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生物工业下游技术习题(附答案)

生物工业下游技术习题(附答案)
生物工业下游技术习题(附答案)

生物工业下游技术习题

第一章绪论

1何为生化分离工程?其主要研究那些内容?

下游加工过程(下游技术):

对由生物界自然产生的或由微生物发酵过程、动植物细胞组织培养或酶反应过程等各种生物工

业生产过程获得的生物原料(发酵液、培养液、反应液),经提取分离、加工精制成有关生物化工产品的过程(技术)。由不同生物化工单元操作组成。

研究内容:产品的分离纯化,从混合物(发酵液等)中用最低的投入,获得最高的产出(产物的高得率、高纯度)。

2试述生物技术下游加工过程的特点及应遵循的原则。

特点:发酵液等为复杂多相系统,属非牛顿性液体,成分复杂多样,固液分离困难。

产物起始浓度低(发酵液起始浓度较低而杂质又较多),常需多步纯化操作;

产物(生物物质)通常很不稳定:遇热、极端pH、有机溶剂会引起失活或分解;

发酵或培养都是分批操作,生物变异性大,各批发酵液不尽相同,下游加工应有弹性;

发酵液不宜久存,应尽快提取。

原则:时间短;温度低;pH适中(在生物物质的稳定范围内);严格清洗消毒。基因工程产品,生物安全问题

1生化分离工程有那些特点?其包括那几种主要分离方法?

2简述生化分离工程的发展趋势。

操作集成化(减少步骤,提高收率);

方法集成化;

大分子与小分子分离方法的相互渗透;

亲和技术的推广使用和配基的人工合成;

优质层析介质的开发;

基因工程对下游过程的影响;

发酵与提取相耦合。

1、简述生物技术下游加工过程的一般流程。

按生产过程划分,下游技术大致分为4个阶段:

1预处理(发酵液或培养液的预处理和固液分离);2提取(初步分离纯化);

3精制(高度纯化);

4成品加工(最后纯化);

第二章预处理与固-液分离法

发酵液预处理的目的是什么?主要有那几种方

法?

预处理:

1预处理目的:改变发酵液的性质,利于固液分离。2方法:采用酸化、加热、以降低发酵液的粘度;或加入絮凝剂,使细胞或溶解的大分子聚结成较大颗粒。

目的:分离菌体和其他悬浮颗粒,除去部分可溶性杂质和改变滤液性质,利于提取精制后续工序的顺利进行;菌种不同、发酵液特性不同,预处理方法选择也不同。胞外产物:经预处理使目的产物移至液相,经固液分离,除去固相;胞内产物:收集菌体或细胞,进行破碎,使目的产物移至液相,进行细胞碎片分离。

何谓絮凝?何谓凝聚?各自作用机理是什么?

凝聚:

在电解质(中性盐)作用下,胶粒间双电层电排斥作用降低,电位下降,使胶体体系不稳定的现象。

凝聚作用就是向胶体悬浮液中加入某种

电解质,在电解质中异电离子作用下,胶粒的双电层电位降低,使胶体体系不稳定,胶体粒子间因相互碰撞而产生凝集的现象。

絮凝

絮凝:在高分子絮凝剂存在下,基于架桥作用,使细胞、胶粒等聚集成粗大的絮凝团。

絮凝剂:一种能溶于水的高分子聚合物,相对分子质量大,具长链结构(链节含许多活性官能团)。作用力:由静电引力、范德华力或氢键作用力等吸附于胶粒的表面。

1、简述微生物发酵液有何特性?改变发酵液过

滤特性的主要方法有哪些?其简要机理如

何?

2、微生物发酵液的特性:

a)发酵产物浓度较低(1~10%),悬浮液中

大部分为水;

b)发酵液是组分非常复杂的混合物;

c)悬浮物颗粒小,相对密度与液相相差不

大;

d)固体粒子的可压缩性大;

e)液相粘度大(多为非牛顿型流体);

f)性质不稳定,随时间发生变化。

二、发酵液的预处理(改善发酵液过滤特性的物化方法)

*降低液体粘度:滤液通过滤饼的速率与液体粘度成反比。

*加水稀释法:↓ρ,ν过滤↑,会增加悬浮液的体积,加大后续处理任务。

*加热法:提高温度,有效↓ρ,↑ν过滤;蛋白质凝聚成较大颗粒凝聚物。一般加热温度控制在65~80oC。

*适用于对非热敏感性产品发酵液预处理;

*使用时严格控制加热温度和时间。

3、除去发酵液中杂蛋白质的常用方法有哪些?2、杂蛋白质的去除方法

*沉淀法: 蛋白质在酸性溶液中,能与一些阴离子,如三氯乙酸盐、水杨酸盐、钨酸盐、苦味酸盐、鞣酸盐、过氯酸盐等形成沉淀;在碱性溶液中,能与一些阳离子如Ag+、 Cu2+、Zn 2+、Fe 3+和Pb2+等形成沉淀。

*吸附作用: 加入某些吸附剂或沉淀剂吸附

杂蛋白质而除去。

例如:在枯草芽孢杆菌发酵液中,加入氯化钙和磷酸氢二钠,两者生成庞大的凝胶,把蛋白质、菌体及其他不溶性粒子吸附并包裹在其中而除去,从而可加快过滤速率。

*变性法:加热,大幅度调节pH,加酒精等有机溶剂或表面活性剂等。

例如:抗生素生产中,常将发酵液pH 调至偏酸性范围(pH2-3) 或较碱性范围(pH8-9)

使蛋白质凝固,一般以酸性下除去的蛋白质较多。*变性法的局限性:加热法只适合于对热较稳

定的目的产物;极端pH也会导致某些目的产物失活,并且要消耗大量酸碱;而有机溶剂法通常只适用于所处理的液体数量较少的场合。

4、在生化工业中常用的过滤方式那两种?各自

有何特点?

离心分离:

a)利用转鼓高速转动所产生的离心力,实

现分离。可分离悬浮液中极小的固体微

粒和大分子物质。

优点:分离速度快,效率高,液相澄清度好等。

缺点:设备投资高,能耗大。

过滤:发酵液的过滤特性:

–发酵液属非牛顿型液体,滤渣为

可压缩性的

5、离心分离分那两大类?各自有何特点及用

途?常用离心法有那几种?

6、过滤式离心机:

a)转鼓上开小孔,有过滤介质,离心力下,

液体穿过过滤介质经小孔流出而得以分

离。

b)用于处理悬浮液固体颗粒较大、固含量

较高的物料。

7、沉降式离心机:

a)转鼓上无孔,离心力下,物料按密度大

小不同分层沉降分离。

b)用于液-固、液-液、液-液-固分离。

8、试述生物工业中常用固液分离设备的原理、特

点及适用范围。

板框压滤机:

a)传统设备,广泛应用

b)结构简单、装配紧凑、过滤面积大,适

应性强,过滤推动力能大幅调整等。

c)设备笨重,间歇操作、辅助时间多,效

率低;

d)自动板框过滤机

碟片式离心机:

e)是沉降式离心的一种,应用较广泛;

f)适应于细菌、酵母菌、放线菌等悬浮液

及细胞碎片分离。

第三章细胞破碎法

1、常用细胞破碎方法的原理、特点及适用性。

细胞破碎

*目的:通过收集细胞或菌体,进行细胞破碎,以提取胞内的蛋白质、酶、多肽和核酸等生化物质。是提取胞内产物的关键步骤。

*细胞破碎:采用一定方法,在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜,使胞内产物最大程度释放到液相,将破碎后的细胞浆液经固液分离除去细胞碎片,再进行分离纯化。

细胞破碎

*细胞基本结构:细胞壁(动物细胞除外)、细胞膜、细胞质等。

*细胞破碎的主要阻力:细胞壁。

*不同类型细胞其细胞壁的结构和组成不完全相同,细胞破碎的难易程度不同。

2、机械法细胞破碎方法非机械破碎方法相比有何特点?

一、细胞破碎方法按是否外加作用力分为:机械法和非机械法。

机械法:高压匀浆法、高速研磨或超声波破碎等,(消耗的机械能转为热量使温度上升,要采用冷却措施,防止生物产品受热破坏);

非机械法:酶解法、渗透压冲击法、冻结—融化法、干燥法和化学法溶胞等。

机械法的特点

*依靠专用设备,利用机械力的作用将细胞切碎;

*优点:设备通用性强,效率高,操作时间短,成本低,适合大规模工业化。

*缺点:细胞碎片细小,胞内物质全部释放,料液黏度大,成分复杂;

非机械法的特点

*利用化学试剂或物理因素等破坏局部的细胞壁或提高壁的通透性;

*优点:胞内物质释放的选择性好,固液分离容易;

*缺点:细胞破碎率低,耗费时间长,某些方法成本高,一般仅适合小规模。

3、破碎技术与上、下游过程相结合提高破碎率的机理。

?与上游过程相结合:

?在上游培养过程中,改变培养基

成分、生长期、操作参数等使细

胞破碎变得容易;

?用基因工程对菌种进行改造。

?与其他下游操作相结合:

?破碎条件应与后步分离相关;破

碎操作与纯化过程结合。

4、酶法细胞破碎常用那几种酶类?。

外加酶法

*用于实验室规模;

*根据细胞壁的结构和化学组成选择适当的酶,并确定相应的次序。

*细菌类细胞壁:溶菌酶;

*酵母和真菌类细胞壁:蜗牛酶、纤维素酶、多糖酶等;

*植物细胞壁:纤维素酶和半纤维素酶

第四章沉淀法

1、常用的沉淀法有哪几种?

沉淀法

*利用加入试剂或改变条件使发酵产物离开溶液,生成不溶性颗粒而沉淀。

根据所加入沉淀剂分为:

*盐析法

*等电点沉淀法

*有机溶剂沉淀法

*非离子型聚合物沉淀法

*聚电解质沉淀法

*高价金属离子沉淀法

2、生产中常用的盐析剂有哪些?其选择依据是什么?

?最常用的盐析剂:

硫酸胺、硫酸钠、磷酸钾、磷酸钠。

?中性盐沉淀法:在发酵液中加入中性盐能破坏蛋白质或酶的胶体性质,消除微粒上

的电荷,促使蛋白质或酶沉淀或聚结的现

象。

?一般用于蛋白质分离和酶制剂工业的发酵液提取。

3、有机沉淀法与盐析沉淀法相比有何优缺点?

