生物分离工程部分习题和答案

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【免费下载】生物分离工程老师上的习题word版木有答案

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第一、二章习题填空题生物产品的分离过程包括目标产物的,,和是分离过程的核心。

发酵液常用的固液分离方法有、和等。

细胞破碎技术中常用的机械破碎方法有、、和。

从操作的角度可将分离技术分为两大类,一是,二是。

和不仅有利于重力沉降,而且还可以在过滤分离中大大提高过滤速度。

判断题在工业规模的差速离心操作中,为提高分离速度,所以用离心力较大。

差速离心是生化研究中常用的离心分离方法,而区带离心是生化工业中常用的离心分离方法。

过滤是一种膜分离法。

革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌容易破碎。

团状和线状菌不适合采用珠磨法破碎。

化学破碎比机械破碎的选择性高,胞内产物的总释放率低。

选择题以分离纯化为目的时,最关心的是下列哪个因素()A、目标产物的浓度B、目标产物的浓缩率C、目标产物的分离因子D、目标产物的回收率不需要冷却的细胞机械破碎方法为()能够用于分离细胞器的细胞破碎方法为(),A、高压匀浆法B、珠磨法C、喷雾撞击法D、超声波破碎法简答题何谓差速分离与平衡分离,两者操作应注意什么?答:差速分离:利用外力使目标产物与杂质移动速度不同进行分离的方法。

离心、膜分离、电泳等。

平衡分离:根据目标产物与杂质在两相间分配平衡的差异实现分离的方法。

萃取、结晶、吸附等。

注意:差速分离外力大小适中,在一定时间内产生足够大的差异,操作时间不能太长否则目标产物又混合。

平衡分离需要达到平衡的足够时间。

何谓凝聚和絮凝,简述其在细胞分离中的应用。

答:凝聚是指在无机盐类作用下,使发酵液中的成分形成1mm大小的块状凝聚体的过程。

凝聚剂主要是铝、铁等的无机盐。

其作用是中和表面电荷,破坏双电层或形成氢键和配位键等。

絮凝则是采用天然或合成高分子聚电解质将发酵液成分交联成网,形成10mm大小的絮凝团的过程。

絮凝剂主要是聚丙烯酰胺或聚乙烯亚胺等高分子化合物。

其作用主要是通过与发酵液中带电荷的成分形成离子键起到架桥作用。

在细胞分离过程中主要应用于重力沉降和过滤。

可以使菌体或蛋白分子形成较大的颗粒,提高重力沉降速度和过滤速度与质量。

《生物分离工程》试B答案【考试试卷答案】

《生物分离工程》试B答案【考试试卷答案】

生物分离工程试卷(B)答案一大题:名词解释(共6小题,每小题3分,共18分)1、分配色谱:是利用物质在固定相和流动相间分配系数的差异进行萃取的方法。

2、单元操作:完成一道工序所需的一种方法和手段。

3、膜分离:物质透过或被截留于膜的过程,近似于筛分过程,依据滤膜孔径大小而达到物质分离的目的。

4、双水相萃取:是利用物质在不相溶的,两水相间分配系数的差异进行萃取的方法。

5、目标物浓缩率:mT=产品中目标物的浓度CTP / 原料中目标物的浓度CTC6、等电点沉析:调节体系pH值,使两性电解质的溶解度下降,析出的操作称为等电点沉析。

二大题、填空题(每空1分,共18分)1、吸附剂的性质,吸附质的性质,温度,溶液pH值,盐浓度。

2.过滤和离心;3. 粘度,密度4. 氧化铝,硅胶,活性炭5.阴,阳6. 机械法,匀浆法,研磨法,超声波法,球磨破碎法。

三大题、简答题(每小题8分,共32分)1、(1)CM-sephadex C-25(2)DEAE-sephadex A-25CM,DEAE交换活性基团,sephadex G为骨架,G-25原骨架编号,CM-sephadex C-25为阳离子交换树脂,DEAE-sephadex A-25为阴离子交换树脂。

2、膜的分类按孔径大小:微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜按膜结构:对称性膜、不对称膜、复合膜按材料分:合成有机聚合物膜、无机材料膜3、单级萃取和多级萃取,超临界萃取,双水相萃取,反微团萃取。

