生物分离工程复习题一(第1-9章16K含答案)

《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 )

A、增大

B、减小

C、先增大,后减小

D、先减小,后增大

20、将四环素粗品溶于pH2的水中,用氨水调pH4.5—4.6,28-30℃保温,即有四环素沉淀结晶析出。此沉淀方法称为(B)

A、有机溶剂结晶法

B、等电点法

C、透析结晶法

D、盐析结晶法

21、将配基与可溶性的载体偶联后形成载体-配基复合物,该复合物可选择性地与蛋白质结合,在一定条件下沉淀出来,此方法称为(A)

A、亲和沉淀

B、聚合物沉淀

C、金属离子沉淀

D、盐析沉淀

22、在一定的pH和温度下改变离子强度(盐浓度)进行盐析,称作(A)

A、KS盐析法

B、β盐析法

C、重复盐析法

D、分部盐析法

23、某蛋白在硫酸铵饱和度为60%时可完全沉淀。现有该蛋白水溶液10mL,欲使该蛋白完全沉淀,应加入饱和硫酸铵溶液(B)mL。

A、10

B、15

C、20

D、25

24、关于非离子多聚物沉淀蛋白的原理,下列说法错误的是(B)

A、沉淀作用是聚合物与生物大分子发生共沉淀作用。

B、由于聚合物有较强的疏水性,使生物大分子脱水而发生沉淀。

C、聚合物与生物大分子之间以氢键相互作用形成复合物,在重力作用下形成沉淀析出。

D、通过空间位置排斥,使液体中生物大分子被迫挤聚在一起而发生沉淀。

25、关于核酸沉淀,下列说法正确的是(D)。

A、在核酸提取液中加入氯仿/异戊醇或氯仿/辛醇,振荡一段时间,使核酸在氯仿/水界面上

形成凝胶状沉淀而蛋白质留在水溶液中。

B、在对氨基水杨酸等阴离子化合物存在下,核酸的苯酚水溶液提取液中,蛋白质进入水层,

而DNA和RNA沉淀于苯酚层中被分离除去。

C、在DNA与RNA的混合液中,用异丙醇选择性地沉淀RNA而与留在溶液中的DNA分

离。

D、由于核酸都不溶于有机溶剂,所以可在核酸提取液中加入乙醇、异丙醇或2-乙氧基乙醇,

使DNA或RNA沉淀下来。

26、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

27、在Cohn方程中,logS=β-KsI中,盐析常数Ks反映(C)对蛋白质溶解度的影响。

A.操作温度

B.pH值

C.盐的种类

D.离子强度

28、在Cohn方程中,logS=β-KsI中,β常数反映(B)对蛋白质溶解度的影响。

A.无机盐的种类

B.pH值和温度

C.pH值和盐的种类

D.温度和离子强度

29、在相同的离子强度下,不同种类的盐对蛋白质盐析的效果不同,一般离子半径(A)效果好。

A.小且带电荷较多的阴离子

B.大且带电荷较多的阴离子

C.小且带电荷较多的阳离子

D.大且带电荷较多的阳离子

30、下列关于固相析出说法正确的是(B )

A.沉淀和晶体会同时生成B析出速度慢产生的是结晶

C.和析出速度无关

D.析出速度慢产生的是沉淀

二、填空题

1、Cohn方程logS=β-KsI中,Ks越大,β值越小,盐析效果越好。

2、固液分离的主要方法有离心和过滤。

3、对发酵液进行预处理方法主要有加热法、调节PH值、凝聚和絮凝

、使用惰性助助滤剂、加入反应剂。

4、根据过滤机理的不同,过滤操作可分为澄清过滤和滤饼过滤两种类型

5、盐析的操作方法有加入固体盐、加入饱和溶液法、透析平衡法。

6、核酸的沉淀方法主要有有机溶剂沉淀法、等电点沉淀发、钙盐沉淀法、溶剂沉淀法。

7、蛋白质胶体溶液的稳定性主要靠蛋白质分子间静电排斥作用、蛋白质周围的水化层等因素稳定。

8、为使过滤进行的顺利通常要加入惰性助滤剂。

9、典型的工业过滤设备有半框压滤机和真空转鼓过滤机。

10、常用的蛋白质沉析方法有盐析、等电点和有机溶剂。

三、其他题型

1、什么是生物技术下游加工过程?

从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中提取、分离、纯化、富集生物产品的过程。

2、针对分离对象而言,生物分离过程有何特点?

1)发酵液或培养液是产物很低的水溶液;2)培养液是多组分的混合物;3)生化产品的稳定性差;4)对最终产品质量要求高

3、生物分离工程的一般步骤是什么?各步骤中的单元操作主要有哪些?

1)发酵液的预处理与固-液分离,主要操作有:加热、调节PH、沉降、过滤、错流过滤、均质化研磨、溶胞、萃取;2)初步纯化,主要步骤:沉淀、吸附、萃取、超滤;3)高度纯化,主要步骤:层析、离子交换、亲和、疏水、吸附、电泳;4)成品加工,主要步骤:无菌过滤、超滤、冷冻干燥、喷雾干燥、结晶。

4、生物分离过程的选择准则是什么?

