生物工程下游技术习题简答题

生物工程下游技术习题简答题

1、Monod公式的物理意义，公式适用范围

答：①其中um是最大生长速率，Ks是monod常数，取决于环境条件（ph，温度，离子强度等）②基本上反映了比生长速率与地物浓度的关系，由ks值又反映了比生长速率与环境的关系③不适合于比较粘稠的发酵液，有不同的模型标示④有两个以上限制性底物，有抑制性第五或产物存在时有不同的模型表示

Monod常数等于比生长速率达到最大比生长速度一半时的限制机制浓度

对于高密度培养，特别是丝状菌培养过程

2、利用为载体进行动物细胞培养的优点

表面积/体积比大；微载体悬浮于培养基中，细胞生长环境均已，便于检测和控制；培养基利用率高；采样重演性好；收获过程不复杂；放大较容易；劳动强度小，占用空间小

3、膜分离技术的优点：①处理效率发哦，设备以预防大②可在室温或低温下操作，适宜与热敏感物质分离③化学与机械强度最小，减少失活④无相变，省能⑤选择性好，可在分离浓缩的同时达到部分纯化的目的⑥选择合适膜与操作参数，可得到较高的回收率⑦系统可密闭循环，防止外来污染⑧不外加化学物，透过液可循环使用，降低了成本并减少了对环境的污染

4、与传统的稀释法和透析法相比，液相色谱复兴的优点

①在进样后可很快的出去变性剂②色谱固定相对变形蛋白质的吸附可明显的减少、甚至完全消除变性蛋白质分子在脱离变性环境后的分子聚集，从而避免了沉淀的产生，提高蛋白质复性的质量和活性回收率③在蛋白质复性的同时，课时目标蛋白质与杂蛋白分离达到纯化的目的，使复性和纯化同时进行④便于回收变性剂，降低废水处理成本

5、非线性色谱：流动相中的样品浓度与固定相中的样品浓度不成现行的色谱，分析色谱大多属于线性色谱，制备色谱大多属于非线性色谱。①特点样品的保留值可变：非线性色谱的办离职随样品及其浓度的增加而下降②峰形的不对称性，不是高斯正态分布③色谱峰的风高于浓度不是线性关系，逢高增加的速率随浓度的增加而下降

六.做为优良的凝色谱介质应该具备什么基本特点？

1.介质本身为惰性物质，不与溶质、溶剂分子发生任何作用；

2.应尽量减少介质内含的带电离子基团，以减少特异性吸附，提高蛋白质的收率；

3.介质内孔径大小要分布均匀，即孔径分布较窄；

4.凝胶珠粒大小均匀；

5.介质要有良好的物理化学稳定性及较高的机械强度，易于消毒。

七.做为优良的HPLC填料应具备什么基本的物理化学特性

物理结构上的要求：

1.合适的颗粒大小及较窄的粒度分布；

2.一定的颗粒强度；

3.一定的孔径大小和孔径分布，避免复杂的微孔结构；

4.一定的溶胀及收缩水平；

优良的HPLC填料目前的主要发展方向：

1.颗粒单分散的填料；

2.贯穿性超大孔结构的填料；

3.小颗粒的非多孔填料；

在化学结构上的要求：

填料的化学结构，特别是颗粒表面和内孔表面的化学结构（如连接在基质上的官能基团或链段）是影响色谱热力学行为（保留值，选择性等）的主要因素。

1.特定的选择性；

2.良好的化学稳定性；

3.避免不可逆吸附。

八.试述对硅胶的硅羟基进行表面化学修饰的主要方式

1.通过氯化反应：可以将硅羟基转化成硅氯基，硅氯基性质活泼可以与各种化合物反应而引人相应的基团。这种方法引人的基团是单分子层的，具有较好的传质能力和色谱性能，但成本较高。

2.通过氯硅烷与硅羟基的反应：通过氯硅烷可以将各种烷基链引人硅胶表面。氯硅烷包括一氯代烷型，二氯代烷型和三氯代烷型等。

3.通过烷氧基硅烷与硅羟基的反应：烷氧基硅烷与硅胶进行缩合反应，使硅胶表面带上环氧基或氨基等基团，在此基础上可以很方便地进一步进行反应或修饰。这一键合反应可以再水相，也可以在有机介质中进行。

九.简述采用萃取-沉淀法由茶叶中分离提取茶多酚的条件

采用萃取-沉淀法由茶叶中分离提取茶多酚的收率较之于单纯的萃取法或沉淀法都要好。提取处理时比较适宜条件为：

1.80%乙醇作为侵提溶剂，萃取回流时间在2h左右；

2.萃取介质的pH值在3～4，以ZnCl2作为沉淀剂处理浓缩液，6mol/L HCl对沉淀进行转溶处理；

3.最后得到的茶多酚粗品中含量约在70%，呈棕色结晶性粉末；精茶多酚中茶多酚含量在85%以上，呈浅黄色结晶。十.生物反应器中基质包括什么？基质的消耗主要用于什么方面？如何用模型公式表示？