4、离子交换树脂的理化性能外观:球形、浅色为宜,粒度大小为16~60目>90%;机械强度:>90%;含水量:0.3~0.7g/g 树脂;交换容量:重量交换容量、体积交换容量、工作交换容量或称表观交换容量(在某一条件下);稳定性:化学稳定性、热稳定性;膨胀度:交联度、活性基团的性质与数量、活性离子的性质、介质的性质和浓度、骨架结构;湿真密度:单位体积湿树脂的重量;孔度、孔径、比表面积四大题、计算题(共1小题,10分)解:萃取剂流量相等时,E = 1.65用右侧方程得:1- 3 = 0.946五大题、问答题(共2小题,第1题12分,第2题10分)1答:1. 点样用微量注射器或玻璃毛细管吸取一定量试样点在原点上。

生物物质分离工程习题及答案

生物物质分离工程习题及答案

作业一1、在选择细胞破碎方法时需要考虑哪些因素?解:①当目标产物存在于细胞膜附近时,可采用较温和的方法,如酶溶法(包括自溶法)、渗透压冲击法和冻结-融化法等。

②当目标产物存在于细胞质内时,则需采用强烈的机械破碎法。

③当目标产物处于与细胞膜或细胞壁结合的状态时,调节溶液pH值,离子强度或添加与目标产物具有亲和性的试剂如:螯合剂、表面活性剂等,使目标产物容易溶解释放。

同时,溶液性质应使其他杂质不易溶出。

另外机械破碎法和化学法并用可使操作条件更加温和,在相同的目标产物释放率条件下,降低细胞的破碎程度。

④还应注意多种破碎方法相结合,与下游过程相结合,与上游过程相结合。

⑤用基因工程的方法对菌种进行改造(溶菌酶)。

2、基因工程包涵体的纯化方法。

解:①机械破碎(高速匀浆、研磨)—离心提取包涵物—变性剂溶解—除变性剂复性(特点是利用了包涵体与细胞碎片的密度差,用离心法将包涵体与细胞碎片和可溶性蛋白质分开,获得了干净的包涵体,再对包涵体溶解复性。

)②机械破碎—膜分离可溶性蛋白—加变性剂溶解包涵体—除变性剂复性(应用了膜分离技术,用微孔膜除去可溶性蛋白质,但细胞碎片却和包涵体一起被膜挡住,难以分开;而且膜的堵塞和浓差极化常常导致可溶性蛋白质的滞留,因此这条路线的问题比较多。

)③化学破碎(加变性剂)—离心除细胞碎片—除变性剂复性(是用化学法破菌,所采用的试剂既可以破菌又可以溶解包涵体,将两道工序合为一道,节省了设备和时间,比前两者更适合于实验室操作。

)作业二1、理解概念:截留率、截断分子量、水通量等。

①截留率:是指对一定相对分子量的物质,膜能截断的程度。

定义为:δ=1-C P/C BC P:某一瞬间透过液浓度;C B:截留液浓度。

如δ=1,则C P=0,表示溶质全部被截留;如δ=0,则C P=C B,表示溶质能自由透过膜。

②截断分子量(MWCO):为相当于一定截留率(通常为90%或95%)的相对分子质量。

截留率越高,截断分子量的范围越窄的膜越好。

生物分离工程判断复习题与参考答案

生物分离工程判断复习题与参考答案

生物分离工程判断复习题与参考答案一、判断题(共100题,每题1分,共100分)l、极性溶剂与非极性溶剂互溶。

A、正确B、错误正确答案:B2、SDS-CTAB属于非离子表面活性剂水胶束两水相体系。

A、正确B、错误正确答案:B3、液膜能把两个互溶但组成不同的溶液隔开。

A、正确B、错误正确答案:A4、影响电泳分离的主要因素电泳时间。

A、正确B、错误正确答案:B5、阴离子交换剂可交换的为阳离子。

A、正确B、错误正确答案:B6、阳离子交换剂可交换的为阴、阳离子。

A、正确B、错误正确答案:B7、要增加目的物的溶解度,往往要在目的物等电点附近进行提取。

A、正确B、错误正确答案:B8、絮凝是物理环境的变化引起的溶质的溶解度降低、生成固体凝聚物的现象。

A、正确B、错误正确答案:B9、通过加入某些反应剂是发酵液进行预处理的方法之一。

A、正确B、错误正确答案:A10、用来提取产物的溶剂称萃余液。

A、正确B、错误正确答案:B11、真空转鼓过滤机工作一个循环经过过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区。