1)采用步骤数应最少,2)步骤的次序要相对合理,3)适应产品的技术规格,4)生产规格,5)进料组成,6)产品形成,7)产品的稳定性,8)物性,9)环保和安全要求,10)生产方式

5、通过本课程的学习,谈谈你对生物技术下游加工过程今后发展动向的理解。

将会加强基础理论研究,传统分离技术的提高和完善,新技术的研究与开发,生物技术下游工程与上游工程相结合,强化物理化学作用的影响,生物分离过程的高效集成化,清洁生产。随着商业竞争的增多和生产规模的扩大,产品的竞争优势最终归结为低成本和高纯度,所以成本的控制盒质量控制是生物技术下游加工过程发展的动力和方向。

6、在进行产品的分离纯化制备之前,为什么要对发酵液进行预处理?

由于所需的产品在培养液和菌体中浓度很低,并与许多杂质在一起,同时发酵液或生物溶液又属于非牛顿性流体,所以必须进行预处理。

7、什么是封头过滤?什么是错流过滤?

一般过滤中,滤液的流动方向与滤饼基本垂直,称为封头过滤。如果料液给过滤介质表面一个平行的大流量冲刷,则过滤介质表面积积累的滤饼就会减少到可以忽略的程度,而通过过滤介质的流速则比较小,这种过滤方式称作错流过滤。

8、发酵液预处理中,凝聚和絮凝的作用机理有何不同?

凝聚指在投加化学物质作用下,胶体脱稳并使小粒子聚集成1mm大小状凝聚体的过程,机理:中和粒子表面电荷、消除双电层结构、破坏水化膜。

絮凝指在某些高分子剂存在下,絮凝剂存在下,基于架桥作用,使胶粒形成较大絮凝团的作用,机理:架桥作用。

9、中性盐沉淀蛋白质的基本原理是什么?

蛋白质和酶均易溶于水,分子中的-COOH、-NH2和-OH等亲水基团,与极性分子相互作用形成水化层,包围于蛋白质分子周围形成亲水胶体,削弱了蛋白质分子之间的作用力,蛋白质分子表面极性基团越多,水化层越厚,蛋白质分子与溶剂分子之间的亲和力越大,因而溶解度也越大。

10、硫酸铵是蛋白质盐析中最常用的盐类,为什么?

因为硫酸铵溶解度大、分离效果好,不易引起变性,有稳定酶和蛋白质结构的作用,价格便宜,废液不污染环境。

《生物分离工程》复习题二(第4~5章)

一、选择题

1、以下哪项不是在重力场中,颗粒在静止的流体中降落时受到的力( B )

A.重力

B. 压力

C.浮力

D. 阻力

2、颗粒与流体的密度差越小,颗粒的沉降速度(A )

A.越小

B.越大

C.不变

D.无法确定

3、等密度区带离心的密度梯度中最大密度(A)待分离的目标产物的密度。

A.大于

B.小于

C.等于

D.以上均可

4、差速区带离心的密度梯度中最大密度(B)待分离的目标产物的密度。

A.大于

B.小于

C.等于

D.以上均可

5、以下各物质可用于密度梯度离心介质的是(D)。

A.蔗糖

B.聚蔗糖

C.氯化铯

D.以上均可

6、针对配基的生物学特异性的蛋白质分离方法是(C )。

A.凝胶过滤

B.离子交换层析

C.亲和层析

D.纸层析

7、用于蛋白质分离过程中的脱盐和更换缓冲液的色谱是( C )

A.离子交换色谱 B.亲和色谱 C.凝胶过滤色谱 D.反相色谱

8、蛋白质分子量的测定可采用( C )方法。

A.离子交换层析 B.亲和层析 C.凝胶层析 D.聚酰胺层析

9、凝胶色谱分离的依据是( B )。

A、固定相对各物质的吸附力不同

B、各物质分子大小不同

C、各物质在流动相和固定相中的分配系数不同

D、各物质与专一分子的亲和力不同

10、下列哪一项是强酸性阳离子交换树脂的活性交换基团( A )

A 磺酸基团(-SO3 H)

B 羧基-COOH

C 酚羟基C6H5OH

D 氧乙酸基-OCH2COOH

11、依离子价或水化半径不同,离子交换树脂对不同离子亲和能力不同。树脂对下列离子亲和力排列顺序正确的有( A)。

A、Fe3+﹥Ca2+﹥Na+

B、Na+﹥Ca2+﹥Fe3+

C、Na+﹥Rb+﹥Cs+

D、Rb+﹥Cs+﹥Na+

12、如果要将复杂原料中分子量大于5000的物质与5000分子量以下的物质分开选用(D )。

A、Sephadex G-200

B、Sephadex G-150

C、Sephadex G-100

D、Sephadex G-50

13、离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂,通过(A )将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上。

