鹽析法的優(yōu)點(diǎn)答：（1）在水中有高溶解度，且受溫度影響較小。（2）沉淀中的硫酸銨可以在將沉淀重新溶解后用透析超濾層析方法去除。（3）高濃度硫酸銨對細(xì)菌有抑制作用。（4）溶于水不產(chǎn)熱（5）它是一種廉價，易得的化學(xué)原料。

51、13， 影響雙水相分配系數(shù)的主要因素 答：表面自由能和表面電荷是影響分配系數(shù)的主要因素：（1）成相聚合物的相對分子質(zhì)量；（2）聚合物濃度；（3）鹽的種類；（4）鹽的濃度；（5）pH；（6）溫度（7）細(xì)胞的濃度。14， 過濾介質(zhì)的選擇答：（1）織物介質(zhì)：纖維，尼龍，滌綸，濾布，毛氈。（2）粒狀介質(zhì)：硅藻土。（3）多孔固體介質(zhì)：用于過濾含有少量微粒的懸浮液，多孔陶瓷，多孔玻璃，多孔塑料。（4）微孔纖維素薄膜和金屬薄膜介質(zhì)：醋酸纖維，聚碳酸酸酯纖維素。15， 影響發(fā)酵液過濾的因素答：（1）菌體細(xì)胞的體積大??；（2）發(fā)酵時的條件，培養(yǎng)基組成，未利用的培養(yǎng)基濃度，消泡劑的種類，發(fā)酵周期，發(fā)酵液預(yù)處理質(zhì)量

52、；（3）發(fā)酵本身；（4）菌種；（5）發(fā)酵液黏度。16， 發(fā)酵液預(yù)處理的目的答：（1）菌體分離（2）除去發(fā)酵液中的雜質(zhì)；（3）改變?yōu)V液性質(zhì)，以利于提取，精制等后續(xù)工序的進(jìn)行，為后續(xù)處理提供方便，減少后續(xù)處理的負(fù)荷。17， 生物分離工程的基本原理答：根據(jù)待分離產(chǎn)品的物理性質(zhì)，生物性質(zhì)不同，應(yīng)用分離工藝使待測產(chǎn)品分離出來。（1）分子的大小，形狀：離心法，超濾法，微濾，透析（2）溶解度：揮發(fā)性進(jìn)行分離：萃取，鹽析，結(jié)晶。（3）帶電性：離子交換，電泳。（4）化學(xué)性質(zhì)；（5）生物學(xué)性質(zhì)：親水層析，疏水層析。18， 生物分離工程的一般流程答：（1）發(fā)酵液的預(yù)處理：固相，液相分離，也稱不溶物的去除，采用凝聚和

53、絮凝等技術(shù)，過濾和離心是發(fā)酵液預(yù)處理最基本的單元操作。（2）產(chǎn)物提?。撼醪郊兓^程，可采用沉淀，吸附，萃取，超濾等單元操作，除去與目標(biāo)產(chǎn)物性質(zhì)有較大差異的雜質(zhì)。（3）產(chǎn)物的精制：高度純化過程，除去與目標(biāo)物性質(zhì)相近的雜質(zhì)，主要采用色譜分離技術(shù)。（4）成品的加工處理：濃縮結(jié)晶與干燥。19， 分離純化技術(shù)工藝設(shè)計時應(yīng)考慮的七條原則是什么？答：（1）技術(shù)路線，工藝流程盡量簡化。（2）盡可能采用低成本的材料與設(shè)備。（3）將完整工藝流程劃分為不同的工序。（4）應(yīng)優(yōu)先選擇可縮短各工序純化時間的加工條件。（5）盡量采用成熟技術(shù)和可靠設(shè)備。（6）純化開始前，編號，備好書面標(biāo)準(zhǔn)操作程序等技術(shù)條件，對純化過程進(jìn)行記

54、錄。（7）以適宜方法檢測純化過程，產(chǎn)物產(chǎn)量和活性，對純化過程進(jìn)行監(jiān)控等。20， 提取技術(shù)中常見生物活性的保護(hù)措施有哪些？答：（1）采用緩沖系統(tǒng)；（2）添加保護(hù)劑（半胱氨酸，-硫基乙醇。二硫基赤蘚糖醇，還原型谷胱甘肽）；（3）抑制水解酶的作用：核糖核酸酶抑制劑SDS，脫氧膽酸鈉，萘-1,5-二磺酸鈉，三異丙基萘磺酸鈉，4-氨基水楊酸鈉，皂土，肝素，DEP（二乙基焦炭酸鈉），蛋白酶K等；蛋白酶抑制劑PMSF（甲基磺酰氟化物），DFP（二異丙基氟磷酸），碘乙酸等。21， 在大規(guī)模鹽析法生產(chǎn)時基本上唯一可選擇的最常用中性鹽是什么？為什么？硫酸銨？答：硫酸銨：（1）廉價易得；（2）鹽析作用大，溶解度大，

