第一章 緒論1、 何為生化分別技術？其主要爭論那些容？的過程中所承受的方法和手段的總稱。2、 生化分別的一般步驟包括哪些環節及技術？4PH、分散和絮凝等方法；②初步純化(提取)，常用沉淀、吸附、萃取、超濾等單元操作；③高度純化(精制)，常選用色譜分別技術；④成品加工，有濃縮、結晶和枯燥等技術。3、 生化分別工程有那些特點，及其重要性？特點：1、目的產物在初始物料〔發酵液〕中的含量低；2、培育液是多組分的混合物，除少量產物外，還有大量的細胞及碎片、其他代物〔幾百上千種〕、最終產品的質量要求高5040～8070～90％。明顯開發的分別和純化工藝是提高經濟效益或削減投資的重要途徑。4、生物技術下游工程與上游工程之間是否有聯系？生物技術上游工程與下游工程相耦合。發酵-分別耦合過程的優點是可以解除得的效果。5、為何生物技術領域中往往消滅“豐產不豐收”的現象？其次章 預處理、過濾和細胞裂開1、發酵液預處理的目的是什么？主要有那幾種方法？分別及后提取工序的順當進展。解，胞物質外溢，而增加發酵液的簡潔性，影響其后的產物分別與純化；pHpHpH2、何謂絮凝？何謂分散？何謂混凝？各自作用機理是什么？3、常用的分散劑有哪些？常用的絮凝劑有哪些？1mm分散劑的作用機理:分散劑的參與可使膠粒之間雙電層電位下降或者使膠體外表系統的分散狀態，導致顆粒分散。工業上常用的分散劑大多為陽離子型,無機鹽類:AlCl3·6H2O、FeCl3·6H2O、Al2(SO4)3·18H2O、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、聚合無機鹽類：聚合鋁、聚合鐵強。絮凝作用是利用帶有很多活性官能團的高分子線狀化合物〔絮凝劑〕10mm帶電荷的陰離子〔如—COOH〕或陽離子〔如—NH2〕基團以及不帶電荷的非即架橋作用。工業上使用的絮凝劑分類：①有機高分子絮凝劑:聚丙烯酰胺,聚丙烯酸類衍生物主要有蛋白質、粘多糖、纖維素和核酸等.混凝:在實際應用中，絮凝劑與無機電解質分散劑常常搭配在一起使用，參與無機電解質使懸浮粒子間的排斥力氣降低而分散成微粒，然后參與絮凝劑，4、何為惰性助濾劑？其使用方法有哪些？塞現象得到減輕，易于過濾。原理:助濾劑能吸附膠體，且形成的濾餅具有網格型構造，不行壓縮，濾孔不會被堵塞，從而提高過濾效率。有硅藻土、纖維素、石棉粉、珍寶巖、白土、炭粒、淀粉等。最常用的是硅藻土助濾劑的使用方法:①將助濾劑在支持介質〔濾布〕的外表上預涂薄層1～2mm;②將助濾劑分散在待過濾的懸浮液中.補充:生化產品固液分別方法：過濾、沉降和。過濾是以某種多孔性物留下來，從而實現固液分別的過程;沉降是依靠外力的作用，利用分散物質〔固〔液相〕的密度差異，使之發生相對運動，而實現固液分別的過程;是利用裝置所供給的慣性離心力的作用來實現固液分別的過程。5、深層過濾和餅層過濾的異同點？依據過濾介質所起主要作用不同可分為：餅層過濾或深層過濾。深層過濾:過濾介質(如硅藻土、砂、顆粒活性炭等)起主要過濾作用,當懸浮液通0.001g/mL，顆粒直徑在(5～100)μm層起主要過濾作用,過濾介質為濾布，當懸浮液通過濾布時，固體顆粒被濾布所0.001g/mL6、影響過濾的因素及改善措施？影響過濾性能的因素主要有:①混合物中懸浮微粒的性質和大小;②混合液的粘度;、操作壓力、濾餅厚度等;④助濾劑的使用;⑤固液分別設備和技術改善過濾性能的方法:工藝上一般承受降低混合液粘度的方法、增大被分別顆粒增大真空度、降低濾餅層的厚度，或除去濾餅等方法以改善過濾性能。