生化分离复习稿
化工分离工程知识点培训资料
1.什么叫相平衡？相平衡常数的定义是什么？ 由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。Ki=yi/xi 2.简述分离过程的特征？什么是分离因子，叙述分离因子的特征和用途。 答：分离过程的特征：分离某种混合物成为不同产品的过程，是个熵减小的过程，不能自发进行，因此需要外界对系统作功（或输入能量）方能进行。 分离因子表示任一分离过程所达到的分离程度。定义式：i j ij i j y y x x α= 3.请推导活度系数法计算汽液相平衡常数的关系式。 汽液相平衡关系：L i V i f f ??= 汽相：P y f i V i V i φ??= 液相：OL i i i L i f x f γ=? 相平衡常数：P f x y K V i OL i i i i i φγ?== 4.请写出活度系数法计算汽液相平衡常数的关系式，并指出关系式中各个物理量的含义 5.什么是设计变量，如何通过各单元设计变量确定装置的设计变量。 在设计时所需要指定的独立变量的数目，即设计变量。 )2(+-+∑-∑=∴C n N N N N r e c e v u i ① 在装置中某一单元以串联的形式被重复使用，则用r N 以区别于一个这种单元于其他种单元的联结情况，每一个重复单元增加一个变量。 ② 各个单元是依靠单元之间的物流而联结成一个装置，因此必须从总变量中减去那些多余的相互关联的物流变量数，或者是每一单元间物流附加（C+2）个等式。 6. 什么叫清晰分割法，什么叫非清晰分割法？什么是分配组分与非分配组分？非关键组分是否就一定是非分配组分？ 答：清晰分割法指的是多组分精馏中馏出液中除了重关键组分(HK)之外，没有其它重组分；釜液中除了轻关键组分(LK)之外，没有其它轻组分。非清晰分割表明各组分在顶釜均可能存在。 在顶釜同时出现的组分为分配组分；只在顶或釜出现的组分为非分配组分。
《生化分离工程》思考题与答案
第一章绪论 1、何为生化分离技术？其主要研究那些容？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。 5、为何生物技术领域中往往出现“丰产不丰收”的现象？ 第二章预处理、过滤和细胞破碎 1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？ 目的：改变发酵液的物理性质，加快悬浮液中固形物沉降的速率；出去大部分可溶性杂质，并尽可能使产物转入便于以后处理的相中（多数是液相），以便于固液分离及后提取工序的顺利进行。 方法：①加热法。升高温度可有效降低液体粘度，从而提高过滤速率，常用于粘度随温度变化较大的流体。控制适当温度和受热时间，能使蛋白质凝聚形成较大颗粒，进一步改善发酵液的过滤特性。使用加热法时必须注意加热温度必须控制在不影响目的产物活性的围，对于发酵液，温度过高或时间过长可能造成细胞溶解，胞物质外溢，而增加发酵液的复杂性，影响其后的产物分离与纯化；②调节悬浮液的pH 值，pH 直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质，适当调节pH 可以改善其过滤特性；③凝聚和絮凝；④使用惰性助滤剂。
生化分离技术试题及答案word版本
生化分离技术试题及 答案
浙江理工成教院期终考试 《生化分离技术》试卷A试卷 教学站年级班级学号姓名 一、填空题（每空1分，共21分）。 1、生化分离是从生物材料、微生物的发酵液或动植物细胞的培养液中分离并纯化有关生化产品的过程，一般采用如下工艺流程：发酵液→（）→细胞分离→（细胞破碎→细胞碎片分离）→（）→（）→成品加工。 2、提取的产物在细胞内，选用细胞破碎法；在细胞膜附近则可用细胞破碎法；提取的产物与细胞壁或膜相结合时，可选用机械法和化学法相结合的细胞破碎法。 3、发酵液的预处理目的主要包括改变和。 4、典型的工业过滤设备有和。 5、反萃取是将目标产物从转入的过程。 6、超临界流体萃取的溶剂可分为非极性和极性溶剂两种，常用的极性溶剂有和 、非极性有。 7、按膜的孔径的大小分类，可将膜分为、、 和等。 8、冻干操作过程包括：、和。 二、判断题（每题1分，共15分）
1、盐析是指向蛋白质溶液中加入某些浓的中性盐后，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，以达到分离、提纯生物大分子的目的。（） 2、常用的盐析剂有葡聚糖、琼脂糖、聚丙烯酰胺、明胶等。（） 3、萃取是利用化合物在两种互不相容的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另一种溶剂中，经过反复多次的萃取，将绝大部分化合物提取出来的方法。 （） 4、双水相萃取的体系的两相是不含有水分的。（ ) 5、膜分离操作中，所有溶质均被透过液传送到膜表面上，不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高，这种现象叫做浓差极化。 （） 6、凝胶色谱是利用不同生物分子的电离能力不同而达到物质分离目的的。（） 7、离子交换色谱是利用不同分子的大小不同而达到物质分离目的的。 （） 8、亲和色谱是利用生物分子之间的亲和力的不同而达到物质分离目的的。（） 9、要增加目的物的溶解度，往往要在目的物的等电点附近进行提取。 （） 10、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。 （）
