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文檔簡介

1、生化分離技術復習重點1. 分離純化的主要操作步驟 細胞分離(離心、傳統過濾和膜過濾。); 細胞破碎和碎片分離(均質法和高速玻璃珠研磨法,離心法和雙水相提取法);濃縮(超濾-錯流系統);色譜分離 1. 吸附分離技術概念: 吸附層析是利用吸附劑對不同物質的吸附力不同而使混合物中的各組分分離的方法。吸附劑類型:(1)物理吸附(范德華力)(2)化學吸附(電子轉移)(3)交換吸附(離子交換) 物理吸附和化學吸附的比較物理吸附化學吸附吸附力范德華力化學鍵力吸附熱較小(液化熱)較大選擇性無選擇性有選擇性穩定性不穩定,易解吸穩定分子層單分子層或多分子層單分子層吸附速率較快,較慢. 受溫度影響小受溫度影響大常用

2、的吸附劑:一類有機吸附劑,如活性炭、纖維素、大孔吸附樹脂、聚酰胺等;另一類是無機吸附劑,如氧化鋁、硅膠、人造沸石、磷酸鈣氫氧化鋁等。活性炭吸附規律:對具有極性基團的化合物吸附力較大;對芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物;對相對分子質量大的化合物的吸附力大于相對分子質量小的化合物。影響吸附的因素:吸附劑的性質;吸附物的性質;吸附條件(溫度、PH、鹽的濃度)、溶劑的影響。大孔吸附樹脂預處理方法: 解吸條件的影響:3.膜分離技術概念:指物質在推動力作用下由于傳遞速度不同而得到分離的過程。特點:易于操作;成本低、壽命長;高效;常溫下操作無相態的變化,分離精度高,沒有二次污染;膜材質的價格高;操作過程

3、中膜面容易被污染;膜的耐藥性,耐溶性,耐熱性能有限。類型:滲析;電滲析;微濾;超濾;反滲透;納濾;氣體分離微濾的分離機理:篩分機理4.液膜分離技術概念:是一種以液膜為分離介質,以濃度差為推動力的分離操作,是屬于液液系統的傳質分離過程。組成:膜溶劑;表面活性劑;流動載體;膜增強劑。分類:乳狀液膜;支撐液膜。液膜分離步驟:制備液膜;液膜萃取;澄清分離;破乳。影響因素:液膜乳液成分的影響;乳水比;連續的PH;攪拌速度的影響;料液的濃度和酸度的影響;操作溫度的影響;接觸時間。應用:分離氨基酸;提取抗生素;提取生物堿;提取蛋白質;分離有機酸;應用酶反應和酶萃??;液膜包裹。5.鹽析基本原理:在高濃度中性鹽

4、存在的情況下,蛋白質(或酶)等生物大分子在水溶液中的溶解度降低并沉淀出的現象稱為鹽析。影響鹽析的因素:鹽飽和度;蛋白質濃度;PH值;溫度 鹽加入方式:(1)加硫酸銨的飽和溶液;(2)直接加固體硫酸銨6.等電點沉淀法基本原理:兩性生化物質在溶液PH處于等電點時,分子表面電荷為零,分子間靜電排斥作用減弱,因此吸引力增大,能相互聚集起來,發生沉淀。等電點概念:蛋白質或兩性電解質(如氨基酸)所帶凈電荷為零時溶液的pH,此時蛋白質或兩性電解質在電場中的遷移率為零。7.結晶 概念:溶質呈晶態從溶液中析出的過程稱為結晶。過程:過飽和溶液的形成;晶核的生成;晶體的生長。影響結晶因素:溶液濃度;樣品純度;溶劑;

5、PH;溫度;時間。方法:鹽析法;加飽和鹽溶液;透析法;有機溶劑(直接加有機溶劑或者利用揮發性溶劑蒸發結晶);等電點;其它(溫度差,加入金屬離子)等。8.有機沉淀法 原理:向蛋白質等生物大分子的水溶液中加入一定量親水性的有機溶劑,能顯著降低蛋白質等生物大分子的溶解度,使其沉淀析出。常用有機溶劑:乙醇、丙酮、甲醇等。9.固相析出分離技術主要有:結晶法、鹽析法、有機溶劑沉淀法和等電點沉淀法。10.離子交換法概念:是應用離子交換劑作為吸附劑,通過靜電引力將溶液中帶相反電荷的物質吸附在離子交換劑上,然后用合適的洗脫機將吸附物從離子交換劑上洗脫下來,從而達到分離、濃縮、純化的目的。常用離子交換劑:人工高聚

6、物作載體的離子交換樹脂;多糖作載體的多糖基離子交換劑。分類;一.按樹脂骨架的主要成分分:(1)聚苯乙烯型樹脂(2)聚苯烯酸型樹脂(3)多乙烯多氨環氧氯苯烷樹脂(4)酚醛樹脂 二.按骨架的物理結構來分:(1)凝膠型樹脂(2)大網格樹脂(3)均孔樹脂 三.按活性基團分類:陽離子交換樹脂:(1)強酸性陽離子交換樹脂(磺酸基團和次甲酸磺酸基團)(2)弱酸性陽離子交換樹脂(羧基和酚羥基)陰離子交換樹脂:(1)強堿性陰離子交換樹脂(季銨基團)(2)弱堿性陰離子交換樹脂(伯胺基。仲胺基)離子交換樹脂的理化性能:交聯度;交換容量;粒度和形狀;滴定曲線;穩定性;膨脹性。影響離子交換樹脂選擇因素:離子化合價;離子