7、真空過濾機與壓力式過濾機的適用圍？的懸浮液的分別。由于受推動力(真空度)的限制，真空轉鼓過濾機一般不適合于菌體較小和粘度較大的細菌發酵液的過濾，而且承受真空轉鼓過濾機過濾所得固相的干度不如加壓過濾。應用：大規模生物分別的主要過濾設備，用于較難分別的低黏度發酵液板框過濾機1%～10同過濾特性的發酵液的過濾。8、機械法細胞裂開與非機械裂開相比有何特點？9、細胞裂開主要有那幾種方法？10、何謂化學法裂開細胞？其原理是什么？包括那幾種？細胞裂開技術:〔一〕機械法①珠磨法:在磨腔中裝入小玻璃球或小鋼球，由電動機帶動攪拌碟片高速攪拌微生物細胞懸浮物和小磨球而產生剪切力，將細胞破碎，釋放出含物。一般有立式或臥式兩種珠磨機;②高速勻漿法:利用高壓使懸浮由高壓泵和均壓閥組成;③超聲裂開法:另一種液相剪切裂開法，常為試驗室方法.局部的剪切梯度，使細胞裂開。〔二〕非機械方法①酶法溶胞:利用酶分解細胞壁上特別的化學鍵使之裂開。②化學法:用某些化學試劑溶解細胞壁或抽提細胞pH、有機溶劑法、外表活性劑法等。③物理法如滲透壓沖擊法、凍融法、枯燥法等。11、何為包涵體？包涵體中分別產物一般包括哪幾個步驟？所謂包涵體活性的聚攏體，其局部是克隆表達的目標產物蛋白。分別產物的處理步驟體的洗滌→目標蛋白的變性溶解→目標蛋白的復性。第三章萃取單元萃取是利用溶質在互不相溶的兩相之間安排系數的不同而使溶質得到純化或濃液液萃取取或浸取是以液體為萃取劑，含有目標產物的原料也為固體。:調整水相條件，將目標產物從有機相轉入水相的萃取操作。萃取方法分物理萃取(溶質依據相像相溶的原理在兩相間到達安排平衡，萃取劑取劑與溶質之間的化學反響，包括離子交換和絡合反響等).1溶劑萃取是利用物質在互不相溶的水相與有機相間的安排系抗生素、有機酸、氨基酸等。操作的一般過程:萃取–洗滌–反萃取2‘安排定律及其適用條件是什么？安排定律A相中以一樣的分子形態存在,則在兩相中的平衡濃度之比為常數,稱為安排常數,這就是溶質的安排定律.K=y/x,yAEmol/L,xAmol/L相中并非以同一種分子形態存在2pH〔化學〕萃取？K表與溫度壓力有關，還pH酸性電解質:K表＝[AH]/[AH]+[A-]=K/1+10(pH-pKp)②堿性電解質:K表＝[AH]/[AH]+[A-]=K/1+10(pKp-pH)化學萃取aa學萃取有陰離子交換萃取和陽離子交換萃取水相條件的選擇:pH安排系數Kβ以及穩定性3、何謂乳化現象？生物料液萃取時形成乳化形成的緣由？乳化:水或有機溶劑以微小液滴形式分散于有機相或水相中的現象。發酵產物的帶來困難。產生緣由:發酵液中存在的蛋白質和固體顆粒等物質，這些物質具有W/OO/W萃取中,有蛋白質引起的乳狀液是水包油型(O/W)的,此界面乳狀液可放數月不分散4、何為反膠團和反膠團萃取？反膠團：是兩性外表活性劑在非極性有機溶劑中親水性基團自發地向聚攏而成而成的，并具熱力學穩定的有序構造。:是利用外表活性劑在有機相中形成分散的親水微環境,使蛋白質類生物活性物質溶解于其中的一種生物分別技術.其本質仍是液液有機溶劑萃取。反膠團萃取蛋白質的根本原理:反膠團萃取是有機相-水相間的安排萃取,是從主推動力主要包括外表活性劑與pHW影響反膠團萃取的主要因素:水相pH值;離子強度;外表活性劑類型及其濃度5、 反膠團萃取的特點是什么？其中尤其突出的優點(見劃線)是什么？〔如胞酶〕在非細胞環境中快速具有活性的蛋白質和酶；⑤本錢低，溶劑可反復使用等。