分离工程考题(选择,填空)
重点：掌握分离过程的特征，分离因子和固有分离因子的区别，平衡分离和速率分离的原理。 难点：用分离因子判断一个分离过程进行的难易程度，分离因子与级效率之间的关系。 ?1、说明分离过程与分离工程的区别 ?2、实际分离因子与固有分离因子的主要不同点是什么 ?3、怎样用分离因子判断分离过程进行的难易程度 ?4、比较使用ESA与MSA分离方法的优缺点。 ?5、按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为那两类 ?6、分离过程常借助分离剂将均相混合物变成两相系统，举例说明分离剂的类型. 1、下列哪一个是机械分离过程（） （1）蒸馏（2）吸收（3）膜分离（4）离心分离 2、下列哪一个是速率分离过程（） （1）蒸馏（2）吸附（3）膜分离（4）沉降 3、下列哪一个是平衡分离过程（） （1）蒸馏（2）热扩散（3）膜分离（4）离心分离 1、分离技术的特性表现为其（）、（）和（）。 2、分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（）来达到分离目的。 3、分离过程分为（）和（）两大类 4、分离剂可以是（）或（），有时也可两种同时应用。 5、若分离过程使组分i及j之间并没有被分离，则（）。 6、可利用分离因子与1的偏离程度，确定不同分离过程分离的（）。 7、平衡分离的分离基础是利用两相平衡（组成不等）的原理，常采用（）作为处理 手段，并把其它影响归纳于（）中。 8、传质分离过程分为（）和（）两类。 9、速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种（）作用下经过某种介质时的（） 差异而实现分离。 10、分离过程是将一混合物转变为组成（）的两种或几种产品的哪些操作。 11、工业上常用（）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为 （）。 12、速率分离的机理是利用传质速率差异，其传质速率的形式为（）、（）和（）。 13、绿色分离工程是指分离过程（）实现。 14、常用于分离过程的开发方法有（）、（）。 1、分离过程是一个（） a.熵减少的过程； b.熵增加的过程； c.熵不变化的过程； d. 自发过程 2、组分i、j之间不能分离的条件是（） a.分离因子大于1； b.分离因子小于1； c.分离因子等于1 3、平衡分离的分离基础是利用两相平衡时（）实现分离。 a. 组成不等； b. 速率不等； c. 温度不等 4、当分离因子（）表示组分i及j之间能实现一定程度的分离。 a. ; b. ； c. 5.下述操作中，不属于平衡传质分离过程的是（） a. 结晶； b. 吸收； c. 加热； d. 浸取。 6、下列分离过程中属机械分离过程的是（）： a.蒸馏； b. 吸收； c. 膜分离； d.离心分离。 7、当分离过程规模比较大，且可以利用热能时，通常在以下条件选择精馏法（）：
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=→DNA最纯，<混有Pro，>混有RNA，～→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±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 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 答：黏蛋白的PI值约，小于，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。 12.请画出离子交换柱层析分离鸡蛋卵黏蛋白的预期实验结果图，并对该图作合 理分析。 答：分析：第一个波峰：稀土ode杂蛋白；第二个波峰：目标蛋白洗脱 13.简述大蒜SOD提取中，SOD活性测定原理。 答：邻苯三酚在碱性条件下自氧化释放O2ˉ，生成有色中间产物，初始阶段中间产物积累在滞留30~45s后，与时间成线性关系（4min内），在420nm有强烈吸光值。当SOD，它催化O2ˉ与H+结合生成O2和H2O2，从而阻止中间产物积累，因此，通过计算可求出SOD酶活。 14.栀子黄色素提取实验中，吸附前为什么滤液PH调制3
生化分离工程复习