有机溶剂沉淀法

*利用和水互溶的有机溶剂,能使蛋白质在水中的溶解度显著下降(室温下还会变性)。

*优点:溶剂易蒸发除去;有机溶剂密度小,与沉淀物密度差大,易于离心分离。

*缺点:易使蛋白质变性失活;安全要求高。盐析法

*中性盐沉淀法:在发酵液中加入中性盐能破坏蛋白质或酶的胶体性质,消除微粒上的电荷,促使蛋白质或酶沉淀或聚结的现象。

*一般用于蛋白质分离和酶制剂工业的发酵液提取。

第五章膜分离法

1、何谓膜分离?主要有那几种膜分离方法?用于分离的膜应有哪些基本特性?

?膜过滤法(膜分离技术):

用半透膜作为选择障碍层,允许某些组分透过而保留混合物中其他组分,从而达到分离目的的技术。

膜的基本特性:

1在一种流体相间有一薄层凝聚相物质,把流体相分隔开来成为两部分,这一薄层物质称为膜。

2是均匀的一相或是由两相以上凝聚物质所构成的复合体,厚度应在0.5 mm以下,具

有两个界面;

3膜还必须具有高度的渗透选择性;

4面积可以很大,也可以非常微小

2、膜分离的表征参数有那些?何谓膜截留分子量?

?水通量:每单位时间内通过单位膜面积的

水体积流量,其大小取决于膜的物理特性

和系统的条件。

?截留率和截断分子量:对一定相对分子质

量的物质,膜能截留的程度。

截留率:膜对溶质的截留能力以截留率R来表示

截断分子量(MWCO):定义为相当于一定截留率(90%或95%)的分子量,用以估计孔径的大小。

3、何谓浓差极化现象?它是如何影响膜分离的?减少浓差极化现象的措施?

?膜的浓差极化:溶剂透过膜而溶质留在膜

上,使膜面上溶质浓度增大的现象

易造成3种情况:提高渗透压,降低水通量;降低膜的截留率;产生结垢现象,造成物理阻塞,使膜逐渐失去透水能力。

4、什么是膜污染?如何减轻膜污染?膜的清洗及保存方法有那几种?

?膜的污染:处理物料中的微粒、胶体粒子

或溶质大分子由于与膜存在物理化学相

互作用或机械作用而引起膜表面或膜孔

内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,使

膜产生透过流量和分离特性的不可逆变

化现象。

减轻污染的方法*料液的有效处理(预处理):预处理料液达到膜组件进水的水质指标。

*改善膜的性质:改善表面性质:表面极性和电荷性。

*改变操作条件:

适当提高水温加速分子扩散,增大滤速;

降低膜两侧的压差或料液浓度;

调节料液的pH,远离引起蛋白质沉淀的等电点。

膜污染的处理(清洗方法)

*物理方法清洗:

等压冲洗;反冲洗;脉冲流动;静置浸泡加水力反冲洗,采用泡沫塑料软球或海绵球去除污物;超声波等

*化学清洗方法:采用化学药品溶液清洗。

起溶解作用的物质:酸、碱、酶

起切断离子结合作用的方法:改变离子强度、pH

起氧化作用的物质:H2O2、次氯酸盐

起渗透作用的物质:磷酸盐、次氯酸盐

*清洗后,如不用,应用清水中(加甲醛)贮存。

5、超滤、反渗透膜分离主要有那些方面应用?

反渗透

*优点:相态不变,无需加热,设备简单,效率高,占地小,操作方便,能耗少等。

*应用:海水脱盐、食品医药的浓缩、超纯水的制备,微生物的分离控制等

反渗透法在浓缩、净化中的应用

*在净化和浓缩的全过程中,需要大量清水,同时又伴有大量废水排出的情况;

*净化过程的用水,要求必须采用闭路循环系统,以进行水的再生使用;

*废水中含有贵重物质;

*凡属不适于加热或减压处理的过程。

超滤

*凡是能截留相对分子质量在500以上的高分子的膜分离过程。

*从小分子溶质或溶剂中,将较大的溶质分子筛分出来(如相对分子质量数百万的有机物大分子)。

*反渗透:截留无机盐类的小分子。

6、膜分离过程中反渗透、微滤、超滤、纳滤过程的区别?

1、微滤(Microfiltration,MF)

*利用筛分原理分离,截留直径为0.05~10μm 大小的离子,膜的孔径为0.05~10μm,采用压力为0.05~0.5MPa。

2、超滤(Ultrafiltration,UF)

*筛分原理,可能受粒子荷电性及其与荷电膜相互作用的影响,可分离分子量3000~1000 000Da 的可溶性大分子物质,孔径0.001~0.05 μm,压力为0.1~1MPa。

3、反渗透(Reverse Osmosis,RO)

*在高于溶液渗透压的压力作用下,只有溶液中的水透过膜,而溶液中大分子、小分子有机物和无机盐全部被截溜。

*分离的基本原理:溶解扩散。

*膜孔径0.1~1nm,采用压力为1~10MPa。

6、纳米过滤(Nanofiltration,NF)

*介于超滤和反渗透之间,以压力差为推动力,从溶液中分离出300~1000相对分子质量物质的膜分离过程。

*特点:

*集浓缩与透析为一体;

*操作压力低,节约动力

第六章溶剂萃取法

1、何谓溶剂萃取?其分配定律的适用条件是什

么?

2、溶剂萃取:

利用一种溶质组分(产物)在两个互不混溶的液相(水相—有机溶剂相)中竞争性溶解和分配性质上的差异来进行分离操作。

分配定律和分离因数:

在一定温度、压力的条件下,溶质分配在两个互不相溶的溶剂中,达到平衡时溶质在两相中活度之比为一常数(稀溶液中,活度可用浓度代替)即达到平衡时溶质在两相中的浓度之比为一常数(分配系数):

K=萃取相浓度/萃余相浓度=C1/C2 应用条件:稀溶液;溶质对溶剂之互溶无影响;

是同一种分子类型(不发生缔合或离解)。

2、溶剂应具备的条件?

溶剂的选择

*一个良好的溶剂应具备以下要求:

*有很大的萃取容量;

*有良好的选择性,理想是只萃取产物不萃取杂质;

*与被萃取的液相互溶度要小,粘度低,界面张力小或适中,以有利于相的分散和两相分离;

*溶剂的回收和再生容易;

*化学稳定性好,不易分解,对设备腐蚀性小;*经济性好,价廉易得;

*安全性好,闪点高,对人体无毒性或毒性低。常用溶剂

*生物工业上常用的溶剂有:酯类、醇类和酮类等。

如:乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁醇等。

3、何谓乳化液?乳化液稳定的条件是什么?常用去乳化方法有那些?在发酵工业中,去乳化有何实际意义?

乳化:一种液体分散在另一种不相混合的液相中的现象

2、乳浊液的形成

*有机溶剂和水混合,乳化结果形成两种形式乳浊液:

水包油型或O/W型乳浊液:油滴分散在水中。

油包水型或W/O型乳浊液:水滴分散在油中。

*要形成稳定的乳浊液,一般应有表面活性剂(乳化剂)存在。

*蛋白质是引起发酵液乳化的表面活性物质之一。

3、常用破乳化方法

*过滤和离心分离:

*加热:

*稀释法:

*加电解质:

*吸附法:

*顶替法:

*转型法:

超临界流体萃取

超临界萃取

1超临界流体的特性

1)超临界状态下流体的密度与液体很接近,使流体对溶质的溶解度大大地增加了,一般可达几个数量级;

2)它又具有气体扩散性能;

3)在超临界状态下气体和液体两相的界面消失,表面张力为零,反应速度最大,热容量、热传导率等出现峰值;

4)在临界点附近,压力和温度的微小变化可对溶剂的密度、扩散系数、表面张力、黏度、溶解度、介电常数等带来明显的变化。在临界点的附近,密度线聚集于临界点周围,压力或温度的小范围变化,就会引起流体密度的大幅度变化;

2 超临界萃取的原理是什么?

超临界萃取技术是利用流体在超临界区内,待分离混合物中的溶质在温度和压力的微小变化时,其溶解度会在相当大的范围内变动,从而达到分离提纯目的。

如在较高的压力下,让溶质充分溶解于超临界流体中,然后使超临界溶液的压力降低,溶解于超临界流体中的溶质会因超临界流体的密度下降,溶解度降低而析出,从而使混合物分离和提纯。

3 拖带剂

超临界萃取加入的辅助溶剂,以增加物质的溶解度和萃取选择性。

4. 说明等温变压法的流程。

按溶质与萃取剂的分离方法不同,超临界流体萃取有变压萃取、变温萃取和吸附萃取三种典型流程,其中以变压萃取流程的应用最为广泛。等温(变压)法:依靠压力变化的萃取分离法。萃取剂经压缩达到最大溶解能力的状态点(即超临界状态)后加入

到萃取器中与物料接触进行萃取。在一定温度下,当萃取了溶质的超临界流体通过膨胀阀进入分离

槽后,由于压力降低,被萃取组分在超临界流体中的溶解度降低,使其在分离器中析出,溶质由分离器下部取出,气体经压缩机返回萃取器循环使用。萃取釜与分离釜温度(基本)相等。

反胶团(逆胶束)萃取

①反胶团是表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水

性基团自发地向内聚集而成的,内含微小水滴的胶束结构。

2)反胶团的临界胶团浓度:表面活性剂在非极性有机溶剂中能形成反胶团的最小浓度

3)反胶团的制备

①注入法②相转移法③溶解法

16、反胶团的优点:

⑴极性“水核”具有较强的溶解能力;

⑵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;

⑶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,提高其反应性能。

第七章双水相萃取

1、何谓双水相萃取?

双水相萃取技术定义

*利用双水相的成相现象及待分离组分在两相间分配系数的差异,进行组分分离及提纯的技术。

2、双水相体系可分为那几类?目前常用的体系有那两种?

