生物分离工程期末复习(全)

08生工金保军2011/07/09原创复习资料，仅供参考生物分离工程期末复习（全）一，名词解释：1，生物分离工程：是指从发酵液，酶反应液或动植物细胞培养液中分离，纯化生物产品的过程。它描述了生物产品的分离，纯化过程的原理，方法和设备，因为它处于整个生物产品生产过程的后端，所以也称为生物工程下游技术。2，凝集：通过加入无机盐，在无机盐作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成块状絮凝体的过程。3，絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。4，离心分离：是指在离心场的作用下，将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。5，过滤：发酵液通过一种多孔介质，固体颗粒被截留的过程。6，滤饼过滤：固体颗粒沉积于过滤介质表面形成滤渣层。7，深层过滤：固体颗粒进入并沉积于多孔孔道内，溶液经孔道缝隙流过滤渣。8，细胞破碎：是采用一定的方法，在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术，是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质的基础。9，机械破碎法：通过机械运动产生的剪切力使组织细胞破碎。10，物理破碎法：通过各种物理因素作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。11，化学破碎法：通过各种化学试剂对细胞膜的作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。12，通过细胞本身酶系或外加酶催化剂的催化作用，使外层结构破坏。13，超声破碎法：在超声波作用下，液体发生空化作用，空穴的形成，增大和闭合产生极大的冲击波和剪切力，使细胞破碎。14，空化作用：指存在于液体中的微气核空化泡在声波作用下发生变化，声压达到一定值，在声波纵向传插负压区，空泡化增大，在声波传播的正压区，空泡闭合，在反复增大，闭合中，空泡化崩溃，崩溃的瞬间，产生巨大的剪切力。15，酶解法：利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞，使细胞壁受到破坏后，再利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜。16，酶解—自溶作用：利用生物体自身产生的酶来溶胞，而不需要外加其他酶。17，自溶作用：改变其生长环境，可诱发产生过剩的这种酶或激发产生其他的自溶酶，以达到自溶作用。18，包含体：一种蛋白质不溶性聚集体，包括目标蛋白，菌体蛋白等。目标蛋白的一级结构是正确的但立体结构是错误的，所以没有生物活性。19，沉淀：是指溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低，生成无定形固体从溶液中析出的过程。20，盐析法：蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低，以至于从溶液中沉淀出来的方法。21，等电点沉淀法：利用蛋白质在pH等于其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀。22，萃取：利用溶质在互不相溶的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶08生工金保军2011/07/09原创复习资料，仅供参考剂所组成的溶液中提取出来的方法。23，分配定律：在恒温恒压下，溶质在互不相溶的；两相中分配，达到分配平衡后，如果其在两相中的相对分子质量相等，则其在两相中的平衡浓度之比为一常数，称为分配系数k。k=a/c2=萃取相中的浓度/翠余相的浓度。24，超临界流体：是指物质处于其临界温度和临界压力以上而形成的一种特殊状态的流体。25，超临界流体萃取：也叫气体萃取，流体萃取，稠密气体萃取或蒸馏萃取。作为一种分离过程的开发和应用，是基于一种溶剂对固体和液体的萃取能力和选择性在超临界状态下较之在常温常压下可获得极大的提高。