生物分离工程期末复习题
- 格式:doc
- 大小:128.00 KB
- 文档页数:28
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pH3、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pHC.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。
《生物分离工程》复习题一(第1~3章)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。
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。
《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pHB.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。
第一章绪论复习题1.生物分离工程在生物技术中的地位?在生物技术领域,一般将生物产品的生产过程称为生物加工过程,包括优良生物物种的选育、基因工程、细胞工程、生物反应过程(酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等)及目标产物的分离纯化过程,后者又称为下游加工过程。
生物产物的特殊性、复杂性和对生物产品要求的严格性。
因此导致下游加工过程的成本往往占整个生物加工过程成本的大部分。
生物分离工程研究的根本任务:设计和优化分离过程,提高分离效率,减少分离过程步骤,缩短分离操作时间,达到提高海口收率与活性、降低生产成本的目的。
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?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.5。
生物分离效率有哪些评价指标?目标产品的浓缩程度-—浓缩率m2.目标产物的分离纯化程度——分离因子或分离系数α3.回收率REC第二章细胞分离与破碎复习题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。
生物分离工程试题库及答案一、单选题1. 生物分离工程是指将生物体内所需的活性成分从混合物中分离出来的一种工程技术。
以下哪项不是生物分离工程的应用领域?A. 制药工业B. 酿酒工业C. 农业生产D. 燃料生产答案:D2. 下列哪个选项中的方法不属于常见的生物分离工程方法?A. 附着法B. 膜分离法C. 蒸馏法D. 萃取法答案:C3. 生物分离工程中常用的分离技术包括以下哪些?A. 膜分离法B. 萃取法D. 离心法答案:A、B、C、D4. 以下哪个选项中的分离方法不适合于高分子物质的分离?A. 膜分离法B. 结晶法C. 离心法D. 沉淀法答案:B5. 在生物分离工程中,选择合适的分离方法时需要考虑以下哪些因素?A. 成本因素B. 分离效率C. 操作难度D. 原料来源答案:A、B、C、D二、多选题1. 生物分离工程中,以下哪些因素会影响酶的活性?B. pH值C. 浓度D. 氧气含量答案:A、B、C、D2. 下列哪些应用领域可以运用生物分离工程技术?A. 制药领域B. 酿酒领域C. 化妆品领域D. 电子领域E. 食品工业答案:A、B、C、E三、简答题1. 生物分离工程的基本原理是什么?简要描述分离原理。
答案:生物分离工程的基本原理是利用不同物质在特定条件下的物理化学性质的差异,将混合物中的目标物质与其他物质分离开来。
常见的分离原理包括按照溶解度、相对分子大小、疏水性等特性进行分离。
2. 生物分离工程在制药领域的应用有哪些?举例说明。
答案:生物分离工程在制药领域的应用非常广泛,可以用于提取药物原料、纯化药物、分离杂质等。
例如,通过膜分离法可以将药物原料与废弃物质分离开来,提高纯度;通过离心法可以分离出生物制剂中的细胞碎片和溶液,得到纯度更高的药物。
四、应用题生物分离工程在食品工业中的应用越来越广泛,请你分析以下场景并给出解决方案。
场景描述:某食品工厂生产的食品中含有一种特殊的营养成分,但是这种营养成分并不稳定,容易在加工过程中被破坏。
第一章绪论复习题1、生物分离工程在生物技术中的地位?在生物技术领域,一般将生物产品的生产过程称为生物加工过程,包括优良生物物种的选育、基因工程、细胞工程、生物反应过程(酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等)及目标产物的分离纯化过程,后者又称为下游加工过程。
生物产物的特殊性、复杂性与对生物产品要求的严格性。
因此导致下游加工过程的成本往往占整个生物加工过程成本的大部分。
生物分离工程研究的根本任务:设计与优化分离过程,提高分离效率,减少分离过程步骤,缩短分离操作时间,达到提高海口收率与活性、降低生产成本的目的。
