分离工程复习总结解析.docx

分离工程第一章 绪论原原料液细胞分离（离心，过滤）溶解（加盐酸胍、脲）粗分离（盐盐析、萃取、超过滤等）复性纯化（层析、电泳）'脱盐（凝凝胶滤滤超超过滤=浓缩（超过滤）精制（结晶、干燥）第二章细胞分离与破碎1. 常用的细胞破碎方法有哪些？ 机械破碎通过机械运动产生的剪切力，使组织、细胞破碎。一匀浆法珠磨法。撞击法。超声法 物理破碎通过各种物理因素的作用，使组织、细胞的外层结构破坏，而使细胞 破碎。一压力差破碎法 化学破碎通过各种化学试剂对细胞膜的作用，而使细胞破碎有机溶剂表面活性剂酸碱I 酶促破碎破坏，而达到细胞破碎自溶法外加酶制剂法I2. 在选择细胞破碎方法时需要考虑哪些因素？ 细胞处理量； 细胞壁强度和结构（高聚物交联程度、种类和壁厚度 ）; 目标产物对破碎条件的敏感性； 破碎程度； 目标产物的选择性释放3. 名词解释： 过滤：利用薄片形多孔性介质截留固液悬浮液中的固体粒子，进行固液分离的方法称为 过滤。凝聚：在中性盐作用下，由于双电层排斥电位降低使胶体体系不稳定的现象。絮凝： 使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快粒子的聚沉，达到固 - 液分离的目的，这一现象或操作称作絮凝。【在絮凝剂高分子聚合分子的作用下，基于架桥作用，胶体颗粒和聚合物交连成 网，形成10 mm大小的絮凝团过程。是一种以物理集合为主的过程。】 包含体：指细胞或细菌中高表达的蛋白质 （ 也可以汇同其他细胞成分 ）聚集而成的不溶性 颗粒。4. 生化工业常用的分离设备有哪些？加压叶滤器、板框过滤器、旋转真空过滤器等。5. 凝集与絮凝过程有何区别？如何将两者结合使用？常用的絮凝剂有哪些？答：凝集 ：在中性盐作用下，由于双电层排斥电位降低使胶体体系不稳定的现象。 机制：破坏双电层、水化层解体胶体吸附、氢键结合等。絮凝剂种类：A、阳离子类：如聚丙烯酰胺 （+）、聚苯烯酸二烷基胺乙酯、聚二烯丙基四胺；B阴离子类：如聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺（-）；C非离子类：如聚丙烯酰胺 （0）、环氧化乙烯。第三章 初级分离1. 名词解释： 沉淀：由于物理环境的变化而引起溶质溶解度的降低、生成固体凝聚物的现象，称为沉淀。 盐析：蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低、发生沉淀的现象称为盐析。 盐溶： 在蛋白质水溶液中，加入少量的中性盐，如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等，会增加 蛋白质分子表面的电荷，增强蛋白质分子与水分子的作用，从而使蛋白质在水溶 液中的溶解度增大。这种现象称为盐溶。等电点沉淀：利用蛋白质在pH值等于其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分级 的方法称为等电点沉淀法。泡沫分离 ： 根据表面吸附原理，利用通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体对液相中的 溶质或颗粒进行分离的方法。2. 沉淀法纯化蛋白质的优点有哪些？ 操作简单， 经济， 浓缩倍数高3. 常用的沉淀方法包括哪些？ 盐析沉淀等电点沉淀有机溶剂沉淀 聚合物沉淀热沉淀4. 何谓盐析？其原理是什么？盐析分离的操作步骤？盐析：蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低、发生沉淀的现象称为盐析。原理：低离子强度下的盐溶向蛋白质的纯水溶液中加入电介质后，蛋白质将吸附盐离子，而形成扩散双电层（产生分子间相互排斥作用）导致蛋白质的溶解度增大，发生盐溶。高离子强度下的盐析溶液主体中那些与扩散层反离子电荷符号相同的电解质离子将把反离子压入（排 斥）到双电层中。由于盐的水化作用，其将争夺蛋白质水化层中的水分子，使蛋 白质表面疏水区脱水而暴露，增大它们之间的疏水性作用步骤： 取一部分料液，将其分成等体积的数份，冷却至 0C。 