7、的水化半徑;溶液濃度;離子強度;溶液的PH;有機溶劑的影響;樹脂的物理結構的影響;樹脂與離子間的輔助力影響離子交換速度的因素:樹脂粒度;樹脂的交聯度;溶液流速;溫度;離子的大小;離子的化合價;離子濃度。離子交換技術的一般流程:原料液的預處理原料液與離子交換樹脂的充分接觸淋洗交換樹脂把離子交換樹脂上的有用物質解吸并洗脫下來離子交換樹脂的再生。12.親和層析原理:親和層析是一種吸附層析,抗原(或抗體)和相應的抗體(或抗原)發生特異性結合,而這種結合在一定的條件下又是可逆的。所以將抗原(或抗體)固相化后,就可以使存在液相中的相應抗體(或抗原)選擇性地結合在固相載體上,借以與液相中的其他蛋白質分開,達

8、到分離提純的目的。影響吸附劑親和力的因素:配基濃度;空間障礙;配基與載體的結合位點;載體孔徑。14.過濾概念:在推動力或者其他外力作用下懸浮液(或含固體顆粒發熱氣體)中的液體(或氣體)透過介質,固體顆粒及其物質被過濾介質截留,從而使固體及其他物質與液體(或氣體)分離的操作。原理:利用物質的溶解性差異,將液體和不溶于液體的固體分離開來的一種方法類型:(1)常規過濾(2)錯流過濾15.助濾劑 濾餅作用助濾劑原理:通過加入助濾劑改變進入濾池之前的顆?;驗V料表面性質、電性與尺寸。改變濾料表面性質可提高顆粒向濾料遷移速度與黏附效率;改變進入濾池懸浮顆粒的表面性質與尺寸可提高顆粒黏附效率。按照該機理形成的

9、聚合物顆粒絮體,使顆粒和黏附作用都得到加強。助濾劑的主要種類有:聚合無機高分子(如聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁)合成有機高分子(如聚丙烯酰胺、HAC陽離子絮凝劑)天然有機高分子(如骨膠、海藻酸鈉)氧化劑(如氯、臭氧、二氧化氯等)。助濾劑使用方法:(1)在過濾之前先在過濾介質表面預涂一層助濾劑;(2)助濾劑按一定比例均勻加入待過濾的料液中。16.提?。和ㄟ^溶劑(如乙醇)處理、蒸餾、脫水、經受壓力或離心力作用,或通過其他化學或機械工藝過程從物質中制取(如組成成分或汁液)。謂經過提煉而取得。17.精制:從一種物質中把不需要的成分除去 18.萃取:利用溶質在互不相容的兩相之間分配系數的不同而使溶質得到純化或

10、濃縮的技術。萃取選取的原因:(1)萃取劑分子至少有一個萃取功能基(2)萃取劑分子中必須有相當長的鏈烴或芳烴(3)選擇性好、萃取容量大、化學和輻射穩定性強、容易與原料液分層、操作安全等。影響因素:(1)PH,溫度鹽析(2)有機溶劑的選擇(3)帶溶劑(4)乳化和去乳化19. 細胞破碎常用的技術:(1)高壓勻漿法(2)高速珠磨法(3)超聲波法(4)化學法(5)酶解法(6)滲透壓沖擊法(7)凍結-融化法(8)干燥法常用的溶酶:溶菌酶、透明質酸酶、蛋白酶、脂肪酶、核酸酶等。20.高壓勻漿法的原理:細胞懸浮液在高壓作用下從閥座與閥之間的環隙高速噴出后撞擊到碰撞環上,細胞在受到高速撞擊后,幾句釋放到低壓環境

11、,從而在撞擊力和剪切力等綜合作用下破碎影響因素:壓力、循環操作次數和溫度21.化學滲透法破碎細胞的特點:速度低,效率差,且化學或生化試劑的添加形成新的污染,但化學滲透法選擇性高,胞內產物的總釋放率低,可有效抑制核酸的釋放,料液粘度小,有利于后處理。 22.珠磨法破碎細胞的影響因素:攪拌速度、料液的循環速度、細胞懸浮液的濃度、珠粒大小和數量、溫度等。23.發酵液預處理降低液體黏度常用的方法:(1)加熱(2)凝聚和絮凝(3)變性沉淀(4)調節PH24.凝聚概念:在電解質的作用下,由于膠粒之間雙電介質凝聚的影響因素:25.絮凝 絮凝的主要影響因素概念:指在某些高分子絮凝劑存在下,基于架橋作

12、用,使膠粒形成較大的絮凝團的過程。原理:絮凝劑一般為高分子聚合物,具有長鏈線狀結構,容易溶于水,其相對分子質量高達數萬至1000萬以上,在長的鏈節上含有相當多的活性功能團。絮凝劑的功能團能強烈地吸附在膠粒的表面,由于一個高分子絮凝劑的長鏈節上含有相當多的活性功能團,所以一個絮凝劑分子可分別吸附在不同顆粒的表面,從而產生架橋鏈接。絮凝的影響因素:主要是1,絮凝劑的相對分子質量、2,絮凝劑的類型、3,溶液的PH、4,攪拌速度和時間、5,絮凝劑的濃度、6,助凝劑。27.常用的固液分離方法有:過濾、沉降和離心分離。28.浸取技術,影響因素概念:用溶劑浸漬固體混合物以分離可溶組分及殘渣的單元操作。又稱固