生化分离工程复习 一、名词解释 1.下游技术:Downstream Processing也称下游工程或下游加工过程，是指对于由生物 界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物原料，经提取分离。加工并精制目的成分，最终使其成为产品的技术.（1） 2.双水相萃取:当两种聚合物、一种聚合物与一种亲液盐或是两种盐（一种是离散盐且另 一种是亲液盐）在适当的浓度或是在一个特定的温度下相混合在一起时就形成了双水相系统。利用物质形成的双水相系统进行萃取的方法称为双水相萃取。（待定） 3.超临界流体萃取：Supercritical Fluid Extraction (SFE)是将超临界流体作为萃取 溶剂的一种萃取技术，它兼有传统的蒸馏技术和液液萃取技术的特征，超临界流体（SF）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。 4.反胶团萃取：Reversed Micellar Extraction反胶团萃取利用表面活性剂在有机相中 形成的反胶团（reversed micelles），从而在有机相内形成分散的亲水微环境，使生物分子在有机相（萃取相）内存在于反胶团的亲水微环境中，消除了生物分子，特别是蛋白质类生物活性物质难于溶解在有机相中或在有机相中发生不可逆变性的现象。 反胶团Reversed Micelles是两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发地向内聚集而成的，内含微小水滴的，空间尺度仅为纳米级的集合型胶体。是一种自我组织和排列而成的，并具热力学稳定的有序构造。 5.膜组件：膜分离装置的核心部分，指膜的规则排列（188） 6.超滤：（Ultrafiltration ,UF）凡是能截留相对分子质量在500以上的高分 子的膜分离过程。（192） 7.反渗透：（RO或HF）在渗透实验装置的膜两侧造成一个压力差，并使其大于 渗透压，就会发生溶剂倒流，使得浓度较高的溶液进一步浓缩的现象。（171）8.微孔过滤：(Microfiltration,MF)主要用于分离流体中尺寸为0.1～10μm的 微生物和微粒子，以达到净化、分离和浓缩的目的。 9.Concentration polarization：浓差极化，是指当溶剂透过膜，而溶质留在 膜上，因而使膜面浓度增大，并高于主体中浓度。这种浓度差导致溶质自膜面反扩散至主体中。（177） 10.纳米过滤：（Nanofiltration,NF）介于超滤和反渗透之间，以压力差为推动 力，从溶液中分离出300～1000相对分子质量物质的膜分离过程。（195）11.色谱分离：（Chromatographic Resolution,CR）也称为色层分离或层析分离， 在分析检测中常称色谱分析（Chromatographic Analysis,CA）,是一种物理分离方法，利用多组分混合物中各组分物理化学性质（如吸附力、分子极性、分子形状和大小、分子亲和力、分配系数等）的差别，使各组分以不同程度分布在两相中。各组分以不同速率移动时，使物质分离。（252） 12.分配色谱：（Distribution chromatography）是；利用混合物中各组分在两 种互不相容的溶剂中的分配系数不同而得以分离，其过程相当于连续性的溶剂抽提。（264） 13.阻滞因素，阻滞因数：也称比移值，指溶质在色谱柱（纸、板）中的移动速 度与流动相移动速度之比，以R f 表示，因而也称为R f 值。（265）
《生物分离工程》知识点整理(DOC)讲解学习
《生物分离工程》知识点整理(D O C)
生物分离工程 第一章(绪论) 生物分离工程的定义和过程 生物分离工程定义（名词解释）： 为提取生物产品时所需的原理、方法、技术及相关硬件设备的总称，指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程。 过程： 目标产物捕获 目标产物初步纯化(萃取、沉淀、吸附等方法) 目标产物高度纯化和精制 细胞分离三种手段：重力沉降离心沉降过滤 第二章 离心分离原理和方法： 原理：离心沉降是在离心力的作用下发生的。 单位质量的物质所受到的离心力： 式中： r为离心半径，即从旋转轴心到沉降颗粒的距离； ω为旋转角速度； N为离心机的转数，s－1
方法：（1）差速离心分级 （2）区带离心（差速区带离心、平衡区带离心） 离心分离设备： 离心力（转速)的大小：低速离心机、高速离心机、超离心机 按用途：分析性、制备性 按工业应用：管式离心机、碟片式离心机 实验室用以离心管式转子离心机，离心操作为间歇式 悬浮液的预处理方法和目的： 方法： 1.加热：最简单和最廉价的处理方法。黏度、促凝聚、固体成分体积、破坏凝胶结构、增加空隙率 调pH值：方法简单有效、成本低廉 2.凝聚：在凝聚剂(如铝盐、铁盐、石灰和NaCl)作用下，细胞蛋白质等胶体去稳定，并聚集成1mm大小的凝聚块的过程。（机理：破坏双电层，水解后胶体吸附，氢键结合等） 3.絮凝：在絮凝剂高分子聚合电解质的作用下，胶体颗粒和聚合电解质交连成网，形成10mm大小的絮凝团过程。（机理：絮凝剂主要起中和电荷、桥架和网络作用）
