生物分离工程期末复习

生物分离工程复习题第一章绪论简答题：1、简述生物分离技术的基本涵义及内容。答：基本涵义：生物分离技术是指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物（发酵液、培养液）及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。内容主要包括：离心分离、过滤分离、泡沫分离、萃取分离、沉淀（析）分离、膜分离、层析（色谱）分离、电泳分离技术以及产品的浓缩、结晶、干燥等技术。2、物质分离的本质是有效识别混合物中不同溶质间物理、化学和生物学性质的差别，利用能够识别这些差别的分离介质和扩大这些差别的分离设备实现溶质间的分离或目标组分的纯化。请从物质的理化性质和生物学性质几个方面简述生物活性物质分离纯化的主要原理。答：生物大分子分离纯化的主要原理是：1）根据分子形状和大小不同进行分离，如差速离心与超离心、膜分离、凝胶过滤等；2）根据分子电离性质（带电性）差异进行分离，如离子交换法、电泳法、等电聚焦法；3）根据分子极性大小及溶解度不同进行分离，如溶剂提取法、逆流分配法、分配层析法、盐析法、等电点沉淀及有机溶剂分级沉淀等；4）根据物质吸附性质的不同进行分离，如选择性吸附与吸附层析等；5）根据配体特异性进行分离，如亲和层析法等。填空题：为了提高最终产品的回收率：一是提高每一级的回收率，二是减少操作步骤。2、评价一个分离过程效率的三个主要是：①浓缩程度②分离纯化程度③回收率判断并改错：原料目标产物的浓度越高，所需的能耗越高，回收成本越大。（X）改：原料目标产物的浓度越低。选择题：B可以提高总回收率。增加操作步骤B.减少操作步骤C.缩短操作时间D.降低每一步的收率2．分离纯化早期，由于提取液中成分复杂，目的物浓度稀，因而易采用（A）A、分离量大分辨率低的方法B、分离量小分辨率低的方法C、分离量小分辨率高的方法D、各种方法都试验一下，根据试验结果确定第二章细胞分离与破碎概念题：过滤：是在某一支撑物上放多孔性过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒被截留，是固液分离的常用方法之一。离心过滤：使悬浮液在离心力作用下产生离心压力，使液体通过过滤介质成为滤液，而固体颗粒被截留在过滤介质表面，从而实现固液分离，是离心与过滤单元操作的集成，分离效率更高。填空题：在细胞分离中，细胞的密度p$越大，细胞培养液的密度P「越小，则细胞沉降速率越大。过滤中推动力要克服的阻力有介质阻力和滤饼阻力，其中滤饼占主导作用。3•重力沉降过程中，固体颗粒受到力，浮力,摩擦阻力的作用，当固体匀速下降时，三个力的关系重力二浮力+摩擦阻力。4•区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。5•单从细胞直径的角度，细胞越小，所需的压力或剪切力越大，细胞越难破碎。判断并改错：在恒压过滤中，过滤速率会保持恒定。（X）改：不断下降。生长速率高的细胞比生长速率低的细胞更难破碎。（X）改：更易破碎。选择题：1、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2、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3、撞击破碎法适用于（C）的回收。A、蛋白质B、细胞壁C、细胞器D、核酸4、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5、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6、碟片式离心机中碟形分离板的作用是；（D）。A、增大离心力，提高处理能力B、增大流体阻力，提高处理能力C、增大料液量，提高处理能力D、增大沉降面积，提高处理能力7、那种细胞破碎方法适用工业生产（A）A.高压匀浆B超声波破碎C.渗透压冲击法D.酶解法8、可压缩滤饼的平均比阻与压力之间的关系为：（C）。A、随压力提高而减小B、与压力无关C、随压力提高而增大D、与压力的倒数成正比9、重力沉降过程中，固体颗粒不受C的作用。重力B.摩擦力C.静电力D.浮力过滤的透过推动力是D。A.渗透压B.电位差C.自由扩散D.压力差11•在错流过滤中，流动的剪切作用可以B。A.减轻浓度极化，增加凝胶层的厚度B.减轻浓度极化，降低凝胶层的厚度C.加重浓度极化，增加凝胶层的厚度D.加重浓度极化，降低凝胶层的厚度菌体和动植物细胞的重力沉降操作，采用D手段，可以提高沉降速度。A.调整pHB.加热C.降温D.加盐或絮状剂差速区带离心的密度梯度中最大密度B待分离的目标产物的密度。A.大于B.小于C.等于D.大于或等于14．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15．高压匀浆法破碎细胞，不适用于(D)A.酵母菌B大肠杆菌C.巨大芽孢杆菌D.青霉16、目前在工业上应用最为广泛的细胞破碎方法有：(D)A、超声波法和化学法B、酶解法和干燥法C、冻融法和渗透压法D、高压匀浆法和珠磨法简答题：1、改善发酵液过滤特性的方法有哪些？