生物分离工程期末总复习.doc

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1、第一章绪论一、生物分离工程在生物技术中的地位？二、生物分离工程的特点是什么？1．产品丰富产品的多样性导致分离方法的多样性2．绝大多数生物分离方法来源于化学分离3．生物分离一般比化工分离难度大3.生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？三、生物分离过程一般分四步：1.固-液分离（不溶物的去除）离心、过滤、细胞破碎目的是提高产物浓度和质量2.浓缩（杂质粗分）离子交换吸附、萃取、溶剂萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取、双水相萃取以上分离过程不具备特异性，只是进行初分，可提高产物浓度和质量。3．纯化色谱

2、、电泳、沉淀以上技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。4．精制结晶、干燥四、在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？（1）产品价值（2）产品质量（3）产物在生产过程中出现的位置（4）杂质在生产过程中出现的位置（5）主要杂质独特的物化性质是什么？（6）不同分离方法的技术经济比较上述问题的考虑将有助于优质、高效产物分离过程的优化。五、.生物分离效率有哪些评价指标？1.目标产品的浓缩程度——浓缩率m2．系数α回收率REC第二章细胞分离与破碎1．简述细胞破碎的意义一、细

3、胞破碎的目的由于有许多生化物质存在于细胞内部，必须在纯化以前将细胞破碎，使细胞壁和细胞膜受到不同程度的破坏（增大通透性）或破碎，释放其中的目标产物，然后方可进行提取。二、细胞破碎方法的大致分类破碎方法可归纳为机械破碎法和非机械破碎法两大类，非机械破碎法又可分为化学（和生物化学）破碎法和物理破碎法。1．机械破碎处理量大、破碎效率高速度快，是工业规模细胞破碎的主要手段。细胞的机械破碎主要有高压匀浆、研磨、珠磨、喷雾撞击破碎和超声波破碎等。2．化学（和生物化学）渗透破碎法（1）渗透压冲击法（休克法）（2）酶溶

4、（酶消化）法3．物理破碎法1）冻结－融化法（亦称冻融法）（2）干燥法空气干燥法真空干燥法冷冻干燥法喷雾干燥法三、化学渗透法和机械破碎法相比有哪些优缺点？化学渗透破碎法与机械破碎法相比优点：化学渗透破碎法比机械破碎法的选择性高，胞内产物的总释放率低，特别是可有效地抑制核酸的释放，料液的粘度小，有利于后处理过程。化学渗透破碎法与机械破碎法相比缺点：化学渗透破碎法比机械破碎法速度低，效率差，并且化学或生化试剂的添加形成新的污染，给进一步的分离纯化增添麻烦。第三章初级分离一、常用的蛋白质沉淀方法有哪些？盐析沉淀

5、,等电点沉淀,有机溶剂沉淀,热沉淀二、影响盐析的主要因素有哪些？（1）离子强度：Ks和β值,强度越大,蛋白质溶解度越小；（2）蛋白质的性质:因相对分子质量和立体结构而异,结构不对称、相对分子质量大的蛋白质易于盐析；（3）蛋白质的浓度：蛋白质浓度大，盐的用量小，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；2.5%～3.0%时最适合；（4）pH值：通常调整到pI附近，盐浓度较大会对等电点产生较大影响，pH对不同蛋白质的共沉影响；（5）温度：低盐浓度下，温度升高蛋白质溶解度升高；高盐浓度下，温

6、度升高，多数蛋白质和肽溶解度反而下降。对于特定的蛋白质，影响蛋白质盐析的主要因素是：无机盐的种类、浓度、温度和pH值。三、盐析的原理。四、有机溶剂沉析的原理。1．降低了溶质的介电常数，使溶质之间的静电引力增加，从而出现聚集现象，导致沉淀。2．由于有机溶剂的水合作用，降低了自由水的浓度，降低了亲水溶质表面水化层的厚度，降低了亲水性，导致脱水凝聚。乙醇：沉析作用强，挥发性适中，无毒常用于蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的沉析；丙酮：沉析作用更强，用量省，但毒性大，应用范围不广；特点：（1）介电常数小，60%乙

7、醇的介电常数是48，丙酮的介电常数是22（2）容易获取五、等电点沉析的原理。第四章膜分离一、膜分离技术的概念利用膜的选择性（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二、膜的概念在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。1．膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体。可是固态或液态或气态。2．被膜分开的流体相物质是液体或气体。3．膜的厚度应在0.5mm以下，否则不能称其为膜。三、根据膜孔径大小，膜分

8、离技术的分类在生物分离领域应用的膜分离法包括微滤(Microfiltration，MF)、超滤(U1trafiltration，UF)、反渗透(Reverrseosmosis，RO)、纳滤（Nanofiltration,NF）、透析(Dialysis，DS)、电渗析(E1ectrodialysis，KD)和渗透气化(Pervaporation，PV)四、基本的膜材料有哪些？1．天然高分子材料膜2．合成高分子材料膜3．无机（多孔）材料膜五、常