生物分离工程期末复习资料
生物分离工程期末复习题
填空题1.为了提高最终产品的回收率一是（提高每步分离效率），二是（减少分离步骤）。
2.评价一个分离过程效率的三个主要标准是：（浓缩率），（分离系数）和（产品回收程度）3.生物产品的分离过程包括发酵液的预处理和（液固分离）,（产品的提取），（产品的精制）和（产品的加工处理）。
4.生化反应所起的作用是产生目的产物，指标是（产率）和（转化率），而生物分离解决的是如何从反应液中获取这些物质，涉及的是（收率）和（纯度）。
5.生物分离的主要任务：从发酵液和细胞培养液中以（最高的效率），（理想的纯度）和（最小的能耗）把目的产物分离出来。
6.生物分离过程的特点包括：（生物分离过程的体系特殊），（生物分离过程的工艺流程特殊），（生物分离过程的成本特殊）。
7.物质分离的本质是识别混合物中不同溶质间（物理），（化学）和（生物）性质的差别利用能识别这些差别的（分离介质）和扩大这些差别的（分离设备）8.性质不同的溶质在分离操作中具有不同的（传质速率）和或（平衡状态）9.平衡分离是根据溶质在两相间（分配平衡）的差异实现分离；溶质达到分配。
平衡为扩散传质过程，推动力仅取决于系统的（热力学性质）。
10.差速分离是利用外力驱动溶质迁移产生的（速度差）进行分离的方法。
1.在细胞分离中，细胞的密度越（大），细胞培养液的密度越（小），则细胞沉降2.区带离心包括（差速）区带离心和（等密度）区带离心。
3.为使过滤进行的顺利通常要加入（惰性助滤剂）。
4.发酵液常用的固液分离方法有（离心）和（过滤）等。
5.常用离心设备可分为（离心沉降）和（离心过滤）两大类；6.常用的工业絮凝剂有（无机絮凝剂）和（有机絮凝剂）两大类。
7.工业生产中常用的助滤剂有（硅藻土）和（珍珠岩粉）。
8.重力沉降过程中，固体颗粒受到（重力），（浮力），（摩擦阻力）的作用，固体匀速下降时，三个力的关系（重力=浮力+摩擦阻力）。
9.发酵液预处理的方法包括：（凝集），（絮凝），（加热法）；（调节pH法），（加水稀释法），加入（助滤剂）和（吸附剂）。
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
分离工程复习资料 整理版
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YT=Y1+Y2+.....Yi 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Vg=dp2（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Fc=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。
生物分离技术期末复习
生物分离技术期末复习一、名词解释1、絮凝：指使用絮凝剂（天然的和合成的大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10mm大小絮凝团的过程。
2、凝聚：指在投加的化学物质（铝、铁的盐类或石灰等）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。
3、双水相萃取：是利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。
4、结晶：是指溶质自动从过饱和溶液中析出形成新相的过程。
5、初级成核：是过饱和溶液中的自发成核现象。
6、二次成核：在过饱和度较小的介稳区内不能发生初级成核，但如果向介稳态过饱和溶液中加入晶种，就会有新的晶核产生，这种现象称为二次成核。
7、截断分子量（MWCO）:相当于一定截留率(通常为90％或95％)的分子量。
二、问答题1、生物分离的一般流程和单元操作。
析：2、不同微生物的特点及其破碎方式。
