《生化分离工程》思考题与答案
生物分离工程总结 课后思考题
二、盐析的原理是什么？影响因素有哪些？ 水溶液中蛋白质溶解度一般在生理离子强度范围内（0.15-0.2mol/kg） 最大，低于或高于此范围溶解度降低，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。 蛋白质的盐析行为随蛋白质的相对分子质量和立体结构而已，不同蛋白 质β值不同，KS值随蛋白质相对分子质量的增大或分子不对称性的增强 而增大，盐析沉淀结构不对称的高相对分子质量蛋白质所需的盐浓度较 低，对特定蛋白质影响蛋白质盐析的主要因素有无机盐的种类，浓度， 温度和pH值 盐的种类影响KS值，离子半径小而带电荷较多的阴离子盐析效果好 温度和pH值影响β，在高离子强度溶液中，温度上升，有利于某些蛋白 质失水，因此温度升高，蛋白质溶解度下降 pH值接近蛋白质等电点有利于提高盐析效果 四、常用的有机溶剂沉淀剂有哪些？ 丙酮和乙醇 第四章 一、分配定律（分配系数概念）及其应用条件是什么？ 在恒温恒压条件下，溶质在互不混溶的两相中达到平衡系数时，其在两 相中的浓度之比为一常数，该常数称为分配系数，即 上式应用条件：（1）稀溶液；（2）溶质对溶剂之间的互溶度没有影 响；（3）溶质之间不发生缔合或解离 二、弱电解质在溶剂萃取两相中的分配平衡有何特点，pH值如何影响 弱酸、弱碱的萃取 弱电解质在水相中发生不完全解离，仅仅是游离酸或游离碱在两相产生 分配平衡，而酸根或碱基不能进入有机相，所以萃取达到平衡状态时， 一方面弱电解质在水相中达到解离平衡，另一方面，未解离的游离电解 质在两相中达到分配平衡。对酸来说，越酸萃取效果越好，对碱来说越 碱效果越好 三、化学萃取及其应用领域 化学萃取是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分 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
萃取过程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
生化分离技术思考题答案解析1-6章
⽣化分离技术思考题答案解析1-6章⽣化分离技术思考题答案解析⽣化分离第⼀章1. 简述⽣化分离技术在⽣物技术中的地位和主要作⽤。
2.⽣化分离技术的主要种类及特点。
种类：细胞破碎(cell disruption) 、沉淀分离(precipitation) 膜过滤(membrane filtration) 层析分离(chromatography)、电泳分离(electrophoresis)、离⼼分离（centrifugation）特点：成分复杂、含量甚微、易变性，破坏、具经验性、均⼀性的相对性3．何谓⽣化分离技术的集成化概念？请举例加以说明。
1) 利⽤已有的和新近开发的⽣化分离技术，将下游过程中的有关单元进⾏有效组合(集成) 2) 或把两种以上的分离技术合成为⼀种更有效的分离技术，达到提⾼产品收率、降低过程能耗和增加⽣产效益的⽬标。
如膜过滤与亲和配基、离⼦交换基团相结合，形成了亲和膜过滤技术、亲和膜⾊谱、离交膜⾊谱；亲和配基和聚合物沉淀作⽤相结合，形成亲和沉淀技术等等。
（P5）4.说明⽣化分离的主要步骤并指出胞内产物和胞外产物的分离纯化流程不同之处。
1选材，来源丰富，含量相对较⾼，杂质尽可能少2.提取：将⽬的物从材料中以溶解状态释放出来，⽅法与存在部位及状态有关。
3.分离纯化：核⼼操作，须据⽬的物的理化性质，⽣物学性质及具体条件定。
4.浓缩、结晶、⼲燥。
5、保存。
整个过程应有快速灵敏准确的分析⽅法来衡量效果（收率、纯度）。
胞内产物需要破壁的过程：需要将⽬的物从胞内转移到外界溶液中，需要细胞提取物破碎、匀浆、离⼼，如果是液体的话，获得提取液，如果是想获得固体⽬的物，就对沉淀进⾏洗涤再获得提取物。
⽣化分离第⼆章1、简要说明常⽤细胞破碎的主要⽅法、原理、特点、适⽤范围及细胞破碎今后的发展⽅向。
答：常⽤的细胞破碎⽅法有：组织捣碎、珠磨法、⾼速匀浆法、挤压法、超声破碎法、酶溶法、化学渗透法、⼲燥法等。
1 组织捣碎，其原理是利⽤机械运动产⽣剪切⼒的作⽤破细胞，利⽤⾼速旋转的叶⽚所产⽣的剪切⼒将组织细胞破碎。
《生化分离工程》思考题及答案
《生化分离工程》思量题及答案第一章绪论1、何为生化分离技术？其主要研究那些内容？生化分离技术是指从动植物组织培养液和微生物发酵液中分离、纯化生物产品的过程中所采用的方法和手段的总称。
2、生化分离的普通步骤包括哪些环节及技术？普通说来，生化分离过程主要包括 4 个方面：①原料液的预处理和固液分离，常用加热、调 PH、凝结和絮凝等方法；②初步纯化(提取)，常用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作；③高度纯化(精制)，常选用色谱分离技术；④成品加工，有浓缩、结晶和干燥等技术。
3、生化分离工程有那些特点，及其重要性？特点： 1、目的产物在初始物料(发酵液)中的含量低； 2、培养液是多组分的混合物，除少量产物外，还有大量的细胞及碎片、其他代谢物(几百上千种)、培养基成份、无机盐等； 3、生化产物的稳定性低，易变质、易失活、易变性，对温度、pH 值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等非常敏感； 4、对最终产品的质量要求高重要性：生物技术产品普通存在于一个复杂的多相体系中。
惟有经过分离和纯化等下游加工过程，才干制得符合使用要求的产品。
因此产品的分离纯化是生物技术工业化的必需手段。
在生物产品的开发研究中，分离过程的费用占全部研究费用的 50％以上；在产品的成本构成中，分离与纯化部份占总成本的 40~80％；精细、药用产品的比例更高达 70~90％。
显然开辟新的分离和纯化工艺是提高经济效益或者减少投资的重要途径。
5、为何生物技术领域中往往浮现“丰产不丰收”的现象？第二章预处理、过滤和细胞破碎1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？目的：改变发酵液的物理性质，加快悬浮液中固形物沉降的速率；出去大部份可溶性杂质，并尽可能使产物转入便于以后处理的相中(多数是液相)，以便于固液分离及后提取工序的顺利进行。
：①加热法。
升高温度可有效降低液体粘度，从而提高过滤速率，常用于粘度随温度变化较大的流体。
控制适当温度和受热时间，能使蛋白质凝结形成较大颗粒，进一步改善发酵液的过滤特性。
生化分离思考题1
生化分离思考题1第一章1、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，生物分离工程是生物技术的下游工程，是生物技术的重要组成部分。
在生物产品的加工过程中，分离过程成本往往占整个生产过程成本的大部分，决定着整个加工过程的成败。