4.惰性助滤剂：一种颗粒均匀、质地坚硬的粒状物质，用于扩大过滤表面的适应范围，减轻细小颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞。（使用方法：预涂层；按一定比率混合。 助滤剂种类：硅藻土、纤维素、未活化的炭、炉渣、重质碳酸钙等。） 目的：提高过滤速度和过滤质量是过滤操作的目标。 各种细胞破碎技术原理和优缺点： 原理：许多生物产物在细胞培养过程中保留在细胞内，需破碎细胞，使目标产物选择性地释放到液相。破碎的细胞或其碎片去除后，上清液用于进一步的分离纯化。 细胞破碎技术分为：机械破碎法、化学法、物理渗透法 机械法和化学法的比较 机械破碎法缺点： A、高能、高温、高噪音、高剪切力，易使产品变性失活； B、非专一性，胞内产物均释放，分离纯化困难； C、细胞碎片大小不一，难分离。 化学破碎法缺点： A、费用高； B、化学或生化试剂的添加引起新的污染； C、破碎速度低，效率差，一般只有有限的破碎，常与机械 法连用。 物理渗透法
(完整版)分离工程试题总结(最终版)
一、填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（熵减过程）。 2、分离因子（等于1），则表示组分i 及j 之间不能被分离。 3、分离剂可以是（能量ESA ）或（物质MSA ），有时也可两种同时应用。 4、速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种（推动力）作用下经过某种介质时的（传质速率）差异而实现分离。 5、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 6、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 7、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 8、流量加合法在求得 ij x 后，由（H ）方程求 j V ，由（S ）方程求 j T 。 9、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 10、三对角矩阵法沿塔流率分布假定为（衡摩尔流）。 11、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递），（通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合）。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、热力学效率定义为（系统）消耗的最小功与（过程）所消耗的净功之比。 14、分离最小功是分离过程必须消耗能量的下限它是在分离过程（可逆）时所消耗的功。 15、在相同的组成下，分离成纯组分时所需的功（大于）分离成两个非纯组分时所需的功 16 件即处于两相区，可通过（物料平衡和相平衡）计算求出其平衡汽液相组成。 17、分离过程可分为 机械分离 和传质分离两大类。其中传质分离过程的特点是过程中有 质量传递 现象发生。常见的传质分离过程有 精馏 、 吸收 、 萃取 。 18、在泡点法严格计算过程中，除用修正的M-方程计算 液相组成 外，在内层循环中用S- 方程计算 级温度 ，而在外层循环中用H-方程计算 汽相流率 。 19、影响气液传质设备处理能力的主要因素有 液泛 、 雾沫夹带 、 压力降 和 停留时间 。 20、常见的精馏节能技术有 多效精馏 、 热泵精馏 、 采用中间冷凝器和中间再沸器的精馏 和 SRV 精馏 。 21、常压下 苯-甲苯 物系的相平衡常数更适合于用公式Ki= pis/ P 计算。 22、清晰分割法的基本假定是：馏出液中除了 重关键组分 外没有其他 重组分 ，而釜液中除了 轻关键组分 外没有其他 轻组分 。 23、下列各单元中，混合器 单元的可调设计变量数为0 ， 分配器 单元的可调设计变量数为1。 二、简答题 1、怎样判断混合物在T ，P 下的相态，若为两相区其组成怎样计算？ 答：对进料作如下检验 = 1 B T T = 进料处于泡点，0=ν i i Z k ∑ > 1 T >B T 可能为汽液两相区，ν>0 < 1 T 1 T
生化分离工程基本概念复习要点.
生化分离工程基本概念复习要点 一类 1、过滤是指利用多孔介质（滤布）截留固液悬浮液中的固体粒子，进行固液分离的方法。速度和质量是过滤操作的指标，滤饼阻力是关键，故先多对滤液絮凝或凝聚处理，或加助滤剂如硅藻土等。 2、广泛用于生化实验室及生化工业的分离设备是离心机，根据其离心力大小可分为: 低速离心机、高速离心机和超离心机。细胞的分离一般可用低速离心机或高速离心机，蛋白质的分离一般要用超离心机。 3、膜在分离过程中功能：①物质的识别与透过；②相界面；3、反应场。 4膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程，按分离粒子大小进行分为微滤（MF）超滤（UF）反渗透（RO）透析（DS）电渗析（ED）和渗透气化（PV）等，其中传质推动力为压差和浓差，适合于有机物与水分离，共沸物分离的是渗透气化（PV）。 5、膜组件主要有管式、中空纤维、螺旋卷绕式、平板式，其共同的特点是尽可能大的膜表面积、可靠的支撑装置、可引出透过液、膜表面浓度差极化达到最小。 6、双水相萃取的特点为：平衡时间短、含水量高、界面张力低、为生物活性物质提供了温和的分离环境。