分离科学思考题答案PDF版汇总.

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生化分离技术思考题答案解析1-6章

生化分离技术思考题答案解析生化分离第一章1. 简述生化分离技术在生物技术中的地位和主要作用。

2.生化分离技术的主要种类及特点。

种类：细胞破碎(cell disruption) 、沉淀分离(precipitation) 膜过滤(membrane filtration) 层析分离(chromatography)、电泳分离(electrophoresis)、离心分离（centrifugation）特点：成分复杂、含量甚微、易变性，破坏、具经验性、均一性的相对性3．何谓生化分离技术的集成化概念？请举例加以说明。

1) 利用已有的和新近开发的生化分离技术，将下游过程中的有关单元进行有效组合(集成) 2) 或把两种以上的分离技术合成为一种更有效的分离技术，达到提高产品收率、降低过程能耗和增加生产效益的目标。

如膜过滤与亲和配基、离子交换基团相结合，形成了亲和膜过滤技术、亲和膜色谱、离交膜色谱；亲和配基和聚合物沉淀作用相结合，形成亲和沉淀技术等等。

（P5）4.说明生化分离的主要步骤并指出胞内产物和胞外产物的分离纯化流程不同之处。

1选材，来源丰富，含量相对较高，杂质尽可能少2.提取：将目的物从材料中以溶解状态释放出来，方法与存在部位及状态有关。

3.分离纯化：核心操作，须据目的物的理化性质，生物学性质及具体条件定。

4.浓缩、结晶、干燥。

5、保存。

整个过程应有快速灵敏准确的分析方法来衡量效果（收率、纯度）。

胞内产物需要破壁的过程：需要将目的物从胞内转移到外界溶液中，需要细胞提取物破碎、匀浆、离心，如果是液体的话，获得提取液，如果是想获得固体目的物，就对沉淀进行洗涤再获得提取物。

生化分离第二章1、简要说明常用细胞破碎的主要方法、原理、特点、适用范围及细胞破碎今后的发展方向。

答：常用的细胞破碎方法有：组织捣碎、珠磨法、高速匀浆法、挤压法、超声破碎法、酶溶法、化学渗透法、干燥法等。

1 组织捣碎，其原理是利用机械运动产生剪切力的作用破细胞，利用高速旋转的叶片所产生的剪切力将组织细胞破碎。

生物分离工程总结课后思考题

二、盐析的原理是什么？影响因素有哪些？水溶液中蛋白质溶解度一般在生理离子强度范围内（0.15-0.2mol/kg）最大，低于或高于此范围溶解度降低，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称为盐析。蛋白质的盐析行为随蛋白质的相对分子质量和立体结构而已，不同蛋白质β值不同，KS值随蛋白质相对分子质量的增大或分子不对称性的增强而增大，盐析沉淀结构不对称的高相对分子质量蛋白质所需的盐浓度较低，对特定蛋白质影响蛋白质盐析的主要因素有无机盐的种类，浓度，温度和pH值盐的种类影响KS值，离子半径小而带电荷较多的阴离子盐析效果好温度和pH值影响β，在高离子强度溶液中，温度上升，有利于某些蛋白质失水，因此温度升高，蛋白质溶解度下降 pH值接近蛋白质等电点有利于提高盐析效果四、常用的有机溶剂沉淀剂有哪些？丙酮和乙醇第四章一、分配定律（分配系数概念）及其应用条件是什么？在恒温恒压条件下，溶质在互不混溶的两相中达到平衡系数时，其在两相中的浓度之比为一常数，该常数称为分配系数，即上式应用条件：（1）稀溶液；（2）溶质对溶剂之间的互溶度没有影响；（3）溶质之间不发生缔合或解离二、弱电解质在溶剂萃取两相中的分配平衡有何特点，pH值如何影响弱酸、弱碱的萃取弱电解质在水相中发生不完全解离，仅仅是游离酸或游离碱在两相产生分配平衡，而酸根或碱基不能进入有机相，所以萃取达到平衡状态时，一方面弱电解质在水相中达到解离平衡，另一方面，未解离的游离电解质在两相中达到分配平衡。对酸来说，越酸萃取效果越好，对碱来说越碱效果越好三、化学萃取及其应用领域化学萃取是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水溶性溶质向有机相的分配，主要用于一些氨基酸和极性较大的抗生素的萃取
萃取过程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

(完整)食品分离技术思考题汇总,推荐文档

第一章：总论1、分离过程有哪些基本原则？✧物质通过分离设备，在分离剂（质量分离剂和能量分离剂）作用下，得到产物或残留物。

⊕2、简述分离技术的分类及其分离原理。

✧机械分离（不涉及传质过程）脂旋风分离惯性流动力密度差喷雾干燥是指在分离过程中，有物质传递过程的发生。

分为两大类：平衡分离过程和速率控制分离过程。

平衡分离过程：为借助分离媒介（如热能、溶剂、吸附剂等）使均相混合物系统变为两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不等同的分配为依据而实现分离。

名称原料相态分离因子分离原理工业应用举例蒸发液体热量蒸汽压差液体浓缩蒸馏液体热量蒸汽压差芳香物质回收结晶液体冷却或蒸发利用过饱和度/熔点糖精制、冻结产品干燥含湿的固体热量、气体水分蒸发食品脱水冷冻干燥液体热量、减压冻结/升华食品干燥萃取固体、液体萃取剂溶解度不同脂肪天然产物萃取浸提固体溶剂溶解度油提取、蔗糖抽提吸附液体、气体固体吸附剂吸附势油脂脱色、水分吸附离子交换液体固体树脂离子亲和力乳清脱盐、水的吸附速率控制分离过程：是指借助某种推动力，如浓度差、压力差、温度差、电位差等的作用，某些情况下在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速度的差异而实现混合物的分离操作。