常用双水相体系

*利用生物物质在两相中的不同分配可实现其分离。生化工程中常用的双水相体系有:

*聚乙二醇(PEG)/葡聚糖(Dex):

*聚乙二醇(PEG)/无机盐(硫酸盐或磷酸盐)。*特点:无毒性;能使生物高分子稳定(多元醇或多糖结构)。

3、为什么说双水相萃取适用于生物活性大分子物质分离?

4、影响双水相萃取的因素有那些?当电解质存在,PH是如何影响双水相萃取的?

5、用双水相萃取细胞破碎(匀浆)液时,一般是把目标产物分布在上相,而细胞碎片、杂蛋白等杂质分布在下相,为什么?

第八章离子交换法

1、何谓离子交换法?一般可分为那几种? 简述离子交换的原理

一种能与其他物质发生离子交换的物质

2、离子交换树脂的结构、组成?按活性基团不同可分为那几大类?

离子交换树脂:

一种具有网状立体结构的不溶于酸、碱和有机溶剂的固态高分子化合物,其化学稳定性良好,有一定孔隙度,且有离子交换能力。

结构组成:树脂骨架(不溶性的三维

空间网状结构)、功能基团(与骨架

相连)、活性离子(与功能基团所带

电荷相反的可移动的离子)。

离子交换树脂的可交换的官能团中的活性离子决

定此树脂的主要性能。

分类: 1、强酸性阳离子交换树脂

2、弱酸性阳离子交换树脂

3、强碱性阴离子交换树脂

4、弱碱性阴离子交换树脂

*

3、离子交换树脂有那些理化性能指标?

外观:多为球形,↓流体阻力;

交联度:须具有一定交联度,使其不溶于一般酸、碱及有机溶剂。

化学稳定性:应有较好的化学稳定性,不易分解破坏。

机械强度:有一定的物理稳定性,避免或减少破损流失。交换量:为了能有较大的交换容量,在制造时应使单位质量树脂所含的官能团尽可能多。有

较大的交换容量和选择性好(实际应用中

具有多少可交换离子的能力),要容易解

吸(良好的可逆性)。

4、什么是离子交换的选择性?其选择性受哪些因素的影响?

离子交换选择性:

在实际应用中,溶液中常常同时存在着很多离子。离子交换树脂能否将所需离子从溶液中吸附出或将杂质离子全部(或大部)吸附住,具有更大的实际意义。这就是离子交换选择性。

离子交换树脂和离子间的亲和力越大,就越容易吸附。

树脂的选择性集中反应在交换常数K的数值上。

影响离子交换树脂选择性的因素

1、离子价数:优先选择高价离子,低价离子被吸附时较弱。

阳离子被吸附顺序:Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > Na+

阴离子被吸附顺序:柠檬酸根>硫酸根>硝酸根

2、溶液浓度的影响:

树脂对离子交换吸附的选择性,在稀溶液中选择性较大,在浓溶液中较小。因此

可将溶液稀释,树脂选择吸附高价离子。3.离子的水化半径:

离子在水溶液中的大小应用水化半径来表征,而不是原子量。水化半径较小的离

子优先吸附。

4、树脂物理结构的影响:

交联度高对离子的选择性较强;大孔型树脂选择性低于凝胶型树脂。

5.有机溶剂的影响:

有机溶剂存在,树脂对有机离子的选择性降低,而易吸附无机离子。

6.树脂与交换离子间的辅助力:

能与树脂间形成辅助力(氢键、范德华力等),树脂对其吸附力就大;

破坏辅助力的溶液,能将离子从树脂上洗脱出来。

5、普通型离子交换树脂为何不能用来分离提取蛋白质分子?

6、什么是软水和无盐水?如何制备软水和无盐水?

1、软水制备

*软水:利用钠型阳离子交换树脂去除Ca2+、Mg2+后的水:

Ca2+

Ca2+

2RSO3Na + (RSO3)2 + 2Na+

Mg2+

Mg2+

*再生用食盐水(10~15%)生成钠型,反复使用。

2、无盐水的制备

*无盐水:将原水中的所有溶解性盐类、游离酸、碱离子去除。

2、将原水通过氢型阳离子交换树脂和羟型阴离

子交换树脂,经离子交换反应,去除阴、阳离子制成。 * 制备无盐水包括阳离子交换、阴离子交换反应。

7、对有实用意义的离子交换树脂有何要求? 8、为什么离子交换树脂对有机大分子的吸附会存在假平衡?

离子交换过程对有机大分子吸附时会存在假平衡,原因:

1.树脂的活性中心受空间排列的影响不能全部吸附有机大分子,即树脂上的活性中性排列过密,其中一部分活性中性被有机大分子遮住,影响其吸附量;

2.树脂颗粒度影响对大分子的交换:颗粒大,有机大分子在树脂内部扩散慢,平衡时间长。 9、有哪些因素影响离子交换反应速度? 影响交换速度的因素 * 树脂颗粒:离子的外扩散速度与树脂颗粒大小成反比,内部扩散速度与粒径倒数的高次方成正比,故粒度减小,交换速度加快。 * 树脂的交联度:交联度下降,树脂易膨胀,树脂内扩散较容易。降低交联度,可提高交换速度。 * 溶液流速:外扩散随溶液过柱流速的增加而增加;内扩散基本不受流速或搅拌的影响。 * 溶液浓度:溶液中离子浓度低,对外扩散速度影响较大,对内扩散影响较小;离子浓度较高,对内扩散影响较大,对外扩散影响较小。 * 温度:溶液温度升高,扩散速度加快,交换速度也增加。 * 离子的大小:小离子的交换速度较快;大分子受空间阻碍,扩散速度特别慢。 * 离子的化合价:离子与树脂骨架间存在库仑引力,化合价越高,扩散越慢。 第九章 吸附法

1

、吸附作用机理是什么?

吸附作用:

● 物质(被吸附的产物)从液体相

浓缩到固体(吸附剂)表面从而达到分离的过程。

● 吸附剂:在表面上能发生吸附作

用的固体.

● 吸附物:被吸附的物质。

2

、吸附法有几种?各自有何特点?

物理吸附(最常见的吸附现象):

● 吸附剂与吸附物通过分子力(范

德华力)产生的吸附;

● 吸附不仅限于一些活性中心,而

是整个自由界面;

● 物理吸附是可逆的,吸附和解吸

同时存在;

● 一种吸附剂可吸附多种物质,没

有严格的选择性(但吸附量有差别);

● 与吸附剂的表面积、细孔分布、

温度等有关。

吸附的类型(续) * 化学吸附: * 由于吸附剂与吸附物间的电子转移,发生化

学反应而产生的,需一定的活化能;

* 选择性较强,一种吸附剂只对某种或几种特定物质有吸附作用; * 吸附为单分子层吸附,吸附后较稳定,不易解吸; * 与吸附剂的表面化学性质及吸附物的化学性质有关。

化学吸附—化学键力的吸附 1)吸附区域为未饱和的原子 2)吸附层数为单层

3)吸附可逆性—不可逆 4)吸附选择性—很好 项目 物理吸附

化学吸附

作用力 吸附热 选择性 吸附速度 吸附分子层 范德华力 较小,接近液化热 几乎没有 较快,需要活化能很小 单分子或多分子层

化学键力 较大,接近反应热 有选择性

慢,需要一定活化能 单分子

3、大孔网状聚合物吸附与活性炭吸附剂相比有何优缺点?

大网格聚合物吸附剂:

大网格离子交换树脂去其官能团,保留多孔骨架,其性质与活性炭、硅胶等吸附剂相似。

特点:

● 选择性好,解吸容易,机械强度

好,可反复使用,流体阻力较小。 ● 可按需要选择不同原料和合成

条件改变其孔隙度、骨架结构、极性,用于吸附各种有机化合物。

4、影响吸附过程的因素有那些? 影响吸附过程的因素 * 吸附剂的性质: * 理化性质对吸附影响很大,要求吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。 * 吸附容量主要与比表面积有关; * 吸附速度主要与颗粒度和孔径分布有关; * 机械强度影响其使用寿命。 * 吸附物的性质:

能使表面张力降低的物质,易为表面所吸附; 溶质从较易溶解的溶剂中吸附时,吸附量较少;

极性吸附剂易吸附极性物质,非极性吸附剂易吸附非极性物质;

对于同系列物质,吸附量变化有规律; * 溶液pH 的影响:影响某些化合物的离解度(常通过实验决定) * 温度的影响:吸附热越大,温度对吸附的影响越大。 * 其他组分的影响:对混合物的吸附较纯溶质的吸附为差。

第十章 色层分离

1、为什么说色谱分离的效率是所有分离纯化技

术中最高的?

2、何谓色层分离法?可分为那几大类?

利用多组分混合物中各组分物理化学性质的

差异(分子的形状和大小,分子的极性,吸附力,分子的亲和力,分子的分配系数等),使各组分以不同程度分配在两相中。当多组分混合物随流动相流动时,由于各组分物理化学性质的差异,而以不同的速率移动,使之分离。

3、各种色谱分离(吸附、分配、离子交换、凝胶、

亲和)的机理是什么?在制备和生产生物体组

成成分时如何进行色谱分离的选择,举例说

明。

吸附色谱( Adsorption chromatography,AC ):混合物随流动相通过固定相(吸附剂)时,固定相对不同物质的吸附力不同使混合物分离的方法。

分配色谱( Distribution chromatography,DC,液液色谱):

固定相和流动相均为液相,利用混合物中各物质在两液相中的分配系数不同而分离。

离子交换色谱(ion exchange chromatography,IEC):

基于离子交换树脂上可电离的离子与

流动相中具有相同电荷的溶质离子进行可逆交换,混合物中不同溶质对交换剂具有不同的亲和力而

将它们分离。

凝胶色谱( Gel chromatography,GC):

以凝胶为固定相,根据各物质分子大小不同而进行分离的色谱技术(利用生物大分子的相对分子质量差异进行层析分离的方法),又称为分子筛色谱(molecular sieve chromatography,MSC);空间排阻色谱(size exclusion chromatography,SEC)

?主要用于脱盐、分级分离及分子量的测

定。

亲和色谱(affinity chromatography,AFC):

利用生物分子间的特异性亲和力进行

分离(即把与目的产物具有特异亲和力的生物分子固定化后作为固定相,当含目的产物的混合物流经固定相时,即可把目的产物从混合物中分理出来)色谱分离方法的选择

*常按以下几方面来选择不同色谱方法:

3、目的产物的分子结构、物理化学特性及分子量的大小;

4、主要杂质特别是分子结构、大小和理化特性与目的产物相近的杂质的成分与含量;

5、目的产物在色谱分离过程中的生理活性的稳

定性。

*对于蛋白质、酶、核酸等生物大分子(分子量大、易失活、具有生物专一亲和性),较多选用多糖基质离子交换色谱、疏水作用色谱、凝胶和亲和色谱。

*对于生物小分子的代谢物(分子量小、结构和性质较稳定,操作条件不太苛刻),采用吸附、分配、离子交换色谱。

4、分配色谱与制备和工业色谱的主要区别是什

么?