生物分离工程的特点就是什么?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?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、细胞破碎目的就是提高产物浓度与质量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,只就是进行初分,可提高产物浓度与质量。
3.纯化色谱、电泳、沉淀以上技术具有产物的高选择性与杂质的去除性。
4.精制结晶、干燥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就是什么?(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。
5、生物分离效率有哪些评价指标?目标产品的浓缩程度——浓缩率m2.目标产物的分离纯化程度——分离因子或分离系数α3.回收率REC第二章细胞分离与破碎复习题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,使细胞壁与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。
第一章绪论复习题1.生物分离工程在生物技术中的地位?在生物技术领域,一般将生物产品的生产过程称为生物加工过程,包括优良生物物种的选育、基因工程、细胞工程、生物反应过程(酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等)及目标产物的分离纯化过程,后者又称为下游加工过程。
生物产物的特殊性、复杂性和对生物产品要求的严格性。
因此导致下游加工过程的成本往往占整个生物加工过程成本的大部分。
生物分离工程研究的根本任务:设计和优化分离过程,提高分离效率,减少分离过程步骤,缩短分离操作时间,达到提高海口收率与活性、降低生产成本的目的。
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?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。
5.生物分离效率有哪些评价指标?目标产品的浓缩程度——浓缩率m2.目标产物的分离纯化程度——分离因子或分离系数α3.回收率REC第二章细胞分离与破碎复习题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。
生物分离工程判断复习题与参考答案一、判断题(共100题,每题1分,共100分)l、极性溶剂与非极性溶剂互溶。
A、正确B、错误正确答案:B2、SDS-CTAB属于非离子表面活性剂水胶束两水相体系。
A、正确B、错误正确答案:B3、液膜能把两个互溶但组成不同的溶液隔开。
A、正确B、错误正确答案:A4、影响电泳分离的主要因素电泳时间。
A、正确B、错误正确答案:B5、阴离子交换剂可交换的为阳离子。
A、正确B、错误正确答案:B6、阳离子交换剂可交换的为阴、阳离子。
A、正确B、错误正确答案:B7、要增加目的物的溶解度,往往要在目的物等电点附近进行提取。
A、正确B、错误正确答案:B8、絮凝是物理环境的变化引起的溶质的溶解度降低、生成固体凝聚物的现象。
A、正确B、错误正确答案:B9、通过加入某些反应剂是发酵液进行预处理的方法之一。
A、正确B、错误正确答案:A10、用来提取产物的溶剂称萃余液。
A、正确B、错误正确答案:B11、真空转鼓过滤机工作一个循环经过过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区。
A、正确B、错误正确答案:A12、临界压力是液化气体所需的压力。
A、正确B、错误正确答案:B13、压力是在重力场中,颗粒在静止的流体中降落时受到的力。
A、正确B、错误正确答案:B14、颗粒与流体的密度差越小,颗粒的沉降速度越小。
A、正确B、错误正确答案:A15、结晶过程中,溶质过饱和度大小不仅会影呴晶核的形成速度,而且会影响晶体的长大速度。
A、正确B、错误正确答案:A16、按分离原理不同,电泳可分为纸电泳、醋酸纤维薄膜电泳、琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳。
A、正确B、错误正确答案:B17、在生物制剂制备中,常用的缓冲系统有磷酸盐缓冲液;碳酸盐缓冲液;盐酸盐缓冲液;醋酸盐缓冲液等。
A、正确B、错误正确答案:B18、在液膜分离的操作过程中,膜溶剂主要起到稳定液膜的作用。
A、正确B、错误正确答案:B19、蛋白质类的生物大分子在盐析过程中,最好在高温下进行,因为温度高会增加其溶解度。
《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()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.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()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()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()。