（1）膜分离：膜分离是利用流体中各组分对膜的渗透速率的差别而实现组分分离的单元操作。

过程的推动力可以是压力差、浓度差或电位差。

（2）场分离：场分离是利用电磁场、重力场、温度场等物理场作为推动力，对物质进行分离的过程。

名称原料相态分离因子分离原理举例反渗透液体压力/膜膜渗透性果汁浓缩、海水淡化超滤液体压力/膜膜渗透性乳清粉生产、牛奶浓缩液膜液体、气体浓度/膜膜渗透与化学反应污水处理、生化反应电渗析液体电场/膜电位差氨基酸脱盐、葡萄糖精制电泳液体电场力带电粒子扩散迁移氨基酸、核酸、酶分离色谱分离气体、液体固相载体吸附浓度差难分离物质的分离分子蒸馏液体气体扩散分子扩散甘油单酯分离、从油中分离维生素A、E✧其他物理场辅助分离技术1.超声波萃取2.微波辅助萃取3.超声微波协同萃取3、选择食品分离技术的原则有哪些？✧总的原则是先要确定分离的目的，了解待分离混合物中各组分的物理、化学、生物学方面的性质，并要充分关注分离的目标成分。

分离科学思考题答案 2

分离科学思考题答案一、名词解释截留率:指溶液经超滤处理后被膜截留的溶质量占溶液中该溶质总量的百分率。

水通量:纯水在一定压力温度0.35MPa25℃下试验透过水的速度。

浓差极化:电极上有电流通过时电极表面附近的反应物或产物浓度变化引起的极化。

分配系数:物质在两种不相混的溶剂中平衡时的浓度比HLB值:表面活性剂亲水-亲油性平衡的定量反映。

萃取因素:影响双水相萃取的因素包括聚合物体系无机盐离子体系PH体系温度及细胞温度的影响。

带溶剂:易溶于溶剂中并能够和溶质形成复合物且此复合物在一定条件下又容易分解的物质也称为化学萃取剂。

结晶:.物质从液态溶液或溶融状态或气态形成晶体。

晶核:过饱和溶液中形成微小晶体粒子是晶体生长必不可少的核心。

重结晶:利用杂质和洁净物质在不同溶剂和温度下的溶解度不同将晶体用合适的溶剂再次结晶以获得高纯度的晶体操作。

双水相萃取:利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异进行的分离操作。

超临界流体萃取:利用超临界流体作为萃取剂对物质进行溶解和分离。

离子交换技术:通过带电的溶质分子与离子交换剂中可交换的离子进行交换而达到分离纯化的方法。

膜污染:指处理物料中的微粒胶体或溶质大分子与膜存在物理化学作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附沉积造成膜孔径变小或堵塞使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。

凝聚值:胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度。

精馏:利用液体混合物中各组分挥发度的差异及回流手段来实现分离液体混合物的单元操作。

最小回流比:当回流比减小到某一数值后使两操作线的交点d落在平衡曲线上时图解时不论绘多少梯级都不能跨过点d表示所需的理论板数为无穷多相应的回流比即为最小回流比萃取精馏:向原料液中加入第三组分称为萃取剂或溶剂以改变原有组分间的相对挥发度而得到分离。

共沸精馏:体系中加入一个新的组分称为共沸剂共沸剂与待分离的组分形成新的共沸物用精馏的方法使原体系中的组分得到分离。

凝聚:指在投加的化学物质铝、铁的盐类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。

现代分离技术复习思考题及答案资料

第一章膜分离1.什么是分离技术和分离工程？分离技术系指利用物理、化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分成两个或多个组成彼此不同的产物的一种手段。

在工业规模上,通过适当的技术与装备,耗费一定的能量或分离剂来实现混合物分离的过程称为分离工程。

2.分离过程是如何分类的？机械分离、传质分离(平衡分离、速率控制分离)、反应分离第二章膜分离１.按照膜的分离机理及推动力不同,可将膜分为哪几类？根据分离膜的分离原理和推动力的不同,可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。

2.按照膜的形态不同,如何分类?按膜的形态分为平板膜、管式膜和中空纤维膜、卷式膜。

3.按照膜的结构不同,如何分类?按膜的结构分为对称膜、非对称膜和复合膜。

4.按照膜的孔径大小不同，如何分类?按膜的孔径大小分多孔膜和致密膜。

5.目前实用的高分子膜膜材料有哪些？目前，实用的有机高分子膜材料有:纤维素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。

6.MF(微孔过滤膜),UF（超过滤膜）,NF(纳滤膜),RO（反渗透膜）的推动力是什么？压力差。

7.醋酸纤维素膜有哪些优缺点？醋酸纤维素是当今最重要的膜材料之一。

醋酸纤维素性能稳定,但在高温和酸、碱存在下易发生水解。

纤维素醋类材料易受微生物侵蚀,ｐH值适应范围较窄,不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。

8.醋酸纤维素膜的结构如何?表皮层,孔径（8－10)×10－10m。

过渡层，孔径200×10－10m。

多孔层,孔径（１０００-4000）×10-10m9.固体膜的保存应注意哪些问题？分离膜的保存对其性能极为重要。

主要应防止微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。

微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜;而水解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。

温度、pH值不适当和水中游离氧的存在均会造成膜的水解。

冷冻会使膜膨胀而破坏膜的结构。

膜的收缩主要发生在湿态保存时的失水。

生化分离原理与技术思考题答案

生物分离原理与技术知识点汇总第一章绪论1、各类分离纯化技术分别利用了生物分子的哪些特性来实现分离？利用这些性质进行分离的方法有哪些？⑴形状和大小:凝胶过滤、超滤、透析;⑵电荷性质:离子交换层析、电泳（除SDS）; ⑶极性（疏水性）:疏水层析、反相层析;⑷生物功能或特殊化学基团:亲和层析;⑸等电点 pI:层析聚焦、等电聚焦、等电点沉淀;⑹溶解性:盐析、有机溶剂提取、结晶;⑺密度、大小:超离心、SDS-PAGE。

