绪论
1、生物分离工程的定义：从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物
产品的过程。
2、生物分离工程特点：1 发酵液或培养液是产物浓度很低的水溶液；2 培养液是多组
分的混合物；3 生化产品的稳定性差；4 对最终产品的质量要求高。
3、生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？
答：1、发酵液的预处理与固液分离，过滤(filtration)、离心(centrifugation) 2、初步纯化，沉淀(precipitation)、萃取 (extraction)、吸附（adsorption）、膜分离(membrane separation)3、高度纯化，色谱（chromatography）、电泳(electrophoresis)4、成品加工，结晶(crystallization)、干燥(drying)。
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？
答：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、产品和主要杂质独特的物化性质6、不同分离方法的技术经济比较。5、阐述生物分离工程的发展动向。
答、1、基础理论研究2、提高分离过程的选择性3、开发分离介质4、提高分离纯化技术5、清洁生产6、规模化、工程化研究
6、分离效率的评价：目标产物的浓缩程度、分离纯化程度、回收率
第二章细胞分离与破碎Cell isolation and disruption
1如何预处理发酵液?
答：1.高价无机离子的去除方法去除钙离子：通常使用草酸。去除镁离子：加入三聚磷酸钠，与镁离子形成络合物。用磷酸盐处理，也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。去除铁离子: 加入黄血盐，使其形成普鲁士蓝沉淀而除去。2、杂蛋白质的除去：沉淀、吸附法、变性法、凝聚Coagulation和絮凝flocculation 3.有色物质的去除及其他：使用吸附剂去除有色物质（离子交换剂、离子交换纤维、活性炭等）、用工业酶制剂可净化发酵产物，除去干扰性浑浊物、使用惰性助滤剂、加入反应剂
2凝聚和絮凝的区别
答：凝聚：向胶体悬浮液中加入电解质，由于双电层电位降低，使胶体体系不稳定，胶体粒子间因相互碰撞而产生凝集（1mm左右）的现象。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（10mm）的絮凝团的过程。絮凝剂可分为非离子型、阴离子型和阳离子型三类。
3滤饼的重量比阻rB：滤饼的重量比阻rB：表示单位滤饼厚度的阻力系数，是衡量过滤特性的主要指标。对于不可压缩滤饼，比阻值为常数，但对于可压缩滤饼，rB = f（p）。
4常用固-液分离方法、设备及其特点
答：固-液分离设备：板框式压滤机优点：结构简单、价格低廉、过滤面积大。缺点：不能连续操作、劳动强度大、滤液澄清度不高。2. 鼓式真空过滤机主要用于霉菌发酵液的过滤优点：能连续操作，实现自动化控制，适用于处理量大而固体含量较多的滤浆。
缺点：压差较小，不适用于滤饼阻力较大的物料。3、错流过滤是一种新的过滤方式，与常规过滤的区别在于它的固体悬浮液流动方向与过滤介质平行。优点：过滤速度快。
缺点：固液相的分离不太完全4. 离心分离设备1）差速离心生化工业最常用的方法2）区带离心生化研究分为差速区带离心（沉降系数）和平衡区带离心（密度）用于核酸、蛋白质的分离纯化。设备管式离心机、碟片式离心机、三相倾斜式离心机、含固量较多的发酵液。
5常用的细胞破碎方法, 了解机械破碎法所用设备
答：方法：机械、物理、化学1. 机械破碎高压匀浆器、水平密闭型珠磨器、喷雾撞击破碎器、超声波仪
第三章初级分离
1 常用的蛋白质沉淀方法有哪些？
答：盐析沉淀、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、其他沉淀法（热沉淀、特殊沉淀剂法、聚电解质、某些多价金属离子）
2 比较Ks盐析法和β盐析法
答：β—盐浓度为0时，蛋白质溶解度的对数值。与蛋白质种类、温度、pH值有关，与盐无关。Ks—盐析常数，与蛋白质和无机盐的种类有关，与温度、pH值无关。Ks盐析法：在一定pH和温度下，改变体系离子强度进行盐析的方法；β盐析法：在一定离子强度下，改变pH和温度进行盐析的方法。Ks盐析法由于蛋白质对离子强度的变化非常敏感，易产生共沉淀现象，因此常用于提取液的前处理。β盐析法由于溶质溶解度变化缓慢，且变化幅度小，因此分辨率更高，常用于初步的纯化。
3 影响盐析的主要因素有哪些？
答：1、无机盐种类离子半径小﹑电荷较多的阴离子盐析效果较好。2、温度和pH值。3、蛋白质浓度
4 用乙醇沉淀蛋白质时应注意哪些事项？
答：⑴温度：温度越低，沉淀越完全。－10℃。⑵乙醇浓度：乙醇浓度上升，蛋白质溶解度下降。⑶pH值：pI。⑷蛋白质浓度：0.5%～2%稀：溶剂用量大，回收率低，但共沉作用小；浓：节省溶剂用量，共沉作用强，分辨率低。
6泡沫分离定义、原理和操作过程影响因素
答：定义：泡沫分离是以气泡为介质，利用组分的表面活性差进行分离的一种方法。原理：利用待分离物质本身具有表面活性或能与表面活性剂结合，在泡沫柱中被吸附在气泡表面，
