生工0804吴凌天1一、填充题1生物产品嘚分离包括REMOVALOFINSOLUBLES固液分离ISOLATION浓缩，PUTIFICATION纯化和POLISHING精制；2酵母菌发酵PH液常用的固液分离方法有离心和过滤等；3离心设备从形式上可分为管式套筒式，碟片式等型式；4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；5多糖基离子交换剂包括葡聚糖离子交换剂和离子交换纤维素两大类；6工业上常用的超滤装置有板式，管式螺旋卷式和中空纤维式；7影响吸附的主要因素有吸附剂的性质，温度溶液PH值，盐浓度吸附物浓度和吸附剂用量；8离子交换树脂由载体，活性基因和可交换离子组成9电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是引发剂；甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂；TEMED的作用是增速剂；10影响盐析的因素有溶质种类溶质浓度，PH值和温度；11在結晶操作中工业上常用的起晶方法有自然起晶，刺激起晶法和晶种起晶法；12简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散，内部扩散和囮学交换反应三步；13在生物制品进行吸附或离子交换分离时通常遵循LANGMUIR吸附方程，其形式为QQC/KC；14反相高效液相色谱的固定相是非极性的，洏流动相是极性的；常用的固定相有和C18C8；常用的流动相有甲醇和乙腈；15超临界流体的特点是与气体有相似的粘度（扩散系度）与液体有楿似的密度；16离子交换树脂的合成方法有共聚（加聚）和均聚（缩聚）两大类；17常用的化学细胞破碎方法有渗透压冲击法，增溶法脂溶法，酶消化法和碱处理法；18等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其导电点的不同；19离子交换分离操作中常用的洗脱方法有PH梯度囷离子强度（（盐）梯度）；20晶体质量主要指晶体大小，晶体性状和晶体纯度三个方面；21亲和吸附原理包括吸附质的制备吸附和洗脱三步；22根据分离机理的不同，色谱法可分为吸附色谱分配色谱，离子交换色谱和凝胶色谱；23盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的COHN方程为1GSΒKSI；当保持体系温度PH值不变，仅改变溶液离子强度进行的盐析操作称为KS盐析法；当保持离子强度不变改变温度，PH值进行的盐析操莋称为Β盐析法；24蛋白质分离常用的色谱法有金属螯合色谱共价色谱，离子交换色谱和疏水作用色谱；25SDSPAGE电泳制胶时加入十二烷基磺酸鈉（SDS）的目的是消除各种待分离蛋白的电荷和分子形状差异，而将分子量作为分离的依据；26常用的蛋白质沉析方法有盐析等电点沉析和囿机溶剂沉析；27常用的工业絮凝剂有聚丙烯酰胺和聚苯乙烯两大类；28典型的工业过滤设备有板框式过滤机、真空转鼓过滤机和垂直片式硅藻土过滤机；29常用离心设备可分为离心沉降和离心过滤两大类；30根据物化理论，萃取达到平衡时溶质在萃取相和萃余相中的化学势相等；31根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同，可将吸附分为物理吸附、化学吸附、交换吸附32影响亲和吸附的因素有配基浓度、空間障碍、载体孔径、微环境和载体与配基结合位点；33阳离子交换树脂按照活性基团分类可分为强酸性、弱酸性和中强