13、液萃取。影響因素:固體物質的顆粒度;溶劑的用量及浸取次數;溫度;浸取時間;攪拌;溶劑的PH33.克服膜表面濃度差極化現象的方法:進入膜處理前的預過濾能去除微粒狀物質,降低待阻留溶質的濃度;逆洗;超聲波振動;設置湍流促進物;震動和脈沖喂料等。此外,還有研究通過膜、膜系統或膜表面的旋轉而達到控制濃差極化的目的。34.生化分離技術分離的主要對象:動植物細胞與微生物發酵液;酶反應產物、中間產物或廢物料,具有生物活性的物質(如酶類)。35.生物技術產品的特點:結構復雜;具有種屬特異性;針對性強,療效高;基因穩定性;免疫原性;檢驗的特殊性等。生物分離與純化復習題 第一章1、生物分離純化技術的概念?以生物物

14、質原料為基礎,對目標產物進行提取、純化、加工制備的生產技術。2、生物物質與生物產品的區別?生物物質:生物物質是指存在于生物體內的所有生物活性物質的總稱。生物物質的制成品統稱為生物產品。生物產品:在產業中的生物物質的制成品。3、生物分離純化技術的原理和特點?基本原理:利用混合物中不同組分間物理、化學和生物學性質的差別來實現組分間的分離或純化。技術原理:選用能夠識別這些差別的分離介質或擴大這些差別的分離設備來實現組分間的高效分離。特點:環境復雜、分離純化困難含量低、工藝復雜 穩定性差、操縱要求嚴格 目標產物最終的質量要求很高 終極產品純度的均一性與化學分離上純度的概念并不完全相同4、發酵生物產品分

15、離純化的生產工藝?原材料的預處理顆粒性雜質的去除可溶性雜質的去除和目標產物的初步純化目標產物精制目標產物的成品加工第二章6、預處理的目的?使目標產物最大限度的轉移到溶液中。7、改變發酵液過濾特性的基本方法?降低液體黏度(常用加水稀釋法和加熱法)調整pH(改變物質的電離度和電荷性質)加入反應劑(沉淀雜質)加入助濾劑(不可壓縮的多孔微粒,使濾餅疏松,增大濾速)凝聚和絮凝8、對發酵液相對純化的基本方法?高價無機離子(Ca2+、Mg2+、Fe2+)Ca2+ 草酸鈉草酸鈣沉淀(回收草酸)Mg2+ 三聚磷酸鈉三聚磷酸鈉鎂絡合物Fe2+ 黃血鹽普魯士藍沉淀雜蛋白沉淀變性 加熱大幅度調解pH 加酒精、丙酮等有

16、機溶劑或表面活性劑吸附法9、凝聚和絮凝的作用原理?凝聚原理:加入電解質,中和膠體粒子的電性,奪取膠體粒子表面的水分子,破壞其表面的水膜,使膠體粒子能聚集起來絮凝原理:(絮凝劑是一種能溶于水的高分子聚合物)通過靜電引力、范德華引力或氫鍵的作用,強烈地吸附膠粒,形成較大的絮團原理:絮凝劑一般為高分子聚合物,具有長鏈線狀結構,容易溶于水,其相對分子質量高達數萬至1000萬以上,在長的鏈節上含有相當多的活性功能團。絮凝劑的功能團能強烈地吸附在膠粒的表面,由于一個高分子絮凝劑的長鏈節上含有相當多的活性功能團,所以一個絮凝劑分子可分別吸附在不同顆粒的表面,從而產生架橋鏈接。11、離心分離的常用方法及特點?

17、差速離心法速率區帶離心法 最大的梯度密度低于最小密度的沉降樣品在最高的沉降物質 達到管底前停止,短時間,低速度 等密度離心法 最大的梯度密度大于密度最大的沉降樣品 使各組分沉降到其平衡的密度區,長時間,高速度11、離心分離的常用設備類型及特點?根據其離心力大小,可分為低速離心機、高速離心機和超離心機;按型式可分為管式、碟片式等;按作用原理不同可分為過濾式離心機和沉降式離心機兩大類。按出渣方式可分為人工間歇出渣和自動出渣等方式。第三章15、 常用細胞破碎的方法分 類作 用 機 理適 應 性機械法珠磨法固體剪切作用可達較高破碎率,可較大規模操作,大分子目的產物易失活,漿液分離困難高壓勻漿法液體剪切

18、作用可達較高破碎率,可大規模操作,不適合絲狀菌和革蘭氏陽性菌超聲破碎法液體剪切作用對酵母菌效果較差,破碎過程升溫劇烈,不適合大規模操作X-press法固體剪切作用破碎率高,活性保留率高,對冷凍敏感目的產物不適合非機械法酶溶法酶分解作用具有高度專一性,條件溫和,漿液易分離,溶酶價格高,通用性差化學滲透法改變細胞膜的滲透性具一定選擇性,漿液易分離,但釋放率較低,通用性差滲透壓法滲透壓劇烈改變破碎率較低,常與其他方法結合使用凍結融化法反復凍結-融化破碎率較低,不適合對冷凍敏感目的產物干燥法改變細胞膜滲透性條件變化劇烈,易引起大分子物質失活16、沉析分離的依據是什么?通過加入某種試劑或改變溶液條件,使

