生物分离工程复习资料
生物分离工程复习资料
第一章绪论生物工程学：亦称生物技术，是指通过技术手段，利用生物体或生物过程生产有经济价值产品的学科。
研究领域：基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程。
生物分离工程：指从发酵液、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，因它处于整个生物产品生产过程的后端，又称为生物工程下游技术。
研究内容：研究目标产品及基质的性质；分离、纯化技术的选择。
直接产物：由发酵直接生产，分离过程由发酵罐流出物开始；间接产物：由发酵过程得到的细胞或酶，再经转化和修饰得到产品。
分离：指利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异，通过适当的装置和方法，使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。
生物分离纯化过程：指利用产物与杂质理化性质的不同，从发酵液中提取、分离、纯化产物的过程。
生物分离工程流程：1、发酵液的预处理：离心和过滤是最基本的单元操作，凝聚和絮凝可加速固液两相的分离。
2、产物的提取：主要是去除与目标产物性质有很大差异的杂质，使目标产物的纯度和浓度有较大程度的提高。
吸附，萃取，沉淀。
3、产物的精制：用于去除与目标产物有类似化学功能和物理性质的杂质。
首选色谱分离技术，涉及色谱技术有层析、离子交换、亲和色谱、吸附色谱等。
4、成品的加工处理：产品的加工方式是由产物的最终用途和要求所决定的，浓缩、结晶和干燥。
生物分离纯化工艺过程的选择依据：1生产成本要低；2工艺步骤要少；3操作程序要合理；4适应产品的技术规格；5生产要有规模；6产品具有稳定性；7环保和安全要求；8生产方式。
生物分离过程的特点：一、体系特殊：1、原料液的特点：原料液体系复杂；存在与目标分子结构相近的分子及异构体；产物浓度很低；产物活性易降低或失活。
2、对产物的要求：目标物具有活性；产物高纯度；副作用小。
二、工艺流程特殊：1、工艺设计：操作条件特殊；多种高选择技术结合使用；优化设计分离过程和各个单元操作；要求设计工艺流程具有一定的适用范围。
生物分离工程复习提纲
常用的蛋白质沉析方法有什么?
九、膜分离和电泳
膜分离技术的概念。
膜分离技术的分类。 各种膜的分离特性。 对于膜材料的基本要求。 主要的膜组件类型。
超滤和反渗透过程中渗透压的影响
超滤的基本方程 了解亲和膜分离技术 了解电渗析的工作原理
什么是吸附过程？
吸附的类型有哪些？它们是如何划分的？ 常用的吸附剂种类有哪些？ 什么是吸附等温线？其意义何在？Langmuir吸附等 温线的应用？
影响吸附过程的因素有哪些？
什么是亲和吸附？其特点有哪些？其具体步骤有那些？
什么是离子交换？离子交换树脂的部分是什么？ 离子交换树脂的分类？其主要的理化性质有哪些？ 离子交换的机理是什么？离子交换树脂的制备方法 有？ 什么是离子交换的选择性？其选择性受哪些因素影 响？ 基本的离子交换操作是怎样的？ 如何利用离子交换法分离蛋白质？
七、色谱分离
什么是色谱分离技术？ 色谱分离技术的分类 什么是色谱柱的理论塔板数？ 吸附色谱及其分类和基本原理 什么是分配色谱？ 离子交换色谱的分类及应用
凝胶色谱的分离原理及分类
离子交换及疏水作用层析的原理
高效液相色谱的分离原理及应用
薄层色谱及纸色谱的分离原理、操作步骤及应用
四、细胞破碎
1、细胞破碎的概念； 2、细胞破碎的常用方法及原理； 3、化学破碎法中渗透压的计算及应用；
五、萃取
1、萃取的概念及原理； 2、萃取的分类； 3、单级萃取和多级萃取的应用及相关的计 算； 4、固体浸取、超临界萃取及双水相萃取的 概念、原理及应用。
六、吸附与离子交换
生物分离工程复习重点
第二章发酵液的预处理和固液分离的方法一、名词1、凝聚：凝聚作用就是向胶体悬浮液中加入某种电解质，在电解质中异电离子作用下，胶粒的双电层电位降低，使胶体体系不稳定，胶体粒子间因相互碰撞而产生凝集（1mm左右）的现象。
2、絮凝：是指在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，当一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的胶粒表面上，产生桥架联接时，形成粗大的絮凝团（10mm）的过程。
絮凝是一种以物理的集合为主的过程。
3、混凝：对于非离子型和阴离子型高分子絮凝剂通常会与无机电解质凝聚剂搭配使用。
在发酵液中首先加入无机电解质凝聚剂，使得悬浮粒子间的相互排斥能降低，脱稳而凝聚成微粒，然后再加入絮凝剂，通过分子间引力和氢键作用产生吸附架桥形成絮凝团的过程。
这种包括凝聚和絮凝机理的过程称为混凝。
4、亲和絮凝：利用絮凝剂和细胞膜表面某种组分间具有的专一性亲和连接作用而产生吸附架桥。
如硼酸盐（四硼酸纳）可与多羟基的糖类化合物（甘露糖醇、山梨糖醇）发生专一性亲和连接作用而产生吸附架桥。
5、凝聚价：电解质的凝聚能力可用凝聚价或凝聚值来表示，使胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度（毫摩尔／升）6、过滤：过滤是借助过滤介质，将悬浮在发酵液中的固体颗粒与液体进行分离的过程。