6pH①pH:蛋白質溶入反膠團的推動力是靜電引力,而打算蛋白質外表電荷的狀態是水相的pHpHpH＞pIpHAOT下，在水相中生成了復合體而變性所造成的。②離子強度對萃取的影響:反膠團相接觸的水溶液離子強度以不同方式影響著蛋白質的安排。如添加KCl機理:隨著離子強度(即鹽濃度)的增大,反膠團外表的雙電層變薄,減弱了蛋白質與反膠團外表的靜電吸引,從而小,同時增大了離子向反膠團”水池”的遷移并取代其中蛋白質的傾向,蛋白質從反膠團被鹽析出來。7、何謂雙水相萃取？目前常用的體系有那兩種？雙水相系統是指某些親水性高分子聚合物之間或親水性聚合物與無機鹽之間,在水中超過確定濃度后形成不相容的兩相，并且兩相中水分均占很大比例.典型的例子是聚乙二醇(PEG)/葡聚糖(Dex)形成的雙水相系統。雙水相萃取是利用物質在互不相溶的兩個水相之間安排系數的差異實現分別的方法。常用的體系:聚乙二醇(PEG)/葡聚糖(Dex)體系和聚合物與無機鹽的混合溶PEG/磷酸鉀、PEG/磷酸銨、PEG/硫酸鈉等。8、為什么說雙水相萃取適用于生物活性大分子物質分別？85%-95%,且成相的高聚物與無機鹽都是生物的穩定性。9、影響雙水相萃取的因素有那些？pH鹽的種類及濃度④菌體或細胞的種類及含量、體系溫度等。10、何謂超臨界流體萃取？其特點有哪些？進展萃取，以到達分別和提純的目的。體液化；臨界壓力：是指在臨界溫度下，液化氣體所需的壓力。流體在超臨界狀態下,其密度接近液體,具有液體溶劑相當的萃取力氣,因此萃取力氣強;其粘度接近氣體,傳質阻力小,傳質速率大于其處于液態下的溶劑萃取速率,因此傳質性能好11、二氧化碳作為重要的超臨界介質的緣由？CO2比，CO2品和自然物產品。第四章膜分別1、何謂膜分別？常用和型膜分別方法那幾種？用自然或人工合成的無機或有機薄膜,以外界能量或化學位差為推動力,對雙組分或多組分溶質和溶劑進展分別、分級、提純和富集的方法通稱為膜分別法.小和分別物質。：微濾、超濾、反滲透、電滲析、納濾：親和膜過濾、滲透蒸發、膜蒸餾、膜萃取、液膜分別2、簡述各種膜分別技術的原理及其應用!(綱領性語言即可)(見筆記)各種膜分別按動力本質分類:①以靜壓力差為推動力的過程:微濾〔MF)、反滲透〔RO)、超濾〔UF〕、納濾〔NF)②以蒸汽分壓為推動力的過程:膜蒸餾〔MD)、滲透蒸發〔PV〕③以濃度差為推動力的過程:滲析〔D)④以電位差為推動力的過程:電滲析〔ED)3、膜在構造上可分為那幾種？各自的特點？層物質稱為膜膜在構造上可分為0.2mm。②不對稱膜：非對稱膜有一個很薄的(0.2 m)但比較致密的分別層和一個較厚的(0.2mm)多孔支撐層。兩層材質一樣。上，但表層與底層的材質不同。復合膜的性能受上下兩層材料的影響。4、膜組件在形式上主要有那幾種？〔毛細管〕式膜組件和平板式膜組件5、何謂截留率和膜截留分子量？截留率：是指對確定相對分子質量的物質，膜能截留的程度。δ=1－CP/CB,是指截留液濃度〔kmol/m3〕。截留分子量〔9095％〕的相對分子質量。6、何謂濃差極化現象和凝膠極化現象？它是如何影響膜分別的？削減濃差極化現象的措施？濃差極化:濃差極化是指在膜分別過程中，全部溶質均被透過液傳送到膜外表，四周濃度高于主體濃度的現象稱為濃度極化。影響:膜外表四周濃度上升，增加了膜兩側的滲透壓差，使有效壓差減小，滲透通量降低。措施：為了削減濃差極化，通常承受錯流操作如錯流過濾。凝膠極化：膜外表四周濃度超過溶質的溶解度時,溶質呈最嚴密排列,或析出形成凝膠層,使流體通過膜的阻力增大,滲透通量降低。