用公式（3.6 ）计算饱和度达到20% 100%所需加入的硫酸铵量，并在搅拌条件下分别加到料液中，继续搅拌1h以上（同时保持温度在 0C）,使沉淀达到平衡。 3000g下离心40min后，将沉淀溶于2倍体积的缓冲溶液中，测定其中蛋白 质的总浓度和目标蛋白质的浓度。 分别测定上清液中蛋白质的总浓度和目标蛋白质的浓度，比较沉淀前后蛋 白质是否保持物料守恒，检验分析结果的可靠性。 以饱和度为横坐标，上清液中蛋白质的总浓度和目标蛋白质的浓度为纵坐 标作图。5. 常用的盐是什么，影响盐析的主要因素有哪些？常用的盐：溶解度大 可配制成具有较高离子强度的无机盐溶液溶解度受温度的影响较小，便于低温操作。盐溶液密度不高，以便蛋白质沉淀的沉降或离心分离。【硫酸铵（常用），硫酸钠，氯化钠，磷酸钾，磷酸钠】主要影响因素：蛋白质的分子量和结构无机盐种类和浓度【相同离子强度下，不同种类的盐对蛋白质的盐析效果不同盐的种类将影响到 Cohn方程中的盐析常数盐的种类对蛋白质溶解度的影响与离子的感胶离子序列相符】 温度和pH值【在低离子强度溶液中，蛋白质的溶解度在一定的温度范围内随着温度 升高而增大 在高离子强度溶液中，温度的升高利于蛋白质脱水，破坏水化层并导致 蛋白质溶解度的降低】6. 有机溶剂沉淀法的原理是什么？向蛋白质溶液中加入水溶性有机溶剂：水的活度将降低有机溶剂对水具有很大的亲和力，能够争夺蛋白质表面的水分子。结果：随有机溶齐滋度增大，水化程度降低，溶液的介电常数下降，蛋白质分子间的静电引 力增大，从而发生凝聚和沉淀7. 影响有机溶剂沉淀的主要因素有哪些？有机溶剂沉淀的特点?优点：有机溶剂密度较低，易于沉淀分离与盐析沉淀相比，沉淀产物不需脱盐缺点：有机溶剂沉淀容易引起蛋白质变性成本高，操作要求在低温下进行。主要影响因素： 温度：整个操作过程必须在低温下进行。 pH值：pH多控制在待沉蛋白质的等电点附近。 样品浓度： 中性盐浓度 某些金属离子8. 等电点沉淀的工作原理是什么？利用在低离子强度下蛋白质溶解度较低的特性，调整溶液pH值至等电点或在等电点的pH下利用透析等方法降低离子强度，使蛋白质沉淀。【等电点沉淀适用于疏水性较大的蛋白质（如酪蛋白）】第四章膜分离技术1.超滤（UF和微滤（MF）超滤（UF）:根据高分子溶质之间或高分子与小分子溶质之间分子量的差别进行分离的 方法。【超滤操作压力在0.11.0MPa UF法适用于分离或浓缩直径1 50nm的生物大分子】 超滤MWC大概为0.0010.02 艸，120 nm。微滤（MF：是一种从悬浮液中分离固形成分的方法，是根据料液中的固形成分与溶液溶质在尺寸上的差异进行分离的方法。【微滤操作压力更小（0.050.5MPa； MF法适用于细胞，细菌和微粒子的分离。】微滤为0.02520卩m>2.名词解释：渗透：水分子透过半透膜由纯水迁移到盐水溶液中的现象叫做渗透。反渗透：对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂逆着自然渗透的方向渗透，这种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作为反渗透透析：利用具有一定孔径大小高分子溶质不能透过的亲水膜将含有高分子溶质和其他小分子溶质的溶液与纯水或缓冲液分隔，在浓差的作用下，高分子溶液中的小 分子溶质透向另一侧，而另一侧的水透向高分子侧。渗透气化：以渗透选择性膜为介质，基于溶质膜透过性差别，在膜两侧蒸汽分压差作用下，使溶液混合物质部分蒸发从而达到分离目的。水通量：膜的另一特性是其纯水的透过通量，通称水通量。【水通量是在一定的条件下（一般压力为0.1MPa，温度为20度）通过测量透过一定量纯水所需的时间来测定。】浓度极化：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。凝胶极化：当膜表面附近的浓度超过溶质的溶解度时，溶质会析出，形成凝胶层。当分 离含有菌体、细胞和其它固形成分的料液时，也会在膜表面形成凝胶层。这 种现象称为凝胶极化。截留曲线：通过测定相对分子质量不同的球形蛋白质或水溶性聚合物的截留率，可获得 膜的截留率与溶质相对分子量之间关系的曲线，为截留曲线。