7、质量比阻：衡量过滤特性的主要指标是滤饼的质量比阻（r B），表示单位滤饼厚度的阻力系数，与滤饼结构特性有关。
8、离心技术：离心技术是借助离心机旋转所产生的离心力，对具有不同沉降系数或浮力密度的物质进行分离、浓缩和提纯的一项技术；其目的是达到固-液或液-液的分离。
9、分离因子（Z）：离心力/重力加速度(g)的比值，也称为相对离心力(RCF)。
衡量离心程度的一个参数,用于离心机的分类。
10、沉降系数：指单位离心力作用下颗粒沉降的速度。
一般用斯维德贝格单位(Svedbergs) S 表示，1S =10−13s。
11、壁效应：由于溶剂在层析容器周壁附近流动不均匀造成分离区带在边缘部分扩散和弯曲的现象。
生物分离工程复习纲要
生物分离工程复习纲要--裴武第一章绪论1.生物分离工程在生物技术中的地位？答: 生物技术的重要目的是运用培养微生物、动物细胞、植物细胞来生产对人有用的产品, 而分离纯化过程是生物产品工程的重要环节。
因此, 生物分离工程是生物技术的重要组成部分, 是生物技术转化为生产力所不可缺少的重要环节, 在生物技术研究和产业发展中发挥着重要作用, 其技术进步限度对于保持和提高各国在生物技术领域内的经济竞争力有至关重要的作用。
2.生物分离工程的特点是什么？答: 生物分离是从生物材料、微生物的发酵液、生物反映液或动植物细胞的培养液中分离并纯化有关产品（如具有药理活性作用的蛋白质等）的过程, 又称为下游加工过程。
生物工程的重要特点是生物制品多种多样; 常无固定操作方法可循;生物材料组成非常复杂, 分离操作环节多, 不易获得高收率; 培养液（或发酵液）中所含目的物浓度很低, 而杂质含量却很高; 分离进程必须保护化合物的生理活性; 生物活性成分离开生物体后, 易变性、破坏。
3.生物分离工程可分为几大部分, 分别涉及哪些单元操作？答: 生物分离工程可分为可分为不溶物的去除、产物分离、产品的纯化及产品的精制四大部分。
不溶物的去除涉及过滤、离心和细胞破碎, 通过这些单元操作使产物浓度和质量得到了提高。
产物分离涉及离子互换吸附、萃取等。
其中萃取又分为溶剂萃取、反微团萃取、超临界流体萃取和双水相萃取等。
以上分离过程不具有特异性, 只是进行初分可提高产物浓度和质量。
产品的纯化涉及色谱、电泳、沉淀等单元操作, 这些技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。
产品的精制涉及结晶及干燥等单元操作。
4.在设计下游分离过程前, 必须考虑哪些问题方能保证我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？答: 在设计下游分离过程前, 通常要注意以下几个问题:1)生物材料的组成成分非常复杂, 有数百种甚至更多, 各种化合物的形状、大小、相对分子质量和理化性质都各不相同, 有的迄今还是未知物, 并且这些化合物在分离时仍在不断的代谢变化中。
生物分离复习参考资料
一、填空题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和等。
3. 离心设备从形式上可分为，，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，和；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置有，，和。
7. 影响吸附的主要因素有，，，，和。
8. 离子交换树脂由，和组成。
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，，和；11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有，和；12.简单地说，离子交换过程实际上只有，和三个步骤；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的，而流动相是的；常用的固定相有和；常用的流动相有和；15.超临界流体的特点是与气体有相似的，与液体有相似的；16.离子交换树脂的合成方法有和两大类；17.常用的化学细胞破碎方法有，，，和；18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其的不同；19.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有和；20. 晶体质量主要指，和三个方面；答案1、Removal of insolubles, Isolation, Purification,Polishing2、离心，过滤3、管式，套筒式，碟片式4、微滤膜，超滤膜，纳滤膜，反渗透膜5、葡聚糖离子交换剂，离子交换纤维素6、板式，管式，螺旋卷式，中空纤维式7、吸附剂的性质，吸附质的性质，温度，溶液pH值，盐浓度，吸附物浓度和吸附剂用量8、载体，活性基团，可交换离子9、引发剂，交联剂，增速剂10、溶质种类，溶质浓度，pH值，温度，11、自然起晶法，刺激起晶法，晶种起晶法12、外部扩散，内部扩散，化学交换反应13、Q＝q0C/(k+C)14、非极性，极性，C18，C8，甲醇，乙睛15、粘度（扩散系数），密度16、共聚（加聚），均聚（缩聚）17、渗透压冲击，增溶法，脂溶法，酶消化法，碱处理法18、等电点（pI）19、pH梯度，离子强度（盐）梯度20、晶体大小，晶体性状，晶体纯度二、讨论题1、请结合图示简述凝胶排阻色谱（分子筛）的分离原理答：凝胶排阻色谱的分离介质（填料）具有均匀的网格结构，其分离原理是具有不同分子量的溶质分子，在流经柱床是，由于大分子难以进入凝胶内部，而从凝胶颗粒之间流出，保留时间短；而小分子溶质可以进入凝胶内部，由于凝胶多孔结构的阻滞作用，流经体积变大，保留时间延长。
