生物分离工程总复习题

第一章 绪论 复习题

1.生物分离工程在生物技术中的地位？

在生物技术领域，一般将生物产品的生产过程称为生物加工过程，包括优良生物物种的选育、基因工程、细胞工程、生物反应过程（酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等）及目标产物的分离纯化过程，后者又称为下游加工过程。

生物产物的特殊性、复杂性和对生物产品要求的严格性。因此导致下游加工过程的成本往往占整个生物加工过程成本的大部分。

生物分离工程研究的根本任务：设计和优化分离过程，提高分离效率，减少分离过程步骤，缩短分离操作时间，达到提高海口收率与活性、降低生产成本的目的。 生物分离工程的特点是什么？

1．产品丰富 产品的多样性导致分离方法的多样性 2．绝大多数生物分离方法来源于化学分离 3．生物分离一般比化工分离难度大

3.生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？ 生物分离过程一般分四步： 1.固-液分离（不溶物的去除） 离心、过滤、细胞破碎 目的是提高产物浓度和质量 2.浓缩（杂质粗分）

离子交换吸附、萃取、溶剂萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取、双水相萃取 以上分离过程不具备特异性，只是进行初分，可提高产物浓度和质量。 3．纯化

色谱、电泳、沉淀

以上技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。 4．精制 结晶、干燥 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？ （1）产品价值 （2）产品质量

（3）产物在生产过程中出现的位置 （4）杂质在生产过程中出现的位置 （5）主要杂质独特的物化性质是什么？ （6）不同分离方法的技术经济比较

上述问题的考虑将有助于优质、高效产物分离过程的优化。 5.生物分离效率有哪些评价指标？ 目标产品的浓缩程度——浓缩率m

2．目标产物的分离纯化程度——分离因子或分离系数α 3．回收率REC

第二章 细胞分离与破碎 复习题 1．简述细胞破碎的意义 一、细胞破碎的目的

由于有许多生化物质存在于细胞内部，必须在纯化以前将细胞破碎，使细胞壁和细胞膜受到不同程度的破坏（增大通透性）或破碎，释放其中的目标产物，然后方可进行提取。 细胞破碎方法的大致分类

破碎方法可归纳为机械破碎法和非机械破碎法两大类，非机械破碎法又可分为化学（和生物化学）破碎法和物理破碎法。 1．机械破碎

处理量大、破碎效率高速度快，是工业规模细胞破碎的主要手段。

细胞的机械破碎主要有高压匀浆、研磨、珠磨、喷雾撞击破碎和超声波破碎等。 2．化学（和生物化学）渗透破碎法 （1）渗透压冲击法（休克法）（2）增溶法（3）脂溶法（4）碱处理（5）酶溶（酶消化）法 3．物理破碎法

1）冻结－融化法（亦称冻融法） （2）干燥法

空气干燥法 真空干燥法 冷冻干燥法 喷雾干燥法 化学渗透法和机械破碎法相比有哪些优缺点？

化学渗透破碎法与机械破碎法相比优点：化学渗透破碎法比机械破碎法的选择性高，胞内产物的总释放率低，特别是可有效地抑制核酸的释放，料液的粘度小，有利于后处理过程。 化学渗透破碎法与机械破碎法相比缺点：化学渗透破碎法比机械破碎法速度低，效率差，并且化学或生化试剂的添加形成新的污染，给进一步的分离纯化增添麻烦。 第三章 初级分离 复习题

1．常用的蛋白质沉淀方法有哪些？

盐析沉淀,等电点沉淀,有机溶剂沉淀,热沉淀 影响盐析的主要因素有哪些？

1）离子强度：Ks和β值, 强度越大,蛋白质溶解度越小；

（2）蛋白质的性质:因相对分子质量和立体结构而异,结构不对称、相对分子质量大的蛋白质易于盐析；

（3）蛋白质的浓度：蛋白质浓度大，盐的用量小，共沉作用明显，分辨率低；蛋白质浓度小，盐的用量大，分辨率高；2.5%～3.0% 时最适合；

（4）pH值：通常调整到pI附近，盐浓度较大会对等电点产生较大影响，pH对不同蛋白质的共沉影响；

（5）温度：低盐浓度下，温度升高蛋白质溶解度升高；高盐浓度下，温度升高，多数蛋白质和肽溶解度反而下降。

对于特定的蛋白质，影响蛋白质盐析的主要因素是：无机盐的种类、浓度、温度和pH值。 何谓中性盐的饱和度？

硫酸铵的饱和度是指饱和硫酸铵溶液的体积占混合后溶液总体积的百分数。 盐析操作中，中性盐的用量（40% 硫酸铵饱和度）如何计算？ 要达到某一饱和度所需加入饱和硫酸铵溶液的体积可按下式计算： V=V0(S2－S1)/(1－S2)

V—所需加入饱和硫酸铵溶液的体积； V0——待盐析溶液的体积；

S1——待盐析溶液的原始饱和度； S2—所需达到的硫酸铵的饱和度。 简述盐析的原理。

水溶液中蛋白质的溶解度一般在生理离子强度范围内（0.15~0.2mol/Kg）最大，而低于或高于此范围时溶解度均降低。蛋白质（酶）等生物大分子物质在高离子强度的溶液中溶解度降低，产生沉淀的现象称为盐析 (盐析是在高浓度的中性盐存在下，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。)

简述有机溶剂沉析的原理。

1．降低了溶质的介电常数，使溶质之间的静电引力增加，从而出现聚集现象，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，降低了亲水溶质表面水化层的厚度，降低了亲水性，导致脱水凝聚。

乙醇：沉析作用强，挥发性适中，无毒常用于蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的沉析； 丙酮：沉析作用更强，用量省，但毒性大，应用范围不广； 特点：（1）介电常数小，60%乙醇的介电常数是48，丙酮的介电常数是22 （2）容易获取

简述等电点沉析的原理。

蛋白质是两性电解质，当溶液pH值处于等电点时，分子表面净电荷为0，双电层和水化膜结构被破坏，由于分子间引力，形成蛋白质聚集体，进而产生沉淀。 第四章 膜分离 复习题 1．膜分离技术的概念

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 膜的概念

在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。

1．膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体。可是固态或液态或气态。 2．被膜分开的流体相物质是液体或气体。

3．膜的厚度应在0.5mm以下，否则不能称其为膜。 根据膜孔径大小，膜分离技术的分类

在生物分离领域应用的膜分离法包括微滤(Microfiltration，MF)、超滤(U1trafiltration，UF)、反渗透(Reverrse osmosis，RO)、纳滤（Nanofiltration, NF）、透析(Dialysis，DS)、电渗析(E1ectrodialysis，KD)和渗透气化(Pervaporation，PV) 基本的膜材料有哪些？

1．天然高分子材料膜 2．合成高分子材料膜 3．无机（多孔）材料膜 5．常用的膜组件有哪些？

要有管式、平板式、螺旋卷式和中空纤维(毛细管)式等四种 何谓反渗透？实现反渗透分离的条件是什么？其特点有哪些？ 二、超滤和反渗透

目的：将溶质通过一层具有选择性的薄膜，从溶液中分离出来。

分离时的推动力都是压差，由于被分离物质的分子量和直径大小差别及膜孔结构不同，其采用的压力大小不同。

反渗透膜的操作压力高达10 MPa 1．超滤和反渗透操作中的渗透压

由于超滤和反渗透过程都是用一种半透膜把两种不同浓度的溶液隔开（淡水或盐水），因此都存在渗透压。

渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度；

一般说来，无机小分子的渗透压要比有机大分子溶质的渗透压高得多。 2．实现超滤和反渗透的条件

?超滤：需要增加流体的静压力，改变天然过程的方向，才可能发生含有低分子量化合物的溶剂流通过膜，此时的推动力是流体静压力与渗透压的压差；

pp?p0?patm

pp ——操作压 p0 ——渗透压 patm ——大气压

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。因此，操作压力比超滤大得多。

pp?p0??patm

?因此，超滤和反渗透通常又被称之为“强制膜分离过程” 强制膜分离的概念？

超滤和反渗透通常又被称之为“强制膜分离过程” 电渗析的工作原理？

电渗析操作所用的膜材料为离子交换膜，即在膜表面和孔内共价键合有离子交换基团，如磺酸基（—SO3H）等酸性阳离子交换基和季铵基（—N+R3）等碱性阴离子交换基团。键合阳离子交换基的膜称作阳离子交换膜，在电场作用下，选择性透过阳离子；键合阴离子交换基的膜称作阴离子交换膜，在电场作用下，选择性透过阴离子。 膜污染的主要原因是什么？常用的清洗剂有哪些？如何选择？ 1．凝胶极化引起的凝胶层，阻力为Rg 2．溶质在膜表面的吸附层，阻力为Ras 3．膜孔堵塞，阻力为Rp；

4．膜孔内的溶质吸附，阻力为Rap

膜的清洗一般选用水、盐溶液、稀酸、稀碱、表面活性剂、络合剂、氧化剂和酶溶液等为清洗剂

具体采用何种清洗剂要根据膜的性质(耐化学试剂的特性)和污染物的性质而定，即使用的清洗剂要具有良好的去污能力，同时又不能损害膜的过滤性能。 膜分离在生物产物的回收和纯化方面的应用有哪些方面？ （1）细胞培养基的除菌；

（2）发酵或培养液中细胞的收集或除去； （3）细胞破碎后碎片的除去；

（4）目标产物部分纯化后的浓缩或洗滤除去小分子溶质； （5）最终产品的浓缩和洗滤除盐；

（6）制备用于调制生物产品和清洗产品容器的无热原水。 第五章 萃取 复习题 1.什么是萃取过程？

利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法称为萃取。萃取是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。 液－液萃取从机理上分析可分为哪两类？ 有机溶剂萃取（溶剂萃取）、双水相萃取、液膜萃取和反胶团萃取。 常见物理萃取体系由那些构成要素？ 溶质：被萃取的物质

原溶剂：原先溶解溶质的溶剂 萃取剂：加入的第三组分

何谓萃取的分配系数？其影响因素有哪些？ 溶质在两相中的总浓度之比表示溶质的分配平衡 pH （2）温度 （3）无机盐

何谓超临界流体萃取？其特点有哪些？有哪几种方法？ 超临界流体（Supercritical Fluid, 简称SCF或SF）：当一种流体处于其临界点的温度和压力之下，称为超临界流体。