2、生物分离工程的特点是什么？答：（1）产品稳定性差。
生物物质的生物活性大多是在生物体内的温和条件下维持并发挥作用的，当遇到高温，pH值的改变以及某些化学药物的存在等周围环境的急剧变化时极不稳定，容易发生活性下降甚至变性失活。
（2）生物产物的原料构成成分复杂。
原料液中常存在与目标分子在结构、构成成分等理化性质上及其相似的分子或异构体，形成用常法难于分离的混合物，有时候需采用多种分离技术和多个分离步骤完成一个目标产物的分离任务。
（3）产品质量要求高。
用作医药、食品和化妆品的生物产物与人类生命息息相关，要求分离纯化过程中必须除去对人体有害的物质。
（4）原料液中的目标产物你浓度一般很低，因此，往往需要从庞大体积的原料液中分离纯化目标产物，即需要对原料液进行高度浓缩。
3、生物分离过程的一般流程？答：（1）若目标产物存在于细胞外，将细胞与培养液分离，对上清液粗分离、纯化、脱盐、浓缩、结晶干燥处理后得到成品。
（2）若目标产物存在于细胞内，将细胞与培养液分离开来，利用细胞破碎等方法将目标产物释放到液相中，除去细胞碎片后进行一系列粗分离和纯化操作，脱盐、浓缩、结晶干燥处理后得到成品。
（3）若胞内目标产物是以包含体形式存在的蛋白质，将细胞与培养液分离开来，利用细胞破碎等方法将目标产物释放到液相中，除去细胞碎片后，利用盐酸胍等变性剂溶解包含体，然后进行蛋白质的体外折叠复性，获得具有活性的目标蛋白质，再经过粗分离、纯化、脱盐、浓缩、结晶干燥处理后得到成品。
4、不同生物物质分离提取常用的单元操作？答：菌体：离心过滤、离心沉降、微滤细胞碎片：离心过滤、离心沉降、泡沫分离细胞：离心沉降、泡沫分离、微滤血球：离心沉降蛋白质：超离心、泡沫分离、超滤、透析、双水相萃取、反胶团萃取、反相色谱、离子交换色谱、亲和色谱、疏水性色谱、色谱聚焦、凝胶电泳、等电点聚焦、等速电泳、二维电泳、色谱电泳、溶液结晶、盐析沉淀、等电点沉淀、有机溶剂沉淀核酸：超离心、双水相萃取、反胶团萃取、离子交换色谱、亲和色谱、疏水性色谱、凝胶电泳、色谱电泳、盐析沉淀、有机溶剂沉淀糖类：超离心、反渗透、色谱电泳、超滤（用于多糖）抗生素：超滤、有机溶剂萃取、双水相萃取、液膜萃取、离子交换色谱、溶液结晶水：反渗透、电渗析盐：反渗透、透析、电渗析氨基酸：反渗透、电渗析、有机溶剂萃取、液膜萃取、反胶团萃取、离子交换色谱、等电点聚焦、等速电泳、溶液结晶、等电点沉淀有机酸：电渗析、有机溶剂萃取、液膜萃取、离子交换色谱、溶液结晶香料：超临界流体萃取脂质：超临界流体萃取、反相色谱生物碱：超临界流体萃取甾醇类：反相色谱乙醇：渗透汽化维生素：反相色谱第二章发酵液预处理部分1. 发酵液预处理常用哪些方法？发酵液预处理包括发酵液杂质的去除及改善培养液的性能，发酵液杂质常包括蛋白质，无机盐离子等。
生物分离工程思考题
《分离》PPT思考题及部分答案分离概述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：<1>：发酵液组成复杂，固液分离困难——这是生物分离过程中的薄弱环节<2>：原料中目标产物含量低，有时甚至是极微量——从酒精的1/10到抗菌素1/100，酶1/100万左右，成本高。
<3>：原料液中常伴有降解目标产物的杂质——各种蛋白酶降解基因工程蛋白产物，应快速分离。
<4>：原料液中常伴有与目标产物性质非常相近的杂质——高效纯化技术进行分离。
<5>：生物产品稳定性差 ——严格限制操作条件，保证产物活性。
<6>：分离过程常需要多步骤操作，收率低，分离成本高——提高每一步的产物收得率，尽可能减少操作步骤。
<7>：各批次反应液性质有所差异——分离技术具有一定的弹性。
2 设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素？(1)产品的性质（2）成本（3）工艺步骤（4）操作程序（5）生产方式（6）生产规模（7）产品稳定性（8）环保和安全3 初步纯化与高度纯化分离效果有何不同？（1）初步纯化是将目标物和与其性质有较大差异的杂质分开，使产物的浓度有较大幅度的提高，可采用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作.（2）高度纯化主要是除去与目标物性质相近的杂质，是产品的精制过程，可采用层析（柱层析和薄层层析）、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱.4 如何除去蛋白质溶液中的热原质？（1）生产过程无菌（2）所有层析介质无菌（3）所用溶液无菌（4）亲和层析（多粘菌素）5 生物分离为何主张采用集成化技术？6 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？得率=产品中目标产物总量/原料中目标产物总量总收率=（90%）6 =53.1441%发酵液预处理1 发酵液为何需要预处理？处理方法有哪些？1、发酵产物浓度较低，大多为1%—10%，悬浮液中大部分是水；2、悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大；3、固体粒子可压缩性大（细胞在很大程度上属于可压缩的粘稠物料）；4、液相粘度大，大多为非牛顿型流体；5、性质不稳定，随时间变化，如易受空气氧化、微生物污染、蛋白质酶水解等作用的影响。
《生化分离工程》思考题及习题
《生化分离工程》思考题及习题第一章绪论1、何为生化分离工程bioseparation engineering/下游加工过程, biotechnology？其主要研究那些内容？2、生化分离技术依据的分离原理有哪些？3、生化分离工程有那些特点？其包括那几种主要分离方法？4、何为传质分离过程？5、简述生化分离工程的发展趋势。
6、亲和技术目前已衍生出那些子代分离技术？7、生化反应与生化分离耦合技术有那些特点？8、为何在生物技术领域中往往出现“丰产不丰收”的现象？9、生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？10、设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素？11、初步纯化与高度纯化分离效果有何不同？12、如何除去蛋白质溶液中的热原质？13、生物分离为何主张采用集成化技术？14、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？第二章预处理与固-液分离法1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？2、何谓絮凝？何谓凝聚？各自作用机理是什么？3、絮凝剂可分为那三种？有那些因素影响絮凝过程？4、在生化工业中常用的过滤方式那两种？各自有何特点？5、离心分离分那两大类？各自有何特点及用途？常用离心法有那几种？6、何谓密度梯度离心？其工作原理是什么？