加热；调pH值；加水稀释法；凝聚和絮凝；添加助滤剂。：1、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18,000r/min，生产能力为Q=0.3m”h。求细胞的离心沉降速度Vg。解：由题设，根据Qg(0.3/3600)x9.81v==g2兀1R2①22kx0.8x0.152x(18000x2兀/60)2=2.038X10-9m/s第三章初级分离概念题：凝聚：在电解质作用下，破坏细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程。等电点沉淀法：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。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，破坏蛋白质表面的水化层，降低溶液的介电常数，使溶质的溶解度降低而沉淀析出。盐析：是利用不同物质在高浓度的盐溶液中溶解度的差异，向溶液中加入一定量的中性盐，使原溶解的物质沉淀析出的分离技术。通常蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低、发生沉淀。等电点：是两性物质在其质点的净电荷为零时介质的pH值，溶质净电荷为零，分子间排斥电位降低，吸引力增大，能相互聚集起来，沉淀析出，此时溶质的溶解度最低。填空题：防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围的水化层和双电层。2、.降低蛋白质周围的水化层和双电层厚度,可以破坏蛋白质溶液的稳定性，实现蛋白质沉淀。3、常用的蛋白质沉淀方法有：盐析沉淀,等电点沉淀,有机溶剂沉淀。4、8.Cohn方程中，Ks越大，〃值越小，盐析效果越好。等电点沉淀的操作条件是低离子强度和pH二pl。有机溶剂沉淀时，蛋白质的相对分子质量越则有机溶剂用量越少；在溶液等电点附近，则溶剂用量越少。盐析常数Ks随蛋白质的相对分子量的增高或分子结构的不对称性而增加。判断题：1、当蛋白质周围双电层的Z点位足够大时，静电排斥作用抵御蛋白质分子之间的分子间力，使蛋白质溶液处于稳定状态而难以沉淀。（V）2、无论是亲水性强，还是疏水性强的蛋白质均可采用等电点沉淀。（X）改:适用于疏水性强的蛋白质（酪蛋白）。选择题：1．盐析法沉淀蛋白质的原理是（B）降低蛋白质溶液的介电常数中和电荷，破坏水膜与蛋白质结合成不溶性蛋白调节蛋白质溶液pH到等电点2．从组织中提取酶时，最理想的结果是（C）蛋白产量最高酶活力单位数值很大比活力最高Km最小3、在一定的pH和温度下改变离子强度（盐浓度）进行盐析，称作（A）。A、KS盐析法B、p盐析法C、重复盐析法D、分部盐析法4、下列电解质的凝聚能力最强的为：（A）。A、Al（SO）•18HOB、MgSO•7HO243242C、FeCl•6HOD、NaCl325、当向蛋白质纯溶液中加入中性盐时，蛋白质溶解度：（C）。A、增大B、减小C、先增大，后减小D、先减小，后增大6、能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是：（C）。B、萃取D、蒸馏A、过滤C、离子交换7、盐析操作中，硫酸铵在什么样的情况下不能使用（B）A.酸性条件B碱性条件C.中性条件D.和溶液酸碱度无关8、将四环素粗品溶于pH2的水中，用氨水调pH4.5—4.6,28—30°C保温，即有四环素沉淀结晶析出。此沉淀方法称为（B）A、有机溶剂结晶法B、等电点法C、透析结晶法D、盐析结晶法9•在Cohn方程中，logS=0-Ksl中，盐析常数Ks反映C对蛋白质溶解度的影响。A.操作温度B.pH值C.盐的种类D.离子强度在Cohn方程中，logS=0-KsI中，0常数反映B对蛋白质溶解度的影响。A.无机盐的种类B.pH值和温度C.pH值和盐的种类D.温度和离子强度蛋白质溶液的pH接近其等电点时，蛋白质的溶解度B。A.最大B.最小C.恒定D.零变性活化能A的蛋白质可利用热沉淀法分离。A.相差较大B.相差较小C.相同D.相反在相同的离子强度下，不同种类的盐对蛋白质盐析的效果不同，一般离子半径A效果好。A.小且带电荷较多的阴离子B.大且带电荷较多的阴离子C.小且带电荷较多的阳离子D.大且带电荷较多的阳离子盐析沉淀时，对A蛋白质所需的盐浓度低。A.结构不对称且高分子量的B.结构不对称且低分子量的C.结构对称且高分子量的D.结构对称且低分子量的15．盐析法纯化酶类是根据（B）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若两性物质结合了较多阳离子，则等电点pH会（A）A.升高B降低C.不变D.以上均有可能若两性物质结合了较多阴离子，则等电点pH会（B）A.升高B降低C.不变D.以上均有可能18、关于蛋白质盐析的说法，哪个是不正确的：（C）A、不同蛋白质，盐析沉淀所需的盐饱和度不同B、同一蛋白质浓度不同，沉淀所需的盐的饱和度不同C、温度升高，盐析作用强，故温度越高越好D、pH=pI时，盐析的效果较好第四章膜分离概念题：反渗透：只有溶剂能通过渗透膜的两侧，在高浓度的一侧施加压力使之大于渗透压，就可以使溶剂发生倒流，使溶液达到浓缩，这种操作成为反渗透。