超临界流体萃取（SCF extraction）：利用超临界流体作为萃取剂的萃取操作。 FHV超临界流体的特点：

（a）密度接近液体－－萃取能力强 （b）黏度接近气体－－传质性能好 等温变压法、等压变温法以及吸附法

何谓双水相萃取?常见的双水相构成体系有哪些？

双水相萃取又称双水相分配法：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。

1．高聚物－高聚物两水相。 2．高聚物－盐两水相 3．非离子表面活性剂水胶束两水相体系。 4．阴阳离子表面活性剂两水相体系 5．醇盐两水相体系 7.反胶团的构成以及反胶团萃取的基本原理

表面活性剂的极性头朝内，疏水的尾部向外，中间形成极性的“核”（亲水空腔）

利用表面活性剂在有机溶剂中形成的反胶团，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溶解在有机相中或在有机相中发生不可逆变性的现象。 第六章 吸附分离技术和理论 复习题 吸附、吸附过程、离子交换

吸附：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。或是溶质从液相或气相转移到固相的现象。

吸附过程通常包括：待分离料液与吸附剂混合、吸附质被吸附到吸附剂表面、料液流出、吸附质解吸回收等四个过程。

离子交换：离子交换吸附简称离子交换。吸附作用力为静电引力，所用吸附剂为离子交换剂，离子交换剂表面含有离子基团或可离子化的基团，通过静电引力吸附带有相反电荷的离子，吸附过程发生电荷转移。通过调节pH或提高离子强度的方法洗脱。 吸附的类型有哪些？它们是如何划分的？

吸附剂对溶质的吸附作用按吸附作用力区分主要有三类，即物理吸附、化学吸附和离子交换。 常用的吸附剂种类有哪些？ 活性炭，硅胶，大孔网状吸附剂

以县浮聚合法为例说明多孔高分子微球吸附剂的制备方法。

在机械搅拌作用下，有机反应物溶液在水分散相中分散成微小的液滴，逐渐升高反应温度至85℃即可引以聚合反应，制而微球型高分子介质pGTD。

以乙醇抽提除去其中的惰性致孔剂后，再对GMA分子上的活性环氧基团进行化学修饰，可制备各种类型的吸附剂。

什么是吸附等温线？其意义何在？

当温度一定时，吸附量与浓度之间的函数关系称为吸附等温线。 影响吸附过程的因素有哪些？

1．吸附剂的性质：比表面积、粒度大小、极性

2．吸附质的性质：对表面张力的影响，溶解度，极性，相对分子量 3．温度：吸附是放热过程，吸附质的稳定性 4．溶液pH值：影响吸附质的解离

5．盐浓度：影响复杂，要视具体情况而定 常用的吸附单元操作有哪些方式？ 间歇吸附 连续搅拌吸附 固定床吸附 固定床吸附操作

操作过程：平衡——吸附——洗脱——再生 膨胀床吸附操作

(a) 用缓冲液膨胀床层，以便于输入料液， (b) 开始膨胀床吸附操作。

(c) 当吸附接近饱和时，停止进料，转入清洗过程。在清洗过程初期，为除去床层内残留的微粒子，仍需采用膨胀床操作。

(d) 待微粒子清除干净后，则可恢复固定床操作，以降低床层体积，减少清洗剂用量和清洗

时间。

(e) 清洗操作之后的目标产物洗脱过程亦采用固定床方式。 第七章 液相色谱 复习题

1.色谱方法共分几类？常用的蛋白质分离方法有哪些？并简述其原理 吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 凝胶色谱 2.何为理论塔板高度和理论塔板数？如何计算？

N?5.54(?RW1/2)2N?16(?RW)2

3.简述高效反相液相色谱的工作原理？ 4.试分析HPLC和HIC技术的异同 5.什么是色谱分离技术？

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。

8.吸附色谱及其分类和基本原理

固定相: 颗粒状的基质。表面上有许许多多的吸附位点。可通过静电引力、范德华力与蛋白质、核酸等结合。并且由于各种欲分离物质结构不同，吸附力强弱不同。 流动相：一般为液体。可解吸附。不同吸附力的物质解吸附快慢不同。 过程：吸附、解吸附、再吸附的连续过程。

简言之：欲分离的物质，依据它们结构的差异性或分配系数的不同而被分离。 9.什么是分配色谱？

利用溶质在固定相和流动相之间的分配系数不同而分离的方法 10.离子交换色谱的分类及应用 柱状和薄板状 1.制备软水、纯水

2．制备、纯化生物大分子物质，是蛋白质、肽和核酸等生物产物的主要纯化手段 3.测定物质pI

11.常用的离子交换树脂类型有哪些？如何制备？ 离子交换纤维素 葡聚糖离子交换树脂

共聚（加聚）法：指具有一个或一个以上双键的单体为原料，在分散相中进行聚合，无水产生。

均聚（缩聚）法：基于缩合反应的聚合过程，有水产生。 苯乙烯型离子交换树脂

将苯乙烯和二乙烯苯在水相中以明胶作为分散剂，以过氧苯甲酰作为引发剂，在适宜的温度下（85℃左右）进行悬浮聚合；

将上述共聚物在有机溶剂（如二氯乙烷）中溶胀，以浓硫酸或氯磺酸进行磺化，磺酸基可连在苯乙烯或二乙烯苯环上；

酚醛型树脂 以弱酸122树脂为例，它由水杨酸、苯酚和甲醛缩聚而成。先将水杨酸和甲醛在盐酸催化下，缩合得线状结构；然后在碱性下，加入苯酚和甲醛作为交联剂，在一定温度下进行反应。若在透平油中加少量油酸钠作为分散剂进行反应可制成球形树脂。 12.离子交换树脂的分类？其主要的理化性质有哪些？ 13.凝胶色谱的分离原理及分类 1.葡聚糖凝胶 2.琼脂糖凝胶

14.离子交换及疏水作用色谱的原理

离子交换色谱通常是在一根充填有离子交换树脂的色谱柱中进行。含有待分离的离子的混合液通过离子交换柱时，各种离子即与离子交换剂上的带电部位竞争性结合。由于离子交换剂对各种离子和离子化合物亲和力不同，故可以将混合离子分开。

高浓度盐溶液中，亲水性较强的物质，分子内部的疏水基团外露，便可与疏水的固定相以疏水作用力相结合（吸附）。由于这种作用力大小不同，可以通过改变极性流动相的离子强度（由高到低）使其依次解吸附。

即高浓度的盐溶液可将吸附力弱（小）（极性大）的物质先洗脱下来，而低浓度的盐则使吸附力强（大）（极性小）的物质被后洗脱下来。 15.高效液相色谱的分离原理及应用 16.蛋白质分离的常用色谱方法有哪些？ 免疫亲和色谱, 疏水色谱 离子交换色谱

17．用于蛋白质提取分离的离子交换剂有哪些特殊要求，主要有哪几类？ 要求：良好的亲水性、具有较大的均匀网格结构、粒度越小分辨率越高

葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶、纤维素和亲水性聚乙烯等，其他还有硅胶和可控孔玻璃 第八章 亲和色谱 复习题 1.什么是亲和作用?

生物物质，特别是酶和抗体等蛋白质，具有识别特定物质并与该物质的分子相结合的能力。这种识别并结合的能力具有排他性，即生物分子能够区分结构和性质非常相近的其他分子，选择性地与其中某一种分子相结合。生物间的这种特异性相互作用称为生物亲和作用(bioaffinity)或简称亲和作用 2.亲和作用的本质包括哪些方面?

1.静电作用 2.氢键 3.疏水性相互作用 4.配位键 5.弱共价键 3.影响亲和作用的因素?

离子强度 pH 温度 离液离子 螯合剂 4.亲和色谱的原理是什么?

亲和色谱是利用亲和吸附作用分离纯化生物物质的液相色谱法。亲和色谱的固定相是键合亲和配基的亲和吸附介质（亲和吸附剂），流动相为液体。由于目标产物基于生物亲和作用吸附在固定相上，具有高度的选择性。 5.亲和色谱的配基有哪些? ① 酶的抑制剂 ② 抗体 ③ A蛋白

④ 凝集素 ⑤ 辅酶和磷酸腺苷 ⑥ 色素配基 ⑦ 过渡金属离子 ⑧ 组氨酸 ⑨ 肝素

6.亲和色谱的应用有那些方面?

1. t-PA的纯化—酶的抑制剂为亲和配基 2.干扰素的纯化—免疫亲和色谱 3.脱氢酶的纯化—色素亲和色谱

.4淀粉酶抑制剂的纯化—固定化金属离子亲和色谱 5.基因重组融合蛋白的纯化 7.亲和膜色谱的原理和特点

亲和配基固定在膜孔表面，流体在对流透过膜的过程中目标蛋白质与配基接触而被吸附。 亲和膜色谱的优点

无内扩散传质阻力，仅存在表面液膜传质能力，由于传质能力小，吸附速度快，达到吸附平衡所需时间短，配基利用率高；

设备体积小，压降小，流速快，配基用量低； 微孔膜介质种类多，价格便宜。 5.亲和膜色谱的缺点

从分离效率的角度，因膜的厚度(柱高)很小(一般为10~100μm)．理论板数很低，吸附和清洗效率低。

膜的污染和膜孔的堵塞使操作速度、吸附效率和亲和膜的寿命下降。 8.除亲和色谱外,其他亲和分离技术有哪些?