生化分离工程
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。
生物分离工程期末复习(全)
生物分离工程期末复习（全）一，名词解释：1，生物分离工程：是指从发酵液，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。
它描述了生物产品的分离，纯化过程的原理，方法和设备，因为它处于整个生物产品生产过程的后端，所以也称为生物工程下游技术。
2，凝集：通过加入无机盐，在无机盐作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成块状絮凝体的过程。
3，絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
4，离心分离：是指在离心场的作用下，将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。
5，过滤：发酵液通过一种多孔介质，固体颗粒被截留的过程。
6，滤饼过滤：固体颗粒沉积于过滤介质表面形成滤渣层。
7，深层过滤：固体颗粒进入并沉积于多孔孔道内，溶液经孔道缝隙流过滤渣。
8，细胞破碎：是采用一定的方法，在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术，是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质的基础。
9，机械破碎法：通过机械运动产生的剪切力使组织细胞破碎。
10，物理破碎法：通过各种物理因素作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。
11，化学破碎法：通过各种化学试剂对细胞膜的作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。
12，通过细胞本身酶系或外加酶催化剂的催化作用，使外层结构破坏。
13，超声破碎法：在超声波作用下，液体发生空化作用，空穴的形成，增大和闭合产生极大的冲击波和剪切力，使细胞破碎。
14，空化作用：指存在于液体中的微气核空化泡在声波作用下发生变化，声压达到一定值，在声波纵向传插负压区，空泡化增大，在声波传播的正压区，空泡闭合，在反复增大，闭合中，空泡化崩溃，崩溃的瞬间，产生巨大的剪切力。
15，酶解法：利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞，使细胞壁受到破坏后，再利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜。
16，酶解—自溶作用：利用生物体自身产生的酶来溶胞，而不需要外加其他酶。
17，自溶作用：改变其生长环境，可诱发产生过剩的这种酶或激发产生其他的自溶酶，以达到自溶作用。
生物分离工程期末总复习
生物分离工程期末总复习第一章绪论一、生物分离工程在生物技术中的地位？二、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？三、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、干燥四、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。
五、.生物分离效率有哪些评价指标？1.目标产品的浓缩程度——浓缩率m2．系数α回收率REC第二章细胞分离与破碎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。
二、细胞破碎方法的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。
1．机械破碎处理量大、破碎效率高速度快，是工业规模细胞破碎的主要手段。
细胞的机械破碎主要有高压匀浆、研磨、珠磨、喷雾撞击破碎和超声波破碎等。
2．化学（和生物化学）渗透破碎法（1）渗透压冲击法（休克法）（2）酶溶（酶消化）法3．物理破碎法1）冻结－融化法（亦称冻融法）（2）干燥法空气干燥法真空干燥法冷冻干燥法喷雾干燥法三、化学渗透法和机械破碎法相比有哪些优缺点？化学渗透破碎法与机械破碎法相比优点：化学渗透破碎法比机械破碎法的选择性高，胞内产物的总释放率低，特别是可有效地抑制核酸的释放，料液的粘度小，有利于后处理过程。
生物分离工程复习资料
生物技术：有机体的草所和应用有机体生产有用物质，改善人类生存环境的技术。
初级分离：从菌体发酵液，细胞培养液，胞内提取物及其他各种生物原料初步提取目标产物，使目标产物得到浓缩的初步分离和初步分离的下游加工过程。
等电点沉淀：利用蛋白质在PH值等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法。
