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生物分离工程题库+答案

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《生物分离工程》题库

一、填充题

1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除 ,I 产物分离 ,P 纯化 和P 精

制 ;

2. 发酵液常用的固液分离方法有 过滤 和 离心 等;

3. 离心设备从形式上可分为 管式 , 套筒式 , 碟片式 等型式;

4. 膜分离过程中所使用的膜,依据其膜特性(孔径)不同可分为 微滤膜 , 超滤膜 ,

纳滤膜 和 反渗透膜 ;

5. 多糖基离子交换剂包括 离子交换纤维素 和 葡聚糖凝胶离子交换剂 两大类;

6. 工业上常用的超滤装置有 板式 , 管式 , 螺旋式和 中空纤维式 ;

7. 影响吸附的主要因素有 吸附质的性质 , 温度 , 溶液pH 值 , 盐的浓度 和 吸附物的浓度与吸附剂的用量 ;

8. 离子交换树脂由 网络骨架 (载体) , 联结骨架上的功能基团 (活性基) 和 可

交换离子 组成。

9. 电泳用凝胶制备时,过硫酸铵的作用是 引发剂( 提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚

合所必需的自由基) ;

甲叉双丙烯酰胺的作用是 交联剂(丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作

用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链) ;

TEMED 的作用是 增速剂 (催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的

聚合 );

10 影响盐析的因素有 溶质种类 , 溶质浓度 , pH 和 温度 ;

11.在结晶操作中,工业上常用的起晶方法有 自然起晶法 , 刺激起晶法 和 晶种起晶法 ;

12.简单地说离子交换过程实际上只有 外部扩散 、内部扩散 和化学交换反应 三步;

13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时,通常遵循Langmuir 吸附方程,其形式为c

K c q q 0+= 14.反相高效液相色谱的固定相是 疏水性强 的,而流动相是 极性强 的;常用的固定相有C 8 辛烷基 和 十八烷基C 18 ;常用的流动相有 乙腈 和 异丙醇 ;

15.超临界流体的特点是与气体有相似的 粘度和扩散系数 ,与液体有相似的 密度 ;

16.离子交换树脂的合成方法有 加聚法 和 逐步共聚法 两大类;

17.常用的化学细胞破碎方法有 渗透冲击法 , 酶消化法,增溶法 , 脂溶法和 碱处理法 ;

18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其 等电点 的不同;

19.离子交换分离操作中,常用的洗脱方法有 静态洗脱 和 动态洗脱 ;

20.晶体质量主要指 晶体大小 , 形状 和 纯度 三个方面;

21.亲和吸附原理包括 配基固定化 , 吸附样品 和 样品解析 三步;

22.根据分离机理的不同,色谱法可分为 吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱

23.盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的Cohn 方程为 lgS=β-K s I ;当 在一定pH 和温度下,

改变体系离子强度(盐浓度)进行盐析的方法 称为Ks 盐析法;当 在一定离子强度下,改变pH 和温度进行盐析 称为β盐析法;

24.蛋白质分离常用的色谱法有 免疫亲和色谱法, 疏水作用色谱法 , 金属螯合色谱法 和 共价作用色谱法 ;

电泳制胶时,加入十二烷基磺酸钠(SDS )的目的是消除各种待分离蛋白的 分子形状 和 电荷 差异,而将 分子量 作为分离的依据;

26.常用的蛋白质沉析方法有 等电点沉析法, 盐析法 和 有机溶剂沉析 ;

27.常用的工业絮凝剂有 有机高分子聚合物 和 无机高分子聚合物 两大类;

28.典型的工业过滤设备有 板框压滤机 、 垂直叶片式硅藻土过滤机 和 真空转鼓过滤

机 ;

29.常用离心设备可分为 离心沉降设备 和 离心过滤设备 两大类;

30.根据物化理论,萃取达到平衡时,溶质在萃取相和萃余相中的 化学势 相等;

31.根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同,可将吸附分为 物理吸附 、 化学吸附 和 交换 吸附;

32.影响亲和吸附的因素有 配基浓度 、 空间位阻 、 配基与载体的结合位点 、 微环境 和 载体孔径 ;

33.阳离子交换树脂按照活性基团分类,可分为 强酸性阳离子交换树脂 、 弱酸性 和 中强酸性 ;其典型的活性基团分别有 3 、 COOH - 、2)(OH PO -;

34.阴离子交换树脂按照活性基团分类,可分为强碱性、 弱碱性 和 中强碱性 ;其典型的活

性基团分别有-+OH CH RN 33)(、2NH -、兼有以上两种基团;

Sepharose 是 阴 离子交换树脂,其活性基团是2

5252)(H C NH H C O ----;

Sepharose 是 阳 离子交换树脂,其活性基团是COOH CH O 2--;

37.影响离子交换选择性的因素有 离子水合半径 、 离子价 、 离子强度 、 溶液pH 、 有机溶剂 、和 交联度、膨胀度、分子筛 ;

38.离子交换操作一般分为 静态 和 动态 两种;

39.蛋白质等生物大分子,在溶液中呈稳定的分散状态,其原因是由于静电斥力作用 和 水化膜层 ;

40.盐析用盐的选择需考虑 盐析作用要强 、 盐析用盐需有较大的溶解度 、 受温度影响小、 盐必须是惰性的、 来源丰富、经济 等几个方面的因素;

41.影响有机溶剂沉淀的因素有 温度 、 溶液pH 、 离子强度、 样品浓度 和 金属离子的助沉作用;

42.常用的超滤装置有 板式 、 管式 、 螺旋式 和 中空纤维式 ;

43.依据电泳原理,现有电泳分离系统可分为 移动界面电泳、 区带电泳 和稳态电泳 ;

44.依据建立pH 梯度的原理不同,等电聚焦(IEF )可分为 载体两性电解质电泳 和同相电泳;

45.双相电泳中,第一相是 等电聚焦 ;第二相是 SDS-PAGE ;

46.结晶包括三个过程 过饱和溶液的形成 、 晶核的形成 和 晶体生长 ;

47.过饱和溶液的形成方法有 热饱和溶液冷却 、 部分溶剂蒸发 、 真空蒸发冷却法、 化学反应结晶法 和 盐析法 ;

48.晶核自动形成时,体系总的吉布斯自由能的改变ΔG 由 表面过剩吉布斯自由能ΔG S 和 体积过

剩吉布斯自由能ΔG V 组成;

49.物料中所含水分可分为 机械结合水 、 物化结合水 和 化学结合水 三种;

50.根据干燥曲线,物料干燥可分为 恒速干燥 和 降速干燥 两个阶段;

51.工业生产中常用的助滤剂有 硅藻土 和 珍珠岩 ;

52.液-液萃取从机理上分析可分为 物理萃取 和 化学萃取 两类;

53.基本的离子交换过程由 外部扩散 、 内部扩散 和 化学交换 组成;

54.吸附包括 将待分离的料液通入吸附剂中 , 吸附质被吸附到吸附剂表面 ,料液流出 和 解吸 四个过程组成;

55.大孔网状吸附剂有 非极性 , 中等极性 和 极性 三种主要类型;

56.亲和吸附剂表面连接的“手臂链”的作用是 降低空间位阻的影响 ;

57.根据修饰基团的不同,离子交换树脂可分为强酸性阳离子交换树脂,强碱性阴离子交换树脂,弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂等四大类;

58.根据聚合方法,离子交换树脂的合成方法可分为加聚法和缩聚法两类;

59.根据聚合单体,离子交换树脂的合成方法可分为共聚法和均聚法两类;

60.影响离子交换速度的因素有颗粒大小、交联度、温度、离子化合价、离子大小、搅拌速率和溶液浓度;

61.分配色谱的基本构成要素有载体、固定相和流动相;

62.反相色谱常用的流动相有乙腈和异丙醇等;

63.反相色谱常用的固定相有 C

8 和 C

18

等;

系列的离子交换树脂的载体是琼脂糖凝胶注:葡聚糖凝胶(sephadex系列);

65.分子筛色谱(凝胶色谱)的主要应用是脱盐、生物大分子的分离;

66.因重复被删

67.根据膜材料的不同,常用的膜可分为合成有机聚合物膜和无机材料膜

两类;

68.根据膜结构的不同,常用的膜可分为对称性膜、不对称膜和复合膜三类;