A、静电作用

B、疏水作用

C、氢键作用

D、范德华力

14、阴离子交换剂( C )。

A、可交换的为阴、阳离子

B、可交换的为蛋白质

C、可交换的为阴离子

D、可交换的为阳离子

15、洗脱体积是( C )。

A、凝胶颗粒之间空隙的总体积

B、溶质进入凝胶内部的体积

C、与该溶质保留时间相对应的流动相体积

D、溶质从柱中流出时所用的流动相体积

16、工业上强酸型和强碱型离子交换树脂在使用时为了减少酸碱用量且避免设备腐蚀,一般先将其转变为( B)。

A、钠型和磺酸型

B、钠型和氯型

C、铵型和磺酸型

D、铵型和氯型

17、吸附色谱分离的依据是( A)。

A、固定相对各物质的吸附力不同

B、各物质分子大小不同

C、各物质在流动相和固定相的分配系数不同

D、各物质与专一分子的亲和力不同

18、下面哪一种是根据酶分子专一性结合的纯化方法(A )。

A. 亲和层析

B. 凝胶层析

C. 离子交换层析

D. 盐析

19、酚型离子交换树脂则应在( B)的溶液中才能进行反应

A. pH>7 B pH>9 C. pH﹤9 D. pH﹤7

20、羧酸型离子交换树脂必须在( C)的溶液中才有交换能力

A. pH>5 B pH﹤7 C. pH>7 D. pH﹤5

21、离子交换树脂使用( B )进行溶胀

A.水 B乙醇 C.氢氧化钠 D.盐酸

22、下列关于离子交换层析洗脱说法错误的是(D )

A. 对强酸性树脂一般选择氨水、甲醇及甲醇缓冲液等作洗脱剂

B弱酸性树脂用稀硫酸、盐酸等作洗脱剂

C. 强碱性树脂用盐酸-甲醇、醋酸等作洗脱剂

D. 若被交换的物质用酸、碱洗不下来,应使用更强的酸、碱

23、离子交换用的层析柱直径和柱长比一般为( B)之间

A. 1:10-1:20 B1:10-1:50 C. 1:10-1:30 D. 1:20-1:50

24、通过改变pH值从而使与离子交换剂结合的各个组分被洗脱下来,可使用(A )

A. 阳离子交换剂一般是pH值从低到高洗脱 B阳离子交换剂一般是pH值从高到低洗脱

C. 阴离子交换剂一般是pH值从低到高

D. 以上都不对

25、下列哪一种凝胶的孔径最小(A )

A. Sephadex G-25 B Sephadex G-50 C. Sephadex G-100 D. Sephadex G-200

26、下列哪一种凝胶的吸水量最大(D )

A. Sephadex G-25 B Sephadex G-50 C. Sephadex G-100 D. Sephadex G-200

27、疏水亲和吸附层析通常在( D)的条件下进行

A.酸性 B碱性 C. 低浓度盐溶液 D. 高浓度盐溶液

28、当硅胶吸水量在( B )以上时,就失去其吸附作用

A. 13% B 17% C. 10% D. 15%

29、关于疏水柱层析的操作错误( D )

A疏水层析柱装柱完毕后,通常要用含有高盐浓度的缓冲液进行平衡

B疏水层析是利用蛋白质与疏水性吸附剂之间的弱疏水性相互作用的差别进行分离纯化的层析技术

C洗脱后的层析柱再生处理,可用8mol/L尿素溶液或含8mol/L尿素的缓冲溶液洗涤,然后用平衡缓冲液平衡

D疏水柱层析分辨率很高、流速慢、加样量小

30、在凝胶过滤(分离范围是5000~400000)中,下列哪种蛋白质最先被洗脱下来(B)

A.细胞色素C(13370)B.肌球蛋白(400000)C.过氧化氢酶(247500)

D.血清清蛋白(68500)E.肌红蛋白(16900)

31、亲和层析的洗脱过程中,在流动相中减去配基的洗脱方法称作( D )

A、阴性洗脱

B、剧烈洗脱

C、正洗脱

D、负洗脱

32、下列哪一项不是阳离子交换树脂(D)

A 氢型

B 钠型

C 铵型

D 羟型

33、下列哪项不是常用的树脂再生剂( D )

A 1%~10%HCl

B H2S04、

C NaCl、

D 蒸馏水

34、亲和层析的洗脱过程中,在流动相中加入配基的洗脱方法称作(C)

A、阴性洗脱

B、剧烈洗脱

C、竞争洗脱

D、非竞争洗脱

35、凝胶层析中,有时溶质的Kd>1,其原因是( B)

A、凝胶排斥

B、凝胶吸附

C、柱床过长

D、流速过低

二、填空

1、常用离心设备可分为离心沉降和离心过滤两大类;

