生物分離工程部分習(xí)題和答案

1、第一章 導(dǎo)論一 解釋名詞生物下游加工過程（生物分離工程），生物加工過程 1 、生物下游加工過程（生物分離工程）：從發(fā)酵液、酶反應(yīng)液或動/植物細(xì)胞培養(yǎng)液中將目標(biāo)產(chǎn)物提取、濃縮、分離、純化和成品化的過程。（ppt 第一章 、課本page 1） 2、生物加工過程：一般將生物產(chǎn)品的生產(chǎn)過程叫生物加工過程，包括優(yōu)良生物物種的選育、基因工程、細(xì)胞工程、生物反應(yīng)工程及目標(biāo)產(chǎn)物的分離純化過程。（課本page 1）二 簡答題1 生物產(chǎn)品與普通化工產(chǎn)品分離過程有何不同？（生物下游加工過程特點(diǎn)是什么？） 答：生物下游加工過程特點(diǎn)： <1>：發(fā)酵液組成復(fù)雜，固液分離困難這是生物分離過程中的薄弱環(huán)節(jié) <

2、;2>：原料中目標(biāo)產(chǎn)物含量低，有時(shí)甚至是極微量從酒精的1/10到抗菌素1/100， 酶1/100萬左右，成本高。 <3>：原料液中常伴有降解目標(biāo)產(chǎn)物的雜質(zhì)各種蛋白酶降解基因工程蛋白產(chǎn)物， 應(yīng)快速分離。 <4>：原料液中常伴有與目標(biāo)產(chǎn)物性質(zhì)非常相近的雜質(zhì)高效純化技術(shù)進(jìn)行分離。 <5>：生物產(chǎn)品穩(wěn)定性差 嚴(yán)格限制操作條件，保證產(chǎn)物活性。 <6>：分離過程常需要多步驟操作，收率低，分離成本高提高每一步的產(chǎn)物收得 率，盡可能減少操作步驟。 <7>：各批次反應(yīng)液性質(zhì)有所差異分離技術(shù)具有一定的彈性。2 生物分離工程在生物技術(shù)中的地位？ 答：

3、生物技術(shù)的主要目標(biāo)產(chǎn)物是生物物質(zhì)的高效生產(chǎn)，而分離純化是生物產(chǎn)品工程的重要環(huán)節(jié)，而且分離工程的質(zhì)量往往決定整個(gè)生物加工過程的成敗，因此，生物分離純化過程在生物技術(shù)中極為重要。3 分離效率評價(jià)的主要標(biāo)準(zhǔn)有哪些？各有什么意義？（ppt）答：根據(jù)分離目的的不同，評價(jià)分離效率主要有3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：以濃縮為目的：目標(biāo)產(chǎn)物濃縮程度（濃縮率m）以純度為目的：目標(biāo)產(chǎn)物最終純度（分離因子a）以收率為目的：產(chǎn)品收得率（%）4 生物分離工程可分為幾大部分，分別包括哪些單元操作？（簡述或圖示分離工程一般流程及基本操作單元）答：生物分離工程分四大部分：<1>、發(fā)酵液預(yù)處理與液固分離。 基本操作單元：過濾、離心&l

4、t;2>、初步純化。 基本操作單元：根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)而定<3>、高度純化。 基本操作單元：根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)而定，技術(shù)要有高度選擇性<4>、成品加工。 基本操作單元：結(jié)晶、干燥5 在設(shè)計(jì)下游分離過程前，必須考慮哪些問題方能確保我們所設(shè)計(jì)的工藝過程最為經(jīng)濟(jì)、可靠？(ppt)答：<1>、目標(biāo)產(chǎn)物性質(zhì)及其共存雜質(zhì)的特性 <2>、充分考慮目標(biāo)產(chǎn)物商業(yè)價(jià)值<3>、考慮生物加工過程自身規(guī)模 <4>、采用步驟次序相對合理<5>、盡可能采用最少步驟 <6>、產(chǎn)品穩(wěn)定性與物性<7>、產(chǎn)品規(guī)格與型式 <8

5、>、生產(chǎn)過程中廢水等排放6 下游加工過程的發(fā)展趨勢有哪些方面？（ppt）答：成本控制 和 質(zhì)量控制7 純化生物產(chǎn)品的得率是如何計(jì)算的？若每一步純化產(chǎn)物得率為90%，共6步純化得到符合要求產(chǎn)品，其總收率是多少？答：得率=產(chǎn)品中目標(biāo)產(chǎn)物總量/原料中目標(biāo)產(chǎn)物總量總收率=（90%）6 =53.1441%第二章 發(fā)酵液預(yù)處理一 解釋名詞凝聚：在中性鹽作用下，由于雙電層排斥電位降低使膠體體系不穩(wěn)定的現(xiàn)象。絮凝：在絮凝劑高分子聚合分子的作用下，基于架橋作用，膠體顆粒和聚合物交連成網(wǎng)，形成10 mm大小的絮凝團(tuán)過程。是一種以物理集合為主的過程。凝聚劑：讓不穩(wěn)定的膠體微粒（或者凝結(jié)過程中形成的微粒）聚合在

6、一起形成集合體的過程中所投加的試劑的統(tǒng)稱。 過濾：利用多孔介質(zhì)（如濾布、微孔膜、致密膜）截流懸浮液中的固體粒子，進(jìn)行液固分離的過程。離心：在離心力作用下，利用固體和液體之間的密度差達(dá)到沉降分離目的。細(xì)胞破碎：利用外力破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁，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)包含體：指細(xì)胞或細(xì)菌中高表達(dá)的蛋白質(zhì)(也可以匯同其他細(xì)胞成分)聚集而成的不溶性顆粒。二 簡答題1 為什么要進(jìn)行發(fā)酵液的預(yù)處理？常用處理方法有哪幾種？答：提高過濾速度與過濾質(zhì)量 改變發(fā)酵液性質(zhì)(黏度、顆粒­、顆粒穩(wěn)定性) 去除部分雜質(zhì) 使產(chǎn)物轉(zhuǎn)入到易處理的相中（通常是液相）方法： 加熱、調(diào)節(jié)、pH凝聚、絮凝2 凝

7、集與絮凝過程有何區(qū)別？如何將兩者結(jié)合使用？常用的絮凝劑有哪些？答：凝集：在中性鹽作用下，由于雙電層排斥電位降低使膠體體系不穩(wěn)定的現(xiàn)象。機(jī)制：破壞雙電層、水化層解體膠體吸附、氫鍵結(jié)合等。絮凝劑種類：A、陽離子類：如聚丙烯酰胺(+)、聚苯烯酸二烷基胺乙酯、聚二烯丙基四胺；B、陰離子類：如聚丙烯酸鈉、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺(-)；C、非離子類：如聚丙烯酰胺(0)、環(huán)氧化乙烯。3 發(fā)酵液預(yù)處理中凝聚劑主要起什么作用？絮凝機(jī)理是什么？答：絮凝劑主要起中和電荷、架橋和網(wǎng)絡(luò)作用（范德華力、氫鍵）。在絮凝劑高分子聚合分子的作用下，基于架橋作用，膠體顆粒和聚合物交連成網(wǎng)，形成10 mm大小的絮凝團(tuán)過程。是一種

