《生物分离工程》题库

《生物分离工程》题库一、填充题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和两大类；6. 工业上常用的超滤装臵有板式，管式，螺旋卷式和中空纤维式膜装臵；7. 影响吸附的主要因素有吸附剂的性质，吸附质的性质，温度，PH ，盐浓度和吸附物浓度与吸附剂用量；8. 离子交换树脂由高分子固定骨架，活性基团和活性离子组成。

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injection ，adsorption 和elution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；14.反相高效液相色谱的固定相是非极性的，而流动相是极性的；常用的固定相有C8 C18烷基链和苯基；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；17.常用的化学细胞破碎方法有渗透冲击，酶消化法，增溶法，脂溶法，和碱处理法；18.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；19.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；20.晶体质量主要指大小，性状和质粒三个方面；21.亲和吸附原理包括配基固定化，吸附样品和样品解吸三步；22.根据分离机理的不同，色谱法可分为吸附，分配，离子交换和凝胶；23.盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的Cohn方程为；当称为Ks盐析法；当称为β盐析法；24.蛋白质分离常用的色谱法有免疫亲和色层分离法，疏水作用色层分离法，金属螯合色层分离法和共价作用色层分离法；25.S DS 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电荷和分子形状差异，而将分子量作为分离的依据；26.常用的蛋白质沉析方法有盐析，有机溶剂和等电点；27.常用的工业絮凝剂有无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类；28.典型的工业过滤设备有半框压滤机、垂直叶片式硅藻土过滤机和真空转鼓过滤机；29.常用离心设备可分为间歇操作和连续操作两大类；30.根据物化理论，萃取达到平衡时，溶质在萃取相和萃余相中的化学势相等；31.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吸附；32.影响亲和吸附的因素有配基浓度、空间障碍、配基与载体的结合位点、载体孔径和微环境；33.阳离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强酸性、弱酸性和中强酸性；其典型的活性基团分别有磺酸基团、羧酸基团、磷酸基团；34.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三甲氨基、伯胺基团、；35.DEAE Sepharose是阴离子交换树脂，其活性基团是二乙胺基乙基；36.CM Sepharose是阳离子交换树脂，其活性基团是羧甲基；37.影响离子交换选择性的因素有离子水合半径、离子价、离子浓度、PH 、交联度、和载体骨架；38.离子交换操作一般分为静态和动态两种；39.蛋白质等生物大分子，在溶液中呈稳定的分散状态，其原因是由于静电斥力和形成水化膜；40.盐析用盐的选择需考虑盐析作用要强、盐析用盐要有足够大的溶解度，受温度影响尽量小、在生物学上是惰性的不影响蛋白质等的生物活性、来源经济丰富等几个方面的因素；41.影响有机溶剂沉淀的因素有温度、pH 、离子强度、样品浓度和金属离子的助沉作用；42.常用的超滤装臵有、、和；43.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；44.依据建立pH梯度的原理不同，等电聚焦（IEF）可分为载体两极电解质梯度和固相梯度；45.双相电泳中，第一相是等电聚焦；第二相是SDS-PAGE ；46.结晶包括三个过程过饱和溶液的形成、晶核的形成和晶体的生长；47.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；48.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和体积过剩吉布斯自由能组成；49.物料中所含水分可分为化学结合水、物理化学结合水和机械结合水三种；50.根据干燥曲线，物料干燥可分为恒速干燥和降速干燥两个阶段；51.工业生产中常用的助滤剂有和；52.液－液萃取从机理上分析可分为物理萃取和化学萃取两类；53.基本的离子交换过程由平衡、上样吸附、洗脱和再生组成；54.吸附包括料液与吸附剂混合，吸附质被吸附，料液流出和吸附质解吸附四个过程组成；55.大孔网状吸附剂有非极性吸附树脂，中等极性吸附树脂和极性吸附树脂三种主要类型；56.亲和吸附剂表面连接的“手臂链”的作用是；57.根据修饰基团的不同，离子交换树脂可分为，，和等四大类；58.根据聚合方法，离子交换树脂的合成方法可分为加聚法和缩聚法两类；59.根据聚合单体，离子交换树脂的合成方法可分为共聚法和均聚法两类；60.影响离子交换速度的因素有颗粒大小、交联度、温度、离子化合价、离子大小、搅拌速度和溶液浓度；61.分配色谱的基本构成要素有固定相、流动相和溶质；62.反相色谱常用的流动相有和等；63.反相色谱常用的固定相有和等；64.Sepharose系列的离子交换树脂的载体是琼脂糖；65.分子筛色谱（凝胶色谱）的主要应用是脱盐、浓缩；66.影响有机溶剂沉析的主要因素有温度、pH 、离子强度、样品浓度、金属离子的助沉作用和搅拌速度；67.根据膜材料的不同，常用的膜可分为合成有机聚合物膜和无机材料膜两类；68.根据膜结构的不同，常用的膜可分为对称性膜、不对称性膜和复合膜三类；69.强制膜分离过程是指超滤和反渗透过程；70.电泳系统的基本组成有电泳槽、电源、外循环恒温系统、凝胶干燥器、灌胶模具、电泳转移装臵、电泳洗脱仪和凝胶扫描和摄录装臵；71.电泳后，样品的主要染色方法有和；72.SDS－PAGE电泳中，SDS的加入是为了消除不同样品分子间电荷和分子形状的差异；加入二硫叔糖醇的目的是使半胱氨酸残基之间的二硫键断裂；73.电泳过程中，加入溴酚兰的目的是用于观察电泳过程中蛋白质泳动情况；74.固体可分为结晶和无定形两种状态；75.结晶过程包括过饱和溶液的形成、晶核的形成和晶体生长三个过程；76.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；77.根据晶体生长扩散学说，晶体的生长包括结晶溶质借扩散穿过靠近晶体表面的一个滞留层，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，同时放出结晶热和放出来的结晶热传递回到溶液中三个过程；78.影响晶体生长的主要因素有杂质、搅拌和温度；79.超临界流体萃取过程中溶质与溶剂分离的常用方法有降压和升温；80.常用于描述吸附过程的数学模型有和，其形式分别为和；3. 过滤前物料的预处理的方式有、和等；4. 影响絮凝效果的因素有、、、和。