得以富集，气泡上升带出溶剂主体，达到净化主体液、浓缩待分离物质的目的。（泡沫柱和消泡器）影响因素：A、料液性质溶液的pH值、离子强度和其他添加剂. B 、表面活性剂浓度不宜超过临界胶束浓度。C、操作条件温度应达到表面活性剂的起泡温度气体流速D、泡沫柱
第四章膜分离
1 何谓膜分离？主要有哪几种膜分离方法？
答：膜分离的定义：利用具有一定选择性透过特性的过滤介质进行物质的分离纯化。微滤、超滤、反渗透、透析、电渗析、渗透汽化。
2 膜分离技术有何优缺点？
答：优点：1 易于操作。常温下可连续使用,可直接放大，易于自动化。2、成本低，寿命长。维护方便，能耗少。3、效率高，特别适宜于热敏感物质分离浓缩。4、无相转变，分离精度高，没有二次污染。缺点：价格高、易污染、应用受限制。
3 分析比较微滤、超滤和反渗透的异同点。
答：
反渗透：定义：在溶质浓度高的一侧施加超过渗透压的压力，使溶剂透过膜的操作。RO膜无明显的孔道结构，透过机理尚不十分清楚。UF膜和MF膜有明显的孔道结构，主要用于截留高分子溶质或固体微粒。超滤膜孔径比MF膜小，用于处理不含固形成分料液，根据高分子溶质间或高分子溶质与小分子溶质间分子量差别进行分离；膜两侧渗透压差较小，操作压力较低。微滤膜孔径大，用于悬浮液过滤，广泛用于菌体分离与浓缩；膜两侧渗透压可忽略，甚至可在常压下操作。
4 理解概念：膜，水通量，截留分子量，截留曲线，浓差极化，凝胶极化
答：水通量：定义：在一定条件下（一般压力为0.1MPa，温度为20℃) ，单位时间透过单位膜面积的纯水体积。浓度极化：定义：膜分离操作中，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，高于料液主体浓度的现象。影响：膜两侧渗透压差增大，透过通量降低。凝胶极化：定义：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。影响：产生附加的传质阻力，透过通量降低。截留曲线：膜的截留率与溶质分子量之间关系的曲线。一般将在截留曲线上截留率为0.90的溶质分子量定义为膜的截留分子量。膜的定义：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。膜生物反应器定义：膜分离过程与生物反应过程耦合的生物反应装置。5影响截留率、膜分离速度的因素有哪些？
答：（一）截留率：1、溶质分子量2、分子特性不同分子截留率大小顺序：球形＞带支链＞线性；对于荷电膜，与膜相反电荷的分子截留率较低；若膜对溶质有吸附作用，截留率增大。其他高分子溶质的影响其他高分子溶质的存在使溶质截留率增大。操作条件温度升高，膜表面流速增大，截留率降低；pH=pI时，蛋白质的截留率高于其他pH下的截留率。（二）膜分离速度的因素：1、操作方式传统过滤操作：采用终端过滤(Dead-end filtration)
形式，即料液流向与膜面垂直。膜表面滤饼阻力大，透过通量很低。超滤和微滤操作：采用错流过滤可大大减轻浓度极化现象，使透过通量维持在较高水平2、流速流速增大，传质系数提高，透过通量增大。流速增大，也有减弱浓度极化或凝胶极化的作用。3.压力压力较小时，无浓度极化现象发生4、料液浓度
6 膜分离设备按膜组件形式可分为几种？相比较的优缺点？
答：膜组件定义：由膜、固定膜的支撑体、间隔物及收纳这些部件的容器构成的一个单元。管式：特点：结构简单，适合于处理悬浮物含量较高的料液，清洗比较容易；缺点：造价高，比表面积很小。平板式膜组件：特点：保留体积小，比表面积较大，液流稳定。但造价较高，操作方式为间歇式，主要用于小规模的分离纯化。螺旋卷式膜组件：特点：比表面积大，结构简单价格较便宜, 换新膜容易；处理悬浮物浓度较高的料液时易堵塞，难清洗。中空纤维（毛细管）式膜组件：特点：比表面积最大,可方便地进行反洗，造价低，工业上普遍使用；易堵塞，对料液要求高。
7 膜污染有哪些途径造成？如何有效防止和清除膜污染？
答：造成膜污染的主要原因：凝胶极化现象引起的凝胶层；溶质在膜表面的吸附；膜孔堵塞；膜孔内的溶质吸附。影响：透过通量大幅度下降；降低目标产物的回收率。减轻膜污染的方法：1、料液的预处理预过滤、絮凝、调节pH值2、改善膜的性质表面极性、电荷、流体力学条件3、改变操作条件提高水温、降低膜两侧的压差或料液浓度。膜污染的处理与再生：1、物理方法清洗高速水洗、等压水洗、反洗、循环清洗。2化学清洗方法①起溶解作
用的物质：酸、碱、酶（蛋白酶）、螯合剂、表面活性剂、分散剂。②起切断离子结合作用的方法：改变离子强度、pH、电位。③起氧化作用的物质：过氧化氢、次氯酸盐④起渗透作用的物质：磷酸盐、次氯酸盐。
8、渗透气化：定义：通过渗透气化膜，在膜两侧溶质分压差的作用下，根据溶质间透过膜速度的不同，并在透过侧发生气化，使液体混合物得到分离的膜分离法。特点：溶质发生相变，消除了渗透压的作用，可在较低压力下进行，适于高浓度混合物的分离；特别适用于共沸物和挥发度相差较小的双组分溶液的分离。
9 试论述反渗透在工业中的应用。
答：海水淡化、超纯水制备、抗生素和氨基酸等浓缩、回收有机溶剂
10、膜分离在生物产物分离纯化方面的应用：
答：培养基除菌；发酵液中细胞的收集或除去；细胞破碎后碎片的除去；目标产物部分纯化后的浓缩或洗滤除去小分子溶质；最终产品的浓缩和洗滤除盐；制备无热原水等。