泡沫分离：根据表面吸附的原理，利用通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体对液相中的溶质或颗粒进行分离。
色谱：根据混合物中的溶质在两相之间分配行为的差别引起的随流动相移动速度的不同进行分离的方法。
离子交换色谱:利用离子交换机为固定相，是根据荷电溶质与离子交换剂之间静电互相作用力的差别进行溶质分离的洗脱色谱法。
二维电泳：同时利用分子尺寸和等电点这两种性质的差别进行蛋白质等生物大分子的分离，即将普通凝胶电泳和IEF相结合，是溶质在二维平面上得到分离。
结晶：从液相或气相生成形状一定，分子（或原子，离子）有规律排列的晶体的现象。
生物分离的特点？答：（1）生物物质的生物活性大多是在生物体内的温和条件下维持并发挥作用的，当遇到高温，PH值的改变以及某些化学药物存在等周围环境的急剧变化时极不稳定，容易发生活性降低甚至丧失。
（2）用作医药，视频和化妆品的生物产物与人类息息相关。
因此，要求分离纯化过程必须除去原料液中含有的热原及具有免疫原性的异体蛋白质等有害人类健康的物质。
（3）原料液中常存在与目标分子在结构，构成成分等理化性质上极其相似的分子及异构体，形成用常法难于分离的混合物，因此，一般需要利用具有高度选择性的分子识别技术或高压液相色谱技术纯化目标产物。
（4）原料液中目标产物的浓度一般比较低，有时甚至是极微量的，因此，往往需要从庞大体积的原料液中分离纯化目标产物，即需要对原料液进行高度浓缩。
在选择盐析的无机盐时，对盐的要求？答：（1）各种盐的盐析效果（2）溶解度大，能配置高离子强度的盐浓度（3）溶解度受温度的影响小，便于在低温下进行演习操作（4）盐溶液密度不高，以便蛋白质沉淀的沉降或离心分离生物分离时对膜的要求？答：（1）起过滤作用的有效膜厚度小，超滤和微滤膜的开孔率高，过滤阻力小。
生物分离工程考试复习资料
生物分离工程1. 等密度梯度离心的密度梯度中最大密度需要大于待分离的目标产物的密度，最小密度需要小于目标产物的的密度。
2. 层析不属于发酵液的预处理。
3. 采用丁酯萃取发酵液中的青霉素（pK=2.75）时，发酵液中有一酸性杂质（pK=2.05），此时萃取体系的pH应控制在2.35。
4. 离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂，通过静电作用将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上。
5.离子交换层析是一种液-固相层析。
6. 在一定的温度和pH条件下，改变盐的浓度（离子强度）达到沉淀的目的，称为K S盐析法。
7. 磺酸基团（-SO3 H）是强酸性阳离子交换树脂的活性交换基团。
8. 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。
9. 在葡聚糖与聚乙二醇形成的双水相体系中，目标蛋白质存在于上相。
10. 不能用于固液分离的手段为超滤。
11. 当向蛋白质纯溶液中加入中性盐时，蛋白质溶解度先增大后减小。
12. 从四环素发酵液中去除铁离子,可用加黄血盐。
13. 在膜分离当中，分离精度由小到大的排列正确的是：微滤＜超滤＜纳滤＜反渗透。
14. 工业上强酸型和强碱型离子交换树脂在使用时为了减少酸碱用量且避免设备腐蚀，一般先将其转变为钠型和氯型。
15. 液一液萃取时常发生乳化作用，如何避免升温。
16. 超滤和微滤是利用膜的筛分性质以膜两侧的压力差为传质推动力。
17. 有机溶剂沉淀法中可使用的有机溶剂为丙酮。
18.无机盐的存在有利于溶质向有机相中分配。
19. 分配常数与分配系数在溶质在两相中的分子形态相同情况下相同。
20. 在电渗析过程中，主要的推动力是电势差。
21.超临界流体可以用来萃取;微生物细胞破碎;酶促反应介质。
22.在膜的制备过程中，需要具备：透过速度、选择性、机械强度和稳定性。
23. 超临界流体萃取的三种典型工艺流程包括等温法;等压法;吸附法。
24. 离子交换树脂由载体;活性基团和可交换离子组成。
生物分离工程复习
生物分离工程复习题第一章导论一解释名词生物下游加工过程（生物分离工程），生物加工过程二简答题1 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？（生物下游加工过程特点是什么？生物分离工程的特点是什么？）2 生物分离工程在生物技术中的地位？3 分离效率评价的主要标准有哪些？各有什么意义？4 生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？（简述或图示分离工程一般流程及基本操作单元）5 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？6 下游加工过程的发展趋势有哪些方面？7 纯化生物产品的得率是如何计算的？若每一步纯化产物得率为90%，共6步纯化得到符合要求产品，其总收率是多少？第二章发酵液预处理一解释名词凝聚，絮凝，凝聚剂，过滤，离心，细胞破碎，包含体二简答题1 为什么要进行发酵液的预处理？常用处理方法有哪几种？2 凝集与絮凝过程有何区别？如何将两者结合使用？常用的絮凝剂有哪些？3 发酵液预处理中凝聚剂主要起什么作用？絮凝机理是什么？4 细胞破碎的方法包括哪几类？工业上常用的方法有哪些？为什么？5 沉降与离心的异同？6 离心设备可分为哪两大类？按分离因子Fr不同，离心机一般分为哪几类？7 常用的离心沉降设备有哪些？常用的过滤设备有哪些？8 固-液分离主要包括哪些方法和设备？9 试比较固液分离中过滤和离心分离技术的特点。
