生物分離工程習題集整理

1、8/8生物分離工程習題一、名詞解釋3x0=301、雙電層：偏離等電點的蛋白質(zhì)的凈電荷或正或負,成為帶電粒子，在電解質(zhì)溶液中就、吸引相反電荷的離子，由于離子的熱運動，反離子層并非全部整齊的排列在一個 面上，而是距表面由高到低有一定的濃度分布，形成分散雙電層簡稱雙電層.、s層(吸附層)：相距膠核表面有一個離子半徑的strn平面以內(nèi)，反離子被緊密束縛在膠核表面。3、擴散層：在stern平面以外，剩余的反離子則在溶液中擴散開去,距離越遠，濃度越小,最后達到主體溶液的平均濃度。、超臨界流體萃?。何镔|(zhì)均具有其固有的臨界溫度和臨界壓力，在壓力溫度相圖上稱為臨界點。在臨界點以上物質(zhì)處于既非液體也非氣體的超臨界

2、狀態(tài),稱為超臨界流體。利用超臨界流體為萃取劑的萃取操作.、細胞破碎：指利用外力破壞細胞膜和細胞壁，使細胞內(nèi)容物包括目的產(chǎn)物成分釋放出來、凝聚：在化學物質(zhì)（鋁、鐵鹽等）作用下,膠體脫穩(wěn)并使粒子相互聚集成1mm大小塊狀凝聚體的過程.9、絮凝：絮凝劑(大分子量聚電解質(zhì))將膠體粒子交聯(lián)成網(wǎng)，形成0大小絮凝團的過程。10、錯流過濾:液體的流向和濾膜相切,使得濾膜的孔隙不容易堵塞。被過濾的發(fā)酵液在壓力推動下,帶著混濁的微粒，以高速在管狀濾膜的內(nèi)壁流動,而附著在濾膜上的殘留物質(zhì)很薄,其過濾阻力增加不大,因而能在長時間內(nèi)保持穩(wěn)定不變的過濾速度.1、道南（Da)效應:離子和荷電膜之間的作用即相同電荷排斥而相反電

3、荷吸引的作用。2、膠團：向水中加入表面活性劑，水溶液的表面張力隨表面活性劑濃度的增大而下降.當表面活性劑濃度達到一定值后,將發(fā)生表面活性劑分子的締合或子聚集，形成膠粒大小的聚集體,這種聚集體就稱為膠團.14、截留率:表示膜對溶質(zhì)的截留能力，可用小數(shù)或百分數(shù)表示，在實際膜分離過程中,由于存在濃度極化，真實截留率為 .1p/ Cp透過液濃度 截留液濃度。15、截斷曲線：通過測定相對分子質(zhì)量不同的球形蛋白質(zhì)或水溶性聚合物的截留率,可獲得膜的截留率與溶質(zhì)相對分子質(zhì)量之間關系的曲線。16、截斷分子量:截留曲線上截留率為0.（9%）的溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量叫截斷分子量。18、濃差極化:在膜表面附近濃度高于主體

4、濃度的現(xiàn)象。當溶劑透過膜而溶質(zhì)留在膜上，因而使膜面上溶質(zhì)濃度增大的現(xiàn)象。20、基線：沒有組分進入檢測器時,檢測器系統(tǒng)的噪聲隨時間變化的曲線通常為一條直線21、基線漂移:當系統(tǒng)不穩(wěn)定時,基線會隨時間而定向緩慢變化的現(xiàn)象22、噪音：當系統(tǒng)不穩(wěn)定時，不同因素引起基線的起伏變化的現(xiàn)象,稱為基線的噪聲23、納濾：介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術2、電位：雙電層中存在距表面由高到底的電位分布,接近緊密層和分散層交界處的點位值。25、等電點沉淀法:蛋白質(zhì)在H值為等電點的溶液中凈電荷為零，蛋白質(zhì)之間靜電排斥力最小,溶解度最低，利用蛋白質(zhì)在PH值等于其等電點的溶夜中溶解度下降的原理進行沉淀分級的方法.6、分