19、目標產物以固體形式從溶液中沉降析出的分離純化技術。17、鹽析法的原理是什么?在高濃度中性鹽存在的情況下,蛋白質等生物大分子在水溶液中的溶解度降低并沉淀析出的現象稱為鹽析18、影響鹽析的因素有哪些?蛋白質濃度的影響離子強度和離子類型的影響pH的影響溫度的影響20、常用的蛋白質沉淀方法有哪些?鹽析法有機溶劑沉淀法等電點沉淀法選擇性變性沉淀法有機聚合物沉淀21、 有機溶劑沉淀法的原理和特點?作用機理:(1)降低水溶液的介電常數,使溶質溶解度降低; (2)破壞大分子周圍水膜,使溶解度降低。 利用不同蛋白質在不同濃度的有機溶劑中的溶解度不同而使蛋白質分離的方法,稱為有機溶劑沉淀法。經常使用的有機溶劑是乙

20、醇和丙酮。原理:有機溶劑加入使溶液介電常數減小,溶質之間靜電作用增加。有機溶劑破壞溶質的水化層,使溶質間的作用力增加。優點:比鹽析法析出的沉淀容易過濾或離心分離,分辨力比鹽析法好,溶劑也容易除去。缺點:有機溶劑沉淀法易使蛋白質和酶變性,所以操作必須在低溫條件下進行。 蛋白質和酶沉淀分離后,應立即用水或緩沖液溶解,以降低有機溶劑濃度,避免變性。 成本較高,有一定的危險性。 22、 等電點沉析原理和特點? 利用蛋白質在等電點時溶解度最低以及不同的蛋白質具有不同等電點一這特性,對蛋白質進行分離純化的方法稱為等電點沉淀法。 沉淀機理:空間位置排斥效應。試劑溶解度大,在水中占據大部分空間,將需沉淀物相互

21、靠近,增加碰撞機率。 優點:(1)操作條件溫和,不易引起變性; (2)具有極高的沉淀效率; (3)沉淀后多聚物容易除去。應用:沉淀分離細菌,病毒蛋白。原理:兩性電解質處于等電點時,分子表面凈電荷為0,雙電層和水化膜結構被破壞,溶解度降低。特點:等電點沉淀法只適用在等電點時溶解度很低的兩性生化物質23、有機聚合物沉析原理和特點?利用生物大分子與某些有機聚合物形成沉淀而析出的分離技術稱為有機聚合物沉析。P5224、結晶操作的原理是什么?當溶液處于過飽和狀態時,分子間的分散或排斥作用小于分子間的相互吸引作用。結晶是一個以過飽和度為推動力的質量與能量的傳遞過程。25、過飽和溶液形成的方法有哪些?將熱飽

22、和溶液冷卻將部分溶劑蒸發化學反應結晶解析法26、穩定、亞穩定和不穩定區溶液的特征?穩定區溶液穩定。亞穩定區加入晶核,晶體成長不穩定區溶液自發形成結晶27、結晶操作中3個主要過程的特點?過飽和溶液的形成 晶核的形成:晶核是在過飽和溶液中最先析出的微小顆粒。晶核的大小通常在幾個納米到幾十個納米。晶體的生長:溶液主體的溶質傳遞到晶體表面,溶質進入適當的晶格位置,結晶產生的熱量傳導到溶液中 第四章29、色譜分離技術的概念利用不同組分在固定相和流動相中的物理化學性質的差別,使各組分在兩相中以不同的速率移動而進一步分離的技術。30、色譜分離系統的組成色譜分離系統包括兩個相:固定相,流動相。31、色譜分離技

23、術的分類根據分離時一次進樣量的多少分類分析規模(小于10mg)半制備規模(1050mg)制備規模(0.110g)生產規模(>10g)根據流動相的相態不同分類氣相色譜以氣體作流動相液相色譜以液體作流動相超臨界流體色譜流動相是在接近它的臨界溫度和壓力下工作的液體根據固定相的附著方式分類:紙色譜液體固定相涂在紙上薄層色譜固定相涂敷在玻璃或金屬板上柱色譜固定相裝在圓柱管中按分離機理不同分類吸附色譜法分配色譜法離子交換色譜法凝膠色譜法親和色譜法根據操作壓力的不同分類低壓色譜:操作壓力<0.5MPa中壓色譜:操作壓力0.54.0MPa高壓色譜:操作壓力4.040MPa32、色譜法的特點 分離效

24、率高 靈敏度高 分析速度快應用范圍廣 缺點:處理量??;操作周期長;不能連續操作。33、吸附色譜分離技術的要點吸附法的關鍵是選擇吸附劑和展開劑34、離子交換樹脂的基本結構三維空間網狀骨架骨架上連接官能團官能團攜帶相反電荷的離子35、離子交換樹脂的分離原理36、離子交換樹脂分離的工藝過程離子交換樹脂的選擇離子交換樹脂的預處理離子交換操作條件的選擇離子交換過程洗脫過程樹脂的再生樹脂交換操作37、 離子交換樹脂的理化性能1) 交聯度 (4%14%)2) 交換容量 (36mmol/g)3) 粒度 (粒度越小,交換速率越快)4) 酸堿度5) 穩定性6) 膨脹度和機械強度 第五章1、過濾技術的概念及過濾的原