它是利用超临界流体，即温度和压力略超过或靠近临界温度和临界压力，介于气体和液体之间的流体，作为萃取剂，从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性成分，以达到分离和纯化的目的。26，膜分离过程：是具有选择透过性的天然或合成薄膜为分离介质，在膜两侧的推动力作用下，原料液体混合物或气体混合物中的某个或某些组分选择性地透过膜，使混合物达到分离，分级，提纯，富集和浓缩的过程。27，水通量：指纯水在一定温度，压力下（0.35MPa,25℃），单位时间，单位膜面积透过的水的量。28微滤：以压力差为推动力，截留水中粒径在0.02~10m之间的颗粒物的膜分离技术。29，超滤：在压力差的驱动下，用可以阻挡不同大小分子的滤板或滤膜将液体过滤的方法。30，纳滤：以压力差为推动力，介于反渗透和超滤之间的截留水中粒径为纳米级颗粒物的一种膜分离技术。31，反渗透：在压力驱动下使溶液中的溶剂(如水)以与自然渗透相反的方向通过半透膜进入膜的低压侧，从而达到有效分离的过程。32，浓差极化：由于水透过膜而使膜表面的溶质浓度增加，在浓度梯度作用下，溶质与水以相反方向向本体溶液扩散，在达到平衡状态时，膜表面形成一溶质浓度分布边界层，它对水的透过起着阻碍作用。33，吸附：是指溶质从液相或气相转移到固相的现象。34，离子交换吸附：简称离子交换，是利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分离组分，依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在树脂上然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，从而达到分离的目的。35，吸附平衡等温线：当温度一定时，吸附量与溶液中溶质的浓度的函数关系称为吸附平衡等温线。36，色谱：能用于混合物分离的方法称为色谱。37，色谱法：是一种基于被分离物质的物理化学及生物学特性的不同，使他们在某种基质中移动速度不同而进行分离和分析的方法。38，液膜（液体膜）：是从生物膜奇妙的选择性输送功能上得到启发而模仿的一种人工膜。39，膜膨胀：是一个传递外水相溶液进入内相的过程。40，反胶团：若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中，并使其浓度超过临界胶束浓度，便会在有机溶剂内形成聚集体，这种聚集体称为反胶团（或反胶束）。08生工金保军2011/07/09原创复习资料，仅供参考41，膜分离技术：用人工合成的某种材料作为两相之间的不连接区间实现不同物质分离的技术。42，配基：在亲和层析中起可逆结合的特异性物质。43，“Ks”分级盐析法：在一定pH和温度下以改变离子强度进行盐析，常用于提取液的处理。44，硫酸铵饱和度：指饱和硫酸铵溶液的体积占混合后溶液总体积的百分比。45，提取：利用一种溶剂对不同物质溶解度的差异，从混合物中分离出一种或几种组分的过程。46，柱层析：将固定相装于柱内，使样品沿一个方向移动而达分离目的的方法。47，“β”盐析法：在一定离子强度下仅改变pH和温度进行盐析。常用于初步纯化。48，分配系数K：当萃取体系达到平衡时，溶质在两相中的总浓度之比。49：有机溶剂沉淀法：在含有溶质的水溶液中，加入一定量亲水的有机溶剂，降低溶质溶解度时沉淀析出。50离心机：是在高速旋转的转子中，借离心力作用过滤和澄清悬浮液，分离，分析生物大分子或一种相对密度不同而又互不相溶的液体分开的设备。二，填空1，常用絮凝剂：人工高分子絮凝剂，天然高分子絮凝剂，无机高分子聚合物，微生物絮凝剂（维生素，核算，糖蛋白）2，影响絮凝剂的因素：絮凝剂浓度量要适中；分子量要适中；发酵液的pH值要合适；搅拌转速和搅拌时间3，高价无机离子的去除方法：去除Ca2+：加入草酸；去除Mg2+：加入三聚磷酸钠或磷酸盐；去除Fe3+：加入黄血盐，形成普鲁士蓝沉淀。4，杂蛋白的去除方法：（1）等电点法；（2）热变性法；（3）利用吸附作用出去蛋白质；（4）其他：大幅度改变pH；加入酒精，丙酮等有机溶剂，表面活性剂等。5，常用的破碎方法：机械法：固体剪切作用：珠磨法，研磨法；液体剪切作用：高压均浆，超声破碎。非机械法：干燥处理，溶胞作用：溶酶法，化学法，物理法。6，选择破碎方法的依据：（1）细胞处理量；（2）细胞壁强度和结构；（3）目标产物对破碎条件敏感性；（4）破碎程度；（5）目标产物的选择性释放7，包含体形成的原因：蛋白质过量积聚，超过溶解度，导致沉淀；蛋白质生成过快，分子间疏水基团相互作用而聚集沉淀；蛋白质生成过快，分子内部二硫键的错误连接导致沉淀；蛋白质自身不稳定。