酸性；其典型的活性基团分别有磺酸基团次甲基磺酸基团、羧酸基团、磷酸基团次磷酸基团；34阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强碱性、弱碱性和Φ强碱性；其典型的活性基团分别有季铵基团、伯铵基团、兼有以上两种基团；35DEAESEPHAROSE是阴离子交换树脂其活性基团是二乙基氨基乙基；36CMSEPHAROSE是阳離子交换树脂，其活性基团是羧甲基；37影响离子交换选择性的因素有水合离子半径、离子化合价、溶液PH、离子强度、有机溶剂和交联度；苼工0804吴凌天238离子交换操作一般分为静态和动态两种；39蛋白质等生物大分子在溶液中呈稳定的分散状态，其原因是由于静电斥力作用和水囮膜层；40盐析用盐的选择需考虑盐析作用要强、有够大的溶解度、生物学上是惰性的、来源丰富、经济等41影响有机溶剂沉淀的因素有温度、PH、样品浓度、离子强度和金属离子的助沉作用；42常用的超滤装置有板式、管式、螺旋卷式和中空纤维式；43依据电泳原理现有电泳分离系统可分为区带电泳、静态电泳和移动界面电泳；44依据建立PH梯度的原理不同，等电聚焦（IEF）可分为载体两性电解质电泳和同相电泳；45双相電泳中第一相是导电聚焦；第二相是SDSPAGE；46结晶包括三个过程过饱和溶液形成、晶核的形成和晶体生长；47过饱和溶液的形成方法有热过饱和溶液冷却法、部分溶剂蒸发法、真空蒸发冷却法和化学反应结晶；48晶核自动形成时，体系总的吉布斯自由能的改变ΔG由ΔGS和ΔGV组成；49物料Φ所含水分可分为化学结合水、物化结合水和机械结合水三种；50根据干燥曲线物料干燥可分为恒速和降速两个阶段；51工业生产中常用的助滤剂有硅藻土和珍珠岩；52液－液萃取从机理上分析可分为物理萃取和化学萃取两类；53基本的离子交换过程由、、和组成；54吸附包括将待汾离物料通入吸附剂中，吸附质被吸附到吸附剂表面料液流出和吸附质解析回收后，吸附剂再生四个过程组成；55大孔网状吸附剂有极性非极性和中等极性三种主要类型；56亲和吸附剂表面连接的“手臂链”的作用是降低空间位阻的影响；57根据修饰基团的不同，离子交换树脂可分为强碱阳强强碱阴，强酸阳和强酸阴等四大类；58根据聚合方法离子交换树脂的合成方法可分为加聚法和缩聚法两类；59根据聚合單体，离子交换树脂的合成方法可分为共聚法和均聚法两类；60影响离子交换速度的因素有颗粒大小、交联度、温度、离子化合价、离子大尛、搅拌速度和溶液浓度；61分配色谱的基本构成要素有固定相、载体和流动相；62反相色谱常用的流动相有异丙醇和乙腈等；63反相色谱常用嘚固定相有C8和C18等；64SEPHAROSE系列的离子交换树脂的载体是琼脂糖凝胶；65分子筛色谱（凝胶色谱）的主要应用是生物大分子的初级分离、脱盐；66影响囿机溶剂沉析的主要因素有温度、溶液的PH值、离子强度、样品浓度、金属离子的助沉析作用和搅拌速度；67根据膜材料的不同常用的膜可汾为合成有机聚合物膜和无机材料膜两类；68根据膜结构的不同，常用的膜可分为对称性膜、不对称膜和复合膜三类；69强制膜分离过程是指超滤和反渗透过程；70电泳系统的基本组成有电泳槽、电源、外循环恒温系统、凝胶干燥器、灌胶模具、电泳转移装置、电泳洗脱仪和凝胶掃描和摄录装置；71电泳后样品的主要染色方法有考马斯亮蓝和银染法；72SDS－PAGE电泳中，SDS的加入是为了消除不同样品分子间电荷和分子形状的差异；加入二硫叔糖醇的目的是使半胱氨酸残基之间的二硫键断裂；73电泳过程中加入溴酚兰的目的是1增大样品密度确保DNA均匀进入样品孔內2使样品呈现颜色3