生物分离工程习题集整理

1、8/8生物分离工程习题一、名词解释3x0=301、双电层：偏离等电点的蛋白质的净电荷或正或负,成为带电粒子，在电解质溶液中就、吸引相反电荷的离子，由于离子的热运动，反离子层并非全部整齐的排列在一个 面上，而是距表面由高到低有一定的浓度分布，形成分散双电层简称双电层.、s层(吸附层)：相距胶核表面有一个离子半径的strn平面以内，反离子被紧密束缚在胶核表面。3、扩散层：在stern平面以外，剩余的反离子则在溶液中扩散开去,距离越远，浓度越小,最后达到主体溶液的平均浓度。、超临界流体萃取：物质均具有其固有的临界温度和临界压力，在压力温度相图上称为临界点。在临界点以上物质处于既非液体也非气体的超临界

2、状态,称为超临界流体。利用超临界流体为萃取剂的萃取操作.、细胞破碎：指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来、凝聚：在化学物质（铝、铁盐等）作用下,胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚体的过程.9、絮凝：絮凝剂(大分子量聚电解质)将胶体粒子交联成网，形成0大小絮凝团的过程。10、错流过滤:液体的流向和滤膜相切,使得滤膜的孔隙不容易堵塞。被过滤的发酵液在压力推动下,带着混浊的微粒，以高速在管状滤膜的内壁流动,而附着在滤膜上的残留物质很薄,其过滤阻力增加不大,因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度.1、道南（Da)效应:离子和荷电膜之间的作用即相同电荷排斥而相反电

3、荷吸引的作用。2、胶团：向水中加入表面活性剂，水溶液的表面张力随表面活性剂浓度的增大而下降.当表面活性剂浓度达到一定值后,将发生表面活性剂分子的缔合或子聚集，形成胶粒大小的聚集体,这种聚集体就称为胶团.14、截留率:表示膜对溶质的截留能力，可用小数或百分数表示，在实际膜分离过程中,由于存在浓度极化，真实截留率为 .1p/ Cp透过液浓度 截留液浓度。15、截断曲线：通过测定相对分子质量不同的球形蛋白质或水溶性聚合物的截留率,可获得膜的截留率与溶质相对分子质量之间关系的曲线。16、截断分子量:截留曲线上截留率为0.（9%）的溶质的相对分子质量叫截断分子量。18、浓差极化:在膜表面附近浓度高于主体

4、浓度的现象。当溶剂透过膜而溶质留在膜上，因而使膜面上溶质浓度增大的现象。20、基线：没有组分进入检测器时,检测器系统的噪声随时间变化的曲线通常为一条直线21、基线漂移:当系统不稳定时,基线会随时间而定向缓慢变化的现象22、噪音：当系统不稳定时，不同因素引起基线的起伏变化的现象,称为基线的噪声23、纳滤：介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术2、电位：双电层中存在距表面由高到底的电位分布,接近紧密层和分散层交界处的点位值。25、等电点沉淀法:蛋白质在H值为等电点的溶液中净电荷为零，蛋白质之间静电排斥力最小,溶解度最低，利用蛋白质在PH值等于其等电点的溶夜中溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法.6、分

5、配系数：萃取过程中常用溶质在两相中的总浓度之比7、分离因素:表征萃取剂对溶质和分离能力的大小的数30、盐溶:向蛋白质的水溶液中逐渐加入电解质时，开始阶段蛋白质的活度系数降低,并且蛋白质吸附盐离子后，带点表层使蛋白质分子间相互排斥，而蛋白质分子与水分子间的相互作用力却加强,因而蛋白质的溶解度增大的现象。31、盐析：蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低、发生沉淀的现象。3、聚合物的不相容性：当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时,由于相对分子质量较大，分子间的相互排斥作用与混合过程的熵增加相比占主导作用,一种聚合物分子的周围将聚而排斥异种分子,当达到平衡时，形成分别富含不同聚合物的两相，这种含有

