《生物分离工程》复习资料
一、名词解释
1、双电层：偏离等电点的蛋白质的净电荷或正或负，成为带电粒子，在电解质溶液中就、吸引相反电荷的离子，由于离子的热运动，反离子层并非全部整齐的排列在一个面上，而是距表面由高到低有一定的浓度分布，形成分散双电层简称双电层。
2、层（吸附层）：相距胶核表面有一个离子半径的平面以内，反离子被紧密束缚在胶核表面。
3、扩散层：在平面以外，剩余的反离子则在溶液中扩散开去，距离越远，浓度越小，最后达到主体溶液的平均浓度。
4、超临界流体萃取：利用超临界流体为萃取剂的萃取操作。
5、细胞破碎：指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来
8、凝聚：在化学物质（铝、铁盐等）作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１大小块状凝聚体的过程。
9、絮凝：絮凝剂（大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10大小絮凝团的过程。
10、错流过滤：液体的流向和滤膜相切，使得滤膜的孔隙不容易堵塞。被过滤的发酵液在压力推动下，带着混浊的微粒，以高速在管状滤膜的内壁流动，而附着在滤膜上的残留物质很薄，其过滤阻力增加不大，因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。
凝聚沉淀法：，废水中悬浮固体浓度也不高，但具有凝聚的性能，在沉淀的过程中，互相粘合，结合成为较大的絮凝体，其沉淀速度是变化的。
道南（）效应：离子和荷电膜之间的作用即相同电荷排斥而相反电荷吸引的作用。电渗析：利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。
高效液相色谱：高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析
电渗析：利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。
14、截留率：表示膜对溶质的截留能力,可用小数或百分数表示,在实际膜分离过程中,由于存在浓度极化,真实截留率为R。=1 透过液浓度截留液浓度。
15、截断曲线：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质量之间关系的曲线。
16、截断分子量：截留曲线上截留率为0.90（90%）的溶质的相对分子质量叫截断分子量。
17、泡点法：用修正的 M 方程计算液相组成，内层循环用 S 方程迭代计算级温度，外层循环用 H 方程迭代气相流率。
18、浓差极化：在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象。当溶剂透过膜而溶质留在膜上，因而使膜面上溶质浓度增大的现象.
19、反渗透：使一侧溶液中的溶质（水）渗透到另一侧，在一侧所施加的压力必须大于渗透压，此操作即为反渗透。
ζ电位：双电层中存在距表面由高到底的电位分布,接近紧密层和分散层交界处的点位值。
液膜萃取：就是利用液膜的选择透过性,使料液中的某些组分透过液膜进入接受液,然后将三者各自分开,从而实现料液组分的分离。
等电点沉淀法：蛋白质在值为等电点的溶液中净电荷为零，蛋白质之间静电排斥力最小，溶解度最低，利用蛋白质在值等于其等电点的溶夜中溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法。、
纳滤：介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术分配系数：萃取过程中常用溶质在两相中的总浓度之比
27、分离因素：表征萃取剂对溶质A和B分离能力的大小的数。
28、乳化：水或有机溶剂以微小液滴分散在有机相或水相中的现象。
29、值：表面活性剂的亲水与亲油程度的相对强弱，在工业上常用值来表示。
值即亲水与亲油平衡程度，数越大，亲水性越强，形成型乳浊液，数越小，亲油性越强，形成型乳浊液。
30、盐溶：向蛋白质的水溶液中逐渐加入电解质时，开始阶段蛋白质的活度系数降低，并且蛋白质吸附盐离子后，带点表层使蛋白质分子间相互排斥，而蛋白质分子与水分子间的相互作用力却加强，因而蛋白质的溶解度增大的现象。
31、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。
32、聚合物的不相容性：当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时,由于相对分子质量较大,分子间的相互排斥作用与混合过程的熵增加相比占主导作用,一种聚合物分子的周围将聚集同种分子而排斥异种分子,当达到平衡时,形成分别富含
不同聚合物的两相,这种含有聚合物的溶液发生分相的现象.
色谱峰：
反胶团：将表面活性剂在有机溶剂中形成的胶团叫反胶团
分辨率；两个邻近的峰之间的距离除以两个峰宽的平均值。
亲和吸附：借助于溶质和吸附剂之间的特殊的生物结合力而实现的吸附过程。
39、疏水作用吸附：利用溶质和吸附剂表面之间弱的疏水相互作用而被吸附的过程.
