天然产物复习题(1)
一、名词解释
1、天然产物活性成分——构成各种天然产物体的物质除水分、糖类、蛋白质类、脂肪类等必要物质外，还包括其次生代产物 (如萜类、黄酮、生物碱、甾体、木质素、矿物质等)。这些物质对人类以及各种生物具有生理促进作用，故名为天然产物活性成分。
2、临界胶束浓度(CMC) ——表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度。
3、胶原蛋白——胶原蛋白又叫胶原质，(collagen)是一种生物性高分子物质，是一种白色、不透明、无支链的纤维性蛋白质。是细胞外基质最重要的组成部分，在动物细胞中扮演结合组织的角色，同时也是对我结缔组织最主要的构造性蛋白质。它可以补充皮肤各层所需的营养，使皮肤中胶原活性增强，有滋润皮肤，延缓衰老、美容、消皱、养发等功效。
4、双水相萃取技术——两种或以上具有一定浓度的亲水性聚合唔溶液混合后静置，这些亲水性的高分子聚合物斌并不混为一相，而是分成多个液相，此为聚合物的不相容性。利用双水相当成相现象及贷分离组分在两相间分配系数的差异进行组分分离或多水相提纯的技术。
5、浓差极化现象——浓差极化是指，当水透过膜并截留盐时，在膜表面会形成一个流速非常低的边界层，边界层中的盐浓度比进水本体溶液盐浓度高，这种盐浓度在膜面增加的现象叫做浓差极化。
6、凝胶极化——凝胶极化是指在膜分离的过程中，由于溶质受到膜的截留作用，不能完全通过膜，溶质在膜表面附近浓度升高，导致膜两侧的有效压差减少，膜的通透量降低，当膜表面附近的浓度超过溶质的溶解度时，溶质析出，并在膜的表面形成凝胶层，这个过程就是凝胶极化。
7、渗透——当利用半透膜把两种不同浓度的溶液隔开时，浓度较低的溶液中的溶剂(如水)自动地透过半透膜流向浓度较高的溶液，直到化学位平衡为止的现象。
8、反渗透——反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液;高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。
9、亲和层析——亲和层析是一种吸附层析，抗原(或抗体)和相应的抗体(或抗原)发生特异性结合，而这种结合在一定的条件下又是可逆的。所以将抗原(或抗体)固相化后，就可以使存在液相中的相应抗体(或抗原)选择性地结合在固相载体上，借以与液相中的其他蛋白质分开，达到分离提纯的目的。
10、非对称模——非对称膜的断面不对称，这种膜具有极薄的表面活性层级其下部的多孔支撑层。
二、填空题
1、甾体类化合物包括__动植物甾醇(也叫固醇)___________、_____胆酸________、__维生素D___________、动物激素、___肾上腺皮质激素_______、植物强心苷、甾体生物碱、甾体药物、蟾酥毒素、昆虫激素等。
2、超临界流体萃取最适合提取_______非极性___________类天然产物。微波辅助提取不适合提取______非极性____________类天然产物。超声波辅助提取适于提取________极性__________类天然产物。双水相萃取技术主要分离____________极性______类天然产物。_________固相微萃取_________技术可以用于气体、液体、生物、固体等样品中各类挥发性或半挥发性物质的分析。
2、超临界流体萃取最适合提取难溶解类天然产物;微波辅助提取不适合提取热稳性类天然产物。超声波辅助提取适于提取热敏性类天然产物。双水相萃取技术主要分离酶和蛋白质类天然产物。固体微萃取技术可以用于气体、液体、生物、固体等样品中各类挥发性或半挥发性物质的分析。
3、反向微胶团分离过程分两步:第一步是_____反相微胶团_____________的形成;第二步是_________反相微胶团_________的破乳及_______生物大分子___________的释放。形成含生物大分子的反相微胶团的方法有多种，最常用到的有2种:__________相转移________法和________溶解__________法。