7、如何使用助滤剂?8、错流微滤与传统过滤相比有何优点？第三章细胞破碎法1、细菌细胞壁与真菌（酵母）细胞壁在组成上有何区别？2、细胞破碎主要有那几种方法？3、机械法细胞破碎方法非机械破碎方法相比有何特点？4、何谓脂溶破碎法？其原理是什么？包括那几种？5、酶法细胞破碎常用那几种酶类？6、包涵体是如何产生的?如何使重组蛋白复性?7、如何测定细胞破碎程度？第四章沉淀法1.理解概念：盐溶，盐析2.常用的沉淀法有哪几种？3.生产中常用的盐析剂有哪些？其选择依据是什么？4.何谓分步盐析沉淀？5.有机沉淀法与盐析沉淀法相比有何优缺点？第五章溶剂萃取法1、何谓溶剂萃取？其分配定律的适用条件是什么？2、在溶剂萃取过程中pH值是如何影响弱电解质的提取？3、何谓乳化液？乳化液稳定的条件是什么？常用去乳化方法有那些？4、在发酵工业中，去乳化有何实际意义？5、理解概念：HLB，分配系数，分离因子，介电常数，带溶剂6、生物物质的萃取与传统的萃取相比有哪些不同点？7、pH 对弱电解质的萃取效率有何影响？8、发酵液乳化现象是如何产生的？对分离纯化产生何影响? 如何有效消除乳化现象？9、什么叫超临界流体？10、为何在临界区附近，稍微改变流体的压力和温度，都会引起流体密度的大副变化？11、要提高超临界流体萃取的效率，可以考虑哪些方面？12、名词解释：胶束/反胶束13、影响反胶束萃取蛋白质的因素有哪些？第六章双水相萃取1、何谓双水相萃取？2、双水相体系可分为那几类？目前常用的体系有那两种？3、为什么说双水相萃取适用于生物活性大分子物质分离？4、影响双水相萃取的因素有那些？当电解质存在，PH是如何影响双水相萃取的？5、用双水相萃取细胞破碎（匀浆）液时，一般是把目标产物分布在上相，而细胞碎片、杂蛋白等杂质分布在下相，为什么？6、何谓双水相亲和萃取？第七章膜分离法1、何谓膜分离？主要有那几种膜分离方法？2、膜在结构上可分为那几种？膜材料主要用什么？3、膜组件在形式上有那几种？各自有何优缺点？4、为何说非对称性膜的发明为膜分离走向工业化奠定了基础？5、简述微滤、超滤膜、反渗透膜在膜材料、结构、性能及其应用等方面的异同点6、膜分离的表征参数有那些？何谓膜截留分子量？7、何谓浓差极化现象？它是如何影响膜分离的？减少浓差极化现象的措施？8、膜的清洗及保存方法有那几种？9、膜分离设备按膜组件形式可分为几种？相比较的优缺点？10、反渗透与超滤在分离机理上有何区别？11、超滤、反渗透膜分离主要有那些方面应用？12、比较膜分离技术与亲和层析技术的特点13、亲和剂由哪几部分组成？14、简述亲和膜分离的过程？15、液膜由哪几部分组成？各自的功能是什么？17、影响液膜稳定性的因素有哪些？第八章吸附法1、吸附作用机理是什么？2、吸附法有几种？各自有何特点？3、大孔网状聚合物吸附与活性炭吸附剂相比有何优缺点？4、影响吸附过程的因素有那些？5、何谓穿透曲线？6、膨胀床吸附的特点是什么？第九章离子交换法1、何谓离子交换法?一般可分为那几种?2、离子交换树脂的结构、组成？按活性基团不同可分为那几大类？3、离子交换树脂的命名法则是什么？4、离子交换树脂有那些理化性能指标？5、何谓真密度、湿真密度？6、大孔径离子交换树脂有那些特点？7、pH值是如何影响离子交换分离的？8、普通型离子交换树脂为何不能用来分离提取蛋白质分子？9、各类离子交换树脂的洗涤、再生条件是什么？10、软水、去离子水的制备工艺路线？11、对生物大分子物质，离子交换剂是如何选择的？12、理解概念：交换容量，工作交换容量，膨胀度，湿真密度，交联度13、为何阴树脂交换容量用动态法测定而阳树脂用静态法测定？第十章色层分离1、何谓色层分离法？可分为那几大类？2、何谓保留值、分配容量K、分离度？3、色层图中分离度有那几种表示方法？4、层析剂有那几种？各自有何特点？5、何谓亲和色层分离法？亲和力的本质是什么？亲和色层中常用的亲和关系有那几种？6、何谓疏水作用层析？其最大的特点是什么？7、柱层析法与固定床吸附法有何异同点？8、苯硼酸亲和介质用于分离哪些目标物？原理是什么?9、凝胶层析分离机理是什么?10、亲和层析的机理是什么？11、配基偶联后残留电荷对分离有何影响？如何消除？12、小分子配基为何需插入手臂？13、何谓色层分离法？可分为那几大类？14、简述柱层析系统的工艺流程。
生化分离实验思考题
生化分离实验思考题（仅供参考）1. 为什么可以采用乙醇或自来水提取栀子黄色素？栀子黄色素的乙醇提取和水提取工艺的异同点如何？答：①栀子黄色素的主要成分是类胡萝卜素的藏花素和藏花酸，还含有环烯谜萜苷类的栀子苷以及黄酮、绿原酸、葬花素和葬花酸是少有的水溶性类胡萝卜素，其中葬花素、葬花酸及栀子苷均是水溶性的极性分子，实验证明栀子黄色素在水和乙醇中的溶解性很高，所以可以采取乙醇和水浸泡的办法来提取色素。
②水浸取法浸取的栀子黄色素杂质多，浓缩时粘度大、难过滤、纯度低、色泽差。
水-乙醇浸取温度提高有利于浸取率的提高，但受水-乙醇体系共沸点限制，栀子黄色素热不稳定，因此，温度过高反而降低浸取率和纯度，一般50～60℃为宜。
2. 要提高栀子黄色素的色价或纯度，该采取哪些有效的方法？请提出一个合理的改进措施。
答：大孔吸附树脂的吸附率与树脂的表面极性、比表面积、孔径等有关。
可以通过静态吸附与解析实验、动态吸附实验等筛选出吸附容量最大、树脂的再生能力越强、选择性最佳的树脂来精制色素，提高栀子黄色素的色价或纯度。
可采用空隙较小些的树脂，比如凝胶树脂和离子交换树脂，可提高栀子黄色素的纯度，但经济上不合算，故只供研究用；可通过降低提取转速而增加其提取时间；可采用冷冻干燥技术；提取前先浸提和浓缩，在采用大孔吸附树脂吸附课提高提纯效率；如果要得到色价更高的栀子黄色素，我们可以适当提高洗脱杂质的乙醇浓度，但这样是要以损失产率为代价的，只要洗脱杂质用的乙醇浓度不要太大，产率也不会降得很多。
3. 栀子黄色素为什么要避光保存？答：由于分子中存在多个共轭双键，栀子黄色素对光有一定的不稳定性。
但暗处理对色素的影响较小，所以栀子黄色素要避光保存。
4. 栀子黄色素在保藏或使用过程发生褪色或绿变，该如何解决？答：藏花酸、藏花素分子本身含有多个不饱和共轭双键，易受亲电试剂破坏，逐渐变为饱和烃，色素吸收峰向紫外区飘逸，即发生褪色，可以通过添加色素稳定剂（如EDTA二钠），避免与金属离子接触，调整色素所在体系的酸碱度等方向课有效防止褪色。
生物分离工2013年思考题
生化分离工程主要思考题（1）1、生化分离工程：是生化工程的一个重要组成部分，它是描述回收生物产品分离过程原理和方法的一个术语，指从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2、生物技术下游加工过程的一般步骤或单元操作是什么？3、生物分离工艺设计的总原则和细节是什么？4、简述本课程所介绍的公用设施及设备5、什么是错流过滤、板框过滤？6、如欲提高固体剪切法（珠磨技术）的破碎效率，应从哪些方面考虑？7、超声波法有哪些作用？破碎细胞的原理是什么？8、离心沉降：利用固液两相的相对密度，在离心机无孔转鼓或管子中进行悬浮液的分离操作；离心过滤：利用离心力并通过过滤介质，在有孔转鼓离心机中分离悬浮液的操作。