6、聚合物的溶液发生分相的现象.3、反胶团:将表面活性剂在有机溶剂中形成的胶团叫反胶团、漏出点:若将树脂装柱进行操作，流出液中产物离子达到某一浓度时，操作即应停止,树脂进行再生后再使用。这一浓度称为漏出点38、亲和吸附:借助于溶质和吸附剂之间的特殊的生物结合力而实现的吸附过程。39、疏水作用吸附:利用溶质和吸附剂表面之间弱的疏水相互作用而被吸附的过程。2、分辨率；两个邻近的峰之间的距离除以两个峰宽的平均值。3、亲和层析：将配体连接到基质上，用此种基质填充成层析柱，利用配体与对应的生物大分子(目的物）的专一亲和力,将目的物与其它杂质分离的一种纯化技术.44、晶核:球形晶体的半径随过饱和度的增大而降低

7、，当a值足够大时微小,此时溶质分子会和的概率又大大增加，极易形成半径小于Rc的微小晶体,当超过某一特定值时，过饱溶液中就会自发形成大量晶核,这种现象为成核45、盐析结晶：加入一种物质于溶液,使溶质的溶解成过饱和溶液而结晶的方法。46、二次成核：向介稳态过饱和溶液中加入晶种，有新的晶核产生叫二次成核。5、液膜：是由水溶液或有机溶液构成的液体薄膜。、等点聚焦、穿透曲线56、穿透时间57、露出点二、单项选择210=201、在蛋白胶体外侧,有不同的电位,下列描述正确的是:（C).C、在滑移面上的电位为,称电位、关于蛋白胶体离子形成双电层后,蛋白外测分成不同的区域，下列哪个区域不属于：（)。、松散层3、

8、关于对絮凝作用的描述，下列说法中不正确的是:（A）。、水化作用、破碎细菌的主要阻力是：(B).B、细胞壁5、在用沉淀法分离蛋白质的研究中,使用得最多的盐是:（)。C、硫酸氨6、下列哪种作用不是超声波破碎的作用过程：（D）.、降解作用、溶菌酶(lysozyme)适用于革兰氏阴性菌细胞的分解，应用于革兰氏阴性菌时,需辅以EA使之更有效地作用于细胞壁。EDTA所起的作用是:(）、鳌合肽聚糖层外的脂多糖中的钙离子，破坏肽聚糖的稳定性8、下列方法中不属于沉淀法的是：(D）。D、结晶、关于蛋白质的描述不正确的是：()D、蛋白质用等电点的方法一定能够得到沉淀、胶体离子之所以能够稳定存在，其主要原因下列哪个不

9、是：（A）。A、胶体本身化学结构很稳定1、盐析分离蛋白时,在一定的 pH值及温度条件下，改变盐的浓度(即离子强度）达到沉淀的目的,称为“Ks分级盐析法。还有另外一种方法是：(B）、“分级盐析法12、在膜分离当中，分离精度有小到大的排列正确的是:（A).、微滤超滤纳滤反渗透13、在膜分离机制中常见的有三种模型,下列哪个模型不属于膜分离模型：（D）。、渗透模型4、截断曲线是通过经验的方式判断好坏与否的一个标志，下列说法正确的是：(D)A、曲线越陡,膜质量越高; B、曲线越陡,膜质量越差;C、曲线是直线膜质量越好; D、以上都不对。15、关于反萃取的概念，下列说法正确的是:（)、溶质从萃取剂转移到反

10、萃剂的过程16、萃取剂对溶质分离能力的大小不可用下列哪种参数表示:（D）。D、分离时间7、表面活性剂的亲水与亲油程度的相对强弱，在工业上常用HLB数来表示。下列说法正确的是:（B）.、HLB数越大，亲水性越强18、在生化工程中得到最广泛应用的双水相体系主要有：(D)、PG Dx体系和PE磷酸盐体系1、在EGD双水相系统中，关于双节线形状描述正确的是：(C）。C、两种聚合物相对分子质量相差越大,双节线的形状越不对称20、在双水相萃取分离中，常用的离心机是:（）。B、带喷嘴的分离型离心机1、反胶团的微小界面和微小水相具有两个特异性功能，除具有分子识别并允许选择性透过的半透膜功能之外,另一个特异性功