69.强制膜分离过程是指超滤和反渗透过程;

70.电泳系统的基本组成有电泳槽、电源、灌胶模具、外循环恒温系统、凝胶干燥器、电泳转移装置、电泳洗脱仪和凝胶扫描和摄录装置;

71.电泳后,样品的主要染色方法有考马斯亮蓝和银染法;

-PAGE电泳中,SDS的加入是为了消除不同样品分子间形状和电荷的差异;加入二硫叔糖醇的目的是强还原剂,破坏半胱氨酸间的二硫键;

73.电泳过程中,加入溴酚兰的目的是指示蛋白的迁移位置;

74.固体可分为晶体和无定形固体两种状态;

75.因重复被删

76.结晶的前提是溶液达到过饱和状态;结晶的推动力是过饱和度;

77.根据晶体生长扩散学说,晶体的生长包括溶质通过扩散作用穿过靠近晶体表面的一个滞流层,从溶液中转移到晶体的表面、到达晶体表面的溶质长入晶面,使晶体增大,同时放出结晶热和结晶热传递回到溶液中三个过程;

78.影响晶体生长的主要因素有杂质、搅拌和温度;

79.超临界流体萃取过程中溶质与溶剂分离的常用方法有 改变温度 和 压力 ;

80.常用于描述吸附过程的数学模型有 langmuir 吸附模型 和 freundlich 吸附模型 ,其形式分别为c

K c q q 0+=和n Kc q =; 二. 讨论题

1.请结合图示简述凝胶排阻色谱(分子筛)的分离原理;

答:凝胶排阻色谱的分离介质(填料)具有均匀的网格结构,其分离原理是具有不同分子量的溶质分子,在流经柱床是,由于大分子难以进入凝胶内部,而从凝胶颗粒之间流出,保留时间短;而小分子溶质可以进入凝胶内部,由于凝胶多孔结构的阻滞作用,流经体积变大,保留时间延长。这样,分子量不同的溶质分子得以分离.

2.绘制结晶过程中饱和曲线和过饱和曲线图,并简述其意义;

答:结晶过程中的饱和温度曲线和不饱和温度曲线的简图如右图所示:

S-S 曲线为饱和温度曲线,在其下方为稳定区,在该区域溶液为不饱和溶液,不会自发结晶; T-T 曲线为过饱和温度曲线,在其上方为不稳定区,能够自发形成结晶;

S-S 曲线和T-T 曲线之间为亚稳定区,在该区域,溶液为过饱和溶液,但若无晶种存在,也不能自发形成晶体

3.何谓亲和吸附,有何特点?

答:亲和吸附是吸附单元操作的一种,它是利用亲和吸附剂与目标物之间的特殊的化学作用实现的高效分离手段。亲和吸附剂的组成包括:惰性载体、手臂链、特异性亲和配基。

亲和吸附的特点是高效、简便、适用范围广、分离速度快、条件温和,但载体制备难度大,通用性差,成本较高。

4.简述结晶过程中晶体形成的条件;

答:结晶过程包括过饱和溶液的形成、晶核的形成及晶体的生长三个过程,其中溶液达到过饱和状态是结晶的前提,过饱和度是结晶的推动力。

5.试比较常规聚丙稀酰胺凝胶电泳与SDS PAGE 的分

离原理; 答:常规聚丙烯酰胺凝胶电泳和SDS-PAGE 均为凝胶

电泳的一

种。

聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质是依据其电荷(性

质、荷电量)、分子形状和分子大小(分子量)差异实现分离

的; SDS-PAGE 由于加入了SDS 和强还原剂(DTT 等),破

坏了蛋白质分子的高级(二级、三级、四级)结构,并与蛋白

质形成荷大量负电荷的聚合物,消除了不同蛋白质分子电荷及

分子形状差异,而仅将分子量差异作为分离依据,常用于测定未知蛋白质的亚基分子量。

6.简述生物分离过程的特点;

答:①产品的品种很多;②生物物质分离的难度比一般化工产品大。

7.试比较凝聚和絮凝两过程的异同;

答:凝聚,从作用机理来看,是指胶体和分散系双电层压缩、ζ电位破坏、电性中和而脱稳并聚集为絮粒的过程。

絮凝,从工艺上看,是指絮粒通过吸附、交联、网捕,聚结为大絮体沉降的过程。采用凝聚方法得到的凝聚体,颗粒常常是比较细小的,有时还不能有效地分离。

8.简述超临界流体萃取的原理及其特点;

答:超临界流体萃取是利用超临界流体具有的类似气体的扩散系数,以及类似液体的密度(溶解能力强)的特点,利用超临界流体为萃取剂进行的萃取单元操作。其特点是安全、无毒、产品分离简单,但设备投资较大。

9.何谓反微团,反微团萃取?其特点有哪些?

答:反微团是表面活性剂在非极性有机溶剂中形成的一种聚集体。

反微团萃取是将表面活性剂溶于水中,使其浓度超过微团浓度

优点:①极性“水核”具有较强的溶解能力;

②生物大分子由于具有较强的极性,可溶解于极性水核中,防止与外界有机溶剂接触,减少变性作用;

③由于“水核”的尺度效应,可以稳定蛋白质的立体结构,增加其结构的刚性,提高其反应能力。

10.何谓色谱的理论塔板数,如何计算?

答:理论塔板数反应不同时刻溶质在色谱柱中的分布以及分离度与柱高之间的关系。

22/1)(54.5W t N R = 2)(16b

R W t N = N-理论塔板数 t R -保留时间 W 1/2半峰宽 W b -峰底宽 11.简述疏水层析的原理,并说明基本操作步骤;

答:在载体表面连接上疏水的直链碳链或其他疏水基团,可以与蛋白质的某些疏水基团相互作用,从而实现多组分的分离。

在高盐浓度下,蛋白质表面的疏水区域暴露,固定相表面修饰了一些疏水基团,这样蛋白质的疏水部分即可与固定相发生较强的疏水相互作用,从而被结合在固定相表面,而一旦降低流动相的盐浓度即可实现蛋白质的洗脱。

12.简述等电点沉析的基本原理;

答:两性电解质在溶液pH 处于等电点(pI)时,分子表面净电荷为零,导致赖以稳定的双电层及水化膜的削弱或破坏,分子间引力增加,溶解度降低。调节溶液的PH 值,使两性溶质溶解皮下降,析出沉淀。

13.简述有机溶剂沉析的原理;

答:向水溶液中加入一定量亲水性的有机溶剂,降低溶质的溶解度,使其沉淀析出的分离纯化方法称为有机溶剂沉析法。机理主要有两点:

① 水性有机溶剂加入溶液后降低了介质的介电常数,使溶质分子间的静电引力增加,聚集形成沉

淀。

②水溶性的有机溶剂本身的水合作用降低了自由水的浓度,压缩了亲水溶质分子表面原有水合层

的厚度,降低了它的亲水性,导致脱水聚集。

14.简述盐析原理;

答:①由于盐离子与蛋白质表面具相反电性的离子基团结合,形成离子对,盐离子部分中和了蛋白质的电性,是蛋白质分子之间排斥作用减弱而能相互靠拢,聚集起来;

②由于中性盐的亲水性比蛋白质大,盐离子在水中发生水合而使蛋白质脱去了水合膜,暴露出疏水区域,由于疏水区域的相互作用,使其沉淀。

15.结合SDS PAGE电泳的分离原理说明未知蛋白质分子量的测定方法;

答:以不同分子量的标准蛋白进行SDS-PAGE电泳得到不同标准蛋白的电泳迁移率,制作标准曲线,然后对未知蛋白在相同条件下进行SDS-PAGE电泳,测定迁移率,从标准曲线得到相应的分子量。

16.请说明在进行SDS PAGE电泳之前,样品的处理方法,并解释其原因;

答:样品处理方法:加入SDS和还原剂DTT.

原因:SDS-PAGE由于加入了SDS和强还原剂,破坏了蛋白质分子的高级结构,并与蛋白质形成带大量负电荷的聚合物,消除了不同蛋白质分子电荷及分子形状的差异,而仅将分子量差异作为分离的依据,常用于测定未知蛋白质的亚基分子量。

17.简述载体两性电介质梯度等电聚焦(IEF)的分离原理;

答:在支持介质中加入载体两性电解质,通以直流电后在两极之间形成稳定、连续和线性的pH梯度,当带电的蛋白质分子进入该体系时,便会产生移动,并聚集于相当其等电点的位置。

18.何谓反渗透膜分离,其特点是什么?