亲和错流过滤 亲和双水相分配 亲和反胶团萃取 亲和沉淀 第九章 电泳和电色谱 复习题 电泳的定义

电泳是荷电溶质（电解质）或粒子在电场作用下发生定向泳动现象。电泳分离是利用荷电溶质在电场中泳动速度的差别进行分离的方法。 电泳的基本原理

蛋白质、核酸、多糖等常以颗粒分散在溶液中，它们的净电荷取决于介质的H+浓度或与其它大分子的相互作用。

带电粒子在电场中的迁移方式主要依据分子尺寸大小和形状、分子所带电荷或分子的生物学与化学特性。 电泳技术的分类

根据载体：纸电泳、膜电泳、凝胶电泳 根据电场强度：常压电泳（600V以下）、高压电泳（600V以上） 根据电场方向：平板电泳、垂直板电泳

依据电泳原理，现有三种形式的电泳分离系统

（1）移动界面电泳（moving boundary electrophoresis） （2）区带电泳（zone electrophoresis ）

（3）稳态电泳（steady state electrophoresis ） 常用的凝胶电泳技术有哪些？ 区带电泳中的常用技术

载体电泳：粉末电泳、纸电泳、凝胶电泳、聚焦电泳 无载体电泳：自由电泳、毛细管电泳 聚丙稀酰胺凝胶电泳与SDS-PAGE的异同 琼脂糖电泳的特点及其应用

（1）琼脂糖凝胶孔径较大，0.075%琼脂糖的孔径为800nm，可以分析百万道尔顿分子量的大分子，但分辨率较凝胶电泳低。

（2）机械强度高：可以在浓度1%以下使用； （3）无毒；

（4）染色、脱色程序简单，背景色较低； （5）热可逆性；

（6）生物中性：一般不与生物材料结合； （7）电内渗（EEO）大：对于对流电泳有益。 等电聚焦电泳的基本原理

载体两性电解质pH梯度等电聚焦就是在支持介质中加入载体两性电解质，通以直流电后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。 二维电泳的概念及其特点

二维电泳(two-dimensional electrophoresis)同时利用分子尺寸和等电点这两种性质的差别进行蛋白质等生物大分子的分离，即将普通凝胶电泳和IEF相结合，使溶质在二维平面上得到分离。

可分离等电点相差小于0.01个pH单位的蛋白质，分离度极高。

第十章 结晶 复习题 结晶操作的原理是什么？ 饱和溶液和过饱和溶液的概念

饱和溶液：当溶液中溶质浓度等于该溶质在同等条件下的饱和溶解度时，该溶液称为饱和溶液；

过饱和溶液：溶质浓度超过饱和溶解度时，该溶液称之为过饱和溶液； 凯尔文公式的内容和意义是什么？

溶质溶解度与温度、溶质分散度（晶体大小）有关。

c2?M11ln2?(?)c1RT?r2r1

C2---小晶体的溶解度； C1---普通晶体的溶解度 σ---晶体与溶液间的表面张力； ρ---晶体密度

γ2---小晶体的半径； γ1---普通晶体半径 R---气体常数； T---绝对温度 结晶的一般步骤是什么？ （1）过饱和溶液的形成 （2）晶核的形成 （2）晶体生长

过饱和溶液形成的方法有哪些？

（1）热饱和溶液冷却（等溶剂结晶） （2）部分溶剂蒸发法（等温结晶法） （3）真空蒸发冷却法 （4）化学反应结晶

绘制饱和温度曲线和过饱和温度曲线，并标明稳定区、亚稳定区和不稳定区。 常用的工业起晶方法有哪些？

自然起晶法、 刺激起晶法和 晶种起晶法。 重结晶的概念

重结晶是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同，将晶体用合适的溶剂再次结晶，以获得高纯度的晶体的操作。 第十一章 干燥 复习题 1.什么是干燥？

干燥是利用热能加热物料，使物料中水分蒸发而干燥或者用冷冻法使水分结冰后升华而除去的单元操作；通常是生物产品分离的最后一步；是生物产物成品化前的最后下游加工过程。 2.干燥的基本流程是什么？

1．预热阶段 物料温度上升，时间很短，计算时可不考虑 2．恒速干燥阶段 物料温度不变

3．降速干燥阶段 温度再次上升 干燥曲线 3.物料中所含水分的种类有哪些？除去的难易程度如何？ （1）化学结合水

水分与物料的离子型结合和结晶型分子结合（结晶水），结晶水的脱除必将引起晶体的崩溃；

（2）物化结合水

包括吸附、渗透和结构水分，其中吸附水分结合力最强； （3）机械结合水

毛细管水、湿润水分、孔隙水份

其中，结合水（包括细胞含水、纤维束含水以及毛细管水）较难以除去；而非结合水（物料表面的湿润水分和孔隙水份）较容易除去。 4.平衡水分和自由水分的概念？ （1）平衡水分：

当一种物料与一定温度及湿度的空气接触时，物料势必会放出或吸收一定量的水分，物料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。

平衡水分代表物料在一定空气状态下的干燥极限，即用热空气干燥法，平衡水分是不能去除的

（2）自由水分

在干燥过程中能够除去的水分，是物料中超出平衡水分的部分

5.了解干燥曲线，并结合干燥速率曲线说明什么是恒速干燥阶段？什么是降速干燥阶段？ 6.常用的干燥设备有哪些

1. 盘架干燥器2. 冷冻干燥器3.传送带式干燥器4.转筒干燥器5. 气流干燥器6. 流化床干燥器7. 喷雾干燥器8. 红外干燥器9. 微波干燥器 《生物分离工程》综合题库 一、名词解释

差速分离:是利用外力驱动迁移产生的速度差进行分离的方法。 离心:是利用离心机旋转时产生的强大离心力对大小、形状和密度不同的混合物进行分离的一种方法。

沉淀: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。

反萃取：调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作。

吸附：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，其富集在吸附剂表面的过程。 盐析：在高浓度的中性盐存在下，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。

膜组件：由膜、固定膜的支撑体、间隔物以及收纳这些部件的容器构成的一个单元称为膜组件或膜装置。 膜：在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。

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。

膜的浓度极化：在膜分离操作中，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。这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象。

胶团：是表面活性剂在水溶液中形成的一种聚集体。

反胶团：是分散于连续有机相中、由表面活性剂所形成的稳定的纳米尺度的聚集体。 结晶：是从液相或气相生成形状一定、分子（或原子、离子）有规则排列的晶体的现象。 重结晶：利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同，将晶体用合适的溶剂再次结晶，以获得高纯度的晶体的操作。

晶体生长：在过饱和溶液中已有晶核形成或加入晶种后，以过饱和度为推动力，晶核或晶种将长大，这种现象。

反相液相色谱：利用表面非极性的反相介质为固定相，极性有机溶剂的水溶液为流动相，是根据溶质极性（疏水性）的差别进行分离纯化的洗脱色谱法。

液相色谱：流动相的相态为液相的色谱法。

萃取：利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法 反萃取：调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作。

亲和吸附分离：利用溶质和吸附剂之间特殊的化学作用，从而实现分离。

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。

萃取过程：就是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。

超临界流体：当一种流体处于其临界点的温度和压力之下，称为超临界流体。

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。

有机溶剂沉淀：在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂，降低溶质的溶解度，使其沉淀析出。 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。

微滤：以多孔细小薄膜为过滤介质，压力差为推动力，使不溶性物质得以分离的操作。 超滤：根据高分子溶质之间或高分子与小分子溶质之间相对分子量的差别进行分离折方法。 反渗透：

CM-Sephadex C-50：羧甲基-葡聚糖离子交换树脂 。 离子交换：借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的,是一种属于传质分离过程的单元操作。

树脂交换容量：单位质量干树脂或单位体积湿树脂所能吸附的一价离子的毫摩尔数称为树脂交换容量。 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。

色谱阻滞因数：在色谱系统中溶质的移动距离和标准物的迁移率之比，以Rf表示，它体现某一种溶质与固定相之间的亲和力大小。

凝胶：又称冻胶。溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散介质的液体(在干凝胶中也可以是气体)，这样一种特殊的分散体系称作凝胶。 疏水层析：是利用表面偶联弱疏水性基团（疏水性配基）的疏水性吸附剂为固定相，根据蛋白质与疏水性吸附剂之间的弱疏水性相互作用的差别进行分离纯化的层析技术。

高效液相色谱：只选用颗粒极细的高效耐压新型固定相，借助高压泵来输送流动相，并配有实时在线检测器，实现色谱分离过程全不自动化的液相色谱法。

色谱聚焦： 利用各混合组分等电点差异和离子交换行为分离电荷量不同的物质的方法。 亲和色谱： 利用亲和吸附剂作用分离纯化生物物质的液相色谱法。

离子交换色谱：利用离子交换剂为固定相，根据荷电溶质与离子交换剂之间静电相互作用力的差别进行溶质分离的洗脱色谱法。

电泳：是荷电溶质（电解质）或粒子在电场作用下发生定向泳动现象。

等电聚焦电泳：利用蛋白质分子或其它两性分子的等电点不同，在一个稳定的、连续的、线性的pH梯度中进行蛋白质的分离和分析。

二维电泳：同时利用分子尺寸和等电点这两种性质的差别进行蛋白质等生物大分子的分离，即将普通凝胶电泳和IEF相结合，使溶质在二维平面上得到分离。 电渗现象：液体在电场中对于固体支持介质的相对移动。

干燥：利用热能加热物料，使物料中水分蒸发而干燥或者用冷冻法使水分结冰后升华而除去的单元操作。

二、判断题

1．助滤剂是一种可压缩的多孔微粒。（X）

2．通过加入某些反应剂是发酵液进行预处理的方法之一。（ √）

3．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。（ X ）

4．珠磨法中适当地增加研磨剂的装量可提高细胞破碎率。（X）

5．高级醇能被细胞壁中的类脂吸收，使胞壁膜溶胀，导致细胞破碎。（X） 6．极性溶剂与非极性溶剂互溶。（X） 7．溶剂萃取中的乳化现象一定存在。（X） 8．临界压力是液化气体所需的压力。（X）

9．用冷溶剂溶出固体材料中的物质的方法又称浸煮。（ X ） 10．用热溶剂溶出固体材料中的物质的方法又称浸渍。（ X ） 11．应用有机溶剂提取生化成分时，一般在较高温度下进行。（ X ） 12．溶剂的极性从小到大为丙醇＞乙醇＞水＞乙酸。（√）

13.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。（ X ） 14．蛋白质变性，一级、二级、三级结构都被破坏。（X）

15．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。（ X ）

16．蛋白质变性后溶解度降低，主要是因为电荷被中和及水膜被去除所引起的。（X） 17．进料的温度和pH会影响膜的寿命。（√） 18．液膜能把两个互溶但组成不同的溶液隔开。（√）