10 高压匀浆与高速珠磨破碎法各有哪些优缺点？11 比较工业常用的过滤设备优缺点。
离心与过滤各有什么优缺点？第三章沉淀与结晶一解释名词沉淀，结晶，盐析，盐溶，盐析结晶，盐析沉淀，硫酸铵饱和度，晶种，晶核，晶型, 饱和溶液，过饱和溶液，饱和度二简答题1 根据加入沉淀剂的不同沉淀分离主要包括哪几类？）2 常用的蛋白质沉淀方法有哪些？有机溶剂沉淀蛋白质的机理什么？用乙醇沉淀蛋白质时应注意哪些事项？3 影响盐析的主要因素有哪些？在工艺设计中如何应用？4 如何确定盐析过程中需要加入硫酸铵的量？5 简述有机溶剂沉淀的原理。
生物分离工程期末复习资料
第一章1．生物分离工程的一般过程P4答：①发酵液的预处理主要采用凝聚和絮凝等技术来加速固相，液相分离，提高过滤速度。
过滤、离心是其最基本的单元操作。
②产物的提取采用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作。
③产物的精制常采用色谱分离技术，有层析、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱。
④成品的加工处理浓缩、结晶、干燥第二章一、概念：1.发酵液的预处理：指采用凝聚和絮凝等技术来加速固相、液相分离，提高过滤速度。
2.凝集（凝聚）：指在投加的化学物质（如水解的凝聚剂，铝、铁的盐类或石灰等）作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。
3.絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
4.离心分离：指在离心场的作用下，将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。
主要用于颗粒较细的悬浮液和乳浊液的分离。
（分为差示离心、均匀介质离心、密度梯度离心、等密度梯度离心和平衡等密度离心。
）5.等电点沉淀法：利用蛋白质等两性化合物在等电点时溶解度最低，易产生沉淀的性质，用酸化剂或碱化剂调节发酵液的pH，使其达到菌体蛋白的等电点而产生沉淀。
二、填空：1、按过滤时料液流动方向的不同，分为常规过滤和错流过滤。
2、可溶性杂蛋白的去除法包括：等电点沉淀法、热处理法、化学变性沉淀法和吸附法三、问答1、发酵液的一般特征？①组成大部分为水；②发酵产物的浓度较低；③发酵液中的悬浮固形物主要是菌体和蛋白的胶状物；④含有培养基中的残留成分，如无机盐类、非蛋白质大分子及其降解产物；⑤含有其他少量代谢副产物；⑥含有色素、毒性物质。
热原质等有机杂质。
2、常用的絮凝剂有什么？无极絮凝剂：Al2(SO4)3·18H2O (明矾)、氯化钙、氯化镁碱式氯化铝、高分子无机聚合物等。
有机絮凝剂：壳多糖及其衍生物、明胶、丙烯酰胺类、聚苯乙烯类、聚丙烯酰类聚乙烯亚胺类。
3、影响絮凝效果的因素？答：①絮凝剂的种类；②絮凝剂浓度；③ pH; 最关键因素，影响絮凝剂活性基团的解离度。
分离工程复习资料
第一章绪论1、生物工程学的概念：生物工程学亦称生物技术，是指通过技术手段，利用生物体或生物过程生产有经济价值产品的学科，生物工程是基础科学和应用科学相结合的产物。
生物工程学的研究领域：基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程。
2、生物分离工程的概念：是生物化学工程的一个重要组成部分，指从发酵液、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，因它处于整个生物产品生产过程的后端，又称为生物工程下游技术。
它描述了生物产品分离、纯化过程的原理、方法和设备。
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？（1）组分大部分是水；（2）产物浓度低；（3）固形物主要是菌体和蛋白的胶状物；（4）含有培养基残留成分；（5）含有代谢副产物；（6）含有色素、毒性物质、热原质等有机杂质。
（一）发酵液预处理的目的1）改变发酵液中固体粒子的物理性质，提高固液分离的效率；2）使产物转入便于后处理的某一相中；3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。
总之，改变发酵液的性质，以利于固液分离。
（二）、发酵液预处理的要求1、菌体的分离(正确控制发酵终点);2、固体悬浮物的去除；3、蛋白质的去除；4、重金属离子的去除；5、色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除；6、改变发酵液的性质，以利于提取和精制后续工序的操作顺利进行；7、调节适宜的pH值。
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？（一）凝聚和絮凝1、凝聚：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。