答:反渗透过程是用一种半透膜把两种不同浓度的溶液隔开,只是纯溶剂通过膜,而低分子量的化合物被截留。因此,操作压力比超滤大得多。

特点:操作压力大,适用于小分子物质浓缩,最常用于纯水的制备。

19.结晶的必备条件是什么?

答:溶液达到过饱和状态

20.细胞破碎时应注意的事项有哪些?

21.离子交换分离单元的基本过程有哪几部分?

答:①样品准备②离子交换剂和层析剂的制备③上样④目的蛋白的洗脱⑤洗脱液的鉴定和回收⑥离子交换剂的再生和储存

22.简述反相色谱分离原理;

答:在层析支持物上涂上一层高碳原子的疏水性强的烷烃类,洗脱液用极性强的溶剂,则被分离样品中的极性强的物质不被吸附,最先洗下来,得到较好的分离效果。

23.试比较物理吸附与化学吸附过程;

答:物理吸附吸附剂与吸附质之间的作用力是分子间作用力,物理吸附无选择性,吸附量可因物系

不同而相差很多,可在低温下进行,不需要较高活化能,可以是单分子层也可以是多分子层。

化学吸附在吸附质与吸附剂之间有电子转移,形成化学键,因此化学吸附需要较高的活化能,需要在较高温度下进行,化学吸附放出的热量很大,只能是单分子层吸附,且不易吸附和解吸,平衡慢,化学吸附选择性较强

24.何谓强制膜分离过程?主要包含哪些单元操作?

答:包括超滤和反渗透。

25.简述活性炭的吸附规律?

答:活性炭是非极性吸附剂,因此在水溶液中吸附力最强,在有机溶剂中吸附力较弱。在一定条件下,活性炭对不同物质的吸附力不同,一般遵循下列规律:

②极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团少的化合物;

②对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物;

③性炭对分子量大的化合物的吸附力大于分子量小的化合物;

④酵液的pH与活性炭的吸附率有关;

⑤活性炭吸附溶质的量在达到平衡前一般随温度提高而增加,但在提高温度时应考虑到溶质对热

的稳定性。

生物分离工程试题

山科大生物分离工程试题( A )卷 一、填充题(40分,每小题2分) 1. 生物产品的分离包括R ,I ,P 和P 。 2. 发酵液常用的固液分离方法有和等。 3. 离心设备从形式上可分为,,等型式。 4. 膜分离过程中所使用的膜,依据其膜特性(孔径)不同可分为,和; 5. 多糖基离子交换剂包括和两大类。 6. 工业上常用的超滤装置有,,和。 7. 影响吸附的主要因素有,,,,和。 8. 离子交换树脂由,和组成。 9. 电泳用凝胶制备时,过硫酸铵的作用是;甲叉双丙烯酰胺的作用 是;TEMED的作用是; 10 影响盐析的因素有,,和; 11.在结晶操作中,工业上常用的起晶方法有,和; 12.简单地说,离子交换过程实际上只有,和三个步骤; 13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时,通常遵循Langmuir吸附方程,其形式为; 14. 反相高效液相色谱的固定相是的,而流动相是的;常用的固定相有和;常用的流 动相有和; 15.超临界流体的特点是与气体有相似的,与液体有相似的; 16.离子交换树脂的合成方法有和两大类; 17.常用的化学细胞破碎方法有,,,和; 18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其的不同; 19.离子交换分离操作中,常用的洗脱方法有和; 20. 晶体质量主要指,和三个方面; 三.计算题(30分) 1、用醋酸戊酯从发酵液中萃取青霉素,已知发酵液中青霉素浓度为0.2Kg/m3,萃取平衡常数为K=40,处理能力为H=0.5m3/h,萃取溶剂流量为L=0.03m3/h,若要产品收率达96%,试计算理论上所需萃取级数?(10分) 2、应用离子交换树脂作为吸附剂分离抗菌素,饱和吸附量为0.06 Kg(抗菌素)/Kg(干树脂);当抗菌素浓度为0.02Kg/m3时,吸附量为0.04Kg/Kg;假定此吸附属于Langmuir等温吸附,求料液含抗菌素0.2Kg/m3时的吸附量(10分) 3、一种耐盐细胞其能积累细胞内低分子量卤化物,适应高渗透压,能在含有0.32mol/LNaCl, 0.02mol/LMgCl2, 0.015mol/LCaCl2, 0.01mol/LFeCl3 的培养基这培养,当其从含盐量高的培养基中转移至清水中,在数分钟内能将胞内

生物分离工程实验

PART B 生物分离工程实验 实验十二香菇多糖的分离提取 一、实验目的 让学生了解香菇多糖的理化性质及提取工艺流程,掌握真空浓缩技术。 二、实验原理 香菇是一种药食两用真菌,具有提高免疫力、抗癌、降糖等多种生理功能。水溶性多糖作为香菇主要活性成分之一,主要以β-1,3-葡聚糖的形式,分子量从几万到几十万不等。通过有机溶剂提取,真空浓缩技术进行分离提取。 三、实验材料与试剂 原料:干香菇500g 试剂:氯仿、正丁醇、医用纱布、浓硫酸、重蒸酚、工业酒精 四、实验仪器 组织捣碎机、水浴锅、旋转蒸发器、1cm比色皿、751分光光度计、电子天平、台式离心机、试管、量筒、烧杯、玻璃棒 五、提取工艺流程 1. 1kg干香菇切成小块,以1:10(重量比)加入水,用组织捣碎机进行均质; 2. 取200mL均质液放入1L烧杯中,再加入300mL蒸馏水,加热至沸后,温 火煮沸1小时,(注意:煮沸过程中用玻璃棒不断搅拌,以免烧杯底部发生糊结;并间歇加入少量水,使杯内液体体积保持在500mL左右; 3. 加热完毕后,将杯内液体用8层纱布过滤,除去残渣,上清液转入另一烧杯 中; 4. 将上清液倒入圆底烧瓶中,在旋转浓缩仪上进行浓缩,浓缩条件为-0.1MPa 、 60℃,浓缩液体积至100mL左右停止; 5. 将浓缩液在1×10000g离心10min,将上清液转入另一烧杯,除去残渣; 6. 上清液中加入等体积的氯仿正丁醇浓液(体积比为4:1),搅拌5min,静置 30分钟; 7. 将混合液体在1×5000g下离心20min,分离水相;

8. 在水相中加入终浓度为80%的酒精,搅拌均匀,静置20min,1×5000g下离 心10min; 9. 取出沉淀物,放入已称重的干燥表面皿中,在真空干燥箱中80℃下真空干燥; 10. 干燥后,称重,计算多糖的产率; 11. 准确称取干燥后多糖20mg于500ml容量瓶中,加水定容; 12. 取定容液2ml加入6%苯酚1ml,混匀,再加入浓硫酸5ml,混匀,放置20min 后,于490nm测吸光度; 13. 葡萄糖标准曲线的制定:准确称取葡萄糖20mg定容于500ml容量瓶中,分 别取0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6及1.8ml,补水至2ml,依12步骤反应液,并分别测吸光度,根据葡萄糖浓度和吸光度绘制标准曲线; 14. 根据香菇多糖吸光度和葡萄糖标准曲线,计算多糖纯度。 六、思考题 1. 根据以上实验步骤,表达多糖产率及纯度的计算公式; 2. 利用所学生物化学知识,分析多糖沉淀原理。