截留率：表示膜对溶质的截留能力，可用小数或百分数表示。截留相对分子量：将截留曲线上截留率为 0.90的溶质的相对分子质量定义为膜的截留相 对分子量（MMC）膜分离：利用具有一定选择性的过滤介质（半透膜）作为选择性障碍层，允许某些物质通过，而截流混合物中的其他组分达到分离目的的操作单元。微滤膜用膜的平均孔径标志膜的型号。3. 各种膜组件的特性型式优点缺点管式易清洗，无死角，适宜于处理含固体较多的料液，单根管子可以调 换保留体积大，单位体积中所含 过滤面积较小， 压力降大中空纤维式保留体积小，单位体积所含过滤面积大， 可以逆洗，操作压力较低， 动力消耗较低料液需要预处理，单根纤维损 坏时需调换整个 模件螺旋卷绕式单位体积中所含过滤面积大，换新膜容 易料液需预处理，压力降大，易 污染,清洗困难平板式保留体积小，能量消耗界于管式和螺旋 卷绕式死体积大4. 影响膜分离速度的主要因素。 操作形式 流速 压力 料液浓度5. 膜的污染与清洗。膜污染的原因：凝胶极化引起的凝胶层，阻力为Rg溶质在膜表面的吸附层，阻力为Ras膜孔堵塞，阻力为Rp膜孔内溶质吸附，阻力为 Rap膜的清洗：一般选择水、盐溶液、稀酸、稀碱、表面活性剂、络合剂、氧化剂和酶溶液等为清洗剂，一般采用的清洗方法有反向清洗，试剂置换，化学降解消化。具体采用何种清洗剂和清洗方法根据具体的膜确定。在采用有效清洗的同时，需要采取必要措施预防或减少膜污染，一般可从膜的预处理（用乙醇浸泡聚砜膜），料液预处理（调pH,预过滤），开发抗污染膜，临界压力操 作等方面进行。第五章萃取1. 双水相萃取的原理和影响因素？常见的双水相构成体系有哪些？原理：双水相萃取是指利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异进行的分离操作。影响因素：聚合物相对分子质量和浓度盐类pH温度常见的双水相构成体系：PEG（聚乙二醇）/盐，PEG葡聚糖，PEG粗葡聚糖。2. 超临界流体萃取的原理、特点和主要影响因素？原理：在较低温度下，不断增加气体的压力时，气体会转化成液体，当温度增高时，液 体的体积增大，对于某一特定的物质而言总存在一个临界温度（Tc）和临界压力（Pc），高于临界温度和临界压力后，物质不会成为液体或气体，这一点就是临界 点。再临界点以上的范围内，物质状态处于气体和液体之间，这个范围之内的流 体成为超临界流体（SF）。超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的 较大密度和溶解度，具有良好的溶剂特性，可作为溶剂进行萃取、分离单体。特点： 萃取速度高于液体萃取，特别适合于固态物质的分离提取。 在接近常温的条件下操作，能耗低于一般的精馏法，适于热敏性物质和易氧化物质的分离。 传热速率快，温度易于控制。 适合于非挥发性物质的分离。主要影响因素： 萃取压力的影响（2）萃取温度的影响（3）萃取粒度的影响（4）CO2流量的影响3. 比较Nerst分配常数AO0分配常数A、分配系数mNerst分配常数AOO分配常数A分配系数m定义式RTA飞叫a HhChA= CL 或 A JH AoCHrL5 或ytmmCH ,tXt浓度活度之比浓度之比总摩尔浓度之比应用全部浓度范围内稀溶液稀溶液分子形态两相中分子形 态相同分子形态可不冋4. 孚L化现象和主要影响因素？乳化现象：一种液体分散在另一种不相混合的液体中的现象，使有机相和水相分层困难。主要影响因素：黏度 流量 入口速度 分散相表面张力5. 掌握多级错流萃取与多级逆流萃取的图解法？m事（t®贡*草的禹令6. 破乳的方法？ 破乳的方法主要有：【填空题】 化学破乳：是向乳化液中加入极性破乳剂，吸附乳化液中的表面活性剂，从而降低孚L化液的稳定性，实现破乳的目的。（使用范围有限，对系统产生污染。 ） 静电破乳：利用高压电场的作用使乳液滴带电，在电场中产生泳动。在交变电场中乳滴的泳动使其受到不同方向的剪切作用而被破坏。（设备简单，操作方便,且破乳效果好，适用范围广。）7液膜萃取、反胶团萃取、液固萃取的原理和特点。原理特点液膜萃取液膜模拟生物膜的结构，通常由膜溶剂、表面活性剂 和流动载体组成。