8、以物理集合為主的過程。4 細(xì)胞破碎的方法包括哪幾類？工業(yè)上常用的方法有哪些？為什么？答：機(jī)械法：固體剪切法(珠磨法、壓榨法、撞擊法) 液體剪切法（高壓勻漿法、超聲波破碎）非機(jī)械法：酶溶胞作用、化學(xué)溶胞作用（酸堿法、表面活性劑法、抗生素）、物理溶胞作用（有機(jī)溶劑膨脹法、滲透沖擊、凍融、 激光、高速切相流撞擊、冷凍噴射）、干燥處理工業(yè)常用方法：高壓勻漿法、高速珠磨法5 沉降與離心的異同？答：沉降：溶液中的顆?；蛉苜|(zhì)在重力或離心力作用下發(fā)生沉淀的現(xiàn)象。沉降的結(jié)果使分散體系發(fā)生相分離?？衫脩腋≡诹黧w(氣體或液體)中的固體顆粒下沉而與流體分離。利用懸浮的固體顆粒本身的重力而獲得分離的稱做重力沉降。利用

9、懸浮的固體顆粒的離心力作用而獲得分離的稱做離心沉降。離心：在離心力作用下，利用固體和液體之間的密度差達(dá)到沉降分離目的。離心力（ r2）大小對固液分離度很有影響，細(xì)胞懸浮液和其他顆粒尺寸多不大，并且液體黏度通常較大，因此要通過增大離心力來提高分離效果。6 離心設(shè)備可分為哪兩大類？按分離因子Fr不同，離心機(jī)一般分為哪幾類？答：管式離心機(jī)（最簡單，可供較大離心力；可用冷卻水冷卻；懸浮液由管底進(jìn)，澄清液由管口出），蝶片式離心機(jī)（流速與碟片數(shù)、微粒與轉(zhuǎn)鼓軸間距離有關(guān)）按分離因子不同，可分：1)、常速離心機(jī) 2)、高速離心機(jī) 3)、超速離心機(jī)7 常用的離心沉降設(shè)備有哪些？常用的過濾設(shè)備有哪些？答：離心沉降

10、設(shè)備：管式離心機(jī)、多室離心機(jī)（管式離心機(jī)的變形）、碟式離心機(jī)（人工排渣式、噴嘴排渣式、活塞排渣式等）、螺旋卸料沉降離心機(jī)、離心過濾機(jī)、三足式離心機(jī)過濾設(shè)備可分：加壓過濾設(shè)備（板框過濾機(jī)、加壓葉濾機(jī)）減壓過濾設(shè)備（轉(zhuǎn)鼓真空過濾器、圓盤真空過濾器、帶式真空過濾器）重力過濾設(shè)備（離心過濾機(jī)）8 固-液分離主要包括哪些方法和設(shè)備？答：1、過濾 (重力過濾、加壓過濾、減壓過濾) 2、離心沉降（各種離心機(jī)）3、重力沉降4、氣懸浮過濾設(shè)備類型：加壓過濾設(shè)備： 板框過濾機(jī)、加壓葉濾機(jī)減壓過濾設(shè)備： 轉(zhuǎn)鼓真空過濾器、圓盤真空過濾器、帶式真空過濾器重力過濾設(shè)備： 離心過濾機(jī)離心設(shè)備：生物工業(yè)所用的離心機(jī)多為高速離

11、心機(jī)。離心機(jī)主要包括以下幾類： 管式離心機(jī)： 多室離心機(jī)（管式離心機(jī)的變形） 碟式離心機(jī)：（人工排渣式、噴嘴排渣式、活塞排渣式等） 螺旋卸料沉降離心機(jī) 離心過濾機(jī) 三足式離心機(jī)9 試比較固液分離中過濾和離心分離技術(shù)的特點(diǎn)。答：過濾在結(jié)晶體類、顆粒相對較大時(shí)（非粘性物料）的處理時(shí)較好用。離心在顆粒細(xì)微（最小可達(dá)到納米級別），或是粘性物料處理時(shí)比較合適。10 高壓勻漿與高速珠磨破碎法各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？答：高壓勻漿：優(yōu)點(diǎn)是細(xì)胞經(jīng)歷了高速造成的剪切、碰撞、高壓到常壓的變化，從而造成細(xì)胞破碎。 缺點(diǎn)是較容易造成堵塞的絲狀真菌、放線菌以及較小的G+菌不適合用本法。 能耗：蛋白質(zhì)與酶的失活主要是由于勻漿過程中

12、產(chǎn)生熱所至。將溫度控制在35C以下，損失可以忽略不計(jì)。 高壓勻漿一般需多級循環(huán)操作，每次循環(huán)前需要進(jìn)行級間冷卻。 壓力可提高細(xì)胞破碎效果，但同時(shí)需要增加能耗和帶走熱量付出的代價(jià)。 主要能耗是高壓和維持低溫操作能量消耗。高速珠磨破碎法： 破碎率與能耗成正比。增加裝珠量或延長破碎時(shí)間或增加轉(zhuǎn)速均可提高破碎率，但同時(shí)能量消耗和產(chǎn)熱增加，提高了制冷費(fèi)和總能源消耗量。當(dāng)破碎率80%，能耗急劇增加。11 比較工業(yè)常用的過濾設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)。離心與過濾各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：板框過濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是過濾面積大、過濾壓力可較大幅度調(diào)整和耐受較高壓力差，應(yīng)用范圍廣；結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)廉，動力消耗少； 缺點(diǎn)是不能連續(xù)操作，勞動強(qiáng)度大，

13、衛(wèi)生條件差，非生產(chǎn)周期長。加壓葉濾機(jī)：在密閉條件下操作，適應(yīng)無菌過濾；機(jī)械裝卸簡單，清洗容易； 價(jià)高，更換過濾介質(zhì)困難。轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)：能連續(xù)操作和自動化生產(chǎn)； 壓差小，主要適應(yīng)于霉菌發(fā)酵液。離心法分離液體和固體的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)容易掌握，分離結(jié)果重復(fù)性好，通過增加轉(zhuǎn)速和延長離心時(shí)間可以使得一些難以過濾的物質(zhì)（細(xì)胞碎片等）沉降下來，但缺點(diǎn)是難以除去一些密度較小的物質(zhì)。生產(chǎn)投資較高，噪聲較大等。過濾技術(shù)難以掌握，影響因素很多，常出現(xiàn)顆粒泄漏和膜堵塞等問題，生產(chǎn)中穩(wěn)定性不如離心好，常需要有經(jīng)驗(yàn)的工人從事操作。但如果分離介質(zhì)選擇恰當(dāng)和掌握好技術(shù)，對于一些密度差小離心難以分離的顆粒物質(zhì)?？扇砍?。第3章