第五章萃取
1 分配定律及其适用条件是什么？
答：分配系数m：一定温度、压力下，溶质在互不相溶的两相中达到分配平衡时，则其在两相中的总浓度之比。分配定律：一定温度、压力下，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A。适用条件：（1）必须是稀溶液; （2）溶质对溶媒之互溶没有影响；（3）溶质必须是同一种分子类型，不发生缔合或离解。
2 理解概念：萃取、反萃取萃取因子、物理萃取、化学萃取带溶剂乳化HLB 多级错流萃取多级逆流萃取
答：萃取：利用溶质在互不相溶两相间分配系数的不同使溶质得到纯化或浓缩的方法。反萃取定义：调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的操作。萃取因子E：萃取平衡后萃取相与萃余相中目标产物质量之比。物理萃取定义：溶质根据相似相溶原理在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质间不发生化学反应。化学萃取定义：利用脂溶性萃取剂与溶质的化学反应生成脂溶性复合分子，使溶质向有机相分配。带溶剂定义：能和欲提取的生物物质形成复合物而易溶于溶剂中，此复合物在一定条件下又容易分解。乳化的定义：一种液体成细小液滴（分散相）分散在另一不相混合的液体（连续相）中形成的分散体系的现象。HLB —
亲憎平衡值，表示表面活性剂的亲水与亲油程度的相对强弱。多级错流萃取：由几个混合-澄清器单元串联组成，萃取剂分别加入各萃取单元，料液从第一级通入，逐次进入下一混合器的萃取操作。多级逆流萃取：由几个单级萃取单元串联组成，料液和萃取剂分别从两端连续加入，互成逆流接触。
3 水相物理条件如何影响溶剂萃取操作？
答：1）pH值物理萃取时，弱酸性电解质的分配系数随pH降低(即氢离子浓度增大)而增大，而弱碱性电解质则正相反。2）温度生化产物一般在室温或较低温度下进行。3）无机盐无机盐可使产物在水中溶解度降低，而易于转入有机溶剂中；还能减少有机溶剂在水中的溶解度。4) 带溶剂能和欲提取的生物物质形成复合物而易溶于溶剂中，此复合物在一定条件下又容易分解。
4 发酵液乳化现象是如何产生的？对分离纯化产生何影响? 如何有效消除乳化现象？答：1、乳化现象产生的本质是因为表面活性物质的存在。2、产生乳化后使有机相和水相分层困难，出现两种夹带：①发酵废液(萃余液)中夹带有机溶剂(萃取液)微滴，使目标产物受到损失；②有机溶剂(萃取相)中夹带发酵液(萃余液)，给后处理操作带来困难。3、1）过滤和离心分离2）加热3）稀释4）加电解质5）顶替法6）转型法。
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。
1 理解概念：相图双结点线系线临界点交错分配法聚合物的不相溶性
答：双结点线位置和形状与聚合物的分子量有关。聚合物的分子量越高，相分离所需的浓度越低；两种聚合物的分子量相差越大，双结点形状越不对称。双结点以下为均相区，以上为两相区。系线TB系线的长度是衡量两相间相对差别的尺度，系线越长，两相间的性质差别越大，反之则越小。临界点当系线长度趋向于零时，即在图b的双节线上C点，两相差别消失，任何溶质在两相中的分配系数均为1，因此C点称为临界点(critical point)。交错分配法：测定蛋白质等电点的一种方法，在双水相不同盐系统中，分配系数与pH之间的关系曲线的交点即为蛋白质的等电点。聚合物的不相溶性(incompatibility)：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地位，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，即形成分别富含不同聚合物的两相。这种含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相溶性。
2 双水相体系可分为哪几类？目前常用的体系有哪两种？
答：1、高聚物/高聚物体系（分子间斥力）聚乙二醇（PEG）/葡聚糖（Dx）2、高聚物/无机盐体系（盐析作用）PEG/硫酸盐或PEG/磷酸盐
3 双水相萃取的影响因素有哪些？
答：一）聚合物的种类、浓度及平均分子量1、疏水性相差越大，越有利于两相的分离。2成相聚合物的总浓度增加，系线越长，两相性质的差别增大，蛋白质越容易分配于其中的某一相。3.当聚合物的分子量降低时，蛋白质易分配于富含该聚合物的相。（二）盐的种类和浓度盐的种类和浓度对分配系数的影响主要反映在对相间电位和蛋白质疏水性的影响。（三）pH值1. 体系pH值影响蛋白质分子可电离基团的离解，因而改变表面电荷而影响分配系数。
2. pH影响缓冲物质磷酸盐的离解程度，影响相间电位差，从而影响分配系数（四）温度分配系数对温度的变化不敏感，可在室温下操作。
液膜萃取
1名词解释：液膜、流动载体、离子泵
答：液膜分离法是一种以液膜为分离介质、以浓度差为推动力的膜分离操作。液膜是悬浮在液体中很薄的一层乳液微粒。它能把两个组成不同而又互溶的溶液隔开，并通过渗透现象起到分离的作用。流动载体在膜相中加入可溶性的萃取剂，在液膜内选择性迁移待分离的物质。
2液膜的组成和分类?