它利用选择透过性原理，以膜两侧 的溶质化学浓度差为传质动力，使料液中待分离溶质 在膜内相富集浓缩，分离待分离物质。反胶团萃取反胶团中表面活性剂非极性头向外与有机溶剂接触， 极性头向内形成极性核，极性核溶入水后形成微“水池”。反胶团的一个重要参数是它的含水量（“水池”中溶入的水与表面活性剂的摩尔比，W0）,它决定反胶团的尺寸。在 W0V10寸3，水分子被束 缚在反胶团的壁上，它的凝固点下降、共价键参数 改变、氢键破坏；只有在 W较大时，才存在自由水。 当含反胶团的有机溶剂和蛋白质水溶液接触时，蛋 白质在某种作用力（静电、亲和、疏水）下进入"水 池”中，水和表面活性剂分子在蛋白质周围形成一 个保护层，使蛋白质避免与有机溶剂接触，不致失 活。液固萃取8. 名词解释：反萃取：调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取。 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方法。分配常数:在恒温恒压下，溶质在互不相溶的两相中达到分配平衡时，如果其在两相中的相对分子质量相等，则其在两相中的平衡浓度之比为常数，即分配常数。孚L化：一种液体分散在另一种不相混合的液体中的现象，使有机相和水相分层困难。 分配系数：萃取过程中常用溶质在两相中的总浓度之比表示溶质的分配平衡，该比值称 为分配系数或分配比。反胶团：通常将表面活性剂在有机溶剂中形成的胶团称为反胶团。临界胶团浓度（CM）表面活性剂在水溶液中形成胶团的最低浓度称为临界胶团浓度。 超临界流体：在临界点以上物质处于既非液体也非气体的超临界状态。9. 影响分配系数的各种因素？ 溶剂的选择 盐析（无机盐如硫酸铵， NaCI等可降低产物和溶剂在水相中的溶解度） pH值（pH值影响蛋白质的解离度，调节 pH值可改变蛋白质的表面电荷数，因而改变分配系数。） 温度。（温度影响双水相系统的相图，因而影响蛋白质的分配系数。）第六章吸附分离技术和理论1. 影响吸附的主要因素？吸附的特点？吸附：是溶质从液相或气相转移到固相的现象。影响因素：1,操作条件，温度和压力对吸附有影响，适当升高温度有利于化学吸附，低温 有利于物理吸附，温度对气相吸附的影响比对液相吸附的影响大。对于气体吸 附，压力增加有利于吸附，压力降低有利于解吸。2, 吸附剂的性质，吸附剂的性质如孔隙率，孔径，粒径等影响比表面积，从而 影n3, 吸附质的性质与浓度，对于气相吸附，吸附质的临界直径，相对分子质量， 沸点，饱和性等影响吸附量，对于液相吸附，吸附质的分子极性，相对分子质 量，在溶剂中的溶解度等影响吸附量。4, 吸附剂的活性，吸附剂的活性是吸附剂附能力的标志，常以吸附剂上所吸附 的吸附质量与所有吸附剂量比的百分数来表示，其物理意义是单位吸附剂所能 吸附的吸附质量。5, 接触时间，吸附操作时，应保证吸附质与吸附剂有一定的接触时间，使吸附 接近平衡，充分利用吸附剂的吸附能力。6, 吸附器的性能。特点：节能、产品纯度高、可除去痕量物质、操作温度低2. 离子交换吸附（简称离子交换）的原理和特点是什么？原理：离子交换剂表面键合离子基团或可离子化基团，通过静电引力吸附带有相反电荷 的离子，发生电荷转移。特点：可通过调节pH或提高离子强度的方法洗脱。离子交换剂的特点： 离子化率与离子交换能力成正比； 强离子交换剂的离子化率基本不受pH值影响，离子交换的 pH值范围宽; 弱离子交换剂的离子化率受 pH值影响很大，离子交换的 pH值范围小； 疏水性高、交联度大、孔隙小和电荷密度高。不适用于蛋白质等生物大分 子的分离提取。3. 常用的离子交换树脂类型有哪些？离子交换树脂有多种分类力浊，主要有四种：第一种按树脂骨架的主要成分分类，如聚苯乙烯型树脂、聚丙烯酸测树脂、环氧 氯丙烷型多烯多胺型树脂、酚-醛型树脂等；第二种按聚合的化学反应分为共聚型树脂和缩聚型树脂；第三种按骨架的物理结构分类，可分为凝胶型树脂亦称微孔树脂、大网格树脂亦称大孔树脂、以及均孔树脂；第四种按活性基团分类，分为含酸性基团阳离子交换树脂和含碱性基闭的阴离子 交换树脂。