5、配系數(shù)：萃取過程中常用溶質(zhì)在兩相中的總濃度之比7、分離因素:表征萃取劑對溶質(zhì)和分離能力的大小的數(shù)30、鹽溶:向蛋白質(zhì)的水溶液中逐漸加入電解質(zhì)時，開始階段蛋白質(zhì)的活度系數(shù)降低,并且蛋白質(zhì)吸附鹽離子后，帶點表層使蛋白質(zhì)分子間相互排斥，而蛋白質(zhì)分子與水分子間的相互作用力卻加強,因而蛋白質(zhì)的溶解度增大的現(xiàn)象。31、鹽析：蛋白質(zhì)在高離子強度的溶液中溶解度降低、發(fā)生沉淀的現(xiàn)象。3、聚合物的不相容性：當兩種高分子聚合物之間存在相互排斥作用時,由于相對分子質(zhì)量較大，分子間的相互排斥作用與混合過程的熵增加相比占主導作用,一種聚合物分子的周圍將聚而排斥異種分子,當達到平衡時，形成分別富含不同聚合物的兩相，這種含有

6、聚合物的溶液發(fā)生分相的現(xiàn)象.3、反膠團:將表面活性劑在有機溶劑中形成的膠團叫反膠團、漏出點:若將樹脂裝柱進行操作，流出液中產(chǎn)物離子達到某一濃度時，操作即應停止,樹脂進行再生后再使用。這一濃度稱為漏出點38、親和吸附:借助于溶質(zhì)和吸附劑之間的特殊的生物結(jié)合力而實現(xiàn)的吸附過程。39、疏水作用吸附:利用溶質(zhì)和吸附劑表面之間弱的疏水相互作用而被吸附的過程。2、分辨率；兩個鄰近的峰之間的距離除以兩個峰寬的平均值。3、親和層析：將配體連接到基質(zhì)上，用此種基質(zhì)填充成層析柱，利用配體與對應的生物大分子(目的物）的專一親和力,將目的物與其它雜質(zhì)分離的一種純化技術.44、晶核:球形晶體的半徑隨過飽和度的增大而降低

7、，當a值足夠大時微小,此時溶質(zhì)分子會和的概率又大大增加，極易形成半徑小于Rc的微小晶體,當超過某一特定值時，過飽溶液中就會自發(fā)形成大量晶核,這種現(xiàn)象為成核45、鹽析結(jié)晶：加入一種物質(zhì)于溶液,使溶質(zhì)的溶解成過飽和溶液而結(jié)晶的方法。46、二次成核：向介穩(wěn)態(tài)過飽和溶液中加入晶種，有新的晶核產(chǎn)生叫二次成核。5、液膜：是由水溶液或有機溶液構(gòu)成的液體薄膜。、等點聚焦、穿透曲線56、穿透時間57、露出點二、單項選擇210=201、在蛋白膠體外側(cè),有不同的電位,下列描述正確的是:（C).C、在滑移面上的電位為,稱電位、關于蛋白膠體離子形成雙電層后,蛋白外測分成不同的區(qū)域，下列哪個區(qū)域不屬于：（)。、松散層3、

8、關于對絮凝作用的描述，下列說法中不正確的是:（A）。、水化作用、破碎細菌的主要阻力是：(B).B、細胞壁5、在用沉淀法分離蛋白質(zhì)的研究中,使用得最多的鹽是:（)。C、硫酸氨6、下列哪種作用不是超聲波破碎的作用過程：（D）.、降解作用、溶菌酶(lysozyme)適用于革蘭氏陰性菌細胞的分解，應用于革蘭氏陰性菌時,需輔以EA使之更有效地作用于細胞壁。EDTA所起的作用是:(）、鰲合肽聚糖層外的脂多糖中的鈣離子，破壞肽聚糖的穩(wěn)定性8、下列方法中不屬于沉淀法的是：(D）。D、結(jié)晶、關于蛋白質(zhì)的描述不正確的是：()D、蛋白質(zhì)用等電點的方法一定能夠得到沉淀、膠體離子之所以能夠穩(wěn)定存在，其主要原因下列哪個不