9、什么是离心机的分离因数？根据分离因数F r的大小，可将离心机分为哪几类？有何特征？10、什么是膜的截断相对分子质量？11、如何根据孔径大小、分离机制和推动力来对微滤和超滤进行比较？12、什么是膜操作过程的浓差极化，如何消除浓差极化？13、什么是沉淀法？改变溶液的条件，使蛋白质以固体形式从溶液中分出的操作技术称为固相析出分离法。
14、常用的蛋白质沉淀方法有哪几种？提高盐析效果的思路是什么？15、根据分离机理不同可将层析技术分为哪几类？16、什么是离子交换层析？如何将交换到介质上的蛋白质洗脱下来？一般的洗脱展开层析方式有哪两种？18、层析装置主要有哪几个部件组成？19、如何理解灌注层析？20、影响蛋白质结晶的因素有哪些？21、《高等生物分离工程》实验内容是什么？主要结果是什么？进一步分离的手段及原理是什么? 你在实验之前做了哪些准备工作（包括理论准备）？22、本课程介绍的其他基本概念均需要掌握。
《生化分离工程》整理
第一章绪论1、何为生化分离技术？其主要研究那些内容？生化分离技术是指从动植物组织培养液和微生物发酵液中分离、纯化生物产品的过程中所采用的方法和手段的总称。
第二章预处理、过滤和细胞破碎6、影响过滤的因素及改善措施？影响过滤性能的因素主要有:①混合物中悬浮微粒的性质和大小;②混合液的粘度;③操作条件：固液分离操作中温度、pH、操作压力、滤饼厚度等;④助滤剂的使用;⑤固液分离设备和技术改善过滤性能的方法:工艺上一般采用降低混合液粘度的方法、增大被分离颗粒的粒度或者在混合液中加入助滤剂的方法、提高离心机的转速或提高操作压力、增大真空度、降低滤饼层的厚度，或除去滤饼等方法以改善过滤性能。
1、机械法细胞破碎与非机械破碎相比有何特点？2、细胞破碎主要有那几种方法？10、何谓化学法破碎细胞？其原理是什么？包括那几种？细胞破碎技术:（一）机械法①珠磨法:在磨腔中装入小玻璃球或小钢球，由电动机带动搅拌碟片高速搅拌微生物细胞悬浮物和小磨球而产生剪切力，将细胞破碎，释放出内含物。
一般有立式或卧式两种珠磨机;②高速匀浆法:利用高压使悬浮液通过针形阀，由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破碎。
设备是高速匀浆器，由高压泵和均压阀组成;③超声破碎法:另一种液相剪切破碎法，常为实验室方法.当通过超声探头向悬浮液输入声能，大量声能转化成弹性波形式的机械能，引起局部的剪切梯度，使细胞破碎。
（二）非机械方法①酶法溶胞:利用酶分解细胞壁上特殊的化学键使之破裂。
②化学法:用某些化学试剂溶解细胞壁或抽提细胞中某些组分，改变细胞壁或膜的通透性，从而使内含物有选择性地渗透出来。
包括酸碱条件改变pH、有机溶剂法、表面活性剂法等。
③物理法如渗透压冲击法、冻融法、干燥法等。
11、何为包涵体？包涵体中分离产物一般包括哪几个步骤？所谓包涵体是指蛋白质分子本身及与其周围的杂蛋白、核酸等形成不溶性的，无活性的聚集体，其中大部分是克隆表达的目标产物蛋白。
从包涵体中分离产物的处理步骤为：收集菌体细胞→细胞破碎→离心分离→包涵体的洗涤→目标蛋白的变性溶解→目标蛋白的复性。
生物分离工程思考题
生物分离工程思考题1 绪论1、生物分离工程可分为几大部分？分别包括那些单元操作？2、生物分离工程有那些特点？简述生化分离过程的一般流程？2 细胞分离与破碎1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？2、何谓絮凝？何谓凝聚？各自作用机理是什么？3、离心分离分那两大类？各自有何特点及用途？常用离心法有那几种？4、何谓密度梯度离心？其工作原理是什么？5、发酵液过滤特性及影响过滤速度的因素及改进过滤性能的方法。
6、细菌细胞壁与真菌（酵母）细胞壁在组成上有何区别？7、细胞破碎主要有那几种方法？及其原理。
8、试举例说明如何将破碎技术与上游技术结合提高破碎率？4 膜分离1、何谓膜分离？主要有那几种膜分离方法？2、膜在结构上可分为那几种？膜材料主要是什么？3、简述微滤、超滤膜、反渗透膜在推动力、分离原理、膜材料、结构、性能及其应用等方面的异同点。
4、反渗透膜分离机理模型内容如何？4、浓度极化、凝胶极化概念,是如何影响膜分离的？有何危害？减少浓差极化现象的措施？5、超滤膜的分子截留作用，实际膜分离过程中影响截留率的因素。
6、简单分析操作形式、流速、压力以及料液浓度对分离速度的影响。
7、膜分离操作过程中膜污染的主要原因是什么？膜的清洗方法有哪些？6 吸附分离技术和理论1、什么是吸附过程？吸附的类型有哪些？如何划分溶质从液相或气相转移到固相的现象。
按吸附作用力分为：物理吸附、化学吸附、离子交换。
2、常用的吸附剂种类有哪些？多孔型介质、凝胶型介质3、离子交换树脂的结构、组成？按活性基团不同可分为那几大类？常用的活性基团有哪些？4、吸附剂、离子交换剂性能评估方法，掌握典型离子交换剂的滴定曲线的意义。
5、什么是吸附等温线？其意义何在？几种不同类型的吸附等温线各自代表了怎样的吸附机理？6、普通型离子交换树脂为何不能用来分离提取蛋白质分子？蛋白质等生物大分子的离子交换特性是什么？与小分子有什么不同？7、大孔吸附剂的特点，与离子交换树脂在结构上有什么不同？8、穿透曲线、穿透点和穿透时间等概念9、膨胀床适用于何种情况下的物料分离，有何优点？缺点是什么？10、膨胀床与流化床、固定床特征有何不同？7 液相色谱1、什么是色谱分离技术？色谱分离技术的分类及其英文简称？3、简述液相色谱的分离操作方式。
生化分离原理与技术思考题答案
生物分离原理与技术知识点汇总第一章绪论1、各类分离纯化技术分别利用了生物分子的哪些特性来实现分离？利用这些性质进行分离的方法有哪些？⑴形状和大小:凝胶过滤、超滤、透析;⑵电荷性质:离子交换层析、电泳（除SDS）; ⑶极性（疏水性）:疏水层析、反相层析;⑷生物功能或特殊化学基团:亲和层析;⑸等电点 pI:层析聚焦、等电聚焦、等电点沉淀;⑹溶解性:盐析、有机溶剂提取、结晶;⑺密度、大小:超离心、SDS-PAGE。
2、一个完整的分离纯化操作有哪些基本步骤？各个阶段所用的分离方法分别侧重哪些指标？生化分离基本步骤：（1）选材: 来源丰富，含量相对较高，杂质尽可能少。
（2）提取（预处理）：将目的物从材料中以溶解状态释放出来，方法与存在部位及状态有关（3）分离纯化: 核心操作，须根据目的物的理化性质，生物学性质及具体条件确定。
（4）浓缩、结晶、干燥。
（5）保存。
整个过程应有快速灵敏准确的分析方法来衡量效果（收率、纯度）。
第二章生物样品的预处理1、简述常用细胞破碎的主要方法、原理、特点、适用范围及细胞破碎今后的发展方向。
机械法:(1)胞捣碎法。
原理：机械运动产生剪切力，适用于动植物组织。
（2）高速匀浆法。