操作简便、经济省时、易于放大。 7、液膜根据结构可分为多种，但具有实际应用价值的主要有三种乳状液膜、支撑液膜、流动液膜。 8、在双水相系统中，影响分配系数的主要因素有，成相聚合物分子质量和浓度、盐的种类和浓度、PH值、温度。 9、溶质、溶剂、萃取剂、萃取相、萃余相 10、超临界流体的密度接近于液体，这使它具有液体溶剂相当的萃取能力；超临界流体的粘度和扩散系数又于气体相近似，而溶剂的低粘度和高扩散系数的性质也是有利于传质。 11、离子交换树脂按活性基团不同可分为强酸性阳离子交换树脂在PH1~14范围内均可使用、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂只能在 PH<7的溶液中使用，按理化性质分类透明的凝胶型树脂，吸水后形成微细的空隙，失水后，孔隙消失。适用于吸附交换无机离子等小离子不透明的大孔型树脂外：孔径大，为永久性孔隙，可在非水溶涨下使用，善于吸附大分子有机物。 12、评价离子交换剂性能的重要参数是孔径大小、孔径分布、比表面积和孔隙率。 13、聚苯乙烯型离子交换树脂结构：骨架、活性基团、可交换离子。 14、树脂的交联度越大，则网眼越小，形成的树脂结构紧密，机械强度高。反应的速度慢，树脂的交联度一般为4-14％。 15、对离子交换树脂的选择原则是：被分离物质带正电荷，应采用阳离子交换树脂；强碱性离子宜用弱酸性树脂，弱酸性离子宜用强碱性树脂，吸附大分子离子选择交联度较低的树脂。 16、吸附分离技术的特点操作简便、设备简单、价廉、安全；常用于从大体积料液（稀溶液）中提取含量较少的目的物；不用或少用有机溶剂，吸附和洗脱过程中pH变化小，较少引起生物活性物质
1生化分离技术的研究历史
1. 生化分离技术的研究历史 1.1 凝胶过滤的发现历史 1.1.1 葡聚糖的发现 1.1.2 琼脂糖的发现 1.2. 电泳的发展历史 1.2.1 凝胶电泳 1.2.2 等电聚焦 1.2.3 毛细管电泳的诞生 1.3. 亲和色谱的发明 1.3.1 染料亲和色谱的发现 1.3.2 固定化金属离子亲和色谱 2. 发酵液预处理 2.1 预处理简介 2.2 发酵液杂质的去除 2.2.1 无机粒子的去除 2.2.2 可溶性蛋白质的去除 2.2.3 有色物质的去除 2.3 发酵液处理性能的改善 2.3.1 降低发酵液的黏度 2.3.2 调节pH值 2.4 絮凝技术 2.4.1 絮凝和凝聚的区别 2.4.2 细胞絮凝的种类 2.4.3 絮凝剂的分类 2.4.4 絮凝机理和动力学 2.4.5 絮凝的优化 2.4.6 絮凝设备 2.4.7 絮凝技术的应用 2.4.8 絮凝技术的新进展 3. 固液分离技术 3.1过滤 3.3.1 传统的过滤方法 3.3.2 膜过滤 3.2 离心 3.2.1 离心原理 3.2.2 离心方法 3.2.3 离心分离设备及其放大 4. 细胞破碎和分离提取技术 4.1 细胞破碎技术 4.1.1 细胞破碎方法及机理 4.1.2 机械方法破碎
4.1.3 细胞物理破碎方法 4.1.4 化学法破碎 4.1.5 生物法破碎 4.1.6 超临界细胞破碎技术 4.1.7 胞内产物的选择性释放 4.2 从发酵液直接分离产物 4.2.1 双水相分离技术 4.2.2 膨胀床分离技术 4.2.3 泡载分离技术 5 生物产品萃取技术 5.1 双水相萃取 5.1.1 双水相基本原理 5.1.2 影响分配平衡的因素 5.1.3 双水相萃取的应用 5.1.4 双水相萃取技术的新进展 5.2 反胶团萃取 5.2.1 反胶团萃取原理 5.2.2 反胶团体系分离，制备方法和影响因素 5.2.3 反胶团萃取的应用 5.2.4 反胶团萃取分离技术的新进展 5.2.5 反胶团萃取的设备研究 5.2.6 反胶团前景展望 5.3 凝胶萃取 5.3.1 凝胶萃取过程简介 5.3.2 凝胶萃取的热力学原理 5.3.3 凝胶萃取的凝胶 5.3.4 凝胶萃取的影响参数 5.3.5 凝胶萃取在分离中的应用 5.3.6 凝胶萃取的设备 5.4 固相微萃取 5.4.1 固相微萃取的原理 5.4.2 固相微萃取的操作 5.4.3 萃取过程的影响因素 5.4.4 固相萃取的应用 5.5 超临界萃取 5.5.1 超临界萃取的原理 5.5.2 超临界萃取的方式 5.5.3 影响SFE的因素 5.5.4 超临界萃取的特点 5.5.5 超临界萃取的应用 5.6 超声和微波萃取 5.6.1 超声波萃取 5.6.2 微波萃取
化工原理分离工程知识点