9、是：（A）。A、膠體本身化學結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定1、鹽析分離蛋白時,在一定的 pH值及溫度條件下，改變鹽的濃度(即離子強度）達到沉淀的目的,稱為“Ks分級鹽析法。還有另外一種方法是：(B）、“分級鹽析法12、在膜分離當中，分離精度有小到大的排列正確的是:（A).、微濾超濾納濾反滲透13、在膜分離機制中常見的有三種模型,下列哪個模型不屬于膜分離模型：（D）。、滲透模型4、截斷曲線是通過經(jīng)驗的方式判斷好壞與否的一個標志，下列說法正確的是：(D)A、曲線越陡,膜質(zhì)量越高; B、曲線越陡,膜質(zhì)量越差;C、曲線是直線膜質(zhì)量越好; D、以上都不對。15、關于反萃取的概念，下列說法正確的是:（)、溶質(zhì)從萃取劑轉(zhuǎn)移到反

10、萃劑的過程16、萃取劑對溶質(zhì)分離能力的大小不可用下列哪種參數(shù)表示:（D）。D、分離時間7、表面活性劑的親水與親油程度的相對強弱，在工業(yè)上常用HLB數(shù)來表示。下列說法正確的是:（B）.、HLB數(shù)越大，親水性越強18、在生化工程中得到最廣泛應用的雙水相體系主要有：(D)、PG Dx體系和PE磷酸鹽體系1、在EGD雙水相系統(tǒng)中，關于雙節(jié)線形狀描述正確的是：(C）。C、兩種聚合物相對分子質(zhì)量相差越大,雙節(jié)線的形狀越不對稱20、在雙水相萃取分離中，常用的離心機是:（）。B、帶噴嘴的分離型離心機1、反膠團的微小界面和微小水相具有兩個特異性功能，除具有分子識別并允許選擇性透過的半透膜功能之外,另一個特異性功

11、能是：(D）。D、在疏水性環(huán)境中具有使親水性大分子如蛋白質(zhì)等保持活性的功能22、在用反膠團萃取技術分離蛋白質(zhì)的研究中，使用得最多的表面活性劑是：（A)。A、AT23、關于反膠團極性核正確的描述有：（C)。、它包括由表面活性劑極性端組成的內(nèi)表面和水4、對于小分子蛋白質(zhì)(Mr7的溶液中使用30、關于00離子交換樹脂敘述正確的是：(A）.A、交聯(lián)度為9%的苯乙烯系凝膠型強酸性陽離子交換樹脂31、對于離子交換樹脂的滴定曲線，不正確的敘述有:(C)。C、由滴定曲線的轉(zhuǎn)折點，不能估計其總交換量關于離子交換過程，不正確的說法有：（）。C、顆粒減小,對內(nèi)部擴散控制和外部擴散控制的影響程度一樣3、將含有鏈霉素和

12、氯化鈉的溶液稀釋10倍,則樹脂吸附鏈霉素的量也（）。A、增加1倍、關于離子交換常數(shù)K，正確的描述有：（B).B、對于有機離子，水化半徑越大，離子交換常數(shù)越大35、離子交換柱中支撐板的構(gòu)造，從上至下依次為（D）.、濾板、橡膠圈、濾布、橡膠圈和濾板。36、在固定床制備無鹽水時,離子交換和再生的操作方式一般為（C）.C、順流交換、逆流再生7、在固定床制備無鹽水工藝中，為防止逆流再生時樹脂的亂層，下列說法不正確的是(C）。C、從塔上部通入0kP的空氣來壓住樹脂3、在工業(yè)規(guī)模上,吸附劑必須滿足:有良好的物理化學穩(wěn)定性，吸附能力高,不引起失活，再生過程必須簡便而迅速.那么可滿足上述要求的吸附劑有：（C)。

