《生物分离工程》复习题1、什么是等电点沉淀？调节溶液的 pH至溶质的等电点，溶质所带净电荷为零时，其分子间的吸引力增加，分子相互吸引，把该溶质从溶液中沉淀出来，即等电点沉淀2、什么是微滤？微滤（micfiltation，MF)是以多孔细小薄膜为过滤介质，靠膜两侧的压力差来对物质进行选择性透过，达到膜分离的目的。

微滤膜的孔径分布范围在0.05〜 10um之间；采用的压力一般在0.05〜0.5MPa范围内。

3、什么是超滤？超滤（ultafiltationUF)是利用膜两侧的压力差为动力将分子有选择地透过膜的过程，透过膜的分子除溶剂水外，还可以将溶质中的小分子（如无机盐等）通过膜，因此它属于一种“膜分离”过程。

超滤的分离介质与微滤膜类似，但孔径更小，为0 001〜0.05um，采用的压力常为0.1〜1.0MPa。

4、什么是反萃取？反萃取（backextraction):将萃取液和反萃取剂（含无机酸或碱的水溶液、水等）相接触，使某种被萃取到有机相的溶质转人水相，可看作是萃取的逆过程。

5、什么是溶剂萃取溶剂萃取：利用物质在互不相溶的两相溶剂中溶解度的不同，将物质从一相溶剂转移到另一相溶剂中，从而进行分离、浓缩和提纯目的产物的方法．6、什么是色谱技术？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和流动相，根据物质在两相间的分配行为不同，经过多次分配（吸附-解吸-吸附-解吸…），达到分离的目的。

7、什么是膜分离技术？膜分离技术利用膜的选择性（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。

8、什么是生化分离技术？生化分离技术是指从发酵液或酶中，分离纯化生物产品的过程。

它是生物技术转化为生产力不可缺少的重要环节，又称为生物技术下游加工技术。

9、发酵产品预处理特点？利用微生物发酵生产各种发酵产品，由于菌种不同和发酵醪特性不同，其预处理方法和提取、精制方法的选择也有差异。

10、沉淀分离技术分类？沉淀分离技术包括盐析沉淀、等电点沉淀、聚合物沉淀和有机溶剂沉淀等技术。

11、色谱技术如何根据固定相的形状分类？色谱技术根据固定相的形状不同可分为柱色谱法和薄层色谱法。

12、根据电泳原理，电泳分离系统分为哪几种？依据电泳原理，现有三种形式的电泳分离系统移动界面电泳、区带电泳、稳态电泳，其中区带电泳是目前常用的电泳系统。

区带电泳中的常用技术分载体电泳和无载体电泳，载体电泳包括：粉末电泳、纸电泳、凝胶电泳、聚焦电泳；无载体电泳包：自由电泳、毛细管电泳。

13、在有机溶剂沉淀中，作为沉淀剂的有机溶剂选择原则？在有机溶剂沉淀中，选择作为沉淀剂的有机溶剂的原则：能与水互溶；不与蛋白质发生反应；具有较好的沉淀效应；溶剂蒸气无毒，且不易燃。

14、什么是生化工程的上游工程和下游工程？在生物产品生产过程中一般将微生物发酵、酶反应过程或动植物细胞大量培养称为“上游工程”，而与之相应的产物回收、粗分离、纯化及加工等后续过程就称之为“下游工程”，或称之为生化分离和纯化过程。