膜分离操作中的浓度极化（浓差极化）：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称为浓度极化。填空题：反渗透中，溶质浓度越高，渗透压越大，则施加的压力越不对称膜主要由起膜分离作用的表面活性层和起支撑强化作用的惰性层构成。3．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）。选择题：1、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2、在超滤过程中，主要的推动力是：（C）。A、浓度差B、电势差C、压力D、重力3、在分子质量相同时，下列哪种分子的截留率最低。（C）。A、球形分子B、有支链的分子C、呈线状的分子D、上述三种分子的截留率相同4、电渗析采用的膜材料为：（C）。A、亲水性膜B、疏水性膜C、离子交换膜D、透析膜5、常用于海水和苦咸水淡化的膜分离技术是（D）。A、透析B、微滤C、超滤D、电渗析6、超滤膜通常不以其孔径大小作为指标，而以截留分子量作为指标。所谓“分子量截留值”是指阻留率达（B）的最小被截留物质的分子量。A80%以上B90%以上C70%以上D95%以上7•膜分离是利用具有一定特性的过滤介质进行物质的分离过程。扩散B.吸附C.溶解D.选择性透过反渗透分离的对象主要是A。A.离子B.大分子C.蛋白质D.细胞超滤膜主要用于D分离。A.菌体B.细胞C.微颗粒D.不含固形物的料液微滤主要用于A分离。A.悬浮物B.不含固形物的料液C.电解质溶质D.小分子溶质溶液透析主要用于D。A.蛋白质分离B.细胞分离C.悬浮液的分离D.生物大分子溶液的脱盐菌体分离可选用C。A.超滤B.反渗透C.微滤D.电渗析除去发酵产物中的热源通常选用。A.反渗透B.微滤C.超滤D.透析蛋白质的回收浓缩通常选用。A.反渗透B.超滤C.微滤D.电渗析15•孔径越大的微滤膜，其通量A。A.下降速度越快B.下降速度越慢C.上升速度越快D.上升速度越慢超滤和微滤是利用膜的筛分性质以_为传质推动力。A.渗透压B膜两侧的压力差C.扩散D.静电作用超滤和微滤的通量C。A.与压差成反比，与料液粘度成正比B.与压差成正比，与料液粘度成正比C.与压差成正比，与料液粘度成反比D.与压差成反比，与料液粘度成反比相对分子量相同时，B分子截留率最大。A.线状B.球型C.带有支链D.网状两种以上高分子溶质共存时与单纯一种溶质存在的截留率相比要AA.高B.低C.无变化膜面流速增大，则C。A.浓度极化减轻，截留率增加C.浓度极化减轻，截留率减少膜分离过程中，料液浓度升高A.粘度下降，截留率增加C.粘度上升，截留率下降低许多浓度极化严重，截留率减少D.浓度极化严重，截留率增加则D。粘度下降，截留率降低D.粘度上升，截留率增加当pHC，蛋白质在膜表面形成凝胶极化层浓度最大，透过阻力最大，此时截留率最高。A.大于等电点B.小于等电点C.等于等电点D.等电点附近当压力较小时，膜面上尚未形成浓差极化层时，此时，透过通量与压力成」关系。A.正比B.反比C.对数关系D.指数27.欲使溶质浓度高的一侧溶液中的溶剂透过到溶质浓度低的一侧时，在溶质浓度高的一侧A。A.施加压力大于渗透压B.加压力小于渗透压C.加压等于渗透压D.加压小于渗透压简答题：1、膜分离过程中，有那些原因会造成膜污染，如何处理？答：（1）膜污染主要有两种情况：一是附着层被滤饼、有机物凝胶、无机物水垢胶体物质或微生物等吸附于表面；另一种是料液中溶质结晶或沉淀造成堵塞。（2）膜污染是可以预防或减轻的，措施包括料液预处理、膜性质的改善、操作条件改变等方式。（3）膜污染所引起的通量衰减往往是不可逆的，只能通过清洗的处理方式消除，包括物理方法冲洗和化学药品溶液清洗等。第五章萃取概念题：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，它在两相的总浓度之比为一常数，叫分配系数。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称为萃取。超临界流体萃取：是利用超临界流体具有的类似气体的扩散系数，以及类似液体的密度（溶解能力强）的特点，利用超临界流体为萃取剂进行的萃取单元操作。物理萃取：即溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质之间不发生化学反应。化学萃取：则利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相的分配。填空题：1•溶质在液一液两相中达到萃取平衡时，具有化学位相等，萃取速率为0的特征。溶质在两相中的分配平衡时，状态函数与萃取操作形式关。3、Henry型平衡关系，y=mx在低浓度范围内适用。弱酸性电解质的分配系数随pH降低而增大，弱碱性电解质随pH降低而减小。有机溶剂的选择原则为相似相溶性原理。发酵液中夹带有机溶剂微滴形成水包油型乳浊液;有机相中夹带发酵液形成油包水型乳浊液。7•无机盐的存在，可以降低溶质在水相中的溶解度,有利于溶质向有机相中分配。8•双水相相图中，系线越长，两相间的性质差别越大。