2、一个完整的分离纯化操作有哪些基本步骤？各个阶段所用的分离方法分别侧重哪些指标？生化分离基本步骤：（1）选材: 来源丰富，含量相对较高，杂质尽可能少。

（2）提取（预处理）：将目的物从材料中以溶解状态释放出来，方法与存在部位及状态有关（3）分离纯化: 核心操作，须根据目的物的理化性质，生物学性质及具体条件确定。

（4）浓缩、结晶、干燥。

（5）保存。

整个过程应有快速灵敏准确的分析方法来衡量效果（收率、纯度）。

第二章生物样品的预处理1、简述常用细胞破碎的主要方法、原理、特点、适用范围及细胞破碎今后的发展方向。

机械法:(1)胞捣碎法。

原理：机械运动产生剪切力，适用于动植物组织。

（2）高速匀浆法。

破碎程度较上法好，且机械剪切力对生物大分子的破坏较小，处理量大。

原理：利用高压使细胞悬浮液通过针型阀，由于突然的减压和高速冲击撞击环使细胞破碎。

适用于：较柔软、易分散的组织细胞。

（3）研磨法和珠磨法。

由陶瓷的研钵和研杆组成，加入少量研磨剂（如精制石英砂、玻璃粉、硅藻土。

适用于微生物与植物细胞。

（4）挤压法。

微生物细胞在高压下通过一个狭窄的孔道高速冲出，因突然减压而引起一种空穴效应，使细胞破碎。

适用于细菌（G - ）。

物理法:（1）超声破碎。

频率为20kHz 以上的波，超过人耳可听范围。

其对细胞的破碎与空穴的形成有关。

一般样品浓度、声强、频率、介质的离子强度、pH、处理时间都对破碎有影响。

（2）反复冻融动物材料。

膜分离技术复习思考题和答案解析

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分离科学与技术复习思考题和答案
③选择适当的操作压力和料液黏度，避免增加沉淀层的厚度与密度；④采用具有抗污染性的修饰膜； ⑤定期对膜进行清洗和反冲。控制方法： 1）进料液的预处理：预过滤，pH，溶液中盐浓度，溶液浓度，离子强度的处理。 2）选择合适的膜材料（膜孔径或截留分子量的选择，膜结构的选择）以减轻膜的吸附。 3）改善操作条件：加大流速，温度，压力与料液流速，溶液与膜接触时间的改善。清洗方法： 1）物理清洗：等压清洗、反洗、气水双洗、海棉球擦洗。 2）化学清洗：碱、酸、酶、络合剂、表面活性剂。 3）电清洗。 4）其它方法-电场过滤、脉冲电解清洗、电渗透清洗等。
一种低能耗，低成本的分离技术 2）分离过程一般在常温下进行，因而对那些需避免高温分离，分级，广，对无机物、有机物及生物制品等均可适用；（4）分离装置简单，操作容易，制造方便。
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期末考试复习备考
问题反馈：huashengxueyuanbgs@
分离科学与技术复习思考题和答案
写在前面的话
本试题的复习思考题与分离科学与技术上课用的课件相同步，为我认真的看了老师的课件和阅读了相关文献和结合自己的观点后，认真的总结完成了思考题的答案编写，试题仅供复习期末考试用，答案要点均详细，需认真总结回答要点，在考试中，写出要点和适当作扩展即为正确答案，如你在阅读过程中，有任何疑问或者更好的答案，请发送邮件给我，我们再相互讨论，祝你们取得好成绩！
R
c1 c2 100% c1 yA x / A 1 y A 1 xA
混合物
分离因子
(或分离系数β）

6、什么是膜污染？如何减轻膜的污染？【参考答案】由于在膜表面上形成了覆盖层或膜孔堵塞等外部因素而引起膜的通量和分离效果

硕士研究生分离工程思考题答案

1.1、什么是绿色分离工程，实现的途径。

答：绿色分离工程是指分离过程绿色化的工程实现。

途径：对传统分离过程进行改进、优化，使过程对环境的影响最小甚至于没有。

手段：开发及使用新型的分离技术1.2、化工分离技术的特性答：化工分离技术的重要性、化工分离技术的多样性、化工分离技术的复杂性1.3、化工分离技术发展的特点答：1、竞争促进了分离过程的强化：化工塔器的内件:高效塔板、规整填料和散装填料发明层出不穷2、耦合分离技术引起重视：综合了两种分离技术的优点，可以解决许多传统的分离技术难以完成的任务3、信息技术推动了分离技术的发展： 4、根据国情，加速分离科学和技术的发展 1.4 、简述分离过程的集成化答：1、反应过程与分离过程的耦合2、分离过程与分离过程的耦合3、过程的集成：（1）传统分离过程的集成（2）传统分离过程与膜分离的集成（3）膜过程的集成1.5、分离过程的种类与特性答：分离过程：借助一定的分离剂，实现混合物中的组分分级（Fractionalization ）、浓缩（Concentration ）、富集（Enrichment ）、纯化（Purification ）、精制（Refining ）与隔离（Isolation ）等的过程。

1、扩散式分离过程—— 涉及物质从进料向一股产品流的扩散传递。

分为平衡分离过程和速率分离过程。

(1)蒸发、蒸馏和干燥等(根据挥发度或汽化点的不同)；(2)结晶(根据凝固点的不同)；(3)吸收、萃取和沥取等(根据溶解度的不同) ；(4)沉淀(根据化学反应生成沉淀物的选择性) ；(5)吸附(根据吸附势的差别)；(6)离子交换(用离子交换树脂)；(7)等电位聚焦(根据等电位pH 值的差别)；(8)膜分离（超滤、反渗透、渗析等）、场分离（电泳、热扩散、气体扩散等）(根据扩散速率差) 2、非扩散式分离过程(即机械分离过程) —— 完成产品相的分离。