析：⑴细菌：肽聚糖、多糖、磷壁酸，主要阻力来自于肽聚糖的网状结构。
酵母菌：葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质，主要阻力来自于壁结构交换的紧密程度和厚度。
真菌：多糖、蛋白质、脂类、葡聚糖、几丁质，主要阻力来自于壁强度和聚合物网状结构。
⑵选择的一般原则A、提取产物在细胞质内，用机械法破碎B、提取产物在细胞膜附近，用化学法C、提取产物与细胞膜和细胞壁结合，可采用化学法和机械法结合的方法3、生物分离（蛋白质）经过哪些预处理？析：1）加热：加热可产生：降低黏度、促凝聚、减少固体成分体积、破坏凝胶结构、增加空隙率、去杂蛋白；2）调pH值：pH直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质，适当调节pH可改善其过滤特性；、3）凝聚和絮凝：主要作用为增大混合液中悬浮粒子的体积，提高固液分离速度，同时可除去一些杂质；4）惰性助滤剂：一种颗粒均匀、质地坚硬的粒状物质，用于扩大过滤表面的适应范围，减轻细小颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞；5）加入反应剂：加入某些不影响目的产物的反应剂，可消除发酵液中某些杂质对过滤的影响，从而提高过滤速率。
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。
生化分离工程期末考试复习资料
生化分离工程期末考试复习资料第一章1、什么是生物分离工程？生化分离工程：也称生物技术下游加工过程（Downstream Processing），从发酵液或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。
2、生物产品不同于化工产品的特点（发酵液特点）。
A:①产物浓度低的水溶液②组分复杂③产物稳定性差，大分子，小分子④质量要求高3、生化分离下游加工过程的一般流程及各流程所包含单元操作。
①发酵液的预处理与固液分离（絮凝，离心，过滤，微过滤）②细胞破碎技术（球磨，高压匀浆，冷冻破碎、化学破碎技术）③初步纯化技术（产物提取）（盐析法，有机溶剂沉淀，化学沉淀，大孔吸附树脂，膜分离技术）④高度纯化技术（产物精制）（各类层析，亲和，疏水，聚焦，离子交换，凝胶层析）⑤成品加工（喷雾干燥，气流干燥，沸腾干燥，冷冻干燥，结晶）4、生物下游加工过程的选择准则①步骤少②次序合理：a应选择不同分离纯化机理的方法联合使用：b应首先选择能除去含量最多杂质的方法：c应尽量选择高效的分离方法：；d应将最费时、成本最高的分离纯化方法安排在最后阶段③产品规格：用成品中各类杂质的最低存在量来表示，它是确定纯化要求的程度及由此而产生的下游加工过程方案选择的主要依据（注射，非注射，去除热原质）；④生产规模：琼脂糖凝胶、冷冻干燥⑤物料组成：丝状菌——适合过滤，不适合中空纤维膜⑥产品形式：固体适当结晶；液体适当浓缩⑦产品稳定性：调节操作条件，使由于热、pH值或氧化所造成的产品降解减少到最低程度。
如蛋白质的巯基容易氧化，使用抗氧化剂；⑧物性：溶解度、分子电荷、分子大小、功能团、稳定性、挥发性⑨危害性：溶剂萃取；基因工程菌发酵；干燥过程的防护和粉尘排放；固定化过程溴化氰。
⑩废水处理：BOD、COD第二章1、发酵液为什么要预处理（目的）？有哪些方法？以及各方法的原理。
A、促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离的效率：⑪改变发酵液的物理性质降低液体黏度；⑫相对纯化，去除发酵液中的部分杂质以利于后续各步操作；⑬尽可能使产物转入便于后处理的一相中（1）加热法a）加热降低液体粘度；b）加热使蛋白质变性凝固，去除杂蛋白（2）调节悬浮液的pH值pH值直接影响发酵液中某些物质的电荷性质，适当调节pH值可改善其过滤特性。