答：组成：液膜通常是由溶剂、表面活性剂和添加剂制成。
分类：1、乳状液膜(W/O)/W(水-油-水)油膜生物分离、(O/W)/O(油-水-油)2、支撑液膜3、流动液膜
3流动载体必须具备的条件？
答：a 溶解性b 络合性c 载体不与膜相的表面活性剂反应。流动载体按电性可分为带电载体与中性载体，一般来说中性载体的性能比带电载体(离子型载体)好。中性载体中又以大环化合物最佳。
4液膜萃取机理分类?
答：①单纯迁移又称物理渗透，根据料液中各种溶质在膜相中的溶解度(分配系数)和扩散系数的不同进行萃取分离。②反萃相化学反应促进迁移③膜相载体输送
5、影响液膜分离效果的因素
答、1、液膜体系组成的影响2 液膜分离工艺条件的影响1)搅拌速度的影响2)接触时间的影响3)乳水比的影响4)操作温度的影响5)料液的浓度和酸度的影响6)膜内比Roi的影响
反胶团萃取
1临界胶团浓度、反胶团
答：反胶团的定义：两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水基团自发地向内聚集而成的，
内含微小水滴的，空间尺度仅为纳米级的集合型胶体。临界胶团浓度,是胶团形成时所需表面活性剂的最低浓度，用CMC来表示，这是体系特性，与表面活性剂的化学结构、溶剂、温度和压力等因素有关。
2 反胶团形成的条件，反胶团和胶团的比较
答：反胶团若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中，并使其浓度超过临界胶团浓度(CMC)，便会在有机溶剂内形成聚集体，这种聚集体称为反胶团表面活性剂的极性头朝内，疏水的尾部向外，中间形成极性的“核”胶团：表面活性剂的极性头朝外，疏水的尾部朝内，中间形成非极性的“核。
3 影响反胶团萃取蛋白质的主要因素
答：1、水相pH值对于阳离子表面活性剂、溶液的pH值需高于蛋白质的pI值，反胶团萃取才能进行；对于阴离子表面活性剂，当pH＞pI时，萃取率几乎为零。2 离子强度a.离子强度增大后，反胶团内表面的双电层变薄，减弱了蛋白质与反胶团内表面之间的静电吸引，从而减少蛋白质的溶解度；b. 盐浓度的增大，反胶团产生脱水效应，反胶团直径减小，空间排阻作用增大，蛋白质的溶解率下降；c 离子强度增加时，增大了离子向反胶团内“水池”的迁移并取代其中蛋白质的倾向，使蛋白质从反胶团内被盐析出来；3、表面活性剂种类和浓度。选用有利于增强蛋白质与反胶团间的静电作用和增加反胶团大小的表面活性剂。4、其他因素有机溶剂: 有机溶剂的种类影响反胶团的大小。温度: 增加温度能够增加蛋白质在有机相的溶解度
4反胶团萃取法的优点
答：1.有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性。2.分离、浓缩同时进行，过程简便。3.能解决蛋白质在非细胞环境中易迅速失活的问题。4.可直接从完整细胞中提取蛋白质和酶。5.成本低，溶剂可反复使用
超临界流体萃取法
1超临界流体的性质
答：超临界流体密度接近液体，溶解能力与液体相近；低黏度、高扩散系数易流动
2 理解概念：夹带剂
在纯流体中加入少量与被萃取物亲和力强的组分，以提高其对被萃取组分的选择性和溶解度，添加的这类物质称为夹带剂。
3 超临界流体萃取的原理、基本过程
答：在临界点附近，压力上升或温度下降则超临界流体的密度增加，从混合物中有选择地溶解某种组分，然后通过减压，升温或吸附将其分离析出。
(1)依靠压力变化的萃取分离法(等温法) (2)依靠温度变化的萃取分离法(等压法) (3)用吸附剂进行的萃取分离法(吸附法)
4 阐述超临界流体萃取的优缺点
答：1) 超临界萃取同时具有液相萃取和精馏的特点。2) 超临界流体萃取的独特的优点是它
的萃取能力取决于流体的密度，而密度很容易通过调节温度和压力来加以控制。3) 超临界流体萃取中的溶剂回收很简便，并能大大节省能源。4) 超临界流体萃取工艺可以不在高温下操作，因此特别适合于热稳定性较差的物质。同时产品中无其他物质残留。5) 超临界流体萃取的操作压力可根据分离对象选择适当的萃取剂或添加夹带剂来控制以避免高压带来的影响。超临界流体萃取的主要缺点是由于高压带来的高昂设备投资和维护费用，所以目前应用面不宽。
第六章吸附和离子交换
1理解概念：吸附吸附等温线交换容量滴定曲线穿透曲线
答吸附：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。吸附等温线：当温度一定、溶质在液固两相达到吸附平衡时，吸附剂上的平衡吸附质浓度q 和液相溶质浓度 c 之间的函数关系交换容量表征离子交换能力的主要参数。指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的毫摩尔数。穿透曲线吸附过程中吸附塔出口溶质浓度的变化曲线。
2吸附的类型？影响吸附的主要因素？大孔吸附剂在吸附溶质与解吸时有哪些规律？