40、二次成核：向介稳态过饱和溶液中加入晶种，有新的晶核产生叫二次成核。
细胞破碎凝聚、絮凝、错流过滤、凝聚沉淀法、道南（）效应、高效液相色谱、渗析、截留率截断曲线、截断分子量、泡点法、浓差极化、反渗透、ζ电位、液膜萃取、等电点沉淀法、纳滤、分配系数、分离因素、乳化、值、盐溶、层析剂、盐析、聚合物的不相容性、色谱峰、反胶团、保留值、保留时间、交换容量、工作交换容量、亲和吸附、疏水作用吸附、吸附色谱、分子筛色谱、阻滞因数（或值）、分辨率、亲和层析、共价层析、晶核、盐析结晶、二次成核、定向力、诱导力、色散力、复床、混合床、液膜萃取、离子交换树脂含水率非专一性洗脱、透析分离、基线噪音、重结晶、离子交换法、聚丙烯酰胺电泳、高压匀浆法、聚合物不相容性、反胶团萃取、色谱图、等点聚焦电泳
二、单项选择
1、在蛋白胶体外侧，有不同的电位，下列描述正确的是：（ C）。
A、胶核表面的电位φs是胶核的电位
B、平面上的电位为通常为零
C、在滑移面上的电位为ζ,称ζ电位
D、ζ电位在双电层中是惟一无法测定出来的电位
2、关于蛋白胶体离子形成双电层后，蛋白外测分成不同的区域，下列哪个区域不属于：（ D ）。
A、胶核
B、吸附层
C、分散层
D、松散层
3、关于对絮凝作用的描述，下列说法中不正确的是：（A ）。
A、水化作用
B、絮凝作用
C、桥架作用
D、保护胶体颗粒不被沉淀的作用
4、破碎细菌的主要阻力是：（ B ）。
A、细胞膜
B、细胞壁
C、细胞浓度
D、细胞黏度
5、在用沉淀法分离蛋白质的研究中，使用得最多的盐是：（ C）。
A、硫酸铜；
B、硫酸镁；
C、硫酸氨；
D、硫酸铁。
6、下列哪种作用不是超声波破碎的作用过程：（D ）。
A、空化作用；
B、冲击作用；
C、剪切作用；
D、降解作用。
7、溶菌酶（)适用于革兰氏阴性菌细胞的分解，应用于革兰氏阴性菌时，需辅以使之更有效地作用于细胞壁。所起的作用是：（ A ）
A、鳌合肽聚糖层外的脂多糖中的钙离子，破坏肽聚糖的稳定性；
B、提高溶菌酶的活性；
C、改变细胞的，破坏细胞的通透性；
D、和细胞表面的一些酶发生反应，破坏酶的活性。
8、下列方法中不属于沉淀法的是：（D）。
A、盐析法；
B、等电点法；
C、加入有机聚合物析出法；
D、结晶
9、关于蛋白质的描述不正确的是：（ D ）
A、蛋白质是两性高分子电解质，主要由疏水性各不相同的 20 种氨基酸组成；
B、在水溶液中，多肽链中的疏水性氨基酸残基具有向内部折叠的趋势；
C、蛋白质表面由不均匀分布的荷电基团形成荷电区、亲水区和疏水区构成；
D、蛋白质用等电点的方法一定能够得到沉淀。
10、胶体离子之所以能够稳定存在，其主要原因下列哪个不是：（A ）。
A、胶体本身化学结构很稳定；
B、胶体外侧具有水化层；
C、胶体离子直接存在同性相排斥现象；
D、胶体形成的双电层。
11、盐析分离蛋白时，在一定的值及温度条件下，改变盐的浓度（即离子强度）达到沉淀的目的，称为“Ｋs”分级盐析法。还有另外一种方法是：（ B ）
A、“α”分级盐析法；
B、“β”分级盐析法；
C、“Ω”分级盐析法；
D、“γ”分级盐析法。
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、在膜分离机制中常见的有三种模型，下列哪个模型不属于膜分离模型：（ D ）。
A、毛细管流动模型；
B、溶解扩散模型；
C、优先吸附模型
D、渗透模型
14、截断曲线是通过经验的方式判断好坏与否的一个标志，下列说法正确的是：（ D ）
A、曲线越陡，膜质量越高；
B、曲线越陡，膜质量越差；
C、曲线是直线膜质量越好；
D、以上都不对。
15、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，反向加入溶剂的方法；