由于活性基团的电离程度强弱不同又可分为强酸性和弱酸性阳 离子交换树脂及强碱性和弱碱性阴离子交换树脂。此外，还有含其他功能 基团的整合树脂、氧化还原树脂以及两性树脂等。4. 影响离子交换速度的因素有哪些？答：影响交换速度的因素有：颗粒大小；交联度；温度； 离子的化合价;离子的大小；搅拌速度；溶液浓度有以下因素：(1)树脂交换基团。(2)树脂的交联度。树脂的交联度越大，网孔越小，则其颗粒内扩散越慢，交换速 度就越慢，当水中有粒径较大的离子存在时，对交换速度影响 就更为显著。(3)树脂的颗粒。树脂颗粒越小，交换速度越快。这是因为树脂的颗粒越小，内 扩散的距离越短；冋时颗粒越小，也等于扩大了膜扩散的表面 积，从而加快交换速度。但树脂颗粒也不宜太小，因为太小会 增大水流通过树脂层的阻力，且在反洗运行时容易流失。(4)溶液的浓度。溶液浓度是影响扩散速度的重要因素，浓度越大，扩散速度越快。(5)水温。提高水温能同时加快内扩散和膜扩散。(6)搅拌或提高流速。交换过程中的搅拌或提高水的流速，只能加快扩散，但不能影(7)离子的本性。响内扩散。它对内扩散的速度影响较大，离子水合半径越大，内扩散越慢；离子电荷数越多，内扩散越慢。5膨胀床、固定床、流化床、模拟移动床的特点与区别？固定床：优点：流体在介质层中基本上呈平推流，返混小，柱效率高。缺点：无法处理含颗粒的料液，因会堵塞床层，造成压力降增大而最终使操作无法进 行。流化床：优点：压降小，可处理高黏度或固体颗粒的粗料液。不需要特殊吸附剂，设备操作简 单。缺点：固液返混剧烈，吸附剂利用效率低。膨胀床：优点： 综合固定床和流化床的优点，使吸附颗粒实现稳定分级，顺利通过床层。可直 接处理菌体发酵液或细胞匀浆液，提高目标产物收率，降低分离纯化过程成本。缺点：操作较复杂和繁琐，需要一定的手工控制，多操作人员的技能和熟练程度要求 较高；必须控制料液在适当浓度范围内；介质的污染严重，需要严格的清洗和 再生操作。模拟移动床优点：分离效率高，无需加热和能耗低 缺点：易发生堵塞，固相的移动操作有一定的难度。膨胀床与传统固定床的区别I膨胀床的床层上部安装有可调节床层高度的调节器，当液体（料液或清洗液等） 从床底以高于吸附剂最小流化速率的流速输入时，吸附剂床层产生膨胀，高度 调节器上升，膨胀床状态下床层高度一般为固定床状态的 23倍，床层空隙率高，允许菌体 细胞或细胞碎片自由通过。膨胀床吸附操作可直接处理菌体发酵液或细胞匀浆液，回收其中的目标产物， 从而可节省离心或过滤等预处理过程，提高目标产物收率，降低分离纯化过程 成本。这是膨胀床吸附操作的最大诱人之处。二、膨胀床与流化床的区别T流化床的吸附剂粒子和液体在床层内混合程度高，吸附效率低；膨胀床的吸附剂粒子基本悬浮于固定的位置，液体的流动与固定床相似，接近 平推流，吸附效率高；膨胀床的形成需要特殊的吸附剂和设备结构。6. 名词解释：吸附：是溶质从液相或气相转移到固相的现象。离子父换容量:单位质量的干燥离子交换剂或单位体积的湿离子交换剂所能吸附的一价 离子的毫摩尔数，是表征离子交换能力的主要参数。穿透曲线：吸附过程中吸附塔出口溶质浓度的变化曲线。穿透点：出口处溶质浓度开始上升的点。穿透时间：达到穿透点所用的操作时间。离子父换剂：一种含有可解离基团的物质，常用作离子交换层析介质，其解离基团能与 溶液中的其他离子起交换作用，可分为阳离子交换剂和阴离子交换剂。交联度：合成树脂中单体中 DVB （二乙烯苯）的百分含量。（通常为812%交联 度越大，树脂越坚固，在水中越不容易膨胀；达到平衡速度慢，选择性 高。7. 吸附剂的特点？（1）具有较大的内表面（2 ）选择性好，吸附能力高（3 ）具有一定的机械强度和耐磨性(4)有良好的物理及化学稳定性(5 )容易再生(6)易得，价廉8. 常用的吸附剂有哪些？天然吸附剂：硅藻土、白土、天然沸石等人工制作吸附剂：活性炭、活性氧化铝、硅胶、合成沸石分子筛、有机树脂吸附剂等。9. 离子交换剂性能的评价。孔径、孔径分布、比表面积和空隙率也是评价离子交换剂的性能的重要参数。此外，离 子交换剂的特性常用交换容量和滴定曲线表征。【以每克干离子交换剂加入的 NaOH或HCI)为横坐标，以平衡pH值为纵坐标作图，就 可得到滴定曲线。】