答：1、物理吸附、化学吸附、交换吸附。2、A 吸附剂的性质比表面积、粒度大小、孔B 吸附物的性质C 溶液的pH值D温度3、非极性吸附剂可从极性溶剂中吸附非极性溶质；极性吸附剂可从非极性溶剂中吸附极性物质；中等极性吸附剂兼有以上两种能力水溶液中，同族化合物分子量大，极性弱易吸附;无机盐促进有机物吸附（优点）。孔径与比表面积。解吸：最常用的是水溶性有机溶剂作解吸剂，如低级醇、酮或水溶液。对弱酸性物质用碱解吸。对弱碱性物质用酸解吸。吸附在高浓度盐溶液中进行，常用水解吸。易挥发溶质可用热水和蒸汽解吸。
3什么是离子交换？离子交换树脂的结构﹑类型﹑命名和工作过程？
答：1、利用离子交换剂作为吸附剂，通过静电引力将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上，然后用合适的洗脱剂将吸附物从离子交换剂上洗脱下来，达到分离的目的。2、结构具有三维空间立体结构的网络骨架，联接在骨架上的活性基团活，性基团所带的相反电荷的活性离子（可交换离子）。类型：（1）阳离子交换树脂：含-SO3H 或-COOH （2）骨架a 凝胶树脂：吸附无机离子等 b 大孔树脂：吸附大分子有机物3、命名离子交换树脂的全名称：分类名称、骨架名称、基本名称组成4、工作过程①树脂预处理②上柱交换③洗脱④树脂的再生
4离子交换选择性受哪些因素影响？
答：1）离子水化半径无机离子的水化半径越小，越易被吸附。2）离子化合价低浓度溶液中树脂优先吸附高价离子3）溶液的pH4）有机溶剂不利于有机离子吸附，而易吸附无机离子5）树脂物理结构: 交联度﹑膨胀度与分子筛6）树脂与交换离子之间的辅助力
5膨胀床吸附EBA的操作过程？
答 1.膨胀床形成 2.操作过程 缓冲液膨胀、进料、清洗微粒（膨胀床）、清洗可溶性杂质、洗脱（固定床）
第七章 色 谱
1色谱法 阻滞因子 分离度 排阻极限 容量因子
答：色谱法 利用混合物中的溶质在固定相和流动相之间分配行为的差别引起的随流动相移动速度的不同进行分离的方法。阻滞因子 溶质移动速度（距离）与流动相移动速度（距离）
比值。分离度(Rs)：两个相邻洗脱峰之间的距离与两个峰宽的代数平均值之比。 Rs=1~1.5 良好分离 容量因子：固定相与流动相间溶质总量之比 排阻极限 不能扩散到凝胶基质内部的最小分子的分子量。
2 色谱法的特点、分类
答：特点 分离效率高、可选操作参数多、应用范围广、高灵敏度的在线快速检测、分离过程自动化操作。分类 1、流动相与固定相 以流动相的相态分 气相色谱法、液相色谱法、超临界流体色谱法。2、固定相的形状 纸色谱、薄层色谱、柱色谱。3、压力 低压、高压、中压4流动相流动方向 轴向流层析、径向流层析。
3 简述凝胶色谱、色谱聚焦、羟基磷灰石色谱的工作原理？
答：凝胶色谱 利用凝胶粒子（凝胶过滤介质）为固定相，根据料液中溶质相对分子质量的差别进行分离的液相层析法。色谱聚焦 利用蛋白质分子或其他两性分子等电点的不同，在一个稳定的、连续的、线性的pH 梯度中进行蛋白质的分离纯化。HAP 色谱通常以磷酸盐缓冲液为流动相，采用提高盐浓度的线性梯度脱法。在中性pH 环境下酸性蛋白质（pI ＜7 ）主要吸附于C 点，碱性蛋白质（pI ＞7）主要吸附于P 点。利用磷酸盐缓冲液（K2HPO4＋KH2PO4）为流动相洗脱展开时，磷酸根离子在C 点竞争性吸附，交换出酸性蛋白质，而K ＋在P 点竞争性吸附，交换出碱性蛋白质。
4 IEC 操作为什么很少采用恒定洗脱?
答：利用离子交换剂为固定相，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。原因：若采用离子强度不变的流动相进行恒定洗脱，不同蛋白质的洗脱体积相差很大，甚至分配系数大的蛋白质很难洗脱，造成洗脱剂的大量消耗和洗脱时间的大幅度增加。在同一离子强度下不同蛋白质分配系数可能相差非常大；蛋白质的分配系数对离子强度非常敏感，即离子强度的微小改变，引起分配系数的很大变化。
5 HIC 操作中影响疏水性吸附的因素有哪些?
()()()()???????HIC RPC IEC GFC 疏水性相互作用层析
反相层析离子交换层析凝胶过滤层析
答：HIC利用表面偶联弱疏水性基团的疏水性吸附剂为固定相，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层析法。因素：离子强度及种类、破坏水化作用的物质、表面活性剂、温度
6、凝胶特性参数排阻极限分级范围分级范围空隙体积溶胀率床体积
第八章亲和色谱
1、影响亲和作用的因素
答：1. 离子强度2. pH 3. 抑制氢键形成的物质4. 温度5. 离液离子6. 螯合剂
2 配基特异性洗脱与非特异性洗脱凝集素
答：配基一般将被固定的分子称为其亲和结合对象的配基（ligand），用L表示。凝集素（lectin）是与糖特异性结合的蛋白质（酶和抗体除外）的总称。特异性洗脱利用含有与亲和配基或目标产物具有亲和结合作用的小分子化合物溶液为洗脱剂，通过与亲和配基或目标产物的竞争性结合，脱附目标产物。非特异性洗脱通过调节洗脱液的pH值、离子强度、离子种类或温度等理化性质降低目标产物的亲和吸附作用，是使用较多的洗脱方法
3 亲和色谱操作步骤
答①进料②杂质清洗③目标产物洗脱④色谱柱再生
4 亲和吸附剂的制备方法
1. 溴化腈活化法
2. 环氧基活化法
3. 硅胶的活化
4. 间隔臂
5 膜亲和过滤方法的两个分支及原理?
