生物技术专业复习资料(西南民大版)生物工程下游技术全面复习

1、1、沉淀法的目的：a.通过沉淀达到浓缩的目的；b.沉淀方法可有选择地沉淀杂质或有选择地沉淀所需成分.初步纯化c.将已纯化的产品由液态变成固态，加以保存或进一步处理。2、沉淀法的操作步骤：首先加入沉淀剂，沉淀剂的陈化，促进粒子生长；为离心或过滤，收集沉淀物。3、沉淀法的分类：根据所加入的沉淀剂的不同，沉淀法可以分为：（1）盐析法；（2）等电点沉淀法；（3）有机溶剂沉淀法；（4）非离子型聚合物沉淀法；（5）聚电解质沉淀法；（6）复合盐沉淀法等；（7）亲和沉淀法；（8）选择性变性沉淀法。4、盐析法机理：（1）破坏水化膜（2）中和电荷，减少静电斥力5、盐析用盐的选择：盐析作用要强；盐析用盐需有较大的溶

2、解度；盐析用盐必须是惰性的；来源丰富、经济6、硫酸铵是最常用的蛋白质盐析沉淀剂：（1）价廉 ；（2）溶解度大，温度系数小，许多蛋白质可以盐析出来；（3）硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好，（4）不易引起蛋白质变性。 7、用盐析法分离蛋白质的两种方法：Ks分段盐析法，在一定pH和温度下通过改变离子强度实现；分段盐析法，在一定离子强度下通过改变pH和温度来实现8、盐析法特点：a.成本低，不需要特别昂贵的设备。b.操作简单、安全。c.不会引起蛋白质变性，经透析去盐后，能得到保持生物活性的纯化蛋白质。d.分离效果不理想，通常只是作为初步的分离纯化，还需要结合其它的纯化方法。 9、等电点沉淀：在低的离子强度

3、下，调pH至等电点，使蛋白质所带净电荷为零，降低了静电斥力，而疏水力能使分子间相互吸引，形成沉淀的操作称为等电点沉淀。10、亲和过程提供了一个从复杂混合物中分离提取单一产品的有效方法。11、 溶剂萃取法是利用一种溶质组分(如产物)在两个互不相溶的液相(如水相和有机溶剂相)中竞争性溶解和分配性质上的差异来进行分离的操作。优点：比化学沉淀法分离程度高；比离子交换法选择性好、传质快；比蒸馏法能耗低。另外它还有生产能力大、周期短、便于连续操作、容易实现自动化控制等优点。12、 “相似相溶”原理: “相似”一是分子结构相似，如分子的组成、官能团、形态结构的相似；二是能量(相互作用力)相似，如相互作用力有

4、极性的和非极性的之分，两种物质如相互作用力相近，则能互相溶解。13、 多级错流萃取：优点：由几个单级萃取单元串联组成，萃取剂分别加入各萃取单元；萃取推动力较大，萃取效率较高；缺点：仍需加入大量萃取剂，因而产品浓度稀，需消耗较多能量回收萃取剂。14、 多级逆流萃取：由几个单级萃取单元串联组成，料液和萃取剂分别从两端连续加入，互成逆流接触；15、 超临界流体：当一种物质处于其临界点以上的温度和压力之下，则称之为超临界流体。16、 超临界流体特点：密度大，粘度小；密度接近液体萃取能力强；粘度接近气体传质性能好，高扩散性能17、 双水相萃取蛋白质受到重视。其操作是向水相中加入溶入水的高分子化合物，形成

5、密度不同的两相，轻相富含某一种高分子化合物；重相富含盐类或另一种高分子化合物。因两相均含有较多的水，所以称之为双水相萃取。18、 多级萃取：细胞匀浆液中目标产物经过多步萃取，可获得较高纯化倍数。 第1步萃取使细胞碎片、大部分杂蛋白和核酸、多糖等副产物分配于下相，目标产物分配于上相。如目标产物尚未达到所需纯度，向上相中加入盐重新形成双水相，进行第2步萃取，可除去大部分多糖和核酸。第3步萃取则使目标产物分配于盐相，以使目标产物与PEG分离，便于PEG的重复利用和目标产物的进一步加工处理。19、 电泳：在电解质溶液中，位于电场中的带电离子在电场力的作用下，以不同的速度向其所带电荷相反的电极方向迁移的