在分別喊有菌體、細胞或其它的形成對透過形成附加的傳質阻力7、膜性能降低的緣由及清洗方法？緣由:①膜的劣化.包括化學性劣化(水解,氧化)和物理性劣化(擠壓,枯燥)以及生物PH②水生物(附生)污垢.形成附著層和堵塞等外因而引起的膜性能變化清洗方法:①物理方法：將海綿球通到管式膜中進展洗滌，或利用供給液本身間歇地沖洗膜組件部，并利用其產生的剪切力來洗滌膜面附著層。EDTA滌劑、酸堿洗滌劑等。膜親和層析包括兩個分支：①親和膜分別技術：制備帶有親和配基的分別膜，直接進展產物分別；聯接一個“間隔臂”分子,適宜的親和配基與間隔臂分子以共價鍵結合,形成帶有親和配基的親和膜。親和膜分別過程:當樣品混合液緩慢地通過膜時,樣品中欲分別的目標物與配基產生生物特異性結合,生成復合物而被保存,其它分子則隨流淌吸出來從而被分別。分別膜的改性→親和膜的制備→親和絡合→洗脫→親和膜再生.需要解決的關鍵問題:膜外表有足夠數量的可利用化學基團,以便接著間隔臂和配基;有足夠高的外表積、足夠大的孔徑;孔分布窄而均勻;有確定機械強度;耐酸、堿、高濃度的緩沖液和有機溶劑。應用:親和膜分別配體如單克隆抗體、肝素、膠原、胰蛋白酶等配基.其與被分別的生物分子間的親和作用模擬了生物體發生的特異性作用,可在溫存的條件下洗脫,并保存生物分子的自然構象,因此它適應用生物分子的制備.親和-錯流膜過濾將水溶性或非水溶性高分子親和載體與產物進展特異反響，然后用膜進展錯流過濾。將親和層析與超濾技術結合,高分子底物經專一可逆的親和反響后,用膜進展錯流過濾,兼有親和層析和膜過濾的優點。原理:基質常是聚合物(多為親水性聚合物如聚丙烯酰胺等)組成的核;大分子的親和配基連接在核外表; 配基對目標物專一可逆的吸附，形成復合體;用膜對混合液進展錯流過濾,復合體因分子巨大可被保存雜質則隨液體透過膜;洗脫分別得到產物。所用的膜需具備的條件:對溶劑具有高滲透壓;分子截流圍窄;具有相應的機械強第五章泡沫分別1、泡沫分別的定義是以氣泡為介質，利用組分的外表活性差進展分別的一種分別方法。2、泡沫分別的原理及其本質：泡沫分別過程是利用待分別物質本身具有外表活性〔如外表活性劑〕〕，在鼓泡塔中被吸附在氣泡外表，得到富集，籍氣泡上升帶出溶劑主體，到達凈化主體液、濃縮待分別物質的目的。：組分在氣-液界面上吸附的選擇性和程度。本質：各種物質在溶液中外表活性的差異。:待分別的物質吸附到氣－液界面;被泡沫吸附的溶質進展收集并用化學、熱或機械的方法破壞泡沫，將溶質提取出來。3、泡沫分別的主要設備和操作方式:泡沫塔和破沫器:間歇式泡沫分別過程和連續式泡沫分別過程第六章蛋白質沉淀1、蛋白質沉淀的主要方法①鹽析法②有機溶劑沉淀法③|pH–pI|Value2、鹽析法沉淀的作用機理鹽析是指在高濃度中性鹽存在下，使目標產物的溶解度降低而產生沉淀的過程。:減弱靜電斥力;去水化膜.親水膠體在水中穩定的因素有兩個,即電荷和水膜,蛋白質分子外表極性基團越厚,蛋白質分子與溶劑分子的親和力越大,性鹽后,奪走了水分子,破壞了水膜,暴露了疏水區域,同時又中和了電荷,破壞了親和膠體,蛋白質分子即形成沉淀。“β”分級鹽析法？蛋白質沉淀的先后挨次？什么是親和沉淀？①“Ks”分級鹽析法pHI)到達沉淀的目的②“β”分級鹽析法pH挨次:一般的初步分別用第①種方法，進一步純化時用第②種方法。親和沉淀:利用蛋白質與特定的生物的或合成的分子〔免疫配位體、基質、輔酶等〕之間高度專一的相互作用而設計出來的一種特別選擇性的分別技術.