25、理 概念:過濾技術是將固體顆粒與液體進行分離的一種技術,是溶解物與不容物的分離。原理:利用多孔性介質截留固液懸浮液中的固體粒子,進行固液分離的方法稱為過濾(推動力:重力、壓力和離心力)2、過濾的目的:獲得清凈的液體產品,也可能是為了得到固體產品3、過濾分類:按料液流動方向:常規過濾、錯流過濾按操作壓力:常壓過濾、減壓過濾和加壓過濾按過濾方式:表面過濾和深層過濾4、過濾的介質過濾的介質應由惰性材料制成;耐酸耐堿耐熱適用于各種溶液的過濾;過濾阻力小,濾速快,反復利用,易清洗;具有足夠的機械強度,廉價易得5、常用的過濾介質:濾紙、脫脂棉、織物介質、微孔濾膜等6、過濾裝置普通漏斗、垂熔玻璃濾器、砂濾棒

26、、板框式壓濾機、微孔濾膜過濾器7、常用的過濾方法深層過濾(深層過濾有濾芯和濾膜兩種)篩式過濾(過濾分離取決于濾片基質孔徑的大?。┫盗心み^濾(使用圓盤夾膜式濾器,依次降低所用膜的孔徑)8、影響過濾的因素混合物中懸浮微粒的性質和大小混合液的黏度操作條件助濾劑的使用9、膜分離技術的概念是指利用天然或人工合成的具有選擇透過性的薄膜,以外界能量或化學位差為推動力對雙組分或多組分體系進行分離、分級、提純或富集的過程10、膜的分類按膜孔徑大小:微濾膜、超濾膜、反滲透膜、納米過濾膜按膜的結構:對稱性膜、不對稱性膜 、復合膜按材料分:無機材料膜、高分子合成聚合物膜11、膜的性能耐壓、耐溫、耐酸堿 性、化學相容性

27、、生物相容性、低成本12、膜分離技術的特點處理效率高、設備易于放大;可在室溫或低溫操作化學與機械強度小、減少失活 無相變、節能選擇性好、 可達到部分純化目的回收率較高 13、膜組件 的定義由膜、固定膜的支撐體、間隔物以及收納這些部件的容器構成的一個單元稱膜組件或膜裝置 14、膜組件的形式管式、螺旋卷式、毛細管式、中空纖維式、平板式15、微濾技術的概念及原理概念:利用辯分原理截留直徑為0.0510微米大小的粒子的膜分離技術原理:利用微孔濾膜的篩分作用,在靜壓差推動下,將濾液中尺寸大于0.110微米的微生物粒子截留下來 ,以實現溶液的凈化、分離和濃縮的技術。16、微濾的操作方式死端微濾和錯流微濾1

28、7、微濾膜的特性孔徑的均一性空隙率高濾材薄 18、 超濾的定義凡是能截留相對分子質量在500以上的高分子的膜分離過程稱為超濾19、超濾的原理膜表面無數微孔截留住了分子直徑大于孔徑的溶質和顆粒從而達到分離的目的20、超濾的特點和影響因素 特點:膜材料無毒無害 膜有較好的耐酸堿耐溶劑性能 低壓操作 超濾裝置無污染 成本低、回收率高影響:溶質的分子性質、溶質的濃度、溫度、壓力21 、超濾前的準備:充分了解超濾膜的性能 、正確安裝超濾裝置、超濾膜清洗消毒處理后的檢測、對加工溶液的要求、洗濾、超濾操作參數的優化、超濾膜的清洗儲存(作為了解)22 、超濾設備攪拌式超濾、無攪拌式超濾、中空纖維超濾 23、透

29、析技術 透析是一種擴散控制的,一濃度梯度為驅動力的分離方法。24、反滲透技術一種只能透過溶劑而不能透過溶質的膜一般稱為理想的半透膜分離技術類型反滲透超濾微孔過濾膜的形式表面致密的非對稱膜、復合膜等非對稱膜,表面有微孔微孔膜膜材料纖維素、聚酰胺等聚丙烯腈、聚砜等纖維素、PVC等操作壓力 /MPa21000.10.50.010.2分離的物質分子量小于500的小分子物質分子量大于500的大分子和細小膠體微粒0.110m的粒子分離機理非簡單篩分,膜的物化性能對分離起主要作用篩分,膜的物化性能對分離起一定作用篩分,膜的物理結構對分離起決定作用水的滲透通量 /(m3.m-2.d-1)0.12.50.552

30、0200第六章 1、萃取的概念根據混合物中不同組分在溶劑中的溶解度不同,將所需的組分分離出來,這個操作過程稱為萃取2、萃取的分類 根據參與溶質分配的兩相不同分類液液萃取 液固萃取 組分數目不同分類多組元體系 三元體系有無化學反應分類物理萃取 化學萃取 萃取劑的種類和形式分類雙水相萃取 溶劑萃取反膠團萃取 凝膠萃取 超臨界萃取 3、萃取的特點萃取過程具有選擇性能與其他需要的純化步驟相配合分離效率高,生產能力大 傳質速速快,生產周期短4、萃取的 原理萃取是一種擴散分離操作,不同溶質在 兩相中分配平衡的差異實現萃取分離5、工藝流程 混合分離回收 6、影響溶劑萃取的主要因素PH、溫度、鹽析作用 、溶劑