(1)过滤、压榨(根据截留性或流动性差异) ；(2)沉降(根据密度或粒度差)；(3)磁分离(根据磁性差)；(4)静电除尘、静电聚结(根据电特性)；(5)超声波分离(根据对波的反应特性)。

分离课后习题和答案解析

【考前须知】1.因时间关系，详细复习总结的电子版没时间做了，大家抽空多看看课本，考试以课本根底知识为主，书上找不到答案的不会考。

2.这里主要总结了老师上课讲的课后题参考答案，以及局部往届复习的名词解释整合，大家参考记忆。

3.考试题型：6-7个名词解释，6-7个选择题〔考察细节掌握，一个两分〕，填空，简答论述〔接近50分〕。

4.不考计算题，但依然会考公式的其他应用，复习时自己注意。

5.【P22】【P24】【P44-45】【P216-217】这几页的图和表必须会解读，【P191-192】这两页表必须背过，必考重点！考试没有画图题，但可能有读图题，常见的重点图示必须熟悉。

6.抓紧时间好好复习，今年监考比历届都要严，不要因小失大！！！7.最后，祝都过。

***感谢冯晓博、马阿敏、张雪琴三位热心的好学霸肯抽出时间为大家整理资料***第一章绪论1.别离技术的三种分类方法各有什么特点？答：〔1〕按被别离物质的性质分类分为物理别离法、化学别离法、物理化学别离法。

（2）按别离过程的本质分类分为平衡别离过程、速度差别离过程、反响别离过程。

（3）场流分类法2.别离富集的目的？答：①定量分析的试样通常是复杂物质，试样中其他组分的存在常常影响某些组分的定量测定，干扰严重时甚至使分析工作无法进行。

这时必须根据试样的具体情况，采用适当的别离方法，把干扰组分别离除去，然后才能进行定量测定。

②如果要进行试样的全分析，往往需要把各种组分适当的别离，而后分别加以鉴定或测定。

③而对于试样中的某些痕量组分，进行别离的同时往往也就进行了必要的浓缩和富集，于是就便于测定。

因此物质的化学别离和测定具有同样重要意义。

3.什么是直接别离和间接别离？答：直接别离是将待测组分从复杂的干扰组分别离出来；间接别离是将干扰组分转入新相，而将待测组分留在原水相中。

4.阐述浓缩、富集和纯化三个概念的差异与联系？答：富集：通过别离，使目标组分在某空间区域的浓度增大。

分离分析课后思考题整理(2、3章)

第二章沉淀分离法7. 进行氢氧化物沉淀分离时，为什么不能完全根据氢氧化物的K sp来控制和选择溶液的pH值？答：（1）实际获得沉淀的溶度积数值与文献上报道的溶度积有一定的差距；（2）在计算pH时，假设金属离子在溶液中只以一种阳离子的形式存在，忽略了金属离子的其它存在形式；（3）文献上记载的溶度积是指稀溶液中，没有其它离子存在时，难溶化合物的溶度积，实际上由于其它离子影响离子活度使得离子的活度积与溶度积存在一定的差别。

8.【Mg（OH）2的K sp=5×10-12】9.举例说明均相沉淀法的各种沉淀途径。

答：均相沉淀法的原理是，在沉淀开始时，整个溶液中沉淀物质的相对过饱和度均匀地保持在刚能超过临界过饱和度，使晶核可以形成，但是聚集速率较小，形成的晶核也较少，以后继续保持均匀的适当低的相对过饱和度，晶核就逐渐慢慢地长大，这样就能获得颗粒粗大，而且形状完整的晶形沉淀。

沉淀途径：（1）改变溶液的pH值。

一般多用尿素的水解反应来达到逐渐改变pH值的目的。

（2）在溶液中直接产生出沉淀剂。

例如，硫酸二甲酯水解，可用于Ba2+、Ca2+、Pb2+等的硫酸盐的均相沉淀。

草酸、草酸二乙酯水解，可均匀生成Ca2+、Mg2+、Zr4+等的草酸盐沉淀。

（3）逐渐除去溶剂。

例如用8-羟基喹啉沉淀Al3+时，可在Al3+试液中加入NH4AC缓冲溶液、8-羟基喹啉的丙酮溶液，加热至70-80℃，使丙酮蒸发逸出，15min后即有8-羟基喹啉铝的晶形沉淀出现。

（4）破坏可溶性络合物。

例如测定合金钢中的钨时，用浓硝酸（必要时加点高氯酸）溶解试样后，加H2O2、HNO3，钨形成过氧钨酸保留在溶液中。

在60℃下加热90min，过氧钨酸逐渐被破坏析出钨酸沉淀。

10.举例说明无机共沉淀剂和有机共沉淀剂的作用机理。

答：无机共沉淀剂按其作用机理可分为以下几类：(1)吸附或吸留作用的共沉淀剂。

常用的载体有氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化锰及硫化物等。

2011年-2008届-分离思考题及习题

《生物分离工程》思考题概论试述生化物质提炼过程的特殊性及工艺流程概况发酵液的预处理和过滤1．试述除去发酵液中Ca2+、Mg2+、Fe3+离子的方法和杂蛋白质的方法。

