生物分离工程练习题二(第4-5章)
生物分离工程总复习填空题
1-3章:二、填空题(26分,每空1分)1、Cohn方程logS=β-KsI中,Ks越,β值越,盐析效果越好。
2、固液分离的主要方法有和。
3、对发酵液进行预处理方法主要有、、、、。
4、根据过滤机理的不同,过滤操作可分为和两种类型5、盐析的操作方法有、、。
6、核酸的沉淀方法主要有、、、。
7、蛋白质胶体溶液的稳定性主要靠、等因素稳定。
8、为使过滤进行的顺利通常要加入。
9、典型的工业过滤设备有和。
10、常用的蛋白质沉析方法有、和。
4-5章:二、填空(25分)1、常用离心设备可分为和两大类;2、在一个转子中,将粒子沉降下来的效率可以用来描述。
3、超离心法是根据物质的、和不同,应用强大的离心力,将混合物中各组分分离、浓缩、提纯的方法。
4、密度梯度离心中,制备密度梯度的常用方法有、、。
5、反胶团的制备方法有、、。
6、工业萃取所需设备主要包括、、三部分。
7、当表面活性剂为非离子型时,体系的温度要时才产生浊点分离现象,温度在(浊点温度以下)时为单相;当表面活性剂为两性离子型时,体系的温度则要时才产生浊点分离现象,温度在(浊点温度以上)时为单相。
8、双水相萃取工艺流程主要包括、、。
9、超临界流体用于萃取的主要优点在于其既具有液体的又具有气体的。
10、超临界CO2萃取工艺流程主要有、和。
6-7章:二、填空(21.5分,每空0.5分)1、泡沫分离是以作为分离介质,以组分之间的作为分离依据,利用气体在溶液中的鼓泡来达到浓集物质的一种新型分离技术。
2、泡沫分离过程中,有两个主要的传质过程:一个是在鼓泡区内,传质是在进行;二是在泡沫区内,传质是在进行。
3、泡沫分离技术中气泡的产生方法有、和。
4、泡沫分离过程中主要的设备是和。
5、阳离子交换树脂按照活性基团分类,可分为、和;其典型的活性基团分别有、和。
6、蛋白质分离常用的层析方法有、、和。
7、离子交换分离操作中,常用的梯度洗脱方法有和。
8、多糖基离子交换剂包括和两大类。
9、离子交换树脂由、和组成。
《生物分离工程》题库+答案
《生物分离工程》题库一、填充题1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除,I 产物分离,P 纯化和P精制;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离子交换纤维素和葡聚糖凝胶离子交换剂两大类;6. 工业上常用的超滤装置有板式,管式,螺旋式和中空纤维式;7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质,温度,溶液pH值,盐的浓度和吸附物的浓度与吸附剂的用量;8. 离子交换树脂由网络骨架(载体),联结骨架上的功能基团(活性基)和可交换离子组成。
9. 电泳用凝胶制备时,过硫酸铵的作用是引发剂(提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚合所必需的自由基);甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂(丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链);TEMED的作用是增速剂(催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的聚合);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外部扩散、内部扩散和化学交换反应三步;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cK c q q 0+= 14.反相高效液相色谱的固定相是 疏水性强 的,而流动相是 极性强 的;常用的固定相有C 8 辛烷基 和 十八烷基C 18 ;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 渗透冲击法 , 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 晶体大小 , 形状 和 纯度 三个方面;21.亲和吸附原理包括 配基固定化 , 吸附样品 和 样品解析 三步;22.根据分离机理的不同,色谱法可分为 吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱23.盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的Cohn 方程为 lgS=β-K s I ;当 在一定pH 和温度下,改变体系离子强度(盐浓度)进行盐析的方法 称为Ks 盐析法;当 在一定离子强度下,改变pH 和温度进行盐析 称为β盐析法;24.蛋白质分离常用的色谱法有 免疫亲和色谱法, 疏水作用色谱法 , 金属螯合色谱法 和 共价作用色谱法 ;25.SDS-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 分子形状 和 电荷 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 等电点沉析法, 盐析法 和 有机溶剂沉析 ;27.常用的工业絮凝剂有 有机高分子聚合物 和 无机高分子聚合物 两大类;28.典型的工业过滤设备有 板框压滤机 、 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 离心沉降设备 和 离心过滤设备 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;32.影响亲和吸附的因素有 配基浓度 、 空间位阻 、 配基与载体的结合位点 、 微环境 和 载体孔径 ;33.阳离子交换树脂按照活性基团分类,可分为 强酸性阳离子交换树脂 、 弱酸性 和 中强酸性 ;其典型的活性基团分别有 3 、 COOH - 、2)(OH PO -;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-+OH CH RN 33)(、2NH -、兼有以上两种基团;35.DEAE Sepharose 是 阴 离子交换树脂,其活性基团是25252)(H C NH H C O ----;36.CM Sepharose 是 阳 离子交换树脂,其活性基团是COOH CH O 2--;37.