11、能是：(D）。D、在疏水性环境中具有使亲水性大分子如蛋白质等保持活性的功能22、在用反胶团萃取技术分离蛋白质的研究中，使用得最多的表面活性剂是：（A)。A、AT23、关于反胶团极性核正确的描述有：（C)。、它包括由表面活性剂极性端组成的内表面和水4、对于小分子蛋白质(Mr7的溶液中使用30、关于00离子交换树脂叙述正确的是：(A）.A、交联度为9%的苯乙烯系凝胶型强酸性阳离子交换树脂31、对于离子交换树脂的滴定曲线，不正确的叙述有:(C)。C、由滴定曲线的转折点，不能估计其总交换量关于离子交换过程，不正确的说法有：（）。C、颗粒减小,对内部扩散控制和外部扩散控制的影响程度一样3、将含有链霉素和

12、氯化钠的溶液稀释10倍,则树脂吸附链霉素的量也（）。A、增加1倍、关于离子交换常数K，正确的描述有：（B).B、对于有机离子，水化半径越大，离子交换常数越大35、离子交换柱中支撑板的构造，从上至下依次为（D）.、滤板、橡胶圈、滤布、橡胶圈和滤板。36、在固定床制备无盐水时,离子交换和再生的操作方式一般为（C）.C、顺流交换、逆流再生7、在固定床制备无盐水工艺中，为防止逆流再生时树脂的乱层，下列说法不正确的是(C）。C、从塔上部通入0kP的空气来压住树脂3、在工业规模上,吸附剂必须满足:有良好的物理化学稳定性，吸附能力高,不引起失活，再生过程必须简便而迅速.那么可满足上述要求的吸附剂有：（C)。

13、、大网格聚合物吸附剂39、下列不是影响吸附过程的因素有:(）。A、吸附设备40、根据洗脱操作时展开方式的不同,色谱分离可分为洗脱展开法、前沿分析法和（D)三种。D、置换展开法.4、下列不属于吸附色谱技术的有:(D）。D、染料层析。42、关于分辩率叙述错误的有：（B)。B、具有高度选择性的方法不一定能以高的分辨率分离混合物3、亲和色谱中,在小分子配基与载体间引入一定长度的“手臂，其原因是:(B)、增强配基与大分子化合物间的亲和力4、关于亲和色谱，叙述错误的有：(D).D、基团性亲和色谱不具有实用意义,也不能扩大亲和色谱的适用范围45、下列关于“结晶”和“沉淀” 的叙述不正确有：（）。C、从溶液中

14、形成新相的角度来看，结晶和沉淀本质上是不一致的4、从溶液中结晶的晶体不具有的性质是：（A）。、各向同性、结晶过程包括在三个步骤：(）、形成过饱和溶液、晶核形成和晶体生长4、下列不是影响晶体纯度的因素有：(B）。B、二次成核9、对于接触成核优点的叙述不正确的是：（A）.A、溶液过饱和度对接触成核影响很大三、简答题4x7=8、影响双水相萃取体系分配平衡的因素有哪些?答：P12成相聚合物的相对分子质量和浓度，盐的种类和浓度,P值，温度。、如何制备乳化液膜？答：在强烈剪切率下，缓慢添加水相(内水相）于一含有表面活性剂的油相中，形成动力学上稳定的油包水（W）型乳化液,再通过一温和搅拌将油包水乳化液分散于

