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A.加热B絮凝C.离心D.调pH
4、下列物质属于絮凝剂的有()。
A、明矾B、石灰C、聚丙烯类D、硫酸亚铁
5、哪种细胞破碎方法适用工业生产()
A.高压匀浆B超声波破碎C.渗透压冲击法D.酶解法
6、高压匀浆法破碎细胞,不适用于()
A.酵母菌B大肠杆菌C.巨大芽孢杆菌D.青霉
1.细胞破碎时破碎率越大,细胞中大分子目的物得率越高。
2.G-菌细胞膜网状结构不及G+菌的坚固,故较易破碎。
3.机械法中高压匀浆法细胞破碎率最高,且成本最低。
()
4、超声波破碎法的有效能量利用率极低,操作过程产生大量的热,因此操作需在冰水或有外部冷却的容器中进行。
()
5、冻结的作用是破坏细胞膜的疏水键结构,降低其亲水性和通透性。
6.渗透压冲击是各种细胞破碎法中最为温和的一种,适用于易于破碎的细胞,如革兰氏阳性菌和动物细胞。
7、差速区带离心中,梯度液的密度要包含所有被分离物质的密度。
8.凝聚与絮凝作用的原理是相同的,只是沉淀的状态不同。
9、平衡区带离心适于分离大小相同密度不同的物质。
10、助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒,可使滤饼疏松,滤速增加。
四、填空
1.发酵液常用的固液分离方法有()和()等。
2、化学细胞破碎中常用的试剂有(),(),()等。
3、在非机械法破碎细胞的方法中自溶法是利用__________溶解细胞壁。
4、当目标产物存在于细胞膜附近时,可采用较温和的方法如______、__等
5、破碎率的测定方法有、、。
1、试比较凝聚和絮凝两过程的异同?
答:
凝聚和絮凝——在电介质作用下,破坏溶质胶体颗粒表面的双电层,破坏胶体系统的分散状态,使胶体粒子聚集的过程。
凝聚:
简单电解质降低胶体间的排斥力。
从而范德华引力起主导作用,聚合成较大的胶粒,粒子的密度越大,越易分离。
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
2、为什么要进行发酵液的预处理?
常用处理方法有哪几种?
提高过滤速度与过滤质量改变发酵液性质(黏度↓、颗粒、颗粒稳定性↓)
去除部分杂质使产物转入到易处理的相中(通常是液相)
方法:
加热、调节pH、凝聚、絮凝
3、比较差速区带离心和平衡区带离心异同
4、细胞破碎的方法有哪些?
各有什么优缺点?
5、比较机械破碎法与非机械破碎法。
比较项目
机械法
非机械法
破碎机理
切碎细胞
溶解局部壁膜
碎片大小
碎片细小
细胞碎片较大
内含物释放
全部
部分
黏度
高(核酸多)
低(核酸少)
时间,效率
时间短,效率高
时间长,效率低
设备
需专用设备
不需专用设备
通用性
强
差
经济
成本低
成本高
应用范围
实验室,工业范围
实验室范围
6、发酵液预处理的方法有那些?