破碎程度较上法好，且机械剪切力对生物大分子的破坏较小，处理量大。
原理：利用高压使细胞悬浮液通过针型阀，由于突然的减压和高速冲击撞击环使细胞破碎。
适用于：较柔软、易分散的组织细胞。
（3）研磨法和珠磨法。
由陶瓷的研钵和研杆组成，加入少量研磨剂（如精制石英砂、玻璃粉、硅藻土。
适用于微生物与植物细胞。
（4）挤压法。
微生物细胞在高压下通过一个狭窄的孔道高速冲出，因突然减压而引起一种空穴效应，使细胞破碎。
适用于细菌（G - ）。
物理法:（1）超声破碎。
频率为20kHz 以上的波，超过人耳可听范围。
其对细胞的破碎与空穴的形成有关。
一般样品浓度、声强、频率、介质的离子强度、pH、处理时间都对破碎有影响。
（2）反复冻融动物材料。
生化分离工程实验试题答案
生化分离工程实验试题答案生化分离1.动物脏器DNA提取实验中，加入NaCl-SSC缓冲液的原因答：①形成等渗液②PH中性，维持DNA稳定③抑制DNA酶活2.动物脏器DNA提取实验中，如何鉴定分析DNA的纯化答：当A260/A280=→DNA最纯，<混有Pro，>混有RNA，～→较纯3.DNA提取实验中，加氯仿-异戊醇的作用是什么震荡离心后，分几层每一层的主要成分是什么答：使核蛋白质变性、乳化；分三层；上层为DNA和核蛋白的水层，中层为变性蛋白凝胶，下层为氯仿二异戊醇的有机溶剂层。
4.在DNA提取时，RNP（脱氧核糖核蛋白）是如何去除的答：用氯仿一异戊醇剧烈震荡10min，使其乳化，然后离心除去变性蛋白。
5.茶叶咖啡因提取实验中，加生石灰的作用答：①吸水②吸收单宁酸③使提取液受热均匀（热缓冲）6.索氏提取和传统提取有何不同答：传统提取耗时，效率低。
索氏提取利用溶剂回流、虹吸原理，反复多次纯萃取，减短提取时间，节省材料，效率高。
7.茶叶咖啡因提取的原理是什么答：利用咖啡因易溶于乙醇，易升华等特点，以95%乙醇作溶剂，通过索氏提取、浓缩、焙炒、升华得到纯化咖啡因。
8.离子交换柱层析实验中，离子交换剂为什么要进行预处理答：①使离子交换剂充分溶胀②酸碱除杂③把活性离子（反离子）转型为clˉ。
9.离子交换柱层析实验中，TCA和丙酮的作用是什么答：在PH在±时，TCA：使杂质蛋白变性，多得黏蛋白。
丙酮：沉淀黏蛋白10.离子交换柱层析实验中，加TCA后，为什么要将PH调答：①TCA变性能力与PH值密切相关；PH↑，TCA变性能力减弱；PH↓，TCA 变性能力增强②当PH在时，黏蛋白是最稳定的，卵清蛋白等杂质蛋白不稳定易沉淀，可得到相对较纯的黏蛋白。
11.离子交换柱层析实验中，为什么要维持PBS的PH在答：黏蛋白的PI值约，小于，蛋白质带负电，又由于大多杂蛋白PI值约为10，不易于转型的离子交换剂交换而被洗脱时利用交换剂与蛋白结合程度不同而把它们分离开来，达到纯化的目的。
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。
生化分离工程期末考试
第一章绪论1、生物分离工程：从发酵液或酶反应液或动植物培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2、生化分离工程的特点：①目标产物浓度低、杂质含量高；②物料体系复杂——多相，非牛顿流体；③目标产物稳定性差；④分离过程可变性；⑤质量要求高⑥产品价格与产物浓度呈反比第二章发酵液的预处理和固液分离1、预处理的目的：促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离的效率。
2、预处理的方法：凝聚和絮凝、加热法、调节悬浮液的PH值、杂蛋白的去处、高价无机离子的去除、助滤剂和反应剂。
3、凝聚：指在投加的化学物质作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１mm 大小块状凝聚体的过程。
机理：1）中和粒子表面电荷；2）消除双电层结构；3）破坏水化膜。
4、絮凝：指使用絮凝剂将胶体粒子交联成网，形成10mm大小絮凝团的过程。
其中絮凝剂主要起架桥作用。
机理：架桥作用。
采用絮凝法可形成粗大的絮凝体，使发酵液较易分离。
5、絮凝的影响因素：1.发酵液的性质；2.絮凝剂的浓度，最佳用量为粒子表面积约有一半被聚合物覆盖；3.絮凝剂的分子量；4.pH 控制；5.搅拌速度。
6、混凝：对于带负电荷的菌体或蛋白质来说，采用阳离子型高分子絮凝剂同时具有降低胶粒双电层电位和产生吸附桥架的双重机理，单独使用可达到较好絮凝效果；对于非离子型和阴离子型高分子絮凝剂，要采用凝聚和絮凝双重机理才能提高过滤效果。
这种包括凝聚和絮凝机理的过程，称为混凝。
7、杂蛋白的去除方法：沉淀法（等电点沉淀法、酸碱调节）、变性法（蛋白质从有规则的排列变成不规则结构的过程称为变性）、吸附法（加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去）。
8、固液分离的方法：过滤、离心、膜分离、双水相萃取、扩张床吸附。
9、影响发酵液固液分离的因素：1）发酵液中悬浮离子的大小；2）发酵液的黏度（固液分离速度通常与粘度成反比，粘度越大，固液分离越困难。
）10、过滤:借助于过滤介质，在一定的压力差ΔP作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的单元操作。
分离工程思考题(I)
（—）⏹1 生物工程下游技术的主要内容、根本任务和主要目标？⏹2 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？⏹3 设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素？⏹4 初步纯化与高度纯化分离效果有何不同？⏹5 分离纯化的得率与纯化倍数如何计算？⏹6 现化生物分离技术研究方向有哪些特点？（二）1.为什么要进行发酵液预处理？处理的目标及内容分别是什么？①.发酵液多为黏度大的悬浮液；②.目标产物在发酵液中的浓度常较低；③.成分复杂，固体粒子可压缩性大，悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大。
因此，不易通过过滤或离心进行细胞分离。
对发酵液进行适当的预处理，以便于固液分离，使后续的分离纯化工序顺利进行。
发酵液的预处理过程包括：①发酵液杂质的去除，包括除去杂蛋白、无机盐离子以及色素、热原、毒性物质等有机物质；②改善发酵液的处理性能，主要通过降低发酵液的黏调节适宜的PH值和温度、絮凝和凝聚。
2.发酵液金属离子的去除方法分别有哪些？（1）钙离子的去除⏹加入草酸，生成草酸钙，沉淀去除。
⏹草酸与镁离子结合生成草酸镁，去除Mg2+⏹草酸酸化发酵液，改变其胶体状态，有助于目标产物转入液相。
⏹在用量大时，可用其可溶性盐。
⏹反应生成的草酸钙还能促使蛋白质凝固，提高滤液质量。
（2）镁离子的去除⏹可加入三聚磷酸钠，形成络合物。