14、沉淀與結(jié)晶 一 解釋名詞沉 淀: 由于物理環(huán)境變化（加入試劑、加熱等），改變?nèi)軇┖腿苜|(zhì)的能量平衡來降低溶質(zhì)溶解度，使溶質(zhì)生成固體顆粒沉降析出的現(xiàn)象。結(jié) 晶: 從均勻液相或氣相形成一定形狀、大小的分子、原子或離子有規(guī)則排列的固體顆粒的過程。（工業(yè)結(jié)晶一般以液相為主）鹽 析: 蛋白質(zhì)在高離子強(qiáng)度溶液中溶解度降低產(chǎn)生沉淀的現(xiàn)象。鹽 溶: 低鹽離子強(qiáng)度下，隨著離子強(qiáng)度增加蛋白質(zhì)溶解度升高的現(xiàn)象。鹽析結(jié)晶: 在高離子強(qiáng)度溶液中,蛋白質(zhì)形成一定形狀、大小的分子、原子或離子有規(guī)則排列的固體顆粒的過程。鹽析沉淀: 由于溶液中離子的加入試劑，改變?nèi)軇┖腿苜|(zhì)的能量平衡來降低溶質(zhì)溶解度，使溶質(zhì)生成固體顆粒沉降析出的

15、現(xiàn)象。硫酸銨飽和度: 指在100g硫酸銨溶液中硫酸銨在溶液中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)。晶 種: 在結(jié)晶法中，通過加入不溶的添加物即晶種，形成晶核，加快或促進(jìn)與之晶型或立體構(gòu)型相同的對映異構(gòu)體結(jié)晶的生長。晶 核：晶體的生長中心。晶 型：飽和溶液：如果向溶劑中加入足夠量的固體溶質(zhì)，一定時(shí)間后溶劑中的溶質(zhì)濃度不再升高，溶質(zhì)在固液之間達(dá)到平衡，此時(shí)溶液中的濃度稱為溶解度或飽和濃度；該溶液稱為飽和溶液。過飽和溶液：一定溫度、壓力下，當(dāng)溶液中溶質(zhì)的濃度已超過該溫度、壓力下溶質(zhì)的溶解度，而溶質(zhì)仍不析出的現(xiàn)象叫過飽和現(xiàn)象，此時(shí)的溶液稱為過飽和溶液。 飽和度：某種溶液的飽和度是指在100g該溶液中溶質(zhì)在溶液中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

16、二 簡答題1 根據(jù)加入沉淀劑的不同沉淀分離主要包括哪幾類？答：沉淀分離的主要方法： 1）鹽析沉淀法 2）有機(jī)溶劑沉淀法 3）|pH水 p I| Value調(diào)節(jié)法 4）親水聚合物沉淀法 5）聚電解質(zhì)絮凝法 6）高價(jià)金屬離子沉淀法 7）親和沉淀法2 常用的蛋白質(zhì)沉淀方法有哪些？有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)的機(jī)理什么？用乙醇沉淀蛋白質(zhì)時(shí) 應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？答：常用的蛋白質(zhì)沉淀方法有： 蛋白質(zhì)鹽析沉淀、蛋白質(zhì)等電點(diǎn)沉淀、有機(jī)溶劑沉淀法及運(yùn)用沉淀動力學(xué)沉淀法等。有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)的機(jī)理是：向蛋白質(zhì)溶液中加入有機(jī)溶劑，水的活度降低。隨著有機(jī)溶劑溶度的增大，水對蛋白質(zhì)分子表面荷電基團(tuán)的水化程度降低，液體的介電常數(shù)下降，

17、蛋白質(zhì)分子間的靜電引力增大，從而凝聚和沉淀。用乙醇沉淀蛋白質(zhì)時(shí) 應(yīng)注意的事項(xiàng)：1、低溫條件下操作可以提高收率和減少蛋白質(zhì)失活變性（加入有機(jī)溶劑為放熱反應(yīng)）；2、采用的有機(jī)溶劑必須與水互溶，與蛋白質(zhì)不發(fā)生作用；3、蛋白質(zhì)分子量越大，需要加入的溶劑量越少；4、一種蛋白質(zhì)的溶解度常會因?yàn)榱硪环N蛋白質(zhì)存在而降低；5、沉淀的蛋白如果不能再被溶解，可能已經(jīng)變性；6、很多酶和蛋白質(zhì)在20-50%（V/V）就能產(chǎn)生沉淀；當(dāng)溶劑量達(dá)到50%時(shí)，通常只有 分子量1500的蛋白留在溶液中；7、PH=PI時(shí)，需要加入的溶劑量減少；8、鹽析法沉淀的蛋白質(zhì)采用有機(jī)溶劑精制時(shí)必須與先進(jìn)行透析。3 影響鹽析的主要因素有哪些？

18、在工藝設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用？ 答：用Cohn經(jīng)驗(yàn)公式來看 lgS=-KsI 影響鹽析的主要因素有: ：與蛋白質(zhì)種類、溫度、pH有關(guān)，與無機(jī)鹽種類無關(guān)Ks：與無機(jī)鹽種類、蛋白質(zhì)種類（不同蛋白之間溶解度相差不超過1倍）有關(guān)，與溫 度、pH無關(guān).在工藝設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用？4 如何確定鹽析過程中需要加入硫酸銨的量？答：0300C 溶解度變化很小，加入水中后溶液體積會變大（必須考慮到）。 200C 1L加至飽和濃度時(shí)體積變大為：1.425L(實(shí)際應(yīng)加入) 761g 因此，要使1L溶液濃度由M1增加到M2需要加入多少克（NH4）2SO4需要按下式計(jì)算： 200C時(shí) G=533（M2-M1）/（4.05-0.3M2）

19、或533（S2-S1）/（100-0.3S2） 00C時(shí) G=505（M2-M1）/（3.825-0.285M2）或505（S2-S1）/（100-0.285S2）5 簡述有機(jī)溶劑沉淀的原理。答：有機(jī)溶劑沉淀的原理： 親水性有機(jī)溶劑加入溶液后降低了介質(zhì)的介電常數(shù)，使溶質(zhì)分子之間的靜電引力增加，聚集形成沉淀；水溶性有機(jī)溶劑的水合作用降低了自由水的濃度，壓縮了親水溶質(zhì)分子表面原有水化層的厚度，降低了它的親水性，導(dǎo)致脫水凝集。6沉淀與結(jié)晶有何不同？答：結(jié)晶為同類分子或離子以有規(guī)則排列形式析出，沉淀為溶質(zhì)分子或離子以無規(guī)排列形式析出，構(gòu)成成分復(fù)雜（目標(biāo)分子、雜質(zhì)、溶劑等）。（沉淀與結(jié)晶的聯(lián)系： 在本質(zhì)