31、性質7、雙水相的定義兩種不相容的親水性高分子 聚合物在水溶液中形成的兩相雙水體系形成的原因 :由于較強的斥力或空間位阻,相互之間無法滲透,在一定條件下,即可形成雙水相體系親水性聚合物水溶液和一些無機鹽相混時 ,也因鹽析作用會形成雙水相體系8、雙水相萃取原理溶質在兩相中的溶解能力不同,遵守分配定律K=上相平衡總濃度/下相平衡總濃度9、雙水相萃取的特點:相混合能耗低達到萃取平衡所需時間短易進行工業放大易實現連續操作步驟簡便、通用性強適于易失活的蛋白質酶的提取純化 10、雙水相萃取的工藝流程目的產物的萃取PEG的循環無機鹽的循環11、影響 雙水相萃取的影響成相高聚物濃度的影響 成相高聚物的分子量的影

32、響鹽的影響PH的影響溫度的影響 12、 雙水相萃取技術的應用基因工程藥物的分離與提取酶工程藥物的分離與提取抗生素 的分離與提取天然植物藥用有效成分的分離與提取13、當三相成平衡態共存的點 稱三相點14、液氣兩相成平衡狀態的點叫臨界點15、處于臨界溫度臨界壓力以上的流體叫做超臨界流體16、萃取原理 在溫度不變的條件下,壓力增加,其密度增加,其溶解度隨之增加;壓力不變的情況下, 溫度升高,密度降低,溶解度隨之降低17、超臨界流體萃取的基本方法等溫法、等壓法、吸附法18、超臨界流體萃取的特點萃取和分離合二為一壓力和溫度都可以調節萃取過程的參數萃取的溫度低臨街CO2常態下是氣體無毒超臨界流體的極性可改

33、變20、超臨界流體萃取的應用細胞破碎、催化作用、去除雜質、殺菌作用第七章1、濃縮的目的作為結晶和干燥的預處理 提高產品質量減少產品的體積和重量增加產品的儲藏 時間2、濃縮的原理 指總固形物與溶劑部分分離的過程,使生物制品原料中水濃度降低到復合工藝要求的過程3、蒸發濃縮的 定義蒸發是溶液 表面的溶劑分子獲得的動能超過了溶液內溶劑分子的吸引力而脫離液面逸向空間的過程4、常用濃縮技術蒸發濃縮、膜濃縮、冷凍濃縮、凝膠濃縮5、冷凍干燥的過程預凍 初級干燥 次級干燥(冷凍溫度為-10-50°C) 6、干燥的定義 :濃縮物料脫水的過程熱干燥技術:指將物料加于濕物料并排除揮發性濕分,獲得一定濕含量固

34、體產品的過程7、冷凍干燥技術原理 通過升華從凍結的生物中去掉水分的過程8、干燥曲線在恒定的干燥條件下,以干燥時間為橫坐標 ,物料濕含量為縱坐標可得干燥曲線(預熱階段恒速干燥階段、降速干燥階段)第一章 緒論一、名詞解釋生物物質 生化分離技術二、填空題1.生物物質的來源 、 、 、 、 。 2.生物分離純化工作按照生產規??煞譃?、 、 三個層次 。 3.蛋白質保存方法 、 、 。三、選擇題1.選擇生物物質分離純化技術和工藝的依據( )A、物理性質 B、化學性質 C、生物學性質 D、生理性質2、生物活性越高的成分,一般它在物質中的含量越( ) 。A、高 B、低 C、一般 D、無法提取3分離純化過程

35、需要加入( )保持生物大分子的活性。A、糖類 B、緩沖溶液 C、中性鹽 D、半胱氨酸四、簡答題1.生物分離純化的特點?2.生物分離純化原材料的選擇要注意哪些問題?3.影響生物產品保存的主要因素?第二章 預處理技術一、名詞解釋凝聚作用 : 絮凝作用 :凝聚值 :二、填空題1組織與細胞的破碎方法有 、 、 、 。3.加入助濾劑的方法 、 。4.除去雜蛋白的常用方法 、 、 。 5.凝聚值越小,則凝聚劑的凝聚能力越 。6.檢查細胞破碎效果的方法有 、 、 。三、選擇題1.大多數蛋白質的等電點在( )范圍。A、酸性 B、堿性 C、中性 D、不固定2.加入助濾劑可使濾液( )A、濾速增大 B、濾速減小

36、C、增加成本 D 、保持滲透性3.除去鈣離子的試劑( )A、草酸 B、草酸鈣 C、草酸鈉 D、鐵離子4分離DNA、RNA混合物( )A、速度區帶離心法 B、差分離心法C、等密度區帶離心法 D、平衡等密度區帶離心法5分離大小不同、密度不同的物質( )A、速度區帶離心法 B、差分離心法C、等密度區帶離心法 D、平衡等密度區帶離心法6分離大小相近、密度不同的物質( )A、速度區帶離心法 B、差分離心法C、等密度區帶離心法 D、平衡等密度區帶離心法7分離大小不同、密度相近的物質( )A、速度區帶離心法 B、差分離心法C、等密度區帶離心法 D、平衡等密度區帶離心法四、簡答題1.改變發酵液過濾特性的方法有