说明分离过程与分离工程的区别? 答:分离过程:是生产过程中将混合物转变组成不同的两种或多种相对纯净的物质的操作;分离工程:是研究化工及其它相关过程中物质的分离和纯化方法的一门技术科学,研究分离过程中分离设备的共性规律，是化学工程学科的重要组成部分。 实际分离因子与固有分离因子的主要不同点是什么? 答:前者是根据实际产品组成而计算，后者是根据平衡组成而计算。两者之间的差别用级效率来表示。错误:固有分离因子与分离操作过程无关 怎样用分离因子判断分离过程进行的难易程度? 答:分离因子的大小与1相差越远，越容易分离;反之越难分离。 按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为哪两类? 答:平衡分离过程:采用平衡级(理论板)作为处理手段，利用两相平衡组成不相等的原理，即达到相平衡时,原料中各组分在两个相中的不同分配，并将其它影响参数均归纳于级效率之中，如蒸发、结晶、精馏和萃取过程等。大多数扩散分离过程是不互溶的两相趋于平衡的过程。速率分离过程:通过某种介质，在压力、温度、组成、电势或其它梯度所造成的强制力的推动下，依靠传递速率的差别来操作，而把其它影响参数都归纳于阻力之中。如超滤、反渗透和电渗析等。通常,速率控制过程所得到的产品，如果令其互相混合，就会完全互溶。 分离过程常借助分离剂将均相混合物变成两相系统，举例说明分离剂的类型。 答:分离过程的原料可以是一股或几股物料，至少必须有两股不同组成的产品，这是由分离过程的基本性质决定的。分离作用是由于加入(媒介)而引起的，分离剂可以是能量(ESA)或物质(MSA),分离剂有时也可两种同时应用。例如，要把糖水分为纯净的糖和水需要供给热量，使水分蒸发，水蒸气冷凝为纯水,糖在变浓的溶液中结晶成纯糖。或供给?令量，使纯水凝固出来，然后在较高剃温度下使其隔出化;这里所加入的分离剂为ESA。也可将糖水加压，通过特殊的固体膜将水与糖分离。这里所加入的分NEW口e录制小视频离剂为MSA。此外，ESA还可以是输入或输出的功，以驱动泵、压缩机;在吸收、萃取、吸附、离子交换、液膜固膜分离中，均须加入相应的MSA。
生化分离工程复习题2及答案教学提纲
生化分离工程复习题 2及答案
生化分离工程复习题 一、填空题 1. 生化分离过程主要包括四个方面：预处理、细胞分离、纯化、产品加工。 2. 发酵液常用的固液分离方法有沉淀法和结晶法等。 3. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜； 4. 离子交换分离操作中，常用的洗脱方法简单洗脱和梯度洗脱。 5. 等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其各种蛋白质等电点 的不同。 6. 典型的工业过滤设备有板框压滤机和转筒真空过滤机。 9. 超临界流体的特点是与气体有相似的扩散性能，与液体有相似的密度。 二、单选题 1．供生产生物药物的生物资源不包括（ D ） A. 动物 B. 植物 C. 微生物 D. 矿物质 2．下列哪个不属于初步纯化：( C ) A. 沉淀法 B. 吸附法 C. 亲和层析 D. 萃取法 3．HPLC是哪种色谱的简称（ C ）。 A. 离子交换色谱 B.气相色谱 C.高效液相色谱 D.凝胶色谱 4．其他条件均相同时，优先选用那种固液分离手段（ B ） A. 离心分离 B. 过滤 C. 沉降 D. 超滤 5．适合小量细胞破碎的方法是（ C ） A. 高压匀浆法 B. 超声破碎法 C. 高速珠磨法 D. 高压挤压法 6．有机溶剂沉淀法中可使用的有机溶剂为（ D ） A. 乙酸乙酯 B. 正丁醇 C. 苯 D. 丙酮 7．液-液萃取时常发生乳化作用，如何避免（ D ） A. 剧烈搅拌 B. 低温 C. 静止 D. 加热 8．盐析法与有机溶剂沉淀法比较，其优点是（ B ） A．分辨率高 B．变性作用小 C．杂质易除 D．沉淀易分离 9．工业上常用的过滤介质不包括（ D ） A. 织物介质 B. 堆积介质 C. 多孔固体介质 D. 真空介质 10．哪一种膜孔径最小（ C ） A. 微滤 B. 超滤 C. 反渗透 D. 纳米过滤 11．用于蛋白质分离过程中的脱盐和更换缓冲液的色谱是（ C ） A. 离子交换色谱 B. 亲和色谱 C. 凝胶过滤色谱 D. 反相色谱 12．“类似物容易吸附类似物”的原则，一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质 （ B ） A．极性溶剂 B．非极性溶剂 C．水 D．溶剂 13．下列细胞破碎的方法中，哪个方法属于非机械破碎法( A ) A. 化学法 B. 高压匀浆 C. 超声波破碎 D. 高速珠磨 14．离子交换树脂适用（ A ）进行溶胀 A. 水 B. 乙醇 C. 氢氧化钠 D. 盐酸
生化名词解释总结
第二章氨基酸 1、构型（configuration）一个有机分子中各个原子特有的固定的空间排列。这种排列不经过共价键的断裂和重新形成是不会改变的。构型的改变往往使分子的光学活性发生变化。 2、构象（conformation）指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布。一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。 3、旋光异构：两个异构化合物具有相同的理化性质，但因其异构现象而使偏振光的旋转方向不同的现象。 4、等电点（pI，isoelectric point）使分子处于兼性分子状态，在电场中不迁移（分子的净电荷为零）的pH值。 第三章蛋白质的结构 1、肽（peptides）两个或两个以上氨基酸通过肽键共价连接形成的聚合物。 