2016生物分离工程复习题(带答案)精编版

生化分离工程基本概念复习资料一类1、过滤是指利用多孔介质（滤布）截留固液悬浮液中的固体粒子，进行固液分离的方法。

速度和质量是过滤操作的指标，滤饼阻力是关键，故先多对滤液絮凝或凝聚处理，或加助滤剂如硅藻土等。

2、广泛用于生化实验室及生化工业的分离设备是离心机，根据其离心力大小可分为:低速离心机、高速离心机和超离心机。

细胞的分离一般可用低速离心机或高速离心机，蛋白质的分离一般要用超离心机。

3、膜在分离过程中功能：①物质的识别与透过；②相界面；3、反应场。

4膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程，按分离粒子大小进行分为微滤（MF）超滤（UF）反渗透（RO）透析（DS）电渗析（ED）和渗透气化（PV）等，其中传质推动力为压差和浓差，适合于有机物与水分离，共沸物分离的是渗透气化（PV）。

5、膜组件主要有管式、中空纤维、螺旋卷绕式、平板式，其共同的特点是尽可能大的膜表面积、可靠的支撑装臵、可引出透过液、膜表面浓度差极化达到最小。

6、双水相萃取的特点为：平衡时间短、含水量高、界面张力低、为生物活性物质提供了温和的分离环境。

操作简便、经济省时、易于放大。

7、液膜根据结构可分为多种，但具有实际应用价值的主要有三种乳状液膜、支撑液膜、流动液膜。

8、在双水相系统中，影响分配系数的主要因素有，成相聚合物分子质量和浓度、盐的种类和浓度、PH值、温度。

9、溶质、溶剂、萃取剂、萃取相、萃余相10、超临界流体的密度接近于液体，这使它具有液体溶剂相当的萃取能力；超临界流体的粘度和扩散系数又于气体相近似，而溶剂的低粘度和高扩散系数的性质也是有利于传质。

11、离子交换树脂按活性基团不同可分为强酸性阳离子交换树脂在PH1~14范围内均可使用、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂只能在 PH<7的溶液中使用，按理化性质分类透明的凝胶型树脂，吸水后形成微细的空隙，失水后，孔隙消失。

适用于吸附交换无机离子等小离子不透明的大孔型树脂外：孔径大，为永久性孔隙，可在非水溶涨下使用，善于吸附大分子有机物。

12、评价离子交换剂性能的重要参数是孔径大小、孔径分布、比表面积和孔隙率。

13、聚苯乙烯型离子交换树脂结构：骨架、活性基团、可交换离子。

14、树脂的交联度越大，则网眼越小，形成的树脂结构紧密，机械强度高。

反应的速度慢，树脂的交联度一般为4-14％。

15、对离子交换树脂的选择原则是：被分离物质带正电荷，应采用阳离子交换树脂；强碱性离子宜用弱酸性树脂，弱酸性离子宜用强碱性树脂，吸附大分子离子选择交联度较低的树脂。

16、吸附分离技术的特点操作简便、设备简单、价廉、安全；常用于从大体积料液（稀溶液）中提取含量较少的目的物；不用或少用有机溶剂，吸附和洗脱过程中pH变化小，较少引起生物活性物质的变性失活；选择性较差，收率低。

17、泡沫吸附分离的特点是：样品处理量大，0.5-2L，富集倍数大，100-10000 回收率高，90%以上，易于联用，成为超高灵敏度光度法。

18、结晶，结晶，就是从均匀液相中得到一定形状和大小的固体颗粒的过程。

影响结晶大小的因素有哪些？a、过饱和度：一般过饱和度增加，所得晶体较细，温度的影响比较复杂，当溶液快速冷却时，达到的过饱和程度较高，所得晶体也较细而且常常形成什状结晶，缓慢冷却常得到较粗大的颗粒。

b、温度经验还表明，因为温度对晶比生长速度的影响要比成核速度显著，所以在低温下结品得到的晶体较细小。

c、搅拌速度搅拌能促使成核相加速扩散，提高晶校长大速度，但超过一定范围后，效果就越显著，相反搅拌越烈，晶体越细。

总之，若要获得比较粗大和均匀的晶体，一般温度不宣太低，搅拌不宜太快，并要控制好晶核生成速度大大小于晶体成长速度，最好在较低的饱和度下将溶液控制在介稳区内结晶，那么在较长的时间里可以只有一定量的晶核生成，而使原有的晶核不断成长为晶体。