13、、大網(wǎng)格聚合物吸附劑39、下列不是影響吸附過程的因素有:(）。A、吸附設備40、根據(jù)洗脫操作時展開方式的不同,色譜分離可分為洗脫展開法、前沿分析法和（D)三種。D、置換展開法.4、下列不屬于吸附色譜技術的有:(D）。D、染料層析。42、關于分辯率敘述錯誤的有：（B)。B、具有高度選擇性的方法不一定能以高的分辨率分離混合物3、親和色譜中,在小分子配基與載體間引入一定長度的“手臂，其原因是:(B)、增強配基與大分子化合物間的親和力4、關于親和色譜，敘述錯誤的有：(D).D、基團性親和色譜不具有實用意義,也不能擴大親和色譜的適用范圍45、下列關于“結(jié)晶”和“沉淀” 的敘述不正確有：（）。C、從溶液中

14、形成新相的角度來看，結(jié)晶和沉淀本質(zhì)上是不一致的4、從溶液中結(jié)晶的晶體不具有的性質(zhì)是：（A）。、各向同性、結(jié)晶過程包括在三個步驟：(）、形成過飽和溶液、晶核形成和晶體生長4、下列不是影響晶體純度的因素有：(B）。B、二次成核9、對于接觸成核優(yōu)點的敘述不正確的是：（A）.A、溶液過飽和度對接觸成核影響很大三、簡答題4x7=8、影響雙水相萃取體系分配平衡的因素有哪些?答：P12成相聚合物的相對分子質(zhì)量和濃度，鹽的種類和濃度,P值，溫度。、如何制備乳化液膜？答：在強烈剪切率下，緩慢添加水相(內(nèi)水相）于一含有表面活性劑的油相中，形成動力學上穩(wěn)定的油包水（W）型乳化液,再通過一溫和攪拌將油包水乳化液分散于

15、一連續(xù)水相(外水相）中,膜相充當了兩水相的隔離層，因而內(nèi)相不含有外相水溶液.、簡述離子交換的過程.答：外擴散或膜擴散 內(nèi)擴散或粒擴散 交換反應14、試述離子交換樹脂再生的一般原則.答：再生劑的選擇:鈉型強酸性樹脂用C溶液再生,氫型強酸性樹脂用強酸再生;氯型強堿性樹脂用NaCl再生，羥型強堿性陰樹脂用NaOH溶液再生。再生劑的用量：通常控制恢復程度為00。15、如何選擇離子交換樹脂及其操作條件？答： 條件:交換時的pH值；樹脂的型式;溶液中產(chǎn)物濃度;洗脫條件。19、什么是色譜分離,其基本特點如何？答：色譜分離是利用多組分混合物中各組分物理化學性質(zhì)（如吸附力、分子極性、分子形狀和大小、分子親和力、

16、分配系數(shù)等）的差別,使各組分以不同程度分布在兩個相（固定相和流動相）中.當多組分混合物隨流動相流動時，由于各組分理化性質(zhì)的差別，而以不同速率移動，使之分離。色譜分離的基本特點：分離效率高 應用范圍廣 選擇性強高靈敏度的在線檢測 快速分離 過程自動化操作22、簡述親和色譜的基本過程.答： 把具有特異親和力的一對分子的任何一方作為配基，在不傷害其生物功能情況下,與不溶性載體結(jié)合,使之固定化，裝入色譜柱,然后把含有目的物質(zhì)的混合液作為流動相，在有利于固定相配基和目的物質(zhì)形成絡合物的條件下進入色譜柱。目的物質(zhì)被吸附，雜質(zhì)直接流出。變換過柱溶液，使配基與其親和物分離,獲純化的目的產(chǎn)物。2、在親和色譜中經(jīng)