20、上都是新相析出的過程，主要是物理變化，當(dāng)然也存在化學(xué)反應(yīng)的沉淀或結(jié)晶。）7 結(jié)晶操作的原理是什么？常用結(jié)晶器包括哪兩種類型？如何選擇結(jié)晶設(shè)備？答：結(jié)晶操作的基本原理：使溶液處于過飽和狀態(tài)。 工業(yè)結(jié)晶設(shè)備主要有： 冷卻式、 蒸發(fā)式（常壓蒸發(fā)、減壓蒸發(fā)） 結(jié)晶器的選擇：根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物溶解度曲線確定目標(biāo)產(chǎn)物溶解度隨溫度升高而顯著升高則可選用其中任何一類；否則只能選用蒸發(fā)式結(jié)晶設(shè)備。8 粒子大小與溶解度有何關(guān)系？答：粒子大小與溶解度：顆粒直徑越小，溶解度越大。 溶解度還與顆粒大小有關(guān)，微小顆粒的溶解度大于較大直徑的顆粒。從熱力學(xué)方法可得 到顆粒大小與溶解度的關(guān)系： （ C 普遍晶體溶解度 Cs半徑為rc

21、的晶體溶解度 結(jié)晶界面張力 Vm晶體摩爾體積 R氣體常數(shù) T絕對溫度 ）9 有哪些方法造成溶液過飽和？答：冷卻；蒸發(fā)結(jié)晶；加溶質(zhì)。10 繪制飽和溫度曲線和過飽和溫度曲線，并標(biāo)明穩(wěn)定區(qū)、亞穩(wěn)定區(qū)和不穩(wěn)定區(qū)。并簡述其意義11 影響硫酸銨鹽析效果的主要因素有哪些？公式Ig S=- Ks I 中、Ks各與什么因素有關(guān)？答：影響硫酸銨鹽析的因素：Ig S=- Ks I。式中, S為蛋白質(zhì)的溶解度(g/L)；I為離子強(qiáng)度；m 為鹽的摩爾濃度；值為蛋白質(zhì)在純水中(I=0時(shí))的假想溶解度對數(shù)值，是pH值和溫度的函數(shù)。在蛋白質(zhì)pI時(shí)最小，與蛋白質(zhì)種類、溫度、pH有關(guān)，與無機(jī)鹽種類無關(guān)；Ks 為鹽析常數(shù)，與鹽和蛋

22、白質(zhì)種類有關(guān)，與溫度和pH值無關(guān)。第4章 萃取 1萃?。菏抢萌苜|(zhì)在互不相溶的兩相之間分配系數(shù)的不同，使溶質(zhì)得到純化或濃縮，從而提取原料中目標(biāo)產(chǎn)物的方法。2反萃取(Back extraction) ： 調(diào)節(jié)水相條件，將目標(biāo)產(chǎn)物從有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相的萃取操作過程。3分配系數(shù)：溶質(zhì)在兩相中的總濃度之比。4有機(jī)溶劑萃?。河门c水互不相溶的有機(jī)溶劑作為萃取劑，利用生物物質(zhì)在兩相中分配系數(shù)的差異進(jìn)行分離的過程5分離因子：衡量分離的程度用分離因子表示6乳化：水或有機(jī)溶劑以微小液滴形式分散于有機(jī)相或水相中的現(xiàn)象。7膠 團(tuán)(micelles): 表面活性劑在連續(xù)的水相自發(fā)締合形成納米尺度水溶性聚集體。 是一種透明的

23、、熱力學(xué)穩(wěn)定的體系。8臨界膠束濃度：是S在水溶劑中形成膠束的最低濃度。 9.反 膠 團(tuán)(reverse micelles): 表面活性劑在連續(xù)有機(jī)溶劑中自發(fā)締合形成納米尺度水溶性聚集體，是一種透明的、熱力學(xué)穩(wěn)定的體系。1011溶解度參數(shù):是衡量液體材料相容性的一項(xiàng)物理常數(shù)。其物理意義是材料單位體積內(nèi)聚能密度的開平方12介電常數(shù): 是化合物mol極化程度的量度，又稱電容率。表征電介質(zhì)極化性質(zhì)的宏觀物理量。定義為電位移D和電場強(qiáng)度E之比D=E13 HLB值：親水親油平衡值。=(親水基團(tuán)的分子量/ 疏水基團(tuán)的分子量)*20 14萃取因數(shù):也稱萃取比，其定義為被萃取溶質(zhì)進(jìn)入萃取相的總量與該溶質(zhì)在萃余相

24、中總量之比。15帶溶劑: 帶溶劑是指易溶于溶劑中并能夠和溶質(zhì)形成復(fù)合物且此復(fù)合物在一定條件下又容易分解的物質(zhì)，也稱為化學(xué)萃取劑。對于水溶性強(qiáng)的溶質(zhì)，可利用脂溶性萃取劑與溶質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)生成脂溶性復(fù)合分子，使溶質(zhì)向有機(jī)相轉(zhuǎn)移。這種溶劑稱為帶溶劑16超臨界流體:是指超過臨界溫度與臨界壓力狀態(tài)的流體.17超臨界流體萃取:利用超臨界流體為萃取劑的萃取操作。18雙水相萃?。豪蒙镂镔|(zhì)在互不相溶的兩水相間分配系數(shù)的差異進(jìn)行分離的過程19液膜萃?。阂砸耗榉蛛x介質(zhì)、以濃差為推動力的液-液萃取與反萃過程結(jié)合為一體的分離過程。20多級逆流萃?。篜105二 簡答題1 生物物質(zhì)的萃取與傳統(tǒng)的萃取相比有哪些不同點(diǎn)？

25、答：生物萃取要盡可能保證分離目標(biāo)產(chǎn)物的活性。目標(biāo)分離物量少。還有超臨界流體萃取等新萃取技術(shù)的使用。2 溶劑萃取按參與溶質(zhì)分配的兩相不同而分為哪5類？有機(jī)溶劑萃取中產(chǎn)生乳化后使有機(jī)相和水相分層困難，一般會出現(xiàn)哪兩種夾帶？各產(chǎn)生什么后果？答：有機(jī)溶劑萃取，雙水相萃取，液膜萃取，反膠團(tuán)萃取，超臨界流體萃取兩種夾帶及后果：發(fā)酵液中夾帶有機(jī)溶劑微滴，使目標(biāo)產(chǎn)物受到損失； 有機(jī)溶劑中夾帶發(fā)酵液給后處理操作帶來困難。3 萃取過程（方式）設(shè)計(jì)分為哪幾種類型？答：混合-澄清式，多級錯流接觸萃取，多級逆流接觸萃取，分餾萃取，微分萃取4 pH 對弱電解質(zhì)的萃取效率有何影響？答：弱酸性電解質(zhì)分配系數(shù)雖ph減小而增大，