影响离子交换选择性的因素有 离子水合半径 、 离子价 、 离子强度 、 溶液pH 、 有机溶剂 、和 交联度、膨胀度、分子筛 ;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作用 和 水化膜层 ;40.盐析用盐的选择需考虑 盐析作用要强 、 盐析用盐需有较大的溶解度 、 受温度影响小、 盐必须是惰性的、 来源丰富、经济 等几个方面的因素;41.影响有机溶剂沉淀的因素有 温度 、 溶液pH 、 离子强度、 样品浓度 和 金属离子的助沉作用;42.常用的超滤装置有 板式 、 管式 、 螺旋式 和 中空纤维式 ;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 载体两性电解质电泳 和同相电泳;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ΔG S 和 体积过剩吉布斯自由能ΔG V 组成;49.物料中所含水分可分为机械结合水、物化结合水和化学结合水三种;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硅藻土和珍珠岩;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外部扩散、内部扩散和化学交换组成;54.吸附包括将待分离的料液通入吸附剂中,吸附质被吸附到吸附剂表面,料液流出和解吸四个过程组成;55.大孔网状吸附剂有非极性,中等极性和极性三种主要类型;56.亲和吸附剂表面连接的“手臂链”的作用是降低空间位阻的影响;57.根据修饰基团的不同,离子交换树脂可分为强酸性阳离子交换树脂,强碱性阴离子交换树脂,弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂等四大类;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、搅拌速率和溶液浓度;61.分配色谱的基本构成要素有载体、固定相和流动相;62.反相色谱常用的流动相有乙腈和异丙醇等;63.反相色谱常用的固定相有 C8 和 C18等;64.Sepharose系列的离子交换树脂的载体是琼脂糖凝胶注:葡聚糖凝胶(sephadex系列);65.分子筛色谱(凝胶色谱)的主要应用是脱盐、生物大分子的分离;66.因重复被删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、灌胶模具、外循环恒温系统、凝胶干燥器 、 电泳转移装置 、 电泳洗脱仪 和 凝胶扫描和摄录装置;71.电泳后,样品的主要染色方法有 考马斯亮蓝 和 银染法 ;72.SDS -PAGE 电泳中,SDS 的加入是为了消除不同样品分子间 形状 和 电荷 的差异;加入二硫叔糖醇的目的是 强还原剂,破坏半胱氨酸间的二硫键 ;73.电泳过程中,加入溴酚兰的目的是 指示蛋白的迁移位置 ;74.固体可分为 晶体 和 无定形固体 两种状态;75.因重复被删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 溶质通过扩散作用穿过靠近晶体表面的一个滞流层,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 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 改变温度 和 压力 ;80.常用于描述吸附过程的数学模型有 langmuir 吸附模型 和 freundlich 吸附模型 ,其形式分别为cK c q q 0+=和n Kc q =; 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。
生物分离工程题库002
生物分离工程题库002《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;21.亲和吸附原理包括,和三步;22.根据分离机理的不同,色谱法可分为,,和;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,,和;25.SDS 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和差异,而将作为分离的依据;26.常用的蛋白质沉析方法有,和;27.常用的工业絮凝剂有和两大类;28.典型的工业过滤设备有、和;29.常用离心设备可分为和两大类;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、、和吸附;32.影响亲和吸附的因素有、、、和;33.阳离子交换树脂按照活性基团分类,可分为、和;其典型的活性基团分别有、、;34.阴离子交换树脂按照活性基团分类,可分为、和;其典型的活性基团分别有、、;35.DEAE Sepharose是离子交换树脂,其活性基团是;36.CM Sepharose是离子交换树脂,其活性基团是;37.影响离子交换选择性的因素有、、、、、和;38.离子交换操作一般分为和两种;39.蛋白质等生物大分子,在溶液中呈稳定的分散状态,其原因是由于和;40.盐析用盐的选择需考虑、、、等几个方面的因素;41.影响有机溶剂沉淀的因素有、、、和;42.常用的超滤装置有、、和;43.依据电泳原理,现有电泳分离系统可分为、和;44.依据建立pH梯度的原理不同,等电聚焦(IEF)可分为和;45.双相电泳中,第一相是;第二相是;46.结晶包括三个过程、和;47.过饱和溶液的形成方法有、、、和;48.晶核自动形成时,体系总的吉布斯自由能的改变ΔG由和组成;49.物料中所含水分可分为、和三种;50.根据干燥曲线,物料干燥可分为和两个阶段;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和两类;53.基本的离子交换过程由、、和组成;54.吸附包括,,和四个过程组成;55.大孔网状吸附剂有,和三种主要类型;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和两类;59.根据聚合单体,离子交换树脂的合成方法可分为和两类;60.影响离子交换速度的因素有、、、、、和;61.分配色谱的基本构成要素有、和;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;65.分子筛色谱(凝胶色谱)的主要应用是、;66.影响有机溶剂沉析的主要因素有、、、、和;67.根据膜材料的不同,常用的膜可分为和两类;68.根据膜结构的不同,常用的膜可分为、和三类;69.