g# ffirrnlm 2w r St T* w h*IKEi2.3 -C A-iihlLfc r litet<1KA,-40IO> v<IR di&JMH料”甘JO手中席也的啦附刊淘超£Mnry.2 treu-riLcllicTh31- a nflvnu ir4 Mi#es第七章色谱技术1. 什么是色谱分离技术?答：色谱分离技术又称层析分离技术或色层分离技术，是一种分离复杂混合物中各个组 分的有效方法。它是利用不同物质在由固定相和流动相构成的体系中具有不同的分配系数， 当两相作相对运动时，这些物质随流动相一起运动，并在两相间进行反复多次的分配，从匚.而使各物质达到分离。2. 色谱分离技术的分类？常用的蛋白质分离方法有哪些？并简述其原理分类：凝胶过滤色谱离子交换色谱疏水色谱聚焦色谱反相色谱超临界流体色谱羟基磷灰石色谱 灌注色谱常用的蛋白质分离方法：1.根据分子大小不同进行分离纯化2. 根据溶解度不同进行分离纯化3. 根据电荷不同进行分离纯化4. 利用对配体的特异亲和力进行分离纯化原理：色谱法是利用混合物中各组分物理化学性质的差异（如吸附力、分子形状及大小、 分子亲和力、分配系数等），使各组分在两相（一相为固定的，称为固定相；另 一相流过固定相，称为流动相）中的分布程度不同，从而使各组分以不同的速度 移动而达到分离的目的。辭妝环同井配驯袪希&瞬浙0S静止頑相（戢目）中的分配聲曲王対财!号塚行b变子梵甸i氓 勿力祚同石mm孚争厲和1云垠沪来心十尢；r, 百冇在雜t/m时程度不同亲3. 什么是色谱柱的理论塔板数以及如何计算理论塔板数? 答：4. 什么是吸附色谱及其分类和基本原理？ 答：吸附色谱是靠溶质与吸附剂之间的分子吸附力的差异而分离的方法。分类：基本原理 ：靠溶质与吸附剂之间的分子吸附力的差异而分离的方法。吸附力主要是范 德华力，有时也可能形成氢键或化学键。吸附法的关键是选择吸附剂和展 开剂。5. 什么是分配色谱？6. 简述高效液相色谱的工作原理？7.离子交换色谱的分类及应用答：分类按树脂骨架的主要成分： (1)聚苯乙烯型树脂(2)丙烯酸树脂(3)多乙烯多胺 -环氧氯苯烷树脂(4)酚- 醛型树脂按树脂骨架的物理结构： (1)凝胶型树脂(2)大网格树脂(3) 均孔树脂按活性基团分类：1)阳离子交换树脂2)阴离子交换树脂 应用：8.凝胶色谱的分离原理及分类9. 离子交换及疏水作用色谱的原理离子交换色谱原理：利用离子交换剂为固定相，是根据荷电溶质与离子交换剂之间静电相互作用力的差别进行溶质分离的洗脱色谱法。疏水作用色谱原理：利用表面偶联弱疏水性基团(疏水性配基)的疏水性吸附剂为固定相，是根据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蛋白质类生物大分子分离纯化的洗脱色谱法。10. 高效液相色谱的分离原理及应用？ 原理：是利用物质在两相之间吸附或分配的微小差异达到分离的目的。当两相作相对 移动时，被测物质在两相之间做反复多次的分配，这样使原来微小的差异产生 了很大的分离效果，达到分离、分析和测定一些理化常数的目的。11. 共价色谱的工作原理？12。某凝胶过滤介质的排阻极限为 200kD,填充柱体积为100mL用其测得A和B两种蛋白 质的洗脱体积分别为58mL和64mL，相对分子质量2000kD的蓝色葡聚糖的洗脱体积为 40mL（1） 试计算A和B的分配系数。（A=0.3 B=0.4）（2）若在某流速下用A和B两种蛋白质溶液测得该凝胶过滤层析柱的理论板当量高度均为0.3mm且洗脱曲线呈高斯分布，在此流速下要使微量的AB混合溶液的分离度达到1.3。此GFC柱的最小填充高度应为多少？13.名词解释：分离度：又称分辨率，用来表示两个洗脱位置相邻的溶质相互分离的程度。r 2（ R F &）W W2反相色谱：利用表面非极性的反相介质为固定相，极性有机溶剂的水溶液为流动相，是根据溶质极性（疏水性）的差别进行分离纯化的洗脱色谱法。保留时间tR:从进样开始到柱后出现样品的浓度极大值所需的时间。保留体积VR从进样开始到某组分在柱后出现浓度极大值时流出溶剂的体积。液相色谱根据分离操作方式的不同可分为 洗脱展开，迎头分析和置换展开三种第八章 亲和色谱1. 