26、弱堿性電解質(zhì)相反。5發(fā)酵液乳化現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？對分離純化產(chǎn)生何影響? 影響乳濁液穩(wěn)定的因素主要有哪些？如何有效消除乳化現(xiàn)象？答：是發(fā)酵液中存在的蛋白質(zhì)和固體顆粒等物質(zhì)，這些物質(zhì)具有表面活劑性的作用，使有機(jī)溶劑和水的表面張力降低（乳化劑），產(chǎn)生兩種乳濁液： 油包水型W/O乳濁液、水包油型O/W型乳濁液。乳化后使有機(jī)相和水相分層困難，出現(xiàn)兩種夾帶：發(fā)酵液中夾帶有機(jī)溶劑微滴，使目標(biāo)產(chǎn)物受到損失；有機(jī)溶劑中夾帶發(fā)酵液給后處理操作帶來困難。影響因素：表面活性劑的種類，濃度影響表面張力，介質(zhì)黏度：較大時(shí)能增強(qiáng)保護(hù)膜的機(jī)械強(qiáng)度。液滴帶電：相同電荷的顆?；ハ嗯懦舛S持乳濁液穩(wěn)定。如何消除：P101在操作前，

27、對發(fā)酵液進(jìn)行過濾或絮凝沉淀處理，可除去大部分蛋白質(zhì)及固體微粒，防止乳化現(xiàn)象的發(fā)生。乳化產(chǎn)生后，采取適當(dāng)?shù)钠迫槭侄?物理方法：過濾或離心沉降乳化現(xiàn)象不嚴(yán)重，可采用的方法。 加熱 稀釋 吸附 加電解質(zhì)化學(xué)方法： 對于O/W型乳濁液，加入親油性表面活性劑，可使乳濁液從O/W型轉(zhuǎn)變成W/O型， 對于W/O型乳濁液，加入親水性表面活性劑，如SDS（十二烷基磺酸鈉）或PPB（溴代十五烷基砒碇）可達(dá)到破乳的目的。6 液液萃取從機(jī)理上分析可分為哪兩類？答：物理萃?。≒hysical extraction) ：根據(jù)相似相溶原理，溶質(zhì)在兩相之間達(dá)到分配平衡，萃取劑與溶質(zhì)之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的萃取操作?；瘜W(xué)萃取（Ph

28、ysical extraction) ：利用脂溶性萃取劑與溶質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成脂溶性復(fù)合分子，使溶質(zhì)優(yōu)先向有機(jī)相分配的萃取操作。7 常見物理萃取體系由那些構(gòu)成要素？答：萃取劑，原溶劑（稀釋劑），溶質(zhì)（被萃取的物質(zhì)）8 何謂萃取的分配系數(shù)？其影響因素有哪些？答：溶質(zhì)在兩相中的總濃度之比。影響因素：水相ph，溫度，無機(jī)鹽，有機(jī)溶劑或稀釋劑種類。9 何謂超臨界流體萃??？其特點(diǎn)有哪些？提高超臨界流體萃取選擇性的原則是什么？ 答：它是利用超臨界流體（supercritical fluid，SCF），即其溫度和壓力略超過或靠近臨界溫度（Tc）和臨界壓力（pc），物理性質(zhì)介于氣體和液體之間的流體作為萃取

29、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)到分離和提純的目的萃取操作。 特點(diǎn)：1）具有與液體同樣的凝聚力、溶解力。2）黏度小、擴(kuò)散系數(shù)接近氣體，有很高的萃取速度；滲透性好，可簡化預(yù)處理過程。3）密度隨T、P產(chǎn)生較大變化，對物質(zhì)萃取具有良好的選擇性，萃取后容易分離。提高超臨界流圖選擇性的基本原則： 1）操作溫度與臨界溫度接近2）超臨界流體化學(xué)性質(zhì)與目標(biāo)產(chǎn)物接近10何謂雙水相萃取? 影響生物分子在兩水相中分配的因素有哪些？常見的雙水相構(gòu)成體系有哪些？答：雙水相萃取是利用生物物質(zhì)在互不相溶的兩水相間分配系數(shù)的差異進(jìn)行分離的過程影響因素：成相聚合物分子量與濃度，無機(jī)鹽的種類和濃度，PH值，溫

30、度雙聚合物系統(tǒng)聚乙二醇(PEG)/葡聚糖(Dx)體系。聚合物與無機(jī)鹽的混合溶液，例如，PEG/磷酸鉀、PEG/磷酸銨、PEG/硫酸鈉等常用于生物產(chǎn)物的雙水相萃取。11 影響生物分子在兩水相中分配的因素有哪些？兩水相萃取應(yīng)用中最突出的問題是什么？答：因素（成相聚合物分子量與濃度，無機(jī)鹽的種類和濃度，PH值，溫度） 突出問題：表面張影響分配系數(shù)的因素好很多，給雙水相系統(tǒng)的選擇和設(shè)計(jì)帶來很大困難，成本，回收。12 反膠團(tuán)萃取特點(diǎn)有哪些？反膠團(tuán)溶解作用機(jī)理有哪幾種理論模型？答：P149，P15113 圖示單級萃取、多極錯流萃取、多極逆流萃取設(shè)備流程。答：P101,102,10514 圖示反膠束萃取多步

31、間歇混合澄清和連續(xù)萃取反萃取設(shè)備流程。答：P162,16315 圖示或簡述超臨界流體萃取的操作方法。P173答：等溫法：改變壓力、溫度不變；高壓萃取低壓分離。等壓法：改變溫度實(shí)現(xiàn)萃取。吸附法：利用選擇性吸附劑吸附目標(biāo)產(chǎn)物，有利于提高萃取選擇性。 第五章 吸附與離子交換一 解釋名詞吸附(adsorption)：溶質(zhì)從液相或氣相轉(zhuǎn)移到固相的現(xiàn)象。吸附劑(adsorbent)： 用于吸附操作的、在表面上能發(fā)生吸附作用的固體。吸附等溫線：即在一定溫度下，固體吸附量是濃度的函數(shù)。大網(wǎng)格樹脂吸附劑：有機(jī)高分子聚合物的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。具有選擇性好、解吸容易、機(jī)械強(qiáng)度好、流體阻力較小、價(jià)格高的特點(diǎn)。離子交換劑：

32、一種含有可解離基團(tuán)的物質(zhì)，常用作離子交換層析介質(zhì)，其解離基團(tuán)能與溶液中的其他離子起交換作用，可分為陽離子交換劑和陰離子交換劑。離子交換樹脂：帶有官能團(tuán)、具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、不溶性的高分子化合物。交換容量(exchange capacity) ：指單位質(zhì)量的干燥離子交換劑或單位體積的濕離子交換劑所能吸附的一價(jià)離子的毫摩爾數(shù)(mmol)。交聯(lián)度：合成樹脂中單體中DVB（二乙烯苯）的百分含量。（通常為812%）交聯(lián)度越大，樹脂越堅(jiān)固，在水中越不容易膨脹；達(dá)到平衡速度慢，選擇性高。 穿透點(diǎn)(breakthrough point):出口處溶質(zhì)濃度開始上升的點(diǎn)穿透曲線(breakthrough curve)：指