2．用ζ电位来解释溶液中蛋白质等胶体粒子稳定存在的原因？凝聚和絮凝的机理有何不同？影响混凝效果的因素是哪些？絮凝剂的分类。

3．怎样衡量各种不同滤饼的特性？试述测定量比阻的方法。

4．影响过滤速度的因素是什么？可采用哪些方法来提高过滤速度？细胞破碎1．了解微生物细胞破碎的各种方法。

2．包含体的分离方法有哪些？3．什么是蛋白质的复性，蛋白质复性时应注意什么？沉淀法1．蛋白质为什么可以采用盐析法进行沉淀分离？（NH4）2SO4为什么是最常用的盐析沉淀剂？2．在cohn经验式logS=β-K s I中，影响常数β、K s 因素是哪些？3．经实验知道，某一蛋白酶符合cohn经验式，并在18℃，pH7.5的条件下测得β=4.9、K s=0.32，试估算在酶活力为5000μml的蛋白酶溶液中加入60%饱和度的（NH4）SO4[相当于456g盐/L溶液]进行盐析沉淀时，蛋白质沉淀是否充分？计算收率为多2少？[假设沉淀前后溶液体积不变。

S单位为μ/ml]。

并讨论当原液浓度变化时，沉淀收率的变化情况。

4．等电点沉淀及有机溶剂沉淀的原理及影响因素是什么？吸附法1．分子间的作用力可分为哪几种？2．何谓Langmuir吸附等温线？3．了解大网格吸附树脂主要物理性能的测定方法。

4．总结采用大网格吸附剂时，应怎样考虑吸附条件和洗脱条件？5．有一弱碱性物质，已知PK1=7.3，PK2=8.2，分子量1100，易溶于乙醇、丙酮、丁酯等有机溶剂中，难溶于水，中性下较稳定，pH>9及pH<4都不稳定，今拟选用大网格树脂提取，试讨论应如何选择树脂的孔径，比表面？并设计提取工艺路线[吸附和解吸条件]。

说明理由。

6．林可霉素为一弱碱性抗生素，分子中有一个胺基，其pK＝7.6。

分离答案一至三章

第一章绪论1. 什么是分离科学?1. 分离科学是研究被分离组分在空间移动和再分布的宏观和微观变化规律的一门学科，也可以说是研究分离、浓集和纯化物质的科学。

2. 简述分离科学研究的内容(1)研究各种表面上看来毫无联系的各分离方法之间的共同规律；(2)如何将现代科技中对分离和纯化要求最迫切的对象进行研究，以提高经济效益，解决生产中的关键问题；(3)将各种分离方法联用，研究最优化的分离条件；(4)分离出迄今尚未发现的新物质；(5)寻求新的分离原理及方法等。

3. 简述分离的本质分离是非自发过程，是负熵过程，因而需要提供能量。

利用物质特有的某些性质，才能加以分离。

4. 解释回收率与富集倍数，并指出分离与富集的差异?回收率——分离后得到的组分总量和原始样品中组分的总量之比。

富集倍数——被分离组分的回收率与基体回收率的比值。

100 ng / 100 mL 0.1 g吸附剂100 ng/5mL富集倍数为20分离——将待检测组分从混合物中提出，或将干扰组分从体系中移走。

目的是提高检测的专一性。

富集——将待检测组分从大量基体物质里集中到一较小体积的溶液。

目的是提高检测的灵敏度。

5. Giddings提出分离方法的依据是什么? 简述其分类方法，并举例.Giddings提出的分离方法的分类是基于迁移和平衡。

他认为迁移有两个控制因素：第一是化学势能（μ），它既控制了相对的迁移又控制了平衡的状态；第二是流（flow）这可以是气体流也可以是液体流或超临界流体流。

由于化学势6.分离分析：是从分析的角度将一个待分析样品中所需知道的组成分离出来，随后或在分离的同时对单个组分进行定性和定量分析。

分离方法是化学的基础也可以说是许多自然科学领域所经常采用的基本方法技术，几乎涵盖所有领域。

7. 简述使用和研究分离分析方法的必要性？1.分析样品中存在干扰物质2.待测组分在样品中分布不均匀3.痕量组分的含量低于检测方法的检测限4.无合适标准品5.样品的物理、化学状态不适合于直接测定6.样品有剧毒或有强放射性8. 简述色谱法的分离机理。

分离科学课后习题答案

分离科学课后习题答案分析化学中的分离方法习题与答案试样的采集及处理一、填空:试样的预处理步骤包括(破碎)、(过筛)、(混合)和(缩分)四个步骤。

分解试样一般采用(溶解法)、(熔融法)和(烧结法)三种方法。

二、选择:( D )1.采样的样品中可能包括采样的随机误差和系统误差,在应用样品的检测数据来研究采样误差时,还必须考虑()的影响。

A 随机误差 B 系统误差 C 操作误差D 试验误差( A )2.物料按特性值变异性类型可以分为( )A 均匀物料和不均匀物料B 随机物料和非随机物料C 定向物料和周期性物料D 混合性物料和纯净性物料三、判断:( × )1.只要做好采样中的质量保证,就能使分析结果准确可靠。

( √ )2.在痕量分析中,纯度是选择溶剂的重要标准。

( √ )3.高氢酸共沸溶液沸点为203℃。

( √ )4.碳酸盐熔融一般在铂坩埚中进行,含硫熔剂的熔融不能用铂坩埚。

四、问答:1.试样处理时,破碎过程中会引起试样组成改变的原因是什么?答:⑴在粉碎试样的后阶段常常会引起试样中水分含量的改变。

⑵破碎机研磨表面的磨损,会使试样中引入某些杂质,如果这些杂质恰巧是要分析测定的某种微量组分,问题就更为严重。

⑶破碎、研磨试样过程中,常常会发热,而使试样温度升高,引起某些挥发性组分的逸去;由于试样粉碎后表面积大大增加,某些组分易被空气氧化。

⑷试样中质地坚硬的组分难于破碎,锤击时容易飞溅逸出;较软的组分容易粉碎成粉末而损失,这样都将引起试样组成的改变。

因此,试样只要磨细到能保证组成均匀和容易为试剂所分解即可,将试样研磨过细是不必要的。

2.试样分解使用熔融法有哪些缺点?怎么样尽量避免这些缺点对分析的影响?答:⑴熔融时常需用大量的熔剂(一般熔剂质量约为试样质量的十倍),因而可能引入较多的杂质;⑵由于应用了大量的熔剂,在以后所得的试液中盐类浓度较高,可能会对分析测定带来困难;⑶熔融时需要加热到高温,会使某些组分的挥发损失增加;⑷熔融时所用的容器常常会受到熔剂不同程度的侵蚀,从而使试液中杂质含量增加。