强制膜分离过程是指和过程;70.电泳系统的基本组成有、、、、、、和;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和的差异;加入二硫叔糖醇的目的是;73.电泳过程中,加入溴酚兰的目的是;74.固体可分为和两种状态;75.结晶过程包括、和三个过程;76.结晶的前提是;结晶的推动力是;77.根据晶体生长扩散学说,晶体的生长包括、和三个过程;78.影响晶体生长的主要因素有、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?4.简述结晶过程中晶体形成的条件;5.试比较常规聚丙稀酰胺凝胶电泳与SDS PAGE的分离原理;6.简述生物分离过程的特点;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;9.何谓反微团,反微团萃取?其特点有哪些?10.何谓色谱的理论塔板数,如何计算?11.简述疏水层析的原理,并说明基本操作步骤;12.简述等电点层析的基本原理;13.简述有机溶剂沉析的原理;14.简述盐析原理;15.结合SDS PAGE电泳的分离原理说明未知蛋白质分子量的测定方法;16.请说明在进行SDS PAGE电泳之前,样品的处理方法,并解释其原因;17.简述载体两性电介质梯度等电聚焦(IEF)的分离原理;18.何谓反渗透膜分离,其特点是什么?19.结晶的必备条件是什么?20.请绘制典型的物料干燥速率曲线简图,并说明恒速干燥阶段及降速干燥阶段的特点;三.计算题1、用醋酸戊酯从发酵液中萃取青霉素,已知发酵液中青霉素浓度为0.2Kg/m3,萃取平衡常数为K=40,处理能力为H=0.5m3/h,萃取溶剂流量为L=0.03m3/h,若要产品收率达96%,试计算理论上所需萃取级数。
生物分离工程复习题二(第4-5章)
《生物分离工程》复习题二(第4~5章)一、选择题1、以下哪项不是在重力场中,颗粒在静止的流体中降落时受到的力()A.重力B. 压力C.浮力D. 阻力2、颗粒与流体的密度差越小,颗粒的沉降速度()A.越小B.越大C.不变D.无法确定3、等密度区带离心的密度梯度中最大密度()待分离的目标产物的密度。
A.大于B.小于C.等于D.以上均可4、差速区带离心的密度梯度中最大密度()待分离的目标产物的密度。
A.大于B.小于C.等于D.以上均可5、以下各物质可用于密度梯度离心介质的是()。
A.蔗糖B.聚蔗糖C.氯化铯D.以上均可6、针对配基的生物学特异性的蛋白质分离方法是()。
A.凝胶过滤B.离子交换层析C.亲和层析D.纸层析7、用于蛋白质分离过程中的脱盐和更换缓冲液的色谱是()A.离子交换色谱 B.亲和色谱 C.凝胶过滤色谱 D.反相色谱8、蛋白质分子量的测定可采用()方法。
A.离子交换层析 B.亲和层析 C.凝胶层析 D.聚酰胺层析9、凝胶色谱分离的依据是()。
A、固定相对各物质的吸附力不同B、各物质分子大小不同C、各物质在流动相和固定相中的分配系数不同D、各物质与专一分子的亲和力不同10、下列哪一项是强酸性阳离子交换树脂的活性交换基团()A 磺酸基团(-SO3 H)B 羧基-COOHC 酚羟基C6H5OHD 氧乙酸基-OCH2COOH11、依离子价或水化半径不同,离子交换树脂对不同离子亲和能力不同。
树脂对下列离子亲和力排列顺序正确的有()。
A、Fe3+﹥Ca2+﹥Na+B、Na+﹥Ca2+﹥Fe3+C、Na+﹥Rb+﹥Cs+D、Rb+﹥Cs+﹥Na+12、如果要将复杂原料中分子量大于5000的物质与5000分子量以下的物质分开选用()。
A、Sephadex G-200B、Sephadex G-150C、Sephadex G-100D、Sephadex G-5013、离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂,通过()将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上。
【2019年整理】生化分离每章练习题
第一章绪论1.生物分离工程在生物技术中的地位?2、生物分离工程的特点是什么?3、生物分离过程的一般流程?4、不同生物物质分离提取常用的单元操作?5. 生化分离和化工分离的主要区别是什么?6.对于氨基酸类物质通常采用哪些分离纯化方法?并说明理由。
7.对于蛋白质类物质通常采用哪些分离纯化方法?并说明理由。
8.提取与精制技术在现代生物化学工程中占有十分重要的地位,与传统化学化工中的分离过程相比,阐述生物技术产品对提取与精制技术的特殊要求及近几年来发展起来的一些新方法新技术。
第二章.发酵液预处理、细胞破碎及固液分离一、名词解释1. 凝聚和絮凝答:(1)凝聚:在中性盐的作用下,可以使菌体表面双电位层排斥,电位下降(即中和沉淀物质的电荷)。
(2)凝絮:向含菌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产生较大的凝聚颗粒。
2.渗透压冲击法破碎细胞答:是较温和的一种破碎细胞的方法,将细胞放在高渗透压的介质中,达到平衡后介质突然被稀释或者将细胞转入水中或缓冲液中,由于渗透压的突然变化,水迅速进入细胞内,引起细胞壁的破裂。
渗透压冲击法仅对细胞壁较脆弱的或者细胞壁预先用酶处理的或合成受抑制而强度减弱时才是适合的。
3.高压匀浆细胞破碎法答:细胞悬浮液在高压作用下,从阀座与阀之间的环隙高速喷出后撞击到碰撞环上,细胞受到高速撞击作用后,急剧释放到低压环境中,从而在撞击力和剪切力等综合作用下破碎。
此法不适用于团状或丝状真菌、较小的革兰氏阳性菌及含有包含体的基因工程菌。
适用于酵母菌和大多数细菌细胞的破碎。
4.超声波破碎法答:细胞的破碎是由于超声波的空穴作用,从而产生一个极为强烈的冲击波压力,由它引起的粘滞性漩涡在介质的悬浮细胞上造成了剪切应力,促使细胞内液体发生流动,从而使细胞破碎。
适用于多数微生物细胞的破碎。
5.差速离心答:主要采用逐渐提高离心速度的方法分离不同大小细胞器的方法。
二、单项选择题1. 去除高价金属离子Mg2+,加入( B ) 试剂。
生物分离工程部分习题和答案
2 生物分离工程在生物技术中的地位?答:生物技术的主要目标产物是生物物质的高效生产,而分离纯化是生物产品工程的重要环节,而且分离工程的质量往往决定整个生物加工过程的成败,因此,生物分离纯化过程在生物技术中极为重要。