17、常被采用的生物親和關系有哪些？答:酶:底物、底物類似物、抑制劑、輔酶、金屬離子;抗體:抗原、病毒、細胞；激素、維生素:受體蛋白、載體蛋白;外源凝集素：多糖、糖蛋白、細胞表面受體蛋白、細胞；核酸：互補堿基鏈段、組蛋白、核酸聚合酶、核酸結(jié)合蛋白；細胞:細胞表面特異蛋白、外源凝集素。4、簡述制備過飽和溶液的方法。答: 將熱飽和溶液冷卻 將部分溶劑蒸發(fā) 化學反應結(jié)晶 鹽析結(jié)晶25、工業(yè)結(jié)晶過程中控制成核現(xiàn)象的措施有哪些？答: 維持穩(wěn)定的過飽和度，防止結(jié)晶器在局部范圍內(nèi)產(chǎn)生過飽和度的波動。限制晶體的生長速率.盡可能減低晶體的機械碰撞能量及幾率，長槳葉、慢攪拌是常用的方法。對溶液進行加熱、過濾等預處理，以

18、消除溶液中可能成為晶核的微粒。使符合要求的晶粒得以及時排出圀器內(nèi)繼續(xù)參與循將含有過量細晶的母液取出后加熱或稀釋，使細晶溶解（細消）,然后送回結(jié)晶器.調(diào)節(jié)原料溶液的pH值或加入某些具有選擇性的添加劑，以改變成核速率。6、試述雜質(zhì)對晶體生長速率的影響途徑。答: 通過改變?nèi)芤旱慕M成或平衡飽和濃度,改變晶體與溶液之間界面上液層的特性,影響溶質(zhì)長入晶面。雜質(zhì)本身在晶面上吸附，產(chǎn)生阻擋作用. 如結(jié)構(gòu)與晶格有相似之處，雜質(zhì)有可能長入晶體內(nèi);晶體生長過快產(chǎn)生晶體缺陷和位錯時，晶格不同也可能產(chǎn)生吸藏現(xiàn)象.2。 錯流微濾與傳統(tǒng)過濾相比有何優(yōu)點?答：傳統(tǒng)過濾作用是由兩個過程組成：篩選作用和吸附作用。如果微粒比濾層的

19、孔隙大，即產(chǎn)生篩選作用?；鞚嵛⒘１唤亓?不僅是篩選作用的結(jié)果，也是過濾層里面發(fā)生的吸附作用的結(jié)果。在懸浮微粒過濾時,微粒的直徑使它不可能通過縫隙的入口時,被截留在過濾層的表面上，微粒又形成了第二道過濾層，在入口孔隙的上方積累，隨之堵塞了他們.錯流過濾打破了傳統(tǒng)過濾的機制,即液體的流向和濾膜相切，使得濾膜的孔隙不容易堵塞。被過濾的發(fā)酵液在壓力推動下,帶著混濁的微粒,以高速在管狀濾膜的內(nèi)壁流動,而附著在濾膜上的殘留物質(zhì)很薄,其過濾阻力增加不大,因而能在長時間內(nèi)保持穩(wěn)定不變的過濾速度.優(yōu)點： 1。克服介質(zhì)阻力大 不能得到干濾餅 。需要大的膜面積4。收率高 5質(zhì)量好 6.減少處理步驟 7。染菌罐也能進

20、行處理30如何理解鹽溶和鹽析?影響鹽析的主要因素有哪些？答：鹽溶：蛋白質(zhì)水溶液中逐漸加入電解質(zhì)后，其活度系數(shù)降低且其吸附鹽離子后,帶電表層使蛋白質(zhì)分子之間相互排斥而與水分子之間相互作用加強，其溶解度增加的 現(xiàn)象。鹽析：蛋白質(zhì)在高離子強度的溶液中溶解度降低,發(fā)生沉淀的現(xiàn)象影響鹽析的主要因素：溶質(zhì)種類的影響:s和值溶質(zhì)濃度的影響：蛋白質(zhì)濃度大,鹽的用量小，但共沉作用明顯,分辨率低;蛋白質(zhì)濃度小,鹽的用量大，分辨率高；p值：影響蛋白質(zhì)表面凈電荷的數(shù)量,通常調(diào)整體系p值，使其在pI附近;鹽析溫度:大多數(shù)情況下，高鹽濃度下，溫度升高，其溶解度反而下降2等電點沉淀的工作原理是什么?所有的蛋白質(zhì)都會在等電點