33、吸附塔中溶質(zhì)濃度的變化曲線二 簡答題1 影響吸附過程因素有哪些？如何選擇吸附分離的操作條件（包括吸附與解吸）？答：固體在溶液中的吸附比較復(fù)雜，影響因素也較多，主要有吸附劑、 吸附質(zhì)、溶劑的性質(zhì)以及吸附過程的具體操作條件等。主要因索 簡述如下（1.）吸附劑的特性（組成結(jié)構(gòu)、容量、穩(wěn)定性 ）（2）.吸附物的性質(zhì)（熔點(diǎn)、締合、離解、氫鍵等）（3.）溶劑（單、混合）2 親和吸附的原理和特點(diǎn)是什么？答：親和吸附原理：親和吸附依靠于涪質(zhì)和樹脂之間特殊的化學(xué)作用，這不同于依靠范德華力的傳統(tǒng)吸附及離子交換靜電吸附。親和吸附具有更高的選擇性，吸附劑由載體與配位體兩部分組成。載體與配位體之間以共價(jià)鍵或離子簇相連，

34、但載體不與溶質(zhì)反應(yīng)。相反，被束縛的配位體有選擇地與溶質(zhì)反應(yīng)，當(dāng)涪質(zhì)為大分子時(shí)，這種作用表示為“鑰匙和鑰匙”的機(jī)制，大致可分為三步： 配基固定化  選舞合適的配基與不溶性的支撐載體偶聯(lián)，或共價(jià)結(jié)合成具有特異親和性的分離介質(zhì)。 吸附樣品  親和吸附介質(zhì)選擇性吸附酶或其他生物活性物質(zhì)，雜質(zhì)與層折介質(zhì)問沒有親和作用，故不能被吸附而被洗滌去除。 樣品解析  選擇適宜的條件，使被吸附的親和介質(zhì)上的酪或其他生物活性物質(zhì)解吸。 親和吸陽的特點(diǎn)： 親和吸附酌最大優(yōu)點(diǎn)在于，利用它從租提液中經(jīng)過一次簡單的處理便可得到所需的高純度活性物質(zhì)。此外親和吸附具有對設(shè)備要求不高、操作簡便、適用范

35、圍廣、特異性強(qiáng)、分離速度快、分離效果好、分離條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)是親和吸附劑通用性較差，要分離一種物質(zhì)得重新制備專用的吸附劑；由于洗脫條件較苛刻，須很好地控制洗脫條件，以避免生物活性物質(zhì)的變性失話。3 常用的離子交換樹脂類型有哪些？影響離子交換速度的因素有哪些？ 答：離子交換樹脂有多種分類力濁，主要有四種：第種按樹脂骨架的主要成分分類，如聚苯乙烯型樹脂、聚丙烯酸測樹脂、環(huán)氧氯丙烷型多烯多胺型樹脂、酚醛型樹脂等；第二種按聚合的化學(xué)反應(yīng)分為共聚型樹脂和縮聚型樹脂；第三種按骨架的物理結(jié)構(gòu)分類，可分為凝膠型樹脂亦稱微孔樹脂、大網(wǎng)格樹脂亦稱大孔樹脂、以及均孔樹脂；第四種按活性基團(tuán)分類，分為含酸性基

36、團(tuán)陽離子交換樹脂和含堿性基閉的陰離子交換樹脂。由于活性基團(tuán)的電離程度強(qiáng)弱不同又可分為強(qiáng)酸性和弱酸性陽離子交換樹脂及強(qiáng)堿性和弱堿性陰離子交換樹脂。此外，還有含其他功能基團(tuán)的整合樹脂、氧化還原樹脂以及兩性樹脂等。 影響交換速度的因素有： 顆粒大?。唤宦?lián)度；  溫度；離子的化合價(jià)；離子的大??；攪拌速度；溶液濃度4、用于蛋白質(zhì)提取分離的離子交換劑有哪些特殊要求，主要有哪幾類？ 答：蛋內(nèi)質(zhì)是高相對分子質(zhì)量化合物，它的體積比無機(jī)離子大很多；蛋白質(zhì)是帶有許多可解高基團(tuán)的多價(jià)的兩性電解質(zhì)，在不同的pH值下，可以帶不同數(shù)目的正電荷或負(fù)電荷；蛋白質(zhì)有四級結(jié)構(gòu)，只有在溫和條件下，才能維持高級結(jié)構(gòu)，否則將遭

37、到破壞而變性。因此，陳一般樹脂具備的性能外，適用于蛋白質(zhì)分離純化用樹脂還需有特殊的性能，首先，必須具備良好的親水性；其次需具備均勻的大網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以容納大體積蛋白質(zhì)；選擇適當(dāng)電荷密度的交換劑，以免引起蛋白質(zhì)空間構(gòu)象變化導(dǎo)致失活粒度越小，分辨率越高，一般分為租、中粗、細(xì)、超細(xì)等不同規(guī)格，要求粒徑均勻；根據(jù)應(yīng)用目的的不同可選用工業(yè)級、分析級、生物級、分子生物級等不同級別的交換別。用于蛋白質(zhì)提取分離的離子交換劑主要有： 多糖類，以多糖為母體的離子交換劑是經(jīng)典的分離生物大分子的材料。纖維素、交聯(lián)葡萄糖、交聯(lián)瓊脂糖樹脂均為具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的親水性骨架，可允許生物大分子透過而不發(fā)生變性； 聚乙烯酵類； 聚丙烯酸經(jīng)

38、乙酯類； 系離子交換樹脂5 試比較固定床、膨脹床、流化床的優(yōu)缺點(diǎn)。固定床：優(yōu)點(diǎn)：流體在介質(zhì)層中基本上呈平推流，返混小，柱效率高。缺點(diǎn)：無法處理含顆粒的料液，因會堵塞床層，造成壓力降增大而最終使操作無法進(jìn)行。流化床：優(yōu)點(diǎn)：壓降小，可處理高黏度或固體顆粒的粗料液。不需要特殊吸附劑，設(shè)備操作簡單。缺點(diǎn)：存在嚴(yán)重的返混，特別是高徑比很小的流化床，使床層理論塔板數(shù)降低，吸附劑的利用率低。膨脹床：優(yōu)點(diǎn)： 綜合固定床和流化床的優(yōu)點(diǎn)，使吸附顆粒實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定分級，順利通過床層?？芍苯犹幚砭w發(fā)酵液或細(xì)胞勻漿液，提高目標(biāo)產(chǎn)物收率，降低分離純化過程成本。缺點(diǎn)：操作較復(fù)雜和繁瑣，需要一定的手工控制，多操作人員的技能和熟練

39、程度要求較高；必須控制料液在適當(dāng)濃度范圍內(nèi)；介質(zhì)的污染嚴(yán)重，需要嚴(yán)格的清洗和再生操作。6 離子交換劑性能評價(jià)主要包括哪些方面？各有什么意義？1外觀)大多數(shù)商品樹脂多制成球形，其直徑為0.21.2mm。球形的優(yōu)點(diǎn)是增大比表面積、提高機(jī)械強(qiáng)度和減少流體阻力。2膨脹度：膨脹是可逆地進(jìn)行的，其程度隨樹脂的交聯(lián)度、相反離子的種類和濃度、外部溶液的濃度而變化，交聯(lián)度大的樹脂，膨脹度小，因而由于實(shí)驗(yàn)條件的變化而引起的膨脹度的差異就小。但交聯(lián)度小的樹脂，會顯著膨脹或收縮，往往造成操作上的種種困難。3交聯(lián)度：樹脂的性質(zhì)隨著作為交聯(lián)劑的DVB的含量不同而有所差異。合成樹脂時(shí)，單體中DVB 的含量百分?jǐn)?shù)稱為交聯(lián)度，