4、凝胶层析以__________凝胶层析柱_________为固定相，按照______分子大小不同____________分离样品中的各组的液相色谱法。
5、固相微萃取(SPME)有三种基本的萃取模式:______直接萃取________、____顶空萃取_________ 和___膜保护萃取____________。SPME可用于_________气体，固体，液体中挥发_________和_____半挥发_____________样品前处理。
6、薄层层析根据使用的支持剂种类不同分为:______分配________薄层层析、________吸附______薄层层析、_____离子交换_________薄层层析和_________ 凝胶_____薄层层析。其中以_______吸附_______薄层层析最为普遍。在选择离子交换层析时，如果被分离的物质带正电荷，应选择_____阳离子_________交换剂，如带负电荷，应选择______阴离子 ________交换剂。
7、分子印迹技术是以待分离的化合物为印迹分子，制备对该类分子有选择性识别功能的_____共价型分子印迹聚合物(MIPS)_______________。
8、高速逆流色谱是一种连续高效的____液—液分配 ________色谱技术，利用物质在两相___两相中分配系数___________的不同实现对物质的分离。
9、高速逆流色谱所应用到的溶剂体系有三种，即:_弱极性______________、
______中极性___________和__________强极性____________。
10、泡沫分离过程包括两个主要部分:一是形成泡沫，使待分离的组分被吸附到气-液界面上，主要设备为_______泡沫塔______;二是泡沫及其吸附的溶质收集和分离，主要设备为______破沫器__________。
11、蛋白质为两性电解质，溶于水后，形成___水膜层________、电荷区和亲水区。
12、大孔吸附树脂应用的原理是吸附和_________筛选_______原理。
13、反胶束是双亲物质在________非极性有机溶剂__________________________________中的自发聚集体。
14、实用的有机高分材料有:______纤维素酯类_______、________聚砜类_____、____聚酰胺类_________及____芳香杂环聚合物_____。无机膜多以金属及其氧化物、多孔玻璃、瓷为材料，从结构上可分为______致密_______膜、____多孔_________膜和_______复合______膜三种。
15、渗透汽化与常用膜分离技术的最大不同点在于________它在渗透过程中发生由液相到气相的相变化_________________。
三、简答题
1、何为生物碱(P25？生物碱的基本类型有哪些(P27？生物碱在植物界的分布规律及在植物体存在的形式有哪些？(P26
(1)生物碱:存在于生物体中的一类除了蛋白质、肽类、氨基酸和维生素B以外的含氮碱基的有机化合物，有类似碱的性质，能和酸结合成盐。大多数存在于植物中，个别存在于动物体;具有环状结构，难溶于水;大多具有苦味，呈无色结晶体，少数存在液体中。
(2)生物碱可分类:按植物来源:共存同种植物中的生物碱为一类。按生源途径:同一个生源途径的为一类。按氮原子存在杂环母核类型:同一种母核类型为一类。?生源途径结合母核类型。
(3)生物碱的分布规律:生物碱主要分布在高等植物中，低等植物只在蕨类、菌类的个别植物中存在生物碱。同科同属的植物中可能含相同结构类型的生物碱。一种植物体含数种或数十种生物碱共存，且其化学结构可能有相似之处。
(4)生物碱在植物体的存在形式主要是盐类，有少数碱性极弱的以游离状态存在，其他以酯、苷及N-氧化物的形式存在。
2、简单叙述研究天然活性成分的一般方法和程序？(书本第一页)