19．酸性、中性、碱性氨基酸在强碱性阴离子交换树脂柱上的吸附顺序是碱性氨基酸＞中性氨基酸＞酸性氨基酸（X）

20．离子交换剂是一种不溶于酸、碱及有机溶剂的固态学分子化合物。（ √ ） 21. 真空转鼓过滤机工作一个循环经过缓冲区、过滤区、再生区、卸渣区。（×） 22. 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。（√） 23. 真空转鼓过滤机工作一个循环经过过滤区、再生区、缓冲区、卸渣区。（×） 24. 真空转鼓过滤机工作一个循环经过过滤区、卸渣区、缓冲区、再生区。（×） 25. 压力是在重力场中，颗粒在静止的流体中降落时受到的力。（×） 26. 向心力不是颗粒在离心力场中受到的力。（×） 27. 颗粒与流体的密度差越小，颗粒的沉降速度越大。（×） 28. 颗粒与流体的密度差越小，颗粒的沉降速度越小。（√） 29. 硫酸亚铁和石灰属于絮凝剂。（×） 30. 明矾属于絮凝剂。（√）

31. 用来提取产物的溶剂称萃余液。（×）

32. 盐析法沉淀蛋白质的原理是中和电荷，破坏水膜。（√） 33. 盐析法沉淀蛋白质的原理是降低蛋白质溶液的介电常数。（×） 34. 盐析法沉淀蛋白质的原理是与蛋白质结合成不溶性蛋白。（×） 35. 盐析法沉淀蛋白质的原理是调节蛋白质溶液pH到等电点。（×）

36. 人血清清蛋白的等电点为4.64，在PH为7的溶液中将血清蛋白质溶液通电，清蛋白质分子向正极移动。（√）

37. 人血清清蛋白的等电点为4.64，在PH为7的溶液中将血清蛋白质溶液通电，清蛋白质分子向负极移动。（×）

38. 在蛋白质初步提取的过程中，不能使用的方法是有机溶剂萃取。（√） 39. 在蛋白质初步提取的过程中，能使用有机溶剂萃取的方法。（×） 40. 在蛋白质初步提取的过程中，能使用双水相萃取的方法。（√）

41. 在蛋白质初步提取的过程中，不能使用超临界流体萃取的方法。（×） 42. 在液膜分离的操作过程中，表面活性剂主要起到稳定液膜的作用。（√） 43. 在液膜分离的操作过程中，增强剂主要起到稳定液膜的作用。（×） 44. 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。（×） 45．离子交换剂不适用于提取蛋白质物质。（√） 46．离子交换剂适用于提取蛋白质物质。（×）

47．离子交换剂适用于提取抗生素、氨基酸、有机酸等。（√） 48．离子交换剂不适用于提取抗生素、氨基酸、有机酸等。（×）

49．工业上强酸型和强碱型离子交换树脂在使用时为了减少酸碱用量且避免设备腐蚀，一般先将其转变为钠型和氯型。（√）

50．工业上强酸型和强碱型离子交换树脂在使用时为了减少酸碱用量且避免设备腐蚀，一般先将其转变为钠型和磺酸型。（×）

51．工业上强酸型和强碱型离子交换树脂在使用时为了减少酸碱用量且避免设备腐蚀，一般先将其 转变为铵型和磺酸型。（×）

52．工业上强酸型和强碱型离子交换树脂在使用时为了减少酸碱用量且避免设备腐蚀，一般先将其转变为铵型和氯型。（×）

53．离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂，通过静电作用将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上。（√）

54．离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂，通过疏水作用将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上。（×）

55．阴离子交换剂可交换的为阴离子。（√） 56．阴离子交换剂可交换的为阳离子。（×） 57．阴离子交换剂可交换的为阴、阳离子。（×） 58．阴离子交换剂可交换的为蛋白质。（×） 59．阳离子交换剂可交换的为阳离子。（√） 60．阳离子交换剂可交换的为阴离子。（×） 61．阳离子交换剂可交换的为阴、阳离子。（×） 62．阳离子交换剂可交换的为蛋白质。（×）

63．高效液相色谱仪的种类很多，但是无论何种高效液相色谱仪，基本上由高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统、记录系统或色谱工作站等五大部分组成。（√）

64．高效液相色谱仪的种类很多，但是无论何种高效液相色谱仪，基本上由高压输液系统、进样系统、分离系统、过滤系统、记录系统或色谱工作站等五大部分组成。（×）

65．高效液相色谱仪的种类很多，但是无论何种高效液相色谱仪，基本上由进样系统、分离系统、检测系统、记录系统或色谱工作站四大部分组成。（×）

66．高效液相色谱仪的种类很多，但是无论何种高效液相色谱仪，基本上由高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统四大部分组成。（×）

67．气相色谱分析中,选择固定相是气相色谱分析的关键,固定相可大致分成固体、液体及合成固定相三类。（√）

68．气相色谱分析中,选择固定相是气相色谱分析的关键,固定相可大致分成固体和合成固定相二类。（×）

69．气相色谱分析中,选择固定相是气相色谱分析的关键,固定相可大致分成固体和液体固定相二类。（×）

70．HPLC是高效液相色谱的简称。（√） 71．HPLC是离子交换色谱的简称。（×）

72．蛋白质分子量的测定可采用凝胶层析方法。（√） 73．蛋白质分子量的测定可采用离子交换层析方法。（×）

74．蛋白质分子量的测定可采用亲和层析方法。（×） 75．凝胶色谱分离的依据是各物质分子大小不同。（√）

76．凝胶色谱分离的依据是各物质在流动相和固定相中的分配系数不同。（×） 77．凝胶色谱分离的依据是各物质与专一分子的亲和力不同。（×） 78．凝胶色谱分离的依据是固定相对各物质的吸附力不同。（×）

79． 如果要将复杂原料中分子量大于5000的物质与5000分子量以下的物质分开选用Sephadex G-50。（√） 80．如果要将复杂原料中分子量大于5000的物质与5000分子量以下的物质分开选用Sephadex G-150。（×）

81．洗脱体积是与该溶质保留时间相对应的流动相体积。（√） 82．洗脱体积是溶质从柱中流出时所用的流动相体积。（×） 83．洗脱体积是凝胶颗粒之间空隙的总体积。（×） 84．亲和层析是根据酶分子专一性结合的纯化方法。（√） 85．离子交换层析是根据酶分子专一性结合的纯化方法。（×）

86．根据支持物不同，电泳可以分为纸电泳、醋酸纤维薄膜电泳、琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳。（√）

87．根据支持物不同，电泳可以分为区带电泳、自由界面电泳、等速电泳、等电聚焦电泳。（×）

88．根据支持物不同，电泳可以分为聚丙烯酰胺凝胶电泳、SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳、等速电泳、等电聚焦电泳。（×）

89．根据支持物不同，电泳可以分为等速电泳、等电聚焦电泳、琼脂凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳。（×）

90．影响电泳分离的主要因素是待分离生物大分子的性质。（√） 91．影响电泳分离的主要因素电泳时间。（×）

92．按分离原理不同，电泳可分为区带电泳、自由界面电泳、等速电泳、等电聚焦电泳。（√） 93．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。（×）

94． 结晶过程中，溶质过饱和度大小不仅会影响晶核的形成速度，而且会影响晶体的长大速度。（√）

95．结晶过程中，溶质过饱和度大小只会影响晶核的形成速度，但不会影响晶体的长大速度。（×）

96．结晶过程中，溶质过饱和度大小不会影响晶核的形成速度，但会影响晶体的长大速度。（×）

97. 沉淀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。（√） 98．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。（×）

99. 等电聚焦是利用蛋白质分子或其它两性分子的等电点不同，在一个稳定的、连续的、线性的pH梯度中进行蛋白质的分离和分析。（√）

100. 亲和色谱是利用蛋白质分子或其它两性分子的等电点不同，在一个稳定的、连续的、线性的pH梯度中进行蛋白质的分离和分析。（×）

101.盐析是在高浓度的中性盐存在下，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。（√）

102. 离子交换是在高浓度的中性盐存在下，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。（×）

103. 利用生物大分子各混合组分等电点差异和离子交换行为分离电荷量不同的物质的方法，称为色 谱聚焦。（√）

104. 利用生物大分子各混合组分等电点差异和离子交换行为分离电荷量不同的物质的方法，称为亲和色谱。（×）

105. 纳滤（NF）以压力差为推动力，从溶液中分离300~1000小分子量的膜分离过程，孔径分布平均在2nm；其膜具有纳米级的孔径和多带电荷等结构特点。（√）

106. 反渗透是以压力差为推动力，从溶液中分离300~1000小分子量的膜分离过程，孔径分布平均在2nm；其膜具有纳米级的孔径和多带电荷等结构特点。（×） 107．PEG-硫酸铵属于高聚物－盐双水相体系。（√） 108．PEG-Dextran/Dx高聚物－盐双水相体系。（×）

109．重结晶是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同，将晶体用合适的溶剂再次结晶，以获得高纯度的晶体的操作。（√）

110．结晶是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同，将晶体用合适的溶剂再次结晶，以获得高纯度的晶体的操作。（×）

111．由膜、固定膜的支撑体、间隔物以及收纳这些部件的容器构成的一个单元称为膜组件。（√）

112．由膜、固定膜的支撑体、间隔物以及收纳这些部件的容器构成的一个单元称为膜过滤。（×）

113. 利用蛋白质在pH值等于其等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。（√）

114. 利用蛋白质在pH值等于其等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聚焦。（×）

115．PEG-Dextran/Dx属于高聚物－高聚物双水相体系。（√） 116．TritonX-114属于高聚物－高聚物双水相体系。（×） 117．TritonX-114属于非离子表面活性剂水胶束两水相体系。（√） 118．SDS-CTAB属于非离子表面活性剂水胶束两水相体系。（×） 119．SDS-CTAB属于阴阳离子表面活性剂两水相体系。（√） 120．PEG-Dextran/Dx属于阴阳离子表面活性剂两水相体系。（×）

三、单项选择题

1．真空转鼓过滤机工作一个循环经过（ A ）。

A、过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区 B、缓冲区、过滤区、再生区、卸渣区 C、过滤区、缓冲区、卸渣区、再生区 D、过滤区、再生区、缓冲区、卸渣区 2．以下哪项不是在重力场中，颗粒在静止的流体中降落时受到的力（ B ） A.重力 B. 压力 C.浮力 D. 阻力