生物分离工程期末考试试卷B

试卷编号: 一、名词解释题(本大题共3小题,每小题3分,总计9分) 1.Bioseparation Engineering:回收生物产品分离过程原理与方法。 2.双水相萃取:某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相, 并且在两相中水分均占很大比例,即形成双水相系统(two aqueous phase system)。 利用亲水性高分子聚合物的水溶液可形成双水相的性质,Albertsson于50年代 后期开发了双水相萃取法(two aqueous phase extraction),又称双水相分配法(two aqueous phase partitioning)。 3.电渗:在电场作用下,带电颗粒在溶液中的运动。 二、辨别正误题并改正,对的打√,错的打×(本大题共15小题,每小题2分,总计30分) 1.壳聚糖能应用于发酵液的澄清处理是由于架桥作用。错(不确定) 2.目前国内工业上发酵生产的发酵液是复杂的牛顿性流体,滤饼具有可压缩性。错 3.盐析仅与蛋白质溶液PH和温度有关,常用于蛋白质的纯化。错 4.超临界流体是一种介于气体和液体之间的流体,可用于热敏性生物物质的分离。 对 5.膜分离时,当截留率δ=1时,表示溶质能自由透过膜。错 6.生产味精时,过饱和度仅对晶体生长有贡献。对 7.阴离子纤维素类离子交换剂能用于酸性青霉素的提取。对 8.卡那霉素晶体的生产可以采用添加一定浓度的甲醇来沉淀浓缩液中的卡那霉 素。 9.凝胶电泳和凝胶过滤的机理是一样的。错 10.PEG-硫酸钠水溶液能用于淀粉酶的提取。对 11.乙醇能沉淀蛋白质是由于降低了水化程度和盐析效应的结果。对 12.冷冻干燥一般在-20℃—-30℃下进行,干燥过程中可以加入甘油、蔗糖等作为保 护剂。对 13.反相层析的固定相和流动相都含有高极性基团,可用来分离生物物质。错 14.大网格吸附剂由于在制备时加入致孔剂而具有大孔径、高交联度,高比表面积 的特点。错(不确定) 15.PEG沉淀蛋白质是基于体积不相容性。错 三、选择题(本大题共10小题,每小题2分,总计20分) 1.对于反胶束萃取蛋白质,下面说法正确的是:A A 在有机相中,蛋白质被萃取进表面活性剂形成的极性核里 B 加入助溶剂,可用阳离子表面活性剂CTAB萃取带正电荷的蛋白质 C 表面活性剂浓度越高越好 D 增大溶液离子强度,双电层变薄,可提高反胶束萃取蛋白质的能力 2.能进行海水脱盐的是:C A 超滤 B 微滤

生物分离工程实验

生物分离工程实验 实验一茶多酚标准曲线的测定 仪器:紫外分光光度计,比色皿,天平,容量瓶,移液管,pH计、试管 药品:没食子酸丙酯或茶多酚,酒石酸钾钠,硫酸亚铁,磷酸氢二钠,磷酸二氢钾。 方法: A溶液配制 没食子酸丙酯标准溶液配制 准确称取25mg没食子酸丙酯,蒸馏水溶液,移入25mL容量瓶并稀释至刻度,摇匀,配制成1mg/mL的标准溶液 酒石酸亚铁溶液配制 准确称取0.1g硫酸亚铁,和0.5g酒石酸钾钠,混合,蒸馏水溶解后移入100mL容量瓶,稀释至刻度,摇匀。 pH7.5磷酸盐缓冲液配制 磷酸氢二钠:准确称取分析纯磷酸氢二钠2.969g,蒸馏水稀释溶解,移入250mL容量瓶,加水稀释至刻度,摇匀,为a液 磷酸二氢钾:准确称取分析纯磷酸二氢钾,、2.2695g,蒸馏水溶解,移入250mL容量瓶,定容,B。 取A液体85mL,B液体15mL混合均匀,即成。 B.标准曲线绘制 分别吸取0、0.25、0.50、0.75、1.0、1.25mL的没食子酸丙酯标准液于25mL容量瓶中,加入蒸馏水4mL,再加入酒石酸亚铁溶液5mL,用pH7.5的磷酸盐缓冲溶液稀释至刻度,摇匀,分光光度计在540nm处,1cm比色皿,分别测定吸光度。空白参比操作同上,不加没食子酸丙酯。以容量瓶中没食子酸丙酯的绝对含量mg为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,做线性回归。 C 样品测定 取适量样品加入容量瓶,操作同上,没食子酸丙酯含量乘以换算系数1.5,求得茶多酚。

实验二超声法和回流法提取茶多酚的比较 实验仪器: 超声提取器、布氏漏斗、抽滤瓶、真空泵、烧瓶、量筒、分光光度计、比色皿、容量瓶等、实验试剂 茶叶、纯净水、茶多酚(没食子酸丙酯)、硫酸亚铁、酒石酸钾钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾等 操作方法 1、材料准备 称取一定量的茶叶,研钵粉碎。备用 2、提取 A、超声提取法 称取5g粉碎后茶叶末,放入烧瓶(塑料袋密封),加入100mL水,于超声提取器,50℃提取20min,抽滤,定容至100mL,待测。 B、回流提取法 称取10g粉碎后茶叶末,放入圆底烧瓶,加入100mL水,80℃提取40min,分别在1、3、5、7、10、15、20、30、40min取3mL样品,小漏斗过滤后,待测。测得茶多酚含量(mg/mL)以茶多酚含量为纵坐标,时间为横坐标绘制曲线。 3. 含量测定 按照标准曲线的方法测定含量。 所需试剂及仪器 试剂: 没食子酸丙酯或者茶多酚,酒石酸钾钠,硫酸亚铁,磷酸氢二钠,磷酸二氢钾, 仪器: 紫外分光光度计,水浴锅,电子天平,pH计,超声提取器,量筒(100mL*1),容量瓶(25mL*8,100mL*4, 250mL*2),比色皿*5,移液管(1.0mL*2, 0.5mL*2, 2mL*2, 5mL*4) 三角瓶250mL*2,小漏斗*2,试管架

生物分离工程期末复习

生物分离工程复习题 第一章绪论 简答题: 1、简述生物分离技术的基本涵义及内容。 答:基本涵义:生物分离技术是指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物(发酵液、培养液)及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。 内容主要包括:离心分离、过滤分离、泡沫分离、萃取分离、沉淀(析)分离、膜分离、层析(色谱)分离、电泳分离技术以及产品的浓缩、结晶、干燥等技术。 2、物质分离的本质是有效识别混合物中不同溶质间物理、化学和生物学性质的差别,利用能够识别这些差别的分离介质和扩大这些差别的分离设备实现溶质间的分离或目标组分的纯化。请从物质的理化性质和生物学性质几个方面简述生物活性物质分离纯化的主要原理。 答:生物大分子分离纯化的主要原理是: 1)根据分子形状和大小不同进行分离,如差速离心与超离心、膜分离、凝胶过滤等; 2)根据分子电离性质(带电性)差异进行分离,如离子交换法、电泳法、等电聚焦法; 3)根据分子极性大小及溶解度不同进行分离,如溶剂提取法、逆流分配法、分配层析法、盐析法、等电点沉淀及有机溶剂分级沉淀等; 4)根据物质吸附性质的不同进行分离,如选择性吸附与吸附层析等; 5)根据配体特异性进行分离,如亲和层析法等。 填空题: 1.为了提高最终产品的回收率:一是提高每一级的回收率,二是减少操作 步骤。 2、评价一个分离过程效率的三个主要标准是:①浓缩程度②分离纯化程

度③回收率。 判断并改错: 原料目标产物的浓度越高,所需的能耗越高,回收成本越大。(×)改:原料目标产物的浓度越低。 选择题: 1. B 可以提高总回收率。 A.增加操作步骤 B.减少操作步骤 C.缩短操作时间 D.降低每一步的收率2.分离纯化早期,由于提取液中成分复杂,目的物浓度稀,因而易采用( A ) A、分离量大分辨率低的方法 B、分离量小分辨率低的方法 C、分离量小分辨率高的方法 D、各种方法都试验一下,根据试验结果确定 第二章细胞分离与破碎 概念题: 过滤:是在某一支撑物上放多孔性过滤介质,注入含固体颗粒的溶液,使液体通过,固体颗粒被截留,是固液分离的常用方法之一。 离心过滤:使悬浮液在离心力作用下产生离心压力,使液体通过过滤介质成为滤液,而固体颗粒被截留在过滤介质表面,从而实现固液分离,是离心与过滤单元操作的集成,分离效率更高。 填空题: 1.在细胞分离中,细胞的密度ρ S 越大,细胞培养液的密度ρ L 越小,则细 胞沉降速率越大。 2.过滤中推动力要克服的阻力有介质阻力和滤饼阻力,其中滤饼占主导作 用。 3.重力沉降过程中,固体颗粒受到重力,浮力,摩擦阻力的作用,当 固体匀速下降时,三个力的关系重力=浮力+摩擦阻力。 4.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。