(使胶体粒子间的排斥电位降低而发生沉淀)2、絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
（二）、加热法①降低发酵液的粘度；②去除某些热变性蛋白等物质；③降低悬浮液的最终体积，破坏凝胶结构，增加滤饼的孔隙度，使固液分离变得十分容易。
生物分离技术复习资料
生物分离技术复习资料一．名词解释差速离心分离：是利用不同的粒子在离心力场中沉降的差别（大而重的颗粒沉降最快，最先达到底部），在同一离心条件下，沉降速度不同，通过不断增加相对离心力，使一个非均匀混合液内的大小、形状不同的粒子分级沉淀。
泡沫分离：根据表面吸附的原理，利用通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体，对液相中的溶质或颗粒进行分离，因此又称泡沫吸附分离。
离子交换技术：是根据某些溶质能解离为阳离子或阴离子的特性，利用离子交换剂与不同离子结合力强弱的差异，将溶质暂时交换到离子交换剂上，然后用适合的洗脱剂将溶质离子洗脱下来，使溶质从原溶液中分离、浓缩或提纯的操作技术。
离子交换色谱：利用离子交换剂对需要分离的各种离子具有不同的亲和力（静电引力）而达到分离目的的色谱技术。
凝胶色谱：凝胶色谱技术是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离分析技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果。
凝胶色谱法又称分子排阻色谱法。
凝胶色谱主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对分子质量分布测试。
TLC：薄层色谱，又称薄层层析、薄板层析、薄板色谱。
属于固－液吸附色谱。
是近年来发展起来的一种微量、快速而简单的色谱法。
它兼备了柱色谱和纸色谱的优点，一方面适用于少量样品（几到几微克，甚至0.01微克）的分离；另一方面在制作薄层板时，把吸附层加厚加大，将样品点成一条线，则可分离多达500mg的样品。
因此，又可用来精制样品，此法特别适用于挥发性较小或较高温度易发生变化而不能用气相色谱分析的物质。
HPLC：高效液相色谱（是利用物质在两相之间吸附或分配的微小差异达到分离的目的。
）真空冷冻干燥：通过升华从冻结的生物产品中去掉水分的过程。
（真空冷冻干燥技术是将湿物料或溶液在较低的温度（－10℃～－50℃）下冻结成固态，然后在真空（1.3～13帕）下使其中的水分不经液态直接升华成气态，最终使物料脱水的干燥技术。
）微滤：利用筛分原理，分离、截留直径为0.05~10微米大小的粒子的膜分离技术，孔径：0.05~10微米超滤：基本可视为筛分原理，但有些情况受到粒子荷电性与荷电膜相互作用的影响。
分离工程复习资料 整理版
1、生物分离过程的特点：①生物物质的活性，遇高温，pH变化，化学药物时不稳定，料液中常有讲解目标产物的物质（酶），设计合理的分离过程和操作条件，快速分离纯化得到高活性的目标产物。
②与人类生命相关的产物，应除去对人类有害的物质，并防止其从外界混入。
③存在于目标产物相似的分子或异构体，采用多种分离方法或多个分离步骤。
整个过程的总回收率Y T=Y1+Y2+.....Y i回收率低，成本大提高回收率：提高每一步的回收率，减少步骤④原料液中目标产物浓度低，需要进行高浓度浓缩，成本高。
2、生物分离技术和原理物理性质：①力学性质（密度、尺寸、形状）②热力学性质（溶解度、挥发度、表面活性、相间分配平衡）③传质性质（粘度、扩散系数）④电磁性质（电荷特性、电荷分布、等电点、磁性）化学性质：化学平衡、反应速率、激光激发作用生物学性质：利用分子识别作用、利用酶反应的立体选择性3、对于特定的分离方法或分离设备，评价指标包括分离容量capacity：单位体积的分离设备处理料液或目标产物的体积或质量。
分离速度speed：单批次分离所需的时间，或连续分离过程的进料速度。
分辨率resolution：目标产品的纯化效果或杂志的去除能力。
4、重力沉降球形固体颗粒的匀速沉降速度为V g=d p2（ρS -ρL）g / 18μL5、如何提高重力沉降？①在中性盐的作用下，可使菌体表面双电层排斥电位降低，利于菌体之间产生凝聚。
②向菌体的料液中加入高分子絮凝剂，可使菌体之间产生架桥作用而形成较大的凝聚颗粒。
凝聚或絮凝有利于重力沉降，还可以提高过滤速度和质量。
培养液中含有蛋白质时，可使部分蛋白质凝聚而同时过滤除去。
6、单位质量的物质所受到的离心力为F c=rω27、差速离心differential centrifugation以菌体细胞的收集或除去为目的的固液离心分离是分级离心操作的一种特殊情况，即为以及分级分离。
菌体和细胞一般在500-5000g的离心力下就可以完全沉降。
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《生物分离工程》复习资料一、名词解释1、双电层：偏离等电点的蛋白质的净电荷或正或负，成为带电粒子，在电解质溶液中就、吸引相反电荷的离子，由于离子的热运动，反离子层并非全部整齐的排列在一个面上，而是距表面由高到低有一定的浓度分布，形成分散双电层简称双电层。
2、层（吸附层）：相距胶核表面有一个离子半径的平面以内，反离子被紧密束缚在胶核表面。
3、扩散层：在平面以外，剩余的反离子则在溶液中扩散开去，距离越远，浓度越小，最后达到主体溶液的平均浓度。