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。
生物分离工程期末试题及答案
生物分离工程期末试题及答案一、选择题1. 以下不属于生物分离工程中常用的分离方法是：a) 超滤分离b) 离心分离c) 色谱分离d) 干燥分离答案：d) 干燥分离2. 生物分离工程中常用的离心机是依据下列哪种原理工作的：a) 重力沉降b) 渗透压差c) 离心力d) 磁性分离答案：c) 离心力3. 下列哪种分离方法常用于酵母细胞的分离：a) 色谱分离b) 超滤分离c) 离心分离d) 蒸馏分离答案：c) 离心分离4. 生物分离工程中使用的常见层析柱包括：a) 凝胶过滤柱b) 脱盐柱c) 亲和层析柱d) 隔离柱答案：c) 亲和层析柱5. 毛细管电泳是一种基于什么原理的分离方法？a) 电动力b) 电荷性c) 分子大小d) pH值答案：b) 电荷性二、简答题1. 请简要概述生物分离工程的基本原理。
生物分离工程是一种将生物材料中的目标物或产物与其他物质分离的工艺。
其基本原理是根据目标物与其他物质的分子大小、电荷性、亲和性等差异，利用不同的分离方法实现分离纯化。
常用的分离方法包括离心分离、超滤分离、层析分离、电泳分离等。
2. 生物分离工程中的超滤分离是如何实现的？超滤分离是利用滤膜的孔径大小将溶液分离为不同的分子量区域。
通过对溶液进行压力驱动，将大分子物质、悬浮物和杂质滤除，只保留小分子物质或溶质。
超滤膜的孔径可以根据需要选择，一般在10纳米至0.1微米之间。
3. 请解释离心分离的原理及其在生物分离工程中的应用。
离心分离是利用离心力将样品中的悬浮物或颗粒分离出来的方法。
离心分离的原理是根据离心力的作用使样品中的重质颗粒或固体沉降到离心管底部，而轻质物质则稳定地悬浮在上层。
离心分离在生物分离工程中广泛应用于细胞分离、蛋白质纯化等方面。
4. 请简述层析分离的工作原理及其在生物分离工程中的应用。
层析分离是一种基于溶质在固定相和流动相之间的相互作用力差异进行分离纯化的方法。
其工作原理是将样品溶液通过固定相填充的柱子，利用流动相将不同性质的溶质进行选择性分离。
生物分离工程期末(附答案)
期末考试复习题吸附法和离子交换1、吸附作用机理是什么？按作用力可分为哪几种？答：固体表面分子(或原子)处于特殊的状态。
固体内部分子所受的力是对称的，故彼此处于平衡。
但在界面分子的力场是不饱和的，即存在一种固体的表面力，它能从外界吸附分子、原子、或离子，并在吸附表面上形成多分子层或单分子层。
按作用力可分为：物理吸附，化学吸附和离子交换2、吸附法有几种？各自有何特点？答：吸附法按吸附作用力分主要有三类，物理吸附、化学吸附和离子交换。
特点：物理吸附基于吸附剂与溶质之间的分子间作用力即范德华力。
溶质在吸附剂上吸附与否或吸附量的多少主要取决于溶质与吸附剂极性的相似性和溶剂的极性。
一般物理吸附发生在吸附剂的整个自由表面，被吸附的溶质可通过改变温度、PH和盐浓度等物理条件脱附。
化学吸附释放大量的热，吸附热高于物理吸附。
化学吸附一般为单分子层吸附，吸附稳定，不易脱附，故洗脱化学吸附质一般需采用破坏化学结合的化学试剂为洗脱剂。
化学吸附具有高选择性离子交换吸附所用吸附剂为离子交换剂。
离子交换剂表面含有离子基团或可离子化基团，通过静电引力吸附带有相反电荷的离子，吸附过程发生电荷转移。
离子交换的吸附质可以通过调节PH或提高离子强度的方法洗脱。
3、大孔网状聚合物吸附与活性炭吸附剂相比有何优缺点？答：大孔网状聚合物吸附剂机械强度高，使用寿命长，选择性能好，吸附质容易吸附，并且阻力小，常应用于抗生素和维生素B12等的分离浓缩过程。
4、影响吸附过程的因素有那些？答：影响吸附的因素（1）吸附速度由于大分子分子量大，扩散慢，且吸附时常伴随着分子构型的变化，故其吸附速度慢，这就给讨论大分子吸附带来困难。
（2）分子量的影响对孔性固体，分子量增加，吸附量减少。
对大孔或非孔固体α=1只有1个吸附点α=0表示大分子完全平躺。