A、正确B、错误正确答案:A12、临界压力是液化气体所需的压力。

A、正确B、错误正确答案:B13、压力是在重力场中,颗粒在静止的流体中降落时受到的力。

A、正确B、错误正确答案:B14、颗粒与流体的密度差越小,颗粒的沉降速度越小。

A、正确B、错误正确答案:A15、结晶过程中,溶质过饱和度大小不仅会影呴晶核的形成速度,而且会影响晶体的长大速度。

A、正确B、错误正确答案:A16、按分离原理不同,电泳可分为纸电泳、醋酸纤维薄膜电泳、琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳。

A、正确B、错误正确答案:B17、在生物制剂制备中,常用的缓冲系统有磷酸盐缓冲液;碳酸盐缓冲液;盐酸盐缓冲液;醋酸盐缓冲液等。

A、正确B、错误正确答案:B18、在液膜分离的操作过程中,膜溶剂主要起到稳定液膜的作用。

A、正确B、错误正确答案:B19、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。

生物工程 分离技术 试题 含答案

生物工程  分离技术 试题 含答案

题库名称:生物分离技术一、名词解释3.分配系数:在一定温度、压力下,溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里,达到平衡后,它在两相的浓度为一常数叫分配系数。

5.CM-Sephadex C-50:羧甲基纤维素、弱酸性阳离子交换剂,吸水量为每克干胶吸水五克。

6.絮凝:指在某些高分子絮凝剂存在下,在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程8.萃取过程:利用在两个互不相溶的液相中各种组分(包括目的产物)溶解度的不同,从而达到分离的目的9.吸附:是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力,使其富集在吸附剂表面的过程。

10.反渗析:当外加压力大于渗透压时,水将从溶液一侧向纯水一侧移动,此种渗透称之为反渗透。

13.离子交换:利用离子交换树脂作为吸附剂,将溶液中的待分离组分,依据其电荷差异,依靠库仑力吸附在树脂上,然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来,达到分离的目的。

15.助滤剂:助滤剂是一种具有特殊性能的细粉或纤维,它能使某些难以过滤的物料变得容易过滤16.沉降:是指当悬浮液静置时,密度较大的固体颗粒在重力的作用下逐渐下沉,这一过程成为沉降17.色谱技术:是一组相关分离方法的总称,色谱柱的一般结构含有固定相(多孔介质)和流动相,根据物质在两相间的分配行为不同(由于亲和力差异),经过多次分配(吸附-解吸-吸附-解吸…),达到分离的目的。

19.等电点沉淀:调节体系pH值,使两性电解质的溶解度下降,析出的操作称为等电点沉淀。

20.膜分离:利用膜的选择性(孔径大小),以膜的两侧存在的能量差作为推动力,由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。