名词解释：亲和色谱：也称为亲和层析，是一种利用固定相的结合特性来分离分子的色谱方法。2. 亲和作用中的相互作用力？答： 静电作用氢键疏水性相互作用配位键 弱共价键3. 亲和色谱的特点？答：优点：选择性高，特异性极强操作条件温和 回收率高缺点：普遍性、通用性不够费用高4. 例举常用的亲和作用体系。酶与其底物，酶反应的底物特异性即反应在一种酶仅与特定的物质相结合并催化该 物质发生的特定反应。辅酶I (NAD参与酶反应的各种酶可与辅酶I发生可逆性结合。含有糖基的酶或蛋白质分子通过糖基与植物凝集素结合。酶或蛋白质作为抗原可与其抗体结合。5. 影响亲和作用的因素？答：配基浓度空间障碍配基与载体的结合位点载体孔径第八章结晶1. 结晶操作的原理是什么？ 答：使溶液处于过饱和状态溶质分散度(晶体大小)有关2. 凯尔文公式的内容和意义是什么? 溶质溶解度与温度、lnc2Ci2 二 M( 1 1 R(r2 _C1-普通晶体的溶解度 P -晶体密度 丫 1-普通晶体半径T-绝对温度C2-小晶体的溶解度；(T -晶体与溶液间的表面张力; 丫 2-小晶体的半径；R-气体常数；3. 结晶的一般步骤是什么？答：过饱和溶液的形成晶核的形成晶体生长其中，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。4. 过饱和溶液形成的方法有哪些？影响溶液过饱和度的因素？ 答：方法： 冷却法（等溶剂结晶） 蒸发法（等温结晶法） 化学反应结晶法 盐析结晶 真空蒸发冷却法因素：不饱和曲线受搅拌、搅拌强度、晶种、晶种大小和多少、冷却速度的快慢等 因素的影响5. 绘制饱和温度曲线和过饱和温度曲线，并标明稳定区、亚稳定区和不稳定区。温度诫和曲线与过饱和曲线稳定区和亚稳定区： 在温度-溶解度关系图中，SS曲线下方为稳定区，在该区域任意一点溶液均是稳定 的； 而在SS曲线和TT曲线之间的区域为亚稳定区，此刻如不采取一定的手段（如加入 晶核），溶液可长时间保持稳定； 加入晶核后，溶质在晶核周围聚集、排列，溶质浓度降低，并降至SS线； 介于饱和溶解度曲线和过饱和溶解度曲线之间的区域，可以进一步划分刺激结晶和 养晶区。不稳定区： 在TT曲线的上半部的区域称为不稳定区，在该区域任意一点溶液均能自发形成结晶， 溶液中溶质浓度迅速降低至 SS线（饱和）；晶体生长速度快，晶体尚未长大，溶质浓度便降至饱和溶解度，此时已形成大量的 细小结晶，晶体质量差； 因此，工业生产中通常采用加入晶种，并将溶质浓度控制在养晶区，以利于大而整 齐的晶体形成。6. 常用的工业起晶方法有哪些?答：自然起晶法 刺激起晶法 晶种起晶法（该方法容易控制、所得晶体形状大小均较理想，是一种常用的工 业起晶方法。）晶体质量包括三个方面的内容：晶体大小、形状和纯度7. 名词解释：结晶： 是从液相或气相生成形状一定、分子（或原子、离子）有规则排列的晶体的现象。【结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出，形成新相的过程】重结晶： 利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同，将晶体用合适的 溶剂再次结晶，以获得高纯度的晶体的操作。晶体生长： 在过饱和溶液中已有晶核形成或加入晶种后，以过饱和度为推动力，晶核或 晶种将长大，这种现象。饱和溶液 ：当溶液中溶质浓度等于该溶质在同等条件下的饱和溶解度时，该溶液称为饱和溶液；过饱和溶液： 溶质浓度超过饱和溶解度时，该溶液称之为过饱和溶液；二次成核： 在过饱和度较小的介稳区内不能发生初级成核。但如果向介稳态过饱和溶液中加入晶种，就会有新的晶核产生。这种成核现象称为二次成核。临界半径（rc ）:临界晶核半径是指 G为最大值时的晶核半径。晶核的成核速度： 单位时间内在单位体积溶液中生成新核的数目。第十章 干燥3降速干燥阶段温度再次上升干燥曲线1. 名词解释：干燥：用热能加热物料，使物料中水分蒸发而干燥或者用冷冻法使水分结冰后升华而除去的单元操作；升华干燥：将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变 为蒸汽而除去的干燥方法。