（3）溶剂的影响在溶剂中，大分子较伸展，吸附量减少。
若溶剂产生竞争吸附，吸附量减少。
（4）温度的影响存在着温度升高使吸附量下降和温度升高使吸附量升高两种情况。
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。
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。
生物分离工程期末复习(DOC)
生物分离工程复习题第一章绪论简答题：1、简述生物分离技术的基本涵义及内容。
答：基本涵义：生物分离技术是指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物（发酵液、培养液）及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。
内容主要包括：离心分离、过滤分离、泡沫分离、萃取分离、沉淀（析）分离、膜分离、层析（色谱）分离、电泳分离技术以及产品的浓缩、结晶、干燥等技术。
2、物质分离的本质是有效识别混合物中不同溶质间物理、化学和生物学性质的差别，利用能够识别这些差别的分离介质和扩大这些差别的分离设备实现溶质间的分离或目标组分的纯化。
请从物质的理化性质和生物学性质几个方面简述生物活性物质分离纯化的主要原理。
答：生物大分子分离纯化的主要原理是：1）根据分子形状和大小不同进行分离，如差速离心与超离心、膜分离、凝胶过滤等；2）根据分子电离性质（带电性）差异进行分离，如离子交换法、电泳法、等电聚焦法；3）根据分子极性大小及溶解度不同进行分离，如溶剂提取法、逆流分配法、分配层析法、盐析法、等电点沉淀及有机溶剂分级沉淀等；4）根据物质吸附性质的不同进行分离，如选择性吸附与吸附层析等；5）根据配体特异性进行分离，如亲和层析法等。
填空题：1.为了提高最终产品的回收率：一是提高每一级的回收率，二是减少操作步骤。
2、评价一个分离过程效率的三个主要标准是：①浓缩程度②分离纯化程度③回收率。
判断并改错：原料目标产物的浓度越高，所需的能耗越高，回收成本越大。
(×)改：原料目标产物的浓度越低。
选择题：1. B 可以提高总回收率。
A.增加操作步骤B.减少操作步骤C.缩短操作时间D.降低每一步的收率2．分离纯化早期，由于提取液中成分复杂，目的物浓度稀，因而易采用（ A ）A、分离量大分辨率低的方法B、分离量小分辨率低的方法C、分离量小分辨率高的方法D、各种方法都试验一下，根据试验结果确定第二章细胞分离与破碎概念题：过滤：是在某一支撑物上放多孔性过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒被截留，是固液分离的常用方法之一。
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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。
④搅拌转速和时间。
4、发酵液预处理的方法？答：①凝聚和絮凝方法②加热法③调节PH法④加水稀释法 ⑤加入助滤剂法⑥加吸附剂法或加盐法 ⑦高价态无机离子去除法Ca 2+ ——草酸、草酸钠→形成草酸钙沉淀Mg 2+——三聚磷酸钠(Na 5P 3P 10)→形成 三聚磷酸钠镁可溶性络合物 Fe 3+ ——黄血盐(K 4Fe(CN)6) →普鲁士蓝淀 ⑧可溶性杂蛋白的去除法 3、 VB 12发酵液絮凝预处理的研究答：由正交试验确定影响絮凝的主要因素，结果表明，最佳絮凝条件：絮凝剂为聚合氯化铝、加入体积分数7%，pH6、搅拌速度14r/min 、搅拌时间45s 。
通过加压过滤实验，得到絮凝后滤饼的过滤特性；在此基础上，加入硅藻土助滤剂以探讨对滤饼结构和过滤速率的影响，并考察滤饼的比阻值及可压缩性。
实验表明，絮凝预处理后的滤饼为高可压缩滤饼，加入硅藻土后滤饼的比阻值降低，可压缩性系数减少到0.387过滤速率提高30%。
