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第一章绪论1、生物工程学的概念，生物工程学的研究领域。
2、生物分离工程的概念。
3、生物分离加工过程按工艺流程顺序可分为四个主要阶段：发酵液的预处理、提取、精制和成品加工。
第二章发酵液的预处理1、发酵液的一般特征有哪些？发酵液预处理的目的和要求有哪些？2、发酵液预处理的方法有哪些？并简述各种方法的原理和特点？3、发酵液过滤的目的是什么？影响发酵液过滤速度的因素有哪些？第三章细胞分离技术1、常用细胞分离方法有哪些？并说明其原理。
2、什么是细胞破碎和细胞破碎率？细胞破碎的方法主要有哪些？其原理各是什么?3、什么是包含体？包含体形成的原因有哪些？包含体的溶解常用的试剂有哪些？4、蛋白质复性常用的方法有哪些?第四章沉淀技术1、沉淀的概念？2、常用的蛋白质沉淀的方法有哪几种（盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法），各自的作用机理是什么？第五章萃取技术1、萃取，萃取剂，萃取液，萃余液的概念？2、萃取法的分类。
3、分配定律内容及其适用条件。
4、简述液液萃取的一般操作过程。
5、影响有机溶剂萃取的主要因素有哪些？如何选择有机溶剂？6、什么是乳化现象？消除乳化现象常用的方法有哪些？7、简述双水相的形成？并说明其形成的原因？8、常用的双水相系统的类型有哪些？影响双水相分配系数的主要因素有哪些？9、什么是液膜？并简述液膜的组成、液膜体系、液膜的分类、液膜分离机理、。
10、试述液膜的分离过程。
并简述影响液膜分离效果的因素。
11、简述胶团及反胶团的形成。
12、简述反胶团萃取蛋白质的原理。
说明影响反胶团萃取蛋白的主要因素。
13、制备反胶团系统的方法主要有哪些？14、简述反胶团萃取蛋白质的过程。
15、什么是液固萃取？什么是超临界流体？第六章膜分离过程1、什么是膜分离过程？2、根据推动力本质的不同膜分离过程分为哪几类？各种分离过程的原理是什么？3、膜的概念及膜的特征?4、什么是浓差极化?5、什么是膜污染？膜污染的控制方法有哪些？膜清洗方法主要有哪些？第七章吸附与离子交换1、吸附的概念。
一、凝胶的性质1、Gel的定义：含大量液体的具有三维网状开孔弹性结构的多聚体结构，一般制成球状颗粒。
2、Gel的要求⑴多孔、孔隙区大，Vi （内水体积）要大⑵亲水⑶惰性⑷稳定⑸色谱性能好2.凝胶介质性质（1）粒度：指溶胀后的凝胶水化颗粒的大小，粒度越小，分离效果越好，但能分离样品量减少，细颗粒介质适用于分析性分离；凝胶颗粒大，可分离样品量提高，适合于中小规模的制备型分离。
（2）交联度和网孔结构：交联剂的用量决定凝胶颗粒的交联度。
（3）机械强度：一方面取决于基质的种类，另一方面在基质相同的情况下，交联度越高，介质强度越大（4）物理和化学稳定性：物理稳定性——承受高温高压的情况、化学稳定性——首先是pH稳定性；要求介质在各种试剂中具有稳定性，包括去污剂，变性试剂；要求对有机溶剂具有耐受性膜分离（微滤，超滤，纳滤的比较范围）常用膜分离技术的基本特征不同操作类型膜的膜孔范围及操作对象三、沉淀的影响因素沉淀定义：溶液中溶质由液相变成固相析出的过程本质：通过改变条件使胶粒发生聚结，降低其在液相中的溶解度，增加固相中的分配率。
作用：分离、澄清、浓缩、保存盐析：纯一单蛋白质有公式：lgS = β－kS×IS为蛋白质溶解度（g/L）；β为I=0时lgS，它取决于溶质的性质；kS为盐析常数，主要决定于加入盐的性质及Pr性质。
I为盐浓度（mol/L）盐析影响因素：1． kSI的变化：盐、Pr一定，kS值一定，I升高，则蛋白质溶解度下降2．降低ββ与Pr、温度、pH有关β—pH：在Pr的pI时其溶解度较小β—温度：在保证Pr不变性下，温度升高，β下降，利于盐析。
3蛋白质原始浓度：蛋白质原始浓度小，盐析所需I高，蛋白质浓度大，盐析所*对混合Pr的盐析，蛋白质浓度过高，会发生严重共沉作用，一般控制浓度为2.5～3%。