55、溶解度受溫度的影響小，穩(wěn)定蛋白質(zhì)，不易引起蛋白質(zhì)變性，分離效果好；（3）水解變酸；（4）高pH釋氨，腐蝕，含氮而影響蛋白質(zhì)純度與含量的測定結(jié)果；（5）殘留產(chǎn)品有影響。（6）緩沖能力小。22， 影響有機(jī)溶劑沉淀效果的因素有哪些？答：pH，溫度，生物分子的濃度，有機(jī)溶劑的種類及濃度，離子強(qiáng)度。論述題1， 試述葡聚糖凝膠柱層析分離混合物的操作過程。答：（1）凝膠的選擇與處理：a，選擇適宜的凝膠是取得良好分離效果最根本的保證，選取何種膠及其型號。一方面，要考慮凝膠的性質(zhì)，另一方面還要注意到分離目的和樣品的性質(zhì)。b，凝膠粒度大小對分離效果有直接影響，一般來說，細(xì)粒凝膠柱流速低但洗脫峰窄，分辨率高，多用于

56、精制分離或分析等。c，凝膠顆粒必須均勻，大小不均的顆粒影響分離效果，將干膠過篩或濕膠浮起都使凝膠顆粒趨于粒度均一化的手段。d，對于懸浮顆粒凝膠商品，不需溶膠，但要去除原懸浮介質(zhì)，再將凝膠顆粒懸浮于分離液中，充分平衡后備用。e，凝膠顆粒大小的選擇也很重要，一般分為粗，中，細(xì)和超細(xì)四類，但太細(xì)太粗都有其缺點(diǎn)，以一般柱層析中，用于顆粒直徑在70um左右，對于水中保存的凝膠，如瓊脂糖凝膠顆粒直徑應(yīng)在150um左右。（2）裝柱：一般在柱內(nèi)先裝入約1/3高度的水或緩沖液，然后將溶漲好的凝膠攪拌成漿，慢慢連續(xù)的倒入柱內(nèi)，使其自然沉降，用洗脫緩沖液平衡。（3）加樣：凝膠床經(jīng)平衡后，在床頂部留下數(shù)升洗脫液使凝膠

57、床飽和，再用滴管加入樣品。（4）洗脫：分部收集洗脫液，并對每一餾分做定性量測定。（5）凝膠柱的重復(fù)使用與保存，當(dāng)樣品各組分全部洗脫下來之后，凝膠可回收與保存。2， 對蛋白質(zhì)的純化常用的方法有哪些？答：親和層析法；纖維素離子交換層析法；連續(xù)流動電泳，連續(xù)流動等電漿絲電泳。（1）親和層析法：是利用生物分子間的專一親和力而進(jìn)行分離純化的層析技術(shù)。（2）纖維素離子交換層析法：是以離子交換劑為固定相，依據(jù)流動相中的組分與交換劑上的平衡離子進(jìn)行可逆交換時的親和力大小的差異而進(jìn)行分離的一種層析方法。（3）連續(xù)流動電泳：以濾紙為載體，將濾紙的上端插入電泳液槽中，依靠毛細(xì)管的吸收作用和親和作用，電泳緩沖液沾著濾

58、紙而向下均勻流動，在垂直于電泳緩沖液方向上施加電場，而在電場作用下，不同電荷的組分隨著電泳緩沖液向前流動的同時向不同電極方向遷移至濾紙表面上形成不同的拋物線狀的遷移軌跡。（4）連續(xù)流動等電漿絲電泳：含多氨基多羧基的一系列聚合物聚合形成的兩性電解質(zhì)在電場作用下能形成一個陽極到陰極pH逐漸增加的pH梯度。當(dāng)不同的蛋白質(zhì)處于這種環(huán)境時，處于等電點(diǎn)低的pH環(huán)境中的蛋白質(zhì)帶正電荷，向陰極移動，處于高于等電點(diǎn)的pH環(huán)境中的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷，向陽極運(yùn)動。在移動過程中隨環(huán)境pH改變，到達(dá)與其等電點(diǎn)相同的pH環(huán)境所帶電荷為零，在電場中不能移動而聚集的區(qū)帶，從而使不同蛋白質(zhì)分離。3， 依據(jù)分離純化原理如何對生物大分子進(jìn)行分離純化答：（1）據(jù)分子形狀，大小不同進(jìn)行分離，如差速離