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生物工程下游技术复习题

07/12

一、名词

1. 乳化是一种液体(分散相)分散在另一种不相混溶的液体(连续相)中的现象。

2. 清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中,以期减少对人类和环境的风险。

3. 反胶团是两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发的向内聚集而成的,内含微小水滴的,空间尺度仅为纳米级的集合型胶体。

4. 絮凝是指在某些高分子絮凝剂存在下,基于桥架作用,使胶粒形成较大絮凝团的过程。

5. 干燥是指利用热能使湿物料中湿分汽化并排除蒸汽,从而得到较干物料的过程。

6. 助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒,它能使滤饼疏松,滤速增大。

7. 透析是利用膜两侧的浓度差从溶液中分离出小分子物质的过程。

8. 浓差极化是指当溶剂透过膜,而溶质留在膜上,因而使膜面浓度增大,并高于主体中浓度。

9. 溶剂萃取是利用一种溶质组分在两个互不混溶的液相中竞争性溶解和分配性质上的差异来进行分离操作的。 10. 混凝即是通过投加化学药剂来破坏胶体和悬浮物在水中形成的稳定体系,使其聚集为具有明显沉降性能的絮凝体,然后用重力沉降法予以分离。

11. 错流过滤当流体通过不同孔径的筛板时,固体物质被截留在筛板上,而被分离的产品则流进预先准备好的容器中

12. 包涵体是一种蛋白质的聚合体,其中大部分是克隆表达的目标产物蛋白,其次还有大肠杆菌菌体蛋白和质粒编码蛋白等

二、英汉互译

1.extraction 2. 亲和色谱 3. 反渗透 4. 高效液相色谱 5. 膜 6. 超临界萃取

7. CR 8.UF 9.A TPS 10.SDS-PAGE

1. 萃取 2. AFC 3. HF/RO 4. HPLC 5. membrance 6. SFE 7. 色谱分离

8. 超滤 9. 双水相萃取系统 10. 十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳

三、判断

1. 发酵液的预处理纯化中,对钙离子的除去,通常使用草酸。

2. 一般,超声波破碎时,革兰氏阴性细菌细胞比革兰氏阳性细菌细胞较易破碎。

3. 阴床失效后,一般采用5%~8%的氢氧化钠再生。

4. 在超临界流体萃取中,主要是溶剂流体密度的大幅度增大导致溶剂对溶质的作用力大幅度增加从而形成溶解物质的能力。

5. 离子交换树脂对离子交换吸附的选择性,在稀溶液中比较大,而在浓溶液中选择性较小。

6. 色谱分离,又称为层析分离,是一种物理的分离方法。

7. 混合液中,蒸汽压高的组分,在液相中的含量总是比气相中的低。

8. 细胞壁破碎的主要阻力,是连接细胞壁网状结构的共价键。

9. 在有机溶剂萃取中,其关键是萃取溶剂的选择。

10.pH 会影响蛋白质中可解离基团的离解度,因而改变蛋白质所带电荷和分配系数。

11. 双水相系统中,常将目的蛋白质分配在上相(PEG )中而细胞碎片分配在下相(盐)中

12. 对于粒度小于某一最小值的晶体,其单个晶粒的接触成核速率接近于零。

13. 蒸发系统总的蒸发速度,由内蒸发器的蒸发速度和冷凝器的冷凝速度共同决定。

14. 在加压条件下,要获得与常压蒸馏条件相同规格的酒精,必须增大回流比。

15. 聚丙烯酰胺凝胶主要用于凝胶过滤法和凝胶电泳法的生物大分子的分离中。

16. 根据离子交换树脂命名规则,离子交换树脂D001全名为大孔型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。