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《生物分离工程》复习题一(第1~3章) 一、选择题 1、下列物质不属于凝聚剂的有(C)。 A、明矾 B、石灰 C、聚丙烯类 D、硫酸亚铁 2、发酵液的预处理方法不包括(C) A. 加热B絮凝 C.离心 D. 调pH 3、其他条件均相同时,优先选用哪种固液分离手段(B) A. 离心分离B过滤 C. 沉降 D.超滤 4、那种细胞破碎方法适用工业生产(A) A. 高压匀浆B超声波破碎 C. 渗透压冲击法 D. 酶解法 5、为加快过滤效果通常使用(C) A.电解质B高分子聚合物 C.惰性助滤剂 D.活性助滤剂 6、不能用于固液分离的手段为(C) A.离心B过滤 C.超滤 D.双水相萃取 7、下列哪项不属于发酵液的预处理:(D ) A.加热 B.调pH C.絮凝和凝聚 D.层析 8、能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是(C) A.过滤B.萃取C.离子交换D.蒸馏 9、从四环素发酵液中去除铁离子,可用(B) A.草酸酸化B.加黄血盐C.加硫酸锌D.氨水碱化 10、盐析法沉淀蛋白质的原理是(B) A.降低蛋白质溶液的介电常数 B.中和电荷,破坏水膜 C.与蛋白质结合成不溶性蛋白 D.调节蛋白质溶液pH到等电点 11、使蛋白质盐析可加入试剂(D) A:氯化钠;B:硫酸;C:硝酸汞;D:硫酸铵 12、盐析法纯化酶类是根据(B)进行纯化。 A.根据酶分子电荷性质的纯化方法 B.调节酶溶解度的方法 C.根据酶分子大小、形状不同的纯化方法 D.根据酶分子专一性结合的纯化方法 13、盐析操作中,硫酸铵在什么样的情况下不能使用(B) A.酸性条件B碱性条件 C.中性条件 D.和溶液酸碱度无关 14、有机溶剂沉淀法中可使用的有机溶剂为(D) A.乙酸乙酯B正丁醇 C.苯 D.丙酮 15、有机溶剂为什么能够沉淀蛋白质(B) A.介电常数大B介电常数小 C.中和电荷 D.与蛋白质相互反应 16、蛋白质溶液进行有机溶剂沉淀,蛋白质的浓度在(A)范围内适合。 A. 0.5%~2%B1%~3% C. 2%~4% D. 3%~5% 17、生物活性物质与金属离子形成难溶性的复合物沉析,然后适用(C )去除金属离子。 A. SDS B CTAB C. EDTA D. CPC 18、单宁沉析法制备菠萝蛋白酶实验中,加入1%的单宁于鲜菠萝汁中产生沉淀,属于(D )沉析原理。 A盐析B有机溶剂沉析C等电点沉析D有机酸沉析 19、当向蛋白质纯溶液中加入中性盐时,蛋白质溶解度(C )

生物分离工程复习题库

生物分离工程复习题 一、名词解释 1.凝聚:在电解质作用下,破坏细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态,使胶体粒子聚集的过程。 2.分配系数:在一定温度、压力下,溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里,达到平衡后,它在两相的浓度为一 常数叫分配系数。 3.絮凝:指在某些高分子絮凝剂存在下,在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程 4.过滤:是在某一支撑物上放过滤介质,注入含固体颗粒的溶液,使液体通过,固体颗粒留下,是固液分离的常 用方法之一。 5.萃取过程:利用在两个互不相溶的液相中各种组分(包括目的产物)溶解度的不同,从而达到分离的目的 6.吸附:是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力,使其富集在吸附剂表面的过程。 7.反渗析:当外加压力大于渗透压时,水将从溶液一侧向纯水一侧移动,此种渗透称之为反渗透。 8.离心沉降:利用悬浮液或乳浊液中密度不同的组分在离心力场中迅速沉降分层,实现固液分离 9.离心过滤:使悬浮液在离心力场作用下产生的离心力压力,作用在过滤介质上,使液体通过过滤介质成为滤液, 而固体颗粒被截留在过滤介质表面,从而实现固液分离,是离心与过滤单元操作的集成,分离效率更高 10.离子交换:利用离子交换树脂作为吸附剂,将溶液中的待分离组分,依据其电荷差异,依靠库仑力吸附在树脂 上,然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来,达到分离的目的。 11.固相析出技术:利用沉析剂(precipitator)使所需提取的生化物质或杂质在溶液中的溶解度降低而形成无定 形固体沉淀的过程。 12.助滤剂:助滤剂是一种具有特殊性能的细粉或纤维,它能使某些难以过滤的物料变得容易过滤 13.色谱技术:是一组相关分离方法的总称,色谱柱的一般结构含有固定相(多孔介质)和流动相,根据物质在两 相间的分配行为不同(由于亲和力差异),经过多次分配(吸附-解吸-吸附-解吸…),达到分离的目的。 14.有机溶剂沉淀:在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂,降低溶质的溶解度,使其沉淀析出。 15.等电点沉淀:调节体系pH值,使两性电解质的溶解度下降,析出的操作称为等电点沉淀。 16.膜分离:利用膜的选择性(孔径大小),以膜的两侧存在的能量差作为推动力,由于溶液中各组分透过膜的迁 移率不同而实现分离的一种技术。 17.化学渗透破壁法:某些化学试剂,如有机溶剂、变性剂、表面活性剂、抗生素、金属螯合剂等,可以改变细胞 壁或细胞膜的通透性,从而使胞内物质有选择地渗透出来。 18.超临界流体:超临界流体是状态超过气液共存时的最高压力和最高温度下物质特有的点——临界点后的流体。 19.反渗透:在只有溶剂能通过的渗透膜的两侧,形成大于渗透压的压力差,就可以使溶剂发生倒流,使溶液达到 浓缩的效果,这种操作成为反渗透。 20.树脂工作交换容量:单位质量干树脂或单位体积湿树脂所能吸附的一价离子的毫摩尔数称为树脂交换容量,在 充填柱上操作达到漏出点时,树脂所吸附的量称为树脂工作交换容量。 21.色谱阻滞因数:溶质在色谱柱(纸、板)中的移动速率与流动相移动速率之比称为阻滞因数,以Rf表示。 22.膜的浓差极化:是指但溶剂透过膜,而溶质留在膜上,因而使膜面浓度增大,并高于主体中浓度。 23.超滤:凡是能截留相对分子量在500以上的高分子膜分离过程称为超滤,它主要是用于从溶剂或小分子溶质中 将大分子筛分出来。 24.生物分离技术:是指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物(发酵液、培养液)及其生物化学产品 中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。 25.物理萃取:即溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡,萃取剂与溶质之间不发生化学反应。 26.化学萃取:则利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相的分配。 27.盐析:是利用不同物质在高浓度的盐溶液中溶解度的差异,向溶液中加入一定量的中性盐,使原溶解的物质沉 淀析出的分离技术。 28.有机聚合物沉析:利用生物分子与某些有机聚合物形成沉淀而析出的分离技术称为有机聚合物沉析。 29.离子交换平衡:当正反应、逆反应速率相等时,溶液中各种离子的浓度不再变化而达平衡状态,即称为离子交 换平衡。 30.功能基团:离子交换树脂中与载体以共价键联结的不能移动的活性基团,又称功能基团 31.平衡离子:离子交换树脂中与功能基团以离子键联结的可移动的平衡离子,亦称活性离子。 32.树脂的再生:就是让使用过的树脂重新获得使用性能的处理过程,树脂的再生反应是交换吸附的逆反应。 33.层析分离:是一种物理的分离方法,利用多组分混合物中各组分物理化学性质的差别,使各组分以不同的程度 分布在两个相中。 34.流动相:在层析过程中,推动固定相上待分离的物质朝着一个方向移动的液体、气体或租临界体等,都称为流 动相。 35.正相色谱:是指固定相的极性高于流动相的极性,因此,在这种层析过程中非极性分子或极性小的分子比极性 大的分子移动的速度快,先从柱中流出来。