6、现象20、 醋酸纤维素薄膜电泳：电泳时经过膜的预处理、加样、电泳、染色、脱色与透明即可得到满意的分离效果。此电泳的特点是分离速度快、电泳时间短、样品用量少。因此特别适合于病理情况下微量异常蛋白的检测。21、 等电聚焦（isoelectrofocusing）, IEF：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。22、 双向凝胶电泳：第一向采用等电聚焦 根据复杂的蛋白质成分中各个蛋白质的PI的不同，将蛋白质进行分离。第二向采用了十二烷基硫酸钠一聚丙烯酰胺凝胶电泳 （SDS-PAGE）就是按蛋白质分子量的大小使其在垂直方向进行分离。其结果

7、不再是条带状，而是呈现为斑点状。23、 培养细胞生长条件：细胞的营养需要；细胞的生存环境（温度: 37 、O2、CO2: 5%、CO2 +H2O H2CO3 H+ + HCO3-、pH: 7.2-7.4、渗透压）；无污染；无毒24、 培养基（培养液）是维持细胞体外生存和生长的溶液，分天然培养基和合成培养基。25、 无血清培养基优点：提高重复性、减少微生物污染、供应充足稳定、产品易纯化、避免血清因素对细胞的毒性、减少血清中蛋白对生物测定的干扰26、 根据细胞生长的特点，传代细胞培养有3种：悬浮培养、贴壁培养、固定化培养27、 细胞生长过程：游离期、贴壁期、潜伏期、对数生长期、停止期（平台期）28

8、、 常用的细胞固定化的方法主要有吸附、共价贴附、离子/共价交联、包埋和微囊化等。29、 包埋法根据载体与方法不同，亦有凝胶包埋法和半透膜包埋法两种。30、 细胞大规模培养方式分为：分批式、流加式、半连续式、 连续式、灌注式31、 流加式培养：在批式培养过程中不断补入营养物，以解决营养物的抑制及不足问题。特点：可避免某种营养成分的初始浓度过高；能防止营养成分在培养过程中被耗尽；整个过程反应体积是变化的。32、 灌注培养：是把细胞接种后进行培养，新鲜的培养液从反应器一头不断加入，从另一头不断取出等量的培养液，细胞仍留在反应器内，使细胞处于一种营养不断的状态。特点：高密度培养动物细胞。33、 生物养

9、反应器：搅拌式生物反应器、气升式生物反应器、中空纤维式生物反应器34、 生物发酵液特性：发酵产物浓度较低，悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大；固体粒子可压缩性大；液相粘度大；性质不稳定35、 改善发酵液特性：降低液体粘度、调整pH、凝聚与絮凝、加入助滤剂、加入反应剂36、 凝聚作用就是向胶体悬浮液中加入某种电解质，在电解质中异电离子作用下，胶粒的双电层电位降低，使胶体体系不稳定，胶体粒子间因相互碰撞而产生凝集的现象。37、 杂蛋白去除：(1) 沉淀法 (2) 变性法 (3) 吸附法 38、 发酵液固液分离的主要是离心分离和过滤。39、 膜分离的特点：操作在常温下进行；是物理过程，不需加入化学

10、试剂；不发生相变化（因而能耗较低）；在很多情况下选择性较高；浓缩和纯化可在一个步骤内完成；设备易放大，可以分批或连续操作。40、 根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等41、 纤维素醋类材料易受微生物侵蚀，pH值适应范围较窄，不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。因此发展了非纤维素酯类（合成高分子类）膜。42、 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称为浓度极化或浓差极43、 浓差极化特性：它是一个可逆过程。只有在膜

11、过程运行中产生存在，停止运行，浓差极化逐渐消失。要减少浓差极化，通常采用错流操作44、 膜污染的主要原因来自以下几个方面：凝胶极化引起的凝胶层;溶质在膜表面的吸附层;膜孔堵塞; 膜孔内的溶质吸附45、 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。46、 膜分离过程存在临界操作压力，在临界压力以下进行膜分离操作，可长时间维持较高的透过通量。降低对清洗操作的依赖程度，提高膜分离效率。47、 型的膜分离技术有微孔过滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、纳滤(NF)、渗析(D)、电渗析(ED)、液膜(LM)及渗透蒸发( PV)等48、 反渗透原理及反渗透膜

12、的特点：如果在高浓度水溶液一侧加压，使高浓度水溶液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压，则高浓度水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶液侧，这一过程就称为反渗透49、 色谱法的特点：分离效率高、应用广泛、选择性强、高灵敏度在线检测、快速分离、过程自动化操作50、 基线：在正常操作条件下，仅有载气通过检测器时的色谱流出曲线为基线。它反映仪器（主要是检测器）的噪音随时间的变化，稳定的基线应是一条平行于横轴的直线51、 塔板理论的特点和不足：(1)塔板理论描述了组分在柱内的分配平衡和分离过程，导出了流出曲线的数学模型，解释了流出曲线形状和位置，提出了计算和评价柱效的参数。(2)当色谱柱长度一定时，塔板