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()。
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()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()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()。
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 磺酸基团(-SO3 H)B 羧基-COOHC 酚羟基C6H5OHD 氧乙酸基-OCH2COOH11、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、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()。
A、Sephadex G-200B、Sephadex G-150C、Sephadex G-100D、Sephadex G-5013、离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂,通过()将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上。
第一章绪论复习题1.生物分离工程在生物技术中地位?在生物技术领域,一般将生物产品生产过程称为生物加工过程,包括优良生物物种选育、基因工程、细胞工程、生物反应过程(酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等)及目标产物分离纯化过程,后者又称为下游加工过程。
生物产物特殊性、复杂性和对生物产品要求严格性。
因此导致下游加工过程成本往往占整个生物加工过程成本大部分。
生物分离工程研究根本任务:设计和优化分离过程,提高分离效率,减少分离过程步骤,缩短分离操作时间,达到提高海口收率及活性、降低生产成本目。
生物分离工程特点是什么?1.产品丰富产品多样性导致分离方法多样性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?生物分离过程一般分四步:1.固-液分离(不溶物去除)离心、过滤、细胞破碎目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高选择性和杂质去除性。
4.精制结晶、干燥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位置(4)杂质在生产过程中出现位置(5)主要杂质独特物化性质是什么?(6)不同分离方法技术经济比较上述问题考虑将有助于优质、高效产物分离过程优化。
5.生物分离效率有哪些评价指标?目标产品浓缩程度——浓缩率m2.目标产物分离纯化程度——分离因子或分离系数α3.回收率REC第二章细胞分离及破碎复习题1.简述细胞破碎意义一、细胞破碎目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破坏(增大通透性)或破碎,释放其中目标产物,然后方可进行提取。
细胞破碎方法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。
生化分离工程期末考试复习资料第一章1、什么是生物分离工程?生化分离工程:也称生物技术下游加工过程(Downstream Processing),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、生物产品不同于化工产品的特点(发酵液特点)。
A:①产物浓度低的水溶液②组分复杂③产物稳定性差,大分子,小分子④质量要求高3、生化分离下游加工过程的一般流程及各流程所包含单元操作。
①发酵液的预处理与固液分离(絮凝,离心,过滤,微过滤)②细胞破碎技术(球磨,高压匀浆,冷冻破碎、化学破碎技术)③初步纯化技术(产物提取)(盐析法,有机溶剂沉淀,化学沉淀,大孔吸附树脂,膜分离技术)④高度纯化技术(产物精制)(各类层析,亲和,疏水,聚焦,离子交换,凝胶层析)⑤成品加工(喷雾干燥,气流干燥,沸腾干燥,冷冻干燥,结晶)4、生物下游加工过程的选择准则①步骤少②次序合理:a应选择不同分离纯化机理的方法联合使用:b应首先选择能除去含量最多杂质的方法:c应尽量选择高效的分离方法:;d应将最费时、成本最高的分离纯化方法安排在最后阶段③产品规格:用成品中各类杂质的最低存在量来表示,它是确定纯化要求的程度及由此而产生的下游加工过程方案选择的主要依据(注射,非注射,去除热原质);④生产规模:琼脂糖凝胶、冷冻干燥⑤物料组成:丝状菌——适合过滤,不适合中空纤维膜⑥产品形式:固体适当结晶;液体适当浓缩⑦产品稳定性:调节操作条件,使由于热、pH值或氧化所造成的产品降解减少到最低程度。
