生物分离工程复习题(第1-9填空简答)

《生物分离工程》复习题一（第1~3章）二、填空题1、Cohn方程logS=β-KsI中，Ks越大，β值越小，盐析效果越好。

2、固液分离的主要方法有离心和过滤。

3、对发酵液进行预处理方法主要有加热法、调节PH值、凝聚和絮凝、使用惰性助助滤剂、加入反应剂。

4、根据过滤机理的不同，过滤操作可分为澄清过滤和滤饼过滤两种类型5、盐析的操作方法有加入固体盐、加入饱和溶液法、透析平衡法。

6、核酸的沉淀方法主要有有机溶剂沉淀法、等电点沉淀发、钙盐沉淀法、溶剂沉淀法。

7、蛋白质胶体溶液的稳定性主要靠蛋白质分子间静电排斥作用、蛋白质周围的水化层等因素稳定。

8、为使过滤进行的顺利通常要加入惰性助滤剂。

9、典型的工业过滤设备有半框压滤机和真空转鼓过滤机。

10、常用的蛋白质沉析方法有盐析、等电点和有机溶剂。

二、填空1、常用离心设备可分为离心沉降和离心过滤两大类；2、在一个转子中，将粒子沉降下来的效率可以用 K系数来描述。

3、超离心法是根据物质的沉降系数、质量和形状不同，应用强大的离心力，将混合物中各组分分离、浓缩、提纯的方法。

4、密度梯度离心中，制备密度梯度的常用方法有手工法、梯度混合仪法、离心形成法。

5、阳离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强酸型、弱酸型和中等强度；其典型的活性基团分别有磺酸基团、羧基和磷酸基。

7、蛋白质分离常用的层析方法有凝胶层析、多糖基离子交换、亲和层析和疏水层析。

8、离子交换分离操作中，常用的梯度洗脱方法有 PH梯度和离子强度梯度。

10、多糖基离子交换剂包括葡集团离子交换剂和离子交换纤维素两大类。

11、离子交换树脂由载体、活性基团和可交换离子组成。

12、DEAE Sepharose是阴离子交换树脂，其活性基团是二乙基氨基乙基。

13、CM Sepharose是阳离子交换树脂，其活性基团是羧甲基。

14、离子交换操作一般分为动态和静态两种。

15、利用薄层定量测定时，一般控制待测组分的Rf在 0.2-0.5 之间。

16、疏水层析是根据被分离组分分子表面的疏水残基与固定相的疏水配基之间结合力差异进行的层析分离方法。

18、我国化工部规定离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成，第一位数字代表产品的分类，第二位数字代表骨架的差异，第三位数字为顺序号用以区别基团、交联剂等的差异。

型号前加“D”的为大孔树脂。

19、亲和吸附剂的制备过程包括基质的活化、基质与配体的偶联和基质与配体的选择三个步骤。

二、填空1、反胶团的制备方法有注入法、相转移法、溶解法。

2、工业萃取所需设备主要包括混合器、分离器、回收器三部分。

3、当表面活性剂为非离子型时，体系的温度要加热到浊点温度以上时才产生浊点分离现象，温度在（浊点温度以下）时为单相；当表面活性剂为两性离子型时，体系的温度则要降到下浊点温度以下时才产生浊点分离现象，温度在（浊点温度以上）时为单相。

4、双水相萃取工艺流程主要包括目的产物的萃取、PEG的循环、无机盐的循环。

5、超临界流体用于萃取的主要优点在于其既具有液体的溶解能力又具有气体的扩散和传质能力。

6、超临界CO2萃取工艺流程主要有等温变压、等压变温和吸附萃取过程。

7、泡沫分离是以泡沫作为分离介质，以组分之间的表面活性差异作为分离依据，利用气体在溶液中的鼓泡来达到浓集物质的一种新型分离技术。

8、泡沫分离过程中，有两个主要的传质过程：一个是在鼓泡区内，传质是在主题溶液与气泡界面进行；二是在泡沫区内，传质是在气泡表面与气泡间隙进行。

9、泡沫分离技术中气泡的产生方法有布气法、溶气法和电解法。

10、泡沫分离过程中主要的设备是泡沫塔和破沫塔。

二、填空1、工业上常用的膜组件有板式、管式、螺旋卷式和中空纤维式。

2、根据膜结构的不同，常用的膜可分为对称性膜、非对称膜和复合膜三类。

3、1960年Loeb和Souriringan首次研制成世界上具有历史意义的非对称反渗透膜，这在膜分离技术发展中是一个重要的突破，使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。