21、時候沉淀嗎?為什么？答： 在低的離子強度下,調(diào)p至等電點,使蛋白質(zhì)所帶凈電荷為零，降低了靜電斥力，而疏水力能使分子間相互吸引，形成沉淀。本法適用于憎水性較強的蛋白質(zhì),例如酪蛋白在等電點時能形成粗大的凝聚物.但對一些親水性強的蛋白質(zhì)。如明膠,則在低離子強度的溶液中,調(diào)H在等電點并不產(chǎn)生沉淀。3.簡述優(yōu)先吸附模型原理。優(yōu)先吸附模型適合解釋什么樣的膜分離過程？答: 優(yōu)先吸附毛細孔流動模型（rerntairyfw mode）由Souirajan于1963年建立。他認為用于水溶液中脫鹽的反滲透膜是多孔的并有一定親水性,而對鹽類有一定排斥性質(zhì).在膜面上始終存在著一層純水層,其厚度可為幾個水分子的大?。ㄒ妶D

22、7-）.在壓力下，就可連續(xù)地使純水層流經(jīng)毛細孔.從圖1b可想象如果毛細孔直徑恰等于2倍純水層的厚度,則可使純水的透過速度最大，而又不致令鹽從儀,即同時達到最大程度的脫鹽。Souriaan根據(jù)這一想法，成功地選擇了膜材料，合成了一定孔徑的膜，以滿足應用于不同系統(tǒng)的需要。6。何謂濃差極化？在反滲透和超濾中對膜分離有何影響?如何消除濃差極化帶來的影響？答:溶液在膜的高壓側(cè)，由于溶劑和低分子物質(zhì)不斷透過超濾膜,結(jié)果在膜表面溶質(zhì)（或大分子物質(zhì)）的濃度不斷上升，產(chǎn)生膜表面濃度與主體流濃度的濃度差,這種現(xiàn)象稱為膜的濃差極化。在反滲透中，膜面上溶質(zhì)濃度大，滲透壓高,致使有效壓力差降低,而使通透量減小在超濾和納

23、濾中,處理的是高分子或膠體溶液，濃度高時會在膜面上形成凝膠層，增大了阻力而使通量降低。減緩措施:一是提高料液的流速,控制料液的流動狀態(tài),使其處于紊流狀態(tài)，讓膜面處的液體與主流更好地混合；二是對膜面不斷地進行清洗,消除已形成的凝膠層。采用錯流過濾。37.簡述高分子絮凝劑的作用原理.答：高分子絮凝劑的吸附架橋作用敏化作用:破壞穩(wěn)定性，使電解質(zhì)聚沉值變小 絮凝：通過“架橋效應導致絮凝3。什么是納濾?納濾有何特點？答：概念：介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術。特點：截留分子量介于反滲透膜和超濾膜之間，為2020納濾膜對無機鹽有一定的截留率，因為它的表面層由聚電解質(zhì)所構(gòu)成，對離子有靜電相互作用多是復合膜，表面分離層和支撐層的化學組成不同.分離層可能擁有1m左右的微孔結(jié)構(gòu)，故稱“納濾”。由于其截留率大于5%的最小分子約為1n,故稱之為納濾膜。3為何要對發(fā)酵液進行預處理？答：1) 濃度低,雜質(zhì)多,發(fā)酵液或生物溶液又屬于非牛頓型流體。 ）菌體太小，黏度太大不能過濾;離心耗能昂貴。 ）改變物理性質(zhì),促進分離固形物的速度，提高固液分離器的效率;4）盡可能使產(chǎn)物轉(zhuǎn)入便于后處理的一相中(多數(shù)是液相）；預處理的方法 ）加熱法（蛋白變性) 2）調(diào)節(jié)懸浮液的PH值（I沉淀)3）凝聚和絮凝41.什么是鹽溶？