2、在一个转子中,将粒子沉降下来的效率可以用 K系数来描述。

3、超离心法是根据物质的沉降系数、质量和形状不同,应用强大的离心力,将混合物中各组分分离、浓缩、提纯的方法。

4、密度梯度离心中,制备密度梯度的常用方法有手工法、梯度混合仪法、离心形成法。

5、阳离子交换树脂按照活性基团分类,可分为强酸型、弱酸型和中等强度;其典型的活性基团分别有磺酸基团、羧基和磷酸基。

7、蛋白质分离常用的层析方法有凝胶层析、多糖基离子交换、亲和层析和疏水层析。

8、离子交换分离操作中,常用的梯度洗脱方法有 PH梯度和离子强度梯度。

10、多糖基离子交换剂包括葡集团离子交换剂和离子交换纤维素两大类。

11、离子交换树脂由载体、活性基团和可交换离子组成。

12、DEAE Sepharose是阴离子交换树脂,其活性基团是二乙基氨基乙基。

13、CM Sepharose是阳离子交换树脂,其活性基团是羧甲基。

14、离子交换操作一般分为动态和静态两种。

15、利用薄层定量测定时,一般控制待测组分的Rf在 0.2-0.5 之间。

16、疏水层析是根据被分离组分分子表面的疏水残基与固定相的疏水配基之间结合力差异进行的层析分离方法。

18、我国化工部规定离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成,第一位数字代表产品的分类,第二位数字代表骨架的差异,第三位数字为顺序号用以区别基团、交联剂等的差异。型号前加“D”的为大孔树脂。

19、亲和吸附剂的制备过程包括基质的活化、基质与配体的偶联和基质与配体的选择三个步骤。

三、其他题型

1、何为沉降系数?

颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。

2、差速离心和密度梯度区带离心法的原理是什么?

差速离心是采用不同的离心速度和离心时间,是沉淀速度不同的颗粒在不同的离心速度及不同的离心时间下,分配分离的方法。密度区带离心法是样品在一定惰性梯度介质中进行离心沉淀或沉降平衡,在一定离心力下把颗粒分配到梯度中某些特定位置上,形成不同区带的离心分离方法。

3、工业离心沉降设备主要类型有哪些?

瓶式离心机,管式离心机,多室式离心机,蝶式离心机,螺旋卸料沉降离心机

4、差速区带离心法和等密度离心法有何区别?

1)在原理上,差速区带离心法依据粒子的沉降速率差异被分离,等密度离心法依据粒子本身的密度差异被分离;2)在梯度范围上,差速区带离心法介质的密度小于样品中各种粒子的密度,等密度离心法介质的密度大于待分离样品中各种粒子的密度;3)在时间效应上,差速区带离心法长时间离心,所有待分离粒子都沉淀在管底,等密度离心法长时间离心,各粒子停留在等密度形成的区带。

5、何为内水体积?何为外水体积?

内水体积:指基质颗粒内部液体体积的总和,即基质膨胀是所膨胀的体积。外水体积:指基质颗粒之间液体体积的总和。

外水体积:指基质颗粒之间液体体积的总和。

6、列举五种层析分离技术,说明其原理。

1)吸附层析:组分吸附在吸附剂表面,固定相是固体吸附剂,各组分能力不同。2)分配层析:各组分在流动相和静止相中的分配系数不同。3)离子交换层析:

7、试以蛋白质在pH梯度介质中的移动行为说明聚焦效应的形成原理。

在流动过程中,当pH刚高于pI时,蛋白带负电荷,与交换剂结合,移动速度显著减慢。当pH梯度下降至使该处pH低于pI,蛋白带正电荷,不与交换剂结合,而随洗脱液快速移动。如此多次重复而达聚焦、分离目的。

如果一种蛋白质加到已经形成pH梯度的层析柱上时,将迅速移动到与其等电点相同的pH 处。从此位置开始,蛋白质以缓慢的速度进行吸附、解吸附,直到pH小于pI时被洗出。

若在此蛋白洗出之前再加入第二份同种蛋白样品时,后者将在洗脱液的作用下快速向前移动,而不被固定相吸附,直到其移动到近似本身等电点环境处。然后两份样品以同样的速度移动,最后同时从柱底流出。

8、新型的薄层层析技术有哪些?

1混合薄层:两种不同吸附剂2酸碱薄层:稀酸或稀碱代替水3络合薄层:加入络合剂4涂布固定液的薄层:5具有浓缩区的薄层:不同粒度。高效薄层:极细均匀的吸附剂

9、蛋白质疏水层析时,洗脱的方式有哪三种?

1)降低流动相中盐浓度2)往流动相中添加有机溶剂3)往流动相中添加去污剂

10、例举两种新型的疏水层析技术,说明其原理。

1)亲硫性疏水层析该技术主要在疏水作用的基础上增加了硫元素的相互作用。利用层析介质与含硫蛋白质和非硫蛋白质的亲硫性差异,对蛋白质加以分离。

2)疏水电荷诱导层析(HCIC) HCIC的配基中含有吡啶环,中性时不会带有电荷,而随着pH值的降低,吡啶环中的氮原子会带有正电荷,这样和带同样电荷的蛋白质发生排斥,从而实现解吸。

11、何为树脂的有效粒径和均一系数?