生物反应器中基质包括：碳源、氮源、氧及其他营养源。

基质消耗包括：细胞生长（合成新细胞）、细胞维持生命、合成次级代谢产物。

用数学模型公式：ds/dt=-1/Yx/s*dx/dt-mx(下标)x-1/Yp/s(p/s下标)*dp/dt表示。

十一.为什么动物细胞培养要用血清培养基？血清培养基使用有何缺点？

1.因为动物细胞正常生长所需要的一些必要成份均存在于血清中，而且这些成份的组成及其含量至今没有被阐明，因此只能直接采用血清进行培养，而目前寻找无血清的制品代替进行培养并没有获得广泛地成功。

2.采用血清培养基有以下缺点：

a.血清是培养基成本的主要部分；血清中含有细胞生长必须的微量组分，但这些组分的成分及其作用至今未清楚，因此无法取代； b.血清是病毒污染及其他未知因素影响的主要来源，增加了细胞培养产品潜在的使用危险；

c.血清同时也有生在抑制的作用；

d.血清使用使实验和生产过程标准化变得困难。

十二.酶溶法

机理：就是利用生物酶将细胞壁和细胞膜消化溶解的方法。

优点：1.一定的选择性；2.细胞外形完整，核酸释放少，有利于进一步分离过程；

缺点：（只能用于实验室）1.产物抑制造成效率低下；2.溶酶价格高；3.通用性差，不易确定最佳条件

十三、膜污染与浓差极化区别是浓差极化是一个可逆的过程，膜污染是一个不可逆的现象，应该说，一旦染液与膜接触，膜污染即开始；也就是说，由于溶质与膜之间相互作用产生吸附，开始改变膜特性，操作运行开始后，由于浓度差极化产生，尤其在低流速高溶质浓度情况下，在膜面到达或超过溶质保和溶解度时便有凝胶层形成，导致膜的透量不来于所加压力，一旦膜透过通量急剧降低，在这种情况下运行的膜使用后必须清晰以恢复其性能

十四、包含体复性的基本过程，1、分离包含体，第一步是对培养收集的细胞进行破碎，比较有效的方法是高压匀浆结合溶菌酶处理，然后离心，可是大部分包含体沉淀与可溶性蛋白分离2、洗涤，包含体沉淀有去污剂和低浓度变性剂洗涤除去脂类，这一步很重要，否则会导致包含体溶解和复兴的过程中重组蛋白质的降解3、溶解，包涵体的溶解必须用很强的变性剂，通过例子间相互作用破坏包涵体蛋白质间的氢键增溶蛋白，去污剂可以破坏蛋白质内

的疏水键，可以增容几乎所有的蛋白，但由于无法彻底去除而不允许用在制药行业，酸可以破坏蛋白的次级键从而增溶蛋白，这种方法只适合少数蛋白质，对于含有半胱氨酸的蛋白，在增容适应加入还原剂打开二硫键，对于没有的也应加入，因为二硫键的杂蛋白会影响包含体的溶解，同时还应加入金属螯合剂cu，fe等以防止其余还原状态的巯基发生氧化反应 复性发生错误的原因，在去除变性剂的同时重组蛋白质在体外折叠，分子间存在大量错误折叠和聚合，复性效率往往很低，包涵体蛋白折叠复兴的效率实际上取决于正确折叠过程与聚集过程之间的竞争。液相色谱优点是：在进样后可很快除去变性剂；色谱固定相对变性蛋白质的吸附可明显的减少甚至完全消除变性蛋白质分子在脱离变性剂环境后的分子聚集，从而避免了沉淀的产生，提高蛋白质复性的质量和活性回收率；在蛋白质复性的同时课时目标蛋白质与杂蛋白分离达到纯化的目的，使复性和纯化同时进行；便于回收变性剂，降低废水处理成本

十五、吸附等温线指在一定温度下物质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时，他们在两厢的浓度之间的关系，意义：1、预测代表该吸附等温线的组分在非线性色谱中的形状2、为非线性色谱分离与纯化物质选择最佳条件3、反映被分离物质分子与固定相表面的作用，从而研究分子的构型及吸附状态4、建立分子结构-吸附之间的定量关系，从而由分子结构预测吸附性能

十六，羟基磷灰石是一种弱阳离子或若阴离子交换层系材料，其材料本是骨骼和牙齿等生物硬组织的主要无机成分，与生物组织有特异性的亲和力和相容性，其优点是能精确地分离纯化结构上只有微小差别的生物大分子其特点有1、搞机械强度，高柱效，化学和热稳定性低的非可逆性吸附；表面修饰性，高选择性，高键和容量

十七如何利用反胶团萃取分离核糖核酸酶a，cytc和溶菌酶：通过调节水相ph值和kcl浓度来实现三种蛋白质的分离1、在ph=9时,核糖核酸酶的溶解度很小，保留在水相而与其他两种蛋白质分离2、相分离后得到的反胶团相（韩cytc和溶菌酶）与0.5mol/l的kcl溶液接触后，cytc被反萃取到水相而溶菌酶留在反胶团相3、干溶菌酶的反胶团相与2mol/lkcl，ph 值为11.5的水相接触后，将溶菌酶反萃至水相中