22.超临界流体:超临界流体是状态超过气液共存时的最高压力和最高温度下物质特有的点——临界点后的流体。

23.临界胶团浓度:将表面活性剂在非极性有机溶剂相中能形成反胶团的最小浓度称为临界胶团浓度,它与表面活性剂种类有关。

24.反渗透:在只有溶剂能通过的渗透膜的两侧,形成大于渗透压的压力差,就可以使溶剂发生倒流,使溶液达到浓缩的效果,这种操作成为反渗透。

《生物分离工程》综合题库答案

《生物分离工程》综合题库答案

生物工程设备习题集2答案2009-07-26 18:28一、填空题a)Removal of insolubles, Isolation, Purification, Polishinga)Removal of insolubles, Isolation, Purification, Polishingb)离心,过滤c)管式,套筒式,碟片式d)吸附介质的制备,吸附,洗脱e)葡聚糖离子交换剂,离子交换纤维素f)板式,管式,螺旋卷式,中空纤维式g)吸附剂的性质,吸附质的性质,温度,溶液pH值,盐浓度,吸附物浓度和吸附剂用量h)载体,活性基团,可交换离子i)引发剂,交联剂,增速剂j)溶质种类,溶质浓度,pH值,温度,k)吸附色谱,分配色谱,离子交换色谱,凝胶色谱l)lgS=β-K s I;保持体系温度、pH值不变,仅改变溶液离子强度进行的盐析操作;保持离子强度不变,改变温度、pH值进行的盐析操作;m)热饱和溶液冷却,蒸发溶剂,真空蒸发冷却,化学反应结晶,盐析n)金属螯合色谱,共价色谱,离子交换色谱,疏水作用色谱o)共聚(加聚),均聚(缩聚)p)pH梯度,离子强度(盐)梯度q)电荷,分子形状,分子量r)自然起晶法,刺激起晶法,晶种起晶法s)液体,固定在固相载体表面的液体t)盐析,等电点沉析,有机溶剂沉析二、讨论题二、讨论题a)何谓超临界流体萃取,并简述其分离原理答:超临界流体萃取是利用超临界流体具有的类似气体的扩散系数,以及类似液体的密度(溶解能力强)的特点,利用超临界流体为萃取剂进行的萃取单元操作。

其特点是安全、无毒、产品分离简单,但设备投资较大。

b)何谓免疫亲和层析,简述亲和免疫层析介质的制备过程答、免疫亲和层析是利用亲和技术和色谱分离集成产生的一种高效色谱分离技术,其分离原理是通过抗原-抗体之间特异性的相互作用,从而实现高效的分离。

层析介质的制备过程包括:抗体的制备、抗体提取、载体活化,手臂链的连接、抗体的连接等步骤。

生物分离工程期末试题及答案

生物分离工程期末试题及答案

生物分离工程期末试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 生物分离工程中常用的色谱技术有哪些?A. 凝胶渗透色谱B. 离子交换色谱C. 亲和色谱D. 所有选项2. 以下哪种不是生物分离过程中常用的离心方法?A. 差速离心B. 等密度离心C. 沉降离心D. 过滤离心3. 膜分离技术中,哪种膜的孔径最小?A. 微滤膜B. 超滤膜C. 纳滤膜D. 反渗透膜4. 在亲和色谱中,常用的配体有哪些?A. 蛋白质B. 多肽C. 核酸D. 所有选项5. 以下哪种方法不是用于蛋白质的纯化?A. 电泳C. 透析D. 离心6. 凝胶渗透色谱中,分子大小与洗脱速度的关系是什么?A. 分子越大,洗脱速度越快B. 分子越小,洗脱速度越快C. 分子大小与洗脱速度无关D. 以上都不正确7. 离子交换色谱中,离子强度对分离效果有何影响?A. 离子强度越高,分离效果越好B. 离子强度越低,分离效果越好C. 离子强度对分离效果无影响D. 离子强度适中时,分离效果最佳8. 亲和色谱中,配体与目标分子的结合力是什么?A. 静电作用B. 范德华力C. 特异性结合D. 疏水作用9. 以下哪种不是膜分离技术的优点?A. 操作简便B. 选择性高C. 能耗低D. 需要大量溶剂10. 以下哪种方法可以用于蛋白质的定量分析?A. 紫外-可见光谱法B. 凝胶渗透色谱D. 透析答案:1-5 D,D,D,D,A;6-10 A,D,C,D,A二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述生物分离工程的基本过程。