1)有效粒径是指筛分树脂时,10%体积的树脂颗粒通过,而90%体积的树脂颗粒保留的筛孔直径。2)均一系数是指能通过60%体积树脂的筛孔直径与能通过10%体积的树脂的筛孔直径之比。

12、什么是凝胶的排阻极限?

指不能进入凝胶颗粒孔穴内部的最小分子的分子量。排阻极限代表一种凝胶能有效分离的最大分子量,大于这种凝胶的排阻极限的分子用这种凝胶不能得到分离。

《生物分离工程》复习题三(第6~7章)

一、选择题

1、当两种高聚物水溶液相互混合时,二者之间的相互作用不可能产生(D)

A. 互不相溶,形成两个水相

B. 两种高聚物都分配于一相,另一相几乎全部为溶剂水

C. 完全互溶,形成均相的高聚物水溶液

D. 形成沉淀

2、超临界流体萃取中,如何降低溶质的溶解度达到分离的目的(C)

A.降温 B升高压力 C.升温 D.加入夹带剂

3、物理萃取即溶质根据(B)的原理进行分离的

A.吸附

B.相似相溶 C分子筛 D 亲和

4、超临界流体萃取法适用于提取( B )

A、极性大的成分

B、极性小的成分

C、离子型化合物

D、亲水性成分

5、在萃取液用量相同的条件下,下列哪种萃取方式的理论收率最高(C)

A.单级萃取

B.三级错流萃取

C.三级逆流萃取

D.二级逆流萃取

6、关于萃取下列说法正确的是(C)

A. 酸性物质在酸性条件下萃取 B碱性物质在碱性条件下萃取

C. 两性电解质在等电点时进行提取

D. 两性电解质偏离等电点时进行提取

7、液一液萃取时常发生乳化作用,如何避免(D)

A.剧烈搅拌 B低温 C.静止 D.加热

8、在葡聚糖与聚乙二醇形成的双水相体系中,目标蛋白质存在于(A)

A.上相 B下相 C.葡聚糖相 D.以上都有可能

9、超临界流体萃取中,如何降低溶质的溶解度达到分离的目的(C)

A.降温 B升高压力 C.升温 D.加入夹带剂

10、关于反萃取的概念,下列说法正确的是:(A)。

A、溶质从萃取剂转移到反萃剂的过程;

B、萃取时,反向加入溶剂的方法;

C、萃取时,反向加入料液的方法;

D、以上都不对。

11、萃取剂对溶质分离能力的大小不可用下列哪种参数表示:(D)。

A、分配系数;

B、分离因子;

C、活度的比值;

D、分离时间。

12、表面活性剂的亲水与亲油程度的相对强弱,在工业上常用HLB数来表示。下列说法正确的是:(B)。

A、HLB数越小,亲水性越强;

B、HLB数越大,亲水性越强;

C、HLB数越大,亲酯性越强;

D、以上说法都不对。

13、在生化工程中得到最广泛应用的双水相体系主要有:(D)。

A、PEG-聚乙烯体系和PEG-磷酸盐体系;

B、PEG-Dex体系和聚丙二醇-PEG体系;

C、PEG-聚乙烯体系和PEG-磷酸盐体系;

D、PEG- Dex体系和PEG-磷酸盐体系。

14、反胶团的微小界面和微小水相具有两个特异性功能,除具有分子识别并允许选择性透过的半透膜功能之外,另一个特异性功能是:(D)。

A、分离、浓缩可同时进行,过程简便;

B、有很高的萃取率和反萃取率;

C、可直接从完整细胞中提取具有活性的蛋白质和酶;

D、在疏水性环境中具有使亲水性大分子如蛋白质等保持活性的功能。

15、在用反胶团萃取技术分离蛋白质的研究中,使用得最多的表面活性剂是:(A)。

A、AOT;

B、CTAB;

C、TOMAC;

D、PTEA。

16、对于小分子蛋白质(M r<20000)的AOT/异辛烷反胶团萃取体系,描述正确的有:(A)。

A、pH>pI时,蛋白质不能溶入反胶团内,但在等电点附近,急速变为可溶;

B、当pH<pI时,即在蛋白质带负电荷的pH范围内,它们几乎完全溶入反胶团内;

C、当pH>pI时,即在蛋白质带正电荷的pH范围内,它们几乎不溶入反胶团内;

D、pH>pI时,蛋白质能溶入反胶团内,但在等电点附近,急速变为不可溶。

17、采用丁酯萃取发酵液中的青霉素(pK=2.75)时,发酵液中有一酸性杂质(pK=2.05),此时萃取体系的pH应控制在(C)。

A.2.05 B2.75 C.2.35 D.5.80

18、下列方法中不属于有泡沫分离技术的是(D)

A. 沉淀浮选

B. 离子浮选

C. 吸附胶体浮选

D. 鼓泡分馏

19、对于泡沫分离技术中的泡沫,下列说法准确的是(A)

A. 泡沫是由被极薄的液膜所隔开的许多气泡所组成的

B. 表面活性剂分子在溶液中的气泡表面排成双分子层膜

C. 在气泡表面亲油基指向溶液,亲水基指向气泡内部

D. 泡沫是由许多单分子层的气泡形成的聚集体

20、关于泡沫的稳定性,下列说法错误的是(B)