生物分离工程期末复习题

填空题 1. .根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同,可将吸附分为物理吸附、化学吸附和交换吸附; 2. 比表面积和孔径是评价吸附剂性能的主要参数。 3. 层析操作必须具有固定相和流动相。 4. 溶质的分配系数大,则在固定相上存在的几率大,随流动相的移动速度 小。 5. 层析柱的理论板数越多,则溶质的分离度越大。 6. 两种溶质的分配系数相差越小,需要的越多的理论板数才能获得较大的 分离度。 7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质,温度,溶液pH值,盐的浓度和吸附物的浓度与吸附剂的用量; 8. 离子交换树脂由网络骨架(载体),联结骨架上的功能基团(活性基)和可交换离子组成。 9. 电泳用凝胶制备时,过硫酸铵的作用是引发剂(提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚合所必需的自由基);甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂(丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链);TEMED的作用是增速剂(催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的聚合); 10. 影响盐析的因素有溶质种类,溶质浓度,pH 和温度; 11. 在结晶操作中,工业上常用的起晶方法有自然起晶法,刺激起晶法和晶种起晶法; 12. 简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散、部扩散和化学交换反应三步;

13. 在生物制品进行吸附或离子交换分离时,通常遵循Langmuir 吸附方程,其形式为c K c q q 0+= 14. 反相高效液相色谱的固定相是 疏水性强 的,而流动相是 极性强 的; 15. 等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其 等电点 的不同; 16. 离子交换分离操作中,常用的洗脱方法有 静态洗脱 和 动态洗脱 ; 17. 晶体质量主要指 晶体大小 , 形状 和 纯度 三个方面; 18. 亲和吸附原理包括 配基固定化 , 吸附样品 和 样品解析 三步; 19. 根据分离机理的不同,色谱法可分为 吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱 20. 蛋白质分离常用的色谱法有 免疫亲和色谱法, 疏水作用色谱法 , 金属螯合色谱法 和 共价作用色谱法 ; 21. SDS-PAGE 电泳制胶时,加入十二烷基磺酸钠(SDS )的目的是消除各种待分离蛋白的 分子形状 和 电荷 差异,而将 分子量 作为分离的依据;加入二硫叔糖醇的目的是 强还原剂,破坏半胱氨酸间的二硫键 ; 22. 影响亲和吸附的因素有 配基浓度 、 空间位阻 、 配基与载体的结合位点 、 微环境 和 载体孔径 ; 23. 阳离子交换树脂按照活性基团分类,可分为 强酸性阳离子交换树脂 、 弱酸性 和 中强酸性 ;其典型的活性基团分别有 3 、 COOH - 、2)(OH PO -; 24. 阴离子交换树脂按照活性基团分类,可分为强碱性、 弱碱性 和 中强碱 性 ;其典型的活性基团分别有-+OH CH RN 33)(、2NH -、兼有以上两种基团; 25. 影响离子交换选择性的因素有 离子水合半径 、 离子价 、 离子强度 、 溶液pH ,温度 、溶液浓度 、 搅拌速率 、和 交联度、膨胀度、颗粒大小 ;

生物分离工程题库+答案

《生物分离工程》题库 一、填充题 1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除 ,I 产物分离 ,P 纯化 和P 精 制 ; 2. 发酵液常用的固液分离方法有 过滤 和 离心 等; 3. 离心设备从形式上可分为 管式 , 套筒式 , 碟片式 等型式; 4. 膜分离过程中所使用的膜,依据其膜特性(孔径)不同可分为 微滤膜 , 超滤膜 , 纳滤膜 和 反渗透膜 ; 5. 多糖基离子交换剂包括 离子交换纤维素 和 葡聚糖凝胶离子交换剂 两大类; 6. 工业上常用的超滤装置有 板式 , 管式 , 螺旋式和 中空纤维式 ; 7. 影响吸附的主要因素有 吸附质的性质 , 温度 , 溶液pH 值 , 盐的浓度 和 吸附物的浓度与吸附剂的用量 ; 8. 离子交换树脂由 网络骨架 (载体) , 联结骨架上的功能基团 (活性基) 和 可 交换离子 组成。 9. 电泳用凝胶制备时,过硫酸铵的作用是 引发剂( 提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚 合所必需的自由基) ; 甲叉双丙烯酰胺的作用是 交联剂(丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作 用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链) ; TEMED 的作用是 增速剂 (催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的 聚合 ); 10 影响盐析的因素有 溶质种类 , 溶质浓度 , pH 和 温度 ; 11.在结晶操作中,工业上常用的起晶方法有 自然起晶法 , 刺激起晶法 和 晶种起晶法 ; 12.简单地说离子交换过程实际上只有 外部扩散 、内部扩散 和化学交换反应 三步; 13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时,通常遵循Langmuir 吸附方程,其形式为c K c q q 0+= 14.反相高效液相色谱的固定相是 疏水性强 的,而流动相是 极性强 的;常用的固定相有C 8 辛烷基 和 十八烷基C 18 ;常用的流动相有 乙腈 和 异丙醇 ; 15.超临界流体的特点是与气体有相似的 粘度和扩散系数 ,与液体有相似的 密度 ; 16.离子交换树脂的合成方法有 加聚法 和 逐步共聚法 两大类;

生物分离工程期末复习资料

第一章 1.生物分离工程的一般过程P4 答:①发酵液的预处理主要采用凝聚和絮凝等技术来加速固相,液相分离,提高过滤速度。过滤、离心是其最基本的单元操作。 ②产物的提取采用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作。 ③产物的精制常采用色谱分离技术,有层析、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱。 ④成品的加工处理浓缩、结晶、干燥 第二章 一、概念: 1.发酵液的预处理:指采用凝聚和絮凝等技术来加速固相、液相分离,提高过滤速度。 2.凝集(凝聚):指在投加的化学物质(如水解的凝聚剂,铝、铁的盐类或石灰等)作用下,发酵液中的 胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。 3.絮凝:指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用,使胶粒形成粗大絮凝团的过程。 4.离心分离:指在离心场的作用下,将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。主要用于颗粒较细的悬 浮液和乳浊液的分离。(分为差示离心、均匀介质离心、密度梯度离心、等密度梯度离心和平衡等密度离心。) 5.等电点沉淀法:利用蛋白质等两性化合物在等电点时溶解度最低,易产生沉淀的性质,用酸化剂或碱化 剂调节发酵液的pH,使其达到菌体蛋白的等电点而产生沉淀。 二、填空: 1、按过滤时料液流动方向的不同,分为常规过滤和错流过滤。 2、可溶性杂蛋白的去除法包括:等电点沉淀法、热处理法、化学变性沉淀法和吸附法 三、问答 1、发酵液的一般特征? ①组成大部分为水; ②发酵产物的浓度较低; ③发酵液中的悬浮固形物主要是菌体和蛋白的胶状物; ④含有培养基中的残留成分,如无机盐类、非蛋白质大分子及其降解产物; ⑤含有其他少量代谢副产物;

⑥含有色素、毒性物质。热原质等有机杂质。 2、常用的絮凝剂有什么? 无极絮凝剂:Al2(SO4)3·18H2O (明矾)、氯化钙、氯化镁碱式氯化铝、高分子无机聚合物等。 有机絮凝剂:壳多糖及其衍生物、明胶、丙烯酰胺类、聚苯乙烯类、聚丙烯酰类聚乙烯亚胺类。 3、影响絮凝效果的因素? 答:①絮凝剂的种类; ②絮凝剂浓度; ③ pH; 最关键因素,影响絮凝剂活性基团的解离度。 ④搅拌转速和时间。 4、发酵液预处理的方法? 答:①凝聚和絮凝方法 ②加热法 ③调节PH法 ④加水稀释法 ⑤加入助滤剂法 ⑥加吸附剂法或加盐法 ⑦高价态无机离子去除法 Ca2+——草酸、草酸钠→形成草酸钙沉淀 Mg2+——三聚磷酸钠(Na5P3P10)→形成三聚磷酸钠镁可溶性络合物 Fe3+——黄血盐(K4Fe(CN)6) →普鲁士蓝淀 ⑧可溶性杂蛋白的去除法 3、VB12发酵液絮凝预处理的研究 答:由正交试验确定影响絮凝的主要因素,结果表明,最佳絮凝条件:絮凝剂为聚合氯化铝、加入体积分数7%,pH6、搅拌速度14r/min、搅拌时间45s。通过加压过滤实验,得到絮凝后