2. 描述膜分离技术在生物制药中的应用。

3. 解释亲和色谱的原理及其在蛋白质纯化中的应用。

三、计算题(每题25分,共50分)1. 假设某蛋白质样品通过凝胶渗透色谱进行纯化,已知样品的分子量为50kDa,色谱柱的孔径为100nm。

请计算该蛋白质在色谱柱中的洗脱体积,并解释其洗脱速度。

2. 某生物制药厂使用超滤膜进行蛋白质浓缩,已知膜的截留分子量为100kDa,蛋白质溶液的初始浓度为1mg/mL,体积为1L。

生物分离工程期末试题及答案

生物分离工程期末试题及答案

生物分离工程期末试题及答案一、选择题1. 以下不属于生物分离工程中常用的分离方法是:a) 超滤分离b) 离心分离c) 色谱分离d) 干燥分离答案:d) 干燥分离2. 生物分离工程中常用的离心机是依据下列哪种原理工作的:a) 重力沉降b) 渗透压差c) 离心力d) 磁性分离答案:c) 离心力3. 下列哪种分离方法常用于酵母细胞的分离:a) 色谱分离b) 超滤分离c) 离心分离d) 蒸馏分离答案:c) 离心分离4. 生物分离工程中使用的常见层析柱包括:a) 凝胶过滤柱b) 脱盐柱c) 亲和层析柱d) 隔离柱答案:c) 亲和层析柱5. 毛细管电泳是一种基于什么原理的分离方法?a) 电动力b) 电荷性c) 分子大小d) pH值答案:b) 电荷性二、简答题1. 请简要概述生物分离工程的基本原理。

生物分离工程是一种将生物材料中的目标物或产物与其他物质分离的工艺。

其基本原理是根据目标物与其他物质的分子大小、电荷性、亲和性等差异,利用不同的分离方法实现分离纯化。

常用的分离方法包括离心分离、超滤分离、层析分离、电泳分离等。

2. 生物分离工程中的超滤分离是如何实现的?超滤分离是利用滤膜的孔径大小将溶液分离为不同的分子量区域。

通过对溶液进行压力驱动,将大分子物质、悬浮物和杂质滤除,只保留小分子物质或溶质。

超滤膜的孔径可以根据需要选择,一般在10纳米至0.1微米之间。

3. 请解释离心分离的原理及其在生物分离工程中的应用。

离心分离是利用离心力将样品中的悬浮物或颗粒分离出来的方法。

离心分离的原理是根据离心力的作用使样品中的重质颗粒或固体沉降到离心管底部,而轻质物质则稳定地悬浮在上层。

离心分离在生物分离工程中广泛应用于细胞分离、蛋白质纯化等方面。

4. 请简述层析分离的工作原理及其在生物分离工程中的应用。

层析分离是一种基于溶质在固定相和流动相之间的相互作用力差异进行分离纯化的方法。

其工作原理是将样品溶液通过固定相填充的柱子,利用流动相将不同性质的溶质进行选择性分离。

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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。

机制:破坏双电层、水化层解体胶体吸附、氢键结合等。

絮凝剂种类:A、阳离子类:如聚丙烯酰胺(+)、聚苯烯酸二烷基胺乙酯、聚二烯丙基四胺;B、阴离子类:如聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺(-);C、非离子类:如聚丙烯酰胺(0)、环氧化乙烯。

3 发酵液预处理中凝聚剂主要起什么作用?絮凝机理是什么?答:絮凝剂主要起中和电荷、架桥和网络作用(范德华力、氢键)。

在絮凝剂高分子聚合分子的作用下,基于架桥作用,胶体颗粒和聚合物交连成网,形成10 mm 大小的絮凝团过程。

是一种以物理集合为主的过程。

4 细胞破碎的方法包括哪几类?工业上常用的方法有哪些?为什么?机械法:固体剪切法(珠磨法、压榨法、撞击法) 液体剪切法(高压匀浆法、超声波破碎)非机械法:酶溶胞作用、化学溶胞作用(酸碱法、表面活性剂法、抗生素)、物理溶胞作用(有机溶剂膨胀法、渗透冲击、冻融、激光、高速切相流撞击、冷冻喷射)、干燥处工业常用方法:高压匀浆法、高速珠磨法6 离心设备可分为哪两大类?按分离因子Fr不同,离心机一般分为哪几类?答:管式离心机(最简单,可供较大离心力;可用冷却水冷却;悬浮液由管底进,澄清液由管口出),蝶片式离心机(流速与碟片数、微粒与转鼓轴间距离有关)按分离因子不同,可分:1)、常速离心机 2)、高速离心机 3)、超速离心机8 固-液分离主要包括哪些方法和设备?答:1、过滤 (重力过滤、加压过滤、减压过滤)2、离心沉降(各种离心机)3、重力沉降4、气悬浮过滤设备类型:加压过滤设备:板框过滤机、加压叶滤机减压过滤设备:转鼓真空过滤器、圆盘真空过滤器、带式真空过滤器重力过滤设备:离心过滤机离心设备:生物工业所用的离心机多为高速离心机。