3．以下哪项不是颗粒在离心力场中受到的力（ C ） A.离心力 B. 向心力 C.重力 D. 阻力

4．颗粒与流体的密度差越小，颗粒的沉降速度（A） A.越小 B.越大 C.不变 D.无法确定

5．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 6．下列物质属于絮凝剂的有（ A ）。

A、明矾 B、石灰 C、聚丙烯类 D、硫酸亚铁 7．适合小量细胞破碎的方法是（ B ）

A.高压匀浆法 B.超声破碎法 C.高速珠磨法 D.高压挤压法 8．丝状（团状）真菌适合采用（A）破碎。

A、珠磨法 B、高压匀浆法 C、A与B联合 D、A与B均不行 9．在蛋白质初步提取的过程中，不能使用的方法（ C ）。

A、双水相萃取 B、超临界流体萃取 C、有机溶剂萃取 D、反胶团萃取 10．用来提取产物的溶剂称（ C ）。

A、料液 B、萃取液 C、萃取剂 D、萃余液。

11．关于用氢键形成来判断各类溶剂互溶规律，下列（ A ）项是正确的叙述。

A、氢键形成是能量释放的过程，若溶剂混合后形成的氢键增加或强度更大，则有利于互溶。 B、氢键形成是能量吸收的过程，若溶剂混合后形成的氢键增加或强度更大，则有利于互溶。 C、氢键形成是能量释放的过程，若溶剂混合后形成的氢键增加或强度更大，则不利于互溶。 D、氢键形成是能量吸收的过程，若溶剂混合后形成的氢键增加或强度更大，则不利于互溶。 12．盐析法沉淀蛋白质的原理是（ B ）

A.降低蛋白质溶液的介电常数 B.中和电荷，破坏水膜

C.与蛋白质结合成不溶性蛋白 D.调节蛋白质溶液pH到等电点 13．从组织中提取酶时，最理想的结果是（ C ） A.蛋白产量最高 B.酶活力单位数值很大 C.比活力最高 D.Km最小

14．人血清清蛋白的等电点为4.64，在PH为7的溶液中将血清蛋白质溶液通电，清蛋白质分子向（A）

A ：正极移动；B：负极移动；C：不移动；D：不确定。 15．蛋白质具有两性性质主要原因是（ B ）

A：蛋白质分子有一个羧基和一个氨基；B：蛋白质分子有多个羧基和氨基； C：蛋白质分子有苯环和羟基；D：以上都对 16．使蛋白质盐析可加入试剂（ D ）

A：氯化钠；B：硫酸；C：硝酸汞；D：硫酸铵

17．在蛋白质初步提取的过程中，不能使用的方法（ C ）。

A、双水相萃取 B、超临界流体萃取 C、有机溶剂萃取 D、反胶团萃取 18．基因工程药物分离纯化过程中，细胞收集常采用的方法（ C ） A．盐析 B.超声波 C.膜过滤 D.层析 19．非对称膜的支撑层（ C ）。

A、与分离层材料不同 B、影响膜的分离性能 C、只起支撑作用 D、与分离层孔径相同 20．乳化液膜的制备中强烈搅拌（ C ）。

A、是为了让浓缩分离充分 B、应用在被萃取相与W/O的混合中 C、使内相的尺寸变小 D、应用在膜相与萃取相的乳化中 21．在液膜分离的操作过程中，（ B ）主要起到稳定液膜的作用。 A、载体 B、表面活性剂 C、增强剂 D、膜溶剂 22．乳化液膜的制备中强烈搅拌（ B ）。

A、是为了让浓缩分离充分 B、应用在被萃取相与W/O的混合中 C、使内水相的尺寸变小 D、应用在膜相与反萃取相的乳化中 23．适合于亲脂性物质的分离的吸附剂是（ B ）。 A．活性炭 B.氧化铝 C.硅胶 D.磷酸钙 24．离子交换剂不适用于提取（ D ）物质。 A．抗生素 B.氨基酸 C.有机酸 D.蛋白质

25．工业上强酸型和强碱型离子交换树脂在使用时为了减少酸碱用量且避免设备腐蚀，一般先将其转变为（ B ）。

A、钠型和磺酸型 B、钠型和氯型 C、铵型和磺酸型 D、铵型和氯型

26．依离子价或水化半径不同，离子交换树脂对不同离子亲和能力不同。树脂对下列离子亲

和力排列顺序正确的有（ A ）。

A、Fe3+﹥Ca2+﹥Na+ B、Na+﹥Ca2+﹥Fe3+ C、Na+﹥Rb+﹥Cs+ D、Rb+﹥Cs+﹥Na+

27．离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂，通过（ A ）将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上。

A、静电作用 B、疏水作用 C、氢键作用 D、范德华力 28．阴离子交换剂（ C ）。

A、可交换的为阴、阳离子 B、可交换的为蛋白质 C、可交换的为阴离子 D、可交换的为阳离子

29．工业上强酸型和强碱型离子交换树脂在使用时为了减少酸碱用量且避免设备腐蚀，一般先将其转变为（ B ）。

A、钠型和磺酸型 B、钠型和氯型 C、铵型和磺酸型 D、氢型和氯型

30．依离子价或水化半径不同，离子交换树脂对不同离子亲和能力不同。树脂对下列离子亲和力排列顺序正确的有（A）。

A、Fe3+>Ca2+>Na+ B、Na+ >Ca2+> Fe3+

C、硫酸根>柠檬酸根>硝酸根 D、硝酸根>硫酸根>柠檬酸根 31．气相色谱柱主要有（ C ）。

A填充柱 B毛细管柱 C A或B D A或B及其他

32．高效液相色谱仪的种类很多，但是无论何种高效液相色谱仪，基本上由（ D ）组成。 A 高压输液系统、进样系统、分离系统、过滤系统、记录系统或色谱工作站等五大部分 B进样系统、分离系统、检测系统、记录系统或色谱工作站四大部分 C高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统四大部分

D高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统、记录系统或色谱工作站等五大部分 33．关于分配柱层析的基本操作错误( D )。 A装柱分干法和湿法两种

B分配柱层析法使用两种溶剂，事先必须先使这两个相互相饱和

C用硅藻土为载体，需分批小量地倒入柱中，用一端是平盘的棒把硅藻压紧压平

D分配柱层析适用于分离极性比较小、在有机溶剂中溶解度大的成分，或极性很相似的成分。 34．气相色谱分析中,择固定相是气相色谱分析的关键,固定相可大致分成 ( C )

A固体一类 B固体和合成固定相二类 C固体、液体及合成固定相三类 D固体、液体固定相二类

35．关于疏水柱层析的操作错误( D )

A疏水层析柱装柱完毕后，通常要用含有高盐浓度的缓冲液进行平衡

B疏水层析是利用蛋白质与疏水性吸附剂之间的弱疏水性相互作用的差别进行分离纯化的层析技术

C洗脱后的层析柱再生处理，可用8mol/L尿素溶液或含8mol/L尿素的缓冲溶液洗涤，然后用平衡缓冲液平衡

D疏水柱层析分辨率很高、流速慢、加样量小 36．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 37．针对配基的生物学特异性的蛋白质分离方法是（ C ）。 A.凝胶过滤 B.离子交换层析 C.亲和层析 D.纸层析

38．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

39．蛋白质分子量的测定可采用（ C ）方法。

A．离子交换层析 B.亲和层析 C.凝胶层析 D.聚酰胺层析 40．凝胶色谱分离的依据是（ B ）。

A、固定相对各物质的吸附力不同 B、各物质分子大小不同

C、各物质在流动相和固定相中的分配系数不同 D、各物质与专一分子的亲和力不同 41．如果要将复杂原料中分子量大于5000的物质与5000分子量以下的物质分开选用（ D ）。 A、Sephadex G-200 B、Sephadex G-150 C、Sephadex G-100 D、Sephadex G-50 42．分配层析中的载体（ C ）。

A、对分离有影响 B、是固定相 C、能吸附溶剂构成固定相 D、是流动相 43．凝胶色谱分离的依据是（B）。

A、固定相对各物质的吸附力不同 B、各物质分子大小不同

C、各物质在流动相和固定相中的分配系数不同 D、各物质与专一分子的亲和力不同 44．洗脱体积是（ C ）。

A、凝胶颗粒之间空隙的总体积 B、溶质进入凝胶内部的体积

C、与该溶质保留时间相对应的流动相体积 D、溶质从柱中流出时所用的流动相体积 45．下面哪一种是根据酶分子专一性结合的纯化方法（ A ）。 A. 亲和层析 B. 凝胶层析 C. 离子交换层析 D. 盐析 46．分子筛层析纯化酶是根据（ C ）进行纯化。

A.根据酶分子电荷性质的纯化方法 B.调节酶溶解度的方法

C.根据酶分子大小、形状不同的纯化方法 D.根据酶分子专一性结合的纯化方法 47．根据支持物不同，电泳可以分为（ A ）。

A．纸电泳、醋酸纤维薄膜电泳、琼脂凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳 B．区带电泳、自由界面电泳、等速电泳、等电聚焦电泳

C．聚丙烯酰胺凝胶电泳、SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳、等速电泳、等电聚焦电泳 D．等速电泳、等电聚焦电泳、琼脂凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳 48．影响电泳分离的主要因素（ B ）

A 光照 B 待分离生物大分子的性质C 湿度 D 电泳时间 49．按分离原理不同，电泳可分为（ A ）

A 区带电泳、自由界面电泳、等速电泳、等电聚焦电泳

B 纸电泳、醋酸纤维薄膜电泳、琼脂凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳 C 区带电泳、自由界面电泳、纸电泳、醋酸纤维薄膜电泳

D 等速电泳、等电聚焦电泳、琼脂凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳 50．氨基酸的结晶纯化是根据氨基酸的（ A ）性质。 A．溶解度和等电点 B.分子量 C.酸碱性 D.生产方式

51．关于精馏回流比控制，对于一定的分离任务，以下正确的两项是（ A ） A、若回流比变大，则精馏能耗增大； B、若回流比变大，则精馏能耗减小；

C、若回流比变大，则所需理论塔板数变大； D、若回流比变小，则所需理论塔板数变小。 52．结晶过程中，溶质过饱和度大小（ A ）

A、不仅会影响晶核的形成速度，而且会影响晶体的长大速度 B、只会影响晶核的形成速度，但不会影响晶体的长大速度 C、不会影响晶核的形成速度，但会影响晶体的长大速度 D、不会影响晶核的形成速度，而且不会影响晶体的长大速度 53．下列哪项不是蛋白质的浓度测定的方法（ D ）。