如蛋白质的巯基容易氧化,使用抗氧化剂;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:溶剂萃取;基因工程菌发酵;干燥过程的防护和粉尘排放;固定化过程溴化氰。
⑩废水处理:BOD、COD第二章1、发酵液为什么要预处理(目的)?有哪些方法?以及各方法的原理。
A、促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离的效率:⑪改变发酵液的物理性质降低液体黏度;⑫相对纯化,去除发酵液中的部分杂质以利于后续各步操作;⑬尽可能使产物转入便于后处理的一相中(1)加热法a)加热降低液体粘度;b)加热使蛋白质变性凝固,去除杂蛋白(2)调节悬浮液的pH值pH值直接影响发酵液中某些物质的电荷性质,适当调节pH值可改善其过滤特性。
生物工程专业《生物分离工程》复习题一、填空题 蛋白质分离的过程中会用到一些沉淀的方法,有:盐析法、等电点沉淀、有机溶剂沉淀等方 法,使目的蛋白与其它较大量的杂蛋白分开,这些方法的特点是简便、处理量大、既能除去 大量杂质,又能浓缩蛋白质,但分辨率低。
蛋白质胶体溶液稳定的因素:(1)、蛋白质表面具有水化层;(2)、蛋白质表面具有带 有同种电荷的静电斥力层;所以,当破坏这两个因素时,蛋白质从溶液中析出而产生沉淀。
降低发酵液或者其他物料体粘度的常用方法:加水稀释法、加热法 试举出四种常用的助滤剂:硅藻土、纤维素、石棉粉、珍珠岩、白土、炭粒、淀粉 3 固液分离是生物产品工厂中经常遇到的重要单元操作。
培养基、发酵液、某些中间产物和半 成品等都需进行固液分离。
固液分离的方法很多,根据颗粒收集的方式不同,可分为两大类 型:沉降和浮选、过滤。
在沉降和浮选所组成的第一类中,液体受限于一个固定的或旋转的容器而颗粒在液体里自由 移动,分离是由于内、外力场的加速作用产生的质量力施加在颗粒上造成的,这种力场可能 是重力场、离心力场或磁场。
生化工业常用的过滤设备主要有加压叶滤机、板框过滤机和回转真空过滤机等。
机械破碎中细胞所受的机械作用力主要有压缩力和剪切力o细胞破碎是使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术,常用的机械法有:珠磨法、直 压匀浆法、超声破碎法、X-卿法;常用的非机械法有:酶溶法、化学渗透法、渗透压法、 冻结融化法、干燥法10. 不宜采用高压匀浆法破碎的微生物细胞有:易造成堵塞的团状或丝状真菌、较小的革兰氏阳 性菌、以及含有包含体的基因工程菌。
超临界萃取过程的分类:等温法、等压法、吸附法。
12. 一般认为浸取经历三阶段:浸润阶段、溶解阶段、扩散阶段13. 反胶团的制备方法有:液液接触法、注入法、溶解法。
14. 常用的离子交换剂的基质有:纤维素、交联葡聚糖、琼脂糖和聚苯乙烯。
15. 离子交换层析介质DEAE-sephadex A-25,其中DEAE 代表二乙基氨基:sephadex 代表交联 葡聚糖。
生物分离工程总复习题第一章绪论复习题1.生物分离工程在生物技术中的地位?在生物技术领域,通常将生物产品的生产过程称作生物加工过程,包含优良生物物种的育种、基因工程、细胞工程、生物反应过程(酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等)及目标产物的拆分提纯过程,后者又称作下游加工过程。
生物产物的特殊性、复杂性和对生物产品要求的严格性。
因此导致下游加工过程的成本往往占整个生物加工过程成本的大部分。
生物拆分工程研究的根本任务:设计和优化拆分过程,提升拆分效率,增加拆分过程步骤,延长拆分操作方式时间,达至提升海口收率与活性、降低生产成本的目的。
生物拆分工程的特点就是什么?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.生物拆分工程可以分成几大部分,分别包含哪些单元操作方式?生物拆分过程通常分后四步:1.固-液拆分(不溶物的除去)Vergt、过滤器、细胞碎裂目的就是提升产物浓度和质量2.铀(杂质斯维恰河)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、结晶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)产物在生产过程中发生的边线(4)杂质在生产过程中发生的边线(5)主要杂质独有的物化性质就是什么?(6)相同拆分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。
5.生物分离效率有哪些评价指标?目标产品的浓缩程度――浓缩率m2.目标产物的拆分提纯程度――拆分因子或拆分系数α3.回收率rec第二章细胞分离与破碎复习题1.简述细胞破碎的意义一、细胞破碎的目的由于存有许多生化物质存有于细胞内部,必须在提纯以前将细胞碎裂,并使细胞壁和细胞膜受相同程度的毁坏(减小通透性)或碎裂,释放出来其中的目标产物,然后方可展开抽取。