2、肽键（peptide bond）一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基缩合，除去一分子水形成的酰胺键。 3、肽平面：肽链主链上的肽键因具有双键性质，不能自由旋转，使连接在肽键上的6个原子共处的同一平面。 4、蛋白质一级结构：蛋白质一级结构(primary structure) 指蛋白质中共价连接的氨基酸残基的排列顺序。 5、蛋白质二级结构：蛋白质二级结构：肽链中的主链借助氢键，有规则的卷曲折叠成沿一维方向具有周期性结构的构象。 6、超二级结构：若干相邻的二级结构单元（螺旋、折叠、转角）组合在一起，彼此相互作用，形成有规则在空间上能辨认的二级结构组合体、充当三级结构的构件，称为超二级结构（super-secondary structure）,折叠花式（folding motif）或折叠单位（folding unit） 7、结构域：在较大的球状蛋白质分子中，多肽链往往形成几个紧密的相对独立的球状实体，彼此分开，以松散的肽链相连，此球状实体就是结构域 8、蛋白质三级结构：指一条多肽链在二级结构或者超二级结构甚至结构域的基础上，进一步盘绕，折叠，依靠共价键的维系固定所形成的特定空间结构成为蛋白质的三级结构。9、蛋白质的四级结构：对蛋白质分子的二、三级结构而言，只涉及一条多肽链卷曲而成的蛋白质。在体内有许多蛋白质分子含有二条或多条肽链，每一条多肽链都有其完整的三级结构，称为蛋白质的亚基，亚基与亚基之间呈特定的三维空间排布，并以非共价键相连接。这种蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，为四级结构。由一条肽链形成的蛋白质没有四级结构。 10、蛋白质三维结构 11、氢键：氢原子与电负性的原子X共价结合时，共用的电子对强烈地偏向X的一边，使氢原子带有部分正电荷，能再与另一个电负性高而半径较小的原子Y结合，形成的X—H┅Y 型的键。 12、疏水作用力：分子中存在非极性基团（例如烃基）时，和水分子（广义地说和任何极性分子或分子中的极性基团）间存在相互排斥的作用，这种排斥作用称为疏水力。 13、Sanger测序 14、Edman降解测序：从多肽链游离的N末端测定氨基酸残基的序列的过程。N末端氨基酸残基被苯异硫氰酸酯修饰，然后从多肽链上切下修饰的残基，再经层析鉴定，余下的多肽链（少了一个残基）被回收再进行下一轮降解循环。
生物分离工程知识点整理共8页
生物分离工程 第一章(绪论) 生物分离工程的定义和过程 生物分离工程定义（名词解释）： 为提取生物产品时所需的原理、方法、技术及相关硬件设备的总称，指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程。过程： 目标产物捕获 目标产物初步纯化(萃取、沉淀、吸附等方法) 目标产物高度纯化和精制 细胞分离三种手段：重力沉降离心沉降过滤 第二章 离心分离原理和方法： 原理：离心沉降是在离心力的作用下发生的。 单位质量的物质所受到的离心力： 式中： r为离心半径，即从旋转轴心到沉降颗粒的距离； ω为旋转角速度； N为离心机的转数，s－1 方法：（1）差速离心分级 （2）区带离心（差速区带离心、平衡区带离心） 离心分离设备： 离心力（转速)的大小：低速离心机、高速离心机、超离心机 按用途：分析性、制备性 按工业应用：管式离心机、碟片式离心机 实验室用以离心管式转子离心机，离心操作为间歇式 悬浮液的预处理方法和目的： 方法： 1.加热：最简单和最廉价的处理方法。黏度、促凝聚、固体成分体积、破坏凝胶结构、增加空隙率 调pH值：方法简单有效、成本低廉 2.凝聚：在凝聚剂(如铝盐、铁盐、石灰和NaCl)作用下，细胞蛋白质等胶体去稳定，并聚集成1mm大小的凝聚块的过程。（机理：破坏双电层，水解后胶体吸附，氢键结合等） 3.絮凝：在絮凝剂高分子聚合电解质的作用下，胶体颗粒和聚合电解质交连成网，形成10mm大小的絮凝团过程。（机理：絮凝剂主要起中和电荷、桥架和网络作用） 4.惰性助滤剂：一种颗粒均匀、质地坚硬的粒状物质，用于扩大过滤表面的适应范围，减轻细小颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞。（使用方法：预涂层；按一定比率混合。助滤剂种类：硅藻土、纤维素、未活化的炭、炉渣、重质碳酸钙等。） 目的：提高过滤速度和过滤质量是过滤操作的目标。 各种细胞破碎技术原理和优缺点： 原理：许多生物产物在细胞培养过程中保留在细胞内，需破碎细胞，使目标产物选择性地释放到液相。破碎的细胞或其碎片去除后，上清液用于进一步的分离纯化。
生化分离工程 第三章 沉淀