D、以上都不对。
16、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、分离因素；
C、活度的比值；
D、分离时间。
17、表面活性剂的亲水与亲油程度的相对强弱，在工业上常用数来表示。下列说法正确的是：（ B）。
A、数越小，亲水性越强；
B、数越大，亲水性越强；
C、数越大，亲酯性越强；
D、以上说法都不对。
18、在生化工程中得到最广泛应用的双水相体系主要有：（D ）。
A、聚乙烯体系和磷酸盐体系；
B、体系和聚丙二醇体系；
C、聚乙烯体系和磷酸盐体系；
D、体系和磷酸盐体系。
19、在双水相系统中，关于双节线形状描述正确的是：（C ）。
A、两种聚合物相对分子质量相差越小，双节线的形状越不对称；
B、聚合物的相对分子质量越高，双节线的形状越不对称；
C、两种聚合物相对分子质量相差越大，双节线的形状越不对称；
D、聚合物的相对分子质量越低，双节线的形状越不对称。
20、在双水相萃取分离中，常用的离心机是：（ B）。
A、澄清型离心机；
B、带喷嘴的分离型离心机；
C、三足式离心机；
D、高压离心机
21、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；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。
22、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、；
B、；
C、；
D、。
23、关于反胶团极性核正确的描述有：（C ）。
A、极性核中的水与普通水在性质上没有差异；
B、极性核含水量越大，反胶团的半径越小；
C、它包括由表面活性剂极性端组成的内表面和水；
D、它包括由表面活性剂极性端组成的内表面、平衡离子和水。
24、对于小分子蛋白质（＜20000）的异辛烷反胶团萃取体系，描述正确的有：（A ）。
A、＞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＜时，即在蛋白质带负电荷的范围内，它们几
乎完全溶入反胶团内；C、当＞时，即在蛋白质带正电荷的范围内，它们几乎不溶入反胶团内；D、＞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。
25、主要用于载体的开发和基础性研究上的液膜类型是：（ A）。
A、乳化液膜；
B、支持液膜；
C、整体液膜；
D、反向液膜
26、一般不能直接用乳化液膜技术来分离蛋白质，因为蛋白质通过膜相时，容易失活，但下列（D ）具有萃取分离蛋白质的潜在优势。
A、非常温和的膜溶剂；
B、强选择性的流动载体；
C、在内水相设置专一性的化学反应；
D、结合反胶团的乳化液膜技术。
27、从膜相回用、节能及分离效率的角度看，在工业规模上通常认为最适宜的破乳方法是：（ D）。
A、高速离心法；
B、加热法；
C、相转移法；
D、电破乳法。
28、对于弱酸性阳离子交换树脂描述不正确的有：（B ）。
A、活性基团有羧基（—）、酚羟基等；
B、其交换能力随溶液的增加而下降；
C、对于羧基树脂应在＞7的溶液中操作，而对于酚羟基树脂则应使溶液的＞9；
D、与氢离子结合能力强，再生容易，耗酸量少。
29、对于弱碱性阴离子交换树脂描述不正确的有：（ C）。
A、活性基团有伯胺基团、仲胺基、叔胺基和吡啶基等；
B、在＜7的溶液中使用；
C、在＞7的溶液中使用；
D、与结合能力较强，再生成羟型较容易，耗碱（23或3）量少。
30、关于001×9离子交换树脂叙述正确的是：（A ）。
A、交联度为9%的苯乙烯系凝胶型强酸性阳离子交换树脂；
B、膨胀度为9%的苯乙烯系凝胶型强酸性阳离子交换树脂；