40、在商品樹脂中，通常是8%12%。但合成時(shí)，通過改變它和苯乙烯的混合比，可制出不同含量的產(chǎn)品。一般說來，交聯(lián)度越大，樹脂越堅(jiān)固，在水中不易溶脹。而交聯(lián)度減少，樹脂變得柔軟，容易溶脹。4交換容量交換容量是單位質(zhì)量的干燥離子交換劑或單位體積的濕離子交換劑所能吸附的一價(jià)離子的毫摩爾數(shù)，是表征樹脂交換能力的主要參數(shù)。7 如何測定離子交換劑的交換容量？答：陽離子交換劑： 用HCl將其處理成氫型，稱重并測定其含水量；稱數(shù)克交換劑，加入到過量已知濃度的NaOH溶液，發(fā)生交換反應(yīng)，待反應(yīng)達(dá)到平衡后(強(qiáng)酸性的需要靜置24h，弱酸性的需靜置數(shù)日)，測定剩余的NaOH摩爾數(shù)，就可求得陽離子交換劑的交換容量。陰離子交換

41、劑： 用HCl將陰離子交換劑轉(zhuǎn)換成Cl型后，取一定量的Cl型交換劑，通入Na2SO4,用鉻酸鉀作指示劑，用硝酸銀溶液滴定流出液的Cl-，根據(jù)Cl-量計(jì)算交換容量。2R+Cl- + Na2SO4 R+2SO4= + 2 Na+Cl-第六章 膜分離一 解釋名詞1 膜：在一個(gè)流體相內(nèi)或兩個(gè)流體相之間將流體分隔成兩個(gè)部分的薄層聚合物 2膜分離：利用具有一定選擇性的過濾介質(zhì)（半透膜）作為選擇性障礙層，允許某些物質(zhì)通過，而截流混合物中的其他組分達(dá)到分離目的的操作單元3膜污染：膜在使用過程中盡管操作條件不變，但通量仍然下降的現(xiàn)象4膜組件：由膜、固定膜的支撐體、間隔物和收容這些部件的容器構(gòu)成的膜分離裝置5膜生

42、物反應(yīng)器：是將生物降解作用與膜的高效分離技術(shù)結(jié)合而成的一種新型高效的水處理設(shè)備與回用工藝。6微濾：又稱微孔過濾，一般精度范圍在哦微米以上，能過濾微米級的物質(zhì)，而大量溶劑小分子及大分子溶質(zhì)都能透過的膜分離過程。7超濾：利用膜的篩分性質(zhì)壓差為推動力，根據(jù)高分子溶質(zhì)間或高分子與小分子溶質(zhì)間相對分子質(zhì)量的差別進(jìn)行分離的方法。8納米過濾：以致密膜（也有人認(rèn)為納米膜是多孔膜，平均孔徑2nm，介于UF與RO之間），以壓力差為傳質(zhì)推動力，從溶液中分離分子量為200-1 000D小分子物質(zhì)的膜分離操作9滲透：水分子或其他熔劑分子通過半透膜，從相對濃度高的地方向相對濃度低的地方擴(kuò)散的現(xiàn)象10反滲透：對膜一側(cè)的料液

43、施加壓力，當(dāng)壓力超過它的滲透壓時(shí)，溶劑逆著自然滲透的方向滲透，這種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作為反滲透11透析：利用具有一定孔徑大小高分子溶質(zhì)不能透過的親水膜將含有高分子溶質(zhì)和其他小分子溶質(zhì)的溶液與純水或緩沖液分隔，在濃差的作用下，高分子溶液中的小分子溶質(zhì)透向另一側(cè)，而另一側(cè)的水透向高分子側(cè)。12滲透氣化：以滲透選擇性膜為介質(zhì)，基于溶質(zhì)膜透過性差別，在膜兩側(cè)蒸汽分壓差作用下，使溶液混合物質(zhì)部分蒸發(fā)從而達(dá)到分離目的13截留率：膜對溶質(zhì)的截留能力，可用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示二 簡答題1 簡述膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)答：1）處理效率高，設(shè)備易放大；操作方便，易于自動化；設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、維修成本低

44、。2）分離條件溫和，對于熱敏感物質(zhì)的分離很重要；3）化學(xué)與機(jī)械損害小，有利于減少產(chǎn)物失活；4）膜分離不涉及相變，能耗低。對能量要求低，與蒸餾、結(jié)晶和蒸發(fā)相比有較大的差異；5）有良好的選擇性，濃縮的同時(shí)可達(dá)到部分純化的效果；6）選擇適當(dāng)?shù)哪づc操作參數(shù)，可得到較高的產(chǎn)品收率；7）系統(tǒng)可在密閉的環(huán)境下操作，有利于防止外來污染；8）不需外加化學(xué)物質(zhì)，節(jié)約成本減少環(huán)境污染。2 膜分離型式包括哪幾主要類型（簡述或圖示過濾的基本形式）？各有何特點(diǎn)？ 答：A,微濾：同一般過濾，膜兩側(cè)的操作壓在，除去0.1um14um的顆粒 B超濾：消除了濾餅的阻力，過濾效率高；超濾回收率高；濾液的質(zhì)量好；減少處理步驟 C反滲

45、透：對膜一側(cè)的料液施加壓力溶劑逆著自然滲透的方向滲透，可用于海水淡化，抗生素和氨基酸等濃縮，回收有機(jī)溶劑等 D納米過濾：截留小分子物質(zhì)的同時(shí)能透析出鹽（集透析與濃縮為一體）；操作壓力低，節(jié)約動力 E透析：透析方法和設(shè)備簡單，價(jià)格低廉；實(shí)驗(yàn)室最常用的樣品脫鹽方法透析的速度緩慢；溶質(zhì)稀釋 F電透析:設(shè)備簡單;透析速度極快（提高幾十倍）; 電流直接指示電透析終點(diǎn); 減輕溶質(zhì)的稀釋 G電滲析: 可大規(guī)模生產(chǎn); 能耗高 H滲透氣化: 單級選擇性好; 過程操作簡單，易于掌握; 操作中無需加壓，不會造成膜壓密; 有相變，耗能高; 蒸發(fā)通量?。? 000g/m2.h，選擇性高的膜100g/m2.h）3 常用的