生物分离工程总复习题

第一章复习题 1.生物分离工程在生物技术中的地位? 2.生物分离工程的特点是什么? 3.生物分离工程可分为几大部分,分别包括哪些单元操作? 4.在设计下游分离过程前,必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠? 5.生物分离效率有哪些评价指标? 第二章复习题 1.简述细胞破碎的意义 2.细胞破碎方法的大致分类 3.化学渗透法和机械破碎法相比有哪些优缺点? 第三章复习题 1.常用的蛋白质沉淀方法有哪些? 2.影响盐析的主要因素有哪些? 3.何谓中性盐的饱和度? 4.盐析操作中,中性盐的用量(40% 硫酸铵饱和度)如何计算?5.简述盐析的原理。6.简述有机溶剂沉析的原理。 7.简述等电点沉析的原理。 第四章复习题 1.膜分离技术的概念 2.膜的概念 3.根据膜孔径大小,膜分离技术的分类 4.基本的膜材料有哪些? 5.常用的膜组件有哪些? 6.何谓反渗透?实现反渗透分离的条件是什么?其特点有哪些? 7.强制膜分离的概念? 8.电渗析的工作原理? 9.膜污染的主要原因是什么?常用的清洗剂有哪些?如何选择? 10.膜分离在生物产物的回收和纯化方面的应用有哪些方面? 第五章复习题 1.什么是萃取过程? 2.液-液萃取从机理上分析可分为哪两类? 3.常见物理萃取体系由那些构成要素? 4.何谓萃取的分配系数?其影响因素有哪些? 5.何谓超临界流体萃取?其特点有哪些?有哪几种方法? 6.何谓双水相萃取?常见的双水相构成体系有哪些? 7.反胶团的构成以及反胶团萃取的基本原理 第六章复习题 1.影响吸附的主要因素? 2.亲和吸附的原理和特点是什么? 3.常用的离子交换树脂类型有哪些? 4.影响离子交换速度的因素有哪些? 5.用于蛋白质提取分离的离子交换剂有哪些哪些特殊要求,主要有哪几类? 第七章复习题

生物分离工程期末复习题

填空题 1. 为了提高最终产品的回收率一是(提高每步分离效率),二是(减少分离步骤)。 2. 评价一个分离过程效率的三个主要标准是:(浓缩率),(分离系数)和(产品回收程度) 3?生物产品的分离过程包括发酵液的预处理和(液固分离),(产品的提取),(产品的精制) 和(产品的加工处理)。 4?生化反应所起的作用是产生目的产物,指标是(产率)和(转化率),而生物分离解决的 是如何从反应液中获取这些物质,涉及的是(收率)和(纯度)。 5?生物分离的主要任务:从发酵液和细胞培养液中以(最高的效率),(理想的纯度)和(最小的能耗)把目的产物分离出来。 6?生物分离过程的特点包括:(生物分离过程的体系特殊),(生物分离过程的工艺流程特殊),(生物分离过程的成本特殊)。 7. 物质分离的本质是识别混合物中不同溶质间(物理),(化学)和(生物)性质的差别利用 能识别这些差别的(分离介质)和扩大这些差别的(分离设备) 8. 性质不同的溶质在分离操作中具有不同的(传质速率)和或(平衡状态) 9. 平衡分离是根据溶质在两相间(分配平衡)的差异实现分离;溶质达到分配。平衡为扩散 传质过程,推动力仅取决于系统的(热力学性质)。 10. 差速分离是利用外力驱动溶质迁移产生的(速度差)进行分离的方法。 1. 在细胞分离中,细胞的密度越(大),细胞培养液的密度越(小),则细胞沉降 2. 区带离心包括(差速)区带离心和(等密度)区带离心。

3. 为使过滤进行的顺利通常要加入(惰性助滤剂)。 4. 发酵液常用的固液分离方法有(离心)和(过滤)等。 5?常用离心设备可分为(离心沉降)和(离心过滤)两大类; 6?常用的工业絮凝剂有(无机絮凝剂)和(有机絮凝剂)两大类。 7. 工业生产中常用的助滤剂有(硅藻土)和(珍珠岩粉)。 8. 重力沉降过程中,固体颗粒受到(重力),(浮力),(摩擦阻力)的作用, 固体匀速下降时,三个力的关系(重力=浮力+摩擦阻力)。 9. 发酵液预处理的方法包括:(凝集),(絮凝),(加热法);(调节pH法),(加水稀释法),加入(助滤剂)和(吸附剂)。 10. 发酵液中胶粒保持稳定的原因:(双电层)和(蛋白质周围水化层)结构。 11. 发酵液预处理过程中的相对纯化主要包括去除(高价态无机离子),(可溶性杂蛋白质),(色素)和(多糖类物质)。 12. 发酵液中杂蛋白的去除方法主要有(等电点沉淀法),(热处理法)和(化学变性沉淀法)。 13. 差速区带离心用于分离(大小)不同的颗粒,与颗粒(密度)无关。等密度区带离心包 括(预形成梯度密度离心)和(自形成梯度密度离心)两种方式。离心达到平衡后,样品颗粒的区带形状和平衡位置(不再发生变化)。 1?单从细胞直径的角度,细胞(直径越小),所需的压力或剪切力越大,细胞越 2. 常用的化学细胞破碎方法有(.酸碱法),(盐法),(表面活性剂处理),(有机溶剂法)和(螯合剂)。 3. 包涵体的溶解需要打断蛋白质分子和分子间的(共价键),(离子键),疏水作用及静电 作用等,使多肽链伸展。因此,包涵体的溶解需要强的变性剂,如(8mol/L尿素)和(6mol/L 盐

生物分离工程练习题

《生物分离工程》练习题 绪论 1.生物分离过程包括目标产物的提取、浓缩、纯化。 2.生物分离过程的显着特点是什么? 1、条件温和 2、安全性、卫生性要求高 3、方法需要具有高选择性 4、对原 料高度浓缩 3.评价一个分离过程的效率主要有三个标准,目标产物的浓缩程 度、分离纯化程度、回收率。 4.图中F表示流速,c表示浓度;下标T和X分别表示目标产物和杂质。C、P 和W分别表示原料、产品和废料。写出产品浓缩率m、分离因子α、回收率REC 的计算公式。书本第九页 第一章细胞分离与破碎 1.在细胞分离中,细胞的密度ρ S 越大,细胞培养液的密度ρ L 越小,则细 胞沉降速率越大。 2.过滤中推动力要克服的阻力有过滤介质阻力和滤饼阻力,其中滤 饼占主导作用。 3.B可以提高总回收率。 A.增加操作步骤 B.减少操作步骤 C.缩短操作时间 D.降低每一步的收率 4.重力沉降过程中,固体颗粒不受C的作用。 A.重力 B.摩擦力 C.静电力 D.浮力 5.过滤的透过推动力是 D 。 A.渗透压 B.电位差 C.自由扩散 D.压力差 6.在错流过滤中,流动的剪切作用可以B。 A.减轻浓度极化,但增加凝胶层的厚度 B.减轻浓度极化,但降低 凝胶层的厚度 C.加重浓度极化,但增加凝胶层的厚度 D.加重浓度极化,但降低 凝胶层的厚度

7.重力沉降过程中,固体颗粒受到重力,浮力,流体摩擦阻力的 作用,当固体匀速下降时,三个力的关系平衡 8.撞击破碎适用于D的回收。 A.蛋白质 B.核酸 C.细胞壁 D.细胞器 9.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。 10.管式和碟片式离心机各自的优缺点。 管式,优点:离心力较大缺点:沉降面积小,处理能力降低 碟片式,优点:沉降面积大缺点:转速小,离心力较小 11.单从细胞直径的角度,细胞直径越小,所需的压力或剪切力越大,细 胞越难破碎 12.细胞的机械破碎主要方法有高压匀浆、珠磨、喷雾撞击破碎、 超声波破碎 13.细胞的化学破碎技术包括酸碱处理、酶溶、化学试剂处 理。 第二章初级分离 1.防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围水化层和双电层。 2.判断:当蛋白质周围双电层的ζ电位足够大时,静电排斥作用抵御蛋白质分子之间的分子间力,使蛋白质溶液处于稳定状态而难以沉淀。(正确) 3.降低蛋白质周围的水化层和双电层厚度,可以破坏蛋白质溶液的稳定性,实现蛋白质沉淀。 4.常用的蛋白质沉淀方法有:盐析沉淀,等电点沉淀,有机溶剂沉淀。