分离工程思考题1

（—）⏹1 生物工程下游技术的主要内容、根本任务和主要目标？⏹2 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？⏹3 设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素？⏹4 初步纯化与高度纯化分离效果有何不同？⏹5 分离纯化的得率与纯化倍数如何计算？⏹6 现化生物分离技术研究方向有哪些特点？（二）1.为什么要进行发酵液预处理？处理的目标及内容分别是什么？①.发酵液多为黏度大的悬浮液；②.目标产物在发酵液中的浓度常较低；③.成分复杂，固体粒子可压缩性大，悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大。

因此，不易通过过滤或离心进行细胞分离。

对发酵液进行适当的预处理，以便于固液分离，使后续的分离纯化工序顺利进行。

发酵液的预处理过程包括：①发酵液杂质的去除，包括除去杂蛋白、无机盐离子以及色素、热原、毒性物质等有机物质；②改善发酵液的处理性能，主要通过降低发酵液的黏调节适宜的PH值和温度、絮凝和凝聚。

2.发酵液金属离子的去除方法分别有哪些？（1）钙离子的去除⏹加入草酸，生成草酸钙，沉淀去除。

⏹草酸与镁离子结合生成草酸镁，去除Mg2+⏹草酸酸化发酵液，改变其胶体状态，有助于目标产物转入液相。

⏹在用量大时，可用其可溶性盐。

⏹反应生成的草酸钙还能促使蛋白质凝固，提高滤液质量。

（2）镁离子的去除⏹可加入三聚磷酸钠，形成络合物。

⏹还可用磷酸盐处理，大大降低钙和镁离子。

（3）铁离子的去除⏹一般用黄血盐去除，形成普鲁士蓝沉淀。

3.杂蛋白去除的方法和机理分别是什么？去除方法主要有：盐析法、等电点沉淀法、加热法、有机溶剂沉淀法、吸附法等盐析：在蛋白质溶液中加入一定量的中性盐（如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等）使蛋白质溶解度降低并沉淀析出的现象称为盐析（salting out）。

这是由于这些盐类离子与水的亲和性大，又是强电解质，可与蛋白质争夺水分子，破坏蛋白质颗粒表面的水膜。

另外，大量中和蛋白质颗粒上的电荷，使蛋白质成为既不含水膜又不带电荷的颗粒而聚集沉淀。

分离技术思考题

F
•
A
• 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
•
S
示意图
思考题
• （1）化学萃取与普通萃取的不同？过程中的化学作用？ • （2）过程动力学与哪些因素有关？ • （3）有哪些溶剂回收方法？
1、普通萃取过程中相互接触的两相均为液相； • 分离依靠两相间的密度差或外界输入能量而分离；界面张力以及两相的黏度等物理性质非常重要化学萃取利用溶剂对溶质组分具有较大的化学作用，溶剂选择性地与溶质化合或络合，从而帮助溶质重新分配达到分离目的
• 绝大多数天然的或者合成的亲水性高聚物的水溶液在与第二种亲水性高聚物混合时，超过一定的浓度范围时就会产生两相。两种高聚物分别溶于互不相溶的两相中，形成所谓的双水相体系。 • 高聚物之间的不相溶性，使高聚物分子之间有空间阻碍作用，使之相互之间无法渗透，出现分相的倾向。当满足一定的成相条件时，即可分为两相。
（5）蛋白质的分子量和浓度 • 蛋白质的分子量对其萃取率有较大影响。 • 用 AO低;而蛋白质浓度低时,萃取率较高。
思考题：
1、双水相萃取的优点有哪些？ 2、双水相有几类？如何形成双水相？ 3、双水相萃取最突出的问题是什么？
1、双水相萃取法的特点：
• 1、恒沸精馏:对于具有恒沸点的非理想溶液，通过加入一种分离剂与原溶液其中一个或几个组分形成更低沸点的恒沸物，从而使原溶液易于采用蒸馏进行分离的方法，称之为恒沸精馏。第三组分称为恒沸剂或挟带剂。恒沸物进一步分离方法：利用压力-组成变化、自夹带分层、外加恒沸剂。
• 萃取精馏：通过加入适当的分离剂（分子间作用力、氢键、络合作用）使得原来两组分的相对挥发度有显著的提高，从而可以实现原来挥发度相差很小或者形成恒沸物体系的精馏分离。

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1.SPE与SPME的特点各是什么？相同性？相异性？SPE特点：SPE技术基于液-固相色谱理论，采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、净化，是一种包括液相和固相的物理萃取过程。

其特点主要为：可同时完成样品富集与净化，大大提高检测灵敏度；比液液萃取更快；更节省溶剂,；可自动化批量处理；重现性好。

SPME特点：集萃取、浓缩、解吸、进样于一体的样品前处理新技术，它以固相萃取(SPE)为基础，保留了SPE的全部优点，排除了SPE需要柱填充物和使用有机溶剂进行解吸的缺点，并可用于GC和HPLC等仪器上直接进样。