46、膜分離組件有哪些類型？請畫出四種市售膜分離裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 答： 管式膜組件 平板式膜組件 中空纖維式膜組件 螺旋卷式膜組件4 膜污染有哪些途徑造成？如何有效防止和清除膜污染？答：污染的原因有A、凝膠極化引起的凝膠層，阻力為Rg B、溶質(zhì)在膜表面的吸附層，阻力為Ras C、膜孔堵塞，阻力為Rp D、膜孔內(nèi)溶質(zhì)吸附，阻力為Rap膜的清洗一般選擇水、鹽溶液、稀酸、稀堿、表面活性劑、絡(luò)合劑、氧化劑和酶溶液等為清洗劑，一般采用的清洗方法有反向清洗，試劑置換，化學(xué)降解消化。具體采用何種清洗劑和清洗方法根據(jù)具體的膜確定。在采用有效清洗的同時(shí)，需要采取必要措施預(yù)防或減少膜污染，一般可從膜的預(yù)處理(用乙醇浸泡

47、聚砜膜)，料液預(yù)處理(調(diào)pH，預(yù)過濾)，開發(fā)抗污染膜，臨界壓力操作等方面進(jìn)行。5 錯流微濾與傳統(tǒng)過濾相比有何優(yōu)點(diǎn)？如何使用助濾劑? 答：與傳統(tǒng)過濾性比，錯流過濾有如下優(yōu)點(diǎn)：A 透過通量大；B 濾液澄清，菌體回收率高；C 不須添加助濾劑或絮凝劑，回收的菌體純凈，有利于進(jìn)一步分離操作（如菌體的破碎、胞內(nèi)產(chǎn)物的回收等）。D 適合于大規(guī)模連續(xù)操作；E 易于進(jìn)行無菌操作，防止雜菌污染助濾劑的方法：當(dāng)濾漿中含有極細(xì)的顆粒時(shí)，在濾過介質(zhì)上構(gòu)成了致密的細(xì)孔道的濾餅，或梗塞過濾介質(zhì)的孔道，使濾過無法進(jìn)行。別的當(dāng)濾漿中含有粘性或膠凝性或高度可緊縮性 顆粒時(shí)，構(gòu)成的濾餅對濾液的阻力很大。這時(shí)可將助濾劑加入濾漿，形成

48、松散的濾餅，使濾液暢流。6 制造膜的材料種類主要包括哪3大類？為實(shí)現(xiàn)高效膜分離，對膜材料有些什么要求？超濾、微濾的MWCO大致分別在什么范圍？ 答：高分子材料（包括天然和合成），無機(jī)材料，復(fù)合材料對膜材料的要求: A、起過濾作用的有效膜厚度小，超濾和微濾的孔隙率高，過濾阻力小；B、不吸附被分離物質(zhì)，從而膜不易污染和堵塞；C、使用的pH和溫度范圍廣，耐高溫滅菌，耐酸堿清洗，穩(wěn)定性高；D、使用壽命長：經(jīng)濟(jì)；E、易通過清洗恢復(fù)透過性能；F、適應(yīng)性廣：滿足實(shí)現(xiàn)分離的各種要求，如對菌體細(xì)胞的截留，對生物大分子的通透性或截留作用超濾MWCO大概為0.0010.02 µm ，120 nm 微濾為0

49、.02520 µm7 影響膜截留率的因素有哪些？答：A、分子特征：分子量相同時(shí)，線形分子截留率較低；支鏈分子較高，球狀分子最大B、電荷：對于荷電膜，膜相同的分子截留率低；反之，截留率較高C、膜吸附：溶質(zhì)與膜有相互吸附的，截留率高；相反，截留率較低D、其他高分子的影響：a、競爭性抑制；b、濃度的極現(xiàn)象使膜表面的濃度高于主體濃度E、操作條件：溫度升高，黏度下降，則截留率降低膜面流速增大，則濃度極化減低，截留率升高F、pH 值：當(dāng)料液的pH值等于蛋白質(zhì)的pI時(shí)，溶質(zhì)的截留率高于其他pH下的截留率8 簡述濃差極化模型理論要點(diǎn)答：1濃度極化現(xiàn)象：在膜分離操作中，所有溶質(zhì)均被透過液傳送

50、到膜表面，不能完全透過膜的溶質(zhì)受到膜的截留作用，在膜表面附近濃度升高。這種在膜表面附近濃度高于主體濃度的現(xiàn)象謂之濃度極化2透過膜的通量（m3/s）一般表示為:Jv=P- 由于不能完全通過膜的溶質(zhì)受到膜面阻力吸附在膜上形成極化層也會形成阻力， 故有：當(dāng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，溶質(zhì)對流進(jìn)入膜單元的速度等于透過膜的速度和反擴(kuò)散速度之和： 邊界條件為：C=Cb X=0 JvCp=JvC-D*dc/dx C=Cm X= 利用上述邊界條件積分的濃差極化方程： 第七章 層析一、名詞解釋：層析：是利用混合物中各組分在兩相中分配系數(shù)不同，當(dāng)流動相推動樣品中的組分通過固定相時(shí)，在兩相中進(jìn)行連續(xù)反復(fù)多次分配，從而形成差速移動，

51、達(dá)到分離的方法。色譜峰：一種組分通過色譜柱時(shí)由于遷移速度和分子離散，再流出層析柱過程的峰形濃度分布稱為色譜峰。色譜圖 ：一種組分通過色譜柱時(shí)由于遷移速度和分子離散，再流出層析柱過程的峰形濃度分布稱為色譜峰。峰高： 色譜峰頂與基線間的垂直距離比移值：溶質(zhì)譜帶平均移動速度與流動相平均移動速度之比相對保留值：某組份2與組份1的校正保留值之比， 試樣從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)峰極大點(diǎn)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間與不被固定相吸附或溶解的物質(zhì)進(jìn)入色譜柱時(shí)，從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值所需的時(shí)間之差為校正保留時(shí)間。峰底分離度：兩個(gè)相鄰組分保留值之差與峰底平均寬度之比。凝膠層析：利用凝膠粒子為固定相，依據(jù)篩分原理，根據(jù)料液中溶質(zhì)分子的相對分

52、子質(zhì)量進(jìn)行分離。離子交換層析：利用離子交換劑為固定相，根據(jù)荷電溶質(zhì)與離子交換劑之間靜電相互作用力的差別進(jìn)行溶質(zhì)分離的洗脫層析法。疏水相互作用層析： 是利用表面偶聯(lián)弱疏水性基團(tuán)（疏水性配基）的疏水性吸附劑為固定相，根據(jù)蛋白質(zhì)與疏水性吸附劑之間的弱疏水性相互作用的差別進(jìn)行蛋白質(zhì)類生物大分子分離純化的一種層析法。層析聚焦：基于離子交換的原理。根據(jù)兩性電解質(zhì)分子間等電點(diǎn)的差別進(jìn)行分離純化的洗脫色譜法。反相層析：利用表面非極性的反相介質(zhì)為固定相，極性有機(jī)溶劑的水溶液為流動相，是根據(jù)溶質(zhì)極性的差別進(jìn)行分離純化的洗脫色譜法。親和層析：利用生物分子之間的親和作用進(jìn)行分離純化的洗脫色譜法.二、簡答題：1層析裝置的基本部件A：色譜柱B：恒流泵C：檢測器D：記錄儀F ：部分收集器書上P250有柱層析裝置簡圖2層析技術(shù)分類：凝膠過濾層析，離子交換層析，反相層析