离心机主要包括以下几类:管式离心机:多室离心机(管式离心机的变形)碟式离心机:(人工排渣式、喷嘴排渣式、活塞排渣式等)螺旋卸料沉降离心机离心过滤机三足式离心机沉淀: 由于物理环境变化(加入试剂、加热等),改变溶剂和溶质的能量平衡来降低溶质溶解度,使溶质生成固体颗粒沉降析出的现象。

结晶: 从均匀液相或气相形成一定形状、大小的分子、原子或离子有规则排列的固体颗粒的过程。

(工业结晶一般以液相为主)硫酸铵饱和度: 指在100g硫酸铵溶液中硫酸铵在溶液中所占质量分数。

晶种: 在结晶法中,通过加入不溶的添加物即晶种,形成晶核,加快或促进与之晶型或立体构型相同的对映异构体结晶的生长。

晶核:晶体的生长中心。

饱和溶液:如果向溶剂中加入足够量的固体溶质,一定时间后溶剂中的溶质浓度不再升高,溶质在固液之间达到平衡,此时溶液中的浓度称为溶解度或饱和浓度;该溶液称为饱和溶液。

过饱和溶液:一定温度、压力下,当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度,而溶质仍不析出的现象叫过饱和现象,此时的溶液称为过饱和溶液。

饱和度:某种溶液的饱和度是指在100g该溶液中溶质在溶液中所占质量分数。

二简答题2 常用的蛋白质沉淀方法有哪些?有机溶剂沉淀蛋白质的机理什么?用乙醇沉淀蛋白质时应注意哪些事项?答:①常用的蛋白质沉淀方法有:蛋白质盐析沉淀、蛋白质等电点沉淀、有机溶剂沉淀法及运用沉淀动力学沉淀法等。

②有机溶剂沉淀蛋白质的机理是:向蛋白质溶液中加入有机溶剂,水的活度降低。

随着有机溶剂溶度的增大,水对蛋白质分子表面荷电基团的水化程度降低,液体的介电常数下降,蛋白质分子间的静电引力增大,从而凝聚和沉淀。

③用乙醇沉淀蛋白质时应注意的事项:1、低温条件下操作可以提高收率和减少蛋白质失活变性(加入有机溶剂为放热反应);2、采用的有机溶剂必须与水互溶,与蛋白质不发生作用;3、蛋白质分子量越大,需要加入的溶剂量越少;4、一种蛋白质的溶解度常会因为另一种蛋白质存在而降低;5、沉淀的蛋白如果不能再被溶解,可能已经变性;6、很多酶和蛋白质在20-50%(V/V)就能产生沉淀;当溶剂量达到50%时,通常只有分子量≤1500的蛋白留在溶液中;7、PH=PI时,需要加入的溶剂量减少;8、盐析法沉淀的蛋白质采用有机溶剂精制时必须与先进行透析。

5 简述有机溶剂沉淀的原理。

答:有机溶剂沉淀的原理:①亲水性有机溶剂加入溶液后降低了介质的介电常数,使溶质分子之间的静电引力增加,聚集形成沉淀;②水溶性有机溶剂的水合作用降低了自由水的浓度,压缩了亲水溶质分子表面原有水化层的厚度,降低了它的亲水性,导致脱水凝集。

6沉淀与结晶有何不同?答:结晶为同类分子或离子以有规则排列形式析出,沉淀为溶质分子或离子以无规排列形式析出,构成成分复杂(目标分子、杂质、溶剂等)。

(沉淀与结晶的联系:在本质上都是新相析出的过程,主要是物理变化,当然也存在化学反应的沉淀或结晶。

)而提取原料中目标产物的方法。

2反萃取(Back extraction) :调节水相条件,将目标产物从有机相转入水相的萃取操作过程。

4有机溶剂萃取:用与水互不相溶的有机溶剂作为萃取剂,利用生物物质在两相中分配系数的差异进行分离的过程5分离因子:衡量分离的程度用分离因子表示6乳化:水或有机溶剂以微小液滴形式分散于有机相或水相中的现象。