15、一连续水相(外水相）中,膜相充当了两水相的隔离层，因而内相不含有外相水溶液.、简述离子交换的过程.答：外扩散或膜扩散 内扩散或粒扩散 交换反应14、试述离子交换树脂再生的一般原则.答：再生剂的选择:钠型强酸性树脂用C溶液再生,氢型强酸性树脂用强酸再生;氯型强碱性树脂用NaCl再生，羟型强碱性阴树脂用NaOH溶液再生。再生剂的用量：通常控制恢复程度为00。15、如何选择离子交换树脂及其操作条件？答： 条件:交换时的pH值；树脂的型式;溶液中产物浓度;洗脱条件。19、什么是色谱分离,其基本特点如何？答：色谱分离是利用多组分混合物中各组分物理化学性质（如吸附力、分子极性、分子形状和大小、分子亲和力、

16、分配系数等）的差别,使各组分以不同程度分布在两个相（固定相和流动相）中.当多组分混合物随流动相流动时，由于各组分理化性质的差别，而以不同速率移动，使之分离。色谱分离的基本特点：分离效率高 应用范围广 选择性强高灵敏度的在线检测 快速分离 过程自动化操作22、简述亲和色谱的基本过程.答： 把具有特异亲和力的一对分子的任何一方作为配基，在不伤害其生物功能情况下,与不溶性载体结合,使之固定化，装入色谱柱,然后把含有目的物质的混合液作为流动相，在有利于固定相配基和目的物质形成络合物的条件下进入色谱柱。目的物质被吸附，杂质直接流出。变换过柱溶液，使配基与其亲和物分离,获纯化的目的产物。2、在亲和色谱中经

17、常被采用的生物亲和关系有哪些？答:酶:底物、底物类似物、抑制剂、辅酶、金属离子;抗体:抗原、病毒、细胞；激素、维生素:受体蛋白、载体蛋白;外源凝集素：多糖、糖蛋白、细胞表面受体蛋白、细胞；核酸：互补碱基链段、组蛋白、核酸聚合酶、核酸结合蛋白；细胞:细胞表面特异蛋白、外源凝集素。4、简述制备过饱和溶液的方法。答: 将热饱和溶液冷却 将部分溶剂蒸发 化学反应结晶 盐析结晶25、工业结晶过程中控制成核现象的措施有哪些？答: 维持稳定的过饱和度，防止结晶器在局部范围内产生过饱和度的波动。限制晶体的生长速率.尽可能减低晶体的机械碰撞能量及几率，长桨叶、慢搅拌是常用的方法。对溶液进行加热、过滤等预处理，以

18、消除溶液中可能成为晶核的微粒。使符合要求的晶粒得以及时排出圀器内继续参与循将含有过量细晶的母液取出后加热或稀释，使细晶溶解（细消）,然后送回结晶器.调节原料溶液的pH值或加入某些具有选择性的添加剂，以改变成核速率。6、试述杂质对晶体生长速率的影响途径。答: 通过改变溶液的组成或平衡饱和浓度,改变晶体与溶液之间界面上液层的特性,影响溶质长入晶面。杂质本身在晶面上吸附，产生阻挡作用. 如结构与晶格有相似之处，杂质有可能长入晶体内;晶体生长过快产生晶体缺陷和位错时，晶格不同也可能产生吸藏现象.2。 错流微滤与传统过滤相比有何优点?答：传统过滤作用是由两个过程组成：筛选作用和吸附作用。如果微粒比滤层的

19、孔隙大，即产生筛选作用。混浊微粒被截留,不仅是筛选作用的结果，也是过滤层里面发生的吸附作用的结果。在悬浮微粒过滤时,微粒的直径使它不可能通过缝隙的入口时,被截留在过滤层的表面上，微粒又形成了第二道过滤层，在入口孔隙的上方积累，随之堵塞了他们.错流过滤打破了传统过滤的机制,即液体的流向和滤膜相切，使得滤膜的孔隙不容易堵塞。被过滤的发酵液在压力推动下,带着混浊的微粒,以高速在管状滤膜的内壁流动,而附着在滤膜上的残留物质很薄,其过滤阻力增加不大,因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度.优点： 1。克服介质阻力大 不能得到干滤饼 。需要大的膜面积4。收率高 5质量好 6.减少处理步骤 7。染菌罐也能进