第三章沉淀分离技术
一解释名词
盐析盐溶KS分段盐析法β分段盐析法
1、盐析法沉淀蛋白质的原理是()
A.降低蛋白质溶液的介电常数
B.中和电荷,破坏水膜
C.与蛋白质结合成不溶性蛋白
D.调节蛋白质溶液pH到等电点
2、使蛋白质盐析可加入试剂()
A:
氯化钠;
B:
硫酸;
C:
硝酸汞;
D:
硫酸铵
3、有机溶剂沉淀法中可使用的有机溶剂为()
A.乙酸乙酯B正丁醇C.苯D.丙酮
4、有机溶剂为什么能够沉淀蛋白质()
A.介电常数大B介电常数小C.中和电荷D.与蛋白质相互反应
5、在蛋白质盐析时,有关蛋白质溶液的浓度,下列说法正确的是( )。
A.蛋白质浓度提高,盐加量减少,收率降低,故常适当降低浓度
B.浓度过高会导致沉淀中杂质增多,发生共沉淀作用
C.一般认为5.5%~7.0%的蛋白质浓度较适宜
D.浓度对盐析效果基本无影响
6、若两性物质结合了较多阳离子,则等电点pH会()
A.升高B降低C.不变D.以上均有可能
7、生物活性物质与金属离子形成难溶性的复合物沉析,然后适用()去除金属离子。
A.SDSBCTABC.EDTAD.CPC
8、制备菠萝蛋白酶实验中,加入1%的单宁于鲜菠萝汁中产生沉淀,属于()沉淀原理。
A盐析B有机溶剂沉淀C变性沉淀D生成盐类复合物沉淀
9、腐竹的生产是利用的()实现大豆蛋白的分离的。
A盐析B有机溶剂沉淀C变性沉淀D等电点沉淀
10、在用PEG沉淀技术中,PEG相对分子量和浓度对沉淀蛋白质的影响有()。
A.相对分子量在2000~6000之间,相对分子量低,沉淀效果好
B.相对分子量>6000时,相对分子量低,沉淀效果好
C.浓度越高,沉淀效果好
D.浓度超过20%,会使溶液黏度增大,造成沉淀的回收困难
1、有机溶剂沉淀选择性比盐析高。
2、非离子型聚合物沉淀分离法选择性不及有机溶剂沉淀法。
()
3、“碱提酸沉”法分离大豆蛋白是基于变性沉淀分离法的理论。
4、丙酮,介电常数较低,沉淀作用大于乙醇,所以在沉淀时选用丙酮较好。
5、蛋白质类的生物大分子在盐析过程中,最好在高温下进行,因为温度高会增加盐溶解度。
6、盐析法一般可在室温下进行,有机溶剂沉淀则需在低温下进行。
四、填空题
1、Cohn方程logS=β-KsI中,Ks越,β值越,盐析效果越好。
2、常用的蛋白质沉析方法有、和。
3、影响盐析的因素有(),(),()和()。
4、非离子型聚合物沉淀剂应用最多的是(),通过()作用,使生物大分子产生沉淀。
5、凝乳酶催化牛乳酪蛋白的沉淀属于()沉淀分离法。
6、变性沉淀分离法除了利用热使生物分子变性沉淀以外,还可加入()、()、()等引起生物分子变性而产生沉淀。
1、简述有机溶剂沉淀的原理。
2、沉淀用有机溶剂选择主要应考虑哪些因素?
(1)、是否与水互溶,在水中是否有很大的溶解度;
(2)、介电常数小,沉析作用强。
(3)、对生物分子的变性作用小。
(4)、毒性小,挥发性适中。
3、根据溶解度不同,蛋白质有几种分离纯化方法。
利用蛋白质溶解度的差异是分离蛋白质的常用方法之一。
影响蛋白质溶解度的主要因素有溶液的pH值、离子强度、溶剂的介电常数和温度等。
1)等电点沉淀蛋白质在等电点时溶解度最小。
单纯使用此法不易使蛋白质沉淀完全,常与其他方法配合使用。
2)盐析沉淀中性盐对蛋白质胶体的稳定性有显著的影响。
一定浓度的中性盐可破坏蛋白质胶体的稳定因素而使蛋白质盐析沉淀。
盐析沉淀的蛋白质一般保持着天然构象而不变性。
有时不同的盐浓度可有效地使蛋白质分级沉淀。
3)低温有机溶剂沉淀法在一定量的有机溶剂中,蛋白质分子间极性基团的静电引力增加,而水化作用降低,促使蛋白质聚集沉淀。
此法沉淀蛋白质的选择性较高,且不需脱盐,但温度高时可引起蛋白质变性,故应注意低温条件。
4、味精生产和柠檬酸生产中各采用那种方法从发酵液中分离产品?