15、生物产业废水处理中常用的膜分离技术有哪些？在生物产业废水处理中常用的有扩散渗析、电渗析、反渗透、超滤等四种膜分离技术。

16、透析膜一般为孔径5〜10nm的亲水膜，例如纤维素膜、聚丙烯腈膜和聚酰胺膜等。

17、板框压滤机工作周期？板框压滤机是一种传统的过滤设备，其过滤推动力来自泵产生的液压或进料贮槽中的气压。

它的一个工作周期包括装合、过滤、洗涤（吹干）、去饼、洗净等过程。

18、常速离心机和超速离心机的区别？常速离心机：相对离心力(RCF)在l×l04×g以下。

主要用于细胞、细胞碎片和培养基残渣等固形物的分离，也用于酶的结晶等较大颗粒的分离。

超速离心机:相对离心力可以高达106×g。

主要用于DNA、RNA、蛋白质等生物大分子以及细胞器、病毒等的分离纯化，样品纯度的检测，沉降系数和相对分。

19、薄层吸附色谱展开剂选择的原则是什么？薄层吸附色谱展开剂选择的原则：对被分离组分应具有一定的解吸附能力，极性应比被分离物质的极性略小；展开剂应对被分离物质具有一定的溶解能力。

20、在高离子强度溶液中，温度升高，蛋白质的溶解度下降，在pH接近蛋白质等电点的溶液中蛋白质的溶解度最小。

21、细胞破碎方法可分为哪些类型？简述细胞破碎的意义。

酶学破碎法：外加酶制剂、自溶法。

机械破碎法：高速捣碎法、高速均浆法、高速磨珠法物理破碎法：温差法、压差法、超声波化学破碎法：有机溶剂法、表面活性剂（SDS 等）、金属螯合剂（Mg2+、Ca2+、EDTA）、化学变性剂。

破碎细胞，是为了方便提取其中的各种物质，分析细胞的结构，遗传物质的研究，对人类的发展具有重要的意义。

22、反渗透是渗透的一种反向迁移运动，它主要是在压力推动下，借助半透膜的截留作用，迫使溶液中的济剂与溶质分开。

24、生化分离方法选择的基本原则？1)、尽可能简单、低耗、高效、快速。

2)、分离步骤尽可能少。

A）分离步骤越多，回收率越低； B)、分离步骤多，设备投入大，人员物资消耗大，生产周期长。

3)、避免相同原理的分离技术多次重复出现。

比如，分子筛和超滤技术按分子量大小分离，重复应用两次以上，意义就不大了。

4)、尽量减少新化合物进入待分离的溶液。

A)、引起新的化学污染； B)、蛋白质的变性失活；5)、合理的分离步骤次序。

先低选择性，后高选择性；先高通量，后低通量；先粗分，后精分；先低成本，后高成本。

25、超过滤与反渗透的异同？超过滤简称超滤，它同反渗透一样，都是利用膜来分离废水中溶解的物质。

两种方法的动力同是溶液的压力，在溶液的压力下，溶剂的分子通过薄膜，而溶解的物质被阻滞在膜表面上。

两者区别在于：（1）膜不同：超过滤所用的膜(超滤膜)较疏松，透水量大，除盐率低，一般用超过滤分离高分子和低分子有机物以及无机离子等，能够分离的溶质分子至少要比溶剂的分子大10倍，在这种系统中渗透压已经不起作用了。

反渗透所用的膜 (反渗透膜)致密，透水量低，除盐率高，具有选择透过能力，用以分离分子大小大致相同的溶剂和溶质；（2）机理不同：超过滤的去除机理主要是筛滤作用。

在反渗透膜上分离过程伴随有半透膜、溶解物质和溶剂之间复杂的物理化学作用。

（3）工作压力不同：超过滤的工作压力低(0.07－0.7MPa)。

反渗透所需的工作压力高(大于2.8MPa)。

超滤装置与反渗透装置类似，目前我国试验研究及生产中普遍用管式装置。

26、什么是结晶？常用的工业起晶方法有哪些？溶液中的溶质在一定条件下，因内部结构中的原子、离子或分子有规则地排列而结合成晶体，晶体的化学成分均一，具有各种对称的晶状，其特征为离子和分子在空间晶格的结点上呈有规则的排列。

是溶质自动从过饱和溶液中析出，形成新相的过程，溶质分子凝聚成固体和分子有规律地排列在一定晶格中，这一过程与表面分子化学键力变化有关。

这一过程中，溶质由于物质在溶解时要（吸收热量）、结晶时要（放出热量）。

因此，结晶也是一个（质量与能量）的传递过程，它与体系温度的关系十分密切。

常用的工业起晶方法有：1）自然起晶法：溶剂蒸发进入不稳定区形成晶核、当产生一定量的晶种后，加入稀溶液使溶液浓度降至亚稳定区，新的晶种不再产生，溶质在晶种表面生长。