⏹还可用磷酸盐处理，大大降低钙和镁离子。
（3）铁离子的去除⏹一般用黄血盐去除，形成普鲁士蓝沉淀。
3.杂蛋白去除的方法和机理分别是什么？去除方法主要有：盐析法、等电点沉淀法、加热法、有机溶剂沉淀法、吸附法等盐析：在蛋白质溶液中加入一定量的中性盐（如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等）使蛋白质溶解度降低并沉淀析出的现象称为盐析（salting out）。
这是由于这些盐类离子与水的亲和性大，又是强电解质，可与蛋白质争夺水分子，破坏蛋白质颗粒表面的水膜。
另外，大量中和蛋白质颗粒上的电荷，使蛋白质成为既不含水膜又不带电荷的颗粒而聚集沉淀。
分离工程思考题
分离⼯程思考题第⼀章1、⽣物技术与⽣物分离的关系是什么？为什么说⽣物分离过程是⽣物技术的重要组成部分？⽣物技术的主要⽬标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。
因此，⽣物分离是⽣物技术的重要组成部分。
2、⽣物物质有哪些？现代⽣物技术产品的主体是什么？⽣物物质总类繁多，包括⼩分⼦化合物，⽣物⼤分⼦，超⼤分⼦，细胞和具有复杂结构与组成成分的⽣物体组织。
现代⽣物技术产品的主体---蛋⽩质类药物.1)细胞因⼦:⼲扰素、⽣长因⼦、红细胞⽣成素2)激素：胰岛素、⽣长激素3)抗体药物：单克隆抗体、抗体⽚段4)酶类药物：尿激酶5)基因⼯程疫苗6)基因治疗3、⽣物分离过程设计应考虑哪些因素？为什么⾊谱是分离过程的核⼼技术？考虑因素：1)⽬标产物的存在位置：胞内或胞外2)⽬标产物的存在形式：活性表达产物或包含体3)⽬标产物分⼦的⼤⼩、疏⽔性、电荷性质、溶解度和稳定性4)⽬标产物的商业价值和对纯度的要求4、⽣物分离过程有哪些特点？1)⽣化产物的稳定性差，产物可能失活2)分离难度⼤，⼀般需⽤特殊的⾼效分离技术3)⽣物产物的原料构成成分复杂，需要采⽤多种分离技术和多个分离步骤完成⼀个⽬标产物的分离4)对最终产物的质量要求很⾼5)需对原料液进⾏⾼度浓缩5、⽣物分离过程中需要考虑分离对像的哪些性质？1)根据物理性质的差异实现分离i.⼒学性质：密度、尺⼨和形状。
⽤于重⼒沉降、离⼼、膜分离等ii.热⼒学性质：溶解度、挥发度等。
⽤于如蒸馏、蒸发、结晶、吸附和离⼦交换等iii.传质性质：粘度、扩散系数、热扩散现象等。
即利⽤传质速度的差别进⾏分离iv.电磁性质：荷电性质、电荷分布、等电点等。
⽤于电泳、电渗析、离⼦交换、磁性分离等2)根据化学性质的差异实现分离i.化学性质包括热⼒学(化学平衡)、反应动⼒学(反应速率)和光化学特性等。
ii. 化学吸附和化学吸收即利⽤化学性质实现分离。
3) 根据⽣物学性质的差异实现分离a) ⽣物分⼦间的识别作⽤，如亲和⾊谱b) 利⽤酶的⽴体选择性，如对⼿性分⼦进⾏选择性修饰后以增⼤分⼦间差异，从⽽⽤常规⽅法进⾏分离6、什么是平衡分离？什么是差速分离？差速分离（速度分离）分离机理：根据溶质在外⼒作⽤下产⽣的移动速度的差异实现分离。
生化分离工程知到章节答案智慧树2023年陕西理工大学
生化分离工程知到章节测试答案智慧树2023年最新陕西理工大学第一章测试1.英国的工业革命所进行的时间是（）。
参考答案:18世纪60年代到19世纪上半期2.制约情绪的因素主要有（）。
参考答案:外部事件;认知过程;生理状态3.判断(2分)不溶物的去除分为过滤、离心和萃取三部分。
（）参考答案:对4.生物分离的四个步骤按顺序是不溶物的去除、产物分离、精制、纯化。
（）参考答案:错5.结晶和离心属于扩散分离。
（）参考答案:错6.生物分离在整个生物技术中处于上游。
（）参考答案:错7.速度分离是根据均相体系中溶质在外力下的移动速度差异实现分离。
（）参考答案:对8.干燥属于纯化技术。
（）参考答案:错9.非均相体系的分离属于机械分离。
（）参考答案:对10.减少分离操作步骤，可促进提取收率提高。
（）参考答案:对11.下列哪个不属于产物粗分离的单元（）。
参考答案:离心12.下列( )可以提高总回收率。
参考答案:减少操作步骤第二章测试1.助滤剂是一种可压缩的多孔微粒。
（）参考答案:错2.通过加入某些反应剂是发酵液进行预处理的方法之一。
（）参考答案:对3.珠磨法中适当地增加研磨剂的装量可提高细胞破碎率。
（）参考答案:错4.高级醇能被细胞壁中的类脂吸收，使胞壁膜溶胀，导致细胞破碎。
（）参考答案:错5.过滤的透过推动力是（）。
参考答案:压力差6.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。
参考答案:小于7.构成细胞壁的肽聚糖是一种（）的多聚物，由N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰胞壁酸和短肽聚合而成的多层网状结构。
参考答案:难溶性8.高压匀浆法破碎细胞，不适用于（）参考答案:青霉9.适合小量细胞破碎的方法是（）参考答案:超声破碎法10.丝状（团状）真菌适合采用（）破碎。
参考答案:珠磨法第三章测试1.蛋白质变性，一级、二级、三级结构都被破坏。
（）参考答案:错2.蛋白质类的生物大分子在盐析过程中，最好在高温下进行，因为温度高会增加其溶解度。
生化分离思考题2
三章1.泡沫分离的操作方法。
答：泡沫分离容易进行连续操作，气体和料液连续输入，在浓缩纯化中，料液从泡沫柱的下部连续加入，残液从柱底部排除；另外流出的消泡液可部分回流。
在提取回收中，料液从泡沫柱的顶部连续加入，液相和泡沫相逆流接触，消泡液不需回流。
概述：泡沫分离的操作方法是由两个基本过程组成：1 待分离的溶质被吸附到气－液界面上；2 对被泡沫吸附的物质进行收集并用化学、热或机械的方法破坏泡沫，将溶质提取出来。
（因此它的主要设备为泡沫塔和破沫器。
）2.名词解释:盐溶盐析 Ks盐析β盐析答:盐溶:在低盐浓度下, 蛋白质吸附盐离子后,带电表层使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.盐析:蛋白质在高离子强度的溶液中,由于无机离子与蛋白质表面电荷的中和，形成离子对，部分中和了蛋白质的电性，使蛋白质分子之间的排斥力减弱，从而能够相互靠拢,使其溶解度降低和由于中性盐的存在，使蛋白质脱去水化膜，暴露了疏水区，在疏水区的相互作用下导致沉淀的现象Ks盐析：在一定pH和温度下，改变体系离子强度进行盐析.β盐析：在一定离子强度下，改变pH和温度进行盐析.3.盐析操作时常用的盐是什么？为什么？盐析操作常用的中性盐是（NH4）2SO4优点：(1)溶解度大：由于酶和各种蛋白质通常是在低温下稳定，因而盐析操作也要求在低温下（0～4℃）进行，而此时（NH4）2SO4的溶解度相当高。
（2）分离效果好：有的提取液加入适量硫酸铵盐析，一步就可以除去75％的杂蛋白，纯度提高了四倍。
（3）不易引起变性，有稳定酶与蛋白质结构的作用。
有的酶或蛋白质用2～3mol/L浓度的(NH4)2SO4保存可达数年之久。