传导干燥：载热体（如空气、水蒸气、烟道气）不与湿物料直接接触，而是通过导热介质（如不锈钢）以传导的方式传给湿物料。2. 干燥的基本流程1预热阶段物料温度上升，时间很短，计算时可不考虑2恒速干燥阶段物料温度不变3. 物料中所含水分的种类有哪些？答： 表面吸附水分 非结合水生产中可以除去的水分。 结合水生产中难以除去的水分。 结合水包括：物理机械结合水、物理化学结合水、化学结合水4. 平衡水分： 当一种物料与一定温度及湿度的空气接触时，物料势必会放出或吸收一定量的水分，物料的含水量会趋于一定值。此时，物料的含水量称为该空气状态 下的平衡水分。【物料和与其相接触的空气达到相平衡状态时的含水量称为 为该物料的平衡含水量，又称平衡水分。】自由水分：在干燥过程中能够除去的水分，是物料中超出平衡水分的部分。【如果物料的的初始含水量高于平衡含水量，则与湿空气达到平衡状态时所 失去的水分为自由水分。】5. 了解干燥曲线，并结合干燥速率曲线说明恒速干燥阶段和降速干燥阶段的特点。答：恒速干燥阶段：干燥过程中物料颗粒或液滴与温度一定的热空气对流接触，当物料温度上升到与 热空气相对应的湿球温度后，热空气向物料传递的热量与物料中水分汽化所需要 的潜热相等，物料温度不再上升，水分以恒速汽化，此阶段为恒速干燥阶段。降速干燥阶段：当物料含水量降到临界含水量 Xc下时，物料表面及较大孔隙中的水分蒸发殆尽, 细孔内的水分扩散成为干燥速率的控制因素，干燥速度降低，物料温度上升，直 至达到物料平衡水分为止，此阶段为降速干燥阶段。6. 干燥设备选型的原则是什么？答：干燥设备选型：首先要节能、环保环；其次就要考虑设备对物料的针对性。小产量采用批次生产（间隙）食品、药品最好采用满足 GMP勺设备对于大规模工业化生产最好采用连续式自动化生产线。热源：一般优先选用蒸汽，在没有蒸汽或蒸汽满足不了工艺情况下可采用热风炉、导热油、电加热等7. 常用的干燥设备有哪些？各自应用特点如何？答：1.盘架干燥器2.冷冻干燥器3传送带式干燥器4.转筒干燥器5.气流干燥器6. 流化床干燥器7.喷雾干燥器8.红外干燥器9.微波干燥器1、气流干燥器：干燥速度快，处理量大，设备中与热的空气高速（20-40m/s ）流过干燥管，物料颗粒悬浮在热空气中，在气流输送过程中得到干燥，旋风分离器 出口回收产品。干燥颗粒通常为50-300U m,粒径太小会难以回收产品。2、压力喷雾与离心喷雾干燥机：干燥速度快、时间短（v 10s=，雾滴直径小（ looum）,适用于热敏物质干燥。淀粉酶、氨基酸、抗生素、血浆、酵母等产物可利用喷雾干燥法干燥产品。3、冷冻干燥器：适用于热敏性非常强的生物物质干燥，如蛋白质、抗生素、果蔬等，如干扰素、白介素、促红细胞生成素、胰岛素等基因工程产品生产干燥4、（真空）传送带干燥器：可用于氨基酸、维生素、抗生素、糖类、酶类等干燥。5、转筒干燥器：可用于糖类等耐热性较高的物质干燥第十一章 蛋白质复性1. 名词解释: 包含体：由于基因工程产品的高效表达 , 相当多的蛋白质产物互相交联在一起，形成不溶 性的聚集物，通常称为包含体。蛋白质复性： 包含体溶解在变性剂中，是没有活性的蛋白质溶液，所以必须复性。除去变 性剂后，一部分蛋白质可以自动折叠成具有活性的正确结构，这一折叠过程 称为蛋白质的复性。2. 包含体的性质？包含体为高密度蛋白质聚集体，密度约1.3g/mL。颗粒尺寸约0.1 - I.Oum,有些达3um。包含体通常位于细胞质中，又称光折射体。以包含体形式表达重组蛋白质具有如下优势： 以大肠杆菌为宿主，过表达形成的高密度蛋白质聚集体，利于大规模生产目标蛋白 蛋白质的表达量很高。 包含体富含目的基因表达产物，有利于后续的分离纯化。 对蛋白酶不敏感，不易水解。 可避免具有毒害或杀伤作用的目的产物对宿主的伤害。3. 包含体分离纯化过程。经常采用的包含体分离纯化过程包括差速离心和反复洗涤。 细胞破碎 离心沉降回收包含体 粗包含体的洗涤 离心沉降回收包含体 根据需要，可重复上述步骤和，直至达到满意的包含体纯度。4. 现有的主要复性方法？稀释复性添加剂辅助复性分子伴侣或人工分子伴侣辅助复性反胶团的应用色谱柱复性等