5. 过滤设备按推动力的不同可分为、、和。

7. 常用的过滤介质有、和等；57.描述溶解度与温度、分散度之间定量关系的凯尔文公式的形式为。

58.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、和三种类型；59.工业生物技术可分为三个过程，和；二. 讨论题1.请结合图示简述凝胶排阻色谱（分子筛）的分离原理；2.绘制结晶过程中饱和曲线和过饱和曲线图，并简述其意义；3.何谓亲和吸附，有何特点？亲和吸附分离是利用溶质和吸附剂之间特殊的化学作用，从而实现分离，这不同于依靠范德华力的传统吸附及离子交换静电吸附。

吸附剂由载体（Carrier）和配位体(Ligand)组成。

效率高：利用亲和吸附可以从粗提液中一次性分离得到高纯度的活性物质。

分离精度高：可用于分离含量极低，结构相近的化合物通用性较差，洗脱条件苛刻4.简述结晶过程中晶体形成的条件；过饱和溶液的形成，晶核的形成，晶体生长溶液达到过饱和状态是结晶的前提；过饱和度是结晶的推动力。

5.试比较常规聚丙稀酰胺凝胶电泳与SDS PAGE的分离原理；常规聚丙烯酰胺凝胶电泳由于聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）是多孔介质，不仅能防止对流，把扩散减少到最低；而且其孔径大小与生物大分子具有相似的数量级，能主动参与生物分子的分离，具有分子筛效应。

因此，在使用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行蛋白质分离时，在电泳过程中不仅取决于蛋白质的电荷密度，还取决于蛋白质的尺寸和形状。

SDS-PAGE 的原理蛋白质分子的解聚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。

6.简述生物分离过程的特点；生物技的特点之一就是产品的品种很多，绝大多数生物分离方法来源于化学品的分离方法，特点之三是生物物质分离的难度比一般化工产品大，一是产品复杂，二是悬液中的目标产物浓度低因此，生物分离的成本很高，回收与提纯的操作很复杂，需要更多的设备，所以分离过程长占很大的投资比重7.试比较凝聚和絮凝两过程的异同；8.简述超临界流体萃取的原理及其特点；超临界流体：当一种流体处于其临界点的温度和压力之下，则称之为超临界流体利用超临界流体的特殊性质，使其在超临界状态下，与待分离的物料接触，萃取出目的产物，然后通过降压或升温的方法，使萃取物得到分离。

同时具有精馏和液相萃取的特点，即在萃取过程中由于被分离物质件的挥发度的差异和它们分子间亲和力的不同，两种因素同时发生作用而产生相际分离效果。

萃取能力的大小取决于流体的密度。

溶剂回收方法简单却大大节省能源。

高沸点物质往往能大量的、有选择性的溶解于超临界流体中而形成超临界流体相。

为了获得相当高的压力的超临界条件，设备投资将花费很大。

9.何谓反微团，反微团萃取？其特点有哪些？反微团是表面活性剂在非极性有机溶剂中形成的一种聚集体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”极性“水核”具有较强的溶解能力。