3 分离效率评价的主要标准有哪些?各有什么意义?(ppt)答:根据分离目的的不同,评价分离效率主要有3个标准:以浓缩为目的:目标产物浓缩程度(浓缩率m)以纯度为目的:目标产物最终纯度(分离因子a)以收率为目的:产品收得率(%)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?(ppt)答:<1>、目标产物性质及其共存杂质的特性 <2>、充分考虑目标产物商业价值<3>、考虑生物加工过程自身规模 <4>、采用步骤次序相对合理<5>、尽可能采用最少步骤 <6>、产品稳定性与物性<7>、产品规格与型式 <8>、生产过程中废水等排放6 下游加工过程的发展趋势有哪些方面?(ppt)答:成本控制和质量控制第二章发酵液预处理一解释名词凝聚剂:让不稳定的胶体微粒(或者凝结过程中形成的微粒)聚合在一起形成集合体的过程中所投加的试剂的统称。
过滤:利用多孔介质(如滤布、微孔膜、致密膜)截流悬浮液中的固体粒子,进行液固分离的过程。
离心:在离心力作用下,利用固体和液体之间的密度差达到沉降分离目的。
细胞破碎: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的技术包含体:指细胞或细菌中高表达的蛋白质(也可以汇同其他细胞成分)聚集而成的不溶性颗粒。
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?答:提高过滤速度与过滤质量改变发酵液性质(黏度↓、颗粒 、颗粒稳定性↓) 去除部分杂质使产物转入到易处理的相中(通常是液相)方法:加热、调节、pH、凝聚、絮凝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?答:凝集:在中性盐作用下,由于双电层排斥电位降低使胶体体系不稳定的现象。
生物分离工程课后答案
生物分离工程课后答案【篇一:生物分离工程复习题一(第1-9章16k含答案)】ass=txt>一、选择题1、以下物质不属于凝聚剂的存有(c)。
a、明矾b、石灰c、聚丙烯类d、硫酸亚铁2、发酵液的预处理方法不包括(c)a.加热b絮凝c.离心d.调ph3、其他条件均相同时,优先采用哪种固液拆分手段(b)a.离心分离b过滤器c.下陷d.约束条件4、那种细胞破碎方法适用工业生产(a)a.高压匀浆b超声波碎裂c.渗透压冲击法d.酶数学分析5、为大力推进过滤器效果通常采用(c)a.电解质b高分子聚合物c.惰性助滤剂d.活性助滤剂6、不能用于固液分离的手段为(c)a.离心b过滤c.超滤d.双水相萃取7、以下哪项不属于发酵液的预处理:(d)a.冷却b.调phc.高温高压和汇聚d.层析8、能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是(c)a.过滤b.萃取c.离子交换d.蒸馏9、从四环素发酵液中除去铁离子,需用(b)a.草酸酸化b.加黄血盐c.加硫酸锌d.氨水碱化10、盐析法沉淀蛋白质的原理是(b)a.减少蛋白质溶液的介电常数b.中和电荷,毁坏水膜c.与蛋白质结合成不溶性蛋白d.调节蛋白质溶液ph到等电点11、使蛋白质盐析可加入试剂(d)a:氯化钠;b:硫酸;c:硝酸汞;d:硫酸铵12、盐析法提纯酶类就是根据(b)展开提纯。
a.根据酶分子电荷性质的纯化方法b.调节酶溶解度的方法c.根据酶分子大小、形状相同的提纯方法d.根据酶分子专一性融合的提纯方法13、盐析操作中,硫酸铵在什么样的情况下不能使用(b)a.酸性条件b碱性条件c.中性条件d.和溶液酸碱度无关14、有机溶剂沉淀法中可使用的有机溶剂为(d)a.乙酸乙酯b正丁醇c.苯d.丙酮15、有机溶剂为什么能结晶蛋白质(b)a.介电常数大b介电常数小c.中和电荷d.与蛋白质相互反应16、蛋白质溶液展开有机溶剂结晶,蛋白质的浓度在(a)范围内适宜。
a.0.5%~2%b1%~3%c.2%~4%d.3%~5%17、生物活性物质与金属离子构成容易溶性的复合物沉析,然后适用于(c)除去金属离子。
生物分离工程总复习题
生物分离工程总复习题第一章绪论复习题1.生物分离工程在生物技术中的地位?在生物技术领域,通常将生物产品的生产过程称作生物加工过程,包含优良生物物种的育种、基因工程、细胞工程、生物反应过程(酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等)及目标产物的拆分提纯过程,后者又称作下游加工过程。
生物产物的特殊性、复杂性和对生物产品要求的严格性。
因此导致下游加工过程的成本往往占整个生物加工过程成本的大部分。
生物拆分工程研究的根本任务:设计和优化拆分过程,提升拆分效率,增加拆分过程步骤,延长拆分操作方式时间,达至提升海口收率与活性、降低生产成本的目的。
生物拆分工程的特点就是什么?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.生物拆分工程可以分成几大部分,分别包含哪些单元操作方式?生物拆分过程通常分后四步:1.固-液拆分(不溶物的除去)Vergt、过滤器、细胞碎裂目的就是提升产物浓度和质量2.铀(杂质斯维恰河)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、结晶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)产物在生产过程中发生的边线(4)杂质在生产过程中发生的边线(5)主要杂质独有的物化性质就是什么?(6)相同拆分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。
5.生物分离效率有哪些评价指标?目标产品的浓缩程度――浓缩率m2.目标产物的拆分提纯程度――拆分因子或拆分系数α3.回收率rec第二章细胞分离与破碎复习题1.简述细胞破碎的意义一、细胞破碎的目的由于存有许多生化物质存有于细胞内部,必须在提纯以前将细胞碎裂,并使细胞壁和细胞膜受相同程度的毁坏(减小通透性)或碎裂,释放出来其中的目标产物,然后方可展开抽取。
生物分离试题及答案