（1）一般程序：自然界生物→天然药物有效成分的提取→分离纯化→活性初步研究→结构鉴定→有效成分毒理学、药效学评价→活性成分开发应用
(2) 一般方法:
a) 有效成分的提取方法常用的提取方法有:溶剂萃取法、物理场强化萃取技术、超临界萃取法、水汽蒸馏法、沉淀法、盐析法、渗析法、升华法
b)天然产物有效成分的分离和纯化:膜分离技术、双水相萃取技术、吸附层析、分配层析、凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析、高速逆流色谱、分子蒸馏技术
c) 天然产物有效成分的分子结构鉴定:色谱、红外、紫外、质谱等方法
d) 天然产物有效成分毒理学、药效学评价
3、试分析天然产物具有活性的原因。(P4)
（1）天然产物的活性主要来源遗传和进化，地球上的生物不断在遗传进化中进行生存竞争，在于疾病和环境斗争中渐渐形成了防病、防衰、自愈的遗传本能，而这些本能的物质基础就是活性成分的源泉。
（2）在漫长的进化过程中，每种生物都发展了自己独特的生命体系，造成生理生化过程的差异，由此产生了不同的天然活性物质。
4、简述膜分离技术与其它分离技术比较的优点。
（1）高效的分离过程；（2）膜分离不发生相变化，能耗低；（3）接近室温的工作温度；（4）纯物理过程，不用化学试剂和添加剂；（5）品质稳定性好；（6）适应性强，容易自动化操作；（7）环保而且用途广泛。
5、叙述凝胶层析原理，并说明其操作过程
（1）基本原理：凝胶颗粒部具有多孔网状结构，被分离的混合物流过层析柱时，比凝胶孔径大的分子不能进入凝胶孔，在凝胶颗粒之间的空隙向下移动，并最先被洗脱出来；比网孔小的分子能不同程度的自由出入凝胶孔外，在柱经过的路程较长移动速度较慢，最后被洗脱出来。
（2）操作过程：
①层析柱的选择：层析柱大小主要是根据样品量的多少以及对分辨率的要求来进行选择。长度不超过100 cm，为得到高分辨率，可串联使用。层析柱的直径和长度比一般在1:25～1:100之间。
②凝胶前处理：
溶胀：称取适量凝胶干粉，用约10倍蒸馏水浸泡24小时以上，待凝胶充分溶胀后，倾去上层悬浮物及蒸馏水
碱洗：用0.5 N NaOH 溶液浸泡半个小时，然后用蒸馏水洗至中性
酸洗：用0.5 N HCl 溶液浸泡半个小时，然后用蒸馏水洗至中性。
平衡：用起始缓冲液浸泡凝胶，直至凝胶液pH与起始缓冲液相同。
③装柱：将层析柱垂直固定，加入适量溶剂排走空气。将平衡好的凝胶搅匀，连续倾入柱中，待其自然沉降至1/4~1/3高时打开下端出口，让溶剂慢慢流出，继续侵入凝胶至沉降到所需高度。用3-5倍柱床体积的起始缓冲液走柱，使交换剂充分平衡，柱床稳定。
④上样：1）装好层析装置后，打开下端出口，使溶液流出至刚好达到凝胶胶面；2）沿柱壁缓慢加入样品，打开下端出口，使样品溶液流出至刚好达到凝胶胶面，再取少量起始缓冲液洗涤柱壁；3）打开起始缓冲液阀门，连续洗脱；4）用自动部分收集器自动或手动收集，合并同一高峰各管。
⑤凝胶的再生：用过的凝胶经0.5N的NaOH和HCl溶液分别处理后可以恢复其性
能
⑥凝胶的保存：1）A、湿法保存，防腐剂硫柳汞,0.005%,使用时水洗除去；B、加入氯仿, 使用时60℃水浴除去；C、 60~70%乙醇溶液
2）干法保存：凝胶→抽去过量水→加入乙醇（0~95%）→抽干→ 60~80℃烘干
6、试分析膜分离技术在食品工业上的应用前景。
（1）啤酒、果酒、黄酒、葡萄酒的澄清除菌过滤
（2）苹果、梨、草莓、橙、芒果、桃、梅、、柠檬等果汁的澄清除菌过滤（3）苹果、梨、凤梨、草莓、橙、芒果、桃、梅、、柠檬等果汁的脱水浓缩（4）葡萄酒、果酒、茶、咖啡芬香气味的浓缩保留
（5）豆蛋白、乳清蛋白、白蛋白、单糖、多糖溶液的澄清与浓缩
（6）乳清、奶酶及其他乳品的澄清、脱盐与浓缩
（7）蔬菜抽提汁/西红柿汁的脱水浓缩
7、试比较分子蒸馏与常规蒸馏优缺点。
（1）常规蒸馏靠不同物质沸点不同分离，而分子蒸馏靠不同物质分子运动自由程区别而分离，所以操作温度低；
（2）分子蒸馏的工作绝对压强可以很低，但常规蒸馏的极限操作压力一般限制在2000Pa左右；