13、数 n 越大(塔板高度 H 越小)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。(3)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。(4)柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数 K 相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。(5)塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。52、 速率理论（rate theory）吸收了塔板理论板高的概念，进一步把色谱过程与分子扩散和组分在气液两相中的传质过程联系起来，从动力学角度较好地解释了影响板高的

14、多种因素。因此，速率理论对于色谱分离操作条件的选择具有指导意义。 53、 气相色谱仪主要构成：气路系统、进样系统、分离系统、温度控制系统、检测记录系统54、 控温系统包括对三个部分的控温，即气化室、柱箱和检测器。控温方式：恒温和程序升温。55、 检测器根据其不同检测原理，可分为浓度型检测器和质量型检测器两类56、 灵敏度是指单位浓度或质量的被测组分通过检测器时所产生的响应信号值。57、 检测器响应值为2倍噪声水平时的试样浓度（或质量），被定义为最低检测限（或该物质的最小检测量）。58、 检测器的线性范围定义为：检测器在线性工作时，被测物质的最大浓度（或质量）与最低浓度（或质量）之比。59、 高

15、效液相色谱仪主要包括高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统、数据处理系统及梯度洗脱等辅助装置。 60、 常用检测器种类：紫外光度检测器、荧光检测器、示差折光检测器和电化学检测器 61、 固定液为极性、流动相为非极性的液液色谱称为正相色谱，反之，则称为反相色谱。前者主要用来分离极性化合物，被分离组分按极性从小到大的顺序流出色谱柱；后者主要用来分离非极性化合物，被分离组分流出顺序与前者正好相反62、 凝胶过滤的优点:分离条件温和,蛋白质不易变性,收率高,重现性好。工作范围广,分离分子量的覆盖面大（几百到数百万）。设备简单,易于操作,周期短,可连续使用多次（几百次甚至几千次）。63、 离子交换色

16、谱原理:根据离子交换树脂对需要分离的各种离子的静电作用力不同而达到分离。主要依赖电荷间的相互作用，利用带电分子中电荷的微小差异进行分离。64、 离子交换树脂通常是不溶于水的高分子物质，分子中含有可解离的基团。含有酸性基团的称为阳离子交换树脂，可解离出H+，含有碱性基团的称为阴离子交换树脂，可解离出OH-。65、 亲和作用中的相互作用力：静电作用、氢键、疏水性相互作用、配位键、弱共价键66、 比移值Rf：色谱条件一定，Rf只与组分性质有关，是薄层色谱基本定性参数，说明组分的色谱保留行为。67、 细胞生长动力学：生物过程动力学研究的主要问题是生物反应的速率，特别是细胞生长的速率、各种基质组分消耗的

17、速率、代谢产物的生成速率68、 生物反应器按其操作方式分为下面3类：批式培养：指的是营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气进入和尾气排出，与外部没有物料交换。连续培养：连续培养是不断地往反应器中加入营养物，利用罐中的菌体增殖得到产物，并不断采出。半连续培养：这种方式介乎批式与连续操作之间采用的一种是在批式培养过程中间断补入营养物，以解决营养物的抑制及不足问题69、 吸附剂通常应具备以下特征：表面积大、颗粒均匀；对被分离的物质具有较强的吸附能力；有较高的吸附选择性；机械强度高；再生容易、性能稳定；价格低廉。70、 穿透曲线：吸附过程中吸附塔出口溶质浓度的变化曲线。穿透点：出口处

18、溶质浓度开始上升的点称为穿透点。穿透时间：达到穿透点所用的操作时间。71、 细胞破碎方法及其原理：机械破碎法：通过机械运动产生的剪切力，使组织、细胞破碎。物理破碎法：通过各种物理因素的作用，使组织、细胞的外层结构破坏，而使细胞破碎。化学破碎：通过各种化学试剂对细胞膜的作用，而使细胞破碎。酶促破碎：通过细胞本身的酶系或外加酶制剂的催化作用，使细胞外层结构受到破坏，而达到细胞破碎72、 选择破碎方法的依据：细胞处理量； 细胞壁强度和结构(高聚物交联程度、种类和壁厚度)；目标产物对破碎条件的敏感性； 破碎程度；目标产物的选择性释放73、 色谱复性的特点：由于色谱介质对变性蛋白质的作用可明显的减少变性蛋白质分子在脱离变性剂后的分子聚集，从而减少沉淀的产生，提高蛋白质复性的质量和活性回收率；能使复性和纯化同时进行；便于回收变性剂，以降低废水处理成本。74、 蛋白质复性影响因素：目标蛋白浓度；变性剂浓度；