9•双水相中溶质在两相中的分配主要有静电作用、疏水作用、生物亲和作用。PEG/DX双水相中，若降低PEG的相对分子质量，则蛋白质的分配系数雲大_，若降低DX的相对分子质量，则分配系数减小。双水相中无机盐的添加对溶质分配系数的影响主要反映在对相间电位差和表面疏水性的影响。在较低的pH下有利于青霉素在有机相中的分配，当pH大于6.0时，青霉素几乎完全溶于水相中。破乳常用的方法有化学破乳和静电破乳。反胶团直径减小，则蛋白质的溶解率减小；蛋白质的相对分子质量增加,则溶解率减小。15•液膜萃取过程中，溶质的迁移方式包括单纯迁移、反萃相化学反应促进迁移、膜相载体输送。判断题：1、萃取因子是表示萃取相中溶质的量与萃余相中溶质的量之比。（丿）2、萃取分率是表示萃取相与原料液中溶质的量之比。（V）3、萃余分率是表示萃余相与原料液中溶质的量之比。（V）4、荷电溶质在双水相中分配系数的对数与溶质的静电荷数成反比。（X）改：成正比。5、双水相中荷电溶质的分配系数不仅与溶质的静电荷数有关，还与添加的无机盐的种类有关。（V）选择题：1、在萃取液用量相同的条件下，下列哪种萃取方式的理论收率最高（C）。A、单级萃取B、三级错流萃取C、三级逆流萃取D、二级逆流萃取2、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3、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4、膜相载体输送中的同向迁移是指：（B）。A、目标溶质的传质方向与其浓度梯度相同B、目标溶质的传质方向与供能物质的迁移方向相同C、目标溶质的传质方向与载体的迁移方向相同D、以上均不对5、反胶团萃取中，蛋白质相对于反胶团的（D）。A、直径越大，萃取率越高B、直径越小，萃取率越低C、直径的大小，与萃取率无关D、直径越大，萃取率越低6、在聚乙二醇/葡聚糖双水相体系中，提高聚乙二醇的相对分子质量，则蛋白质在上下两相中的分配系数：（A）。A、减小B、增大C、恒定D、为零7、液一液萃取时常发生乳化作用，如何避免（D）A.剧烈搅拌B低温C.静止D.升温8、超临界流体萃取中，如何降低溶质的溶解度达到分离的目的（C）A.降温B升高压力C.升温D.加入夹带剂9、溶质在两相达到分配平衡时，溶质在两相中的浓度。A.相等B.轻相大于重相中的浓度C.不再改变D.轻相小于重相中的浓度萃取分配定律成立的条件为C。A.恒温恒压B.恒温恒压，溶质在两相中相对分子质量相等恒温恒压，溶质在两相中相对分子质量相等，且低浓度范围恒温恒压，低浓度范围分配常数与分配系数C。A.完全相同B.数值相同C.分配常数是分配系数的一种特例D.分配系数是分配常数的一种特例分配常数与分配系数在情况下相同。A.溶质在两相中的分子形态相同B.达到相平衡时C.低浓度范围D.较高浓度时若萃取平衡符合线性关系，并且各级萃取流量之和为一常数，各级萃取流量均相等时萃取分率A。A.大B.相等C.小D.不确定红霉素是碱性电解质，采用有机溶剂萃取，水相从pH9.8降至pH5.5时，分配系数会B。A.不改变B.降低C.先升后降D.增加青霉素是较强的有机酸，采用有机溶剂萃取时，水相中pH从3升至6时，分配系数会A。A.明显降低B.变化不大C.明显增加D.恒定不变非电解质溶质在双水相中的分配系数随相对分子质量的增大而匚。A.减小B.增大C.趋近无穷D.变化不大疏水因子HF一般随聚合物的相对分子质量、浓度和盐析浓度的增大而B。A.减少B.增大C.恒定D.趋近于零在pH为等电点的双水相中蛋白质的分配系数的对数值与双水相的疏水因子HF呈线性关系，则直线的斜率定义为D。A.双水相的疏水性B.蛋白质的分配系数C.蛋白质的静电荷数D.蛋白质的表面疏水性19•在PEG/DX双水相中，若添加的无机盐使相间电位差心＜0，要使蛋白质分配于富含PEG的上相中，应调节pHB。A.等于蛋白质的等电点B.大于等电点C.小于等电点D.等于7在pH为等电点的双水相中，蛋白质主要根据C产生各自分配。A.荷电荷的大小B.分子量差异C.疏水性差异D.荷电荷性质无机盐的存在B溶质向有机相中分配。A.不影响B.有利于C.不利于D.以上答案都不对22•利用液膜膜相中流动载体B作用的传质机理称为液膜膜相载体输送。A.渗透B.选择性输送C.溶解D.扩散23•液膜中膜溶剂的粘度越大，则膜B。A.越薄B.易于成膜C.难成膜D.稳定性越差24.蛋白质溶解在反胶团中的主要推动力是。A.浓度差B.电位差C.静电相互作用D.压力差25•反胶团萃取若选用阴离子型表面活性剂，当水相中pHB蛋白质等电点时,蛋白质易溶于反胶团中。A.大于B.小于C.等于D.偏离26.超临界流体在其临界温度和压力附近的微小变化，都会引起C发生很大的变化。A.粘度B.体积C.密度D.质量27•液固萃取是利用液体提取固体的有用成分的分离操作。A.溶解B.吸附C.扩散D.渗透超临界流体萃取的萃取速度C液一液萃取。A.低于B.等于C.大于D.近似等于反胶团的形状是（A）。A、极性头朝里，非极性尾朝外B、极性头朝外，非极性尾朝里C、极性头和非极性尾都朝外D、极性头和非极性尾都朝里计算题：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？