此外，加入晶种，能控制品体的形状、大小和均匀度。

但首要的品种自身应有一定的形状、大小和比较均匀，不仅如此，加入晶种还可使品核的生成提前，世就是说所需的过饱和度可以比不加晶种时低很多。

所以，在工业生产中如遇结晶液浓度太低而结晶发生因难时，可适当加入些晶种，能使结晶顺利进行19、干燥，热能加热物料使其水分蒸发或冷冻法使水分结冰后长升华而除去的方法。

20成品干燥的必要性：固体产品便于加工、使用、运输、贮藏等，许多生物分离物质需要制成固体形态的产品。

21、晶体质量的考查主要包括以下几点：晶体大小、晶体形状、晶体纯度22、结晶设备主要设备：冷却式搅拌结晶器、Howard结晶器、DTB结晶器、Oslo型结晶器、DP结晶器。

23、干燥选择的原则被干燥物的性质（物理性质、腐蚀性、毒性、可燃性、粒子大小及磨损性）物料的干燥特性（湿分类型即结合水或非结合水、初始和最终含水量、最大干燥湿度、产品的色、光泽、味等）。

粉尘与溶剂回收问题安装地点24、常用的干燥设备有：盘架干燥器、传送带式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器。

25、物料中的水以三种形式存在：表面吸附水、非结合水、结合水，难以除去的是结合水。

26、发酵液常用的固液分离方法有离心和过滤等27离心设备从形式上可分为管式，套筒式，碟片式等型式。

28、多糖基离子交换剂包括葡聚糖离子交换剂，离子交换纤维素两大类。

29、影响吸附的主要因素有吸附剂的性质，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。

30、离子交换树脂由 _载体，活性基团和可交换离子组成。

31、影响盐析的因素有溶质种类，溶质浓度，pH值，温度.32、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.33、简单地说，离子交换过程实际上只有外部扩散，内部扩散，化学交换反应三个步骤；34、离子交换树脂的合成方法有共聚（加聚），均聚（缩聚）两大类；35、常用的化学细胞破碎方法有渗透压冲击，增溶法，脂溶法，酶消化法，碱处理法；36、离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有pH梯度，离子强度（盐）梯度；37、过饱和溶液的形成方式有：热饱和溶液冷却，蒸发溶剂，真空蒸发冷却，化学反应结晶，盐析38、晶体质量主要指 _晶体大小，晶体性状，晶体纯度三个方面二类1、生物制品：是指以微生物、寄生虫、动物毒素和生物组织作为起始材料，采用生物学工艺或分离纯化技术制备，并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量制成的生物活性制剂。

2、盐溶：当向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，带电表层蛋白质分子间相互排斥，而蛋白活度系数降低，并且蛋白质吸附盐离子后，带电表层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却加强，因而蛋白质的溶解度增大的现象。

3、等电点沉淀P41概念：在较低离子强度的溶液中，如果蛋白质在pH值为其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pH值等于其等电点（PI）的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法称为等电点沉淀。