分析色谱与制备和工业色谱的比较

1应用色谱技术范围不同:

分析色谱:流动相包括气相、液相,固定相形状有柱、纸、薄板。

制备和工业色谱:主要采用以液相为流动相的柱上色谱。

2操作上的不同:

分析色谱:进样量越小越好,检测灵敏度越高越好,如微型毛细管柱色谱。

制备和工业色谱:进样量越多越好,色谱柱应大些,如大直径的径向色谱柱。

3色谱分离理论上的不同:

?理论塔板数的不同:

?生物小分子,分离机理

较明确,分离好坏与理

论塔板数有关;

?大分子,分离机理综合

效果,分离好坏与理论

塔板数无明显关系

?分配系数的不同:

?分析色谱:溶质浓度下

降,一定温度下,K为

常数;

?制备和工业色谱:为提

高产率,须提高单元操

作进样量,样品浓度增

大,K是温度的函数。4样品保留值与峰高不同:

?分析色谱:同一样品保留值为常

数,由保留值大小定性;峰高与

组分浓度呈线性关系,峰高可作

定量分析指标。

?制备和工业色谱:保留值不仅随

样品而变,且随浓度而变;保留

值不定性,峰高不作定量分析的

指标。

5、层析剂有那几种?各自有何特点?

层析剂种类

无机基质层析剂:

硅胶、氧化铝、活性炭、多孔玻璃等制成球性或无定形颗粒,可用于吸附和正相分配色谱。或经化学修饰、涂层改性,可制成不同分离机理的层析剂。

有机基质层析剂:(琼脂糖系,葡聚糖系)

基质颗粒可广泛选择单体和交联剂聚合进行化学改性处理,层析剂普遍有良好的选择性;

层析剂负载能力强,有较高的色谱容量;

化学稳定性良好,pH应用范围广;

不易产生不可逆吸附作用,较好保持生物活性。

6、何谓亲和色层分离法?亲和力的本质是什

么?亲和色层中常用的亲和关系有那几种?

亲和色谱(affinity chromatography,AFC):

利用生物分子间的特异性亲和力进行

分离(即把与目的产物具有特异亲和力的生物分子固定化后作为固定相,当含目的产物的混合物流经固定相时,即可把目的产物从混合物中分理出来)基本原理

属于一种吸附色谱,吸附作用主要靠生物分子对它的互补结合体(配基)的生物识别能力。

常用的亲和关系:生物体内相互作用的分子对:酶-低物或抑制剂,抗原-抗体,激素-受体,糖蛋白-凝集素,生物素生物素结合蛋白等。

生物技术制药考试题库

选择 ABC分子印迹可以应用于下列哪些方面:模拟抗体,生物传感器的构建,手性药物的分离,新药的构建 ABD酶促反应的特点包括:催化效率高,酶的催化活性不受调节和控制,专一性强,反应条件温和 ABCD体细胞基因治疗常用的靶细胞主要有:造血干细胞成纤维细胞肌细胞、肾细胞肝细胞、淋巴组织 B世界上第一个基因工程药物是:人白细胞干扰素INFa 重组人胰岛素人鼠源性单克隆抗体尿激酶 C下列不属于脂类药物的是:胆酸固醇灵芝大豆异黄酮 C下列能够产生抗体的细胞是:肝细胞,巨噬细胞,浆细胞,血红细胞 ABCD下列属于细胞代谢过程中的生理活性物质的是:维生素,植物激素,抗生素,生物碱 C下列属于细胞工程内容的是:染色体改造的理论和技术,酶改造的理论和技术,细胞融合的理论和技术,有关产物提取纯化的理论和技术 ABD工业上下列哪些是使用大肠杆菌生产的:谷氨酸脱羧酶,天门冬氨酸酶,丙酮酸脱羧酶,青霉素酰化酶 D被称为药剂学鼻祖的是:张仲景,希波克拉底,华佗,格林 AB造血生长因子的作用是:促进骨髓造血细胞分化,促进骨髓造血细胞增殖和定向成熟,动员祖细胞从骨髓移动到外周血,促进血液生产和血液循环 D下列不属于按分子大小分离的方法是:有超滤法,凝胶过滤法,超速离心法,沉淀法 ABCD下列可以作为生物药物的是:氨基酸及其衍生物,酶与辅酶,糖类,细胞生长因子 D基因工程中,载体的本质是:DNA,RNA ,蛋白质,DNA或RNA ABCD能够用作蛋白质药品冷冻干燥保护剂的是:糖类/多元醇,表面活性剂,氨基酸、盐和胺,聚合物 ABC才才下列属于酶反应器的是:鼓泡塔反应器,填充床反应器,流化床反应器,淤浆反应器

最新生物制药复习题

第一章绪论 1、生物药物广泛应用于医学各领域,按功能用途可分为三类,分别是()、()、() 2、生物技术制药发展历程经历了飞速发展的四个十年,分别是()、()、()、()。 3、生物技术所含的主要技术范畴有()、()、()、()、()、()、()、()和()。 4、下列哪个产品不是用生物技术生产的() A 青霉素 B 淀粉酶 C 乙醇 D 氯化钠 5、我国科学家承担了人类基因组计划()的测序工作 A 10% B 5% C 1% D 7% 6、生物技术 7、生物技术药物 8、生物技术制药 第二章基因工程制药 1、基因工程药物制造的主要步骤是:()、()、()、()、()、()。 2、目的基因获得的主要方法是()、()、()、()。 3、基因表达的微生物宿主细胞分为2大类。第一类为(),目前常用的主要有();第二类 为(),常用的主要有()。 4、基因工程药物的分离纯化一般不应超过5个步骤,包括()、()、()、()和()。 5、在基因工程药物分离纯化过程中,基因重组蛋白的分离比较困难,可用()、()、()、 ()的方法,达到初步分离的目的。 6、人工化学合成DNA新形成的核苷酸链的合成方向是(),合成的DNA 5’末端是(),3’ 末端是()。 7、凝胶过滤法是依赖()来分离蛋白组分 A、分子大小 B、带电状态 C、分子质量 D、解离状态 8、可用于医药目的的蛋白质和多肽药物都是由相应的()合成的 A RNA B 基因 C 氨基酸 D 激素 9、用反转录法获得目的基因,首先必须获得() P13cDNA文库法 A tRNA B cDNA C rRNA D mRNA 10、那一类细菌不属于原核细胞() A 大肠杆菌 B 枯草芽孢杆菌 C 酵母 D 链霉菌 11、基因工程菌的生长代谢与()无关 A 碳源 B RNA聚合酶 C 核糖体 D产物的分子量 12、基因工程菌的高密度发酵过程中,目前普遍采用()作为发酵培养基的碳源 A 葡萄糖 B 蔗糖 C 甘油 D甘露醇 13、下列那种色谱方法是依据分子筛作用来纯化基因工程药物() A 离子交换色谱 B 亲和色谱 C 凝胶色谱 D气相色谱 简答: 1、基因工程制药的概念? 2、什么是载体?载体主要有哪几种? 3、质粒载体的三种构型是什么?质粒载体的性质?用于克隆表达质粒载体的三个要素是 什么? 4、目的基因常用的制备方法有哪四种?这四种方法的基本步骤是什么?

(完整版)生物技术制药考试题复习

一:选择题 1、酶的主要来源是( C) A、生物体中分离纯化 B、化学合成 C、微生物生产 D、动/ 植物细胞与 组织培养 2、所谓“第三代生物技术”是指(A) A、海洋生物技术 B、细胞融合技术 C、单克隆技术 D、干细胞技术 3、菌体生长所需能量与菌体有氧代谢所能提供的能量在什么情况下,菌体往往会产生代谢副产物乙酸:(A) A、大于 B、等于 C、小于 D、无关 4、促红细胞生长素( EPO)基因能在大肠杆菌中表达,但却不能用大肠杆菌的基因工程菌生产人的促红细胞生长素,这是因为:( E) A、人的促红细胞生长素对大肠杆菌有毒性作用 B、人促红细胞生长素基因在大肠杆菌中极不稳定 C、大肠杆菌内毒素与人的促红细胞生长素特异性结合并使其灭活 D、人的促红细胞生长素对大肠杆菌蛋白水解酶极为敏感 E、大肠杆菌不能使人的促红细胞生长素糖基化 5、目前基因治疗最常用的载体是:(B) A、腺病毒 B、反转录病毒 C、腺相关病毒 D、痘苗病毒 E、疱疹病毒 6、cDNA第一链合成所需的引物是:( D) A、Poly A B、Poly C C、Poly G D、Poly T E、发夹结构 7、为了减轻工程菌的代谢负荷,提高外源基因的表达水平,可以采取的措施有:(A) A将宿主细胞生长和外源基因的表达分成两个阶段 B、在宿主细胞快速生长的同时诱导基因表达 C、当宿主细胞快速生长时抑制重组质粒的表达 D、当宿主细胞快速生长时诱导重组质粒的复制 8、基因工程制药在选择基因表达系统时,首先应考虑的是:(A) A、表达产 物的功能B、表达产物的产量 C.表达产物的稳定性 D.表达产物分离纯化的难易 9、疫苗出产前需进行理化鉴定、效力鉴定和(安全性鉴定)。 10、基因工程药物的化学本质属于:(C) A. 糖类 B.脂类 C.蛋白质和多肽类 D.氨基酸类 11、用聚二乙醇( PEG)诱导细胞融合时,下列错误的是:(C) A、PEG的相 对分子量大,促进融合率高B、PEG的浓度高,促进融合率高C、PEG 的相对分子量小,促进融合率高D、PEG的最佳相对分子量为 4000 12、以大肠杆菌为目的基因的表达体系,下列正确的是:(C) A、表达产物 为糖基化蛋白质B、表达产物存在的部位是在菌体内 C、容易培养,产物提纯简单 D 、表达产物为天然产物 13、人类第一个基因工程药物是:(A) A、人胰岛素 B、重组链激酶 C、促红细胞生成素 D、乙型肝炎疫苗 14、下列不属于加工改造后的抗体是:(C) A、人-鼠嵌合抗体 B、单链抗体C 、鼠源性单克隆抗体D、单域抗体 15、动物细胞培养的条件中,不正确的是:(D)