(钙盐法,锌盐法)
第四章超临界流体萃取
一名词解释
超临界流体萃取夹带剂
1、CO2在下列温度与压力条件以上时,为超临界流体的是()
A.P=0.525MPa;
T=-56.7℃
B.P=7.38MPa;
T=31.1℃
C.P=0.525MPa;
T=31.1℃
D.P=7.38MPa;
2、下列()的引入会导致化合物在超临界CO2流体中溶解度降低。
A.弱极性官能团B.任意官能团
C.强极性官能团D.类脂有机化合物
3、使用超临界CO2流体萃取化合物时,萃取能力取决于()
A.密度B.扩散系数
C.萃取压力D.溶质的质量分数
4、下列对常用超临界流体具有的性质说法不正确的是()
A.超临界流体对溶质的溶解度要尽可能高
B.超临界流体应具有较高的选择性
C.超临界流体的蒸发潜热没有要求
D.超临界流体的临界压力和临界温度不能过高
5、下列可以用超临界流体CO2直接萃取的是()
A.葡萄糖B.氨基酸
C.淀粉D.酯类
6、下列那一项不是超临界流体的优点()
A.选择性好B.溶解性强
C.扩散性能好D.易于控制
7、下列成分中最适合用超临界CO2流体萃取的是()
A.生物碱B.黄酮C.挥发油D.醌类及其衍生物
8、下列提高超临界流体萃取效率的方法错误的是()
A.加入适当的夹带剂
B.采用较高的提取压力
C.原料粒度要尽可能小
D.采用超声波、微波等强化技术
1、化合物的相对分子质量越高,越难采用超临界萃取的方式进行萃取,相对分子质量在200到400范围内的组分容易萃取。
2、一般来说,超临界流体的密度接近于液体,而黏度与扩散系数却与气体相当,因此溶质在超临界CO2流体中的传递能力介于气体和液体之间,但是却不如液相过程。
3、夹带剂可改善流体的溶剂化能力,提高溶质在超临界CO2流体中的溶解度,提高萃取压力。
4、随着萃取压力增加,多数化合物在超临界CO2流体中的溶解度先下降后上升。
5、酚类的醚化与酯类的酯化都将增加化合物在超临界CO2流体中的溶解度。
1、超临界流体的溶解能力与其密度相关,在临界点附近,系统___的微小变化会导致密度大幅度的改变,从而引起溶质在超临界流体中____的改变。
2、超临界CO2流体对___(低/高)分子量的___(弱/强)极性有机化合物有较好的溶解能力。
3、苯酚在超临界CO2流体中的溶解度为3%,酚羟基被甲基取代后,溶解度将会___
4、根据调控超临界流体密度的方法不同,超临界流体萃取流程可分为和。
1、简述超临界流体的性质
从以下三个角度考虑:
①密度→溶解度
②黏度→流动性
③自扩散系数→传质性能
2、夹带剂改善超临界流体CO2萃取过程的原理
①夹带剂可显著改变超临界溶剂系统的极性,提高被分离组分在超临界CO2流体中的溶解度,并相应的降低超临界CO2流体萃取过程的操作压力,从而大大拓宽超临界CO2流体在萃取天然产物方面的应用;
②加入与溶质起特殊作用的夹带剂,可极大的提高超临界CO2流体对该溶质的选择性;
③提高溶质在超临界CO2流体中的溶解度对温度压力的敏感程度,在萃取压力基本不变的情况下,通过单独改变温度来实现分离的目的;
④作为反应物参与反应;
⑤改变溶剂的临界参数;
3、试论述超临界CO2流体哪些特点使二氧化碳成为目前广泛应用的超临界萃取剂?
4、试比较超临界萃取的三种典型流程。
第五章反相微胶团萃取与双水相萃取技术
临界胶团浓度(CMC):
将表面活性剂在非极性有机溶剂相中能形成反胶团的最小浓度称为临界胶团浓度,它与表面活性剂种类有关。
反相微胶团反相微胶团萃取双水相体系双水相萃取
聚合物的不相容性反胶团含水率(W0)
1、反胶团是向有机溶剂中加入一定浓度形成的
A、水B、盐溶液C、有机溶液D、表面活性剂
2、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,另一个特异性功能是:
()。
A、分离、浓缩可同时进行,过程简便;
B、有很高的萃取率和反萃取率;
可直接从完整细胞中提取具有活性的蛋白质和酶;
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。
3、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、AOT;
B、CTAB;
C、TOMAC;
D、PTEA。
4、关于反胶团极性核正确的描述有:
A、极性核中的水与普通水在性质上没有差异;
B、极性核含水量越大,反胶团的半径越小;
C、它包括由表面活性剂极性端组成的内表面和水;
D、它包括由表面活性剂极性端组成的内表面、平衡离子和水。
5、对于小分子蛋白质(Mr<20000)的AOT/异辛烷反胶团萃取体系,描述正确的有:
A、pH>pI时,蛋白质不能溶入反胶团内,但在等电点附近,急速变为可溶;
B、当pH<pI时,即在蛋白质带负电荷的pH范围内,它们几乎完全溶入反胶团内;
C、当pH>pI时,即在蛋白质带正电荷的pH范围内,它们几乎不溶入反胶团内;
D、pH>pI时,蛋白质能溶入反胶团内,但在等电点附近,几乎变为不可溶。
6、在葡聚糖与聚乙二醇形成的双水相体系中,目标蛋白质存在于()
A.上相葡聚糖相B下相聚乙二醇相C.下相葡聚糖相D.上相聚乙二醇相
7、在生化工程中得到最广泛应用的双水相体系主要有:
A、PEG-聚乙烯体系和PEG-磷酸盐体系;
B、PEG-Dex体系和聚丙二醇-PEG体系;
C、PEG-聚乙烯体系和PEG-磷酸盐体系;
D、PEG-Dex体系和PEG-磷酸盐体系。
8、在反胶团萃取中,有关AOT/异辛烷体系,下列选项不正确的是()。
A.AOT是指丁二酸二异辛酯磺酸钠 B.形成的反胶团较大
C.形成反胶团时不需加助表面活性剂 D.AOT浓度越大,蛋白质萃取率越大
9、在反胶团萃取时,当AOT为表面活性剂时,下列选项萃取率由大到小排列正确的是()。
A.Na+>
K+>Ca2+>Mg2+ B.Mg2+>Na+>
Ca2+>K+
C.Na+>
K+>Mg2+>Ca2+ D.Mg2+>Ca2+>
Na+>K+
10、关于温度对双水相萃取的影响,下列正确的是()。
A.在临界点附近,对蛋白质分配系数影响较小
B.远离临界点时,对蛋白质分配系数影响较大
C.影响双水相黏度和密度,从而影响蛋白质的分配系数
D.大规模的双水相萃取操作需在冷却状态下进行
1、反胶团萃取一般使用非离子表面活性剂。
2、不同高分子化合物的溶液相互混合可形成两相或多相系统,如葡聚糖与聚乙二醇(PEG)按一定比例与水混合后,溶液先呈浑浊状态,待静置平衡后,逐渐分成互不相溶的两相,上相富含PEG,下相富含葡聚糖。
3、大规模双水相萃取操作一般在室温下进行,不需冷却。
()
4、双水相系统的相图中,同一系线上各点均分成体积相同而组成不同的两相。
5、温度升高不利于反胶束萃取。
6、增加离子强度,有利于将反胶束内的物质反萃取出来。
7、对于阳离子表面活性剂,当水相中pH低于蛋白质等电点时,有利于蛋白质进入反胶束中。
8、降低水相的离子强度,有利于极性物质进入反胶束中()
1、向水中加入表面活性剂,浓度达到一定值后,会形成;
向有机溶剂中加入表面活性剂,浓度达到一定值后,会形成。
2、形成反相微胶团,最常用加入的表面活性剂是,所用的溶剂是,
3、反胶团含水率(W0)大小可以反映出和。
4、反胶团的制备方法有、、。
5、双水相萃取工艺流程主要包括、、
6、双水相萃取的效果是由组分在双水相体系中的决定的。
1、何谓反微团,反微团萃取?
其特点有哪些?
反微团,反微团萃取(略)反微团的优点
(1)极性“水核”具有较强的溶解能力。
(2)生物大分子由于具有较强的极性,可溶解于极性水核中,防止与外界有机溶剂接触,减少变性作用。
(3)由于“水核”的尺度效应,可以稳定蛋白质的立体结构,增加其结构的刚性,提高其反应性能。
因此,可作为酶固定化体系,用于水不溶性底物的生物催化
2、详细说明反胶团萃的原理及操作过程?
3、反胶团萃取中,静电相互作用如何影响蛋白质的萃取率?
反胶团萃取一般采用离子型表面活性剂制备反胶团相
(1)对于阳离子表面活性剂形成的反胶团体系,萃取只发生在水溶液的pH>
pI时,此时蛋白质与表面活性剂极性头问相互吸引;
pH<
pI时,静电排斥力将抑制蛋白质的萃取。
对于阴离子表面活性剂形成的反胶团体系,情况正好相反
(2)离子强度增大后,反胶团内表面的双电层变薄,减弱了蛋白质与反胶团内表面之间的静电吸引,从而减少蛋白质的溶解度。
同时也减弱了表面活性剂极性基团之间的斥力,使反胶团变小,从而使蛋白质不能进入其中。
(3)阳离子改变反胶团内表面的电荷密度,电荷密度越大,斥力导致产生的反胶团愈大,从而使蛋白质易进入反胶团。
4、影响双水相萃取体系分配平衡的因素有哪些?