A. 在临界胶束浓度时所形成的泡沫最稳定

B. 表面积大的气泡,稳定性比表面积小的气泡要好

C. 气体可以从小气泡通过液膜向大气泡扩散,导致大气泡变大,小气泡变小,以至消失

D. 多个气泡的膜间夹角为120°时,压力差最小,泡沫稳定

二、填空

1、反胶团的制备方法有注入法、相转移法、溶解法。

2、工业萃取所需设备主要包括混合器、分离器、溶解法三部分。

3、当表面活性剂为非离子型时,体系的温度要加热到浊点温度以上时才产生浊点分离现象,温度在(浊点温度以下)时为单相;当表面活性剂为两性离子型时,体系的温度则要降到下浊点温度以下时才产生浊点分离现象,温度在(浊点温度以上)时为单相。

4、双水相萃取工艺流程主要包括目的产物的萃取、PEG的循环、无机盐的循环。

5、超临界流体用于萃取的主要优点在于其既具有液体的溶解能力又具有气体的扩散和传质能力。

6、超临界CO2萃取工艺流程主要有等温变压、等压变温和吸附萃取过程。

7、泡沫分离是以泡沫作为分离介质,以组分之间的表面活性差异作为分离依据,利用气体在溶液中的鼓泡来达到浓集物质的一种新型分离技术。

8、泡沫分离过程中,有两个主要的传质过程:一个是在鼓泡区内,传质是在主题溶液与气泡界面进行;二是在泡沫区内,传质是在气泡表面与气泡间隙进行。

9、泡沫分离技术中气泡的产生方法有布气法、溶气法和电解法。

10、泡沫分离过程中主要的设备是泡沫塔和破沫塔。

三、其他题型

1、何为浊点现象?

指在一定温度范围内,表面活性剂易溶于水成为澄清溶液,而当温度升高或降低一定程度时,溶解度反而减小,会在水溶液中出现混浊、析出、分层的现象。

2、请解释非离子型表面活性剂产生浊点现象的原因。

非离子型表面活性剂溶于水是靠分子内的亲水基与水分子通过氢键结合而实现的。形成氢键是一放热过程,因此加热时,这种氢键的结合力会被减弱甚至消失,当温度超过某一定范围时,表面活性剂不再水合,而从溶液中析出产生混浊。

3、什么是双水相?

某些高聚物之间或高聚物与无机盐之间在水中以适当的浓度溶解会形成互不相溶的两水相或多水相系统。

4、双水相形成原因是什么?

由于高聚物之间的不相容性,即高聚物分子的空间阻碍作用,相互无法渗透,不能形成均一

相,从而具有分离倾向,在一定条件下即可分为二相。一般认为只要两聚合物水溶液的憎水程度有差异,混合时就可发生相分离,且憎水程度相差越大,相分离的倾向越大。

5、何为超临界流体?

当流体的温度和压力都出在临界温度和临界压力以上时,则称该流体处于超临界状态,该流体为超临界流体。

6、双水相萃取在蛋白质的提取分离中具有较好的应用潜力。请谈谈你对双水相萃取的局限及今后发展方向的理解。

局限:易乳化,相分离时间长,成相聚合物成本高,水溶性高聚物大多数粘度大,不易定量控制,水溶性高聚物难以挥发,使反萃剂必不可少,高聚物的回收难;而且,目前对双水相体系的双水动力学研究,双水相萃取设备流程研究,成相聚合物的重复利用以及普通有机物-无机物双水相体系等方面相关文献报道比较少,有待进一步研究和开发。

发展方向:开发廉价的新型双水相体系,双水相分配与相关技术的集成化,双水相萃取过程的开发,双水相萃取相关理论的发展,亲和双水相萃取技术。

7、二氧化碳超临界流体萃取技术有何优势?

1)临界条件温和(Tc=31.06℃Pc=7.2MPa) ,可以在35~40℃的条件下进行提取,防止热敏性物质的变质和挥发性物质的逸散。

2)在CO2气体笼罩下进行萃取,萃取过程中不发生化学反应;又由于完全隔绝了空气中的氧,因此萃取物不会因氧化或化学变化而变质。

3)由于CO2无味、无臭、无毒、不可燃、价格便宜、纯度高、容易获得,使用相对安全。

4)CO2容易提纯与分离的,因此萃取物几乎无溶剂残留,也避免了溶剂对人体的毒害和对环境的污染。(5)CO2扩散系数大而粘度小,大大节省了萃取时间,萃取效率高。

8、某一弱碱性生化物质,在pH9.0时,用醋酸丁酯萃取,整个萃取过程包括三级,前二级为逆流萃取,将萃余液再经第三级萃取。已知第三级中新鲜丁酯的加入量是发酵滤液的1/10,该物质在pH9.0时的表观分配系数为15,把最终所得的萃取液合并,测得浓缩倍数为3.3。求经三级萃取后的理论收率。