C、交联度为9%的苯乙烯系凝胶型强碱性阳离子交换树脂；
D、交联度为9%的苯乙烯系大孔型强酸性阳离子交换树脂。
31、对于离子交换树脂的滴定曲线，不正确的叙述有：（C ）。
A、对于强酸性或强碱性树脂，滴定曲线有一段是水平的，到某一点即突然升高或降低，这表示树脂上的功能团已经饱和；
B、对于弱碱或弱酸性树脂，则无水平部分，曲线逐步变化；
C、由滴定曲线的转折点，不能估计其总交换量；
D、由转折点的数目，可推知功能团的数目。
32、关于离子交换过程，不正确的说法有：（ C）。
A、一般来说，液相速度越快或搅拌越激烈，浓度越浓，颗粒越大，吸附越弱，越是趋向于内部扩散控制；
B、相反，液体流速慢，浓度稀，颗粒细，吸附强，越是趋向于外部扩散控制；
C、颗粒减小，对内部扩散控制和外部扩散控制的影响程度一样；
D、离子的化合价越高，在树脂中扩散时，与树脂骨架（和扩散离子的电荷相反）间存在库仑引力越大，因此扩散速度就愈小。
33、将含有链霉素和氯化钠的溶液稀释10倍，则树脂吸附链霉素的量也（A ）。
A、增加10倍；
B、减少10倍；
C、没有变化；
D、有变化但无规律可循。
34、关于离子交换常数K，正确的描述有：（ B）。
A、对于无机离子，水化半径越小，离子交换常数K越小；
B、对于有机离子，水化半径越大，离子交换常数越大；
C、树脂的膨胀系数越大，离子交换常数K越大；
D、当有机溶剂存在时，常常会使对有机离子的离子交换常数K升高。
35、离子交换柱中支撑板的构造，从上至下依次为（D ）。
A、滤板、橡胶圈、不锈钢网、橡胶圈和滤板；
B、滤板、滤布和滤板；
C、滤板、橡胶圈、滤布、不锈钢网和滤板；
D、滤板、橡胶圈、滤布、橡胶圈和滤板。
36、在固定床制备无盐水时，离子交换和再生的操作方式一般为（ C）。
A、顺流交换、顺流再生；B逆流交换、顺流再生；C、顺流交换、逆流再生；D、逆流交换、逆流再生。
37、在固定床制备无盐水工艺中，为防止逆流再生时树脂的乱层，下列说法不正确的是（C ）。
A、再生剂自下向上流动时，同时有水自上向下流动，两种液体自塔上部的集液装置排出；
B、再生剂同时自塔的上部和下部通入，而从塔中部的集液装置中排出；
C、从塔上部通入30~50的空气来压住树脂；
D、在树脂层上装备金属丝网。
38、在工业规模上，吸附剂必须满足：有良好的物理化学稳定性，吸附能力高，不引起失活，再生过程必须简便而迅速。那么可满足上述要求的吸附剂有：（ C）。
A、活性炭；
B、羟基磷灰石；
C、大网格聚合物吸附剂；
D、多孔玻璃。
39、下列不是影响吸附过程的因素有：（ A）。
A、吸附设备；
B、吸附剂性质；
C、吸附物性质；
D、操作条件。
40、根据洗脱操作时展开方式的不同，色谱分离可分为洗脱展开法、前沿分析法和（ D）三种。
A、梯度洗脱法；
B、恒定洗脱法；
C、逐次洗脱法；
D、置换展开法。
41、下列不属于吸附色谱技术的有：（ D）。
A、共价作用色谱；
B、金属螯合作用色谱；
C、羟基磷灰石色谱；
D、染料层析。
42、关于分辩率叙述错误的有：（ B）。
A、溶液中各组分的分辨率是每一步纯化的目的，它表示所需要的目标物质与其他物质的分离程度；
B、具有高度选择性的方法不一定能以高的分辨率分离混合物；
C、通常色谱分离法比经典的单元操作（多级蒸馏、多级萃取和结晶等）具有较高的分辨率；
D、分辨率可通过层析柱中色带的测量求得，也可由洗脱曲线的分析而求得。
43、亲和色谱中，在小分子配基与载体间引入一定长度的“手臂”，其原因是：（ B）。
A、由于载体的空间位阻关系，使大分子化合物（亲和物）不能直接接触到配基；
B、增强配基与大分子化合物间的亲和力；
C、提高配基对大分子化合物的选择性；
D、提高亲和色谱的分辩率。
44、关于亲和色谱，叙述错误的有：（D ）。