37、哪些?2.影響絮凝效果的因素有哪些?3.超聲波破碎法的特點?4.進行細胞破碎所使用的表面活性劑有哪些?5.影響離心效果的因素有那些?6.常用的離心設備有哪些?第三章固相析出分離法一、名詞解釋(每題2分)1結晶 2鹽析法二、填空(每空1分)1常用的鹽析用鹽有 、 、 4固相析出法主要包括 、 及其它多種沉淀方法。5結晶的三個過程 、 、 6常用的結晶法有 、 、 、 。7固相分離法中析出物為晶體稱為 法,析出物為無定形固體為稱 法。三、選擇題(每個1分)( )1鹽析法是利用各種生物分子在溶液中 的差異進行分離提純的。 A、溶解度 B、離子強度 C、溫度 D、純度( )2在選擇沉淀用有機溶劑時,介

38、電常數 ,沉淀作用 ,、對生物分子的變性作用 毒性 A、小、強、小、小 B、大、強、小、小 C大、小、小、小、D小、大、大、?。?)3下列關于沉淀用有機溶劑的說法不正確的是 A、介電常數大,沉淀作用強 B、對生物大分子的變性作用小 C毒性小,揮發性適中 D、能與水無限混溶( )4使用有機溶劑沉淀生物大分子時,應在 下進行。A、低溫 B、高溫 C、任何溫度 D、與溫度無關( )5下面哪些可以作為助沉劑使用A、NaAc B、NaCl C、(NH4)2S04 D、NH4Ac E、Na2S04( )6常用的沉淀用有機溶劑有水 B、乙醇 C、丙酮 D、甲醇 E、氯仿( )7固相析出分離法分為 A、鹽析法

39、B、PI沉淀法C、結晶法 D、有機溶劑法( )8影響鹽析法的主要因素有 A、溶質種類B、溶質濃度C、PH值D、鹽析溫度( )9下面關于SDS的說法正確的是 A、是一種常用的沉淀劑 B、是一種常用的提取試劑 C、是一種常用的鹽析劑 D、是一種常用的萃取劑( )10既可以用于提取核酸,有可以用于分離胰蛋白的是 A、CTAB B、CPC C、SDS D、TCA( )11PEG可以用于 A、濃縮 B、干燥 C、作為沉淀劑 D、雙水相萃取 E、競爭性結合劑( )12有機溶劑可以用于 A、濃縮 B、脫水干燥 C、沉淀 D、結晶 E、提取 F、萃取五、簡答題(每題5分)1常用的鹽析用鹽及其優、缺點。2鹽析法

40、的原理?3用有機溶劑沉淀法時,如何選擇有機溶劑的種類?4鹽析法的注意事項有哪些5如何選擇鹽析用鹽第四章 萃取技術一、填空1.根據參與溶質分配的兩相不同,萃取技術可分為 萃取和 萃取。 2.根據萃取劑的種類和形式不同,萃取技術可分為 萃取、 萃取、 萃取、 萃取和 萃取。 3.多級萃取分為 萃取和 萃取兩類。4.溶劑萃取工藝包括 、 、 三個過程。 5.任何物質都存在氣相、液相和固相三種相態,當三相成平衡狀態共存的點稱為 ,而氣、液兩相成平衡狀態共存的點稱為 。6.CO2的臨界溫度 ,臨界壓力 。7.浸取方法主要針對 (固體、液體)。二、選擇題1.溶劑萃取也簡稱為( )A、抽提 B、分離 C、萃

41、取 D、提取2.經溶劑萃取后含有溶質的萃取劑相稱為( )A、萃余液 B、萃取液 C、殘液 D、萃余相3.影響雙水相萃取的因素( )A、鹽 B、PH值 C、溫度 D、成相高聚物4.可以作為超臨界流體的物質有( )A、二氧化碳 B、一氧化亞氮 C、乙烷 D、氨5. 浸取常用的方法( )A、浸漬法 B、煎煮法 C、滲漉法 D、膨脹法三、名詞解釋1.萃取 2.雙水相系統 3. 超臨界流體 4.反膠束四、簡答題1.多級錯流萃取和多級逆流萃取有什么共同點和不同點?多級錯流萃取流程的特點:每級均加新鮮溶劑,故溶劑消耗量大,得到的萃取液產物平均濃度較稀,但萃取較完全。 多級逆流萃取流程的特點:料液走向和萃取劑

42、走向相反,只在最后一級中加入萃取劑,萃取劑消耗少,萃取液產物平均濃度高,產物收率較高。工業上多采用多級逆流萃取流程。2. 哪些因素會影響溶劑萃取效果?3. 反膠束萃取的原理五、論述1.雙水相萃取技術的應用。 1. 雙水相萃取法常用于胞內酶提取。 目前已知的胞內酶約2500種,但投入生產的很少。原因之一是提取困難。胞內酶提取的第一步系將細胞破碎得到勻漿液,但勻漿液黏度很大,有微小的細胞碎片存在,欲將細胞碎片除去,過去是依靠離心分離的方法,但非常困難。雙水相系統可用于細胞碎片以及酶的進一步精制。 2. 兩水相反應器 在兩水相系統中進行轉化翻譯功能,如酶促反應,可以把產物移入另一相中,消除產物抑制,