4、超临界流体萃取：利用超临界流体为萃取剂的萃取操作。
5、细胞破碎：指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来8、凝聚：在化学物质（铝、铁盐等）作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１大小块状凝聚体的过程。
9、絮凝：絮凝剂（大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10大小絮凝团的过程。
10、错流过滤：液体的流向和滤膜相切，使得滤膜的孔隙不容易堵塞。
被过滤的发酵液在压力推动下，带着混浊的微粒，以高速在管状滤膜的内壁流动，而附着在滤膜上的残留物质很薄，其过滤阻力增加不大，因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。
凝聚沉淀法：，废水中悬浮固体浓度也不高，但具有凝聚的性能，在沉淀的过程中，互相粘合，结合成为较大的絮凝体，其沉淀速度是变化的。
道南（）效应：离子和荷电膜之间的作用即相同电荷排斥而相反电荷吸引的作用。
电渗析：利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。
高效液相色谱：高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析电渗析：利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。
14、截留率：表示膜对溶质的截留能力,可用小数或百分数表示,在实际膜分离过程中,由于存在浓度极化,真实截留率为R。
=1 透过液浓度截留液浓度。
15、截断曲线：通过测定相对分子质量不同的球形蛋白质或水溶性聚合物的截留率，可获得膜的截留率与溶质相对分子质量之间关系的曲线。
16、截断分子量：截留曲线上截留率为0.90（90%）的溶质的相对分子质量叫截断分子量。
17、泡点法：用修正的 M 方程计算液相组成，内层循环用 S 方程迭代计算级温度，外层循环用 H 方程迭代气相流率。
18、浓差极化：在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象。
当溶剂透过膜而溶质留在膜上，因而使膜面上溶质浓度增大的现象.19、反渗透：使一侧溶液中的溶质（水）渗透到另一侧，在一侧所施加的压力必须大于渗透压，此操作即为反渗透。
ζ电位：双电层中存在距表面由高到底的电位分布,接近紧密层和分散层交界处的点位值。
液膜萃取：就是利用液膜的选择透过性,使料液中的某些组分透过液膜进入接受液,然后将三者各自分开,从而实现料液组分的分离。
等电点沉淀法：蛋白质在值为等电点的溶液中净电荷为零，蛋白质之间静电排斥力最小，溶解度最低，利用蛋白质在值等于其等电点的溶夜中溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法。
、纳滤：介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术分配系数：萃取过程中常用溶质在两相中的总浓度之比27、分离因素：表征萃取剂对溶质A和B分离能力的大小的数。
28、乳化：水或有机溶剂以微小液滴分散在有机相或水相中的现象。
29、值：表面活性剂的亲水与亲油程度的相对强弱，在工业上常用值来表示。
值即亲水与亲油平衡程度，数越大，亲水性越强，形成型乳浊液，数越小，亲油性越强，形成型乳浊液。
30、盐溶：向蛋白质的水溶液中逐渐加入电解质时，开始阶段蛋白质的活度系数降低，并且蛋白质吸附盐离子后，带点表层使蛋白质分子间相互排斥，而蛋白质分子与水分子间的相互作用力却加强，因而蛋白质的溶解度增大的现象。
31、盐析: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。
32、聚合物的不相容性：当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时,由于相对分子质量较大,分子间的相互排斥作用与混合过程的熵增加相比占主导作用,一种聚合物分子的周围将聚集同种分子而排斥异种分子,当达到平衡时,形成分别富含不同聚合物的两相,这种含有聚合物的溶液发生分相的现象.色谱峰：反胶团：将表面活性剂在有机溶剂中形成的胶团叫反胶团分辨率；两个邻近的峰之间的距离除以两个峰宽的平均值。
亲和吸附：借助于溶质和吸附剂之间的特殊的生物结合力而实现的吸附过程。
39、疏水作用吸附：利用溶质和吸附剂表面之间弱的疏水相互作用而被吸附的过程.40、二次成核：向介稳态过饱和溶液中加入晶种，有新的晶核产生叫二次成核。
细胞破碎凝聚、絮凝、错流过滤、凝聚沉淀法、道南（）效应、高效液相色谱、渗析、截留率截断曲线、截断分子量、泡点法、浓差极化、反渗透、ζ电位、液膜萃取、等电点沉淀法、纳滤、分配系数、分离因素、乳化、值、盐溶、层析剂、盐析、聚合物的不相容性、色谱峰、反胶团、保留值、保留时间、交换容量、工作交换容量、亲和吸附、疏水作用吸附、吸附色谱、分子筛色谱、阻滞因数（或值）、分辨率、亲和层析、共价层析、晶核、盐析结晶、二次成核、定向力、诱导力、色散力、复床、混合床、液膜萃取、离子交换树脂含水率非专一性洗脱、透析分离、基线噪音、重结晶、离子交换法、聚丙烯酰胺电泳、高压匀浆法、聚合物不相容性、反胶团萃取、色谱图、等点聚焦电泳二、单项选择1、在蛋白胶体外侧，有不同的电位，下列描述正确的是：（ C）。
