分离工程复习总结解析

分离工程

第一章 绪论

溶解（加盐酸胍、脲）

--------- ► 粗分离（盐盐析、萃取、超过滤等）

复性

纯化（层析、电泳）

'

脱盐（凝凝胶滤滤超超过滤

=浓缩超过滤精制（结晶、干燥）

第二章细胞分离与破碎

1.

常用的细胞破碎方法有哪些 ？

① 机械破碎通过机械运动产生的剪切力，使组织、细胞破碎。一匀浆法

珠磨法 。撞击

法。

超 声法

② 物理破碎通过各种物理因素的作用，使组织、细胞的外层结构破坏，而使细胞 破碎。一 压力差破

碎法 ③

化学破碎通过各种化学试剂对细胞膜的作用，而使细胞破碎有机溶剂 表面活性剂酸碱I

④ 酶促破碎―

________

破坏，而达到细胞破碎自溶法

外加酶制剂法I

2. 在选择细胞破碎方法时需要考虑哪些因素？

① 细胞处理量；

② 细胞壁强度和结构（高聚物交联程度、种类和壁厚度 ）; ③ 目标产物对破碎条件的敏感性； ④ 破碎程度；

⑤ 目标产物的选择性释放

原原料液 细胞分离（（离心，过滤））

3. 名词解释：过滤：利用薄片形多孔性介质截留固液悬浮液中的固体粒子，进行固液分离的方法称为过滤。

凝聚：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。

絮凝：使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快粒子的聚沉，达到固- 液分离的目的，这一现象或操作称作絮凝。

【在絮凝剂高分子聚合分子的作用下，基于架桥作用，胶体颗粒和聚合物交连成网，形成10 mm 大小的絮凝团过程。是一种以物理集合为主的过程。】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。

4.生化工业常用的分离设备有哪些？

加压叶滤器、板框过滤器、旋转真空过滤器等。

5.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。机制：破坏双电层、水化层解体胶体吸附、氢键结合等。

絮凝剂种类：A、阳离子类：如聚丙烯酰胺（+）、聚苯烯酸二烷基胺乙酯、聚二烯丙基四胺；

B阴离子类：如聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺（-）；

C非离子类：如聚丙烯酰胺（0）、环氧化乙烯。

第三章初级分离

1. 名词解释：沉淀：由于物理环境的变化而引起溶质溶解度的降低、生成固体凝聚物的现象，称为沉

淀。盐析：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。盐溶：在蛋白质水溶液中，加入少量的中性盐，如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等，会增加蛋白质分子表面的电荷，增强蛋白质分子与水分子的作用，从而使蛋白质在水溶液中的溶解度增大。这种现象称为盐溶。

等电点沉淀：利用蛋白质在pH值等于其等电点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法。

泡沫分离：根据表面吸附原理，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的方法。

2.沉淀法纯化蛋白质的优点有哪些？操作简单，经济，浓缩倍数高

3.常用的沉淀方法包括哪些？

①盐析沉淀②等电点沉淀③有机溶剂沉淀④聚合物沉淀⑤热沉淀

4.何谓盐析？其原理是什么？盐析分离的操作步骤？

盐析：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。

原理：低离子强度下的盐溶

向蛋白质的纯水溶液中加入电介质后，蛋白质将吸附盐离子，而形成扩散双电层

（产生分子间相互排斥作用）导致蛋白质的溶解度增大，发生盐溶。

高离子强度下的盐析

溶液主体中那些与扩散层反离子电荷符号相同的电解质离子将把反离子压入（排斥）到双电层

中。由于盐的水化作用，其将争夺蛋白质水化层中的水分子，使蛋白质表面疏水区脱水而暴

露，增大它们之间的疏水性作用

步骤：① 取一部分料液，将其分成等体积的数份，冷却至0C。

②用公式（3.6 ）计算饱和度达到20%^ 100%所需加入的硫酸铵量，并在搅拌

条件下分别加到料液中，继续搅拌1h以上（同时保持温度在0C）,使沉淀

达到平衡。

③3000g下离心40min后，将沉淀溶于2倍体积的缓冲溶液中，测定其中蛋白质的总浓度和

目标蛋白质的浓度。

④分别测定上清液中蛋白质的总浓度和目标蛋白质的浓度，比较沉淀前后蛋白质是否保持物

料守恒，检验分析结果的可靠性。

⑤以饱和度为横坐标，上清液中蛋白质的总浓度和目标蛋白质的浓度为纵坐标作图。

5.常用的盐是什么，影响盐析的主要因素有哪些？

常用的盐：溶解度大可配制成具有较高离子强度的无机盐溶液

溶解度受温度的影响较小，便于低温操作。

盐溶液密度不高，以便蛋白质沉淀的沉降或离心分离。

【硫酸铵（常用），硫酸钠，氯化钠，磷酸钾，磷酸钠】

主要影响因素：蛋白质的分子量和结构

无机盐种类和浓度~

【相同离子强度下，不同种类的盐对蛋白质的盐析效果不同

盐的种类将影响到Cohn方程中的盐析常数

盐的种类对蛋白质溶解度的影响与离子的感胶离子序列相符】温度和pH值

【在低离子强度溶液中，蛋白质的溶解度在一定的温度范围内随着温度升高而增大

在高离子强度溶液中，温度的升高利于蛋白质脱水，破坏水化层并导致蛋白质溶解度

的降低】

6.有机溶剂沉淀法的原理是什么？

向蛋白质溶液中加入水溶性有机溶剂：

水的活度将降低

有机溶剂对水具有很大的亲和力，能够争夺蛋白质表面的水分子。

结果：

随有机溶齐滋度增大，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，从而发生凝聚和沉淀

7.影响有机溶剂沉淀的主要因素有哪些？有机溶剂沉淀的特点?

优点：有机溶剂密度较低，易于沉淀分离

与盐析沉淀相比，沉淀产物不需脱盐

缺点：有机溶剂沉淀容易引起蛋白质变性

成本高，操作要求在低温下进行。

主要影响因素：① 温度：整个操作过程必须在低温下进行。

②pH值：pH多控制在待沉蛋白质的等电点附近。

③样品浓度：

④中性盐浓度