（4）价格便宜，废液不污染环境4.简述盐析法和有机溶剂沉淀的原理盐析沉淀法的原理：水溶液中蛋白质的溶解度一般在生理离子强度范围内最大，低于或高于此范围时溶解度均降低。
蛋白质在水溶液中的溶解度是由蛋白质周围亲水基团与水形成水化膜的程度，以及蛋白质分子窗体底部带有电荷的情况决定的。
2011年-2008届-分离思考题及习题
《生物分离工程》思考题概论试述生化物质提炼过程的特殊性及工艺流程概况发酵液的预处理和过滤1．试述除去发酵液中Ca2+、Mg2+、Fe3+离子的方法和杂蛋白质的方法。
2．用ζ电位来解释溶液中蛋白质等胶体粒子稳定存在的原因？凝聚和絮凝的机理有何不同？影响混凝效果的因素是哪些？絮凝剂的分类。
3．怎样衡量各种不同滤饼的特性？试述测定量比阻的方法。
4．影响过滤速度的因素是什么？可采用哪些方法来提高过滤速度？细胞破碎1．了解微生物细胞破碎的各种方法。
2．包含体的分离方法有哪些？3．什么是蛋白质的复性，蛋白质复性时应注意什么？沉淀法1．蛋白质为什么可以采用盐析法进行沉淀分离？（NH4）2SO4为什么是最常用的盐析沉淀剂？2．在cohn经验式logS=β-K s I中，影响常数β、K s 因素是哪些？3．经实验知道，某一蛋白酶符合cohn经验式，并在18℃，pH7.5的条件下测得β=4.9、K s=0.32，试估算在酶活力为5000μml的蛋白酶溶液中加入60%饱和度的（NH4）SO4[相当于456g盐/L溶液]进行盐析沉淀时，蛋白质沉淀是否充分？计算收率为多2少？[假设沉淀前后溶液体积不变。
S单位为μ/ml]。
并讨论当原液浓度变化时，沉淀收率的变化情况。
4．等电点沉淀及有机溶剂沉淀的原理及影响因素是什么？吸附法1．分子间的作用力可分为哪几种？2．何谓Langmuir吸附等温线？3．了解大网格吸附树脂主要物理性能的测定方法。
4．总结采用大网格吸附剂时，应怎样考虑吸附条件和洗脱条件？5．有一弱碱性物质，已知PK1=7.3，PK2=8.2，分子量1100，易溶于乙醇、丙酮、丁酯等有机溶剂中，难溶于水，中性下较稳定，pH>9及pH<4都不稳定，今拟选用大网格树脂提取，试讨论应如何选择树脂的孔径，比表面？并设计提取工艺路线[吸附和解吸条件]。
说明理由。
6．林可霉素为一弱碱性抗生素，分子中有一个胺基，其pK＝7.6。
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第一章绪论1、何为生化分离技术？其主要研究那些内容？生化分离技术是指从动植物组织培养液和微生物发酵液中分离、纯化生物产品的过程中所采用的方法和手段的总称。
2、生化分离的一般步骤包括哪些环节及技术？一般说来，生化分离过程主要包括 4 个方面：①原料液的预处理和固液分离，常用加热、调 PH、凝聚和絮凝等方法；②初步纯化 ( 提取 ) ，常用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作；③高度纯化 ( 精制 ) ，常选用色谱分离技术；④成品加工，有浓缩、结晶和干燥等技术。
3、生化分离工程有那些特点，及其重要性？特点： 1、目的产物在初始物料（发酵液）中的含量低； 2、培养液是多组分的混合物，除少量产物外，还有大量的细胞及碎片、其他代谢物（几百上千种）、培养基成分、无机盐等； 3、生化产物的稳定性低，易变质、易失活、易变性，对温度、 pH值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等非常敏感；4、对最终产品的质量要求高重要性：生物技术产品一般存在于一个复杂的多相体系中。
唯有经过分离和纯化等下游加工过程，才能制得符合使用要求的产品。
因此产品的分离纯化是生物技术工业化的必需手段。
在生物产品的开发研究中，分离过程的费用占全部研究费用的 50％以上；在产品的成本构成中，分离与纯化部分占总成本的40～80％；精细、药用产品的比例更高达70～90％。
显然开发新的分离和纯化工艺是提高经济效益或减少投资的重要途径。
4、生物技术下游工程与上游工程之间是否有联系？它们之间有联系。
①生物工程作为一个整体，上游工程和下游工程要相互配合，为了利于目的产物的分离与纯化，上游的工艺设计应尽量为下游的分离纯化创造条件，例如，对于发酵工程产品，在加工过程中如果采用液体培养基，不用酵母膏、玉米浆等有色物质为原料，会使下游加工工程更方便、经济；②通常生物技术上游工程与下游工程相耦合。
发酵- 分离耦合过程的优点是可以解除终产物的反馈抑制效应，同时简化产物提取过程，缩短生产周期，收到一举数得的效果。
5、为何生物技术领域中往往出现“丰产不丰收”的现象？第二章预处理、过滤和细胞破碎1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？目的：改变发酵液的物理性质，加快悬浮液中固形物沉降的速率；出去大部分可溶性杂质，并尽可能使产物转入便于以后处理的相中( 多数是液相) ，以便于固液分离及后提取工序的顺利进行。
方法：①加热法。
升高温度可有效降低液体粘度，从而提高过滤速率，常用于粘度随温度变化较大的流体。
控制适当温度和受热时间，能使蛋白质凝聚形成较大颗粒，进一步改善发酵液的过滤特性。
使用加热法时必须注意加热温度必须控制在不影响目的产物活性的范围内，对于发酵液，温度过高或时间过长可能造成细胞溶解，胞内物质外溢，而增加发酵液的复杂性，影响其后的产物分离与纯化；②调节悬浮液的 pH值，pH 直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质，适当调节 pH可以改善其过滤特性；③凝聚和絮凝；④使用惰性助滤剂。
2、何谓絮凝？何谓凝聚？何谓混凝？各自作用机理是什么？3、常用的凝聚剂有哪些？常用的絮凝剂有哪些？(1)凝聚作用 : 凝聚作用是指在某些投加的化学物质的作用下，胶体粒子脱稳并使粒子聚集成 1mm大小块状凝聚体的过程。
这些物质称为凝聚剂。
凝聚剂的作用机理 : 凝聚剂的加入可使胶粒之间双电层电位下降或者使胶体表面水化层破坏或变薄，导致胶体颗粒间的排斥作用降低，吸引作用加强，破坏胶体系统的分散状态，导致颗粒凝聚。
工业上常用的凝聚剂大多为阳离子型 , 无机盐类 :AlCl3 ·6H2O、FeCl3·6H2O 、Al2(SO4)3 · 18H2O、K2SO4· Al2(SO4)3 ·24H2O、 FeSO4·7H2O、ZnSO4， MgCO3等；金属氧化物类：氢氧化铝、氢氧化铁等；聚合无机盐类：聚合铝、聚合铁凝聚值：电解质凝聚能力可用凝聚值来表示，使胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度（mmol/L）称为凝聚值。
阳离子的价数越高，该值就越小，即凝聚能力越强。
(2)絮凝作用 : 絮凝作用是利用带有许多活性官能团的高分子线状化合物（絮凝剂）将胶体粒子交联成网，形成 10mm大小凝絮团的过程。
