生化分离考点

生化分离考点

Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

1.生化分离过程的特点：（1）生物物质的生活活性大多是在生物体内的温和

条件下维持并发挥作用的；（2）用作医药、食品和化妆品的生物产物与人类生命息息相关；（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；（4）原料液中目标产物的浓度一般很低，有时甚至是微量的。

2.分离效率的评价（三个指标）：浓缩程度、分离纯化程度、回收率

3.Stokes

为液体密度式中，d p kg/m3），ρ

L

为重力沉降速度（kg/m3），μ（kg/m3），g 为重力加速度（kg/m3），v

g

为液体黏度。

L

4.区带分离法：是生化研究中的重要分离手段，根据立新操作条件不同，分为

差速区带离心和平衡区带离心，两种区带离心法均事先在离心管中用某种低分子溶质调配好密度梯度，在密度梯度之上加待处理的料液后进行离心操作。

5.离心分离设备：常用的有管式和碟片式两大类。

6.革兰氏阴性和阳性的区别：革兰阳性菌的细胞主要由肽聚糖层组成，而革兰

阴性菌的细胞壁在肽聚糖层的外侧还有分别由脂蛋白和脂多糖及磷脂构成的两层外壁层。革兰阳性菌的细胞壁比较厚，约15-50nm，肽聚糖含量占

40%-90%；革兰阴性菌的肽聚糖层约，外壁层约8-10nm。因此，革兰阳性菌的细胞壁比革兰阴性菌坚固，较难破碎。

7.习题：管式离心机的转筒内径为12cm，筒长70cm，转数为15000r/min。设

离心机的校正系数为一，利用其浓缩酵母细胞悬浮液，处理能力为min。

（1）计算酵母细胞的重力沉降速度；（2）破碎该酵母细胞后，细胞碎片直

径减小到原细胞的1/2，液体黏度上升3倍，在相同条件下离心浓缩该细胞破碎液，试计算此时离心机的处理能力。 (1)2222g Lr w Q v g

π=,72222249.8 4.1810/1500022 3.140.70.12()60

g Qg v m s Lr w π-⨯=

==⨯⨯⨯⨯⨯ (2)21212111,,216p p L L g g d d v v μμ=== 8. 盐析原理： 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(Salting-out)

。当离子强度较高时，溶解度的对数与离子强度之间呈线性关系，用Cohn 经验方程描述：

S-蛋白质的溶解度，g/L

β-常数；

Ks －盐析常数；

I －离子强度，mol/L

蛋白质的水溶液逐渐加入电解质时，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，带电表层使蛋白质分子间相互排斥，而蛋白质分子与水分子间相互作用却加强，因而蛋白质的溶解度增大，这种现象称为盐溶(salting-in)。

随着离于强度的增大，蛋白质表面的双电层厚度降低，静电排斥作用减弱，

同时，由于盐离子的水化作用使蛋白质表面疏水区附近的水化层脱离蛋白质，暴露出疏水区域，从而增大了蛋白质表面疏水区之间的疏水相互作用，容易发生凝聚，进而沉淀。这种现象称为盐析(salting-out)

9. 影响盐析的因素:无机盐的种类、浓度、温度和pH 值 。

I K S S -=βlog

10. 阳离子，阴离子盐析作用的顺序：阴离子的盐析作用顺序为

P0-34>S0-24>CHCOO ->CI ->NO

3—>C1O 4->I->SCN - 阳离子的盐析作用的顺序为NH +

4>K +>Na +>Mg 2+

11.习题2：有100L 蛋白质溶液，其中含牛血清白蛋白（BSA ）和另一种杂蛋白

（X ）,质量浓度分别为10g/L 和5g/L,拟用硫酸铵沉淀法处理该溶液，回收沉淀中的BSA 。20℃下BSA 和X 的Cohn 方程参数列于下表（假设其他蛋白的存在不影响方程参数），其中离子强度用硫酸铵浓度表示，蛋白质质量浓度单位为g/L ，硫酸铵浓度单位为mol/L.

蛋白质 β Ks

BSA

X

（1）如果溶液体积变化与硫酸铵加入量成正比，若回收90%的BSA ，需要加入多少硫酸铵

（2）沉淀中BSA 的纯度是多少

解：按体积不变（1）1,s S lg K I β=- ()2212.823211232

i i i I c c c ==⨯⨯+⨯⨯=，2.82310%101/,0.9413

i S g L c =⨯===， 加入()442NH SO 0.94110013212.42kg ⨯⨯=，

lg 20.0 6.8520.0 6.85 2.8230.38, 4.59/X I X g L =-=-⨯=-=，

()90%10/10095.6%5 4.59/10090%10/100g L L g L L g L L

⨯⨯-⨯+⨯⨯ 11.膜在分离过程中具有如下功能：①物质的识别与透过；②界面；③反应场。

反渗透 (Reverse osmosis ，RO)

超滤 (Ultrafiltration ，UF)

微滤 (Microfiltration ，UF)

透析 (Dialysis ，DS)

电渗析 (Elecrodialysis ，ED)

渗透气化 (Pervaporation ，PV)

超滤和微滤及RO 都是利用膜的筛分性质，以压差为传质推动力。

反渗透

RO 膜无明显的孔道结构 ，透过机理多采用溶解-扩散模型表述；

反渗透的操作压力常达到几十个大气压;

随着压力升高，溶剂的体积通量线性增大，而溶质的质量通量与压力无关; 提高反渗透操作压力有利于实现溶质的高度浓缩 （适用于1nm 以下小分子的浓缩 ）。

超滤(UF)和微滤(MF)都是利用膜的筛分性质，以压差为传质推动力；

UF 膜和MF 膜具有明显的孔道结构 ，主要用于截留高分子溶质或固体微粒 ；

操作压力低，膜的透过通量与压差成正比，与滤液粘度成反比 ；

UF 法适用于分离或浓缩直径1—50nm 的生物大分子(蛋白质、病毒等)；