生物工程下游技术

生物工程下游技术生物工程下游技术的定义 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。 实质:是研究如何从混合物中把一种或几种物质分离出来的科学技术。 1.生化工程分离技术 预处理 结晶干燥 离心法:离心过滤、离心沉降、超离心 萃取法:有机溶剂、双水相、液膜、反胶团、超临界 层析法:凝胶过滤层析、反相层析、亲和、疏水相互作用、聚焦、离子交换 膜分离:微滤、超滤、 反渗透、透析、电渗透 2.生物物质常用的分离技术 氨基酸:结晶和离子交换法 蛋白质和多肽:离子交换层析、电泳 糖类:吸附层析 脂质:有机溶剂萃取、超临界流体萃取和层析 抗生素:有机溶剂萃取、离子交换、结晶和吸附层析 3. 生物分离方法的选择与评价 原则: 步聚少,次序合理,产品规格(注射,非注射),生产规模,物料组成,产品形式,产品稳定性,危害性,物性:溶解度、电荷、分子大小、功能团、稳定性、挥发性,废水处理 4.浓缩率:浓缩程度一般用浓缩率(concentration factor)表达,是一个以浓缩为目的的分离过程的最重要指标。浓缩率为m,mt=mx则目标产物未得到任何程度的分离纯化。 5.分离因子:分离因子又称分离系数。产品中目标产物浓度越高,杂质浓度越低,则分离因子越大,分离效率越高。 6. 回收率:无论是以浓缩还是以分离为目的操作过程,目标产物均应以较大的比例回收, 回收率R:

生物分离操作多为间歇过程(分批操作),若原料液和产品溶液的体积分别为VC和VP。 1 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同? 2 设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素? 3 分离纯化的回收率与浓缩率如何计算? 4 现代生物分离工程研究方向有哪些特点? 5 分离纯化指标有哪些? 简述pH对发酵液过滤特性的影响,并举例说明。 答:(1) pH直接影响发酵液中某些物质的电离程度和电荷性质,因此适当调节pH值可以改善发酵液的过滤特性。(2)氨基酸和蛋白质在酸性条件下带正电,碱性条件下带负电,等电点时净电荷为零,两性物质在等电点下的溶解度最小,等电点沉淀法在生物工业分离中广泛使用。(3)如味精生产,利用等电点沉淀法提取谷氨酸,一般蛋白质也在酸性范围达到等电点;膜分离中可通过调整pH 值改变易吸附分子的电荷性质,减少膜堵塞和膜污染;此外,细胞、细胞碎片及某些胶体物质等在特定pH下也可能趋于絮凝而成为较大颗粒,有利于过滤进行。 第二章 1.预处理的目的:促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离的效率: ⑴改变发酵液的物理性质,包括增大悬浮液中固体粒子的尺寸,降低液体黏度。 ⑵相对纯化,去除发酵液中的部分杂质(高价无机离子和杂蛋白质),以利于后续各步操作。 ⑶尽可能使产物转入便于后处理的一相中(多数是液相); 2.预处理的方法 凝聚和絮凝 加热法 调节悬浮液的pH值 杂蛋白的去处 高价无机离子的去处 助滤剂 反应剂 3凝聚与絮凝:.凝聚与絮凝处理过程就是将化学药剂预先投加到悬浮液中,改变细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态,破坏其稳定性,使其聚集起来,增大体积以便固液分离。 凝聚和絮凝技术常用于菌体细小而且黏度大的发酵液的预处理中。 凝聚和絮凝是两种方法,两个概念。

生物技术制药试题及答案(二)

生物技术制药试题及答案 1.论述生物技术在食品工业中的作用? 答:(1)开辟新的食品资源:利用微生物菌体发酵生产单细胞蛋白;应用微生物酶工程生产高果糖浆、饴糖、麦芽糖、高麦芽糖浆、麦芽糊精、偶联糖等淀粉糖产品。 (2)提高食品品质:利用发酵工程、酶工程技术生产酸味剂、甜味剂和鲜味剂等食品添加剂。在肉类和鱼类加工中应用酶来改善组织,嫩化肉类和转化废弃蛋白质。在乳品加工中应用酶进行干酪生产、分解乳糖和黄油增香。在果蔬加工中应用酶进行柑橘脱苦、果汁澄清和果蔬保藏等。在饮料、酿酒工业中应用酶发酵生产各种饮料。在焙烤食品生产中应用淀粉酶和蛋白酶来提高焙烤品质和增加香味。 (3)食品卫生检测:酶免疫分析法、放射免疫分析法、单克隆抗体法和DNA 探针法用于检测食品中的沙门氏杆菌等。 (4)食品脱毒:利用发酵法、酶解法等对食品中的有毒糖苷类物质(硫代葡萄糖苷)、寡糖(β-半乳糖苷)和棉酚等进行处理,以脱除有毒物质。 2.试论述生物技术与医药卫生的关系? 答:(1)疫苗生产:病原体减毒或弱化疫苗、基因工程疫苗和核酸疫苗。病原体减毒和弱化疫苗是利用微生物的纯种培养技术以及减毒疫苗的制备技术来生产的,是以减毒或弱化的病原体作为疫苗。基因工程疫苗是将病原体的抗原基因克隆在细菌或真核细胞内,利用细菌或细胞生产病原体的抗原,利用抗原作为疫苗。而核酸疫苗则是将含有编码蛋白质基因序列的质粒载体,经肌肉注射或微弹轰击等方法导入体内,通过宿主细胞表达系统表达抗原蛋白质,诱导宿主产生对抗该抗原蛋白的免疫应答,以达到预防和治疗疾病的目的。 (2)疾病诊断:单克隆抗体与ELISA技术用于诊断传染性疾病、检测肿瘤相关基因、确定激素水平、检验血液中的药物含量及鉴定微生物病原体。DNA诊断技术可用于诊断遗传性疾病、肿瘤和传染性疾病。 (3)生物制药与基因工程药物:利用微生物发酵可生产各种抗生素。利用植物细胞大规模培养技术可生产天然药物,如紫草宁、紫杉醇、人参皂苷、强心苷、胡萝卜素等。利用单克隆抗体制备技术可制备用于肿瘤治疗的“生物导弹”。利

生物技术制药试题及重点

第一章绪论 填空题 1. 生物技术制药的特征 _高技术、高投入、高风险、高收益、长周期。 2. 生物药物广泛应用于医学各领域,按功能用途可分为三类,分别是_治疗药物、预防药物、诊断药物。 3. 现代生物药物已形成四大类型:一是应用DNA重组技术制造的基因重组多肽、蛋白 质类治疗剂;二是基因药物_______________ ;三是来自动物植物和微生物的天然生物药 物;四是合成与部分合成的生物药物; 4. 生物技术的发展按其技术特征来看,可分为 三个不同的发展阶段,传统生物技术阶段;近代生物技术阶段;现代生物技术阶段。 5. 生物技术所含的主要技术范畴有基因工程; 细胞工程;酶工程;发酵工程;蛋白质核酸工程和生化工程; 选择题 1?生物技术的核心和关键是(A ) A细胞工程B蛋白质工程C酶工程D 基因工程 2. 第三代生物技术(A )的出现,大大扩大了现在生物技术的研究范围 A基因工程技术B蛋白质工程技术C海 洋生物技术D细胞工程技术 3. 下列哪个产品不是用生物技术生产的(D)A青霉素B淀粉酶C乙醇D氯化钠 4. 下列哪组描述(A )符合是生物技术制 药的特征 A高技术、高投入、高风险、高收益、长周期B 高技术、高投入、低风险、高收益、长周期 C高技术、低投入、高风险、高收益、长周期 D高技术、高投入、高风险、低收益、短周期 5. 我国科学家承担了人类基因组计划(C )的测序工作 A10% B5% C 1% D 7% 名词解释 (2)近代生物技术阶段的技术特征是微生物 发酵技术,所得产品的类型多,不但有菌体的初 级代谢产物、次级代谢产物,还有生物转化和酶 反应等的产品,生产技术要求高、规模巨大,技 术发展速度快。代表产品有青霉素,链霉素,红 霉素等抗生素,氨基酸,工业酶制剂等。 (3)现代生物技术阶段的技术特征是DNA 重 组技术。所得的产品结构复杂,治疗针对性强, 疗效高,不足之处是稳定性差,分离 纯化工艺更复杂。代表产品有胰岛素,干扰素和 疫苗等。 3. 生物技术在制药中有那些应用? 生物技术应用于制药工业可大量生产廉价的防治 人类重大疾病及疑难症的新型药物,具体体现在 以下几个方面: (1)基因工程制药,利用基因工程技术可生 产岀具有生理活性的肽类和蛋白质类药物,基因 工程疫苗和抗体,还可建立更有效的药物筛选模 型,改良现有发酵菌种,改进生产工艺,提供更 准确的诊断技术和更有效的治疗技术等。随着基 因技术的发展,应用前景会更广阔。 (2)细胞工程和酶工程制药 该技术的发展为现代制药技术提供了更强大的技 术手段,使人类可控制或干预生物体初次生代谢 产物和生物转化等过程,使动植物能更有效的满 足人类健康方面的需求。 (3)发酵工程制药 发酵工程制药的发展主要体现在对传统工艺的改 进,新药的研制和高效菌株的筛选和改造等。 第二章基因工程制药 填空题 1. 基因工 程药物制造的主要步骤是:目的 基因的获得;构建DNA重组体;构建工程菌;目 的基因的表达;产物的分离纯化; 产品的检 验。 1. 生物技术制药 采用现代生物技术可以人为的创 造一些条件,借助某些微生物、 植物或动物来生产所需的医学药 品,称为生物技术制药。 2. 生物技术药物 一般说来,采用DNA重组技术 或其它生物新技术研制的蛋白 质或核酸来药物称为生物技术药 物。 3. 生物药物 生物技术药物是重组产品概念在 医药领域的扩大应用,并与天然 药物、微生物药物、海洋药物和 生物制品一起归类为生物生物药 物。 简答题 1.生物技术药物的特性是什 么? 生物技术药物的特征是: (1)分子结构复杂 (2)具有种属差异特异性 (3)治疗针对性强、疗效高 (4)稳定性差 (5)免疫原性 (6)基因稳定性 (7)体内半衰期短 (8)受体效应 (9)多效应和网络效应 (10)检验特殊性 2.简述生物技术发展的不同阶段 的技术特征和代表产品? (1)传统生物技术的技术特征 是酿造技术,所得产品的结构较 为简单,属于微生物的初级代谢 产物。代表产品如酒、醋、乙 醇,乳酸,柠檬酸等。