5、下图为两种聚合物的两水相体系相图,解释什么是相图?
图中各点分别代表什么?
从图上能够得到什么信息?
……得到信息:
(1)杠杆规则:
系线上各点均为分成组成相同,而体积不同的两相。
两相体积近似服从杠杆规则
(2)性质差异:
系线的长度是衡量两相间相对差别的尺度,系线越长,两相间的性质差别越大;
反之则越小.
(3)临界点:
当系线长度趋于零时,两相差别消失,如K点。
第六章膜分离技术
膜分离反渗透膜的浓差极化膜污染
液膜:
是由水溶液或有机溶液构成的液体薄膜.
1、非对称膜的支撑层()。
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、在液膜分离的操作过程中,()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、哪一种膜孔径最小()
A.微滤B超滤C.反渗透D.纳米过滤
4、超滤技术常被用作()
A.小分子物质的脱盐和浓缩B小分子物质的分级分离
C.小分子物质的纯化D.固液分离
5.微孔膜过滤不能用来()
A.酶活力测定BmRNA的测定及纯化C.蛋白质含量测定D.分离离子与小分子
6、在膜分离当中,分离粒度有小到大的排列正确的是:
A、微滤<超滤<纳滤<反渗透;
B、反渗透<微滤<超滤<纳滤;
C、纳滤<反渗透<微滤<超滤;
D、超滤<纳滤<反渗透<微滤。
7、下列以压力差为推动力的膜中用于分离悬浮颗粒和病毒的是()。
A、纳滤B、反渗透C、微滤D、超滤
8、反渗透是以()为推动力的。
A、压力差B、浓度差C、静电引力D、溶质分压差
9、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()的最小被截留物质的分子量。
A80%以上B90%以上C70%以上D95%以上
10、适用于气体分离和渗透蒸发,用于气调保鲜有较好的效果。
A芳香聚酰胺膜B聚砜膜C醋酸纤维膜D硅橡胶膜
11、乳化液膜的制备中强烈搅拌()。
A、是为了让浓缩分离充分B、应用在被萃取相与W/O的混合中
C、使内水相的尺寸变小D、应用在膜相与反萃取相的乳化中
1、进料的温度和pH会影响膜的寿命。
2.液膜能把两个互溶但组成不同的溶液隔开。
3、醋酸纤维膜抗压性能均较好可用作中空纤维的支撑层。
4、离子交换膜主要用于电渗析,常用的是无机物膜。
5、反渗透和超滤都用的是非对称膜。
6、纳米过滤膜孔径最小。
1、不对称膜表面为_____,起_____作用;
下面是_______,起________作用。
2、表征膜性能的参数主要有______和_______。
3、膜分离过程中所使用的膜,依据其膜特性(孔径)不同可分为,,和。
4.影响反渗透操作的因素有,,和。
5、工业上常用的超滤装置有,,和。
6、根据膜结构的不同,常用的膜可分为、和三类
7、液膜的膜相组成有______、_____、、。
8、按液膜的构型和操作方式的不同,主要分为、。
9、液膜分离机制分为两大类、。
五、简答题
1、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?
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.
2、影响反渗透因素有哪些?
采取什么措施可以消除这些因素的影响?
3、膜分离过程中,有那些原因会造成膜污染,如何处理?
(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)控制措施:
①预先过滤除去料液中的大颗粒;
②增加流速,减薄边界层厚度,提高传质系数;
③选择适当的操作压力和料液黏度,避免增加沉淀层的厚度与密度;
④采用具有抗污染性的修饰膜;
⑤定期对膜进行清洗和反冲。
4、液膜的膜相性质如何,它由哪些成分组成,与生物膜有何相似性?
性质:
在膜两侧同时进行萃取和反萃取操作
组成:
①表面活化剂:
液膜主要成分之一,主要用于控制液膜的稳定。
②膜溶剂:
构成膜机体,为了保持液膜稳定性,溶剂要具有一定黏度。
③膜增强剂:
分离操作过程中要求液膜具有一定稳定性,而在破乳阶段又要求它容易破碎,为了使二者统一,通常使用添加剂。
④流动载体
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