《生物分离技术》复习题

一、选择题1、下列哪项技术不属于下游技术（）。

A．细胞培养技术 B．细胞破碎技术 C．固液分离技术 D．纯化技术2、目前生物工业中最常用的助滤剂是（）。

A．硅藻土 B．纤维素 C．石棉粉 D．珍珠岩3、采用凝聚方法得到的凝聚体，其颗粒Φ大约为（）。

A．1mm B．5mm C．10mm D．15mm4、采用絮凝法常可形成Φ为（）大小的絮凝团。

A．1mm B．5mm C．10mm D．15mm5、下列四种间歇过滤机以（）使用最为普遍。

A．水平板式过滤机 B．垂直叶滤机 C．管状过滤机 D．板框过滤机6、在使蛋白质变性的方法中最常用的是（）。

A．加热法 B．调节PH C．加有机溶剂 D．加表面活性剂7、对于发酵液中的钙离子，一般通过添加（）生成钙盐沉淀而除去。

A．盐酸 B．硝酸 C．草酸 D．醋酸8、对于发酵液中的铁离子，可加入（）使其形成普鲁士蓝沉淀而除去。

A．草酸 B．草酸钠 C．磷酸盐 D．黄血盐9、结晶过程具有很好的（）。

A．自范性 B．均匀性 C．选择性 D．各向异性10、晶体具有自发地生长为多面体的可能性，此性质称为晶体的（）。

A．自范性 B．均匀性 C．选择性 D．各向异性11、溶剂萃取的关键是萃取溶剂的选择，而选择的依据是（）的原则。

A．可分可溶 B．相似相溶 C．等温等压 D．同比同类12、下列属于分子间相互作用力的为（）。

A．离子键 B．共价键 C．氢键 D．渗透压13、下列几种膜分离中，膜孔径最小的是（）。

A．反渗透 B．微滤 C．超滤 D．纳滤14、工业上膜分离过程中多采用（）进行前处理。

A．反渗透 B．微滤 C．超滤 D．纳滤15、对大孔型离子交换树脂，在型号前面加“（）”表示。

A．A B．B C．C D．D16、通常所说的树脂交联度是（）在树脂母体总量中所占的质量分数。

A．苯乙烯 B．丙烯酸 C．二乙烯苯 D．聚乙二醇17、如果离子交换树脂的活性中心（），在吸附有机大分子时会存在假平衡。

A．官能团多 B．官能团少 C．排列过密 D．排列过稀18、离子交换树脂对不同离子亲和能力的差别，表现在（）的大小。

A．离子价数 B．溶液浓度 C．离子水化半径 D．选择性系数19、离子交换反应的速度主要取决于（）。

A．离子大小 B．溶液浓度 C．交联度 D．扩散速度20、一般用分离度R =（）作为相邻两色谱峰完全分离的标志。

A．0.9 B．1.2 C．1.5 D．1.821、下列离子交换剂中，离子交换（）并不适合用于生物大分子的分离。

A．树脂 B．纤维素 C．葡聚糖凝胶 D．琼脂糖凝胶22、亲和色谱所用的载体中以（）凝胶型应用最广泛。

A．葡聚糖 B．肽聚糖 C．琼脂糖 D．聚丙烯酰胺23、在色谱分离中，每个理论塔板的高度相当于固定相（）颗粒的距离。

A．一个 B．两个 C．三个 D．四个24、（）的效率是所有分离纯化技术中最高的。

A．溶剂萃取 B．双水相萃取 C．膜分离 D．色谱分离25、在（）中，色谱峰高与组分浓度呈线性关系。

A．分析色谱 B．制备色谱 C．半制备色谱 D．工业色谱26、工业规模的色谱分离大多采用（）分离法。

A．柱色谱 B．纸上色谱 C．薄层色谱 D．平板色谱27、选择HPLC方法时首先要考虑的是样品的（）。

A．分子结构 B．分子大小 C．等电点 D．溶解度28、生物工业常用的干燥技术中，能基本上保证产品不受损失的是（）。

A．微波干燥 B．气流干燥 C．喷雾干燥 D．冷冻干燥二、填空题1、按生产过程的性质划分，分离与纯化工艺过程可分为四个阶段，即、、和。

2、常用的固-液分离方法主要是和。

3、双水相系统分为两大类：和。

4、相似相溶原理的“相似”有两个方面：一是；二是。

5、结晶包括三个过程：、和。

6、离子交换过程实际上只有三个步骤：、和。

7、用于制造膜分离的膜材料有很多，但目前以和应用最广。

8、膜的污染主要有两种情况，一种是；另一种是。

9、色谱分离系统包括两个相，即相和相。

10、吸附色谱关键要素是和的选择。

11、层析剂由和组成。

12、晶体的各向异性是指晶体的及应随而有差异。

凝聚与絮凝凝集：指在投加的化学物质作用下，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。

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。

常规过滤与错流过滤常规过滤：指料液流动方向与过滤介质垂直的过滤，常用于过滤10-100um的悬浮粒子。

错流过滤：指料液流动方向与过滤介质平行的过滤，常用的过滤介质为微孔滤膜或超滤膜，常用于悬浮粒子细小的发酵液。

萃取与浸取萃取：利用溶质在互不相溶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（原料）中提取出来的方法。

浸取：即固液萃取，用溶剂分离固体混合物中的组分，利用固体物质在液体溶剂中的溶解度不同来达到分离提取目的。

沉淀与结晶结晶：溶液中的溶质在一定条件下因分子有规则的排列而结合成晶体的过程。

沉淀：又称沉析，指在溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低，生成无定形固体从溶液中析出的过程。