生物工程下游技术习题题目练习

生物工程下游技术复习题 第一章绪论 生物下游加工过程的几个阶段 预处理和固液分离, 提取(初步分离), 精制(高度纯化), 成品制作. 评价分离效果的重要参数:纯度,回收率,浓缩率。

第二章发酵液预处理和固液分离 主要名词:凝聚、絮凝 凝聚:指在电解质作用下,由于胶粒之间双电层电排斥作用降低,电位下降,而使胶体体系不稳定的现象; 絮凝:指在某些高分子絮凝剂存在下,基于桥架作用,使胶粒形成较大絮凝团的过程。1.改变发酵液过滤特性的方法 调酸(等电点),热处理,电解质处理,添加凝聚剂,添加表面活性物质,添加反应剂冷冻-解冻,添加助滤剂 2.发酵液的相对纯化 (1)高价无机离子的去除方法 (2)杂蛋白的去除方法 沉淀法,变性法,吸附法。 3常用的固液分离方法: 重力沉降,浮选,旋液分离,介质过滤,离心。 (1)离心 离心机种类:碟片式。管式。倾析式。 (2)过滤(澄清过滤,滤饼过滤) 过滤机种类:按推动力分为4种重力过滤,加压过滤,真空过滤,离心过滤。 板框压滤机,真空转鼓过滤机 第三章细胞破碎和包涵体复性 细胞破碎的主要方法和适用对象,了解基本机理

方法:珠磨法原理:进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英砂、氧化铝等研磨剂(直径小于1mm)一起快速搅拌或研磨,研磨剂、珠子与细胞之间的互相剪切、碰撞,使细胞破碎,释放出内含物。在珠液分离器的协助下,珠子被滞留在破碎室内,浆液流出从而实现连续操作。 高压匀浆法原理:利用高压使细胞悬浮液通过针形阀,由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破碎,细胞悬浮液自高压室针形阀喷出时,每秒速度高达几百米,高速喷出的浆液又射到静止的撞击环上,被迫改变方向从出口管流出。不适用范围:易造成堵塞的团状或丝状真菌,较小的革兰氏阳性菌,含有包含体的基因工程菌(因包含体坚硬,易损伤匀浆阀) 珠磨法固体剪切作用可达较高破碎率,可较大规模操作,大分子目的产物易失活,浆液分离困难 高压匀浆法液体剪切作用可达较高破碎率,可大规模操作,不适合丝状菌和革兰氏阳性菌 超声破碎法液体剪切作用对酵母菌效果较差,破碎过程升温剧烈,不适合大规模操作X-press法固体剪切作用破碎率高,活性保留率高,对冷冻敏感目的产物不适合 酶溶法酶分解作用具有高度专一性,条件温和,浆液易分离,溶酶价格高,通用性差化学渗透法改变细胞膜的渗透性具一定选择性,浆液易分离,但释放率较低,通用性差渗透压法渗透压剧烈改变破碎率较低,常与其他方法结合使用 冻结融化法反复冻结-融化破碎率较低,不适合对冷冻敏感目的产物 干燥法改变细胞膜渗透性条件变化剧烈,易引起大分子物质失活 第四章沉淀法 1.蛋白质的表面特征 蛋白质组成 20种氨基酸构成的两性高分子电解质,包括疏水性氨基酸和亲水性氨基酸 蛋白质折叠趋势 疏水性氨基酸:向内部折叠的趋势 亲水性氨基酸:分布于蛋白质外表面的趋势 结果 在蛋白质三维结构中仍会有部分疏水性氨基酸残基暴露于表面,在蛋白质表面形成一定的疏水区

2018年生物技术制药习题及答案

2018年生物技术制药习题及答案 一、选择填空题 1. 酶的主要来源是什么? 微生物生产。 2. 第三代生物技术是什么? 基因组时代。 3. 基因治疗最常用的载体是什么? 质粒载体和λ噬菌体载体。 4. 促红细胞生长素基因可在大肠杆菌中表达。但不能用大肠杆菌工程菌生产人的促红细胞生产素为什么? 因为大肠杆菌不能使人的促红细胞生长素糖基化, 人的促红细胞生长素对大肠杆菌有毒性作用。 5. 菌体生存所需能量已菌有氧代谢所需能量在什么情况下产生代谢产物乙酸?

菌体生长所需能量 (大于) 菌体有氧代谢所能提供的能量时, 菌体往往会产生代谢副产物乙酸。 6.cDNA 第一链所合成所需的引物是什么? cDNA 第一条链合成所需引物为 PolyT 。 7. 基因工程制药在选择基因表达系统时首先考虑什么? 表达产物的功能。 8. 为了减轻工程菌代谢负荷,提高外源基因表达水平可采取什么措施? 将宿主细胞生长和外源基因的表达分成两个阶段。 9. 根据中国生物制品规定要求,疫苗出厂需要经过哪些检验? 理化检定、安全检定、效力检定。 10. 基因工程药物化学本质是什么? 蛋白质。

11.PEG 诱导细胞融合? PEG 可能与可能与临近膜的水分相结合, 使细胞之间只有微笑空间的水分被 PEG 取代, 从而降低了细胞表面的极性,导致双脂层的不稳定,使细胞膜发生融合。 12. 以大肠杆菌为目的基因表达系统的表达产物,产物位置是什么? 胞内、周质、胞外。 13. 人类第一个基因工程药物是什么? 重组胰岛素。 14. 动物细胞培养的条件是什么? 温度 :哺乳类 37昆虫 25~28, ph7.2~7.4,通氧量:使 co2培养箱,不同动物比例不同。防止污染, 基本营养物质:三大营养物质维生素, 激素, 促细胞生长因子, 渗透压:大多数 260~320。 15. 不属于加工改造抗体的是什么? 单域抗体。 16. 第三代抗体是什么?

生物技术制药试卷A答案

生物技术制药试卷A 一、名词解释:(本题共10小题,每小题5分,共计50分) 1、生物药物:是指利用各种生物材料,综合采用各种生物技术的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。 2、抗生素:由微生物产生,在低浓度下能杀灭和抑制病原体,但对宿主不会产生严重的副作用的物质,或使用化学方法半合成的衍生物和全合成的仿制品。广义的抗生素还包括一些抗肿瘤药、杀虫剂和除草剂。 3、补料分批发酵:是指将种子接入发酵反应器进行培养,经过一段时间之后,间歇式地、或者连续地补加新鲜培养基,使菌体进一步生长的方法。 4、限制性内切酶:生物体内能识别并切割特异的双链DNA序列的一种内切核酸酶。它是可以将外来的DNA切断的酶,即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力,但对自己的DNA却无损害作用,这样可以保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用是在DNA 分子内部进行的,故名限制性内切酶。 5、载体:将外源目的DNA导入受体细胞,并能自我复制和增殖的工具。 6、转化细胞系:正常细胞经过某个转化过程,失去正常细胞的特点而获得无限增殖能力的细胞系。 7、微载体培养:将细胞吸附于微载体表面,再在培养液中进行悬浮培养,使细胞在微载体表面生长成单层的方法称为微载体培养法。 8、毛状根:受到发根农杆菌感染后形成的根组织,易于培养,改变了植物的次生代谢。毛状根生长快速和次级代谢产物含量高,特别适用于从木本植物和难于培养的植物中得到较高含量的次级代谢产物。 9、气升式反应器:没有搅拌,气体通过喷管进入剪切力更小,主要用于悬浮细胞的分批式培养,近年开发用于贴壁细胞的微载体培养,并进行半连续、连续和灌流式培养。 10. 酶固定化:指经物理或化学方法处理,使酶(细胞)限制或固定于特定空间位置,使之不但能连续发挥催化作用,而且反应后酶又可以反复利用的技术。 二、简答题(本题共5小题,每小题8分,共40分) 1. 简述生物药物新药的研发流程。 答:新药研究和开发的主要过程:

生物技术制药考试题复习

生物技术制药考试题复 习 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】

一:选择题 1、酶的主要来源是(C) A、生物体中分离纯化 B、化学合成 C、微生物生产 D、动/植物细胞与组织培养 2、所谓“第三代生物技术”是指 (A) A、海洋生物技术 B、细胞融合技术 C、单克隆技术 D、干细胞技术 3、菌体生长所需能量与菌体有氧代谢所能提供的能量在什么情况下,菌体往往会产生代谢副产物乙酸:(A) A、大于 B、等于 C、小于 D、无关 4、促红细胞生长素(EPO)基因能在大肠杆菌中表达,但却不能用大肠杆菌的基因工程菌生产人的促红细胞生长素,这是因为:(E) A、人的促红细胞生长素对大肠杆菌有毒性作用? B、人促红细胞生长素基因在大肠杆菌中极不稳定? C、大肠杆菌内毒素与人的促红细胞生长素特异性结合并使其灭活 D、人的促红细胞生长素对大肠杆菌蛋白水解酶极为敏感 E、大肠杆菌不能使人的促红细胞生长素糖基化 5、目前基因治疗最常用的载体是:(B) A、腺病毒? B、反转录病毒 C、腺相关病毒 D、痘苗病毒 E、疱疹病毒 6、cDNA第一链合成所需的引物是:(D) A、Poly?A B、PolyC C、PolyG D、PolyT E、发夹结构 7、为了减轻工程菌的代谢负荷,提高外源基因的表达水平,可以采取的措施有:(A) A将宿主细胞生长和外源基因的表达分成两个阶段 B、在宿主细胞快速生长的同时诱导基因表达? C、当宿主细胞快速生长时抑制重组质粒的表达? D、当宿主细胞快速生长时诱导重组质粒的复制 8、基因工程制药在选择基因表达系统时,首先应考虑的是:(A) A、表达产物的功能 B、表达产物的产量C.表达产物的稳定性 D.表达产物分离纯化的难易? 9、疫苗出产前需进行理化鉴定、效力鉴定和(安全性鉴定)。 10、基因工程药物的化学本质属于:(C) A.糖类 B.脂类 C.蛋白质和多肽类 D.氨基酸类 11、用聚二乙醇(PEG)诱导细胞融合时,下列错误的是:(C) A、PEG的相对分子量大,促进融合率高 B、PEG的浓度高,促进融合率高 C、PEG的相对分子量小,促进融合率高 D、PEG的最佳相对分子量为4000 12、以大肠杆菌为目的基因的表达体系,下列正确的是:(C) A、表达产物为糖基化蛋白质 B、表达产物存在的部位是在菌体内