A、根据亲和色谱选择性的高低，可将亲和色谱分为专一性和基团性两大类；
B、前者的配基仅对某种生物物质有特别强的亲和性，如单克隆抗体对抗原的特异性吸附；
C、后者则指固定相配基对一类基团有极强的亲和关系，如一些辅酶（、、等）能与许多需要这些辅酶才起催化作用的酶（各种脱氢酶、激酶等）发生亲和结合；
D、基团性亲和色谱不具有实用意义，也不能扩大亲和色谱的适用范围。
45、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。
46、从溶液中结晶的晶体不具有的性质是：（A ）。
A、各向同性；
B、自范性；
C、各向异性；
D、均匀性。
47、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。
48、下列不是影响晶体纯度的因素有：（B ）。
A、母液在晶体表面的吸藏；
B、二次成核；
C、形成晶簇，包藏母液；
D、晶习。
49、对于接触成核优点的叙述不正确的是：（A ）。
A、溶液过饱和度对接触成核影响很大；
B、易实现稳定操作的控制；
C、这种成核过程是在低过饱和度下进行的，能得到优质产品；
D、产生晶核所需的能量非常之低，被碰撞的晶体不会造成宏观上的磨损。
三、简答题
1、进行双水相生物转化反应需满足的条件有哪些？
①催化剂（酶、细胞等）应单侧分配；
②底物应分配于催化剂所处的相中；
③产物应分配在另一相中；
④要有合适的相比，如产物分配在上相中，则相比要大，反之则相比要小。
为什么说反胶团萃取技术为活性蛋白质的分离开辟了一条具有工业应用前景的新途径？
⑴静电相互作用
⑵立体性相互作用
2、双水相萃取的优缺点。
①不需载体，不存在多孔载体中的扩散阻力，故反应速度较快，生产能力高；②生物催化剂在双水相系统中较稳定；
③两相间表面张力低，轻微搅拌（剪切力低）即能形成高度分散系统，分散相液滴在10μm以下，有很大的表面积，有利于底物和产物的传递。
3、试述工业规律应用中对乳化液膜膜相成分有什么要求？
⑴在反应器或萃取器中为保证较高的质量传递速率，需要有一定的搅拌强度，以便使乳化液和原料相之间有一个很大且稳定的接触面积，因而要求乳化小球在这样的搅拌速度下保持稳定；⑵在解乳化工程中破乳容易，内相容易和膜相分开；⑶有一定的抑制外相的水渗入内相的作用；⑷化学性质稳定，价廉且易获得。
4、简述离子交换树脂的结构性质。
包括：三维空间网状骨架、官能团和活性离子。
树脂骨架特性：当弹力大到和渗透压达到平衡时，树脂体积就不再增大。
5、发酵液的特点及预处理的原因。
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。
浓度低，杂质多，发酵液或生物溶液又属于非牛顿型流体。
2)菌体太小，黏度太大－不能过滤；离心耗能昂贵。
3)改变物理性质，促进分离固形物的速度，提高固液分离器的效率；
4)尽可能使产物转入便于后处理的一相中（多数是液相）；
预处理的方法
1)加热法（蛋白变性）
2)调节悬浮液的值（沉淀）
3)凝聚和絮凝
8、蛋白质萃取的方法有哪些？蛋白质分配系数测定方法与原理。
9、什么是色谱分离，其基本特点如何？
色谱分离是利用多组分混合物中各组分物理化学性质（如吸附力、分子极性、分子形状
和大小、分子亲和力、分配系数等）的差别，使各组分以不同程度分布在两个相（固定相和流动相）中。当多组分混合物随流动相流动时，由于各组分理化性质的差别，而以不同速率移动，使之分离。
10.絮凝处理中大分子化合物对溶胶稳定性有什么影响？
为双重性：1.一定量大分子起稳定作用（保护作用）：如亲水性的明胶；蛋白质；淀粉等。血中磷酸钙，碳酸钙由蛋白质保护而不沉淀。2. 少量大分子敏化作用：破坏稳定性，使电解质聚沉值变小.