生物分离工程总复习题第一章绪论复习题1.生物分离工程在生物技术中的地位?在生物技术领域,一般将生物产品的生产过程称为生物加工过程,包括优良生物物种的选育、基因工程、细胞工程、生物反应过程(酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等)及目标产物的分离纯化过程,后者又称为下游加工过程。
生物产物的特殊性、复杂性和对生物产品要求的严格性。
因此导致下游加工过程的成本往往占整个生物加工过程成本的大部分。
生物分离工程研究的根本任务:设计和优化分离过程,提高分离效率,减少分离过程步骤,缩短分离操作时间,达到提高收率与活性、降低生产成本的目的。
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?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。
5.生物分离效率有哪些评价指标?目标产品的浓缩程度——浓缩率m2.目标产物的分离纯化程度——分离因子或分离系数α3.回收率REC第二章细胞分离与破碎复习题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。
第一章绪论1、生物分离工程:从发酵液或酶反应液或动植物培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2、生化分离工程的特点:①目标产物浓度低、杂质含量高;②物料体系复杂——多相,非牛顿流体;③目标产物稳定性差;④分离过程可变性;⑤质量要求高⑥产品价格与产物浓度呈反比第二章发酵液的预处理和固液分离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。
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、高价无机离子的去除、助滤剂和反应剂。
3、凝聚:指在投加的化学物质作用下,胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm 大小块状凝聚体的过程。
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。
4、絮凝:指使用絮凝剂将胶体粒子交联成网,形成10mm大小絮凝团的过程。
其中絮凝剂主要起架桥作用。
机理:架桥作用。
采用絮凝法可形成粗大的絮凝体,使发酵液较易分离。
5、絮凝的影响因素:1.发酵液的性质;2.絮凝剂的浓度,最佳用量为粒子表面积约有一半被聚合物覆盖;3.絮凝剂的分子量;4.pH 控制;5.搅拌速度。
6、混凝:对于带负电荷的菌体或蛋白质来说,采用阳离子型高分子絮凝剂同时具有降低胶粒双电层电位和产生吸附桥架的双重机理,单独使用可达到较好絮凝效果;对于非离子型和阴离子型高分子絮凝剂,要采用凝聚和絮凝双重机理才能提高过滤效果。
这种包括凝聚和絮凝机理的过程,称为混凝。
7、杂蛋白的去除方法:沉淀法(等电点沉淀法、酸碱调节)、变性法(蛋白质从有规则的排列变成不规则结构的过程称为变性)、吸附法(加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去)。
8、固液分离的方法:过滤、离心、膜分离、双水相萃取、扩张床吸附。
9、影响发酵液固液分离的因素:1)发酵液中悬浮离子的大小;2)发酵液的黏度(固液分离速度通常与粘度成反比,粘度越大,固液分离越困难。
)10、过滤:借助于过滤介质,在一定的压力差ΔP作用下,使悬浮液中的液体通过介质的孔道,而固体颗粒被截留在介质上,从而实现固液分离的单元操作。
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。
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cKcqq0
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 HSO3 、 COOH 、2)(OHPO;
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OHCHRN33)(、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 ; 26. 离子交换操作一般分为 静态 和 动态 两种; 27. 依据电泳原理,现有电泳分离系统可分为 移动界面电泳、 区带电泳 和稳态电泳 ;
28. 双相电泳中,第一相是 等电聚焦 ;第二相是 SDS-PAGE ; 29. 结晶包括三个过程 过饱和溶液的形成 、 晶核的形成 和 晶体生长 ; 30. 过饱和溶液的形成方法有 热饱和溶液冷却 、 部分溶剂蒸发 、 真空蒸发冷却法、 化学反应结晶法 和 盐析法 ;
31. 晶核自动形成时,体系总的吉布斯自由能的改变ΔG由 表面过剩吉布斯自由能ΔGS和 体积过剩吉布斯自由能ΔGV 组成;