有机溶剂沉淀法影响因素：1. 温度: 低温，温差分级沉淀2. pH ：据等电点控制3. 浓度：蛋白0.5％～3％，黏多糖1％～2％4. 离子强度：高时，沉淀所需有机溶剂浓度大5. 有机溶剂的选择：常用乙醇、丙酮、甲醇6. 多价阳离子的影响：蛋白质与Zn2+、Ca2+等形成复合物，使蛋白质在水和有机溶液中的溶解度大大降低7. 溶剂用量V= V0（S2－S1）/（100－S2）等电点沉淀法影响因素：1杂质种类影响2离子强度的影响3溶质表面极性的影响：等电点沉淀一般适合于疏水性较大的蛋白质，因为其表面水化层较薄非离子多聚物沉淀法：PEG及其他非离子多聚物应用于生物大分子微粒病毒和细菌的沉淀时，沉淀效果除与本身的浓度分子大小有关外，还受离子强度、pH和温度等因素的影响。
生化分离工程复习资料第一章绪论1.生化分离工程的定义：为提取生物产品时所需的原理、方法、技术及相关硬件设备的总称，指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程 (Downstream Processing)。
（生化物质主要包括氨基酸、蛋白质、多糖、核酸、抗生素、肽类物质、脂质和其他生化产品，其主要来源包括微生物、动物、植物和海洋生物等生物原料或者基因工程产物。
）2.生物分离技术在整个生物加工过程中的重要性可以从三个方面加以体现：第一，生物产物的特殊性；产物稳定性差(a 化学降解(pH , 温度); b 微生物降解（酶作用，染菌）[生物活性物质的稳定性差，对PH、温度、金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等十分敏感，易失活、变性]分批操作，生物变异性大第二，生物产物所处环境的复杂性；组分复杂(a 大分子;b 小分子;c 可溶物;d 不可溶物;e 化学添加物[除了产物外，还含有大量的细胞、代谢物、残留培养基、无机盐等；]产物浓度低的水溶液 (原因：a 氧传递限制；b 细胞量;c 产物抑制 ) 第三，对生物产品要求的严格性；质量要求高（药品或食品）[含目的产物的初始物料组成复杂，生化产品种类繁多，包括了大、中、小分子量的结构和性质复杂又各异的生物活性物质；生化产品的应用面广，许多产品用作医药、食品、试剂等，对含量和纯度要求高等。
]从而导致下游加工过程度成本往往占整个生物加工过程生产成本的大部分。
（教材中列出了若干生物制品生产过程中分离过程的成本）因此，下游加工过程的成本往往决定整个生物加工过程的成败，设计合理的下游加工过程可大大降低目标产品的生产成本，实现更大规模上的商业生产。
评价生化物质分离纯化技术的标准是纯度、收率和成本等三个因素，应从这三个方面进行综合考虑和优化才能决定最佳工艺技术。
3.下游加工技术的一般流程参照教材第3页图1.1强调如下几点：第一，流程图包括了本课程所涉及的大部分教学内容；第二，一个目标产物的获得需要进行多步处理，这样导致总收率的降低。
生化分离工程知识点归纳第一章绪论1、生物物质分离工程：在工业规模上，通过适当的分离纯化技术与装备并消耗一定的能量和分离介质来实现生物物质（产品）制备的过程，是生物产业的一个重要组成部分。
2、生物工程下游加工过程的特点：（1）成分复杂：固体成分、液体成分（2）悬液中的目标产物浓度低（3）稳定性差：化学（温度和pH值）或微生物引起的降解（4）生物产品质量要求高：纯度、卫生、生物活性3、下游加工过程的一般流程（4个阶段）：发酵液的预处理与固液分离、初步纯化（提取）、高度纯化（精制）、成品加工。
4、某一具体产品的分离提取工艺设计中应考虑的问题：①产物本身的性质；②是胞内产物还是胞外产物；③原料中产物和主要杂质浓度；④产物和主要杂质的理化特性及差异；⑤产品用途和质量标准；⑥产品的市场价格；⑦不同分离方法的技术经济比较及废液的处理方法等。
第二章发酵液的预处理与过滤1、发酵液的预处理发酵液的预处理的方法：（1）加热：最简单、最经济的预处理方法是加热，降低料液黏度，也可以对其进行灭菌。
但加热变性的方法只适合于对热稳定性的产物。
（2）调节料液的pH值：促进全细胞聚集。
（3）凝聚和絮凝：凝聚是指通过加入简单电解质降低了胶体粒子间的排斥电位，从而使得范德华引力起主导作用，聚合成较大的胶粒，粒子的密度越大，越易分离。