第三章 细胞分离技术一、填空1.根据被分离物质颗粒的大小，可分为一般过滤和膜过滤。
2.离心分离因子Fr 来定量评价离心设备的分离能力3.离心分离法根据其操作方式不同，又可分为重力沉降和密度梯度离心。
4-1细胞壁结构gFr γω2=4-2革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁结构比较5. 细胞破碎效果通常用细胞破碎率来衡量。
直接测定法： 其中：X ---细胞破碎率，%N ---经t 时间操作后未破碎细胞的数量，个/cm 3N 0---细胞初始量，个/cm 36.细胞破碎方法：机械破碎法、物理破碎法、化学渗透法、酶溶法。
7.机械破碎法又分为珠磨法、高亚匀浆法、超声波破碎法。
8. 不宜采用高压匀浆法的微生物：团状或丝状真菌、较小的革兰氏阳性菌、质地坚硬的亚细胞。
9.传统的化学渗透剂包括：酸碱、盐、表面活性剂、变性剂，螯合剂、有机溶剂等。
10.冻结的目的：为了破坏细胞膜的疏水键（膜的通透性改变）。
11.蛋白质复性方法：稀释与透析复性法、色谱复性技术、反胶束萃取复性法。
12.提高复性率的策略：二硫键的形成、小分子添加剂、模拟体内蛋白折叠过程 （共表达分子伴侣、折叠酶可提高外源蛋白的可溶性表达）、温和溶解工艺相结合提高复性率。
二．名词解释1、离心沉降：是利用惯性离心力和物质的沉降系数或浮力密度的不同而进行的一项分离、浓缩或提取操作。
2、超声波破碎法：超生波破碎细胞时的频率一般为15～20 kHz ，功率为100～250W ，可分为槽式和探头直接插入介质式两种型式。
其原理可能与空穴现象引起的冲击波和剪切作用有关。
3、蛋白质复性：又称再折叠，是指变性蛋白质在变性剂去除或浓度降低后，就会自发地从变性的热不稳定状态向热力学稳定状态转变，形成具有生物学功能的天然结构。
第四章 沉淀技术一、填空1.蛋白质胶体具稳定性因素：蛋白质周围的水化层、蛋白质分子间的静电斥力。
2.双电层可分为：紧密层和分散层。
3.盐析公式： 其中： S ---蛋白中溶解度，mol/Lβ---盐浓度为0时，蛋白质溶解度的对数值，与蛋白质种类、温度、pH 有关，与盐无关 I ---离子强度%100(%)00⨯-=N NN X KsI gS -=βlci---离子浓度Zi---离子化合价Ks---盐析常数，与蛋白质和无机盐有关,与温度、pH无关4．有机溶剂沉淀法的原理：破坏了蛋白质表面的水化层。
5．有机溶剂沉淀法溶剂用量：计算公式：V=V0(S2-S1)/(100-S2)其中：V——需要加入100%浓度有机溶剂的体积，mL；V0——原始溶液的体积，mL;S2——所要求达到的有机溶剂的浓度，g/100mL；S1——原溶液中有机溶剂的浓度，g/100mL；100——指加入的有机溶剂的浓度为100%，如所加入的有机溶剂浓度为95%，则（100-S2）改为（95—S2）6.果胶提取中，乙醇沉淀法的最佳条件为：pH3.5~4.0，沉淀时间30min，沉淀温度为25℃，以硫酸铝钾为盐析剂，其盐析最佳条件为：PH5.8，沉淀时间30min，沉淀温度为25℃；以三氯化铁为盐析剂，其盐析条件为：pH4.0，沉淀时间60min，沉淀温度为60℃。
二．名词解释1.结晶：同类分子或离子以有规则排列形式析出。
2.沉淀：同类分子或离子以无规则紊乱排列形式析出。
3.分散双电层：偏离等电点的蛋白质净电荷或正或负，成为带电粒子，在电解质溶液中吸引相反电荷的离子（简称反离子），由于热运动的影响，这些离子有离开蛋白胶粒的趋势，反离子层并非全部排布在一个面上，而是在距胶粒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。
4.盐析：在高浓度中性盐存在的情况下，蛋白质等生物大分子在水溶液中的溶解度降低并沉淀析出的现象称为盐析。