生物分离试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 生物分离中常用的层析技术不包括以下哪一项?A. 凝胶层析B. 离子交换层析C. 亲和层析D. 离心分离答案:D2. 凝胶层析中,分子通过凝胶颗粒的孔隙时,以下哪种分子最先被洗脱?A. 分子量最大的分子B. 分子量最小的分子C. 分子量中等的分子D. 所有分子同时被洗脱答案:B3. 离子交换层析中,哪种离子的蛋白质会最先被洗脱?A. 带正电荷的蛋白质B. 带负电荷的蛋白质C. 电荷中性的蛋白质D. 电荷最少的蛋白质答案:A4. 亲和层析中,目标蛋白质与哪种物质的结合最为特异?A. 配体B. 凝胶颗粒C. 缓冲液D. 杂质蛋白答案:A5. 在蛋白质分离过程中,哪种方法可以用于去除核酸?A. 凝胶层析B. 离子交换层析C. 超滤D. 亲和层析答案:C6. 离心分离中,哪种离心机适用于分离细胞和细胞碎片?A. 低速离心机B. 中速离心机C. 高速离心机D. 超速离心机答案:A7. 电泳技术中,哪种电泳可以用于分离蛋白质和核酸?A. 纸电泳B. 凝胶电泳C. 等电聚焦电泳D. 毛细管电泳答案:B8. 在蛋白质纯化过程中,哪种方法可以用于确定蛋白质的纯度?A. SDS-PAGEB. Western blotC. ELISAD. 质谱分析答案:A9. 哪种方法可以用于测定蛋白质的分子量?A. 凝胶层析B. 质谱分析C. 等电聚焦电泳D. 紫外光谱分析答案:B10. 在蛋白质纯化过程中,哪种方法可以用于去除蛋白质中的盐分?A. 凝胶层析B. 离子交换层析C. 亲和层析D. 透析答案:D二、填空题(每空1分,共20分)1. 生物分离的目的是将目标________从复杂的生物样品中分离出来,并去除________杂质。
答案:分子,非目标2. 凝胶层析的原理是基于分子的________大小差异进行分离的。
答案:分子量3. 离子交换层析中,蛋白质的分离是基于其________性质的差异。
【生物课件】生物分离工程习题库
《生物分离工程》每章课后思考题(word文档下载)第一章生物分离工程概述1、生物分离工程在生物技术中的地位?2、生物分离工程的特点是什么?3、生物分离工程可分为几大部分,分别包括哪些单元操作?4、在设计下游分离过程前,必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠?第二讲过滤1、何谓过滤2、过滤的基本形式3、凝聚和絮凝的区别4、常用的絮凝剂有哪些5、过滤设备分类6、常用过滤设备及其特点第三讲离心1、何谓沉降2、沉降与离心的异同3、沉降与离心的速度方程4、离心设备可分为哪两大类5、常用的离心沉降设备有哪些6、常用的离心过滤设备有哪些第四讲细胞破碎1、简述细胞破碎的意义2、细胞破碎方法的大致分类3、渗透压的计算方法第五讲萃取1、什么是萃取过程?2、液-液萃取从机理上分析可分为哪两类?3、常见物理萃取体系由那些构成要素?4、何谓萃取的分配系数?其影响因素有哪些?5、何谓超临界流体萃取?其特点有哪些?6、何谓双水相萃取?常见的双水相构成体系有哪些?7、反胶团的构成以及反胶团萃取的基本原理第六讲吸附与离子交换1、P223 第一题,第二题2、影响吸附的主要因素?3、亲和吸附的原理和特点是什么?4、常用的离子交换树脂类型有哪些?5、影响离子交换速度的因素有哪些?6、用于蛋白质提取分离的离子交换剂有哪些哪些特殊要求,主要有哪几类?第七讲色谱技术1、色谱方法共分几类?常用的蛋白质分离方法有哪些?并简述其原理2、何为理论塔板高度和理论塔板数?如何计算?3、简述高效反相液相色谱的工作原理?4、试分析HPLC和HIC技术的异同(1)常用的蛋白质沉淀方法有哪些?(2)影响盐析的主要因素有哪些?(3)何谓中性盐的饱和度?盐析操作中,中性盐的用量(40% 硫酸铵饱和度)如何计算?第八讲沉析1、何谓膜分离?2、膜分离的种类3、何谓反渗透?4、常用的膜分离组件有哪些?5、何谓电泳?6、常规PAGE和SDS PAGE电泳有何异同?7、何谓双相电泳?第九讲结晶1、结晶操作的原理是什么?2、绘制饱和温度曲线和过饱和温度曲线,并标明稳定区、亚稳定区和不稳定区。
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。
生物分离考试题及答案
生物分离考试题及答案生物分离是生物化学和分子生物学中常用的技术,用于从复杂的生物样品中分离出特定的生物分子,如蛋白质、核酸、多糖等。
以下是一份生物分离考试题及答案。
一、选择题(每题2分,共20分)1. 离心技术中,哪种类型的离心机用于分离细胞和细胞器?A. 微量离心机B. 台式离心机C. 制备型离心机D. 超速离心机答案:D2. 在凝胶电泳中,哪种类型的凝胶用于分离DNA?A. 琼脂糖凝胶B. 聚丙烯酰胺凝胶C. 淀粉凝胶D. 硅胶凝胶答案:A3. 以下哪种方法不是蛋白质分离技术?A. SDS-PAGEB. 离子交换层析C. 凝胶过滤层析D. 核磁共振答案:D4. 亲和层析中,亲和配体的特异性结合是利用了哪种分子间相互作用?A. 静电作用B. 疏水作用C. 范德华力D. 特异性识别答案:D5. 以下哪种物质不是用于蛋白质纯化的缓冲液成分?A. TrisB. EDTAC. 甘油D. 硫酸铵答案:C二、简答题(每题10分,共30分)1. 描述凝胶过滤层析的原理及其在蛋白质纯化中的应用。
答案:凝胶过滤层析(也称为分子筛层析或凝胶渗透层析)是基于分子大小的分离技术。
它使用多孔凝胶颗粒作为固定相,样品中的分子根据其大小通过凝胶颗粒的孔隙。
较小的分子能够进入孔隙,因此路径更长,移动速度较慢;而较大的分子则主要在孔隙外移动,路径较短,移动速度较快。
这种技术常用于去除样品中的大分子杂质,或根据大小分离蛋白质。
2. 解释什么是SDS-PAGE,并说明它在蛋白质分析中的重要性。
答案:SDS-PAGE(十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳)是一种用于分离蛋白质的电泳技术。
SDS是一种阴离子表面活性剂,能够使蛋白质带负电并展开其结构,从而在电场中以相同的速度迁移。
聚丙烯酰胺凝胶作为固定相,根据蛋白质的分子量进行分离。
SDS-PAGE在蛋白质分析中非常重要,因为它可以提供蛋白质的分子量信息,用于蛋白质纯度的鉴定和蛋白质表达量的估计。
生物分离工程练习题
生物分离工程练习题《生物分离工程》练习题绪论1.生物分离过程包括目标产物的提取、浓缩、纯化。
2.生物分离过程的显着特点是什么?1、条件温和2、安全性、卫生性要求高3、方法需要具有高选择性4、对原料高度浓缩3.评价一个分离过程的效率主要有三个标准,目标产物的浓缩程度、分离纯化程度、回收率。
4.图中F表示流速,c表示浓度;下标T和X分别表示目标产物和杂质。
C、P和W分别表示原料、产品和废料。
写出产品浓缩率m、分离因子α、回收率REC的计算公式。
书本第九页第一章细胞分离与破碎1.在细胞分离中,细胞的密度ρ越大,细胞培养液的密度ρ越小,则细LS胞沉降速率越大。
2.过滤中推动力要克服的阻力有过滤介质阻力和滤饼阻力,其中滤饼占主导作用。
3.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4.重力沉降过程中,固体颗粒不受C的作用。
A.重力B.摩擦力C.静电力D.浮力5.过滤的透过推动力是 D 。
A.渗透压B.电位差C.自由扩散D.压力差6.在错流过滤中,流动的剪切作用可以B。