A、凯氏定氮法 B.双缩脲法 C.福林-酚法 D.核磁共振 54．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

四、填空题

1. 生物产品的分离包括固液分离、浓缩 、纯化、和干燥 。 2. 发酵液常用的固液分离方法有离心沉降 和重力沉降等。 3. 离心设备从形式上可分为间歇式 ，连续式 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，超滤，反渗透和 纳滤。

5. 多糖基离子交换剂包括离子交换纤维素和葡聚糖离子交换树脂两大类。

6. 工业上常用的超滤装置（膜组件）有板式、管式、螺旋卷式、中空纤维式。

7. 影响吸附的主要因素有吸附剂的性质 、吸附质的性质 、温度 、溶液的PH值、盐浓度。 8. 离子交换树脂由具有三维空间立体结构的网络骨架、活性基团、活性离子 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的作用是增塑剂。

10 影响盐析的因素有_无机盐的种类__ ，__盐的浓度__ ，____温度___ 和____pH值__ 。 11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有自然起晶法、刺激起晶法、晶种起晶法。 12.简单地说，离子交换过程实际上只有 吸附，离子交换和洗脱三步。

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_ Q＝qmc/(Kd+c)__。

14.反相高效液相色谱的固定相是非极性的，而流动相是极性的；常用的固定相有ODS和C8；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__密度__，与液体有相似的___黏度____。 16.离子交换树脂的合成方法有___加聚法_______ 和____缩聚法___ 两大类。

17.常用的化学细胞破碎方法有渗透冲击法、酶消化法 、增溶法、 脂溶法、和脂溶法。 18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其 _等电点的不同。

19.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有___提高离子强度_______ 和__调节pH值__。 20.晶体质量主要指 ___晶体大小_______，_____晶体形状_____ 和___晶体纯度__ 三个方面。

21.亲和吸附原理包括__吸附________ ，___清洗_______ 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_lgS=β-KsI ___ 。 当_pH和温度一定时，改变体系离子强度进行盐析的方法 ______称为Ks盐析法； 当_离子强度一定时，改变pH值和温度______称为β盐析法。

24.蛋白质分离常用的色谱法有纸色谱法 、 离子交换色谱 、疏水色谱 、免疫亲和色谱。 25.SDS PAGE电泳制胶时，加入十二烷基磺酸钠（SDS）的目的是消除各种待分离蛋白的___分子形状 和 本身电荷___ 差异，而将___相对分子质量__ 作为分离的依据。

26.常用的蛋白质沉析方法有__盐析沉淀__ ，___等电点沉淀__和 有机溶剂沉淀__。 27.常用的工业絮凝剂有__聚丙烯酰胺类衍生物__和__聚乙烯亚胺类衍生物__两大类。 28.典型的工业过滤设备有_加压叶滤机_ 、_板框过滤机_和_回转真空过滤机__ 。 29.常用离心设备可分为__管式__和 __碟片式_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_ 和__离子交换

32.影响亲和吸附的因素有配基浓度、 空间位阻、 配基与载体的结合位点、 载体孔径 和 微环境。

33.阳离子交换树脂按照活性基团分类，可分为__强酸型__ 、____中强酸型__和__弱酸型__；其典型的活性基团分别有_磺酸基团__ 、__磷酸基_ 、_羧基_ __ 。

34.阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为__强碱型__ 、中强碱型_ 和___弱碱型_ ；其典型的活性基团分别有__季氨基_、___叔氨基__ 、___仲氨基和伯氨基。

35.DEAE Sepharose是__阴___ 离子交换树脂，其活性基团是 _二乙基氨基乙基__。 36.CM Sepharose是 __阳__离子交换树脂，其活性基团是__羧甲基__ 。

37.影响离子交换选择性的因素有_水和离子半径 、离子化合价、离子半径、溶液pH、树脂与离子间作用力、有机溶剂和__交联度。

38.离子交换操作一般分为__动态__ 和__静态_ 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_分子表面电荷__和__水化层_。

40.盐析用盐的选择需考虑（同10）无机盐的种类 ，__盐的浓度，_温度__ 和_pH值_等几个方面的因素。

41.影响有机溶剂沉淀的因素有 __温度_、_pH_ 、_搅拌速度_ 、_中性盐浓度_ 和_金属离子_ 。

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移动界面电泳_、_区带电泳__ 和_稳态电泳__ 。 44.依据建立pH梯度的原理不同，等电聚焦（IEF）可分为_载体两性电解质梯度_ 和_固相梯度_。

45.二维电泳中，第一相是__等电聚焦_ ；第二相是_ SDS－PAGE _ 。

46.结晶包括三个过程__过饱和溶液的形成、晶核的形成和____晶体生长____。 47.过饱和溶液的形成方法有__热饱和溶液冷却_ 、_部分溶剂蒸发法_、__真空蒸发冷却法___和_化学反应结晶质。

48.晶核自动形成时，体系总的吉布斯自由能的改变ΔG由_表面过剩自由能（ΔGs）和 __体积过剩自由能（ΔGv）组成。

49.物料中所含水分可分为__化学结合水_、__物化结合水___ 和__机械结合水分_三种。 50.根据干燥曲线，物料干燥可分为_恒速干燥阶段__ 和__降速干燥阶段__ 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_树脂预处理__ 、离子交换吸附_、_洗脱和__树脂再生__ 组成。 54.吸附包括 _待分离料液与吸附剂混合_，_吸附质被吸附到吸附剂表面_、_料液流出_和_吸附质解吸回收_ 四个过程组成。

55.大孔网状吸附剂有 _非极性__，__中等极性_和__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______。

57.根据修饰基团的不同，离子交换树脂可分为_强酸性阳离子交换树脂_ ，弱酸性阳离子交换树脂，_强碱性阴离子交换树脂_和_弱碱性阴离子交换树脂_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_乳液聚合法_ 和_悬浮聚合法_ 两类。 59.根据聚合单体，离子交换树脂可分为_无机_ 和_有机高分子材料_ 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、离子大小、搅拌速度、溶液浓度。

61.分配色谱的基本构成要素有固定相、载体、流动相_。 62.反相色谱常用的流动相有乙腈、甲醇_。

63.反相色谱常用的固定相有 ODS和C4 和C8烷基或苯基硅烷化试剂制备 64.Sepharose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.影响有机溶剂沉析的主要因素有_温度__ 、_搅拌速度 、溶液pH值、___离子强度__ 、_样品浓度_和__金属离子的助沉析作用。

67.根据膜材料的不同，常用的膜可分为__有机高分子膜__ 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__ 、 _非对称膜_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__凝胶扫描和摄录装置__ 。 71.电泳后，样品的主要染色方法有 _考马斯亮蓝R-250__和__银染色___。

72.SDS－PAGE电泳中，SDS的加入是为了消除不同样品分子间__形状__ 和_电荷_的差异；加入二硫叔糖醇的目的是_强还原剂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_以溴酚蓝作对照，因其有色，分子量小电泳速度快，待其前沿到达阳极底部即可停止电泳。 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、晶体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_溶质穿过晶体表面的滞留层 、_溶质到达晶体表面__和__放热结晶三个过程。

78.影响晶体生长的主要因素有杂质、搅拌、温度。

79.Sephadex系列的离子交换树脂的载体是 葡聚糖 。

80．常用的液液萃取设备分为两大类，一类是混合澄清式萃取设备，另一类是塔式萃取设备，包括喷淋塔、转盘塔、筛板塔、脉冲筛板塔、填料塔、往复振动筛板塔等。 81．晶体质量主要指 晶体大小 、 晶体形状 和 晶体纯度 三个方面； 讨论题

1. 请结合图示简述凝胶排阻色谱（分子筛）的分离原理； 分子筛凝胶色谱原理

不同的化合物由于其大小差异，在流经GPC柱时，不同分子量的化合物流经体积不同（大分子不能或难以进入凝胶网格结构的内部，直接从凝胶颗粒之间穿过，保留时间短；而小分子恰恰相反，保留时间较长）而得以分离（如上图所示） 绘制结晶过程中饱和曲线和过饱和曲线图，并简述其意义；

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：S-S曲线为饱和温度曲线，在其下方为稳定区，在该区域溶液为不饱和溶液，不会自发形成结晶； T-T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；S-S曲线和T-T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，也不能自发形成结晶。

何谓亲和吸附，有何特点？

亲和吸附分离是利用溶质和吸附剂之间特殊的化学作用，从而实现分离。

特点 （a）效率高 （b）分离精度高 （c）但通用性较差，洗脱条件苛刻 简述结晶过程中晶体形成的条件；

形成新相（固体）需要一定的表面自由能。因此，溶液浓度达到饱和溶解度时，晶体尚不能析出，只有当溶质浓度超过饱和溶解度后，才可能有晶体析出。

首先形成晶核，由Kelvin公式，微小的晶核具有较大的溶解度。实质上，在饱和溶液中，晶核是处于一种形成—溶解—再形成的动态平衡之中，只有达到一定的过饱和度以后，晶核才能够稳定存在。

试比较常规聚丙稀酰胺凝胶电泳与SDS PAGE的分离原理；

由于聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）是多孔介质，不仅能防止对流，把扩散减少到最低；而且其孔径大小与生物大分子具有相似的数量级，能主动参与生物分子的分离，具有分子筛效应。 因此，在使用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行蛋白质分离时，在电泳过程中不仅取决于蛋白质的电荷密度，还取决于蛋白质的尺寸和形状。

SDS是一种阴离子去污剂，作为变性剂和助溶性试剂，能断裂分子内和分子间的氢键，使分子去折叠，破坏蛋白质分子的二级、三级结构；而强还原剂，如二硫苏糖醇、β-巯基乙醇能使半胱氨酸残基之间的二硫键断裂。

因此，在样品和凝胶中加入SDS和还原剂后，蛋白质分子被解聚为组成它们的多肽链，解聚后的氨基酸侧链与SDS结合后，形成带负电的蛋白质-SDS胶束，所带电荷远远超过了蛋白质原有的电荷量，消除了不同分子间的电荷差异；同时，蛋白质-SDS聚合体的形状也基本相同，这就消除了在电泳过程中分子形状对迁移率的影响。 简述生物分离过程的特点；