（多级逆流接触萃取）解：由题设，可求出萃取系数E，即厂kL40x0.03c,E===2.4H0.5En+l—E根据P=云+口二96%，得n=42、溶剂萃取分离A和B两种抗生素，初始水相中A和B的质量浓度(g/L)相等,A和B的分配系数与其浓度无关，分别为10和0.1。利用混合-澄清式萃取操作,设每级萃取均达到分配平衡，并且萃取前后各相体积保持不变。若采用一级萃取，萃取水相中90%的A，所需相比(即有机相与水相的体积比)应是多少？此时有机相中A的纯度(即A占抗生素总分质量的百分数)是多少？解：ma=10,mb=0.1因E=mL/H所以L/H=0.9/0.1/10=0.9即有机相与水相的体积比为0.9A的纯度为:0.9/{0.9+(0.09/1+0.09)}=91.6%设计题：1、青霉素为弱酸性抗生素，在水溶液中稳定性较差，且其稳定性随温度上升而下降，青霉素游离酸易溶于醋酸丁酯，但在水中溶解度很小；青霉素钾盐则易溶于水，难溶于有机溶剂，请设计从发酵液中分离提取青霉素制得青霉素钾盐的方法。答：提取青霉素钾成品的一般工艺路线如下：［板框过滤或鼓式过滤］［醋酸丁酯提取］发酵液滤洗液丁酯萃取液冷却至10°C下，过滤逆流萃取［脱水脱色］［结晶］醋酸丁酯清液湿晶体加KAC-C2H5OH溶液适当搅拌［分离，洗涤，干燥］青霉素钾盐成品。第六章吸附分离技术和理论概念题：吸附：是溶质从液相或气相转移到固相的现象，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。吸附等温线：一般吸附操作在恒温下进行，此时吸附剂上的吸附质浓度q只是液相游离溶质浓度c的函数，q与c的关系曲线称为吸附等温线。填空题：吸附按作用力主要分为物理吸附、化学吸附和离子交换。比表面积和孔径是评价吸附剂性能的主要参数。3•溶液的pH＞等电点时，蛋白质带负电荷；溶液的pH＜等电点时，蛋白质带一正电荷。12.DEAESepharose是阴离子交换树脂，其活性基团是二乙基氨基乙基。CMSepharose是迪离子交换树脂，其活性基团是羧甲基。选择题：1．适合于亲脂性物质的分离的吸附剂是（B）。活性炭B.氧化铝C.硅胶D.磷酸钙2、吸附色谱分离的依据是（A）。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的分配系数不同D、各物质与专一分子的亲和力不同3、恒定图式假设必定发生在（B）。A、非优惠吸附B、优惠吸附C、线性吸附D、以上均正确4•当吸附操作达到穿透点时，应操作。A.继续吸附B.停止吸附C.停止再生D.停止洗脱离子交换的分配系数与离子浓度呈关系。A.线性增加B.线性减少C.指数增加D.指数减少6．相对于下列物质而言，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7．下列哪一项是强酸性阳离子交换树脂的活性交换基团（A）A磺酸基团（-SOH）B羧基-COOHC酚羟基CHOHD氧乙酸基-OCHCOOH36528．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9．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10．通过改变pH值从而使与离子交换剂结合的各个组分被洗脱下来，可使用（A）A.阳离子交换剂一般是pH值从低到高洗脱B阳离子交换剂一般是pH值从高到低洗脱C.阴离子交换剂一般是pH值从低到高D.以上都不对计算题：1、应用离子交换树脂作为吸附剂分离抗菌素，饱和吸附量为0.06Kg（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：qoCK+C0.06x0.02k+0.02二0.04,k二0.01则当料液含抗菌素0.2Kg/m3时的吸附量可计算如下:0.06x0.20.01+0.2二0.057kg/kg第七章液相色谱概念题：流动相：在层析过程中，推动固定相上待分离的物质朝着一个方向移动的液体、气体或超临界流体等，都称为流动相。离子交换平衡：当正反应、逆反应速率相等时，溶液中各种离子的浓度不再变化而达平衡状态，即称为离子交换平衡。正相色谱：是指固定相的极性高于流动相的极性，因此，在这种层析过程中非极性分子或极性小的分子比极性大的分子移动的速度快，先从柱中流出来。反相色谱：是指固定相的极性低于流动相的极性，在这种层析过程中，极性大的分子比极性小的分子移动的速度快而先从柱中流出。吸附层析：是以吸附剂为固定相，根据待分离物与吸附剂之间吸附力不同而达到分离目的的一种层析技术。凝胶过滤层析：层析是以具有网状结构的凝胶颗粒作为固定相，根据物质的分子大小进行分离的一种层析技术。离子交换层析：是以离子交换剂为固定相，根据物质的带电性质不同而进行分离的一种层析技术。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。判断题：色谱分离技术中被检测物质的峰越宽越好。（X）填空题：层析操作必须具有固定相和流动相。2•溶质的分配系数大，则在固定相上存在的几率随流动相的移动速度_小_。3•层析柱的理论板数越多，则溶质的分离度越大。