A.减轻浓度极化,但增加凝胶层的厚度B.减轻浓度极化,但降低凝胶层的厚度C.加重浓度极化,但增加凝胶层的厚度D.加重浓度极化,但降低凝胶层的厚度.7.重力沉降过程中,固体颗粒受到重力,浮力,流体摩擦阻力的作用,当固体匀速下降时,三个力的关系平衡8.撞击破碎适用于D的回收。
A.蛋白质B.核酸C.细胞壁D.细胞器9.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。
10.管式和碟片式离心机各自的优缺点。
管式,优点:离心力较大缺点:沉降面积小,处理能力降低碟片式,优点:沉降面积大缺点:转速小,离心力较小11.单从细胞直径的角度,细胞直径越小,所需的压力或剪切力越大,细胞越难破碎12.细胞的机械破碎主要方法有高压匀浆、珠磨、喷雾撞击破碎、超声波破碎13.细胞的化学破碎技术包括酸碱处理、酶溶、化学试剂处理。
第二章初级分离1.防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围水化层和双电层。
(完整版)生物分离工程练习题二(第4-5章)
《生物分离工程》练习题二(第4~5章)一、选择题(22分)1、以下哪项不是在重力场中,颗粒在静止的流体中降落时受到的力( B )A.重力 B。
压力 C.浮力 D. 阻力2、颗粒与流体的密度差越小,颗粒的沉降速度( A )A.越小B.越大 C。
不变 D.无法确定3、等密度区带离心的密度梯度中最大密度( A )待分离的目标产物的密度.A.大于B.小于C.等于D.以上均可4、差速区带离心的密度梯度中最大密度( B )待分离的目标产物的密度。
A.大于B.小于C.等于D.以上均可5、以下各物质可用于密度梯度离心介质的是( D )。
A。
蔗糖 B。
聚蔗糖 C。
氯化铯 D。
以上均可6、当两种高聚物水溶液相互混合时,二者之间的相互作用不可能产生(D)A。
互不相溶,形成两个水相 B. 两种高聚物都分配于一相,另一相几乎全部为溶剂水C。
完全互溶,形成均相的高聚物水溶液 D. 形成沉淀7、超临界流体萃取中,如何降低溶质的溶解度达到分离的目的(C)A.降温 B升高压力 C。
升温 D。
加入夹带剂8、物理萃取即溶质根据(B)的原理进行分离的A。
吸附 B.相似相溶 C分子筛 D 亲和9、超临界流体萃取法适用于提取( B )A、极性大的成分B、极性小的成分C、离子型化合物D、亲水性成分10、在萃取液用量相同的条件下,下列哪种萃取方式的理论收率最高(C)A。
单级萃取 B。
三级错流萃取 C.三级逆流萃取 D.二级逆流萃取11、关于萃取下列说法正确的是(C)A。
酸性物质在酸性条件下萃取 B碱性物质在碱性条件下萃取C. 两性电解质在等电点时进行提取D. 两性电解质偏离等电点时进行提取12、液一液萃取时常发生乳化作用,如何避免(D)A.剧烈搅拌 B低温 C.静止 D.加热13、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(A)A.上相 B下相 C.葡聚糖相 D。
以上都有可能14、超临界流体萃取中,如何降低溶质的溶解度达到分离的目的(C)A.降温 B升高压力 C.升温 D.加入夹带剂15、关于反萃取的概念,下列说法正确的是:(A)。
生物分离工程(山东联盟)智慧树知到答案章节测试2023年齐鲁工业大学
第一章测试1.发酵液的预处理方法不包括()。
A:加热B:调pHC:离心D:絮凝答案:C2.其他条件均相同时,优先选用哪种固液分离手段()。
A:沉降B:超滤C:离心分离D:过滤答案:D3.为加快过滤效果通常使用()。
A:电解质B:惰性助滤剂C:活性助滤剂D:高分子聚合物答案:B4.过滤的透过推动力是()。
A:电位差B:自由扩散C:压力差D:渗透压答案:C5.下列哪项不属于发酵液的预处理()A:加热B:絮凝和凝聚C:层析D:调pH答案:C6.发酵液中杂蛋白的去除方法包括()A:等电点沉淀法B:吸附法C:离子交换法D:变性沉淀法答案:ABD7.按其工作原理,离心分离可分为过滤式离心和沉降式离心。
A:对B:错答案:A8.离心机是利用转鼓高速转动所产生的离心力,来实现分离或浓缩的一类机械。
A:对B:错答案:A9.生物工业上常用的离心机有碟片式离心机、管式离心机和倾析式离心机。
A:错B:对答案:B10.按过滤机理,过滤操作可分为澄清过滤和滤饼过滤两种A:对B:错答案:A第二章测试1.哪种细胞破碎方法适用工业生产()A:高压匀浆B:超声波破碎C:酶解法D:渗透压冲击法答案:A2.生长速率高的细胞比生长速率低的细胞更难破碎。
( )A:错B:对答案:A3.适合小量细胞破碎的方法是()A:高速珠磨法B:高压匀浆法C:高压挤压法D:超声破碎法答案:D4.丝状(团状)真菌适合采用()破碎。
A:珠磨法与高压匀浆法联合B:高压匀浆法C:所列选项均不行D:珠磨法答案:D5.高压匀浆法破碎细胞,不适用于()A:巨大芽孢杆菌B:酵母菌C:青霉D:大肠杆菌答案:C6.珠磨法中适当地增加研磨剂的装量可提高细胞破碎率。
()A:对B:错答案:B7.高压匀浆法可破碎高度分枝的微生物。
()A:错B:对答案:A8.超声波破碎法的有效能量利用率极低,操作过程产生大量的热,因此操作需在冰水或有外部冷却的容器中进行。
()A:错B:对答案:B9.渗透压冲击是各种细胞破碎法中最为温和的一种,适用于易于破碎的细胞,如动物细胞和革兰氏阴性菌。
生物分离工程第四章综合测试
生物分离工程第四章综合测试第四章萃取一、名词解释萃取:是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。
反萃取:通过调节水相条件,将目标产物从有机相转入水相的萃取操作成为反萃取。
分配系数: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,其在两相中的浓度之比为一常数,该常数称为分配系数。
即K=溶质在萃取相中的浓度/溶质在萃余相中的浓度=C2/C1。
分离因子:萃取剂对溶质A和B的选择或分离能力可以用分离因子表示。
即α=(C2A/CIA)/(C2B/C1B)=KA/KB (C:浓度;下标1,2分别表示萃余相和萃取相;A、B:溶质;α越大,A和B越容易分离,分离效果越好)超临界流体:物质均具有其固有的临界温度和临界压强,在P-T 相图上称为临界点,在临界点以上物质处于即非液体也非气体的超临界状态,这时的物质称为超临界流体。
化学萃取:化学萃取是指利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合因子实现水溶性溶质向有机相的分配,主要用于一些氨基酸和极性较大的抗生素的萃取。