第三章沉淀 主要内容 第一节蛋白质表面特性 第二节蛋白质沉淀方法 第一节蛋白质表面特性 蛋白质表面由不均匀分布的荷电基团形成的荷电区、亲水区和疏水区构成。 蛋白质的水溶液呈胶体性质，在蛋造白质分子周围存在与蛋白质分子紧密或疏松结合的水化层。是蛋白质形成稳定的胶体溶液、防止蛋白质凝聚沉淀的屏障之一。 蛋白质沉淀的另一屏障是蛋白质分子间的静电排斥作用。当双电层的电位足够大时，静电排斥作用抵御分子间的相互吸引作用，使蛋白质溶液处于稳定状态。 第二节蛋白质沉淀的方法 盐析沉淀法 等电点沉淀法 有机溶剂沉淀法 非离子型聚合物 聚电解质 多价金属离子 1.盐析法 盐析沉淀法：蛋白质在高离子强度溶液中溶解度降低，发生沉淀的现象。 中性盐：硫酸铵、硫酸钠、柠檬酸钠等 盐析沉淀原理: 由于加入大量的中性盐破坏了蛋白质的水化膜、中和其所带的电荷从而使蛋白质分子聚集而沉淀析出。 蛋白质的盐析行为常用Cohnx经验式表示： lgS=β-K sμ 式中S为蛋白质的溶解度；μ为离子强度；β为常数，与盐的种类无关，但与温度和pH有关；K s 为盐析常数，与盐的种类有关，但与温度和pH无关。 K s分级盐析法：在一定的pH和温度条件下，改变盐的浓度(即离子强度)达到沉淀的目的。 β分级盐析法：在一定的离子强度条件下，改变溶液的pH和温度达到沉淀的目的。 影响盐析的因素 (1)无机盐种类：离子半径小，带电多，电荷密度高的阴离子，盐析效果好。 (2)pH值：pH影响Cohnx方程中的b值，pH值接近蛋白质pI值时，蛋白
质溶解度最小。 (3)温度：T影响Cohn方程中的b值。温度升高，b降低；温度降低，b升高。 分段盐析 不同的蛋白质分子，由于其分子表面的极性基团的种类、数目以及排布的不同，其水化层厚度不同，故盐析所需要的盐浓度也不一样，因此调节蛋白质的中盐浓度，可以使不同的蛋白质分别沉淀。 ?常用的盐析剂是硫酸铵，因为它的盐析能力强，在水中的溶解度大，价格便宜，浓度高时也不会引起蛋白质活性丧失。 ?盐析沉淀的蛋白质仍保持天然构象，即仍有活性。 ?蛋白质用盐析方法沉淀分离后，还需要脱盐才能进一步精提纯。脱盐常用透析法。 透析是将含有小分子杂质的蛋白质溶液装在半透膜（玻璃纸、火绵纸等）制的透析袋里放在缓冲液中进行，可不断更换缓冲液，直至杂质被除去。 2 等电点沉淀 利用蛋白质在pH等于其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法称为等电点沉淀法。 不同的蛋白质有不同的等电点，因此通过调节溶液pH到目的蛋白的等电点，可使之沉淀而与其它蛋白质分开，从而除去大量杂蛋白。 沉淀原理：蛋白质在其等电点时溶解度最低。 3 有机溶剂沉淀法 ?有机溶剂沉淀：向含有目标物质的溶液中加入水溶性的有机溶剂(如丙酮，乙醇等)，而使目标物质发生沉淀的方法。 沉淀原理： A 有机溶剂能破坏溶质分子的水化层，降低溶质的溶解度； B 有机溶剂降低水溶液的介电常数，使溶质分子间的静电引力（库仑力）增大，导致溶质的凝集和沉淀。 4 非离子型聚合物 非离子型聚合物：利用一些非离子型的高聚物来沉淀蛋白质的方法。 沉淀原理：可能有降低蛋白质分子表面的水化程度或空间排阻作用
生化分离技术(主要内容)
生化分离技术：描述回收生物产品分离过程原理和方法的术语，是指从动植物组织培养液或微生物发酵液中分离、纯化生物产品过程中所采用的方法和手段的总称。 生化分离过程是生物技术转化为生产力不可缺少的重要环节，其技术进步程度对生物技术的发展有着举足轻重作用，为突出其在生物技术领域中的地位和作用，常称它为生物技术 的下游工程。 分离纯化过程的难点：目的产物在细胞或反应液中含量不高，杂质种类多，数量大；杂质性质与产物相似；产物稳定性不高。 生化分离技术的主要种类：沉淀分离（盐析、有机溶剂沉淀、选择性变性沉淀、非离子聚合物沉淀）；膜分离（透析、微滤、超滤、纳滤、反渗透）；层析分离（吸附、凝胶、离子交换、疏水、反相、亲和层析）；电泳分离（SDS-PAGE、等电聚焦、双向电泳、毛细管电泳）；离心分离（低速、高速、超速离心分离技术）， 生化分离的特点：成分复杂；含量甚微；易变性/易被破坏；具经验性；均一性的相对性。 预处理需注意的条件：⑴温度尽可能低⑵提取液的量要保证“充分浸入”⑶加入足量酚类吸附剂⑷加入足量氧化酶抑制剂⑸搅拌转速要恰当⑹pH控制在合适范围，一般5.5～7
细胞的破碎：用一定方法（机械/物理/化学/酶法）打开细胞壁或膜，使细胞内含物有效释放出来。 挤压：微生物细胞在高压下通过一个狭窄的孔道高速冲出，因突然减压而引起一种空穴效应，使细胞破碎。 沉淀：溶液中溶质由液相变成固相析出的过程。本质：通过改变条件使胶粒发生聚结，降低其在液相中的溶解度，增加固相中的分配率。作用：分离、澄清、浓缩、保存 盐溶：低浓度中性盐离子对蛋白质分子表面极性基团及水活度的影响，增加蛋白质与溶剂相互作用力，使其溶解度增大。 盐析：中性盐浓度增至一定时，水分子定向排列，活度大大减少，蛋白质表面电荷被中和，水膜被破坏，从而聚集沉淀。 有机溶剂沉淀法：使溶液的介电常数大大降低，从而增加带电粒子自身之间的作用力，易聚集沉淀；争夺酶、蛋白质等物质表面的水分子，破坏水化层，使分子易碰聚产生沉淀。 沉淀条件讨论：1. 温度；2. pH ；3. 浓度；4. 离子强度；5. 有机溶剂的选择；6. 多价阳离子的影响；7. 溶剂用量 膜分离或膜过滤定义：用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对两个或两个以上组分的溶质和溶剂进行分离、提纯和富集的方法。 膜：两相之间的一个不连续区间，是隔开两种流体的一个薄的阻挡层。 膜分离的特点：过程为常温过程；不发生相变；密闭系统中进行；产品不受污染；选择性好；适应性强；实现自动化操作。