通常溶液pH值一般略小于蛋白质的等电点。

等电点沉淀的操作条件是：低离子强度；pH≈pI。

因此，等电点沉淀操作需在低离子强度下调整溶液pH值至等电点，或在等电点的pH值下利用透析等方法降低离子强度，使蛋白质沉淀。

4、有机溶剂沉淀向蛋白质溶液中加入有机溶剂，水的活度降低。

随有机溶剂浓度的增大，水对蛋白质分子表面荷电基团或亲水基团的水化程度降低，溶液的介电常数下降，蛋白质分子间的静电引力增大，从而凝聚和沉淀。

同等电点沉淀一样，有机溶剂沉淀也是利用同种分子间的相互作用。

因此，在低离子强度和等电点附近，沉淀易于生成，或者说所需有机溶剂的量较少。

一般来白质的相对分子质量越大，有机溶剂沉淀越容易。

优点是：有机溶剂密度较低，易于沉淀分离；与盐相比，沉淀产品不需脱盐处理。

但该法容易引起蛋白质变性，必须在低温下。

另外，应用有机溶剂沉淀时，所选择的有机溶剂应为与水互溶、不与蛋白作用的物质。

常用的有丙酮和乙醇。

5、水通量是在一定的条件下(一般压力为0．1MPa，温度为20OC)通过测量透过一定量纯水所需的时间测定的。

6、组件由膜、固定膜的支撑体、间隔物以及收纳这些部件的容器构成的一个单元称为膜组件。

7、MMCO---膜的截留相对分子质量。

8、电渗析：以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作9、萃取P90利用溶质在两个互不相溶的两相之间各种组分（包括目的产物）分配系数的不同，而使溶质得到纯化或浓缩的方法。

10、反萃取。

P9111、双水相系统（ATPS）P11612、分配系数P9313、正常微团和反微团（或胶团和反胶团）是表面活性剂在非极性有机溶剂中形成的一种聚集体。

通常表面活性剂分子由亲水憎油和亲油憎水的非极性尾两部分组成。

正常微团：将表面活性剂溶于水中，并使其浓度超过临界微团浓度时，表面活性剂就会在水溶液中聚集在一起形成聚集体。

通常情况下，这种聚集体就是水溶液的微团，称为正常微团。

反微团：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微团浓度，便会在有机溶剂内形成聚集体，这种聚集体就称为反微团14、交换容量：表示离子交换树脂交换能力的大小，是每克干燥的离子交换树脂或每毫升完全溶胀的离子交换树脂所能吸附的一价离子的毫摩尔数。

15、吸附：是指物质从气体或液体浓缩到固体表面从而达到分离的过程。

16、蛋白质复性P384三类1. 生物分离的一般步骤有哪些，包含哪些主要技术？1．要点：(1)预处理和固液分离主要技术有过滤和离心——固液分离以除去发酵液中的不溶性固形物杂质和菌体细胞。

(2)提取(初步分离)目的是除去与产物性质差异较大的杂质，为后道精制工序创造有利条件。

提取操作中，通常是目的产物要求有较大浓缩比的过程，可选技术也比较多。

如离子交换吸附、萃取（溶剂萃取、反微团萃取、超临界流体萃取、双水相萃等） (3)精制(高度纯化)目的是去除与产物的物理化学性质比较接近的杂质。

通常采用对产物有高度选择性的技术，如色谱分离技术、结晶技术、重结晶技术、电泳、干燥通常能获得纯度高的产物。

(4)成品制作成品形式与产品的最终用途有关，有液态产品也有固态产品、美观的产品形态也是产品档次的一个标志2. 为什么生物分离一般比化工分离难度大？2要点：（1）生物产物的特殊性：如化学成分与生物活性的不一致性，分子结构的构型和构象与活性的密切性等（2）生物产物的复杂性：体系复杂性如细胞、胞外产物、胞内产物、残存底物如培养基或环境残强有留物等（3）成分复杂，悬液中的目标产物浓度低，许多产品有生物活性。

由于有效物质在生物材料中含量极少，必须采用必要的生物分离技术进行分离，并且要求分离条件相对温和（低温、中性环境等）（4）生物产品要求高质量，比如，医药产品纯度要求在99.99％以上。