32. 基本的离子交换过程由 外部扩散 、 部扩散 和 化学交换 组成; 33. 吸附包括 将待分离的料液通入吸附剂中 , 吸附质被吸附到吸附剂表面 ,料液流出 和 解吸 四个过程组成;
34. 大孔网状吸附剂有 非极性 , 中等极性 和 极性 三种主要类型; 35. 亲和吸附剂表面连接的“手臂链”的作用是 降低空间位阻的影响 ; 36. 分子筛色谱(凝胶色谱)的主要应用是 脱盐 、 生物大分子的分离 ; 37. 电泳系统的基本组成有 电泳槽 、 电源 、 灌胶模具 、 外循环恒温系统 、 凝胶干燥器 、 电泳转移装置 、 电泳洗脱仪 和 凝胶扫描和摄录装置;
38. 电泳后,样品的主要染色方法有 考马斯亮蓝 和 银染法 ; 39. 电泳过程中,加入溴酚兰的目的是 指示蛋白的迁移位置 ; 40. 固体可分为 晶体 和 无定形固体 两种状态; 41. 结晶的前提是 溶液达到过饱和状态 ;结晶的推动力是 过饱和度 ; 42. 根据晶体生长扩散学说,晶体的生长包括 溶质通过扩散作用穿过靠近晶体表面的一个滞流层,从溶液中转移到晶体的表面 、 到达晶体表面的溶质长入晶面,使晶体增大,同时放出结晶热 和 结晶热传递回到溶液中 三个过程;
43. 影响晶体生长的主要因素有 杂质 、 搅拌 和 温度 ; 44. IEC操作多采用 线性梯度 洗脱和 逐次 洗脱。 45. HIC(疏水性相互作用层析)主要采用 降低 流动相离子强度的线性梯度洗脱法和逐次洗脱法;IEC(离子交换层析)主要采用 增加 流动相离子强度的线性梯度洗脱法和逐次洗脱法。
46. 由于温度升高使分子和原子的热运动加剧,结合部位的静电作用、氢键及金属配位键的作用会 减弱 ,疏水性相互作用会 增强 。
47. 电泳是 荷电(电解质) 溶质在 电场 作用下,发生定向泳动的现象。 48. 电泳分离是利用 电解质 在电场中 泳动速度 的差别进行分离的。 49. 亲和层析的洗脱方法有 特异性洗脱 法和 非特异性洗脱 法。 50. 荷电溶质在电场中受到 电场 力和 黏性阻 力的作用。 51. 不连续凝胶电泳的凝胶层由 浓缩 层和 分离 层组成。 52. 不连续凝胶电泳的上层起 浓缩 作用,下层起 分离 作用。 53. 当微小晶体的半径crr时,则微小晶体会 自动溶解 ;当微小晶体的半径crr时,则微小晶体会 自动生长 。
53. 结晶是从液相或气相中生成 形状一定 、 分子(或原子、离子)有规则排列 的晶体的现象。
54. 结晶是部结构的质点元作 三维有序规则 排列的形状一定的固体粒子,而沉淀是 无规则 排列的无定形的粒子。
55. 离子交换操作一般分为 和 两种; 56.离子交换分离操作中,常用的洗脱方法有(pH梯度) 和(离子强度(盐)梯度)。
57. 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;
58. 离子交换操作一般分为(动态)和(静态)两种; 59. 根据晶体生长扩散学说,晶体的生长包括(溶质借扩散作用从溶液中转移到晶体的表面)、(溶质长入晶面放出结晶热)和(结晶热传递回到溶液中)三个过程;
60. 影响晶体生长速度的主要因素有(杂质)、(搅拌)、(过饱和度)和(温度)。
选择题 1. 凝胶过滤层析中,流动相的线速度与HETP 关系。 A.无 B.线性减少 C. 线性增加 D. 对数 2. GFC中溶质的分配系数在分级围随相对分子质量的对数值增大而 。 A.线性增大 B.线性减少 C.急剧增大 D.急剧减少 3. 凝胶的分级围越小,则分离度 。 A.越大 B.越小 C.小于1 D.小于0 4. 线性梯度洗脱过程中,流动相的离子强度线性增大,因此,溶质的 连续降低,移动速度逐渐增大。
A.溶解度 B.扩散系数 C.分配系数 D.分离度 5. 逐次洗脱过程中,流动相的离子强度阶跃增大,溶质的分配系数 降低。 A.逐渐 B.阶段式 C.线性 D.急剧 6. 当吸附操作达到穿透点时,应 B 操作。 A.继续吸附 B.停止吸附 C.停止再生 D.停止洗脱 7. 离子交换的分配系数与离子浓度呈 D 关系。 A.线性增加 B.线性减少 C.指数增加 D.指数减少 8. 凝胶过滤层析中,流动相的线速度与HETP成 C 关系。 A.无 B.线性减少 C.线性增加 D.对数 9.GFC中溶质的分配系数在分级围随相对分子质量的对数值增大而 B 。 A.线性增大 B.线性减少 C.急剧增大 D.急剧减少 10. 凝胶的分级围越小,则分离度 A 。 A.越大 B.越小 C.小于1 D.小于0 11. 如果亲和作用主要源于静电引力,提高离子强度会 D 亲和作用。 A.增加 B.减弱 C.不影响 D.减弱或完全破坏 12. 如果亲和作用以氢键为主,提高离子强度会 D 亲和作用。 A.增加 B.减弱 C.不影响 D.降低或消除 13. 当亲和作用以疏水性相互作用时,提高离子强度会 A 亲和作用。
A.增加 B.减弱 C.无影响 D.完全破坏 14. 在亲和分离操作中,许多亲和吸附的目标蛋白质用高浓度的盐溶液洗脱,说明 D 在亲和作用中占主要地位。
A.疏水性相互作用 B.配位键 C.非共价键 D.静电力