1）亲和膜分离技术亲和膜是利用亲和配基修饰的膜。亲和膜分离是以亲和膜为亲和吸附介质纯化目标产物的分离方法，是亲和色谱的变型。
2）亲和错流过滤亲和错流过滤ACFF）又称亲和过滤或亲和超滤是生物亲和相互作用与膜分离相结合的生物大分子的分离纯化技术。
第九章电泳
1聚丙烯酰胺凝胶电泳的分子筛效应
答凝胶中的大分子分离取决于它的电荷、尺寸和形状。凝胶的这种用于分离不同尺寸分子的特性是由于它的尺寸筛分能力（size sieving capacity），这种现象被称为分子筛效应。
2 SDS-PAGE 的原理
答：蛋白质分子的解聚SDS是一种阴离子去污剂，作为变性剂和助溶性试剂，能断裂分子内和分子间的氢键，使分子去折叠，破坏蛋白质分子的二级、三级结构；而强还原剂，如二硫苏糖醇、β-巯基乙醇能使半胱氨酸残基之间的二硫键断裂。因此，在样品和凝胶中加入SDS和还原剂后，蛋白质分子被解聚为组成它们的多肽链，解聚后的氨基酸侧链与SDS结合后，形成带负电的蛋白质-SDS胶束，所带电荷远远超过了蛋白质原有的电荷量，消除了不同分子间的电荷差异；同时，蛋白质-SDS聚合体的形状也基本相同，这就消除了在电泳过程中分子形状对迁移率的影响。
3试阐述等速电泳的浓缩作用原理
答：p368 重点难点
4等电聚焦技术的关键?
答：利用蛋白质分子或其它两性分子的等电点不同，在一个稳定的、连续的、线性的pH梯度中进行蛋白质的分离和分析。利用等电聚焦技术分离、分析的对象仅限于蛋白质和两性分子。
5双相电泳
答：第一相IEF（等电点）第二相SDS－PAGE（分子大小）目的：为了获得更详细的组分信息
10 蛋白质复性
蛋白质常用的复性方法有哪些
答:稀释复性与透析复性 2 色谱复性1）凝胶过滤复性2）金属螯合复性3）亲和色谱复性
11 结晶
1结晶的三个过程？结晶的首要条件是什么?
答：慨念：是从均匀液相或气相生成形状一定、分子有规则排列的晶体的现象。过程：过饱和溶液的形成（结晶的首要条件）、晶核的形成、晶体生长
2过饱和溶液的形成有哪几种方法？
答：1、饱和溶液冷却（等溶剂结晶）适用于溶解度随温度降低而减小的体系。2、部分溶剂蒸发法（等温结晶法）适用于溶解度随温度降低变化不大的体系，或随温度升高溶解度降低的体系。3、化学反应结晶
3晶体质量包括哪三个方面的内容？
答：晶体大小、形状和纯度
4结晶法与沉淀法的比较？
答：相同点：生成原理一致，都是新相生成的过程，利用溶质溶解度的差别分离纯化；不同
点：结晶：析出速度慢，溶质分子有足够时间进行排列，粒子排列有规则，形状一定，纯度高于沉淀；沉淀：无定形固体，析出速度快，粒子排列无规则
12 干燥
1喷雾干燥的优缺点
答：优点：1）干燥时间短，对热不稳定性产品的性质影响小。2）成品的定性指标（平均密度、颗粒直径、含水率和温度）可以调节和改变。3）成品在大多数的情况下，不需要进一步磨粉而具有很好的溶解度。4）有很高的生产能力，维护保修简单。缺点：雾化和成品分离设备昂贵和复杂；成品损耗大；能耗增加，干燥后产品密度小，包装体积增加。
2冷冻升华干燥的定义、操作过程及应用
答：定义：将湿物料在较低的温度（-10℃～-50℃）下冻结成固态，然后在高度真空（1～
0.001mmHg）下将其中水分不经液态而直接由固态升华成气态而脱水的干燥过程。操作过程
1. 预冻
2. 升华干燥
3. 解吸附干燥。应用：1）可以有效地干燥热敏物料，而不致影响其生物活性或效价。2）物料在干燥时处于冻结状态，各个分子的位置固定，不会有收缩和移动现象，因此干燥后的物料呈多孔的海绵状结构，保持完整的形态，完整的生物活性和溶解度，并可长期保存。
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》练习题一（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，优先选用那种固液分离手段（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 ）
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。
《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 ）
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 ；
（最好能有时间过过ppt） 生物分离工程第一章绪论 1.定义：生产粗原料的过程及其之后的目标产物的分离纯化过程，即下游加工过程； 2.下游加工过程：目标产物的分离纯化。包括目标产物的提取、浓缩、纯化及成品化等 3.特点及其重要性：(1)发酵液或培养液是产物浓度很低的水溶液； (2)培养液是多组分的混合物；(3)生化产物的稳定性差——易引起产物失活；(4)对最终产品的质量要求很高。 4.下游加工过程的一般流程:(1)下游加工过程的一般流程;（2）初步纯化;（3）高度纯化与精制;（4）成品加工 5.分离效率的评价:目标产品的浓缩程度/分离纯化程度/回收率 6.提高回收率的方法：（1）提高每步回收率 ，（2）减少操作步骤；（3）开发新型高效的分离方法 第二章发酵液预处理和固液分离 首先要进行培养液的预处理和固液分离，才能进行后续操作： 对于胞外产物，可先将菌体或其他悬浮杂质去除，才能从澄清的滤液中提取代谢产物。 对于胞内产物，首先富集菌体，再进行细胞破碎和碎片分离，然后提取胞内产物。 1.发酵液的基本特性：发酵产物浓度较低，大多为1-10%； 悬浮物颗粒小，细胞的相对密度与培养液相似；固体粒子可压缩性大；液相粘度大，大多为非牛顿型流体，不易过滤；悬浮状态稳定：双电层、水化膜、布朗运动成分复杂，杂质较多。 2.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）。 3.预处理手段：絮凝与凝聚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。常用于菌体细小而且黏度大的发酵液的预处理中。其余手段：加热，调节pH。 