两种溶质的分配系数相差越小，需要的越多的理论板数才能获得较大的分离度。5.IEC操作多采用线性梯度洗脱和逐次洗脱。HIC(疏水性相互作用层析)主要采用降低流动相离子强度的线性梯度洗脱法和逐次洗脱法；IEC(离子交换层析)主要采用增加流动相离子强度的线性梯度洗脱法和逐次洗脱法。目前常用的凝胶过滤介质有、和等。葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶8．离子交换树脂由(载体)，(活性基团)和(可交换离子)组成。选择题：1．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2、下列哪一项是强酸性阳离子交换树脂的活性交换基团(A)A磺酸基团(-SO3H)B羧基-COOHC酚羟基C6H5OHD氧乙酸基-OCH2COOH3、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、SephadexG-200B、SephadexG-150C、SephadexG-100D、SephadexG-504、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5、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6、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7、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7、在凝胶过滤(分离范围是5000~450000)中，下列哪种蛋白质最先被洗脱下来。(B)。A、细胞色素C(13370)B、肌球蛋白(400000)C、过氧化氢酶(247500)D、血清清蛋白(68500)8、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9、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10、通过改变pH值从而使与离子交换剂结合的各个组分被洗脱下来，可使用(A)A.阳离子交换剂一般是pH值从低到高洗脱B阳离子交换剂一般是pH值从高到低洗脱阴离子交换剂一般是pH值从低到高以上都不对11、那一种凝胶的孔径最小(A)A.SephadexG-25BSephadexG-50C.SephadexG-100D.SephadexG-20012、为了进一步检查凝胶柱的质量，通常用一种大分子的有色物质溶液过柱，常见的检查物质为蓝色葡聚糖，下面不属于它的作用的是(C)A、观察柱床有无沟流B、观察色带是否平整C、测量流速D、测量层析柱的外水体积凝胶过滤层析中，流动相的线速度与HETP成C关系。A.无B.线性减少C.线性增加D.对数GFC中溶质的分配系数在分级范围内随相对分子质量的对数值增大而B。A.线性增大B.线性减少C.急剧增大D.急剧减少14•凝胶的分级范围越小，则分离度。A.越大B.越小C.小于1D.小于0线性梯度洗脱过程中，流动相的离子强度线性增大，因此，溶质的C连续降低，移动速度逐渐增大。A.溶解度B.扩散系数C.分配系数D.分离度逐次洗脱过程中，流动相的离子强度阶跃增大，溶质的分配系数降低。A.逐渐B.阶跃式C.线性D.急剧在液相色谱法中，按分离原理分类，液固色谱法属于（D）。A、分配色谱法B、排阻色谱法C、离子交换色谱法D、吸附色谱法在高效液相色谱流程中，试样混合物在（C）中被分离。A、检测器B、器C、色谱柱D、进样器液相色谱流动相过滤必须使用何种粒径的过滤膜？BA、0.5》mB、0.45》mC、0.6》mD、0.55》m在液相色谱中，为了改变色谱柱的选择性，可以进行如下哪些操作？CA、改变流动相的种类或柱子B、改变固定相的种类或柱长C、改变固定相的种类和流动相的种类D、改变填料的粒度和柱长在液相色谱法中，提高柱效最有效的途径是（D）A、提高柱温B、降低板高C、降低流动相流速D、减小填料粒度22．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23．下列关于正相色谱与反相色谱说法正确的是（C）A.正相色谱是指固定相的极性低于流动相的极性B正相色谱层析过程中非极性分子或极性小的分子比极性大的分子移动的速度慢C.反相色谱是指固定相的极性低于流动相的极性D.反相色谱层析过程中，极性大的分子比极性小的分子移动的速度慢24．疏水亲和吸附层析通常在（D）的条件下进行A.酸性B碱性C.中D.高浓度盐溶液葡聚糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶的商品名分别是：（D）A.Sepharose和Bio-GelAB.Sepharose和SephadexC.Sephadex和Bio-GelAD.Sephadex和Bio-GelP25、氨基酸自动分析仪是以下列哪种色谱分离方法为基础而设计的：（A）A、离子交换色谱B、吸附色谱C、分配色谱、D、凝胶色谱26、凝胶色谱法中所用到的凝胶的化学本质大多是（B）。A、脂质B、糖类化合物C、蛋白质D、核酸27、在液相色谱法中，按分离原理分类，液固色谱法属于（D）。