43、因而提高了產率。這實際上是一種反應和分離耦合的過程,有時也稱為萃取生物轉化;如果發生的是一種發酵過程,則也稱為萃取發酵,因而此時也可以把兩水相系統稱為兩水相反應器。第五章吸附法一、名詞解釋(每題2分)1吸附作用 2正吸附二、填空(每空1分)1影響吸附法的主要條件 、 、 、 2吸附現象在界面發生,因此吸附劑的表面積愈大,吸附量 。3常用的吸附劑有 、 、 。三、選擇題(每空1分)( )1實際生產中,脫色和去熱源一般用 A 、白陶土 B、硅藻土 C、氧化鋁 D、活性炭( )2活性炭使用前如何處理 A 、堿處理 B、加熱烘干,除去大部分氣體 C、酸處理 D、用酸、堿處理( )3實際生產中,去過敏物

44、質一般用 A 、白陶土 B、硅藻土 C、氧化鋁 D、活性炭五、論述題1比較薄層吸附法和柱色譜吸附法的異同。 第六章凝膠層析一、名詞解釋(每題2分)1全滲入 2、凝膠層析二、填空(每空1分)1葡聚糖凝膠的保存方法有 、 、 。2凝膠層析的分離是整個樣品按 順序分開,最先淋出的是 。3凝膠層析柱中,填料中顆粒內部的溶劑為 ,顆粒間的溶液為 4. 葡聚糖凝膠用量越大,交聯度越 ,孔徑越 ,吸水量越 三、選擇題(每空1分)( )1瓊脂糖凝膠孔徑由 決定 A、交聯度 B、瓊脂糖濃度 C、瓊脂糖密度 D、顆粒大?。?)3. 凝膠層析在生產中的應用有 A、脫鹽,濃縮 B、測定分子量大小 C、除熱原 D、分離

45、純化( )4. 凝膠層析操作中,蛋白質類樣品濃度以 為宜 A、大于4% B、等于4% C、小于4% D、不作要求( )5瓊脂糖凝膠孔徑由 決定 A、交聯度 B、瓊脂糖濃度 C、瓊脂糖密度 D、顆粒大小 第七章離子交換法一、名詞解釋(每題2分)1、離子交換法 2轉型 3再生二、填空(每空1分)1離子交換樹脂由 、 、 三部分組成2離子交換樹脂的分類 、 。3離子交換樹脂主要測定的理化常數 、 、 、 、 。三、選擇題(每空1分)( )1離子交換劑由 組成。 A、載體 B、功能基團 C、致孔劑 D、平衡離子( )2影響離子交換速度的因素有 A、樹脂粒度 B、交聯度 C、離子半徑、化合價、濃度 D、

46、pH E、溫度 F、攪拌速度( )3影響離子交換選擇性的因素有 A、樹脂粒度 B、交聯度 C、離子半徑、化合價、濃度 D、pH E、溫度 F、攪拌速度( )4離子交換樹脂主要分為 兩類A、陰離子交換樹脂 B、陽離子交換樹脂 C、螯和樹脂 D、兩性樹脂五、簡答題(每題5分)1離子交換的5個步驟 第九章親和層析一、名詞解釋(每題2分)1親和層析二、填空(每空1分)1親和層析的過程可分為三步,分別為 、 、 2親和層析的洗脫方法有 、 兩種3配基的選用主要取決于 ,根據其應用和性質可將其分為 和 兩類4常用的親和載體有 、 、 。三、選擇題(每空1分)( )1親和吸附劑的再生處理為 A 、直接使用

47、B、用親和吸附緩沖液充分平衡后即可使用 C、酸-堿-酸處理 D、不可再生( )2選擇配基時,應符合 A、配基與配體有足夠大的親和力 B、配基與配體的結合應具專一性 C、具有穩定性 D、三者都有( )3影響親和層析吸附條件的因素沒有以下哪種 A、上樣體積 B、溫度 C、載體孔徑 D、層析速度( )5親和層析對載體的要求下列正確的是 A、載體必須充分功能化 B、具有較好的理化穩定性和生物惰性 C、具有多孔的立體網狀結構 D、具有高度的水不溶性和親水性( )6利用生物大分子特異親和力而設計的層析技術為 A、離子交換層析 B、電泳法 C、凝膠過濾 D、親和層析( )7在親和層析的洗脫過程中,競爭性效應

48、存在于哪種洗脫方法中 A、非專一性洗脫 B、專一性洗脫 C、特異性洗脫 D、以上都不是( )8下面哪個不符合親和層析的特點 A、特異性強 B、通用性差 C設備要求高 D、洗脫條件苛刻( )12影響吸附劑親和力的因素,下列選項中正確的是 A、配基濃度對親和力的影響,較高的配體濃度在親和層析時呈現“累增效應”,會降低親和吸附劑的吸附能力 B、空間障礙的影響 C、配基與載體結合位點的影響 D、載體和“手臂”的存在會引起離子交換作用的發生,影響親和吸附劑的吸附特異性第十一章 過濾與膜分離技術一、名詞解釋(每題2分)1濃差極化 2分子量截留值 3. 凝膠層二、選擇題(每空1分)( )1透析是在常壓下依靠 物質的擴散運動完成的。A、大分子 B、小分子 C、離子 D、

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