20、行处理30如何理解盐溶和盐析?影响盐析的主要因素有哪些？答：盐溶：蛋白质水溶液中逐渐加入电解质后，其活度系数降低且其吸附盐离子后,带电表层使蛋白质分子之间相互排斥而与水分子之间相互作用加强，其溶解度增加的 现象。盐析：蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低,发生沉淀的现象影响盐析的主要因素：溶质种类的影响:s和值溶质浓度的影响：蛋白质浓度大,盐的用量小，但共沉作用明显,分辨率低;蛋白质浓度小,盐的用量大，分辨率高；p值：影响蛋白质表面净电荷的数量,通常调整体系p值，使其在pI附近;盐析温度:大多数情况下，高盐浓度下，温度升高，其溶解度反而下降2等电点沉淀的工作原理是什么?所有的蛋白质都会在等电点

21、时候沉淀吗?为什么？答： 在低的离子强度下,调p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。本法适用于憎水性较强的蛋白质,例如酪蛋白在等电点时能形成粗大的凝聚物.但对一些亲水性强的蛋白质。如明胶,则在低离子强度的溶液中,调H在等电点并不产生沉淀。3.简述优先吸附模型原理。优先吸附模型适合解释什么样的膜分离过程？答: 优先吸附毛细孔流动模型（rerntairyfw mode）由Souirajan于1963年建立。他认为用于水溶液中脱盐的反渗透膜是多孔的并有一定亲水性,而对盐类有一定排斥性质.在膜面上始终存在着一层纯水层,其厚度可为几个水分子的大小（见图

22、7-）.在压力下，就可连续地使纯水层流经毛细孔.从图1b可想象如果毛细孔直径恰等于2倍纯水层的厚度,则可使纯水的透过速度最大，而又不致令盐从儀,即同时达到最大程度的脱盐。Souriaan根据这一想法，成功地选择了膜材料，合成了一定孔径的膜，以满足应用于不同系统的需要。6。何谓浓差极化？在反渗透和超滤中对膜分离有何影响?如何消除浓差极化带来的影响？答:溶液在膜的高压侧，由于溶剂和低分子物质不断透过超滤膜,结果在膜表面溶质（或大分子物质）的浓度不断上升，产生膜表面浓度与主体流浓度的浓度差,这种现象称为膜的浓差极化。在反渗透中，膜面上溶质浓度大，渗透压高,致使有效压力差降低,而使通透量减小在超滤和纳

23、滤中,处理的是高分子或胶体溶液，浓度高时会在膜面上形成凝胶层，增大了阻力而使通量降低。减缓措施:一是提高料液的流速,控制料液的流动状态,使其处于紊流状态，让膜面处的液体与主流更好地混合；二是对膜面不断地进行清洗,消除已形成的凝胶层。采用错流过滤。37.简述高分子絮凝剂的作用原理.答：高分子絮凝剂的吸附架桥作用敏化作用:破坏稳定性，使电解质聚沉值变小 絮凝：通过“架桥效应导致絮凝3。什么是纳滤?纳滤有何特点？答：概念：介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术。特点：截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，为2020纳滤膜对无机盐有一定的截留率，因为它的表面层由聚电解质所构成，对离子有静电相互作用多是复合膜，表面分离层和支撑层的化学组成不同.分离层可能拥有1m左右的微孔结构，故称“纳滤”。由于其截留率大于5%的最小分子约为1n,故称之为纳滤膜。3为何要对发酵液进行预处理？答：1) 浓度低,杂质多,发酵液或生物溶液又属于非牛顿型流体。 ）菌体太小，黏度太大不能过滤;离心耗能昂贵。 ）改变物理性质,促进分离固形物的速度，提高固液分离器的效率;4）尽可能使产物转入便于后处理的一相中(多数是液相）；预处理的方法 ）加热法（蛋白变性) 2）调节悬浮液的PH值（I沉淀)3）凝聚和絮凝41.什么是盐溶？