（常用盐析剂：硫酸铵）5.等电点：是两性物质在其质点的净电荷为零时介质的pH值，溶质净电荷为零，分子间排斥电位降低，吸引力增大，能相互聚集起来，沉淀析出，此时溶质的溶解度最低。
三．简答or论述1.蛋白质沉淀方法：答：①盐析法②有机溶剂沉淀法③等电点沉淀法④非离子多聚物沉淀法⑤变性沉淀⑥生成盐类复合物的沉淀⑦亲和沉淀2.影响盐析的因素：答：①蛋白质种类相对分子质量大、结构不对称的蛋白质Ks值大，越易沉淀②离子类型相同离子强度下，不同种类的盐对蛋白质的盐析效果不同。
③温度和pH 在保持待沉淀物稳定的前提下，尽可能的接近其等电点。
盐析一般在室温下进行。
但对于温敏型生化物质，盐析最好在低温④盐的加入方式⑤蛋白质的原始浓度一般较适当的样品浓度是2.5%-3.0%3.以硫酸铵为例介绍盐析操作过程盐析曲线的制作步骤：答：①取一部分料液，将其分成等体积的份数，冷却至0℃；②跟据公式或者附表查料液饱和度达20%-100%所需加入硫酸铵的质量，并在搅拌条件下分别加到终了，继续搅拌1h以上，同时保持0℃，使沉淀得到平衡；③在3000g下离心40min后，将沉淀溶于2倍体积的缓冲液中，测定其中蛋白质的总浓度和目标蛋白的浓度；④分别测定上清液中蛋白质的总浓度和目标蛋白的浓度，比较前后蛋白质时候保持物料守恒，检测分析结果的可靠性；⑤以饱和度为横坐标，上清液中蛋白的总浓度和目标蛋白的浓度为纵坐标作图。
4.有机溶剂沉淀法影响沉淀效果的因素：答：①温度在使用有机溶剂沉淀生物高分子时，整个操作过程应在低温下进行。
②pH pH多控制在待沉蛋白质的等电点附近。
③蛋白质浓度蛋白质的初浓度以0.5～2％为好，粘多糖则以1～2％较合适。
④离子强度一般在有机溶剂沉淀时中性盐浓度以0.01～0.05mol/L为好，常用的中性盐为醋酸钠、醋酸铵、氯化钠等。
⑤多价阳离子的影响实际操作时往往先加有机溶剂除去杂蛋白，再加Ca2+、Zn2+ 沉淀目的产物。
第五章一、概念1、萃取：利用溶质在互不相容的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。
2、分配定律：在恒温恒压条件下，溶质在互不相容的两相中达到分配平衡时，如果在两相中的相对分子质量相等，则其在两相中的平衡浓度之比为一常数，称为分配常数A。
3、萃取速率计算公式：V=c 料液相中溶质的浓度c* 与萃取相中溶质呈平衡的料液相中溶质的浓度k 传质系数a 相间接触比表面积4、单级萃取萃取过程中的萃余分率：萃取分率（收率）为5、双节线：是两种高分子聚合物和水形成的双水体系的相图图中以聚合物Q的浓度（%，质量分数）为纵坐标，以聚合物P的浓度（%，质量分数）为纵坐标。
图中把均匀区与两相分开的曲线称为双节线。
影响因素：相图中双节线的位置、形状与聚合物的相对分子质量有关，一般聚合物的相对分子质量越高，相分离所需要的浓度越低；两种聚合物的相对分子质量相差越大，双节线的形状越不对称。
6、反胶团：若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中，并使其浓度超过临界胶束浓度，便会在有机溶剂内形成聚集体，这种聚集体称为反胶团。
7、超临界流体：处于超临界状态时，气液界面消失，体系性质均一，既不是气体也不是液体，呈流体状态。
二、填空1、液液萃取类型分为单级萃取、多级错流萃取、多级逆流萃取。
2、选择有机溶剂的原则是相似相容。
3、乳化现象发生后，可能产生两种形式的乳浊液，一种是（有机相）以油滴分散在水中的水包油型（0/W）；另一种是水以水滴分散在油中的油包水型（W/O）。
4、双水相体系的形成主要取决于两个因素：体系熵的增加和分子间作用力。
5、在生化工程中得到广泛应用的双水相体系主要是聚乙二醇-葡萄糖体系和聚乙二醇-无机盐系统。
6、溶质能在双水相系统中，进行分配主要是受体系表面自由能和表面电荷的影响。
7.液膜分离系统的膜相通常由膜溶剂、表面活性剂、流动载体、膜增强剂构成。