常用凝聚剂多为阳离子型如明矾、三氯化铁。
絮凝是指预处理时加入絮凝剂（通常指天然或合成的生物大分子聚电解质）既能降低排斥电位，又吸附了周围的微粒，形成桥架作用，促使胶粒形成粗大，密度低的絮凝团。
这些絮凝团很容易被过滤得到。
主要絮凝剂：聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、多聚胺衍生物。
（4）使用惰性助滤剂：硅藻土、珍珠岩。
2、真空过滤器的优点：连续自动操作,节省人力，生产能力大。
真空过滤器的缺点：附属设备多，投资费用高，推动力小适用于量大易过滤的料液。
3、压滤器的优点：过滤推动力大，过滤面积大。
压滤器的：缺点：板框压滤机劳动强度大，投资、维护费用高。
生化分离工程基本概念复习要点生化分离工程基本概念复习要点一类1、过滤是指利用多孔介质（滤布）截留固液悬浮液中的固体粒子，进行固液分离的方法。
速度和质量是过滤操作的指标，滤饼阻力是关键，故先多对滤液絮凝或凝聚处理，或加助滤剂如硅藻土等。
2、广泛用于生化实验室及生化工业的分离设备是离心机，根据其离心力大小可分为:低速离心机、高速离心机和超离心机。
细胞的分离一般可用低速离心机或高速离心机，蛋白质的分离一般要用超离心机。
3、膜在分离过程中功能：①物质的识别与透过；②相界面；3、反应场。
4膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程，按分离粒子大小进行分为微滤（MF）超滤（UF）反渗透（RO）透析（DS）电渗析（ED）和渗透气化（PV）等，其中传质推动力为压差和浓差，适合于有机物与水分离，共沸物分离的是渗透气化（PV）。
5、膜组件主要有管式、中空纤维、螺旋卷绕式、平板式，其共同的特点是尽可能大的膜表面积、可靠的支撑装置、可引出透过液、膜表面浓度差极化达到最小。
6、双水相萃取的特点为：平衡时间短、含水量高、界面张力低、为生物活性物质提供了温和的分离环境。
操作简便、经济省时、易于放大。
7、液膜根据结构可分为多种，但具有实际应用价值的主要有三种乳状液膜、支撑液膜、流动液膜。
8、在双水相系统中，影响分配系数的主要因素有，成相聚合物分子质量和浓度、盐的种类和浓度、PH值、温度。
9、溶质、溶剂、萃取剂、萃取相、萃余相10、超临界流体的密度接近于液体，这使它具有液体溶剂相当的萃取能力；超临界流体的粘度和扩散系数又于气体相近似，而溶剂的低粘度和高扩散系数的性质也是有利于传质。
11、离子交换树脂按活性基团不同可分为强酸性阳离子交换树脂在PH1~14范围内均可使用、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂只能在PH<7的溶液中使用，按理化性质分类透明的凝胶型树脂，吸水后形成微细的空隙，失水后，孔隙消失。
生化分离工程生化分离工程1. 生物工程的分支学科及相关定义：基因工程，细胞工程，酶工程，发酵工程2. 生化分离工程定义：为提取生物产品时所需的原理方法技术以及相关设备的总称，指从各种发酵液，培养液，反应液和动植物组织细胞中提取分离纯化富集生物产品的过程。
3. 生化分离所得产物特点：A:产物浓度低的水溶液，受氧传递限制，细胞量和产物抑制;B:组分复杂，可以使小分子，大分子，可溶或不可溶物，化学添加物等；C：产物稳定性差，化学降解或微生物降解；D：分批操作，生物变异性大；E：质量要求高，尤其是食品和药品。
4. 从工业发酵范畴来看，从发酵醪中获得的产物大致有三类：菌体，酶，代谢产物5. 生化产品后处理过程生化分离技术所要满足的条件：可答条件温和，专一性强，选择性好，产率高，快速生产之类，相当于生物反应的特点，写多少算多少。
6. 生化分离工程选择原则：步骤少；次序合理；产品规格的要求；生产规模，物料组成，产品形成及其稳定性等。
若为问答题再接着吹，每条后面补充点例子。
7. 适合生物小分子的单元操作：吸附，离子交换，沉淀，溶剂萃取，超滤，结晶；适合于大分子的单元操作：沉淀，双水相萃取，逆胶束萃取，超滤，层析。