它具有样品用量少、选择性高、使用方便、快捷等特点。

共同点：节约有机溶剂不会出现乳化现象缩短样品预处理时间容易操作可自动化控制不同点：SPME提高了较SPE相比降低了预处理陈成本，提高了回收率，改善了吸附剂孔道易堵塞的问题，排除了SPE需要柱填充物和使用有机溶剂进行解吸的缺点，并可用于GC和HPLC等仪器上直接进样。

2.SPE中各种萃取模式的特点及适用范围？固相萃取实质上是一种液相色谱分离，其主要分离模式也与液相色谱相同，可分为正相SPE，反相SPE，离子交换SPE和吸附SPE。

正相SPE所用的吸附剂都是极性的，用来萃取（保留）极性物质。

在正相萃取时目标化合物如何保留在吸附剂上，取决于目标化合物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间的相互作用。

正相固相萃取可以从非极性溶剂样品中萃取极性化合物。

反相固相萃取所用的吸附剂通常是非极性的或极性较弱的，所萃取的目标化合物通常是中等极性到非极性化合物。

目标化合物与吸附剂间的作用是疏水性相互作用，主要是非极性非极性相互作用，范德华力或色散力。

主要用于从强极性溶剂中萃取非极性或弱极性化合物。

离子交换固相萃取所用的吸附剂是带有电荷的离子交换树脂，目标化合物与吸附剂之间的相互作用是静电吸引力，用于萃取带有电荷的化合物。

吸附SPE：一般指用的吸附剂是综合性的、多功能的萃取方法。

3.优化SPE的步骤是什么？选择吸附剂样品预处理活化上样淋洗洗脱4、何谓双水相萃取答：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可以形成两相，并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统。

利用亲水性高分子聚合物的水溶液可形成双水相的性质，开发了双水相萃取法。

双水相萃取与水-有机相萃取的原理相似，都是依据物质在两相间的选择性分配。

当萃取体系的性质不同时，物质进入双水相体系后，由于表面性质、电荷作用和各种力（如憎水键、氢键和离子键等）的存在和环境因素的影响，使其在上、下相中的浓度不同。

5、双水相相图中各区域的含义是什么答：双水相相图是一根双节线，当成相组分的配比在曲线下方时，系统为均匀的单相。

混合后溶液澄清透明，称为均相区；当配比在曲线的上方时，能自动分成两相，称为两相区，当配比在曲线上，混合后，溶液由澄清变为浑浊。

6、常见的双水相构成体系有哪些答：可形成双水相的双聚合物体系很多，如聚乙二醇（PEG）/葡聚糖（Dx）,聚丙二醇/聚乙二醇，甲基纤维素/葡聚糖。

双水相萃取中采用的双聚合物系统是PEG/Dx，该双水相的上相富含PEG，下相富含Dx。

另外，聚合物与无机盐的混合溶液也可以形成双水相，例如，PEG/磷酸钾（KPi）、PEG/磷酸铵、PEG/硫酸钠等常用于双水相萃取。

PEG/无机盐系统的上相富含PEG,下相富含无机盐。

7.双水相适合萃取什么样品答：主要是分离蛋白质，酶，病毒，脊髓病毒和线病毒的纯化，核酸，DNA 的分离，干扰素，细胞组织，抗生素，多糖，色素，抗体等。

此外双水相还可用于稀有金属/贵金属分离8、影响生物分子在两水相中分配的因素有哪些答：由于溶质在双水相系统两相间的分配时至少有四类物质在两个不同相系统共存，要分配的物质和各相组分之间的相互作用是个复杂的现象，它涉及到氢键、电荷相互作用、范德华力、疏水性相互作用以及空间效应等，因此，可以预料到溶质在双水相系统中两相间的分配取决于许多因素，它既与构成双水相系统组成化合物的分子量和化学特性有关，也与要分配物质的大小、化学特性和生物特性相关。

大量研究表明，生物分子在双水相系统中的实际分配是生物分子与双水相系统间静电作用、疏水作用、生物亲和作用等共同作用的结果，形式上可以将分配系数的对数值分解为几项：InK=InKm+InKe+In Kh+InKb+InKs+InKc式中，Ke-----静电作用对溶质分配系数的贡献；Kh-----疏水作用对溶质分配系数的贡献；Kb-----生物亲和作用对溶质分配系数的贡献；Ks-----分子大小对溶质分配系数的贡献；Kc-----分子构型影响对溶质分配系数的贡献；Km-----除上述因素外的其它因素影响对溶质分配系数的贡献。

值得指出的是，这些因素中虽然没有一个因素完全独立于其它因素，但一般来说，这些不同的因素或多或少是独立存在的。

影响待分离物质在双水相体系中分配行为的主要参数有成相聚合物的种类、成相聚合物的分子质量和总浓度、无机盐的种类和浓度、pH值、温度等。

9电泳分离蛋白质的原理是什么蛋白质是两性电解质，当PH>pI时带负电荷,在电场作用下向正极移动:PH>PI 时带正电荷,在电场作用下向负极移动：PH=PI时净电荷为零，在电场作用下既不向正极移动也不向负极移动，此时的PH值即是该蛋白的PI值。