17. 引起膜的压密现象的主要因素是温度和压力,而为了克服膜的压密现象,除了控制操作压力和进料温度外,主要在于改进膜的结构。

18. 降低液体粘度的常用方法有加水稀释法和加热法。

19. 对于强酸性或强碱性树脂,其滴定曲线有一段是水平的,到某一点即突然_升高或降低

20. 乳化液膜分离工艺流程一般可分为乳化液制备,分离浓缩,解乳化三部分。

21. 在高压匀浆法中,影响其破碎的主要因素是压力、温度和通过匀浆器的次数。

22. 工业上,萃取操作通常包括混合,分离,溶剂回收三个步骤

23. 在多效蒸馏中,使各塔在不同压力下工作,前一效压力高于后一效的压力,前一效塔顶蒸汽冷凝温度略高于后一效塔釜液体的沸腾温度。

24. 要使溶质从溶液中结晶出来,须首先使溶液成为过饱和状态,也即必须设法产生一定的过饱和度作为推动力。

25. 液膜的膜相组成主要包括膜溶剂、表面活性剂、流动载体、膜增强剂等四部分。

26. 离子交换树脂总是优先选择高价离子。

27. 阴床失效后,一般采用5%~8%的氢氧化钠_再生。

28. 在结晶过程中,吸藏的杂质,可以通过__重结晶__的方法除去。

29. 在酒精压差蒸馏系统中,受热一侧常采用减压,以减少精馏塔的负荷。

30. 按骨架结构不同,离子交换树脂可分为__凝胶型__和___大孔型___树脂。

31. 在新生霉素发酵液中加入氯化钙和磷酸钠,生成的磷酸钙沉淀可充当助滤剂,另一方面可使某些蛋白质凝固。

32. 整体液膜主要用于整体的开发和基础性研究。

33. 在超临界CO 2萃取中,只要通过改变压力或温度来改变溶剂CO 2的密度,就可以改变其对物质的溶解能力。

34. 对于酸性离子交换树脂,pK 值越小,酸性越强,而对于碱性树脂,pK 值越大,碱性越强。

35. 在酒精精馏塔内,一切杂质的挥发系数随酒精浓度的增加而变小。

36. 细胞壁破碎的主要阻力,是连接细胞壁网状结构的共价键。

37. 在有机溶剂萃取中,温度会影响生化物质的稳定性,所以一般在室温或低温下进行。

38. pH会影响蛋白质中可解离基团的离解度,因而改变蛋白质所带电荷和分配系数。

39. 在双水相系统中,聚合物对分配率的影响分为聚合物的平均分子量对分配率的影响和聚合物的浓度对分配率的影响。

40. 对于粒度小于某一最小值的晶体,其单个晶粒的接触成核速率接近于零。

41. 蒸发系统总的蒸发速度,由内蒸发器的蒸发速度和冷凝器的冷凝速度共同决定。

42. 分离过程,是一个熵减少的过程,不能自发进行,需要做功才能实现。

43. 根据所加入的沉淀剂的不同,蛋白质沉淀法可分为

44. 超滤膜、微滤膜,它们与反渗透膜不同的地方在于,

四、简答

1. 微生物发酵液的特性主要有:①发酵产物浓度较低,大多为1%~10%,悬浮液中大部分是水;②悬浮物颗粒小,相对密度与液相相差不大;③固体粒子可压缩性大;④液相粘

度大,大多为非牛顿型流体;⑤性质不稳定,易随时间发生变化。

2. 双水相体系的形成主要是由于聚合物的不相溶性造成的。聚合物的不相溶性主要是由于聚合物分子的空间阻碍作用,相互间无法渗透,当聚合物的浓度达到一定值时,就不能形成单一的水相,所以具有强烈的相分离倾向。另外,某些聚合物的溶液与某些无机盐的溶液相混合时,只要浓度达到一定值,也会形成两相,即聚合物-盐双水相体系。

3. 影响离子交换速度的因素主要有:①树脂颗粒,②树脂的交联度,③溶液流速,④溶液浓度,⑤温度,⑥离子的大小,⑦离子的化合价

4.CO 2无毒,无腐蚀性,不可燃烧,纯度高且价格低,有优良的传质性能,扩散系数大,粘度低,具有相对较低的临界压力和临界温度。

5. 制备反胶团系统一般有注入法、相转移法、溶解法三种方法,影响反胶团萃取的因素主要有pH ,离子强度,表面活性剂种类、浓度,温度,有机溶剂的种类。

6. 细胞破碎的方法按其是否使用外加作用力可分为机械法和非机械法两大类,其中,机械法又主要包含珠磨法、高压匀浆法、超声破碎法、X-press 法等,非机械法主要包括酶溶法、化学渗透法、渗透压法、冻结融化法、干燥法等。