生物工程下游技术课后题

第一章 1.生物产品的哪些特性制约了下游技术的可选范围? 1生物物料2产品稳定性、产品性质、产品共存物性质的要求。 2.生物工程下游技术分哪几个阶段? 四个阶段:预处理;提取(初步分离);精制(纯化);成品制作。 3.生物工程下游技术的特点有哪些? 快速分离、保证纯度、高选择性、分离步骤多、需要高度浓缩。 4.生物工程纯化过程选择依据有哪些? 生产成本要低、工艺步骤要少、操作程序合理、适应产品的技术规格、生产要有规模、产品具有稳定性、环保和安全要求、生产方式。 第二章下游技术的理论基础 1下游技术中都存在哪些过程? 物理学过程;化学过程;生物学过程。 2下游技术中物理过程按物理化学原理有哪些分类? @根据相性质分为:机械分离(非均相):过滤、重大沉降、离心;传质分离(均相):均相。 @物理化学原理:平衡分离:1.气体传质:吸收2.气液传质:精馏3.液液传质:萃取4.液固传质:浸取、结晶、吸附、离子交换、色谱分析 5.气固传质:干燥、吸附、升华;速率分离(差速分离):1.膜分离:超滤、反渗透、电渗析2.均分离:电泳、磁泳、离心沉降。 3什么是对流传递扩散传递及扩散传递的重要性? 对流传递是由流体的宏观运动引起;扩散传递分为分子传递(由分子的随机热运动引起)和涡流传递(由微团的脉动引起)尽管对流传质速度要扩散传质速度大很多,但在很多情况下,扩散传递都是非常重要的,特别是存在异相界面物质传递的情况下,物质在异相界面间境界膜中的扩散速率往往成为物质传递速率的限制性因素。 4生物反应器的放大原则? 几何相似、恒定等体积功率放大、恒定传氧系数放大、恒定剪切力恒定叶端速度放大、恒定的混合时间放大。 第三章发酵液的预处理1发酵液预处理的目的? 固液分离(分离菌体及其它悬浮颗粒)、除去一些可溶性杂质、改变滤液的性质以利于后续的提取与精制。 2发酵液预处理的方法有哪些?并简述各种方法的原理特点和应用36 降低液体黏度(加水稀释法、加热法)、凝聚和絮凝法、调节PH法、加入助滤剂法、加吸附剂法或加盐法(加入反应剂)。 3发酵液进行过滤的目的是什么?影响发酵液过滤速度的因素有哪些? 目的:以压力差为推动力,依靠过滤介质将固体和液体分离 影响因素:1.从进料侧至过滤介质另一侧的压力降2.过滤面积3.滤饼阻力(厚度、颗粒大小)4.滤液黏度5.过滤介质和初始滤饼层的阻力。4发酵液过滤的方法有哪些? 并简述各种方法的类型特点和应用39 方法:常压过滤、加压过滤、真空过滤、离心过滤。 5如何进行过滤介质的选择和条件的优化? 过滤介质除具有过滤作用外,还是滤饼的支撑物,它应具有足够的机械强度和尽可能小的流动阻力。合理选择过滤介质取决于许多因素,其中过滤介质所能截留的固体粒子大小以及对滤液的透过性是过滤介质最主要的技术特性过滤介质种类1.织物介质:绵、丝、毛、麻等2.粒状介质:硅藻胶、活性炭、白土 3.多孔固体介质:多孔陶瓷、玻璃、塑料4.微孔纤维素和金属薄膜介质:醋酸纤维素 过滤条件的优化:1.改善发酵液物理性质:降低滤饼比阻、降低发酵液黏度、降低固体浓度、热处理 2.改善设备结构:扩大设备尺寸、增加过滤面积。 6发酵液的构成? 微生物(菌体)、残存的固体培养基、未被微生物完全利用的糖无机盐蛋白质以及微生物的各种代谢产物。 7发酵液特性有哪些? 1目标产物浓度普遍较低,悬浮液中大部分是水2菌体细胞等固体粒子的性质差异较大,且具有一定的可压缩性3菌体细胞等悬浮颗粒小,其相对密度和液相相近4液相黏度大,多为非牛顿型流体5性质不稳定易随时间变化,如易受空气氧化微生物污染蛋白质酶水解等作用的影响。

生物工业下游技术习题(附答案)

生物工业下游技术习题 第一章绪论 1、何为生化分离工程?其主要研究那些内容? 下游加工过程(下游技术): 对由生物界自然产生的或由微生物发酵过程、动植物细胞组织培养或酶反应过程等各种生物工业生产过程获得的生物原料(发酵液、培养液、反应液),经提取分离、加工精制成有关生物化工产品的过程(技术)。由不同生物化工单元操作组成。 研究内容:产品的分离纯化,从混合物(发酵液等)中用最低的投入,获得最高的产出(产物的高得率、高纯度)。 2、试述生物技术下游加工过程的特点及应遵循的原则。 特点:发酵液等为复杂多相系统,属非牛顿性液体,成分复杂多样,固液分离困难。 产物起始浓度低(发酵液起始浓度较低而杂质又较多),常需多步纯化操作; 产物(生物物质)通常很不稳定:遇热、极端pH、有机溶剂会引起失活或分解; 发酵或培养都是分批操作,生物变异性大,各批发酵液不尽相同,下游加工应有弹性; 发酵液不宜久存,应尽快提取。 原则:时间短;温度低;pH适中(在生物物质的稳定范围内);严格清洗消毒。基因工程产品,生物安全问题

3、生化分离工程有那些特点?其包括那几种主要分离方法? 4、简述生化分离工程的发展趋势。 操作集成化(减少步骤,提高收率); 方法集成化; 大分子与小分子分离方法的相互渗透; 亲和技术的推广使用和配基的人工合成; 优质层析介质的开发; 基因工程对下游过程的影响; 发酵与提取相耦合。 5、简述生物技术下游加工过程的一般流程。 按生产过程划分,下游技术大致分为4个阶段: a)预处理(发酵液或培养液的预处理和固液分离); b)提取(初步分离纯化); c)精制(高度纯化); d)成品加工(最后纯化); 第二章预处理与固-液分离法 1、发酵液预处理的目的是什么?主要有那几种方法? 预处理: a)预处理目的:改变发酵液的性质,利于固液分离。 b)方法:采用酸化、加热、以降低发酵液的粘度;或加入絮凝剂,使细胞 或溶解的大分子聚结成较大颗粒。

生物技术制药习题修订稿

生物技术制药习题 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

第三章基因工程—工程技术 一.填空 1、基因工程操作流程主要包括()()()() ()。 2、分离目的基因常采用()从基因组DNA中扩增含目的具有的DNA片断, 或者 用分子杂交等方法从构建的()或()中获得含目的基因的克隆子。 3、克隆载体有()和()等,供不同实验要求选择使用。 4、在()的作用下,含()的DNA片断与()连接成为重组 DNA 分子。 二.判断 1、无论用哪种转化方法均可用PBR322作载体。() 2、cDNA是以DNA为起始材料,经过复制得到的互补DNA。() 3、只有粘性末端才可以被连接起来。() 4、任何细胞都可用作受体细胞。() 5、原核生物细胞是最理想的受体细胞。() 6、Western杂交是DNA-RNA之间的杂交。() 7、 DNA连接酶只能催化双链DNA片断互补黏性末端之间的连接。() 第四章细胞工程技术概论 一.选择 1、植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是() A. 植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁 B. 细胞壁使原生质体失去活力 C. 细胞壁阻碍了原生质体的融合? D. 细胞壁不是原生质的组成部分 2、动物细胞融合的说法不正确的是() A. 细胞融合首先用酶解法(胰蛋白酶)分散成单个细胞 B. 细胞融合是个细胞识别过程

C. 融合细胞能表现出两个亲本的特点 D. 原生质体自然条件下常自发融合 3、单克隆抗体的生产方法中错误的是() A. 发酵罐中培养 B. 小鼠的腹腔繁殖 C. 培养成组织移植到动物体内 D. 牛的体腔培养 4、不能人工诱导原生质体融合的方法是() A. 高pH B. 电刺激 C. PEG(聚乙二醇)试剂 D. 重压 5、植物细胞融合常用的诱导剂是() A. PEP B. PEG C. ATP D. 大肠杆菌质粒 6、目前有一种蔬菜新品种“白菜—甘蓝”,只是将两个来自不同植物的体细胞融合成一 个杂种细胞,并将其培养成新的植物体。这是利用了现代生物技术中的什么? A.细胞工程 B.基因工程 C.蛋白质工程 D.酶工程 二. 填空 下图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答: (1)步骤?是_______________________,最常用的方法是_______________________。 (2)步骤?一般常用的化学试剂是_______________,目的是______________________。 第六章发酵工程技术概论 一.选择 1、发酵工程以培养微生物为主,所以又称为()。 A.细胞工程B.微生物工程 C.细菌工程 2、发酵工程的主要内容包括()。 A.生产菌种的选育B.发酵条件的优化与控制反应器的设计及产物的分离 C.提取与精制 D.以上都是 3、下列哪些是目前具有生产价值的发酵类型()。 A.微生物菌体发酵 B.微生物菌体代谢产物发酵 C.微生物的转化发酵D.以上都是 4、下列哪些是发酵技术独有的特点()。 A.多个反应不能在发酵设备中一次完成 B.条件温和、能耗少、设备简单 C.不容易产生高分子化合物D.发酵过程中不需要防止杂菌污染 5、发酵过程中,PH值取决于()。 A.菌种B.培养基 C.培养条件D.以上都是 6、下列生产工艺属于固体发酵的是()。 A.酿酒B.制酱C.天培(大豆发酵食品) D.以上都是 7、下列哪些是发酵的主要操作方式()。 A.分批发酵B.连续发酵C.补料分批发酵D.全部都是 8、气升式发酵罐与搅拌式发酵罐相比,下列不属于前者特点的是()。 A.发酵罐内没有搅拌装置,结构简单 B.发酵罐内有搅拌装置,混合速度快 C.耗能少,利于生产 二、填空 1、根据搅拌的方式不同,好氧发酵设备又可分为()、()。 2、根据操作方式的不同,液体深层发酵主要有()、()、 ()。 3、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向(),从自然选育转 向(),从诱发基因突变转向()。