8. 分离效率的评价：浓缩率，分离因子，回收率，纯化因子9. 生化分离工程发展趋势：往基础理论的研究，完善老技术，发明新技术，高效分离技术的工程化，环保化等方面胡诌。
10. 生化分离工程的单元操作按生产加工过程可分为四个阶段：发酵液预处理，分离提取，精致纯化，后期成品加工11. 发酵液预处理的作用：改变发酵液物理性质，产物转入液相中，除去发酵液中部分杂质12. 预处理方法：加热可使粘度降低，加入盐类可除去高价无机离子，调节PH。
13. 名词解释：凝聚：中性盐的作用下，双电层排斥电位的降低而使胶体体系不稳定的现象；絮凝：某些高分子絮凝剂的作用下，基于架桥作用，使胶粒形成粗大的絮凝团的物理集合过程；混凝：前两者集合的过程；凝聚值：使胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度，用来表示电解质的凝聚能力。
一、沉淀法
名解：
沉淀与结晶：
盐析和盐溶:在高浓度的中性盐存在下，蛋白质（酶）等生物大分子物质在水溶液中的溶解度降低，产生沉淀的过程。
有机溶剂沉淀法：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。
知识点：
常用的蛋白质沉淀方法有哪些？
盐析法，等电点沉淀法，有机溶剂沉淀法，非离子型聚合物沉淀法，聚电解质沉淀
金属离子沉淀法
防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围的双电层和水化合膜。
Cohn经验方程式。
在相同离子强度下，盐的种类对蛋白质溶解度的影响有一定差异，一般的规律为：半径小的高价离子的盐析作用较强，半径大的低价离子作用较弱。
等电点沉淀的操作条件是蛋白质分子以两性离子形式存在和其分子净电荷为零(即正负电荷相等) 。
溶液的pH大于等电点时，蛋白质带负电荷，溶液的pH小于等电点时，蛋白质带正电荷。
有机溶剂沉淀时，蛋白质的相对分子质量越大，则有机溶剂用量越少；在溶液等电点附近，则有机溶剂用量越少。
在蛋白质颗粒和溶液界面之间的三种电位。
见下题
请简述双电层理论。
在蛋白质颗粒和溶液界面之间存在有三种电位：①胶核表面的电
位φ0，是整个双电层的电位或称Nernst电位；②Stern平面上的
电位φs；③在滑动面上的电位ξ称ξ电位(或称电动电位)。
这三
种电位中只有ξ电位能实际测得，所以认为它是控制胶粒间电排斥
作用的电位。
它取决于Nernst电位和反离子的浓度及电荷大小，
即随着溶液中离子浓度和价数的升高，ξ电位下降，从面使颗粒间
斥力强度减小，溶液趋于不稳定，蛋白质也就会沉淀下来。
沉淀法分离蛋白质有哪些特点？
①分离前期就可使原料液体积很快地减小10－50倍，从而简化生产工艺、降低生产费用，浓缩与纯化合二为一；
②使中间产物保持在一个中性温和的环境；
③可及早地将目标蛋白从其与蛋白水解酶混合的溶液中分离出来，避免蛋白质的降解，提高产物稳定性；
④用蛋白质沉淀法作为色谱分离的前处理技术、可使色谱分离使用的限制因素降低到最少。
蛋白质沉淀的方法有哪些？（请列举5种蛋白质沉淀的方法）。
沉淀和结晶有何区别与联系？
在本质上同属一种过程，都是新相析出的过程．主要是物理变化，当然也存在有化学反应的沉淀或结晶。
沉淀和结晶的区别在于形态的不同，同类分子或离子以有规则排列形式析出称结晶．同类分子或离子以无规则的紊乱排列形式析出称为沉淀
影响盐析的因素有哪些？
（1）离子强度对盐析过程的影响
（2）蛋白质种类：一般而言组成相近的蛋白质，分子量越大，沉淀所需的盐的量越少；蛋白质分子不对称性越大，也越容易沉淀。
（3）不同种类的盐：对蛋白质溶解度的影响主要是对Ks的影响，Ks较大就意味着盐的盐析效果较好。
（4）温度和pH值对（β）盐析的影响
如何选择盐析用盐？列举常用的盐析用盐。
A 盐析作用要强
在相同离子强度下，盐的种类对蛋白质溶解度的影响有一定差异，一般的规律为：半径小的高价离子的盐析作用较强，半径大的低价离子作用较弱
（Ks）磷酸钾>硫酸钠>硫酸铵>柠檬酸钠>硫酸镁
B 盐析用盐需有较大的溶解度
C 盐析用盐必须是惰性的
D 来源丰富、经济