吸附与离子交换吸附:指溶质从液相或气相转移到固相的过程。

离子交换：利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分离组分依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在树脂上，然后利用合适的洗脱剂将吸附物质从树脂上洗脱下来，从而达到分离的目的。

Nernst定律Nernst定律：1891年由Nernst提出，指在恒温恒压条件下，溶质在互不相溶的两相中分配时，达到分配平衡后，如果其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，此常数为分配常数A，则A0＝C1/C2 ，C1、C2分别代表上、下相中溶质的平衡浓度（mol/L）。

带溶剂与夹带剂带溶剂：指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，也称化学萃取剂。

夹带剂：在纯流体中加入少量与被萃取物亲和力强的组分，以提高其对被萃取组分的选择性和溶解度，添加的这类物质称为夹带剂。

胶团与反胶团胶团：将表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶束浓度时，表面活性剂会在水溶液中聚集在一起而形成聚集体。

反胶团：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。

膜分离技术膜分离技术：膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等，膜分离都采用错流过滤方式。

浓差极化与膜污染浓差极化：在以非浓度差为推动力的一些膜分离过程中的流动边界层内，出现的浓度分布现象。

浓差极化的成因和极化现象在不同过程中不完全一样。

膜污染：指料液中的微滤、胶体粒子或溶剂大分子由于与膜存在物料化学相互作用或机械作用而引起的在膜孔内吸附、沉积造成膜孔变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。

电渗析电渗析：以电位差为推动力的膜过程是利用带电离子或分子在电位场和膜电荷作用下进行迁移从而与不带电分子分离的膜过程。

色谱分离技术色谱分离技术：是一种分离复杂混合物中各个组分的有效方法。

它是利用不同物质在由固定相和流动相构成的体系中具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，这些物质随流动相一起运动，并在两相间进行反复多次的分配，从而使各物质达到分离。

操作容量与洗脱容积操作容量：也叫交换容积，指在一定条件下，某种组分与基质反应达到平衡时，存在于基质上的饱和容量，称为操作容量，单位是mg/g或mg/mL数值越大，表明基质对该物质的亲和力越强。

洗脱容积：在色谱分离中，使溶质从柱中流出时所通过的流动相的体积。

正相色谱与反相色谱正向色谱：指固定相的极性高于流动相的极性，在这种的普过程中，非极性分子或极性小的分子比极性大的分子移动的速度快，先从柱中流出来。

反向色谱：指固定相的极性低于流动相的极性，在这种色谱过程中，极性大的分子比极性小的分子移动的速度快而先从柱中流出。

蒸发与干燥蒸发：蒸发浓缩是利用加热的方法是溶液中的一部分溶剂（通常为水）汽化后除去，得到含较高浓度溶质的一种操作过程。

干燥：利用热能使湿物料中的湿分（水或其它溶剂）汽化除去的操作单元。

简答题1、何谓生物分离工程？答：生物分离工程是指从发酵液、酶反应液或动植物培养液中分离、纯化生物产品的过程。

它描述了生物产品分离、纯化过程的原理、方法和设备。

因为它处于生物产品生产过程的后端，所以也叫生物分离工程下游技术。

2、生物分离纯化过程的一般流程可分为几大部分？分别包括哪些操作单元? 答：生物分离纯化过程的一般流程可分为四大部分，各大部分及其包括的单元操作分别为：一、发酵液的预处理：包括的单元操作为过滤、离心。

二、产物的提取：包括的单元操作为沉淀、吸附、萃取、超滤。

三、产物的精制：包括的单元操作为层析、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱。

四、成品的加工处理：包括的单元操作为浓缩、结晶、干燥。

3、什么是发酵液的预处理？发酵液预处理的目的和要求有哪些?答：发酵液的预处理是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。

发酵液预处理的目的：⑴改变发酵液中固体粒子的物理性质，如改变其表面的类型，增大它的尺寸，提高其硬度等，加快悬浮液中固体颗粒的沉淀速度。

⑵尽可能使发酵产物转移入后续工序处理的相中。

⑶能够除去部分杂质，减少后续处理的负荷，改变发酵液的物理性质。

发酵液预处理的要求：⑴菌体分离⑵去除固体悬浮物⑶去除蛋白质⑷去除重金属离子⑸去除色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除⑹改变发酵液的性质，以利于提取和精制等后续工序的操作顺利进行⑺调节适宜的PH和温度4、为什么要进行细胞破碎？有哪些具体的方法？答：进行细胞破碎的原因：胞内产物与培养基的隔离是由于细胞壁和细胞膜的屏障引起的细胞破碎就是要利用各种不同的方法破坏这种结构，有效的释放出胞内产物。

细胞破碎方法：一、机械破碎法：珠磨法、高压匀浆法、超声波破碎法等。

二、化学渗透法：酸碱法、盐法、表面活性剂处理法、有机溶剂法、变性剂法、温和化学渗透剂处理法。

三、酶溶法四、物理破碎法：冻融法、低温玻璃化法。

5、何谓盐析？其基本原理是什么?答：盐析：蛋白质在高离子强度溶液中溶解度降低，以致从溶液里沉淀出来的现象。

盐析基本原理：蛋白质和酶均易溶于水，在水溶液中，蛋白质和酶分子上所带的亲水基团与水分子相互作用形成水化层，保护了蛋白质粒子，避免了相互碰撞，使蛋白质形成了稳定的胶体溶液。

因此，可通过破坏蛋白质周围的水化层和中和电荷降低蛋白质溶液的稳定性，实现蛋白质的沉淀。

加入大量中性盐后，夺走了水分子，破坏了水膜，暴露出疏水区域，同时又中和了电荷，使颗粒间的相互排斥力失去，布朗运动加剧，蛋白质分子结合成聚集物而沉淀析出。