凝聚：胶体粒子在中性盐促进下脱稳相互聚集成大粒子（1mm）， 机理：1）中和粒子表面电荷; 2）消除双电层结构;3）破坏水化膜。 胶体双电层结构：发酵液中菌体表面带有负电荷，由于静电引力使溶液中反离子被吸附在其周围，在界面上形成了双电层。正离子同时受到使它们均匀分布的热运动影响，具有离开胶粒表面的趋势。对带负电性菌体的发酵液，高价阳离子的存在，可压缩扩散层的厚度，促使ζ电位迅速降低，而且化合价越高，这种影响越显著。 电解质的凝聚能力可用凝聚价或凝聚值来表示，使胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度（毫摩尔／升），称为凝聚价或凝聚值。Schulze－Hardy法则（叔采-哈代）：反离子的价数越高，凝聚价越小，即凝聚能力越强。 絮凝：使用絮凝剂（天然和合成的大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10mm大小絮凝团的过程。絮凝剂主要起架桥作用。机理：架桥作用。 4.加热作用：发酵液预处理最简单最常用的方法。加热能改善发酵液的操作特性。只适用于对热较稳定的液体。注意加热温度与时间，不影响产物活性和细胞的完整性。 5.影响发酵液固液分离的因素：1）发酵液中悬浮粒子的大小； 2）发酵液的黏度viscosity，粘度越大，固液分离越困难。 6.板框压滤机：其过滤推动力来自泵产生的液压或进料贮槽中的气压。1）广泛应用于培养基制备的过滤及霉菌、放线菌、酵母菌和细菌等多种发酵液的固液分离。适合于固体含量1-10%的悬浮液的分离。 2）板框式压滤机在过滤时，悬浮液由离心泵或齿轮泵经滤浆通道打人框内，滤液穿过滤框两侧滤布，沿相邻滤板沟槽流至滤液出口，固体则被截留于框内形成滤饼。滤饼充满滤框后停止过滤。 3）优点：过滤面积大，结构简单，价格低，动力消耗少，对不同过滤特性的发酵液适应性强。它最重要的特征是通过过滤介质时产生的压力降可以超过0.1MPa,这是真空过滤器无法达到的。 4）缺点：不能连续操作，设备笨重，劳动强度大，卫生条件差，非过滤的辅助时间较长。 7.错流过滤原理：液体的流向和滤膜相切。在压力推动下，悬浮液以高速在管状滤膜的内壁作切向流动，利用流动的剪切作用将过滤介质表面的固体（滤饼）移走，而附着在滤膜上的滤饼很薄，因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。目前适用于小分子的分离。 特点：收率高（97-98%）、质量好、减少处理步聚、染菌罐也能进行处理、介质阻力大、不能得到干滤饼、需要大的膜面积。
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
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》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；
一、填空题。（2*12） 1、萃取利用在两个互不相溶的液相中各种组分_____的不同，从而达到分离的目的。 2、液膜的膜相组成有_____________ 3、超临界流体萃取的典型流程有______________。 4、细胞破碎是破坏_________和______。 5、在非机械法破碎细胞的方法中增溶法是利用__________溶解细胞壁。 6、蛋白质沉淀的屏障有______和________用盐析法来分级沉淀目标产物时进一步纯化时常用____________。蛋白质沉淀的屏障有_____和_______。 7、蛋白质的常用沉淀技术有__________；________；_______；______；______ 8、蛋白质沉淀的屏障有_____和_______ 9、阳离子交换树脂含____。（选填酸性基团或碱性基团） 10、不对称膜表面为_____，起_____作用；下面是_______，起________作用。 11、表征膜性能的参数主要有______和_______。 12、吸附色谱，分配色谱，离子交换色谱，凝胶色谱和亲和色谱分别依据________，___，_______,_______物化原理进行分离的。 二、选择题。（2*8） 1、反胶团是向有机溶剂中加入一定浓度（）形成的 A、水 B、盐溶液 C、有机溶液 D、表面活性剂 2、差速-区带离心中密度梯度液中最大介质密度必须()样品中粒子的最小密度。 A、小于 B、大于 C、等于 D、都可以 3、高压匀浆法适用于下列那种细胞的破碎（） A、团状或丝状菌 B、包含体 C、质地坚硬的亚细胞 D、革兰氏阴性菌 4、Ks盐析法是改变体系的（）进行盐析的方法。 A、pH B、温度 C、盐浓度 D、同时改变温度和pH 5、平衡区带离心是根据各组分（）形成区带. A、密度差 B、浓度差 C、平衡系数差 D、速度差 6、强阴离子交换剂的交换容量与pH的关系，下述哪个选项正确。（） A、随pH增大而增大 B、随pH增大而减小 C、与pH无关 D、随pH减小而增大 7、下列以压力差为推动力的膜中用于分离悬浮颗粒和病毒的是（）。 A、纳滤 B、反渗透 C、微滤 D、超滤 8、渗透是以（）为推动力的。 A、压力差 B、浓度差 C、静电引力 D、溶质分压差 三、名词解释。（3*4’） 1、双水相萃取： 2、液膜萃取： 3、RCF： 四、简答题。(34’) 1、简述生物分离工程的内容及任务。(5’) 2、简述凝聚和絮凝作用差异。（6’） 3、改善发酵液过滤特性的方法有哪些？(5’) 4画出生物分离流程与单元操作(6’) 5．、在离子交换色谱中，对pI=5.2的蛋白，选择哪种类型离子交换剂并简述理由。(6’) 6、提高亲和色谱操作容量的方法有哪些？(6’) 五、计算题。（2*7’）
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；
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
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