产品丰富：产品的多样性导致分离方法的多样性； 2、绝大多数生物分离方法来源于化学分离； 3、生物分离一般比化工分离难度大：（1）成分复杂（2）悬液中的目标产物浓度低（3）生物活性，条件相对温和（4）生物产品要求高质量（5）获得高纯度的干燥产品（6）卫生

因此，生物分离过程往往成本很高，在某些产品的生产过程中，分离成本可能占到总成本的80％以上。因此必须仔细考虑和设计产品的回收和纯化过程。 生物亲和作用的本质及其影响亲和作用的主要因素；

本质：参与亲和作用的两个分子(或物质)中，其中之一为蛋白质的情况占绝大多数，或者两者均为蛋白质。一般认为，蛋白质的立体结构中含有某些参与亲和结合的部位，这些结合部位呈凹陷或凸起的结构，能与该蛋白质发生亲和作用的分子恰好可以进入到此凹陷结构中，或者该蛋白质的凸起部位恰好能够进入与其发生亲和作用的分子(一般也是蛋白质)的凹陷部位，就象钥匙和锁孔的关系一样。

影响因素：离子强度、pH、抑制氢键形成的物质、温度、离液离子、螯合剂 简述超临界流体萃取的原理及其特点；

利用超临界流体的特殊性质，使其在超临界状态下，与待分离的物料接触，萃取出目的产物，然后通过降压或升温的方法，使萃取物得到分离。其特点是安全、无毒、产品分离简单，但设备投资大。

何谓反胶团，反胶团萃取？其特点有哪些？

反胶团 是分散于连续有机相中、由表面活性剂所形成的稳定的纳米尺度的聚集体。

反胶团萃取是利用表面活性剂在有机溶剂中形成的反胶团，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溶解在有机相中或在有机相中发生不可逆变性的现象。 特点1．成本低，溶剂可反复使用；2．萃取率高；3．反胶团是透明的、热稳定的体系；4．极性“水核”具有较强的溶解能力；5．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，减少变性作用。6．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，提高其反应性能。

何谓色谱的理论塔板数，如何计算？

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 理论塔板数的计算方法：

N?5.54(?RW1/2)2N?16(?RW)2

N---理论塔板数 θR---保留时间 W1/2---半峰宽 Wb---峰底宽度 理论塔板高度：

H?LNL---柱长

简述疏水色谱的原理，并说明基本操作步骤；

原理： 高浓度盐溶液中，亲水性较强的物质，分子内部的疏水基团外露，便可与疏水的固定相以疏水作用力相结合（吸附）。由于这种作用力大小不同，可以通过改变极性流动相的离子强度（由高到低）使其依次解吸附。即高浓度的盐溶液可将吸附力弱（小）（极性大）的物质先洗脱下来，而低浓度的盐则使吸附力强（大）（极性小）的物质被后洗脱下来。

注意： 只有对极性很强的物质，才需在流动相中添加有机溶剂，以降低极性，使其解吸附。此时，须注意防止有效成分变性。 操作：

1. 色谱柱和吸附剂的选择 色谱柱规格：类似普通色谱。

当被分离样品量较大时、被分离物与杂质间的疏水性差异较大时，选用体积较大的柱子（h：d≤3）。

固定相选择：根据要分离物质的特点，结合吸附剂的性能进行选择。

2. 装柱 先将吸附剂悬浮于乙醇溶液中→浸泡离心→弃上清，收沉淀→50%（m/V）浓度悬浮于样品缓冲溶液中装柱（同常规）。

3. 加样：样品预处理：补加盐→混匀→放置（片刻）上柱→吸附（0.5～ 1h）。

4. 洗脱：平衡液洗涤浓度由高→ 低。即先用高离子强度的平衡液洗涤,再用低离子强度的平衡液洗脱。

同时，收集和检测。

5. 柱再生：用8mol/L的脲素溶液（或其缓冲溶液）洗涤（除杂）→平衡缓冲液平衡。 12. 简述等电点色谱的基本原理；

蛋白质在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，降低分子间斥力，加强了蛋白质分子间的疏水相互作用，使得蛋白质分子得以聚集成团沉淀下来。 简述有机溶剂沉析的原理；

1．降低了溶质的介电常数，使溶质之间的静电引力增加，从而出现聚集现象，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，降低了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. 简述盐析原理及现象；

水溶液中蛋白质的溶解度一般在生理离子强度范围内（0.15~0.2mol/Kg）最大，而低于或高于此范围时溶解度均降低。蛋白质（酶）等生物大分子物质在高离子强度的溶液中溶解度降低，产生沉淀的现象称为盐析。 1.生物大分子在水溶液中的存在状态

两性电解质，由于静电力的作用，分子间相互排斥，形成稳定的分散系 蛋白质周围形成水化膜，保护了蛋白质粒子，避免了相互碰撞 2.中性盐加入蛋白质分散体系时有两种情况 “盐溶”现象—低盐浓度下，蛋白质溶解度增大 “盐析”现象—高盐浓度下，蛋白质溶解度随之下降 3.电解质影响蛋白质溶解度的机理

低盐浓度时，蛋白质吸附盐离子后，带电层使蛋白质分子间相互排斥，蛋白质与水分子间作用加强，溶解度增大。

随着离子强度的增大，蛋白质表面的双电层厚度降低，静电排斥作用减弱；同时盐的水化作用，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。 4．离子强度对盐析过程的影响

当离子强度较强时，溶解度的对数与离子强度之间呈线性关系

结合SDS PAGE电泳的分离原理说明未知蛋白质分子量的测定方法；

1. SDS-PAGE 的原理：SDS是一种阴离子去污剂，作为变性剂和助溶性试剂，能断裂分子内和分子间的氢键，使分子去折叠，破坏蛋白质分子的二级、三级结构；而强还原剂，如二硫苏糖醇、β-巯基乙醇能使半胱氨酸残基之间的二硫键断裂。因此，在样品和凝胶中加入SDS和还原剂后，蛋白质分子被解聚为组成它们的多肽链，解聚后的氨基酸侧链与SDS结合后，形成带负电的蛋白质-SDS胶束，所带电荷远远超过了蛋白质原有的电荷量，消除了不同分子间的电荷差异；同时，蛋白质-SDS聚合体的形状也基本相同，这就消除了在电泳过程中分子形状对迁移率的影响。

2. 未知蛋白质分子量的测定：基于上述SDS-PAGE的原理介绍，我们可以利用SDS-PAGE电泳进行未知蛋白质的分子量测定；以不同分子量的标准蛋白进行SDS-PAGE电泳得到不同标准蛋白的电泳迁移率，制作标准校正曲线，然后对未知蛋白在相同条件下进行SDS-PAGE电泳，测定迁移率，从标准曲线得到相应的分子量；

16. 请说明在进行SDS PAGE电泳之前，样品的处理方法，并解释其原因；

样品的处理方法：1、尽可能的提高样品的溶解度，抽提最大量的样品，减少样品的损失； 减少对样品的人为修饰； 破坏样品与其他生物大分子的相互作用，并样品处于完全变性状态。杂质的存在会影响电泳的效果，其他大分子还有可能阻塞凝胶孔径。2、选择合适的样品缓冲液，因为不同的样品有不同的最适缓冲液；3、确定合适的样品浓度（1～2mg/L，考染），加样（溴酚蓝-用来染色）。

简述载体两性电介质梯度等电聚焦（IEF）的分离原理；

载体两性电解质pH梯度等电聚焦就是在支持介质中加入载体两性电解质，通以直流电后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。 何谓反渗透膜分离，其特点是什么？ 反渗透（RO）：以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作，孔径范围在0.0001~0.001 μm之间；由于分离的溶剂分子往往很小，不能忽略渗透压的作用，故而称为反渗透；RO膜无明显的孔道结构。

结晶的必备条件是什么？

结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。

请绘制典型的物料干燥速率曲线简图，并说明恒速干燥阶段及降速干燥阶段的特点； 1、恒速干燥阶段：湿物料表面为非结合水所湿润，物料表面温度是该空气状态下的湿球温度；此时，传热推动力（温度差，△T）以及传质推动力（饱和蒸汽压差，△PV）是一个定值；因此，干燥速率也是一个定值；实际上，该阶段的干燥速率决定于物料表面水分汽化的速率、

决定于水蒸气通过干燥表面扩散到气相主体的速率。因此，又称为表面汽化控制阶段。此时的干燥速率几乎等于纯水的汽化速度，和物料湿含量、物料类别无关；影响因子主要有：空气流速、空气湿度、空气温度等外部条件。

2、降速干燥阶段：物料湿含量降至临界点以后，便进入降速干燥阶段。在降速干燥阶段，非结合水以及被蒸发，继续进行干燥，只能蒸发结合水。结合水的蒸气压恒低于同温下纯水的饱和蒸汽压，传质、传热推动力逐渐减小，干燥速率随之降低；干燥空气的剩余能量被用于加热物料表面，物料表面温度逐渐升高，局部干燥。

在这一阶段，干燥速率取决于水分和蒸汽在物料内部的扩散速度。因此，亦称为内部扩散控制阶段，与外部条件关系不大。

主要影响因素为物料结构、形状和大小

干超临界萃取的原理及SC-CO2萃取的优点。

燥CO2 的Tc接近常温，Pc较低，临界点容易达到，速临界含所以操作温度比较低，接近于常温，而且 CO2 是率水量惰性气体，对一些热敏性物质无降解变质作用。 CO2是一种非极性溶剂，对非极性化合物有较高

含水量的亲和力，能够从天然物质中选择性地分离回收

有效成分或脱除某种成分。

CO2的化学稳定性好，无毒、无色、无味、不污染提取物和环境，不存在残留溶剂问题。 CO2价廉易得，技术工艺简单，效率高，能耗低，不易燃易爆，使用安全。

膜分离技术的类型和定义？

膜分离法包括微滤、超滤、反渗透、纳滤、透析、电渗析和渗透气化等，定义：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。