11. 错流微滤与传统过滤相比有何优点？
传统过滤作用是由两个过程组成：筛选作用和吸附作用。如果微粒比滤层的孔隙大，即产生筛选作用。混浊微粒被截留，不仅是筛选作用的结果，也是过滤层里面发生的吸附作用的结果。在悬浮微粒过滤时，微粒的直径使它不可能通过缝隙的入口时，被截留在过滤层的表面上，微粒又形成了第二道过滤层，在入口孔隙的上方积累，随之堵塞了他们。
错流过滤打破了传统过滤的机制，即液体的流向和滤膜相切，使得滤膜的孔隙不容易堵塞。被过滤的发酵液在压力推动下，带着混浊的微粒，以高速在管状滤膜的内壁流动，而附着在滤膜上的残留物质很薄，其过滤阻力增加不大，因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。优点: 1.克服介质阻力大 2.不能得到干滤饼 3.需要大的膜面积 4.收率高 5.质量好 6.减少处理步 7.染菌罐也能进行处理
12 凝集与絮凝过程有何区别？如何将两者结合使用？
凝聚：指在投加的化学物质（铝、铁的盐类或石灰等）作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１大小块状凝聚体的过程。胶体粒子(10-100)中性盐促进下脱稳相互聚集成大粒子（1）
机理：a 中和粒子表面电荷 b 消除双电层结构
絮凝：指使用絮凝剂（天然的和合成的大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10大小絮凝团的过程。其中絮凝剂主要起架桥作用。
絮凝：大分子聚电解质将胶体粒子交联成网状，形成絮凝团的过程
机理：架桥作用
结合使用：在发酵液中加入具有高价阳离子的电解质，由于能降低δ电位和脱除胶粒表面的水化膜，就能导致胶粒间的凝聚作用
13.如何理解盐溶和盐析？影响盐析的主要因素有哪些？
盐溶：蛋白质水溶液中逐渐加入电解质后，其活度系数降低且其吸附盐离子后，带电表层使蛋白质分子之间相互排斥而与水分子之间相互作用加强，其溶解度增加的现象。
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
影响盐析的主要因素：溶质种类的影响：和β值
溶质浓度的影响：蛋白质浓度大，盐的用量小，但共沉作用明显，分辨率低；
蛋白质浓度小，盐的用量大，分辨率高；
值：影响蛋白质表面净电荷的数量，通常调整体系值，使其在附近；
盐析温度：大多数情况下，高盐浓度下，温度升高，其溶解度反而下降；
14.等电点沉淀的工作原理是什么？所有的蛋白质都会在等电点时候沉淀吗？为什么？
在低的离子强度下，调至等电点，使蛋白质所带净电荷为零，降低了静电斥力，而疏水力能使分子间相互吸引，形成沉淀。本法适用于憎水性较强的蛋白质，例如酪蛋白在等电点时能形成粗大的凝聚物。但对一些亲水性强的蛋白质。如明胶，则在低离子强度的溶液中，调在等电点并不产生沉淀。
15.膜污染是哪些途径造成？如何有效防止和清除膜污染？
16.何谓浓差极化？在反渗透和超滤中对膜分离有何影响？如何消除浓差极化带来的影响？
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。
在反渗透中,膜面上溶质浓度大,渗透压高,致使有效压力差降低,而使通透量减小
在超滤和纳滤中,处理的是高分子或胶体溶液,浓度高时会在膜面上形成凝胶层,增大了阻力而使通量降低.
减缓措施：一是提高料液的流速，控制料液的流动状态，使其处于紊流状态，让膜面处的液体与主流更好地混合；二是对膜面不断地进行清洗，消除已形成的凝胶层。
采用错流过滤.
17.简述高分子絮凝剂的作用原理。
高分子絮凝剂的吸附架桥作用
敏化作用：破坏稳定性，使电解质聚沉值变小
絮凝：通过“架桥”效应导致絮凝
18.什么是纳滤？纳滤有何特点？
概念：介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术。特点：①截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，为200~2000
②纳滤膜对无机盐有一定的截留率，因为它的表面层由聚电解质所构成，对离子有静电相互作用。③多是复合膜，表面分离层和支撑层的化学组成不同。分离层可能拥有１左
右的微孔结构，故称“纳滤”。由于其截留率大于95%的最小分子约为１,故称之为纳滤膜。
19.简述超声波破碎的机理。
超声波细胞破碎仪就是将电能通过换能器转换为声能,这种能量通过液体介质而变成一个个密集的小气泡,这些小气泡迅速炸裂,产生的象小炸弹一样的能量,从而起到破碎细胞等物质的作用.
20．什么是盐溶？什么是盐析？简述盐析的机理。
盐溶：蛋白质水溶液中逐渐加入电解质后，其活度系数降低且其吸附盐离子后，带电表层使蛋白质分子之间相互排斥而与水分子之间相互作用加强，其溶解度增加的现象。
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
加盐而使胶粒的溶解度降低,形成沉底析出的过程,是胶体的聚沉现象的一种
如向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐[如(4)24或24]溶液后,可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出,这种作用就叫做盐析.这
样析出的蛋白质仍可以溶解在水中,而不影响原来蛋白质的性质.因此,盐析是一个可逆的过程.利用这个性质,可以采用多次
盐析的方法来分离、提纯蛋白质.
