生物分离工程期末复习资料教案资料

生物分离工程期末复

习资料

第一章

1．生物分离工程的一般过程 P4

答：①发酵液的预处理主要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。过滤、离心是其最基本的单元操作。

②产物的提取采用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作。

③产物的精制常采用色谱分离技术，有层析、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱。

④成品的加工处理浓缩、结晶、干燥

第二章

一、概念：

1.发酵液的预处理：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。

2.凝集（凝聚）：指在投加的化学物质（如水解的凝聚剂，铝、铁的盐类或石灰等）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。

3.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。

4.离心分离：指在离心场的作用下，将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。主要用于

颗粒较细的悬浮液和乳浊液的分离。（分为差示离心、均匀介质离心、密度梯度离心、等密度梯度离心和平衡等密度离心。）

5.等电点沉淀法：利用蛋白质等两性化合物在等电点时溶解度最低，易产生沉淀的性质，用

酸化剂或碱化剂调节发酵液的pH，使其达到菌体蛋白的等电点而产生沉淀。

二、填空：

1、按过滤时料液流动方向的不同，分为常规过滤和错流过滤。

2、可溶性杂蛋白的去除法包括：等电点沉淀法、热处理法、化学变性沉淀法和吸附法

三、问答

1、发酵液的一般特征？

①组成大部分为水；

②发酵产物的浓度较低；

③发酵液中的悬浮固形物主要是菌体和蛋白的胶状物；

④含有培养基中的残留成分，如无机盐类、非蛋白质大分子及其降解产物；

⑤含有其他少量代谢副产物；

⑥含有色素、毒性物质。热原质等有机杂质。

2、常用的絮凝剂有什么？

无极絮凝剂：Al

2(SO

4

)

3

·18H2O (明矾)、氯化钙、氯化镁碱式氯化铝、高分子无机聚合物等。

有机絮凝剂：壳多糖及其衍生物、明胶、丙烯酰胺类、聚苯乙烯类、聚丙烯酰类聚乙烯亚胺类。

3、影响絮凝效果的因素？

答：① 絮凝剂的种类；

② 絮凝剂浓度；

③ pH; 最关键因素，影响絮凝剂活性基团的解离度。 ④ 搅拌转速和时间。 4、发酵液预处理的方法？ 答：①凝聚和絮凝方法

②加热法 ③调节PH 法 ④加水稀释法 ⑤加入助滤剂法

⑥加吸附剂法或加盐法 ⑦高价态无机离子去除法

Ca 2+ ——草酸、草酸钠→形成草酸钙沉淀

Mg 2+——三聚磷酸钠(Na 5P 3P 10)→形成 三聚磷酸钠镁可溶性络合物 Fe 3+ ——黄血盐(K 4Fe(CN)6) →普鲁士蓝淀 ⑧可溶性杂蛋白的去除法

3、 VB 12发酵液絮凝预处理的研究

答：由正交试验确定影响絮凝的主要因素，结果表明，最佳絮凝条件：絮凝剂为聚合氯化铝、加入体积分数7%，pH6、搅拌速度14r/min 、搅拌时间45s 。通过加压过滤实验，得到絮凝后滤饼的过滤特性；在此基础上，加入硅藻土助滤剂以探讨对滤饼结构和过滤速率的影响，并考察滤饼的比阻值及可压缩性。实验表明，絮凝预处理后的滤饼为高可压缩滤饼，加入硅藻土后滤饼的比阻值降低，可压缩性系数减少到0.387过滤速率提高30%。

第三章 细胞分离技术

一、填空

1.根据被分离物质颗粒的大小，可分为一般过滤和膜过滤。

2.离心分离因子Fr 来定量评价离心设备的分离能力

3.离心分离法根据其操作方式不同，又可分为重力沉降和密度梯度离心。

4-1细胞壁结构

g

Fr γ

ω2=

4-2革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁结构比较

5. 细胞破碎效果通常用细胞破碎率来衡量。 直接测定法：

其中：X---细胞破碎率，%

N---经t 时间操作后未破碎细胞的数量，个/cm 3

N 0---细胞初始量，个/cm 3

6.细胞破碎方法：机械破碎法、物理破碎法、化学渗透法、酶溶法。

%

100(%)0

0⨯-=N N N X

7.机械破碎法又分为珠磨法、高亚匀浆法、超声波破碎法。

8. 不宜采用高压匀浆法的微生物：团状或丝状真菌、较小的革兰氏阳性菌、质地坚硬的亚细胞。

9.传统的化学渗透剂包括：酸碱、盐、表面活性剂、变性剂，螯合剂、有机溶剂等。 10.冻结的目的：为了破坏细胞膜的疏水键（膜的通透性改变）。

11.蛋白质复性方法：稀释与透析复性法、色谱复性技术、反胶束萃取复性法。 12.提高复性率的策略：二硫键的形成、小分子添加剂、模拟体内蛋白折叠过程

（共表达分子伴侣、折叠酶可提高外源蛋白的可溶性表达）、温和溶解工艺相结合提高复性率。

二．名词解释

1、离心沉降：是利用惯性离心力和物质的沉降系数或浮力密度的不同而进行的一项分离、浓缩或提取操作。

2、超声波破碎法：超生波破碎细胞时的频率一般为15～20 kHz ，功率为100～250W ，可分为槽式和探头直接插入介质式两种型式。其原理可能与空穴现象引起的冲击波和剪切作用有关。

3、蛋白质复性：又称再折叠，是指变性蛋白质在变性剂去除或浓度降低后，就会自发地从变性的热不稳定状态向热力学稳定状态转变，形成具有生物学功能的天然结构。

第四章 沉淀技术

一、填空

1.蛋白质胶体具稳定性因素：蛋白质周围的水化层、蛋白质分子间的静电斥力。

2.双电层可分为：紧密层和分散层。

3.盐析公式： KsI

gS -=βl