怎样进行离子交换树脂的预处理及转型。

物理处理：水洗、过筛，去杂(4mol/L HCl溶液浸泡1-2天，然后用蒸馏水洗至中性)，以获得粒度均匀的 树脂颗粒；

化学处理：转型（氢型或钠型）

阳离子树脂 酸—碱—酸； 阴离子树脂 碱—酸—碱 ，最后以去离子水或缓冲液平衡 转型：实际使用上，常将这些树脂转变为其他离子型式运行，以适应各种需要。例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用，转变为钠型树脂再使用。工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附，除去这些离子。反应时没有放出H+，可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。这种树脂以钠型运行使用后，可用盐水再生(不用强酸)。又如阴离子树脂可转变为氯型再使用，工作时放出Cl－而吸附交换其他阴离子，它的再生只需用食盐水溶液。氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3－)运行。强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型和氯型后，就不再具有强酸性及强碱性，但它们仍然有这些树脂的其他典型性能，如离解性强和工作的pH范围宽广等。 试述柱层析的基本操作过程。

1，装住：①干法装住②湿法装住。注意：湿法装住中柱内预留一部分水，防止气泡产生，装住过程要连贯、平衡。2，加样：①干法加样②湿法加样。注意：加样过程中，要防止产生飞溅，量要适中。3，洗脱：以设定好的流速加入洗脱剂，可以是单一溶剂，也可以梯度洗脱。注意：不使柱表面的溶液流干，柱上端保留一层溶液。4，收集：每隔10mL收集一试管，使用层析的手段或紫外检测器进行实时的检测，合并具有相同物质的流份。 电场强度是如何影响电泳分离。

电场强度越大，电泳速度越快。但增大电场强度会引起通过介质的电流强度增大，而造成电泳过程产生的热量增大。因而引起介质温度升高，这会造成很多影响：1，样品和缓冲离子扩散速度增加，引起样品分离带的加宽2，产生对流，引起待分离物的混合3，如果样品对热敏感，会引起蛋白变性4，引起介质粘度降低，电阻下降等。降低电流强度，可以减小生热，但会延长电泳时间，引起待分离生物大分子扩散的增加而影响分离效果。所以电泳实验中要选择适当的电场强度，同时可以适当冷却降低温度以获得较好的分离效果。 27.简述过饱和溶液形成的方法。 （1）热饱和溶液冷却（等溶剂结晶）

适用于溶解度随温度升高而增加的体系；同时，溶解度随温度变化的幅度要适中； 方式：自然冷却、间壁冷却（冷却剂与溶液隔开）、直接接触冷却（在溶液中通入冷却剂）。 （2）部分溶剂蒸发法（等温结晶法）

适用于溶解度随温度降低变化不大的体系，或随温度升高溶解度降低的体系； 方式：加压、减压或常压蒸馏。 （3）真空蒸发冷却法

使溶剂在真空下迅速蒸发，并结合绝热冷却，是结合冷却和部分溶剂蒸发两种方法的一种结晶方法。特点：设备简单、操作稳定。 电场强度是如何影响电泳分离；

电场强度大，带电质点的迁移率加速，因此省时，但因产生大量热量，应配备冷却装置以维持恒温。电场强度大时：①样品和缓冲离子扩散速度增加，引起样品分离带的加宽；②产生对流，引起待分离物的混合；③如果样品对热敏感，会引起蛋白变性；④引起介质粘度降低、电阻下降等等。电泳中产生的热通常是由中心向外周散发的，所以介质中心温度一般要高于外周，尤其是管状电泳，由此引起中央部分介质相对于外周部分粘度下降，摩擦系数减小，电泳迁移速度增大，由于中央部分的电泳速度比边缘快，所以电泳分离带通常呈弓型。降低电流强度，可以减小生热，但会延长电泳时间，引起待分离生物大分子扩散的增加而影响分离效果。所以电泳实验中要选择适当的电场强度，同时可以适当冷却降低温度以获得较好的分离效果。

如何评价离子交换剂的性能；

离子交换剂是含有若干活性基团的不溶性高分子物质。 1.外观：

颜色：亲水性的一般为无色，疏水性的有多种 颜色（黄、红、乳白等） 形状：珠状（球状）

大小：粒度大小为16～60目0.25～0.84mm）, >90% 2.含水量：0.3~0.7g/g 树脂 3.机械强度：>90%

4.交换容量：离子交换剂能提供交换离子的量，单位一般为1～10mmol/g，可用酸碱滴定来测。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）。 5.稳定性：化学稳定性、热稳定性。

6.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。

7.湿真密度：单位体积湿树脂的重量。 8.孔度、孔径、比表面积

33．简述等速电泳的基本原理；

等速电泳是在自由界面电泳基础上新发展起来的一种分析分离新技术,它不同于一般区带电泳,在电泳分离达到平衡后,区带的长度和迁移速度恒定(即开始等速泳动),故名等速电泳，等速电泳是在样品中加有领先离子（其迁移率比所有被分离离子的大）和终末离子（其迁移率

比所有被分离离子的小），样品加在领先离子和终末离子之间，在外电场作用下，各离子进行移动，经过一段时间电泳后，达到完全分离。被分离的各离子的区带按迁移率大小依序排列在领先离子与终末离子的区带之间。

膨胀床形成的必要条件以及与固定床吸附和流化床吸附的区别； 一、膨胀床与传统固定床的区别

膨胀床的床层上部安装有可调节床层高度的调节器，当液体(料液或清洗液等)从床底以高于吸附剂最小流化速率的流速输入时，吸附剂床层产生膨胀，高度调节器上升，

膨胀床状态下床层高度一般为固定床状态的2~3倍，床层空隙率高，允许菌体细胞或细胞碎片自由通过。

膨胀床吸附操作可直接处理菌体发酵液或细胞匀浆液，回收其中的目标产物，从而可节省离心或过滤等预处理过程，提高目标产物收率，降低分离纯化过程成本。这是膨胀床吸附操作的最大诱人之处。

二、膨胀床与流化床的区别

流化床的吸附剂粒子和液体在床层内混合程度高，吸附效率低；

膨胀床的吸附剂粒子基本悬浮于固定的位置，液体的流动与固定床相似，接近平推流，吸附效率高；

膨胀床的形成需要特殊的吸附剂和设备结构。 三、膨胀床的形成 1．吸附剂

(1) 磁性粒子。在外部磁场作用下，磁性粒子呈现稳定的膨胀状态。但磁性粒子膨胀床的缺点是设备复杂，需要换热设备分散电磁场热，在反复清洗过程中磁性粒子的稳定性较差。 (2) 膨胀床专用的高密度吸附剂。如多孔玻璃和STREAMLINETM（6%琼脂糖凝胶包埋微米级石英晶体颗粒，以提高吸附剂密度）。高密度吸附剂的膨胀床流速约l00~300cm／h。

有一定粒径和／或密度分布，在液体流速的分级作用下，大粒径或高密度吸附剂分布于床层底部附近，而小粒径或低密度吸附剂分布于床层的顶部，从而在床层内形成稳定的吸附剂分布

2．膨胀床的结构

由特殊吸附剂和专业化设计的分离装置（主要包括流体分布器、高度调节器和膨胀床柱等）构成

膨胀床底液体分布器应保证床截面的流速分布均匀，透过料液内的固形微粒子(如菌体细胞或其碎片)自由通过，吸附剂则具有截留作用。

床层高度调节器的位置能自由改变，吸附操作过程中需恰好在膨胀床层的顶部，以减小吸附死区。 六、计算题

1．用醋酸戊酯从发酵液中萃取青霉素，已知发酵液中青霉素浓度为0.2Kg/m3，萃取平衡常数为K=40，处理能力为H=0.5m3/h，萃取溶剂流量为L=0.03m3/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

E?kL40?0.03??2.4H0.5

P?En?1?EEn?1根据

?1?96%，得n＝4

2．应用离子交换树脂作为吸附剂分离抗菌素，饱和吸附量为0.06 Kg（抗菌素）/Kg（干树脂）；当抗菌素浓度为0.02Kg/m3时，吸附量为0.04Kg/Kg；假定此吸附属于Langmuir等温

吸附，求料液含抗菌素0.2Kg/m3时的吸附量。

解：由题设，根据Langmuir吸附等温式可求出K值，即：

q0C0.06?0.02q???0.04,k?0.01K?Ck?0.02

则当料液含抗菌素0.2Kg/m3时的吸附量可计算如下：

q?0.06?0.2?0.057kg/kg0.01?0.2

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0.32mol/L NaCl, 0.02mol/L MgCl2 , 0.015mol/LCaCl2, 0.01mol/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，在数分钟内能将胞内产物释放出来，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： Pout-Pin＝ -RTCi

＝ －8.314×298×(0.32×2＋0.02×3＋0.015×3＋0.01×4)×103 ＝－1.94×106 Pa

4．用管式离心机从发酵液中分离大肠杆菌细胞，已知离心管的内径为0.15m，高0.8m，转速为18 000 r/min，生产能力为Q=0.3m3/h。求细胞的离心沉降速度V。

5. 应用离子交换树脂作为吸附剂分离抗菌素，饱和吸附量为0.06 Kg（抗菌素）/Kg（干树脂）；当抗菌素浓度为0.02Kg/m3时，吸附量为0.04Kg/Kg；假定此吸附属于Langmuir等温吸附，求料液含抗菌素0.2Kg/m3时的吸附量（10分）

6．应用转鼓真空过滤机处理柠檬酸发酵液，已知发酵液柠檬酸含量为86Kg/m3，过滤面积15m2，转鼓转速0.75r/min，过滤压强降0.08Mpa，过滤介质阻力可忽略不计。滤饼属不可压缩的，其过滤常数为8.5×105s/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2.5m3/h时，过滤机回转一周的过滤时间和洗涤时间。

7．有一双菌种混合发酵液含有某种酵母和某种细菌，其中酵母细胞平均直径为5×10－6m，细菌细胞平均直径为0.6×10－6m。经实验测定，单纯酵母细胞组成的比阻力为1.5×109kg/(m3.s)，而细菌滤饼比阻力为2.3×109kg/( m3.s)，酵母与细菌混合物的滤饼

??0?0?(比阻力可用

?i?1i?i??i?i)2表示。已知发酵液中酵母细胞占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1.5×105Pa，则过滤1.0m3这种发酵液需要多长的过滤时间。

8．应用一管式离心机从发酵液中分离回收面包酵母，当离心机转速为5 000r/min，进料流速为0.75m3/h时，可回收50％的酵母菌体，求：

（1）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。

（2）若离心机转速增至10 000r/min，其它条件维持不变，求此时的进料流速。

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