4、作为分离膜，一般具备有两个界面和膜传质有选择性两个特性。

5、微滤的分离机理可分为膜表面层截留和膜内部截取两大类。

6、在液膜分离过程中, 组分主要是依靠在互不相溶的两相间的选择性透析、化学反应、萃取和吸附等机理而进行分离。

7、组成液膜的主要成分有膜溶液、表面活性剂、流动载体和添加剂。

8、液膜的类型主要有支撑型液膜、单滴型液膜和乳液型液膜三种。

9、在溶解度曲线图中可分为不稳定、亚稳定和稳定区三个区域，结晶时一般应控制溶质浓度在亚稳定，以得到平均粒度较大的结晶产品，避免产生过多晶核而影响最终产品的粒度。

10、过饱和溶液的形成方式有蒸发法、冷却法、化学反应结晶法、盐析结晶法、等电点法和复合法。

11、在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有自然起晶法、晶种起晶法和刺激起晶法三种。

12、结晶包括三个过程过饱和溶液的形成、晶核的形成和警惕的生长。

13、物料中所含水分可分为结合水和非结合水两种；14、根据干燥曲线，物料干燥可分为恒速干燥阶段和降速干燥阶段两个阶段；15、结晶的前提是过饱和溶液的形成，结晶的推动力是溶液的过饱和度。

三、其他题型1、什么是生物技术下游加工过程？从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中提取、分离、纯化、富集生物产品的过程。

2、针对分离对象而言，生物分离过程有何特点？1）发酵液或培养液是产物很低的水溶液;2）培养液是多组分的混合物；3）生化产品的稳定性差；4）对最终产品质量要求高3、生物分离工程的一般步骤是什么？各步骤中的单元操作主要有哪些？1）发酵液的预处理与固-液分离，主要操作有：加热、调节PH、沉降、过滤、错流过滤、均质化研磨、溶胞、萃取；2）初步纯化，主要步骤：沉淀、吸附、萃取、超滤；3）高度纯化，主要步骤：层析、离子交换、亲和、疏水、吸附、电泳；4）成品加工，主要步骤：无菌过滤、超滤、冷冻干燥、喷雾干燥、结晶。

4、生物分离过程的选择准则是什么？1）采用步骤数应最少，2）步骤的次序要相对合理，3）适应产品的技术规格，4）生产规格，5）进料组成，6）产品形成，7）产品的稳定性，8）物性，9）环保和安全要求，10）生产方式5、通过本课程的学习，谈谈你对生物技术下游加工过程今后发展动向的理解。

将会加强基础理论研究，传统分离技术的提高和完善，新技术的研究与开发，生物技术下游工程与上游工程相结合，强化物理化学作用的影响，生物分离过程的高效集成化，清洁生产。

随着商业竞争的增多和生产规模的扩大，产品的竞争优势最终归结为低成本和高纯度，所以成本的控制盒质量控制是生物技术下游加工过程发展的动力和方向。

6、在进行产品的分离纯化制备之前，为什么要对发酵液进行预处理？由于所需的产品在培养液和菌体中浓度很低，并与许多杂质在一起，同时发酵液或生物溶液又属于非牛顿性流体，所以必须进行预处理。

7、什么是封头过滤？什么是错流过滤？一般过滤中，滤液的流动方向与滤饼基本垂直，称为封头过滤。

如果料液给过滤介质表面一个平行的大流量冲刷，则过滤介质表面积积累的滤饼就会减少到可以忽略的程度，而通过过滤介质的流速则比较小，这种过滤方式称作错流过滤。

8、发酵液预处理中，凝聚和絮凝的作用机理有何不同？凝聚指在投加化学物质作用下，胶体脱稳并使小粒子聚集成1mm大小状凝聚体的过程，机理：中和粒子表面电荷、消除双电层结构、破坏水化膜。