三、问答题 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浓度很低的水溶液：发酵液中生物产品的浓度很低，而杂质含量却很高，如发酵液 (0.1-10g/L) 或培养液(5-50mg/L)，青霉素（4.2%）、庆大霉素（0.2%）、干扰素（<50ug/ml，0.005%）胰岛素0.002%。这使分离所需能量以及产品价格大大提高。 （2）培养液是多组分的混合物：培养液是一个复杂的多相体系，含有菌体、未消耗尽的固体培养基等固体成分和大量的液相；未消耗完的培养基成分，包括各种无机盐和有机物；除所需产物外，还含有其他副产物以及色素等杂质，有些杂质的性质与产物很接近。很难通过单一手段将产物分离和纯化。 （3）生化产品的稳定性差：许多发酵产品具有生理活性，很容易变性失活，如原料液中常存在降解目标产物的蛋白酶、菌体也可能自溶、容易被杂菌污染：遇热、极端pH 值、有机溶剂会引起失活或分解，特别是蛋白质的生物活性与一些辅因子、金属离子的存在和分子的空间构型有关。甚至剪切力也会影响空间构型和使分子降解，对蛋白质的活性有很大影响，因此，分离过程中的pH值、温度和搅拌等条件必须特别注意。发酵液放罐后，应及时快速操作，要求采用快速的分离纯化方法除去影响目标产物稳定性的杂质。 （4）对最终产品的质量要求高：对产物的要求：保持生物产物的活性、纯度要求高，当生物技术产品是食品或药物时，要求无污染物、无对映体、无病毒、无热原、无致敏原等。 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？ 一般包含四个步骤，如图所示。 预处理中有加热、调pH、絮凝等单元操作；细胞分 离中有沉降、离心、过滤、错流过滤等操作步骤；细胞破 碎中有均质化、研磨、溶胞等单元操作；细胞碎片分离中 有离心、萃取、过滤、错流过滤等单元操作；初步纯化中 有沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作；高度纯化中有层 析、离子交换、亲和、疏水、吸附、电泳等单元操作；成 品加工中有无菌过滤、超滤、冷冻干燥、喷雾干燥、结晶等单元操作。 4、生物分离过程的选择准则是什么？
概念题： 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称为萃取。 亲和吸附：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。 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。 等电点沉淀法：蛋白质在等电点下的溶解度最低，根据这一性质，在溶液中加入一定比例的有机溶剂，破坏蛋白质表面的水化层和双电层，降低分子间斥力，加强了蛋白质分子间的疏水相互作用，使得蛋白质分子得以聚集成团沉淀下来。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。
《生物分离工程》复习题(解答版)
《生物分离工程》复习题 《绪论细胞分离》 1.在细胞分离中，细胞的密度ρS越大，细胞培养液的密度ρL越小，则细胞沉降速率越大。 2.表示离心机分离能力大小的重要指标是 C 。 A.离心沉降速度 B.转数 C.分离因数 D.离心力 3.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。 4.简答：对微生物悬浮液的分离（过滤分离），为什么要缓慢增加操作压力？ 5.判断并改错：在恒压过滤中，过滤速率会保持恒定。（×）改：不断下降。 6.简答：提高过滤效率的手段有哪些? 7.判断并改错：生长速率高的细胞比生长速率低的细胞更难破碎。(×)改：更易破碎。 8.简答：采用哪种方法破碎酵母能达到较高的破碎率？ 9.简答：蛋白质复性收率低的主要原因是什么？ 10.简答：常用的包含体分离和蛋白质复性的工艺路线之一。 11. 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 12.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 13.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 14.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 15.目前认为包含体的形成是部分折叠的中间态之间 A 相互作用的结果。 A.疏水性 B.亲水性 C.氢键 D.静电 16.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。 17.菌体和动植物细胞的重力沉降操作，采用 D 手段，可以提高沉降速度。 A.调整pH B.加热 C.降温 D.加盐或絮状剂 18.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 19.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。 20.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。 21.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。 22.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。 23.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.大于或等于 24.简答：管式和碟片式离心机各自的优缺点。 25.单从细胞直径的角度，细胞越小，所需的压力或剪切力越大，细胞越难破碎。 《沉淀》 1.防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围的水化层和双电层。