絮凝作用的机理：实现絮凝作用的关键在于长链状结构的多个活性官能团，包括带电荷的阴离子（如—COOH）或阳离子（如— NH2）基团以及不带电荷的非离子型基团。
它们通过静电引力、范德华力或氢键作用，强烈地吸附在胶粒表面。
即架桥作用。
工业上使用的絮凝剂分类：①有机高分子絮凝剂 : 聚丙烯酰胺 , 聚丙烯酸类衍生物阴离子型絮凝剂 ; ②无机高分子聚合物 , 如聚合铝盐、聚合铁盐等;③生物絮凝剂 , 主要有蛋白质、粘多糖、纤维素和核酸等.(3)混凝 : 在实际应用中，絮凝剂与无机电解质凝聚剂经常搭配在一起使用，加入无机电解质使悬浮粒子间的排斥能力降低而凝聚成微粒，然后加入絮凝剂，两者相辅相成，二者结合的方法称为混凝。
混凝可有效提高凝聚和絮凝效果。
4、何为惰性助滤剂？其使用方法有哪些？惰性助滤剂是一种颗粒均匀、质地坚硬、不可压缩的粒状物质，用于扩大过滤表面的适用范围，使非常稀薄和非常细小的悬浮液在过滤时发生的快速挤压和介质堵塞现象得到减轻，易于过滤。
原理 : 助滤剂能吸附胶体，且形成的滤饼具有网格型结构，不可压缩，滤孔不会被堵塞，从而提高过滤效率。
常用的助滤剂有硅藻土、纤维素、石棉粉、珍珠岩、白土、炭粒、淀粉等。
最常用的是硅藻土助滤剂的使用方法 : ①将助滤剂在支持介质（滤布）的表面上预涂薄层 1～ 2mm; ②将助滤剂分散在待过滤的悬浮液中 .补充 : 生化产品固液分离方法：过滤、沉降和离心分离。
过滤是以某种多孔性物质作为介质，在外力的作用下，悬浮液中的流体通过介质孔道，而固体颗粒被截留下来，从而实现固液分离的过程; 沉降是依靠外力的作用，利用分散物质（固相）与分散介质（液相）的密度差异，使之发生相对运动，而实现固液分离的过程 ; 离心分离是利用装臵所提供的惯性离心力的作用来实现固液分离的过程。
5、深层过滤和饼层过滤的异同点？依据过滤介质所起主要作用不同可分为：饼层过滤或深层过滤。
深层过滤 : 过滤介质 ( 如硅藻土、砂、颗粒活性炭等 ) 起主要过滤作用 , 当悬浮液通过过滤层时，固体颗粒被阻拦或吸附在滤层颗粒上，使滤液得以澄清, 这种方法适合于固体含量少于0.001g/mL ，颗粒直径在 (5 ～100) μm的悬浮液的过滤分离，如河水、麦芽汁、酒类和饮料的过滤澄清;饼层过滤:沉积于过滤介质上的饼层起主要过滤作用 , 过滤介质为滤布，当悬浮液通过滤布时，固体颗粒被滤布所阻拦而逐渐形成滤饼，滤饼至一定厚度时即起过滤作用，此时滤布主要起支撑作用。
这种方法常用于分离固体含量大于0.001g/mL 的悬浮液。
6、影响过滤的因素及改善措施？影响过滤性能的因素主要有 : ①混合物中悬浮微粒的性质和大小; ②混合液的粘度; ③操作条件：固液分离操作中温度、 pH、操作压力、滤饼厚度等 ; ④助滤剂的使用 ; ⑤固液分离设备和技术改善过滤性能的方法: 工艺上一般采用降低混合液粘度的方法、增大被分离颗粒的粒度或者在混合液中加入助滤剂的方法、提高离心机的转速或提高操作压力、增大真空度、降低滤饼层的厚度，或除去滤饼等方法以改善过滤性能。
7、真空过滤机与压力式过滤机的适用范围？真空转鼓过滤机特别适合于固体含量较大（>10%）的悬浮液的分离。
由于受推动力( 真空度 ) 的限制，真空转鼓过滤机一般不适合于菌体较小和粘度较大的细菌发酵液的过滤，而且采用真空转鼓过滤机过滤所得固相的干度不如加压过滤。
应用：大规模生物分离的主要过滤设备，用于较难分离的低黏度发酵液板框过滤机比较适合固体含量1%～10%的悬浮液的分离。
板框过滤机过滤面积大，过滤推动力能大幅度调整，能耐受较高的压力差，固相含水分低，能适应不同过滤特性的发酵液的过滤。
应用：用于很难处理的、高黏度、高细颗粒含量的发酵液的固液分离8、机械法细胞破碎与非机械破碎相比有何特点？9、细胞破碎主要有那几种方法？10、何谓化学法破碎细胞？其原理是什么？包括那几种？细胞破碎技术 : （一）机械法①珠磨法 : 在磨腔中装入小玻璃球或小钢球，由电动机带动搅拌碟片高速搅拌微生物细胞悬浮物和小磨球而产生剪切力，将细胞破碎，释放出内含物。
一般有立式或卧式两种珠磨机; ②高速匀浆法: 利用高压使悬浮液通过针形阀，由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破碎。
设备是高速匀浆器，由高压泵和均压阀组成; ③超声破碎法: 另一种液相剪切破碎法，常为实验室方法 . 当通过超声探头向悬浮液输入声能，大量声能转化成弹性波形式的机械能，引起局部的剪切梯度，使细胞破碎。
（二）非机械方法①酶法溶胞: 利用酶分解细胞壁上特殊的化学键使之破裂。
②化学法 : 用某些化学试剂溶解细胞壁或抽提细胞中某些组分，改变细胞壁或膜的通透性，从而使内含物有选择性地渗透出来。
包括酸碱条件改变pH、有机溶剂法、表面活性剂法等。
③物理法如渗透压冲击法、冻融法、干燥法等。
11、何为包涵体？包涵体中分离产物一般包括哪几个步骤？所谓包涵体是指蛋白质分子本身及与其周围的杂蛋白、核酸等形成不溶性的，无活性的聚集体，其中大部分是克隆表达的目标产物蛋白。
从包涵体中分离产物的处理步骤为：收集菌体细胞→细胞破碎→离心分离→包涵体的洗涤→目标蛋白的变性溶解→目标蛋白的复性。
第三章萃取单元萃取是利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法。
液液萃取是以液体为萃取剂，含有目标产物的原料也为液体。
液固萃取或浸取是以液体为萃取剂，含有目标产物的原料也为固体。
反萃取 : 调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作。
萃取方法分物理萃取 ( 溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质之间不发生化学反应。
例如，用乙酸丁酯萃取青霉素 ); 化学萃取 ( 用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相的分配。
萃取剂与溶质之间的化学反应，包括离子交换和络合反应等 ).1、何谓溶剂萃取？溶剂萃取是利用物质在互不相溶的水相与有机相间的分配系数不同而达到分离的过程，也称溶媒萃取。
特点是浓缩倍数和纯化倍数较高，可连续、多级操作，溶剂耗量大，对设备、安全要求高；应用在生物小分子物质如抗生素、有机酸、氨基酸等。
操作的一般过程:萃取–洗涤–反萃取2‘分配定律及其适用条件是什么？分配定律 : 在温恒压条件下 , 溶质 A 在互不相溶的两相中达到分配平衡时 , 如果两相中以相同的分子形态存在 , 则在两相中的平衡浓度之比为常数 , 称为分配常数 , 这就是溶质的分配定律 .K=y/x,y 是 A 在萃取相 E 中的浓度 mol/L,x 是 A 在萃余相中的浓度 mol/L适应条件：一定温度和压力下，相同分子形态（相对分子质量相同）存在于两相中的溶质浓度之比。