双水相体系:某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相,并且在两相水分均占有很大比例,即形成双水相系统。
萃取因子:即萃取平衡后萃取相和萃余相中质量之比。
用E表示。
盐效应:由于同一双水相系统中添加不同的盐产生的相间电位不同,故分配系数与静电荷数的关系因无机盐而异,这称为盐效应。
二、选择1.萃取利用的是物质在两相之间的___B___不同来实现分离或纯化。
A.溶解度比B.分配系数C.分离系数D.稳定常数2.下列搭配中不适合双水相萃取的是____C__。
A.聚乙二醇/磷酸盐B.葡聚糖/甲基纤维素C.聚乙二醇/丙三醇D. 聚乙二醇/葡聚糖3.荷电溶质分配系数的对数与溶质的净电荷数成___A___关系,称为______。
A.正比/盐效应B.指数/塞曼效应C.非线性/道南效应D.反比/法拉第效应4.对于超临界流体萃取,溶解萃取物时通常__C____;分离萃取物时通常______。
生物分离工程孙彦章部分答案
③
cCcC0exp(1 [Rc)V VD]
④
由蛋白质纯度为95%,即:
cT 95%
⑤
cT cC
把③④代入⑤ ,又
得: VD Qt
cT
cT0ex(p 1[R T)V Q t]
9% 5
cTcC
Q
Q
cT0ex(p 1[R T)Vt]cC 0ex(p 1[R c)Vt]
1exp (1 [0.9)90.5t]
0.1-1nm小分子
1-50nm生物大分子
10nm-10μm
1.0-10MPa
盐、氨基酸、糖的浓 缩;淡水制造
0.1-1.0MPa
0.05-0.5MPa
蛋白质、多肽、多糖的回 菌体、细胞和病毒
收浓缩;分离病毒
的分离
进水水质TDS、 水通量
截留相对分子质量
膜平均孔径
膜的选择性透过、筛分原理 压差
科泽尼方程,浓度极化或凝胶极化模型
C A / C A,0 exp(kD, At )=53.6% C B / C B,0 exp(kD,Bt ) 28.7%
第三章 初级分离 3.4
(式3.13-式3.15)
第三章 初级分离
(2)沉淀颗粒直径达到 100m时,假设生长过程中
粒子总体积不变 , 则: = d 3CN /(6式3.19)
已 知 : A和 B的 热 变 性 速 率 常 数
分别为kD,A
2.3 1029
exp(
200 ) RT
kD,B
5.6 1037
exp(
250 ) RT
求:T
293.15 K 时 , t
10 min,,0
C
B
/ CB,0
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《生物分离工程》练习题二(第4~5章)一、选择题(22分)1、以下哪项不是在重力场中,颗粒在静止的流体中降落时受到的力( B )A.重力B. 压力C.浮力D. 阻力2、颗粒与流体的密度差越小,颗粒的沉降速度( A )A.越小B.越大C.不变D.无法确定3、等密度区带离心的密度梯度中最大密度( A )待分离的目标产物的密度。
A.大于B.小于C.等于D.以上均可4、差速区带离心的密度梯度中最大密度( B )待分离的目标产物的密度。
A.大于B.小于C.等于D.以上均可5、以下各物质可用于密度梯度离心介质的是( D )。
A.蔗糖B.聚蔗糖C.氯化铯D.以上均可6、当两种高聚物水溶液相互混合时,二者之间的相互作用不可能产生(D)A. 互不相溶,形成两个水相B. 两种高聚物都分配于一相,另一相几乎全部为溶剂水C. 完全互溶,形成均相的高聚物水溶液D. 形成沉淀7、超临界流体萃取中,如何降低溶质的溶解度达到分离的目的(C)A.降温 B升高压力 C.升温 D.加入夹带剂8、物理萃取即溶质根据(B)的原理进行分离的A.吸附B.相似相溶 C分子筛 D 亲和9、超临界流体萃取法适用于提取( B )A、极性大的成分B、极性小的成分C、离子型化合物D、亲水性成分10、在萃取液用量相同的条件下,下列哪种萃取方式的理论收率最高(C)A.单级萃取B.三级错流萃取C.三级逆流萃取D.二级逆流萃取11、关于萃取下列说法正确的是(C)A. 酸性物质在酸性条件下萃取 B碱性物质在碱性条件下萃取C. 两性电解质在等电点时进行提取D. 两性电解质偏离等电点时进行提取12、液一液萃取时常发生乳化作用,如何避免(D)A.剧烈搅拌 B低温 C.静止 D.加热13、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(A)A.上相 B下相 C.葡聚糖相 D.以上都有可能14、超临界流体萃取中,如何降低溶质的溶解度达到分离的目的(C)A.降温 B升高压力 C.升温 D.加入夹带剂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,反向加入料液的方法;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、分离因子;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HLB数来表示。
下列说法正确的是:(B)。
A、HLB数越小,亲水性越强;B、HLB数越大,亲水性越强;C、HLB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、PEG-聚乙烯体系和PEG-磷酸盐体系;B、PEG-Dex体系和聚丙二醇-PEG体系;C、PEG-聚乙烯体系和PEG-磷酸盐体系;D、PEG- Dex体系和PEG-磷酸盐体系。
19、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;C、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。
20、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、AOT;B、CTAB;C、TOMAC;D、PTEA。
21、对于小分子蛋白质(M r<20000)的AOT/异辛烷反胶团萃取体系,描述正确的有:(A)。
A、pH>pI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pH<pI时,即在蛋白质带负电荷的pH范围内,它们几乎完全溶入反胶团内;C、当pH>pI时,即在蛋白质带正电荷的pH范围内,它们几乎不溶入反胶团内;D、pH>pI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。
22、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(C)。