四、图析题
1.什么截留率？下图为一分子量和截留率的关系图，从图中你能得到什么信息？
截留率：表示膜对溶质的截留能力,可用小数或百分数表示。
但到目前为止，对试验条件尚无统一规定。质量好的膜，应有陡直的截断曲线，可使不同分子量的溶质分离完全；反之，斜坦的截断曲线会导致分离不完全。
2.理解卵清蛋白（）和碳氧血红蛋白()进行盐析时，β随的变化中β代表什么？图中的曲线说明了什么？
上图表示对卵清蛋白（）和碳氧血红蛋白进行盐析时，β随的变化。由于β代表溶解度的对数，故β变化一个单位，溶解度就变化 10倍。通常β在等电点附近有极小值。两种蛋白质的相对溶解度会随而变化很大；例如从图上可见，当从5变到6时，在一定盐浓度下，两种蛋白质溶解度之比的变化可达几千倍。
3.理解双电层模型图
4.理解三步操作分离核糖核酸酶a、细胞色素c和溶菌酶（它们的等电点分别为7.8、10.6和11.1）的实验流程中每个分离步骤的基本原理。
可形成带负电的反胶团：1，在9时，由于核糖核
酸酶的等电点为7.8，酶带负电，由于静电吸附，
不溶于反胶团而与其他两种蛋白分开。2，相分离
得到的反胶团（含细胞色素和溶菌酶）与0.5的
溶液接触后，细胞色素反萃取到水相。而溶菌酶的溶解度无影响，故仍在反胶团中。3，当反胶团与2.0，11的溶液混合后，由于静电作用而溶解度下降，被反萃取到水相而被分离出来。
5. 乳状液膜连续萃取操作各分离步骤的基本原理。
五、综合题（16分）
重点理解实验过程中天然产物分离原理和存在的问题，以及重组蛋白提取分离原理、过程和主要方法等。
固液萃取
在固液萃取中，提取物是由固相转为液相，或由细胞内转为细胞外，其提取效率与物质的扩散作用有关。
为了增加扩散物质的量，也就是提高提取速度，常采用如下措施：
1）提高材料的破碎程度，以增加扩散面积，减少扩散距离；
2）进行搅拌，使已扩散的溶质迅速与溶剂混匀，以保持两项界面最大浓度差，或分多次提取，不断更换新鲜溶剂，以提高扩散速率；
3）延长提取时间，提高提取温度，以及减少溶液粘度（如属大分子核酸干扰，加入少量鱼精蛋白或硫酸链霉素沉淀除去）等。
实际上从破碎后的固体细胞提取所需组分，当细胞破碎程度及提取温度受到限制时，采用少量多次提取方法较为有利。
二．液液萃取
液液萃取选用的溶剂必须与被抽提的溶液互不混合、且对被抽提的溶质有选择性的溶解能力。最常用的液液萃取溶剂为二相溶剂，水或水-醇为一相，与水互不相溶的各种碳氢化合物，如低级醚、酯、苯酚等，为另外一相。
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
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。
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 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。
2009级《生物分离工程》复习内容提要 第一章绪论：重点节：第二节、第三节 1、生物分离工程的一般流程Page4 2、生物分离纯化工艺过程的选择依据Page5 3、生物分离过程的特点Page6 第二章发酵液的预处理：重点节：第一节 1、发酵液的一般特性Page9 2、发酵液预处理的要求Page10-11 3、发酵液预处理的方法Page11-16 4、凝集&絮凝Page11-12 5、转筒真空过滤机的结构和工作原理Page27-28 第三章细胞分离技术：重点节：第二节
1、差速离心&密度梯度离心Page31 2、比较不同细胞破碎方法（机械法、化学法、物理法和酶溶法）的原理和优缺点Page34-39 3、比较珠磨法、高压匀浆法和超声波细胞破碎法的优缺点Page34-36 4、细胞破碎的方法主要有哪些？选择破碎方法时应考虑哪些因素？（自己总结） 5、蛋白质复性及其主要复性方法（稀释与透析、色谱、反胶束）Page41-45 第四章沉淀技术：重点节：第三节 1、盐析的原理Page51 2、K s和β分级盐析法Page52 3、什么是饱和度？盐析沉淀操作曲线的制作实验步骤Page54 4、盐析操作计算Page53-54 5、主要的沉淀方法（盐析、有机溶剂、等电点、变性沉淀等）及其优缺点比较Page27-28
第五章萃取技术：重点节：第二节（二）、第三节（二、三）、第四节（一、二、四）、第六节（一、二）、第八节（一、二、三、四） 1、萃取分配系数、相比、萃取分离系数Page65 2、单级萃取、多级逆流萃取、多级错流萃取理论收率和萃余率的计算Page67-70 3、物理萃取&化学萃取Page72-73 4、水相条件如何影响有机溶剂萃取过程Page73-74 5、有机溶剂萃取剂的选择原则Page74 6、解释双水相相图Page81 7、常用的双水相系统有哪些？Page80-81 8、什么是道南电位Page82，试述道南平衡理论在双水相萃取、纳滤膜分离机制和离子交换 树脂分离机制解释中的应用。（自己总结） 9、影响双水相分配系数的主要因素有哪些？Page83-84