生物工程下游技术

动物生物反应器 专业:生物技术班级:093姓名:贺霞霞 一、概述 1、生物反应器:生物反应器是利用生物体所具有的生物功能,在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。 2、内容:生物反应器听起来有些陌生,基本原理却相当简单。胃就是人体内部加工食物的一个复杂生物反应器。食物在胃里经过各种酶的消化,变成我们能吸收的营养成分。生物工程上的生物反应器是在体外模拟生物体的功能,设计出来用于生产或检测各种化学品的反应装置。或者说,生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。 生物反应器(bioreactor)经历了三个发展阶段:细菌、细胞基因工程、转基因动物生物反应器。转基因动物生物反应器的出现之所以受到人们极大的关注,是因为它克服了前两者的缺陷,即细胞基因工程产物往往不具备生物活性,必须经过糖基化、羟基化等一系列修饰加工后才能成为有效的药物,而细胞基因工程又因为的培养条件要求相当苛刻、成本太高而限制了规模生产。另外,转基因动物生物反应器还具有产品质量高、容易提纯的特点。一般把目的片段在器官或组织中表达的转基因动物叫做动物生物反应器。几乎任何有生命的器官、组织或其中一部分都可以经过人为驯化为生物反应器。从生产的角度考虑,生物反应器选择的组织或器官要方便产物的获得,例如乳腺、膀胱、血液等,由此发展了动物乳腺生物反应器、动物血液生物反应器和动物膀胱生物反应器等。其中,转基因动物乳腺生物反应器的研究最为引人注目。 二、动物生物反应器的介绍 1、转基因动物与生物反应器

最新生物工程下游技术思考题答案

一.绪论 1、从某一动物培养的细胞中分离某一抗体(一蛋白的代表)的一般工艺过程。答:生物工程下游技术的一般工艺过程(p12) 2、分离纯化某一酶制剂的主要步骤和结果如下表: ( (2)亲和层析的原理是什么? 3、产品的分离提取工艺应考虑那些因素? 答:生物分离过纯化过程的选择准则(P16)

①步聚少,成本低②次序合理③产品规格(注射,非注射)④生产规模⑤物料组成⑥产品形式固体:适当结晶,液体:适当浓缩⑦产品稳定性⑧物性溶解度,分子电荷,分子大小,功能团,稳定性,挥发性⑨危害性⑩废水处理 第二章发酵液预处理 1.沉降速度离心的原理。(p15) 答:沉降速度法:主要用于分离沉降系数不同的物质。 2.沉降平衡离心的原理。(p15) 答:沉降平衡法:用于分离密度不同的物质。如梯度密度离心。 3.差速离心的概念。(p15) 答:采用不同的转速将沉降系数不同的物质分开的方法。 4. rpm与RCF的换算关系。 5.已知某一离心机的转子半径为25cm,转速为1200r/min,计算相对离心力为多大? 第三章细胞破碎 1除去发酵液杂蛋白质的常用方法有那些? 答:杂蛋白质的除去(p6) (1) 沉淀法:蛋白质是两性物质,在酸性溶液中,能与一些阴离子(三氯乙酸盐、水扬酸盐)形成沉淀;在碱性溶液中,能与一些阳离子(Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe3+等)形成沉淀。 (2) 变性法:使蛋白质变性的方法很多,如:加热,调节pH,有机溶剂,表面活性剂等。其中最常用的是加热法。 (3) 吸附法:加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。 2产品的分离提取工艺应考虑那些因素? 答:(1) 是胞内产物还是胞外产物; (2) 原料中产物和主要杂质浓度; (3) 产物和主要杂质的物理化学特性及差异; (4) 产品用途和质量标准;

生物技术制药考试题复习修订稿

生物技术制药考试题复 习 内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)

一:选择题 1、酶的主要来源是(C) A、生物体中分离纯化 B、化学合成 C、微生物生产 D、动/植物细胞与组织培养 2、所谓“第三代生物技术”是指 (A) A、海洋生物技术 B、细胞融合技术 C、单克隆技术 D、干细胞技术 3、菌体生长所需能量与菌体有氧代谢所能提供的能量在什么情况下,菌体往往会产生代谢副产物乙酸:(A) A、大于 B、等于 C、小于 D、无关 4、促红细胞生长素(EPO)基因能在大肠杆菌中表达,但却不能用大肠杆菌的基因工程菌生产人的促红细胞生长素,这是因为:(E) A、人的促红细胞生长素对大肠杆菌有毒性作用? B、人促红细胞生长素基因在大肠杆菌中极不稳定? C、大肠杆菌内毒素与人的促红细胞生长素特异性结合并使其灭活 D、人的促红细胞生长素对大肠杆菌蛋白水解酶极为敏感 E、大肠杆菌不能使人的促红细胞生长素糖基化 5、目前基因治疗最常用的载体是:(B) A、腺病毒? B、反转录病毒 C、腺相关病毒 D、痘苗病毒 E、疱疹病毒 6、cDNA第一链合成所需的引物是:(D) A、Poly?A B、PolyC C、PolyG D、PolyT E、发夹结构

7、为了减轻工程菌的代谢负荷,提高外源基因的表达水平,可以采取的措施有:(A) A将宿主细胞生长和外源基因的表达分成两个阶段 B、在宿主细胞快速生长的同时诱导基因表达? C、当宿主细胞快速生长时抑制重组质粒的表达? D、当宿主细胞快速生长时诱导重组质粒的复制 8、基因工程制药在选择基因表达系统时,首先应考虑的是:(A) A、表达产物的功能 B、表达产物的产量C.表达产物的稳定性 D.表达产物分离纯化的难易? 9、疫苗出产前需进行理化鉴定、效力鉴定和(安全性鉴定)。 10、基因工程药物的化学本质属于:(C) A.糖类 B.脂类 C.蛋白质和多肽类 D.氨基酸类 11、用聚二乙醇(PEG)诱导细胞融合时,下列错误的是:(C) A、PEG的相对分子量大,促进融合率高 B、PEG的浓度高,促进融合率高 C、PEG的相对分子量小,促进融合率高 D、PEG的最佳相对分子量为4000 12、以大肠杆菌为目的基因的表达体系,下列正确的是:(C) A、表达产物为糖基化蛋白质 B、表达产物存在的部位是在菌体内 C、容易培养,产物提纯简单 D、表达产物为天然产物? 13、人类第一个基因工程药物是:(A)

生物工程下游技术

1.请描述生物工程下游技术的一般工艺流程,并分析各步可采用方 法及其原理 按生产过程分,下游技术工艺过程大致可分为4个阶段,即预处理、提取(初步分离)、精制(纯化)、成品制作。 发酵液→预处理→细胞分离→细胞破壁→碎片分离→提取→精制→成品制作加热过滤匀浆法离心沉淀(重)结晶浓缩 调PH 离心研磨法双水相吸附离子交换干燥 絮凝膜分离酶解法膜分离萃取色谱分离无菌加工 超滤膜分离成型 结晶 (1)预处理和固液分离 加热法:加热可降低液体黏度,只适用于产物对热较稳定的发酵液。在适当的温度和受热时间下可使菌体或蛋白质凝聚形成较大颗粒的凝聚物,改善发酵液固液分离特性。加热是蛋白质变性凝固的有效方法。 调节PH法:PH直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质,调节PH可以改变菌体和蛋白质的带电性质,从而改变其过滤特性。蛋白质属于两性电解质,两性电解质在溶液中的PH处于等电点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最小。因此,调节溶液的PH,可使蛋白质溶解度下降而析出,这是除去蛋白质的有效方法。改变PH,还能使蛋白质变性凝固。 絮凝:在某些高分子絮凝剂的存在下。基于桥架的作用,使胶粒形成絮凝团的过程。 (2)提取(初步分离)

沉淀:在溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低,生成无定形固体从溶液中析出的过程。原理:沉淀分离就是通过沉淀,在固-液分相后,除去留在液相或沉积在固相中的非必要成分。 吸附: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。吸附的原理:固体内部分子所受分子间的作用力是对称的,而固体表面分子所受力是不对称的。向内的一面受内部分子的作用力较大,而表面向外一面所受的作用力较小,因而当气体分子或溶液中溶质分子在运动过程中碰到固体表面时就会被吸引而停留在固体表面上。 萃取:利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。原理:利用各物质在不同溶剂中具有不同的溶解度的原理来达到将目标产物分离纯化的目的。 超滤:超滤是利用膜的透过性能,在静压差的推动力作用下,达到分离离子、分子及其某种微粒目的的膜分离技术。原理:超滤是一种筛分过程,在一定的压力作用下,含有大小分子溶质的溶液流过超滤膜表面时,溶剂和小分子物质(如无机盐类)透过膜,作为透过液被收集起来;而大分子溶质(如有机胶体)则被膜截留而作为浓缩液被回收。 结晶:将形成晶型物质的过程称为“结晶”。原理:通过结晶溶液中的大部分杂质会留在母液中,再通过过滤、洗涤即可得到纯度高的晶体。 (3)精制(纯化)

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