A、分配色谱法B、排阻色谱法C、离子交换色谱法D、吸附色谱法在高效液相色谱流程中，试样混合物在（C）中被分离。A、检测器B、记录器C、色谱柱D、进样器在液相色谱中,某组分的保留值大小实际反映了哪些部分的分子间作用力（C）A、组分与流动相B、组分与固定相C、组分与流动相和固定相D、组分与组分简答题：1、、在离子交换色谱中，对pl=5.2的蛋白，选择哪种类型离子交换剂并简述理由。选择阴离子。因为洗脱液的pH与被分离物的pI至少相差一个pH值，才能将各种成份分开，若选择阳离子交换剂，pH为4.2〜3.0,条件极端，可能使样品失去活性；相反的，若选择阴离子交换剂，pH为6.2〜8.5,条件温和，不影响生物样品活性。2、在运用离子交换技术提取蛋白质时，为什么要使用多糖基离子交换剂？答:因为离子交换树脂孔径小,大分子蛋白质难以进入。同时，树脂内部主要为疏水性，对亲水性的蛋白质会产生影响。而多糖基离子交换剂没有上述问题。3、试以蛋白质在pH梯度介质中的移动行为说明聚焦效应的形成原理。在流动过程中，当pH刚高于pl时，蛋白带负电荷，与交换剂结合，移动速度显著减慢。当pH梯度下降至使该处pH低于pl,蛋白带正电荷，不与交换剂结合，而随洗脱液快速移动。如此多次重复而达聚焦、分离目的。如果一种蛋白质加到已经形成pH梯度的层析柱上时，将迅速移动到与其等电点相同的pH处。从此位置开始，蛋白质以缓慢的速度进行吸附、解吸附，直到pH小于pI时被洗出。若在此蛋白洗出之前再加入第二份同种蛋白样品时，后者将在洗脱液的作用下快速向前移动，而不被固定相吸附，直到其移动到近似本身等电点环境处。然后两份样品以同样的速度移动，最后同时从柱底流出。4、简述凝胶色谱(分子筛)的分离原理。答：含有各种分子的样品溶液缓慢地流经凝胶色谱柱时，各分子在柱内同时进行着两种不同的运动：垂直向下的移动和无定向的扩散运动。大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布颗粒之间，所以在洗脱时向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，即进入凝胶相内，在向下移动的过程中，从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，从而使样品中分子大的先流出色谱柱，中等分子的后流出，分子最小的最后流出。指出用SephadexG-150分离下列蛋白质时，它们依次从凝胶色谱柱上洗脱下来的顺序，为什么？其中SephadexG-150分离蛋白质的范围是5000到400000。肌红蛋白(分子量16900)过氧化氢酶(247500)细胞色素C(13370)肌球蛋白(500000)胰凝乳蛋白酶原(23240)血清清蛋白(68500)答：从先到后的顺序：肌球蛋白，过氧化氢酶，血清清蛋白，胰凝乳蛋白酶原，肌红蛋白，细胞色素C含有各种分子的样品溶液缓慢地流经凝胶色谱柱时，各分子在柱内同时进行着两种不同的运动：垂直向下的移动和无定向的扩散运动。大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布颗粒之间，所以在洗脱时向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，即进入凝胶相内，在向下移动的过程中，从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，从而使样品中分子大的先流出色谱柱，中等分子的后流出，分子最小的最后流出。计算题：1、某凝胶介质的排阻极限为200000，填充柱体积为100ml,用其测的A和B两种蛋白质的洗脱体积分别为58ml和64ml,相对分子质量为2x106的蓝色葡聚糖的洗脱体积为40ml。（1）试计算A和B的分配系数；（2）若在某流速下用A和B两种蛋白质溶液测的该凝胶过滤色谱柱的理论板当量高度均为0.3mm，且洗脱曲线呈高斯分布，在此流速下要使微量的AB混合溶液的分离度达到1.3，此GFC柱的最小填充高度应为多少？解：（1）依题可知：Vt=100，VRA=58,VRB=64V0=40所以：A的分配系数为：（VRA-V0）/（Vt-V0）二（58-40）/（100-40）=0.3B的分配系数为：（VRB-V0）/（Vt-V0）二（64-40）/（100-40）=0.4（2）F=（100-40）/40=1.5由Rs={F（m2-m1）N0.5/2（2+m1F+m2F）}求出N=?L=HETP*N=84cm第八章亲和色谱概念题：亲和吸附：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。填空题：1、由于温度升高使分子和原子的热运动加剧，结合部位的静电作用、氢键及金属配位键的作用会减弱，疏水性相互作用会增强。2、亲和层析的洗脱方法有特异性洗脱法和非特异性洗脱法。3、亲和层析中常用作分离酶的配基有，辅酶，底物和底物结构类似物。选择题：1．针对配基的生物学特异性的蛋白质分离方法是（C）。凝胶过滤B.离子交换层析C.亲和层析D.纸层析亲和层析的洗脱过程中，在流动相中加入配基的洗脱方法称作（C）。