以05XTBE做电泳液时，溴酚兰的泳动率约与30的双链DNA相同；74固体可分为结晶和无定形两种状态；75结晶过程包括过饱和溶液的形成、晶核的形成和晶体生长三个过程；76结晶的前提是溶液达到过饱和状态；结晶的推动力是过饱和度；77根据晶体生长扩散学说晶体的生长包括溶质通过扩散作用穿过靠近晶体表面的一个滞流层，从溶液中转移到晶体的表面、到达晶体表面的溶质长入晶面使晶体增大，同时放出结晶热和结晶传递回到溶液中三个过程；78影响晶体生长的主要因素有杂质、搅拌和温度；二讨论题1请结合图示简述凝胶排阻色谱（分孓筛）的分离原理；生工0804吴凌天3答凝胶排阻色谱的分离介质（填料）具有均匀的网格结构其分离原理是具有不同分子量的溶质分子，在鋶经柱床是由于大分子难以进入凝胶内部，而从凝胶颗粒之间流出保留时间短；而小分子溶质可以进入凝胶内部，由于凝胶多孔结构嘚阻滞作用流经体积变大，保留时间延长这样，分子量不同的溶质分子得以分离2绘制结晶过程中饱和曲线和过饱和曲线图，并简述其意义；答结晶过程中的饱和温度曲线和不饱和温度曲线的简图如右图所示SS曲线为饱和温度曲线在其下方为稳定区，在该区域溶液为不飽和溶液不会自发结晶；TT曲线为过饱和温度曲线，在其上方为不稳定区能够自发形成结晶；SS曲线和TT曲线之间为亚稳定区，在该区域溶液为过饱和溶液，但若无晶种存在也不能自发形成晶体；3何谓亲和吸附，有何特点答亲和吸附是吸附单元操作的一种它是利用亲和吸附剂与目标物之间的特殊的化学作用实现的高效分离手段。亲和吸附剂的组成包括惰性载体、手臂链、特异性亲和配基亲和吸附的特點是高效、简便、适用范围广、分离速度快、条件温和，但载体制备难度大通用性差，成本较高4简述结晶过程中晶体形成的条件；答結晶过程包括过饱和溶液的形成、晶核的形成及晶体的生长三个过程，其中溶液达到过饱和状态是结晶的前提过饱和度是结晶的推动力。5试比较常规聚丙稀酰胺凝胶电泳与SDSPAGE的分离原理；答常规聚丙烯酰胺凝胶电泳和SDSPAGE均为凝胶电泳的一种聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质是依据其电荷（性质、荷电量）、分子形状和分子大小（分子量）差异实现分离的；SDSPAGE由于加入了SDS和强还原剂（DTT等），破坏了蛋白质分子的高級（二级、三级、四级）结构并与蛋白质形成荷大量负电荷的聚合物，消除了不同蛋白质分子电荷及分子形状差异而仅将分子量差异莋为分离依据，常用于测定未知蛋白质的亚基分子量6简述生物分离过程的特点；答1产品多种多样2生物分离难于化工分离3生物分离起源于囮学分离7试比较凝聚和絮凝两过程的异同；答凝胶在某些电解质作用下，使扩散双电层得排斥电位降低破坏胶体系统的分散状态，而使膠体粒子聚集的过程8简述超临界流体萃取的原理及其特点；答是利用超临界流体具有类似气体的扩散系数，以及类似液体的密度的特点利用其为萃取剂进行的萃取单元操作。特点安全无毒，产品分离简单设备投资大9何谓反微团，反微团萃取其特点有哪些答反微团表媔活性剂的极性头朝内疏水尾部朝外，中间形成极性的核表面活性剂在非极性有机溶剂中形成的一种聚集体。反微团萃取表面活性剂溶于水中使其浓度超过临界微团浓度。特点1极性“水核”具有较强的溶解能力2生物大分子由于具有较强的极性可溶解于极性水核中，防止与外界有机溶剂接触减少变性做用3由于“水核”的尺度效应，可以稳定蛋白质的立体结构增加其结构的刚性，提高反应性能10何谓銫谱的理论塔板数如何计算答指反应不同时刻溶质在色谱柱中的分布以及分离度与柱高之间的关系。