简答题
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1.简述结晶的一般过程。
答:结晶过程包括过饱和溶液的形成、晶核的形成及晶体的生长三个过程,其中溶液达到过饱和状态是结晶的前提,过饱和度是结晶的推动力。
2.简述渗透压冲击法破碎细胞的一般过程。
答:渗透压冲击是较温和的一种破碎方法,将细胞放在高渗透压的溶液中,由于渗透压的作用,细胞内水分便向外渗出,细胞发生收缩,当达到平衡后,将介质快速稀释,或将细胞转入水或缓冲液中,因渗透压的突然变化,胞外的水迅速渗入胞内,引起细胞快速膨胀而破裂。
3.简述载体两性电介质梯度等电聚焦(IEF)的分离原理。
答:载体两性电介质梯度等电聚焦是在支持介质加入载体两性电解质,通以直流电后在两极之间形成稳定,连续和线性的PH梯度,当带电的蛋白质分子进入该体系时,便会产生移动,并聚集于相当于其等电点的位置。
4.试比较常规聚丙稀酰胺凝胶电泳与SDS PAGE的分离原理。
答:常规聚丙烯酰胺凝胶电泳和SDS-PAGE均为凝胶电泳的一种。聚丙烯酰胺凝胶:电泳分离蛋白质是依据其电荷(性质、荷电量)、分子形状和分子大小(分子量)差异实现分离的;
SDS-PAGE:由于加入了SDS和强还原剂(DTT等),破坏了蛋白质分子的高级(二级、三级、四级)结构,并与蛋白质形成荷大量负电荷的聚合物,消除了不同蛋白质分子电荷及分子形状差异,而仅将分子量差异作为分离依据,常用于测定未知蛋白质的亚基分子量。
5.试比较凝聚和絮凝两过程的异同。
答:凝聚:从作用机理来看,是指胶体和分散系双电层压缩、ζ电位破坏、电性中和而脱稳并聚集为絮粒的过程。絮凝:从工艺上看,是指絮粒通过吸附、交联、网捕,聚结为大絮体沉降的过程。采用凝聚方法得到的凝聚体,颗粒常常是比较细小的,有时还不能有效地分离。
6.简述等电点沉析的基本原理。
答:两性电解质在溶液pH处于等电点(pI)时,分子表面净电荷为零,导致赖以稳定的双电层及水化膜的削弱或破坏,分子间引力增加,溶解度降低。调节溶液的PH 值,使两性溶质溶解皮下降,析出沉淀的操作称为等电点沉析法。
7.简述反相色谱的分离原理。
8.简述晶体生长的扩散学说。
(1)结晶溶质借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;扩散过程的速度是取决于液相主体浓度与晶体表面浓度之差;(2)到达晶体表面的溶质长入晶面,同时放出结晶热;(3)放出的结晶热传递回到溶液中。9.简述双水相萃取体系的特点。
答:其成相机理是由于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。
10.简述盐析的基本原理。
答:1.无机离子与蛋白质表面电荷中和,形成离子对,部分中和了蛋白质的电性,使蛋白质之间的排斥力减弱,从而能相互靠拢,2.中性盐的亲水性大,使蛋白质脱去水化膜,疏水区暴露,由于疏水区的相互作用导致沉淀。
11.试比较离心与沉降的异同。
答:离心分离是基于固体颗粒和周围液体密度存在差异,在离心场中使不同密度的固体颗粒加速沉降的分离过程。当静置悬浮液时,密度较大的固体颗粒在重力作用下逐渐下沉,这一过程称为沉降。
12.简述吸附剂应具备的基本特征。
答:吸附剂通常应具备以下特征:对被分离的物质具有较强的吸附能力、有较高的吸附选择性、机械强度高、再生容易、性能稳定、价格低廉。
13.试比较物理萃取与化学萃取过程。
化学萃取:利用可与被萃目标物发生反应的非极性物质作为萃取剂进行的反应。物理萃取:利用溶剂对需分离组分有较高的溶解能力,分离过程纯属物理过程。
14.物理吸附与化学吸附的比较
物理吸附化学吸附
吸附作用力分子间引力化学键合力
选择性较差较高
所需活化能低高
吸附层单层或多层单层
达到平衡所需时间快慢
15.何谓反渗透膜分离,其特点是什么?
答:反渗透:过程类似于超滤,只是纯溶剂通过膜,而低分子量的化合物被截留,故操作压力比超滤大得多。Pp>Po>>Patm.故常称为“强制膜分离过程”。
16.简述超临界流体萃取的原理及其特点。
答:超临界萃取就是利用超临界流体的特殊性质,使之在高压条件下与待分离的固体或液体混合物相接触,萃取出目的产物,然后通过降压或升温的办法,降低超临界流体的密度,从而萃取物得到分离。特点:(1)具有精馏和液相萃取的特点;(2)萃取能力大小取决于流体的密度,而流体密度很容易通过调节温度和压力来加以控制。(3)超临界萃取的溶剂回收,方法简单并且大大节省能源。(4)高沸点物质往往能大量地、有选择性地溶解于超临界流体中而形成超临界流体相。缺点是:为了获得相当高的压力的超临界条件,设备投资将花谈很大。事实上、出于高昂的设备投资,超临界单取工艺只有在精馏和液相萃取府用不利的情况才予以考虑。特点:安全,无毒,产品分离简单,设备投资大。
17.简述生物分离过程的特点。
答:1.产品多种多样2.生物分离难于化工分离3.生物分离起源于化学分离。
答:生物分离:是从生物材料、微生物的发酵液、生物反应液或动植物细胞的培养液中分离并纯化有关产品(如具有药理活性作用的蛋白质等)的过程,又称为下游加工过程。特点:生物制品多种多样; 常无固定操作方法可循;生物材料组成非常复杂, 分离操作步骤多,不易获得高收率; 培养液(或发酵液)中所含目的物浓度很低,而杂质含量却很高; 分离进程必须保护化合物的生理活性; 生物活性成分离开生物体后,易变性、破坏。
18.请绘制饱和温度曲线和过饱和温度曲线的简图,并简述其意
义。
答:结晶过程中的饱和温度曲线和不饱和温度曲线的简图如右
图所示:S-S曲线为饱和温度曲线,在其下方为稳定区,在该区
域溶液为不饱和溶液,不会自发结晶;T-T曲线为过饱和温度曲
线,在其上方为不稳定区,能够自发形成结晶;S-S曲线和T-T
曲线之间为亚稳定区,在该区域,溶液为过饱和溶液,但若无
晶种存在,也不能自发形成晶体;
19.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。
恒速干燥阶段:湿物料表面为非结合水所湿润,物料表面温度
是该空气状态下的湿球温度;此时,传热推动力(温度差)以
及传质推动力(饱和蒸汽压差)是一个定值;此时的干燥速率
几乎等于纯水的汽化速度,和物料湿含量、物料类别无关;影
响因子主要有:空气流速、空气湿度、空气温度等外部条件。
降速干燥阶段:在降速干燥阶段,非结合水以及被蒸发,继续
进行干燥,只能蒸发结合水。结合水的蒸气压恒低于同温下纯