A、等电点洗脱B、剧烈洗脱C、竞争洗脱D、非竞争洗脱如果亲和结合作用源于亲和分子对与金属离子形成的配位键，则加入下列哪种试剂可消除亲和作用（D）。A、十二烷基磺酸钠B、氯化钠C、乙醇胺D、乙二胺四乙酸（EDTA）当亲和作用主要源于疏水性相互作用，增大离子强度，则可（A）亲和作用。A、提高B、降低C、无影响D、在一定条件下降低具有亲和作用的分子（物质）对之间具有“钥匙”和“锁孔”的关系是产生亲和结合作用的C。充分条件B.充要条件C.必要条件D.假设条件如果亲和作用主要源于静电引力，提高离子强度会亲和作用。增加B.减弱C.不影响D.减弱或完全破坏如果亲和作用以氢键为主，提高离子强度会亲和作用。增加B.减弱C.不影响D.降低或消除当亲和作用以疏水性相互作用时，提高离子强度会亲和作用。增加B.减弱C.无影响D.完全破坏在亲和分离操作中，许多亲和吸附的目标蛋白质用高浓度的盐溶液洗脱，说明L在亲和作用中占主要地位。疏水性相互作用B.配位键C.非共价键D.静电力C的存在可以抑制氢键的形成。A.氧原子B.氮原子C.脲和盐酸胍D.NaCl11．下列哪项酶的特性对利用酶作为亲和层析固定相的分析工具是必需的？（B）该酶的活力高.对底物有高度特异亲合性酶能被抑制剂抑制最适温度高第九章电泳和电色谱填空题：电泳是荷电（电解质）溶质在电场作用下，发生定向泳动的现象。电泳分离是利用电解质在电场中泳动速度的差别进行分离的。荷电溶质在电场中受到电场力和黏性阻力的作用。凝胶电泳时利用D使分子大小不同的电解质分离的。A.静电作用B.亲水作用C.疏水作用D.分子筛作用不连续凝胶电泳的凝胶层由浓缩层和分离层组成。6•不连续凝胶电泳的上层起浓缩作用，下层起分离作用。判断题：等电聚焦电泳会形成的一个由阳极到阴极逐步递减的pH梯度。（X）简答题：影响电泳分离的主要因素？（1）、大分子的性质（2）、电场强度（3）、溶液的pH（4）、溶液的离子强度（5）、电渗（6）、温度（7）、支持物的影响选择题：1、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。2、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电泳时间电泳分离的机理是B分离过程。A.液—液相平衡B.速率C.分配平衡D.筛分电解质溶质的迁移率是C下的泳动速度。A.单位时间B.单位溶质质量C.单位电场强度D.单位静电引力5•下列有关电泳时溶液的离子强度的描述中，错误的是（B）溶液的离子强度对带电粒子的泳动有影响离子强度越高、电泳速度越快离子强度太低，缓冲液的电流下降离子强度太低，扩散现象严重，使分辨力明显降低6．一般来说，颗粒带净电荷量、直径和泳动速度的关系是（A）颗粒带净电荷量越大或其直径越小，在电场中的泳动速度就越快颗粒带净电荷量越小或其直径越小，在电场中的泳动速度就越快颗粒带净电荷量越大或其直径越大，在电场中的泳动速度就越快颗粒带净电荷量越大或其直径越小，在电场中的泳动速度就越慢20世纪60年代中期问世的等电聚焦电泳，是一种（D）分离组份与电解质一起向前移动的同时进行分离的电泳技术能够连续地在一块胶上分离数千种蛋白质的电泳技术利用凝胶物质作支持物进行的电泳技术利用有pH值梯度的介质，分离等电点不同的蛋白质的电泳技术双向电泳样品经过电荷与质量两次分离后（E）可得到分子的分子量，分离的结果是带可得到分子的等电点，分离的结果是点可得到分子的等电点，分离的结果是带可得到分子的等电点、分子量，分离的结果是带可得到分子的等电点、分子量，分离的结果是点聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质，除一般电泳电荷效应外，欲使分辩率提高还应有的作用是（D）A•浓缩作用扩散作用C•重力作用分子筛作用电渗作用毛细管电泳的特点（ABCD）A•高灵敏度、高分辨率高速度样品少应用范围广第十章蛋白质复性1、简述包含体分离纯化的一般方法。答：（1）细胞破碎（2）离心沉降回收包含体（3）粗包含体的洗涤（螯合剂、低浓度变性剂、表面活性剂）（4）离心沉降回收包含体（5）根据需要，重复上述步骤（3）和（4），直至达到满意的包含体纯度。1、包涵体的溶解需要打断蛋白质分子内和分子间的共价键（二硫键）、离子键、疏水作用及静电作用等，使多肽链伸展。因此，包涵体的溶解需要强的变性剂，如尿素、盐酸胍或硫氰酸盐2、蛋白质复性方法有：稀释复性透析、透滤复性、分子伴侣指导复性、色谱法复性、反胶团复性、双水相复性。1、处于包含体内的表达产物（A）。A、具有正确的一级结构B、具有正确的二级结构C、具有正确的三级结构D、不具有任何正确的结构目前认为包含体的形成是部分折叠的中间态之间A相互作用的结果。A.疏水性B.亲水性C.氢键D.静电第十一章结晶填空题：结晶是从液相或气相中生成形状一定、分子（或原子、离子）有规则排列的晶体的现象。2•结晶是利用溶质之间差别进行分离纯化的一种扩散分离操作。A.浓度B.静电引力C.溶解度D.扩散系数结晶是内部结构的质点元作三维有序规则排列的形状一定的固体粒子,而沉淀是无规则排列的无定形的粒子。4•当微小晶体的半径r体会

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