7. 凝胶色谱分离:含有大、小不同分子的混合液样品加入色谱柱顶端,①流经色谱柱,小分子溶质能进入凝胶颗粒的微孔中,在凝胶内部扩散,而大分子溶质由于直径较大,不能进入凝胶颗粒的微孔中而被排阻在凝胶颗粒之外,②大分子溶质只能随流动相顺凝胶间隙下流,其下移通道较小,下移速率较快,将首先被洗脱出来;小分子溶质由于可自由进入凝胶颗粒内部,其下移通道较大,因而下移速率较慢,在色谱柱中逐渐与大分子物质拉开距离,③大分子物质首先被洗脱出来,随着洗脱过程进行,小分子物质开始从凝胶柱中流出。

8. 影响离子交换选择性的因素有:①离子价数②溶液浓度的影响③离子的水化半径④树脂物理结构的影响⑤有机溶剂的影响⑥树脂与交换离子间的辅助力

9. 改善发酵液过滤特性的方法主要有以下几种:加水稀释法、加热法,调整pH ,电解质处理,添加絮凝剂,添加表面活性物质,添加反应剂,冷冻-解冻,添加助滤剂,杂蛋白的去除。

10. 反胶团萃取技术的优点主要有:①具有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性,②分离、浓缩可同时进行,过程简单;③能解决蛋白质在非细胞环境中迅速失活的问题;④具有一定的破壁功效,能直接从完整细胞中提取具有活性的蛋白和酶;⑤技术成本较低,溶剂可反复使用。

11. 色谱分类, 按照溶质分子与固定相相互作用机理的不同,色谱分离可大致分为吸附色谱分离、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱等五大类。

12. 膜污染:膜在使用中,尽管操作条件保持不变,但通量仍逐渐降低的现象称为膜的污染。膜的污染,主要有两种情况:一种是附着层,它由料液(原水)中悬浮物堆积于膜面(滤饼),由溶解性有机物浓缩后粘附于膜面(凝胶),由溶解性无机物生成的水垢积附于膜面(水垢层)以及由胶体物质或微生物等吸附于膜面(吸附层)所构成;另一种是堵赛,即由上述料液中溶质等浓缩结晶或沉淀,致使膜孔产生不同程度的堵赛,由于膜污染是微粒子或小分子溶质吸附,积累在膜表面或在膜孔中结晶沉淀所致。

膜污染必须通过清洗的方法,才能消除。常用的处理方法有⑴采用物理方法清洗:等压冲洗,反冲洗,脉冲流动,超声波等;⑵采用化学药品溶液清洗。常用的药品有:酸,碱,酶,分散剂,磷酸盐等。

13. 影响絮凝的因素:絮凝剂的加量,絮凝剂的分子量,溶液的pH ,搅拌速度,搅拌时间

14. 影响反胶团萃取的因素:蛋白质的萃取受很多因素影响,这些因素包括原料液的pH 值、离子强度、表面活性剂和有机溶剂种类等:蛋白质等电点、亲水性、电荷密度及分布也是影响其萃取的重要因素

15. 乳化液膜的制备;首先,在高转速 (8000-10000 rpm) 下进行搅拌产生足够的剪切力形成两相乳液,使内相溶液以微滴 (滴径为1-100 µm) 的形式分散到膜相中,形成乳化液 (此过程称为“制乳”) 。 然后,在较低转速 (300-500 rpm) 下将制得的乳化液以液滴 (滴径为0.5-5 mm) 的形式分散到外相溶液中,这样就形成了乳化液膜体系。 制乳时通常还要加入表面活性剂,以提高乳化液膜体系的稳定性。同时如果需要提高被分离物质通过液膜的迁移速率和加强分离效果,就要在液膜中加入有特定选择性的流动载体以及在内相或外相中加入能与被分离物质发生反应的试剂。为了提高膜的稳定性或增加液膜的粘度,还可以在膜相中加入少量液膜稳定剂或增稠剂,如聚丁二烯或液体石蜡等。若要形成油包水型乳化液膜,应选用表面活性剂的亲水亲油平衡值(HLB )为3~6,水包油型乳化液膜表面活性剂的HLB 则为8~18。

16. 影响液膜萃取操作的因素

17. 称取1.000g 干燥OH -型阴离子交换树脂,置入干燥的锥形瓶中,加入0.1242 mol/L HCl 标准溶液200.0ml ,密闭,放置过夜。取上层清液50.00ml ,加入甲基橙指示剂数滴,用0.1010mol/LNaOH标准溶液滴定至呈橙红色,用去NaOH 溶液48.00ml ,该树脂交换容量是多少?

根据交换容量的概念及测定数据可得:


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