据此，常用的盐析用盐有
#硫酸铵：溶解度大（767g/L）硫酸钠磷酸盐柠檬酸盐
在有机溶剂沉淀中，有机溶剂的选择应该注意哪些？
所选溶剂和水互溶，而和蛋白不起作用，乙醇、丙酮最常用。
蛋白分子量越大，有机溶剂用量越少。
例如丙酮作为沉淀剂时用量与蛋白分子量关系：丙酮用量＝1.8－0.12ln[蛋白分子量]
一般把蛋白质沉淀过程人为的分为几个步骤？
1）初始混合：蛋白溶液与沉淀剂在剧烈搅拌下混合
2）晶核生成：形成初始固体小颗粒－晶核
3）扩散限制生长：晶核在Brownian扩散作用下，形成亚微米的核
4）流动引起的生长：核在搅拌下，碰撞聚集成絮体
5）絮体的破碎：松软的絮体在溶液剪切力小，破碎
6）聚集体的陈化：在扩散－凝聚过程中，演变为密度高的、结实的沉淀
简述有机溶剂沉析的原理。
（1）降低了溶质的介电常数，使溶质之间的静电引力增加，从而出现聚集现象，导致沉淀。
（2）由于有机溶剂的水合作用，降低了自由水的浓度，降低了亲水溶质表面水化层的厚度，降低了亲水性，导致脱水凝聚。
简述盐析Cohn方程中，β和Ks的物理意义。
据此用盐析法分离蛋白质时可以有哪两种方法？
β值为蛋白质在纯水中即离子强度为零时的假想溶解度对数值，是pH值和温度的函数，在蛋白质等电点(pI)时最小。
Ks与温度和pH值无关，但和蛋白质及盐的种类有关。
因此，用盐析法分离蛋白质时可以有两种方法：
①在一定的pH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。
②在一定的离子强度下，改变溶液的pH值及温度．达到沉淀的目的，称为“β”分级盐析法
其中，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。
而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。
图示利用蛋白质沉淀大规模提出白蛋白与免疫球蛋白的工艺流程。
试举例利用沉淀技术分离一种生化产物。
二、离子交换
名解：
离子交换、大孔离子交换树脂、两性树脂、螯合树脂、交换容量、表观容量、工作容量、树脂再生
知识点：
根据修饰基团的不同，离子交换树脂可分为哪四大类？
离子交换树脂的网络骨架分为人工合成的高分子材料和天然多糖交联材料两大类，人工合成的高分子材料有聚苯乙烯、聚丙烯酰胺等，天然多糖交联材料主要有葡聚糖、琼脂糖，天然多糖材料有亲水性强、交换空间大、对生物大分子物质致变性作用小等优点。
离子交换树脂在结构上由哪几部分组成？
离子交换树脂的选用要考虑哪些因素？
简述离子交换机理。
影响离子交换速度的因素有哪些？
影响离子交换选择性的因素有哪些？
强酸型离子交换树脂第一次使用时有哪些预处理步骤？
离子交换树脂洗脱的原则？
三、色层分离法
名解：
正相色谱法与反相色谱法、色谱技术、色谱图(色谱流出曲线)、基线、色谱峰、保留时间、保留体积、洗脱体积、相对保留值、分离度Rs、分离因素、分配色谱、薄层层析、离子交换色谱、分子筛凝胶色谱
知识点：
色谱法按分离机理可分为几种类型？纸层析是一种层析。
置换色谱要求样品组分及置换剂的吸附等温线应为Langmuir 型，而且置换剂相对于被分离的各组分应有最的吸附能力，其吸附等温线位于所有组分的吸附等温线的。
层析柱的理论塔板数越多，则溶质的分离度越。
层析操作必须具备相和相。
按照操作方式，洗脱方法有哪三种。
使用硅胶或氧化铝柱时，最常用的配对的展开剂是和。
色谱分离技术有哪些特点？
色谱分离技术对层析介质有哪些要求？
层析介质的种类并举例。
层析柱操作基本步骤有哪些？
色谱装置主要有哪几个部件组成？
层析柱装柱操作时有哪些要求或注意事项？
吸附色谱展开剂选择的原则？
一般吸附色谱的操作程序？
分配色谱有哪些优点？
薄层法有哪些优点？
薄层色谱条件选择的原则？
HPLC使用时应注意哪几个问题？
HPLC选择流动相时应注意哪几个问题？
凝胶使用前处理要注意哪几个问题？
简述凝胶排阻色谱（分子筛）的分离原理。
根据溶质与固定相作用原理的不同，色谱分离有哪几种技术？不同色谱技术的原理及应用，举1-2个例子。