（3）分子蒸馏的受热时间短，分离效率高；
（4）产品收率和品质较高，对于高沸点、热敏性及易氧化物料的分离纯化，在保持天然产物（药物）的品质上，分子蒸馏技术显示其独特优势。
（5）由于分子蒸馏的独特结构，部阻力远比常规蒸馏小，生产耗能小。
8、超临界流体分离技术的原理，及影响超临界流体萃取的因素
（1）原理：利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，超临界流体具有很好的流动性和渗透性，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。
（2）因素：(1)密度：溶解强度与SCF的密度相关,温度一定,密度(压力)增加,可使溶剂强度增加,溶质的溶解度增加;(2)夹带剂：由于SFE的多数溶剂是极性小的溶剂,限制了对极性较大溶质的应用.加入少量夹带剂(如乙醇等)改变溶剂的极性,提高收率；（3）粒度：粒度小有利于SFE-CO2萃取；（4）流体体积：提取物的分子结构与所需的SCF的体积有关,增大流体的体积能提高回收率。
9、物理场强化溶剂萃取试验设计中要注意什么问题？
(1)被提取物需经适当粉碎；（2）必须存在一定的浓度差；（3）选用适当的溶剂；（4）保持一定的温度；（5）给予提取过程一定的时间；（6）适当的搅拌
10、反相微胶团萃取技术的原理和分离方法
（1）原理：是蛋白质从主体水相向溶解于有机溶剂相中纳米级的、均一且稳定的、分散的反胶团微水相中的分配萃取。
（2）分离方法：可通过调整pH、离子强度、表面活性剂浓度等来控制分离场（反
胶团）--待分离物质（生物大分子）的相互作用，实现对目的物质高选择性的萃取。
11、双水相萃取技术的原理及应用
在一定条件下，水相可形以成两相。将水溶性的酶、蛋白质等生物活性物质从一个水相转移到另一水相的过程。
应用：
1、胞酶提取
2、核酸的分离及纯化
3、人生长激素、β-干扰素的提取
4、病毒的提取、纯化
5、生物活性物质的分析检测
12、固相微萃取技术的原理及萃取方式
吸附:根据相似相溶原则,萃取头上不同的涂层萃取不同的待测物，主要是物理吸附。
解吸：通常为热解吸，另外，GC的载气流、合适的溶剂也有助于解吸。
SPME的萃取机制就是待测物的样品基质和萃取介质（涂层）间的分配。
萃取方式：直接萃取，顶空萃取和膜保护萃取。
13、分子印迹聚合物制备的步骤有哪些？分子印迹技术的原理是什么？设计一个分子印迹聚合物的工艺流程？
（1）步骤：1.在一定溶剂（也称致孔剂）中，模板分子与功能单体依靠官能团之间的共价或非共价作用形成主客体配合物；
2.加入交联剂，通过引发剂、光或热等引发单体聚合，使主客体配合物与交联剂通过自由基共聚合在模板分子周围形成高联的刚性聚合物；
3.将聚合物中的印迹分子洗脱或解离出来。
（2）原理：当模板分子（印迹分子）与聚合物单体接触时会形成多重作用点，通过聚合过程这种作用就会被记忆下来，当模板分子除去后，聚合物中就形成了与模板分子空间构型相匹配的具有多重作用点的空穴，这样的空穴将对模板分子及其类似物具有选择识别特性。
（3）工艺流程：以对位红分子印迹聚合物为例：对位红分子印迹聚合物是以对位红（PR-1）为模板分子，以甲基丙烯酸（MMA）为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）为交联剂，偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂和以乙腈为致孔剂反应后脱除模板分子而得到的。
14、泡沫分离技术的基本原理及应用围
（1）原理：利用待分离物质本身具有表面活性（如表面活性剂）或能与表面活性剂通过化学的、物理的力结合在一起，在鼓泡塔中被吸附在气泡表面，得以富集，籍气泡上升带出溶剂主体，达到净化主体液、浓缩待分离物质的目的。（2）应用围：A.蛋白质和酶的分离浓缩泡沫分离可应用于各种蛋白质和酶的分离。B 皂苷的富集和浓缩