9.反胶团(reverse micelles): 表面活性剂在连续有机溶剂中自发缔合形成纳米尺度水溶性聚集体,是一种透明的、热力学稳定的体系。

18双水相萃取:利用生物物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异进行分离的过程二简答题5发酵液乳化现象是如何产生的?对分离纯化产生何影响? 影响乳浊液稳定的因素主要有哪些?如何有效消除乳化现象?答:是发酵液中存在的蛋白质和固体颗粒等物质,这些物质具有表面活剂性的作用,使有机溶剂和水的表面张力降低(乳化剂),产生两种乳浊液:油包水型W/O乳浊液、水包油型O/W型乳浊液。

乳化后使有机相和水相分层困难,出现两种夹带:①发酵液中夹带有机溶剂微滴,使目标产物受到损失;②有机溶剂中夹带发酵液给后处理操作带来困难。

影响因素:表面活性剂的种类,浓度影响表面张力,介质黏度:较大时能增强保护膜的机械强度。

液滴带电:相同电荷的颗粒互相排斥而维持乳浊液稳定。

如何消除:P101在操作前,对发酵液进行过滤或絮凝沉淀处理,可除去大部分蛋白质及固体微粒,防止乳化现象的发生。

乳化产生后,采取适当的破乳手段——物理方法:过滤或离心沉降——乳化现象不严重,可采用的方法。

加热稀释吸附加电解质化学方法:对于O/W型乳浊液,加入亲油性表面活性剂,可使乳浊液从O/W型转变成W/O型,对于W/O型乳浊液,加入亲水性表面活性剂,如SDS(十二烷基磺酸钠)或PPB(溴代十五烷基砒碇)可达到破乳的目的。

乳化是一种液体(分散相)分散在另一种不相混溶的液体(连续相)中的现象。

当有机溶剂(通称为油)和水混合加以搅拌时,可能产生两种形式的乳浊液,一种是油滴分散在水中,称为水包油型(O/W)乳浊液;另一种是水滴分散在油中,称为油包水(W/O)型乳浊液。

但油与水是不相溶的,二者混在一起很快会分层,不能形成稳定的乳浊液。

只有第三种物质—乳化剂存在时,才容易形成乳浊液。

乳化剂多为表面活性剂,它一般是由亲油基和亲水基两部分组成,且能降低界面张力的物质。

表面张力也可以表示为增加单位表面积所需要的功。

所以表面张力降低,液体容易分散成微滴而发生乳化。

在乳浊液中,界面积大,物系的自由能大,故为热力学不稳定系统。

时间一长,乳浊液会自行破坏。

因此,要形成稳定的乳浊液,还应具备使其稳定的条件。

其稳定性和下列几个因素有关:①界面上是否形成保护膜;②液滴是否带电;③介质的粘度。

其中以①为最重要。

在发酵液中,蛋白质是引起乳化的最重要的表面活性物质。

生产过程出现的乳浊液是水包油(O/W),还是油包水型(W/O),主要由表面活性剂的性质决定。

当表面活性剂的亲水基团强度大于亲油基团,易生成水包油型(O/W)乳浊液;反之,则易生成油包水型(W/O)乳浊液。

2.乳化的防止和破乳化为了保证溶剂萃取操作的正常进行,措施要分两方面:一方面为萃取之前去除蛋白质,使发酵滤液中的蛋白质含量达到最低浓度;另一方面为在萃取过程中如何破坏生物产物发酵滤液中蛋白质经酸化变性后所引起的乳化作用。

一般采用的措施如下:(1)乳化的防止①严格发酵过程的代谢控制,合理确定发酵周期,准确判断放罐时间。

②加强发酵液预处理和过滤操作。

常用的方法:a.过滤和离心分离b.热处理c.等电点法d.加重金属盐法e.加絮凝剂法(2)破乳化a.电解质中和法b.吸附法c.顶替法d.转型法加入表面活性剂做去乳剂,改变界面的表面张力,促使乳浊液转型,就是使W/O型的乳浊液变为O/W型的过程或者是相反的过程,但又不稳定,从而达到破乳的目的。

.解决乳化的其他途径(1)膜技术-超滤一般选用能去除分子量在10000以上孔径的超滤膜进行过滤。

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