絮凝指在某些高分子剂存在下，絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形成较大絮凝团的作用，机理：架桥作用。

9、中性盐沉淀蛋白质的基本原理是什么？蛋白质和酶均易溶于水，分子中的-COOH、-NH2和-OH等亲水基团，与极性分子相互作用形成水化层，包围于蛋白质分子周围形成亲水胶体，削弱了蛋白质分子之间的作用力，蛋白质分子表面极性基团越多，水化层越厚，蛋白质分子与溶剂分子之间的亲和力越大，因而溶解度也越大。

10、硫酸铵是蛋白质盐析中最常用的盐类，为什么？因为硫酸铵溶解度大、分离效果好，不易引起变性，有稳定酶和蛋白质结构的作用，价格便宜，废液不污染环境。

《生物分离工程》复习题二（第4~5章）三、其他题型1、何为沉降系数？颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。

2、差速离心和密度梯度区带离心法的原理是什么？差速离心是采用不同的离心速度和离心时间，是沉淀速度不同的颗粒在不同的离心速度及不同的离心时间下，分配分离的方法。

密度区带离心法是样品在一定惰性梯度介质中进行离心沉淀或沉降平衡，在一定离心力下把颗粒分配到梯度中某些特定位置上，形成不同区带的离心分离方法。

3、工业离心沉降设备主要类型有哪些？瓶式离心机，管式离心机，多室式离心机，蝶式离心机，螺旋卸料沉降离心机4、差速区带离心法和等密度离心法有何区别？1）在原理上，差速区带离心法依据粒子的沉降速率差异被分离，等密度离心法依据粒子本身的密度差异被分离；2）在梯度范围上，差速区带离心法介质的密度小于样品中各种粒子的密度，等密度离心法介质的密度大于待分离样品中各种粒子的密度；3）在时间效应上，差速区带离心法长时间离心，所有待分离粒子都沉淀在管底，等密度离心法长时间离心，各粒子停留在等密度形成的区带。

5、何为内水体积？何为外水体积？内水体积：指基质颗粒内部液体体积的总和，即基质膨胀是所膨胀的体积。

外水体积：指基质颗粒之间液体体积的总和。

外水体积：指基质颗粒之间液体体积的总和。

6、列举五种层析分离技术，说明其原理。

1）吸附层析：组分吸附在吸附剂表面，固定相是固体吸附剂，各组分能力不同。

2）分配层析：各组分在流动相和静止相中的分配系数不同。

3）离子交换层析：7、试以蛋白质在pH梯度介质中的移动行为说明聚焦效应的形成原理。

在流动过程中，当pH刚高于pI时，蛋白带负电荷，与交换剂结合，移动速度显著减慢。

当pH梯度下降至使该处pH低于pI，蛋白带正电荷，不与交换剂结合，而随洗脱液快速移动。

如此多次重复而达聚焦、分离目的。

如果一种蛋白质加到已经形成pH梯度的层析柱上时，将迅速移动到与其等电点相同的pH 处。

从此位置开始，蛋白质以缓慢的速度进行吸附、解吸附，直到pH小于pI时被洗出。

若在此蛋白洗出之前再加入第二份同种蛋白样品时，后者将在洗脱液的作用下快速向前移动，而不被固定相吸附，直到其移动到近似本身等电点环境处。

然后两份样品以同样的速度移动，最后同时从柱底流出。

8、新型的薄层层析技术有哪些？1混合薄层：两种不同吸附剂2酸碱薄层：稀酸或稀碱代替水3络合薄层：加入络合剂4涂布固定液的薄层：5具有浓缩区的薄层：不同粒度。

高效薄层:极细均匀的吸附剂9、蛋白质疏水层析时，洗脱的方式有哪三种？1)降低流动相中盐浓度2）往流动相中添加有机溶剂3）往流动相中添加去污剂10、例举两种新型的疏水层析技术，说明其原理。

1）亲硫性疏水层析该技术主要在疏水作用的基础上增加了硫元素的相互作用。