各种蛋白质中由不同种类的氨基酸一不同的比例组成，因而有不同的等电点，这是其固有的理化常数。

蛋白质在电场中汰动一段时间后，便会集中到确定的位置上呈一条致密区带。

若样品为混合的蛋白质溶液时，由于不同蛋白质的等电点和分子量是不同的，因此经电泳后，就形成了泳动度不同的区带。

利用此性质，便可把混合液中不同的蛋白质(或其它物质)分离开，也可用其对样品的纯度进行鉴定。

10、简述影响带电质点的泳动速度的因素（1）颗粒性质带电颗粒在电场中泳动的速度与带电颗粒的净电荷量成正比，与颗粒的半径成反比。

（2）电场强度E愈高，带电颗粒的泳动速度愈快。

（3）溶液性质pH偏离分子的等电点愈远，解离度愈大，净电荷愈多，泳动速度越快；离子强度加大，电流加大，泳动速度加快;泳动速度与溶液黏度成反比。

（4）电渗是支持物本身所带的电荷吸附溶液中性质相反的离子，在电场中移动的结果。

其带电愈高，电渗力愈大。

当颗粒的泳动方向与电渗方向一致时，加快颗粒的泳动速度；当颗粒的泳动方向与电渗方向相反时，则降低颗粒的泳动速度。

（5）焦耳热电泳过程中释放的热量与电流强度的平方成正比。

当电场强度或电极缓冲液离子强度增高，电流强度也增加，不仅降低分辨率(即电泳谱带的展宽和组分的热混和)，严重时甚至烧断或熔化支持介质。

（6）筛孔在筛孔大的凝胶中溶质颗粒的泳动速度快。

11、什么是电渗？带电质点泳动速度与电渗的关系如何？电渗是支持物本身所带的电荷吸附溶液中性质相反的离子，在电场中移动的结果。

其带电愈高，电渗力愈大。

当颗粒的泳动方向与电渗方向一致时，加快颗粒的泳动速度；当颗粒的泳动方向与电渗方向相反时，则降低颗粒的泳动速度。

12、PAGE、SDS-PAGE、IEFE中文名称是什么？简述各自的分离原理聚丙烯酰胺凝胶是由单体丙烯酰胺(Acr)和交联剂N,N-甲叉双丙烯酰胺(Bis)在加速剂N,N,N,N-四甲基乙二胺(TEMED)和催化剂过硫酸铵(AP)或核黄素(C17H2O6N4)的作用下聚合交联成三维网状结构的凝胶，以此凝胶为支持物的电泳称为聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)。

不连续PAGE，（1）凝胶层的不连续；浓缩胶浓度为2.5%-4%，分离胶则根据被分离样品的情况而定。

（2）缓冲液离子成分的不连续；在两层凝胶中加入前导离子，在电极缓冲液中加入尾随离子。

为保持溶液的电中性及一定的pH，在缓冲液中加入一种与前导和尾随离子符号相反的离子，为缓存配对离子。

在分离蛋白质样品时，常用的前导离子为Cl，甘氨酸根负离子为尾随离子，采用三羟甲基氨基甲烷（Tris）作为缓冲配对离子。

（3）电位梯度的不连续：前导离子后面形成了高的电位梯度。

当前导离子、尾随离子和蛋白质迁移率和电位梯度的乘积相等是，则三种离子移动速度相同。

在前导离子和尾随离子之间形成一个稳定的不断向阳极移动的界面。

也就是在高电位梯度和低电位梯度之间形成一个迅速移动的界面。

（4）pH值的不连续：在浓缩胶和分离胶之间有pH的不连续，这是为了控制尾随离子的解离度，从而控制其有效迁移率。

要求在浓缩胶中，慢离子较所有被分离样品的有效迁移率低，以使样品夹在前导和尾随离子界面之间，使样品浓缩。

而在分离胶中尾随离子的有效迁移率比所有样品的有效迁移率高，使样品不再受离子界面的影响。

SDS－PAGE是在电泳样品中加入含有SDS和β-巯基乙醇的样品处理液的一种电泳方法。

SDS即十二烷基硫酸钠(CH3-(CH2)10-CH2OSO3-Na+)，是一种阴离子表面活性剂即去污剂，它可以断开分子内和分子间的氢键，破坏蛋白质分子的二级和三级结构，强还原剂β-巯基乙醇可以断开半胱氨酸残基之间的二硫键，破坏蛋白质的四级结构。

SDS会与变性的多肽，并使蛋白带负电荷，由于多肽结合SDS的量几乎总是与多肽的分子量成正比而与其序列无关，因此SDS多肽复合物在丙稀酰胺凝胶电泳中的迁移率只与多肽的大小有关IEFE是一种利用具有PH梯度的支持介质分离等电点不同的蛋白质电泳技术。

其原理就是在电泳介质中放入载体两性电解质，当通以直流电时，两性电解质即形成一个由阳极到阴极逐步增加的PH梯度，在此体系中，不同蛋白质即一定到货聚焦于其相当的等电点位置上，也就是说被聚焦于一个狭的区带中，电泳技术中的等电点聚焦也被称为聚焦电泳。

13、PAGE与SDS-PAGE原理上有何不同？聚丙烯酰胺凝胶电泳能有效地把不同类型的蛋白质分开的主要依据．是样品中各种物质的电荷和分子量的差异性。

SDS-PAGE分离原理的主要依据，则是各种物质分子量的差异性。

因为当SDS与蛋白质结合后，蛋内质分子即带有大量的负电荷．并远远超越其原来的电荷，从而使天然蛋白质分子间的电荷差别就降低乃至消除。

与此同时蛋白质在SDS的作用下结构变得松散，形状趋向—致。

多肽与SDS结合的量几乎总成正比而与其序列无关。

所以各种SDS蛋白质复合物在电泳时产生的泳动率差异，就反映出分子量的差异。

在此条件下，样品分子量的对数与其在凝胶中的迁移率呈直线关系。

14、用SDS-PAGE测定蛋白质分子量时为什么要用巯基乙醇强还原剂β-巯基乙醇可以断开半胱氨酸残基之间的二硫键，破坏蛋白质的四级结构。

使蛋白质分子被解聚成肽链形成单链分子。

巯基乙醇使蛋白二硫键还原,有利于蛋白质与SDS的结合,蛋白质—SDS复合物带上相同密度的负电荷，并可引起蛋白质构象改变，使蛋白质在凝胶中的迁移率，不再受蛋白质原的电荷和形状的影响，而取决于分子量的大小，因此聚丙烯酰胺凝胶电泳可以用于测定蛋白质的分子量。