該技術“吸附”有特別蛋白質的聚合物的溶解度大小。4、鹽析法中常用無機鹽是什么?為何選用它們?abcdef最常用(NH4)2SO4pH降低，在高pH下產氨，腐蝕性強，有異味，有毒，終產物必需除盡。次常用Na2SO4. 缺點：在400C以下溶解度較低，主要用于熱穩定蛋白。鹽析法影響因素:Ks;離子半徑小，帶電pH(pHCohnx值)；④溫度(T值,T,T)Cohnx閱歷公式: ;式中,S為蛋白質的溶解度(g/L);Imβ值0pHKspH第七章吸附1、吸附的概念及類型吸附劑外表的過程。吸附的類型:①物理吸附：吸附劑和吸附物通過分子力〔德華力〕產生的吸附;②交換吸附：吸附劑與吸附物之間發生離子交換而吸附。2、吸附過程的流程待分別料液與吸附劑混合→吸附質被吸附到吸附劑外表→料液流出→吸附質解吸回收3、大孔吸附樹脂的吸附規律:非極性吸附樹脂;中等極性吸附樹脂;極性吸附劑：①非極性吸附劑可從極性溶劑中吸附非極性溶質;②極性吸附劑可從非極性溶劑中吸附極性物質;③中等極性吸附劑兼有以上兩種力氣.4、吸附等溫線？當固體吸附劑從溶液中吸附溶質到達平衡時,其吸附量與溶液組成和溫度有關,當吸附等溫線。5、親和吸附的概念？親和技術在生化分別中的應用綜述？由載體(載體通常是惰性的,須先活化然后與配基偶聯)和配位體組成.6、固定床、流化床、膨脹床吸附的特點及區分？7、離子交換的定義？離子交換〔靜電引力〕吸附在樹脂上，然后利用適宜的洗脫劑將吸附質從樹脂上洗脫下來，到達分別的目的。8、離子交換樹脂的構造組成？①具有三維空間立體構造的網絡骨架;②聯接在骨架上的活性基團〔可交換離子〕9、離子交換樹脂的預處理方法、再生及洗脫？:樹脂預處理→離子交換吸附→洗脫:①物理處理：水洗、過篩，去雜，以獲得粒度均勻的樹脂顆粒；8-10脂:酸—堿—酸;陰離子樹脂:堿—酸—堿.最終以去離子水或緩沖液平衡洗脫方式pH樹脂再生是指使離子交換樹脂重具有交換力氣的過程。酸性陽離子樹脂:生和逆流再生。平衡,上樣吸附,洗脫,再生第八章色譜分別1、色譜法的概念也稱色譜層析、色譜、色層,是指樣品中各組成依據其在固定相與流淌相之間作用行為的差異進展屢次分別的過程。2法、金屬螯合色層分別法和共價作用色層分別法四種。3、各色譜技術的作用機理？；①常用柱色譜介質分無機物色譜介質(氧化鋁、硅膠、活性炭、膨潤土、磷酸鈣(凝膠型和晶型)、氧化鈦和氫氧化鋅凝膠等)和聚合物色譜介質洗脫方法:恒定洗脫法;逐次洗脫法;梯度洗脫法(最常用)⑵紙層析法:是一種常用的快速分別、鑒定方法，可用于定性分析以及確定分別端向另一端流淌，開放完畢后，取下濾紙，晾干，染色顯跡⑶薄層色譜法:將固定相涂布在惰性固體上，形成薄層進展色譜分別的方法操作要點:鋪板,點樣,點樣量開放,顯色⑷吸附色譜:指混合物隨流淌相通過固定相〔吸附劑〕時，由于固定相對不同物質的吸附力不同而使混合物分別的方法。，如疏水作用色譜、金屬螯合作用色譜和共價作用色譜等，理，即疏水作用、螯合作用和共價作用。⑹親和色譜(AFC):是將與目的產物具有特異親和力的生物分子固定化后作為固過程:載體活化、配基連接、吸附、洗脫數不同而分別。要素：固定相、載體、流淌相⑻凝膠色譜5系統組成:氣路系統;進樣系統;分別系統;溫控系統;檢測記錄系統⑽高效液相色譜(HPLC)與經典液相色譜法的區分是填料顆粒小而均勻，小顆粒4、柱色譜系統的組成？5、凝膠色譜的定義？:以確定孔徑的凝膠為固定相，是一種依據各物質分子大小不同而進展分別的色譜技術，因