生物分离工程复习题一(第1-9章16K含答案)

二级逆流:

单级:

生物分离工程复习题一(第1-9章16K含答案)

生物分离工程复习题一(第1-9章16K含答案)

9、青霉素在0℃和pH2.5时的分配系数(醋酸丁酯/水)为35。(1)用1/4体积的醋酸丁酯进行二级逆流萃取;(2)二级错流萃取,第一级用1/4体积的醋酸丁酯,第二级用1/10体积的醋酸丁酯。计算上述两种情况下的理论收率。

(1)用1/4体积的醋酸丁酯进行二级逆流萃取

萃取因子为:

n=2,理论收率为:

(2)二级错流萃取,第一级用1/4体积的醋酸丁酯,第二级用1/10体积的醋酸丁酯

萃取因子为:

n=2,理论收率为:

10、设计一反胶束萃取和反萃取工艺分离细胞色素C(Mr=12384,pI=10.6)、溶菌酶(Mr=14300,pI=11.1)、核糖核酸酶(Mr=13683,pI=7.8)三种蛋白质混合物,并说明各步骤的理由。

用50M/m3AOT、异辛烷萃取这三种蛋白质,当PH

蛋白质溶解度接近100%,当PH>PI是蛋白质的溶解率

急速下降,直到接近零,粒子强度越大,蛋白质溶解度

越小。1)当KCL=0.1M时,三种蛋白质的溶解率接近

100%,PH=9时,细胞色素C和溶菌酶的溶解率接近

100%,而核糖核酸酶几乎不溶,所以先分离出核糖核酸酶。

2)当PH=9,KCl=0.5M时溶菌酶溶解率接近100%,而细胞色素C几乎不容而被分离出。3)在PH=11.5,KCl=2M时,溶菌酶不溶而被分离出。

11、典型连续式泡沫分离过程有哪些?各自的操作特点是什么?

浓缩塔:含有表面活性剂的原料液不断地加入到塔的鼓泡区,一定量的浓缩泡沫液可以从塔顶返回,这样的操作可以达到很高的泡沫浓度,但去污效果不够理想。

提取塔:料液从泡沫塔的顶部加入,这样的操作可以达到很高的去污系数(原料液中金属离子浓度/残留液中金属离子浓度)常可达200,此种塔相当于提取塔。

复合塔:一部分表面活性剂直接加入到料液中,另一部分则加入到塔的鼓泡区内。这种操作可得到较高的去污系数。

《生物分离工程》复习题四(第8~9章)

一、选择题

1、非对称膜的支撑层(C)。

A、与分离层材料不同

B、影响膜的分离性能

C、只起支撑作用

D、与分离层孔径相同

2、在液膜分离的操作过程中,(B)主要起到稳定液膜的作用。

A、载体

B、表面活性剂

C、增强剂

D、膜溶剂

3、那一种膜孔径最小(C)

A.微滤 B超滤 C.反渗透 D. 纳米过滤

4、超滤技术常被用作(C)

A. 小分子物质的脱盐和浓缩 B小分子物质的分级分离

C. 小分子物质的纯化

D.固液分离

5、超滤膜截留的颗粒直径为(B)

A 0.02~10μm

B 0.001~0.02μm

C <2nm

D < 1nm

6、反渗透膜的孔径小于(C)

A 0.02~10μm

B 0.001~0.02μm

C <2nm

D < 1nm

7、在超滤过程中,主要的推动力是(C)

A、浓度差

B、电势差

C、压力

D、重力

8、超滤技术常被用作(C)

A. 小分子物质的脱盐和浓缩 B小分子物质的分级分离 C. 小分子物质的纯化 D.固液分离

9、纳米过滤的滤膜孔径(D)

A 0.02~10μm

B 0.001~0.02μm

C <2nm

D < 1nm

10、超滤膜通常不以其孔径大小作为指标,而以截留分子量作为指标。所谓“分子量截留值”是指阻留率达(B)的最小被截留物质的分子量。

A 80-85%以上

B 90-95%以上

C 70-75%以上

D 100%

11、在电渗析过程中,主要的推动力是(B)

A、浓度差

B、电势差

C、压力

D、重力

12、在膜分离当中,分离精度有小到大的排列正确的是:(A)。

A、微滤<超滤<纳滤<反渗透

B、反渗透<微滤<超滤<纳滤

C、纳滤<反渗透<微滤<超滤

D、超滤<纳滤<反渗透<微滤

13、氨基酸的结晶纯化是根据氨基酸的(A)性质。

A.溶解度和等电点

B.分子量

C.酸碱性

D.生产方式

14、结晶过程中,溶质过饱和度大小(A)。

A、不仅会影响晶核的形成速度,而且会影响晶体的长大速度

B、只会影响晶核的形成速度,但不会影响晶体的长大速度

C、不会影响晶核的形成速度,但会影响晶体的长大速度

D、不会影响晶核的形成速度,而且不会影响晶体的长大速度

15、最常用的干燥方法有(D)