2）刺激起晶法：将溶液蒸发至亚稳定区后，冷却，进入不稳定区，形成一定量的晶核，此时溶液的浓度会有所降低，进入并稳定在亚稳定的养晶区使晶体生长。

3）晶种起晶法：将溶液蒸发后冷却至亚稳定区的较低浓度，加入一定量和一定大小的晶种，使溶质在晶种表面生长。

该方法容易控制、所得晶体形状大小均较理想，是一种常用的工业起晶方法。

27、什么是双水相系统？：两种水溶性高分子聚合物与盐类在水中能形成两层互不相溶的均相水溶液，这样的水相系统称为双水相系统。

28、什么是电泳技术？电泳技术就是利用在电场的作用下，由于待分离样品中各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性质的差异，使带电分子产生不同的迁移速度，从而对样品进行分离、鉴定或提纯的技术。

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。

29、生化分离工程的特点？生化分离工程的特点原料液中目标产物浓度低，目标产物稳定性差，产品质量要求高，原料液成分复杂，具有经验性，均一性的相对性，生物变异性大。

30发酵醪中获得产物如何分类？发酵醪中获得产物大致可分为菌体、酶、代谢产物等三类。

31发酵液常用的预处理方法有哪些？发酵液常用的预处理方法有：加热、调整pH、凝聚和絮凝、使用助滤剂、加入反应剂等。

32、发酵液固液分离的常用方法有哪些？发酵液固液分离的常用方法有过滤、沉降和离心分离等。

33、层析分离技术按流动相状态可分为哪几类？层析分离技术按流动相状态可分为液相层析和气相层析。

34、结晶的步骤分为哪几步？结晶的步骤分为：过饱和溶液的形成，晶核的形成，晶体生长。

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。

35色谱根据流动相与固定相的极性分类：固定相极性大于流动相的正相色谱；固定相极性小于流动相的反相色谱。

36、薄层吸附色谱展开剂选择的原则？薄层吸附色谱展开剂选择的原则：对被分离组分应具有一定的解吸附能力，极性应比被分离物质的极性略大；展开剂应对被分离物质具有一定的溶解能力。

37、生化分离方法选择的基本原中合理的分离步骤次序先低选择性，后高选择性；先高通量，后低通量；先粗分，后精分；先低成本，后高成本。

38. 简述有机溶剂沉淀法作用机理及主要影响因素？有机溶剂沉淀法主要作用机理：（1）降低水溶液的介电常数，使溶质溶解度降低；（2）破坏大分子周围水膜，使溶解度降低。

影响因素：pH值，有机溶剂沉淀法一般与等电点沉淀法联合使用。

即操作时溶液的pH 值应控制在欲分离蛋白质的等电点附近。

中性盐可减少有机溶剂引起的蛋白质变性，提高分离效果，一般添加0.05mol/L的中性盐。

39、离子交换色谱分离技术的原理？常用的离子交换剂？离子交换色谱分离技术的原理：以离子交换树脂作为固定相，选择合适的缓冲液为流动相，使溶质按照其离子交换亲合力的不同而得到分离的方法。

常用的离子交换剂：葡聚糖凝胶型离子交换剂，纤维素系列离子交换剂，琼脂糖系列离子交换剂，大孔性离子交换剂等。

40、生物工业中常用的过滤方法有哪些？并简述各特点。

生物工业中常用的过滤方法：(1)板框压滤机(plate and frame filter press) 过滤，板框压滤机是一种传统的过滤设备，其过滤推动力来自泵产生的液压或进料贮槽中的气压。

它的一个工作周期包括装合、过滤、洗涤（吹干）、去饼、洗净等过程。

板框压滤机分为明流和暗流两种形式。