生物分离工程期末总复习

第一章绪论 一、生物分离工程在生物技术中的地位? 二、生物分离工程的特点是什么? 1.产品丰富产品的多样性导致分离方法的多样性 2.绝大多数生物分离方法来源于化学分离 3.生物分离一般比化工分离难度大 3.生物分离工程可分为几大部分,分别包括哪些单元操作? 三、生物分离过程一般分四步: 1.固-液分离(不溶物的去除) 离心、过滤、细胞破碎 目的是提高产物浓度和质量 2.浓缩(杂质粗分) 离子交换吸附、萃取、溶剂萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取、双水相萃取 以上分离过程不具备特异性,只是进行初分,可提高产物浓度和质量。 3.纯化 色谱、电泳、沉淀 以上技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。 4.精制结晶、干燥 四、在设计下游分离过程前,必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠? (1)产品价值 (2)产品质量 (3)产物在生产过程中出现的位置 (4)杂质在生产过程中出现的位置 (5)主要杂质独特的物化性质是什么? (6)不同分离方法的技术经济比较 上述问题的考虑将有助于优质、高效产物分离过程的优化。 五、.生物分离效率有哪些评价指标? 1.目标产品的浓缩程度——浓缩率m 2.系数α回收率REC 第二章细胞分离与破碎

1.简述细胞破碎的意义 一、细胞破碎的目的 由于有许多生化物质存在于细胞内部,必须在纯化以前将细胞破碎,使细胞壁和细胞膜受到不同程度的破坏(增大通透性)或破碎,释放其中的目标产物,然后方可进行提取。 二、细胞破碎方法的大致分类 破碎方法可归纳为机械破碎法和非机械破碎法两大类,非机械破碎法又可分为化学(和生物化学)破碎法和物理破碎法。 1.机械破碎 处理量大、破碎效率高速度快,是工业规模细胞破碎的主要手段。 细胞的机械破碎主要有高压匀浆、研磨、珠磨、喷雾撞击破碎和超声波破碎等。 2.化学(和生物化学)渗透破碎法 (1)渗透压冲击法(休克法)(2)酶溶(酶消化)法 3.物理破碎法 1)冻结-融化法(亦称冻融法)(2)干燥法 空气干燥法真空干燥法冷冻干燥法喷雾干燥法 三、化学渗透法和机械破碎法相比有哪些优缺点? 化学渗透破碎法与机械破碎法相比优点:化学渗透破碎法比机械破碎法的选择性高,胞内产物的总释放率低,特别是可有效地抑制核酸的释放,料液的粘度小,有利于后处理过程。 化学渗透破碎法与机械破碎法相比缺点:化学渗透破碎法比机械破碎法速度低,效率差,并且化学或生化试剂的添加形成新的污染,给进一步的分离纯化增添麻烦。 第三章初级分离 一、常用的蛋白质沉淀方法有哪些? 盐析沉淀,等电点沉淀,有机溶剂沉淀,热沉淀 二、影响盐析的主要因素有哪些? (1)离子强度:Ks和β值, 强度越大,蛋白质溶解度越小; (2)蛋白质的性质:因相对分子质量和立体结构而异,结构不对称、相对分子质量大的蛋白质易于盐析; (3)蛋白质的浓度:蛋白质浓度大,盐的用量小,共沉作用明显,分辨率低;蛋白质浓度小,盐的用量大,分辨率高;2.5%~3.0% 时最适合; (4)pH值:通常调整到pI附近,盐浓度较大会对等电点产生较大影响,pH对不同蛋白质的共沉影响;

生物分离工程复习题一(第1-9章16K含答案)

1、下列物质不属于凝聚剂的有(C)。 A、明矾 B、石灰 C、聚丙烯类 D、硫酸亚铁 2、发酵液的预处理方法不包括(C) A. 加热B絮凝 C.离心 D. 调pH 3、其他条件均相同时,优先选用哪种固液分离手段(B) A. 离心分离B过滤 C. 沉降 D.超滤 4、那种细胞破碎方法适用工业生产(A) A. 高压匀浆B超声波破碎 C. 渗透压冲击法 D. 酶解法 5、为加快过滤效果通常使用(C) A.电解质B高分子聚合物 C.惰性助滤剂 D.活性助滤剂 6、不能用于固液分离的手段为(C) A.离心B过滤 C.超滤 D.双水相萃取 7、下列哪项不属于发酵液的预处理:(D ) A.加热 B.调pH C.絮凝和凝聚 D.层析 8、能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是(C) A.过滤B.萃取C.离子交换D.蒸馏 9、从四环素发酵液中去除铁离子,可用(B) A.草酸酸化B.加黄血盐C.加硫酸锌D.氨水碱化 10、盐析法沉淀蛋白质的原理是(B) A.降低蛋白质溶液的介电常数 B.中和电荷,破坏水膜 C.与蛋白质结合成不溶性蛋白 D.调节蛋白质溶液pH到等电点 11、使蛋白质盐析可加入试剂(D) A:氯化钠;B:硫酸;C:硝酸汞;D:硫酸铵 12、盐析法纯化酶类是根据(B)进行纯化。 A.根据酶分子电荷性质的纯化方法 B.调节酶溶解度的方法 C.根据酶分子大小、形状不同的纯化方法 D.根据酶分子专一性结合的纯化方法 13、盐析操作中,硫酸铵在什么样的情况下不能使用(B) A.酸性条件B碱性条件 C.中性条件 D.和溶液酸碱度无关 14、有机溶剂沉淀法中可使用的有机溶剂为(D) A.乙酸乙酯B正丁醇 C.苯 D.丙酮 15、有机溶剂为什么能够沉淀蛋白质(B) A.介电常数大B介电常数小 C.中和电荷 D.与蛋白质相互反应 16、蛋白质溶液进行有机溶剂沉淀,蛋白质的浓度在(A)范围内适合。 A. %~2%B1%~3% C. 2%~4% D. 3%~5% 17、生物活性物质与金属离子形成难溶性的复合物沉析,然后适用(C )去除金属离子。 A. SDS B CTAB C. EDTA D. CPC 18、单宁沉析法制备菠萝蛋白酶实验中,加入1%的单宁于鲜菠萝汁中产生沉淀,属于(D )沉析原理。 A盐析B有机溶剂沉析C等电点沉析D有机酸沉析

题库名称:生物分离工程

题库名称:生物分离工程 一、名词解释 1.质量作用定律:化学反应的速率与参加反应的物质的有效质量成正比。 2.凝聚:在电解质作用下,破坏细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态,使胶体粒子聚集的过程。 3.分配系数:在一定温度、压力下,溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里,达到平衡后,它在两相的浓度为一常数叫分配系数。 4.干燥速率:干燥时单位干燥面积,单位时间内漆画的水量。 5.CM-Sephadex C-50:羧甲基纤维素、弱酸性阳离子交换剂,吸水量为每克干胶吸水五克。6.絮凝:指在某些高分子絮凝剂存在下,在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程 7.过滤:是在某一支撑物上放过滤介质,注入含固体颗粒的溶液,使液体通过,固体颗粒留下,是固液分离的常用方法之一。 8.萃取过程:利用在两个互不相溶的液相中各种组分(包括目的产物)溶解度的不同,从而达到分离的目的 9.吸附:是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力,使其富集在吸附剂表面的过程。 10.反渗析:当外加压力大于渗透压时,水将从溶液一侧向纯水一侧移动,此种渗透称之为反渗透。 11.离心沉降:利用悬浮液或乳浊液中密度不同的组分在离心力场中迅速沉降分层,实现固液分离 12.离心过滤:使悬浮液在离心力场作用下产生的离心力压力,作用在过滤介质上,使液体通过过滤介质成为滤液,而固体颗粒被截留在过滤介质表面,从而实现固液分离,是离心与过滤单元操作的集成,分离效率更高 13.离子交换:利用离子交换树脂作为吸附剂,将溶液中的待分离组分,依据其电荷差异,依靠库仑力吸附在树脂上,然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来,达到分离的目的。 14.固相析出技术:利用沉析剂(precipitator)使所需提取的生化物质或杂质在溶液中的溶解度降低而形成无定形固体沉淀的过程。

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