A、常压干燥

B、减压干燥

C、喷雾干燥

D、以上都是

16、结晶法对溶剂选择的原则是(C)

A、对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小

B、对有效成分溶解度小,对杂质溶解度大

C、对有效成分热时溶解度大冷时溶解度小,对杂质冷热都溶或都不溶

D、对有效成分冷热时都溶,对杂质则不溶

E、对杂质热时溶解度大,冷时溶解度小

17、下列关于固相析出说法正确的是(B)

A.沉淀和晶体会同时生成 B析出速度慢产生的是结晶

C.和析出速度无关

D.析出速度慢产生的是沉淀

18、在什么情况下得到粗大而有规则的晶体(A)

A. 晶体生长速度大大超过晶核生成速度

B晶体生长速度大大低于过晶核生成速度

C. 晶体生长速度等于晶核生成速度

D.以上都不对

19、恒速干燥阶段与降速干燥阶段,那一阶段先发生(A)

A. 恒速干燥阶段 B降速干燥阶段 C.同时发生 D.只有一种会发生

20、下列关于“结晶”和“沉淀”的叙述不正确有:(C)。

A、形成晶形物质的过程称为“结晶”

B、得到无定形物质的过程称为“沉淀”

C、从溶液中形成新相的角度来看,结晶和沉淀本质上是不一致的

D、从溶液中形成新相的角度来看,结晶和沉淀在本质上是一致的

21、结晶过程包括在三个步骤:(D)

A、形成过饱和溶液、晶体生长和重结晶

B、晶核形成、晶体生长和重结晶

C、晶核形成、形成过饱和溶液和晶体生长

D、形成过饱和溶液、晶核形成和晶体生长

二、填空

1、工业上常用的膜组件有板式、管式、螺旋卷式和中空纤维式。

2、根据膜结构的不同,常用的膜可分为对称性膜、非对称膜和复合膜三类。

3、1960年Loeb和Souriringan首次研制成世界上具有历史意义的非对称反渗透膜,这在膜分离技术发展中是一个重要的突破,使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。

4、作为分离膜,一般具备有两个界面和膜传质有选择性两个特性。

5、微滤的分离机理可分为膜表面层截留和膜内部截取两大类。

6、在液膜分离过程中, 组分主要是依靠在互不相溶的两相间的选择性透析、化学反应、萃取和吸附等机理而进行分离。

7、组成液膜的主要成分有膜溶液、表面活性剂、流动载体和添加剂。

8、液膜的类型主要有支撑型液膜、单滴型液膜和乳液型液膜三种。

9、在溶解度曲线图中可分为不稳定、亚稳定和稳定区三个区域,结晶时一般应控制溶质浓度在亚稳定,以得到平均粒度较大的结晶产品,避免产生过多晶核而影响最终产品的粒度。

10、过饱和溶液的形成方式有蒸发法、冷却法、化学反应结晶法、盐析结晶法、

等电点法和复合法。

11、在结晶操作中,工业上常用的起晶方法有自然起晶法、晶种起晶法和刺激起晶法三种。

12、结晶包括三个过程过饱和溶液的形成、晶核的形成和警惕的生长。

13、物料中所含水分可分为结合水和非结合水两种;

14、根据干燥曲线,物料干燥可分为恒速干燥阶段和降速干燥阶段两个阶段;

15、结晶的前提是过饱和溶液的形成,结晶的推动力是溶液的过饱和度。

三、其他题型

1、何为水通量?

指单位时间、单位膜面积透过组分的通过量,对于水溶液体系,又称透水率或水通量。

2、什么是膜分离技术?

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。

3、膜分离技术有何有优缺点?

优点:无相变、低能耗,高效率、污染小,工艺简单、操作方便,浓缩与纯化同时进行。缺点:1)在操作中膜面会发生污染,使膜性能降低;2)耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限,使用范围受限;3)单独采用膜分离技术效果有限。

4、列举几种不同推动力的膜分离方法。

1)微滤、超滤、纳滤、反渗透、气体分离、渗透蒸发、膜蒸馏推动力为压力差。2)渗析、液膜分离推动力为浓度差。3)电渗析推动力为电位差。

5、什么是浓差极化?

在膜分离操作中,所有溶质均被透过液传送到膜表面上,不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用,在膜表面附近浓度升高。这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化。

6、什么是反渗透?

当用半透膜隔开不同浓度的溶液时,纯溶剂通过膜向低浓度溶液流动的现象。

7、简述液膜分离的原理。

以选择性透膜为分离介质,通过在膜两边施加一个推动力,使原料中某组分选择性地透过膜,以达到分离提纯、浓缩的目的。

8、喷雾干燥器常用的雾化方式有哪些?

气流雾化:依靠压缩空气或蒸气通过喷嘴时产生的高速将液体吸出并被雾化。

压力雾化:利用往复运动的高压泵将物料喷出分散成液滴。

离心雾化:利用在水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液以离心力,使其高速甩出,形成薄膜、细丝或液滴,同时又受到周围空气的摩擦、阻碍与撕裂等作用形成细雾。

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