《生化分离工程》思考题及答案
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=1.8→DNA最纯，<1.6混有Pro，>2.0混有RNA， 1.6～1.8→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3.5±0.2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3.5？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3.5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6.5？答：黏蛋白的PI值约3.4，小于6.5，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PH6.5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。
生化分离工程题目答案(仅供参考)
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和单元操作:(1) 发酵液的预处理与固液分离选用的单元操作有限，一般选用过滤和离心的方法，有时也伴有沉降操作，错流过滤也较为常用。
对非外泌性产物，还需进行细胞破碎。
(2) 初步纯化（或称产物的提取）通过一个和几个单元操作以除去与目标产物性质有很大差异的杂质，提高了产物的浓度和质量。
单元操作如吸附、萃取和沉淀。
(3) 高度纯化（或称产物的精制）选用的单元操作有限，所用的技术对产物有高度的选择性，典型的单元操作有层析、电泳和沉淀等。
(4) 成品加工产物的最终用途和要求，决定了最终的加工方法，浓缩和结晶常常是操作的关键。
3.工艺设计原则是什么？1）技术路线、工艺流程尽量简单化、集成化，尽量降低成本；2）将完整工艺划分为不同的操作单元；3）采用成熟技术与可靠设备；4）纯化开始前编写、备好书面标准操作程序等技术文件；5）适宜的检测方法。
4.简述本课程所介绍的公用设施及设备。
1）洁净空气制备系统。
空气调节的目的主要是通风以及通过各种空气处理（如净化、加热或冷却、加湿或除湿等）来维持室内适宜的温度环境。
①洁净空气调节系统的组成：小规模、单分区洁净空气调节系统；中大规模、多分区洁净空气调节系统两类②空气净化和空气过滤器：由于不同的洁净室对洁净级别的要求不同，因此采用不同种类的空气过滤器，有初效中效高效静电过滤四种方式过滤器。
2）洁净室及洁净空气调节系统的测定①洁净室，包括乱流和层流洁净室②洁净室的物理指标和生物学指标：温度、相对湿度、噪度、照度、静压差、层流风速、换气次数。
③洁净空气调节系统的测定和调整：A：空气调节系统的空气平衡测定和调整:N=QB：洁净室参数的测定：a)室内温度和相对湿度的测定b）室内静压差的测定c）室内洁净度的测定d)室内浮游菌和沉降菌的测定e）室内噪声的测定f）室内噪度的测定3）低温环境系统：制冷技术应用的三个温区：低温（-120℃），中温(-120℃~5℃)、高温①冷库制冷系统的基本组成：冷冻压缩机、冷凝器、蒸发皿、水冷却皿以及其他组件②冷库的类型：由保温围护系统、冷冻系统、电控网络系统等组成的用于冷冻、冷藏的成套设备。
生化分离思考题3
第7章1. 名词解释：分离度，凝胶过滤层析，离子交换层析，疏水性作用层析，反相层析，聚焦层析，羟基磷灰石作用层析分离度是色谱分离中用来表达两个洗脱位置的相邻溶质相互分离程度的概念，是两个相邻洗脱峰之间的距离与两个峰宽的代数平均值之比。
凝胶层析又称分子筛过滤、排阻层析等，是利用凝胶过滤介质为固定相，根据料液中溶质相对分子量的差别进行分离的液相层析法。
离子交换层析是利用离子交换剂为固定相，是根据荷电溶质与离子交换剂之间静电相互作用里的差别进行溶质分离的洗脱色谱法。
疏水性作用层析是利用表面偶联弱疏水性基团（疏水性配基）的疏水性吸附剂为固定相，根据蛋白质与疏水性吸附剂之间的弱疏水性相互作用的差别进行蛋白质类生物大分子的分离纯化的洗脱方法。
反相层析是利用表面非极性的反相介质为固定相，极性为有机溶剂的水溶液为流动相，是根据溶质极性（疏水性）的差别进行分离纯化的洗脱色谱法。
色谱聚焦层析是基于离子交换的原理，根据两性电解质分子间等电点的差别进行分离纯化的洗脱色谱法。
羟基磷灰石（HAP）作用层析是利用HAP的片状晶状颗粒为固定相分离纯化蛋白质，基于Ca2+和PO43-的静电吸附能力的液相层析方法。
2. 按流动相和固定相的不同，层析法分哪几种类型？(1). 根据流动相相态的不同：气相层析、液相层析、超临界流体层析(2). 根据固定相形状：纸层析、薄板层析、柱层析。
3. 凝胶过滤层析、离子交换层析、疏水性作用层析、反相层析、聚焦层析和羟基磷灰石作用层析都采用哪些洗脱剂？采用怎样的洗脱方法？洗脱剂洗脱方法凝胶过滤层析离子交换层析 1.连续梯度洗脱：洗脱剂的pH或离子强度成梯度连续变化。
2.逐次洗脱法：分次将不同pH与离子强度的溶液加入，使不同成分逐步洗脱疏水性作用层析高浓度盐溶液降低流动相离子强度的线性梯度洗脱法或阶段洗脱法，需适宜的配基修饰密度。
采用降低极性法反相层析极性有机溶剂（如甲醇、乙腈）或其水溶液聚焦层析多元缓冲溶液首先用高pH溶液平衡，然后用多元缓冲液进行洗脱，多元缓冲液pH呈梯度下降。
《生化分离工程》思考题及答案
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。