A、胶核表面的电位φs是胶核的电位B、平面上的电位为通常为零C、在滑移面上的电位为ζ,称ζ电位D、ζ电位在双电层中是惟一无法测定出来的电位2、关于蛋白胶体离子形成双电层后，蛋白外测分成不同的区域，下列哪个区域不属于：（ D ）。
A、胶核B、吸附层C、分散层D、松散层3、关于对絮凝作用的描述，下列说法中不正确的是：（A ）。
A、水化作用B、絮凝作用C、桥架作用D、保护胶体颗粒不被沉淀的作用4、破碎细菌的主要阻力是：（ B ）。
A、细胞膜B、细胞壁C、细胞浓度D、细胞黏度5、在用沉淀法分离蛋白质的研究中，使用得最多的盐是：（ C）。
A、硫酸铜；B、硫酸镁；C、硫酸氨；D、硫酸铁。
6、下列哪种作用不是超声波破碎的作用过程：（D ）。
A、空化作用；B、冲击作用；C、剪切作用；D、降解作用。
7、溶菌酶（)适用于革兰氏阴性菌细胞的分解，应用于革兰氏阴性菌时，需辅以使之更有效地作用于细胞壁。
所起的作用是：（ A ）A、鳌合肽聚糖层外的脂多糖中的钙离子，破坏肽聚糖的稳定性；B、提高溶菌酶的活性；C、改变细胞的，破坏细胞的通透性；D、和细胞表面的一些酶发生反应，破坏酶的活性。
8、下列方法中不属于沉淀法的是：（D）。
A、盐析法；B、等电点法；C、加入有机聚合物析出法；D、结晶9、关于蛋白质的描述不正确的是：（ D ）A、蛋白质是两性高分子电解质，主要由疏水性各不相同的 20 种氨基酸组成；B、在水溶液中，多肽链中的疏水性氨基酸残基具有向内部折叠的趋势；C、蛋白质表面由不均匀分布的荷电基团形成荷电区、亲水区和疏水区构成；D、蛋白质用等电点的方法一定能够得到沉淀。
10、胶体离子之所以能够稳定存在，其主要原因下列哪个不是：（A ）。
A、胶体本身化学结构很稳定；B、胶体外侧具有水化层；C、胶体离子直接存在同性相排斥现象；D、胶体形成的双电层。
11、盐析分离蛋白时，在一定的值及温度条件下，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。
还有另外一种方法是：（ B ）A、“α”分级盐析法；B、“β”分级盐析法；C、“Ω”分级盐析法；D、“γ”分级盐析法。
12、在膜分离当中，分离精度有小到大的排列正确的是：（A ）。
A、微滤＜超滤＜纳滤＜反渗透；B、反渗透＜微滤＜超滤＜纳滤；C、纳滤＜反渗透＜微滤＜超滤；D、超滤＜纳滤＜反渗透＜微滤。
13、在膜分离机制中常见的有三种模型，下列哪个模型不属于膜分离模型：（ D ）。
A、毛细管流动模型；B、溶解扩散模型；C、优先吸附模型D、渗透模型14、截断曲线是通过经验的方式判断好坏与否的一个标志，下列说法正确的是：（ D ）A、曲线越陡，膜质量越高；B、曲线越陡，膜质量越差；C、曲线是直线膜质量越好；D、以上都不对。
15、关于反萃取的概念，下列说法正确的是：（ A ）。
A、溶质从萃取剂转移到反萃剂的过程；B、萃取时，反向加入溶剂的方法；C、萃取时，反向加入溶剂的方法；D、以上都不对。
16、萃取剂对溶质分离能力的大小不可用下列哪种参数表示：（ D ）。
A、分配系数；B、分离因素；C、活度的比值；D、分离时间。
17、表面活性剂的亲水与亲油程度的相对强弱，在工业上常用数来表示。
下列说法正确的是：（ B）。
A、数越小，亲水性越强；B、数越大，亲水性越强；C、数越大，亲酯性越强；D、以上说法都不对。
18、在生化工程中得到最广泛应用的双水相体系主要有：（D ）。
A、聚乙烯体系和磷酸盐体系；B、体系和聚丙二醇体系；C、聚乙烯体系和磷酸盐体系；D、体系和磷酸盐体系。
19、在双水相系统中，关于双节线形状描述正确的是：（C ）。
A、两种聚合物相对分子质量相差越小，双节线的形状越不对称；B、聚合物的相对分子质量越高，双节线的形状越不对称；C、两种聚合物相对分子质量相差越大，双节线的形状越不对称；D、聚合物的相对分子质量越低，双节线的形状越不对称。
20、在双水相萃取分离中，常用的离心机是：（ B）。
A、澄清型离心机；B、带喷嘴的分离型离心机；C、三足式离心机；D、高压离心机21、反胶团的微小界面和微小水相具有两个特异性功能，除具有分子识别并允许选择性透过的半透膜功能之外，另一个特异性功能是：（ D）。
A、分离、浓缩可同时进行，过程简便；B、有很高的萃取率和反萃取率；可直接从完整细胞中提取具有活性的蛋白质和酶；D、在疏水性环境中具有使亲水性大分子如蛋白质等保持活性的功能。
22、在用反胶团萃取技术分离蛋白质的研究中，使用得最多的表面活性剂是：（A ）。
A、；B、；C、；D、。
23、关于反胶团极性核正确的描述有：（C ）。
A、极性核中的水与普通水在性质上没有差异；B、极性核含水量越大，反胶团的半径越小；C、它包括由表面活性剂极性端组成的内表面和水；D、它包括由表面活性剂极性端组成的内表面、平衡离子和水。
24、对于小分子蛋白质（＜20000）的异辛烷反胶团萃取体系，描述正确的有：（A ）。
A、＞时，蛋白质不能溶入反胶团内，但在等电点附近，急速变为可溶；B、当＜时，即在蛋白质带负电荷的范围内，它们几乎完全溶入反胶团内；C、当＞时，即在蛋白质带正电荷的范围内，它们几乎不溶入反胶团内；D、＞时，蛋白质能溶入反胶团内，但在等电点附近，急速变为不可溶。