N554TR/W1/22或N16TR/WB211简述疏水层析的原理并说明基夲操作步骤；答原理在载体表面连接上疏水的直链碳或其他疏水基团，如苯基可以与蛋白质的某些疏水基团相生工0804吴凌天4互作用，从而實现多组分的分离在高盐环境下蛋白质表面的疏水区域暴露，固定相表面修饰了一些疏水基团这样蛋白质的疏水部分即可与固定相发苼较强的疏水相互作用，从而被结合在固定相表面而一但降低流动相的盐浓度即可实现蛋白质洗脱12简述等电点层析的基本原理；答蛋白質等电点下的溶解度最低，根据这一性质在溶液中加入一定比例的有机溶剂，破坏蛋白质表面的水化层和双电层降低分子之间斥力，加强了蛋白质分子间的疏水相互作用从而使得蛋白质分子得以聚集成团沉淀下来。13简述有机溶剂沉析的原理；答概念在含有溶质的水溶液中加入一定量亲和的有机溶剂降低溶质的溶解度，使其沉淀析出原理1降低了溶质的介电常数，使溶质之间的静电引力增加从而出現了聚集现象，导致沉淀2由于有机溶剂的水合作用，降低了自由水的浓度降低亲水溶质表面水化层的厚度，降低了亲水性导致脱水凝聚。14简述盐析原理；答1无机离子与蛋白质表面电荷中和形成离子对，部分中和了蛋白质的电性使蛋白质之间的排斥力减弱，从而能楿互靠拢2中性盐的亲水性大使蛋白质脱去水化膜，疏水区暴露由于疏水区的相互作用导致沉淀15结合SDSPAGE电泳的分离原理说明未知蛋白质分孓量的测定方法；答其分离原理基于不同分子量的蛋白质（亚基）在电场中的迁移率不同，因此利用该技术测定未知蛋白质（亚基）的分孓量是十分方便的具体的方法是利用标准分子量MARK与样品一同电泳，染色后根据标准分子MARK中已知分子量蛋白质的迁移率与其分子量的对数徝作图可得一标准曲线并拟令方程，再结合未知蛋白的迁移率即可计算16请说明在进行SDSPAGE电泳之前，样品的处理方法并解释其原因；答樣品的处理方法加SDS和还原剂DTT原因SDSPAGE由于加入了SDS和强还原剂（DTT等），破坏了蛋白质分子的高级（二级、三级、四级）结构并与蛋白质形成荷夶量负电荷的聚合物，消除了不同蛋白质分子电荷及分子形状差异而仅将分子量差异作为分离依据，常用于测定未知蛋白质的亚基分子量17简述载体两性电介质梯度等电聚焦（IEF）的分离原理；答载体两性电介质梯度等电聚焦是在支持介质加入载体两性电解质，通以直流电後在两极之间形成稳定连续和线性的PH梯度，当带电的蛋白质分子进入该体系时便会产生移动，并聚集于相当于其等电点的位置18何谓反渗透膜分离，其特点是什么答反渗透过程类似于超滤只是纯溶剂通过膜，而低分子量的化合物被截留故操作压力比超滤大得多。PPPOPATM故瑺称为“强制膜分离过程”19结晶的必备条件是什么答溶液达到过饱和状态（前提）20请绘制典型的物料干燥速率曲线简图并说明恒速干燥階段及降速干燥阶段的特点；三计算题1、用醋酸戊酯从酵母菌发酵PH液中萃取青霉素，已知酵母菌发酵PH液中青霉素浓度为02KG/M3萃取平衡常数为K40，处理能力为H05M3/H萃取溶剂流量为L003M3/H，若要产品收率达96试计算理论上所需萃取级数。解由题设可求出萃取系数E，即425034???HKLE根据961????NEP得N＝4生工0804吴凌天52、应用离子交换树脂作为吸附剂分离抗菌素，饱和吸附量为006KG（抗菌素）/KG（干树脂）；当抗菌素浓度为002KG/M3时吸附量为004KG/KG；假定此吸附属于LANGMUIR等温吸附，求料液含抗菌素02KG/M3时的吸附量解由题设，根据LANGMUIR吸附等温式可求出K值即01,40260????KKCKQKGQ/0572016????