A.2.05 B2.75 C.2.35 D.5.80二、填空(25分)1、常用离心设备可分为离心沉降和离心过滤两大类;2、在一个转子中,将粒子沉降下来的效率可以用 K系数来描述。
3、超离心法是根据物质的沉降系数、质量和形状不同,应用强大的离心力,将混合物中各组分分离、浓缩、提纯的方法。
4、密度梯度离心中,制备密度梯度的常用方法有手工法、梯度混合仪法、离心形成法。
5、反胶团的制备方法有注入法、相转移法、溶解法。
6、工业萃取所需设备主要包括混合器、分离器、溶解法三部分。
7、当表面活性剂为非离子型时,体系的温度要加热到浊点温度以上时才产生浊点分离现象,温度在(浊点温度以下)时为单相;当表面活性剂为两性离子型时,体系的温度则要降到下浊点温度以下时才产生浊点分离现象,温度在(浊点温度以上)时为单相。
8、双水相萃取工艺流程主要包括目的产物的萃取、PEG的循环、无机盐的循环。
9、超临界流体用于萃取的主要优点在于其既具有液体的溶解能力又具有气体的扩散和传质能力。
10、超临界CO2萃取工艺流程主要有等温变压、等压变温和吸附萃取过程。
三、其他题型(53分)1、何为沉降系数?(3分)答:颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。
2、差速离心和密度梯度区带离心法的原理是什么?(3分)答:差速离心是采用不同的离心速度和离心时间,是沉淀速度不同的颗粒在不同的离心速度及不同的离心时间下,分配分离的方法。
密度区带离心法是样品在一定惰性梯度介质中进行离心沉淀或沉降平衡,在一定离心力下把颗粒分配到梯度中某些特定位置上,形成不同区带的离心分离方法。
3、工业离心沉降设备主要类型有哪些?(3分)答:瓶式离心机,管式离心机,多室式离心机,蝶式离心机,螺旋卸料沉降离心机4、差速区带离心法和等密度离心法有何区别?(3分)答:1)在原理上,差速区带离心法依据粒子的沉降速率差异被分离,等密度离心法依据粒子本身的密度差异被分离;2)在梯度范围上,差速区带离心法介质的密度小于样品中各种粒子的密度,等密度离心法介质的密度大于待分离样品中各种粒子的密度;3)在时间效应上,差速区带离心法长时间离心,所有待分离粒子都沉淀在管底,等密度离心法长时间离心,各粒子停留在等密度形成的区带。
5、何为浊点现象?(3分)答:指在一定温度范围内,表面活性剂易溶于水成为澄清溶液,而当温度升高或降低一定程度时,溶解度反而减小,会在水溶液中出现混浊、析出、分层的现象。
6、请解释非离子型表面活性剂产生浊点现象的原因。
(3分)答:非离子型表面活性剂溶于水是靠分子内的亲水基与水分子通过氢键结合而实现的。
形成氢键是一放热过程,因此加热时,这种氢键的结合力会被减弱甚至消失,当温度超过某一定范围时,表面活性剂不再水合,而从溶液中析出产生混浊。
7、什么是双水相?(3分)答:某些高聚物之间或高聚物与无机盐之间在水中以适当的浓度溶解会形成互不相溶的两水相或多水相系统。
8、双水相形成原因是什么?(3分)答:由于高聚物之间的不相容性,即高聚物分子的空间阻碍作用,相互无法渗透,不能形成均一相,从而具有分离倾向,在一定条件下即可分为二相。
一般认为只要两聚合物水溶液的憎水程度有差异,混合时就可发生相分离,且憎水程度相差越大,相分离的倾向越大。
9、何为超临界流体?(3分)答:当流体的温度和压力都出在临界温度和临界压力以上时,则称该流体处于超临界状态,该流体为超临界流体。
10、双水相萃取在蛋白质的提取分离中具有较好的应用潜力。
请谈谈你对双水相萃取的局限及今后发展方向的理解。
(7分)答:局限:易乳化,相分离时间长,成相聚合物成本高,水溶性高聚物大多数粘度大,不易定量控制,水溶性高聚物难以挥发,使反萃剂必不可少,高聚物的回收难;而且,目前对双水相体系的双水动力学研究,双水相萃取设备流程研究,成相聚合物的重复利用以及普通有机物-无机物双水相体系等方面相关文献报道比较少,有待进一步研究和开发。
发展方向:开发廉价的新型双水相体系,双水相分配与相关技术的集成化,双水相萃取过程的开发,双水相萃取相关理论的发展,亲和双水相萃取技术。
11、二氧化碳超临界流体萃取技术有何优势?(3分)答:1)临界条件温和(Tc=31.06℃Pc=7.2MPa) ,可以在35~40℃的条件下进行提取,防止热敏性物质的变质和挥发性物质的逸散。
2)在CO2气体笼罩下进行萃取,萃取过程中不发生化学反应;又由于完全隔绝了空气中的氧,因此萃取物不会因氧化或化学变化而变质。
3)由于CO2无味、无臭、无毒、不可燃、价格便宜、纯度高、容易获得,使用相对安全。
4)CO2容易提纯与分离的,因此萃取物几乎无溶剂残留,也避免了溶剂对人体的毒害和对环境的污染。
5)CO2扩散系数大而粘度小,大大节省了萃取时间,萃取效率高。
12、某一弱碱性生化物质,在pH9.0时,用醋酸丁酯萃取,整个萃取过程包括三级,前二级为逆流萃取,将萃余液再经第三级萃取。
已知第三级中新鲜丁酯的加入量是发酵滤液的1/10,该物质在pH9.0时的表观分配系数为15,把最终所得的萃取液合并,测得浓缩倍数为3.3。
求经三级萃取后的理论收率。
(5分)解:α=V FV S2+V S3=3.3V FV Fα2+V Fα3=11α2+1α3=3.31α2=13.3−110=0.2α2=5二级逆流:E2=Kα2=153=3φ2=E−1E n+1−1=3−133−1=0.077单级:E3=Kα3=1510=1.5φ3=1E+1=11.5−1=0.4φ=φ2∙φ3=0.077×0.4=0.03081−φ=1−0.0308=0.969=96.9%13、青霉素在0℃和pH2.5时的分配系数(醋酸丁酯/水)为35。
(1)用1/4体积的醋酸丁酯进行二级逆流萃取;(2)二级错流萃取,第一级用1/4体积的醋酸丁酯,第二级用1/10体积的醋酸丁酯。
计算上述两种情况下的理论收率。
(5分)解:(1)用1/4体积的醋酸丁酯进行二级逆流萃取萃取因子为:E1=E2=35×14⁄1=8.75n=2,理论收率为:1−φ=(8.75)2+1−8.75(8.75)2+1−1×100%=98.84%(2)二级错流萃取,第一级用1/4体积的醋酸丁酯,第二级用1/10体积的醋酸丁酯萃取因子为:E1=35×14⁄1=8.75E2=35×110⁄1=3.5n=2,理论收率为:1−φ=[1−1(8.75+1)(3.5+1)]×100%=97.72%14、设计一反胶束萃取和反萃取工艺分离细胞色素C(Mr=12384,pI=10.6)、溶菌酶(Mr=14300,pI=11.1)、核糖核酸酶(Mr=13683,pI=7.8)三种蛋白质混合物,并说明各步骤的理由。