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。
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 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；
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
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
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 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。
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；
学校代码：__11059__学号：1302021035 Hefei University 下游处理技术 XIAYOUC HULIJIS HUZONGS HU 论文题目：表面活性剂在细胞破碎的应用 学位类别：本科 学科专业：生物技术 作者姓名：刘壮 导师姓名：于宙 完成时间：2016.4.29
表面活性剂在细胞破碎的应用 摘要 表面活性剂的结构中有一个亲水基团，通常是离子；一个疏水基团，通常是烃基。表面活性剂的结构特性赋予了其既能和水也能和脂类作用的特性。表面活性剂是一类具有表面活性的物质，溶于溶液后，能显著降低液体表面张力，并能改变溶液的增溶能力。细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，同时也含有蛋白质和脂质。用表面活性剂处理后可增大细胞壁的通透性[1]，这就是表面活性剂在细胞壁的破碎的原理。而细胞破碎是提取胞内产物的必由之路。本文将重点讲述表面活性剂在细胞破碎的应用。 关键词：表面活性剂；cmc；原理 沿革 在工业生产中有些目标产物不再发酵液中，而在生物体中，尤其是基因工程菌产生的大多数蛋白质不会被分分泌到发酵液中，而是在细胞内乘积。脂类物质和一些抗生素也是包含在细菌体中。这时就需要进行细胞破碎。 细胞破碎的方法很多，但是他们适用的范围和破碎效率不同。许多方法仅适合与实验室和小规模破碎。目前工业上生产应用最广泛的是高压匀浆法和珠磨法，由于他们处理量大，速度非常快而备受青睐。但是由于消耗机械能而产生大量的热量，使料液温度升高，容易造成生物活性的丧失容易造成活性物质的破坏[2]。化学方法如增溶法，通过添加表面活性剂，溶解细胞壁的脂，造成细胞壁通透性的改变，从而达到细胞破碎的目的。通过添加表面活性剂要比上述两种方法相对温和。表面活性剂处理制成细胞悬液后可用离心分离除去细胞碎片，在用其他方法如吸附柱或萃取剂分离制得产品。
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。
PART B 生物分离工程实验 实验九硅胶色谱法分离甘油三酯 一、实验目的 通过从粗油中分离甘油三酯，学习运用凝胶色谱法分离油脂中各个成分的方法。 二、实验原理 吸附色谱是利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同，用溶剂或气体洗脱，以使组分分离。常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。硅胶色谱频繁使用在脂质中的单一脂质，糖脂质以及磷脂质的分离。各种脂质被硅胶吸附，随着洗脱溶液的极性增加，各种极性不同的化合物被分离出来。 三、实验仪器 1. 层析柱(1.5×75cm) 2. 250mL 三角容量瓶 3. 分析天平（0.001g） 4. 真空浓缩装置 5. 搜集瓶 6. 氮气 四、实验材料与试剂 1. 正己烷 200mL 2. 乙醚15mL 3. 蒸馏水 1.3mL 4. 硅胶（100目左右） 25g 五、实验步骤 1. 活化硅胶（110度，6小时干燥）25g中加入5%蒸馏水使其部分钝化并充分混 匀放置30分钟。加入正己烷至刚好淹没硅胶为止并用超声波脱气3分钟。2. 层析柱底部放入脱脂棉少许（防止硅胶泄漏），将硅胶放入到层析柱中正己烷 溶液要没过硅胶层表面。
3. 准确称取食用油1±0.001 g加入到硅胶层析柱中用150mL正己烷/乙醚 （87∶13，v/v）洗脱，洗脱速度为2-3滴/min。洗脱时表面不能干和。 4. 收集的洗脱液用真空浓缩装置浓缩至无有机溶剂气味为止。 5. 准确称取浓缩物质量。 六、回收率计算 回收率= Ws/W×100% Ws：回收的甘油三酯质量（g） W：食用油质量（g） 七、思考题 1. 实验中加水的目的是什么？ 2. 怎样验证洗脱液中收集的甘油三酯的纯度。