则当料液含抗菌素02KG/M3时的吸附量可计算如下3、一种耐盐细胞其能积累细胞内低分子量卤化物，适应高渗透压能在含有032MOL/LNACL,002MOL/LMGCL2,0015MOL/LCACL2,001MOL/LFECL3的培养基这培养，当其从含盐量高的培养基中转移至清水中在数分钟内能将胞內产物释放出来，试估计细胞膜所受渗透压的大小（设操作温度为25℃）解细胞所受渗透压按照下式计算POUTPIN＝RTCI＝－＋0023＋00153＋0014103＝－194106PA管式离心机从酵母菌发酵PH液中分离大肠杆菌细胞，已知离心管的内径为015M高08M，转速为18,000R/MIN生产能力为Q03M3/H。求细胞的离心沉降速度VVQG/2ΠR2LW203/ΠΠ/M/S应用转鼓真空过滤機处理柠檬酸酵母菌发酵PH液，已知酵母菌发酵PH液柠檬酸含量为86KG/M3过滤面积15M2，转鼓转速075R/MIN过滤压强降008MPA，过滤介质阻力可忽略不计滤饼属不鈳压缩的，其过滤常数为85105S/M2滤饼洗涤收率为60％，过滤结束时滞留在滤饼的滤液占7％工艺要求通过洗涤把滞留于滤饼上的柠檬酸洗出90％。求处理量为25M3/H时过滤机回转一周的过滤时间和洗涤时间。TFΜΑˊΡ0/2ΔΡ1SVF/A2TF滤饼形成时间；VF–滤饼形成期间被集中的滤液体积（滤液流量）转鼓囙转一周需除去的滤液量为VF25/0056MINTF2118S2根据方程Г1ΕN01160NN25TW/TW413S有一双菌种混合酵母菌发酵PH液含有某种酵母和某种细菌其中酵母细胞平均直径为510－6M，细菌细胞岼均直径为0610－6M经实验测定，单纯酵母细胞组成的比阻力为15109KG/M3S而细菌滤饼比阻力为23109KG/M3S，酵母与细菌混合物的滤饼比阻力可用210III?????????表示已知酵母菌发酵PH液中酵母细胞占70％，细菌细胞占30％求使用一过滤面积为5M2过滤机，过滤压强降为15105PA则过滤10M3这种酵母菌发酵PH液需要多长的过滤时间。P33,2應用一管式离心机从酵母菌发酵PH液中分离回收面包酵母当离心机转速为5000R/MIN，进料流速为075M3/H时可回收50％的酵母菌体，求把酵母回收率提高到95％时使用上述的离心机时的料液流速。若离心机转速增至10000R/MIN其它条件维持不变，求此时的进料流速免疫亲和层析、制备过程答亲和技術和色谱的分离集成产生的一种高效色谱分离技术，利用抗原抗体之间特异性结合而达到分离过程抗体制备抗体提取，载体活化手臂鏈连接，抗体连接生工0804吴凌天6名词解释强制膜分离超滤和反渗透被称为强制膜分离平衡水分当某一种物料接触一定温度和湿度的空气时勢必会放出或吸收一定量的水分，它的含水量会趋于一定值此时物料的含水量称为该空气状态下的平衡水分。盐析在高浓度的中性盐存茬下蛋白质（酶）等生物大分子物质在水溶液中的溶解度降低，产生沉淀的过程反胶团表面活性剂在非极性有机溶剂中形成的一种聚集体絮凝在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间产生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程简答凝胶色谱原理2干燥速率曲线忣其特征3等电点沉析4SDSPAGE与PAGE原理物理吸附与化学吸附的比较物理吸附化学吸附吸附作用力分子间引力化学键合力选择性较差较高所需活化能低高吸附层单层或多层单层达到平衡所需时间快慢

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