8，基因工程包涵体的纯化方法：收集菌体细胞——细胞破碎——包涵体的洗涤——目标蛋白的变性溶解——目标蛋白的复性。9，包含体的洗涤剂：尿素，脱氧胆酸，蔗糖等。10，常用变性剂：5~8mol/L盐酸胍和6~8mol/L的尿素；表面活性剂，如1~2%的SDS；pH9.0的碱溶液和有机溶剂，使用较小。11，影响变性的因素：时间，pH，离子强度，变性剂种类和浓度。12，蛋白质复性影响因素：变性剂浓度；目标蛋白浓度；pH和离子强度；氧化还原条件。13，还原剂：二硫苏糖醇，β—硫基乙醇，还原型谷胱甘肽；氧化剂：氧化型谷胱甘肽14，提高过滤性能的方法：加入助滤剂，添加填充凝固剂，加入降解酶15，过滤设备：按过滤的推动力分为重力式过滤器，压力式过滤器，真空式过滤器和离心式过滤器四种。常用设备为：板框式压滤机，板式压滤机，自动板框式压滤机和真空08生工金保军2011/07/09原创复习资料，仅供参考过滤机。16，常用盐析剂：中性盐：硫酸铵，硫酸钠，硫酸镁，氯化钠，醋酸钠，磷酸钠，柠檬钠，硫氰化钾等。要求：盐析作用要强，盐析用盐需有较大的溶解度，盐析用盐必须是惰性的，来源丰富，经济。17，影响盐析的因素：蛋白质种类，离子类型，温度和pH，盐的加入方式（加入固体，加入饱和盐溶液，透析平衡法），蛋白质的原始浓度.18，影响沉淀效果的主要因素：温度，pH，蛋白质浓度，离子强度，多价阳离子的影响。19，有机溶剂的选择考虑因素：（1）介电常数小，沉淀作用强；（2）致变性作用要小；（3）毒性小，挥发性适中；（4）水溶性要好。20，影响有机溶剂萃取的因素：pH，温度，盐析，带溶剂21，有机溶剂萃取设备：混合—澄清塔，萃取塔，离心萃取器。22，能形成双水相的聚合物：聚乙二醇—葡聚糖，聚丙二醇—聚乙二醇和甲基纤维素—葡聚糖；聚乙二醇—磷酸钾（KPi），聚乙二醇—磷酸铵，聚乙二醇—硫酸钠。主要应用的是双水相体系主要是聚乙二醇—葡聚糖体系和聚乙二醇—无机盐系统。23，相图：双水相的形成条件与定量关系可以用相图来表示，聚合物Q的浓度（%，质量分数）为纵坐标，以聚合物P的浓度（%，质量分数）为横坐标。图中把均匀区与两相区分开的曲线称为双节线。24，影响双水相分配系数的主要因素：成相聚合物的相对分子质量（当成相聚合物的相对分子质量降低时，被分配的蛋白质更易分配于富含该聚合物的相）；聚合物的浓度（双水相体系的组成越接近临界点，可溶性生物大分子的分配系数越接近1，蛋白质均匀分配于两相）；盐的种类（无机盐离子在两相中分配系数不同时，将在两相中产生电位差，从而影响带电荷生物大分子的分配）；盐的浓度（浓度达到一定程度时，影响减弱）；pH；温度；细胞的浓度。25，双水相萃取的常用设备：相混合设备（静态混合器），相分离设备（管式离心机和碟片式离心机）。26，双水相萃取的基本过程：双水相的形成，溶质在双水相中的分配（混合）和双水相的分离。27，液膜分离系统的膜通常由膜溶剂，表面活性剂，流动载体，膜增强剂构成。28，被膜相隔开的两液相：一相是待处理的料液；另一相是用于接受目标组分的反萃取相。29，液膜分类：乳状液膜（悬浮在液体中的乳液微粒），支撑液膜，流动液膜。30，有机溶剂萃取的设备及工艺流程：一，液液萃取塔的操作：（1）分散相，连续相的选择二，混合——澄清塔；三，萃取塔：脉动塔，转盘塔，喷淋塔；四，离心萃取31，液膜分离操作过程分液膜制备，液膜萃取，分离澄清，破乳四个阶段32，乳化液膜分离的工艺流程：液膜制备，液膜萃取，分离浓缩，破乳。33，构成反胶团的表面活性剂种类：阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂。34，影响反胶团萃取的主要因素：水相pH，离子的种类和强度，表面活性剂的种类和浓度，溶剂体系。35，反胶团制备方法：注入法，相转移法，溶解法。08生工金保军2011/07/09原创复习资料，仅供参考36，反胶团萃取的过程：（1）溶质从水相通过表面液膜到达相界面；（2）在界面处溶质进入反胶团中；（3）含有溶质的反胶团扩散进入有机相。37，液固萃取过程：润湿，溶解，扩散，置换（替换）。38，液固萃取类型：酸浸取，碱浸取，水浸取，盐浸取，有机溶剂浸取。39，浸取的影响因素：浸取温度，浸取时间，浓度差，溶剂的pH，浸取压力。40，超临界流体萃取技术的特点：安全，无毒，产品分离简单，设备投资大。