(完整版)生物工業(yè)下游技術(shù)習(xí)題(附答案)

1、生物工業(yè)下游技術(shù)習(xí)題第一章緒論1、何為生化分離工程？其主要研究那些內(nèi)容？下游加工過(guò)程（下游技術(shù)）：對(duì)由生物界自然產(chǎn)生的或由微生物發(fā)酵過(guò)程、動(dòng)植物細(xì)胞組織培養(yǎng)或酶反應(yīng)過(guò)程等各種生物工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程獲得的生物原料（發(fā)酵液、培養(yǎng)液、反應(yīng)液），經(jīng)提取分離、加工精制成有關(guān)生物化工產(chǎn)品的過(guò)程（技術(shù)）。由不同生物化工單元操作組成。研究?jī)?nèi)容：產(chǎn)品的分離純化，從混合物（發(fā)酵液等）中用最低的投入，獲得最高的產(chǎn)出（產(chǎn)物的高得率、高純度）。2、試述生物技術(shù)下游加工過(guò)程的特點(diǎn)及應(yīng)遵循的原則。特點(diǎn)：發(fā)酵液等為復(fù)雜多相系統(tǒng)，屬非牛頓性液體，成分復(fù)雜多樣，固液分離困難。產(chǎn)物起始濃度低（發(fā)酵液起始濃度較低而雜質(zhì)又較多），常需多步純

2、化操作；產(chǎn)物（生物物質(zhì)）通常很不穩(wěn)定：遇熱、極端pH、有機(jī)溶劑會(huì)引起失活或分解；發(fā)酵或培養(yǎng)都是分批操作，生物變異性大，各批發(fā)酵液不盡相同，下游加工應(yīng)有彈性；發(fā)酵液不宜久存，應(yīng)盡快提取。原則：時(shí)間短；溫度低；pH適中（在生物物質(zhì)的穩(wěn)定范圍內(nèi)）；嚴(yán)格清洗消毒?；蚬こ坍a(chǎn)品，生物安全問(wèn)題3、生化分離工程有那些特點(diǎn)？其包括那幾種主要分離方法？4、簡(jiǎn)述生化分離工程的發(fā)展趨勢(shì)。操作集成化（減少步驟，提高收率）；方法集成化；大分子與小分子分離方法的相互滲透；親和技術(shù)的推廣使用和配基的人工合成優(yōu)質(zhì)層析介質(zhì)的開發(fā)；基因工程對(duì)下游過(guò)程的影響；發(fā)酵與提取相耦合。5、簡(jiǎn)述生物技術(shù)下游加工過(guò)程的一般流程。按生產(chǎn)過(guò)程劃分

3、，下游技術(shù)大致分為4個(gè)階段：a）預(yù)處理（發(fā)酵液或培養(yǎng)液的預(yù)處理和固液分離）b）提?。ǔ醪椒蛛x純化）；c）精制（高度純化）；d）成品加工（最后純化）；第二章預(yù)處理與固-液分離法1、發(fā)酵液預(yù)處理的目的是什么？主要有那幾種方法？預(yù)處理：a）預(yù)處理目的：改變發(fā)酵液的性質(zhì)，利于固液分離。b）方法：采用酸化、加熱、以降低發(fā)酵液的粘度；或加入絮凝劑，使細(xì)胞或溶解的大分子聚結(jié)成較大顆粒。目的：分離菌體和其他懸浮顆粒，除去部分可溶性雜質(zhì)和改變?yōu)V液性質(zhì)，利于提取精制后續(xù)工序的順利進(jìn)行；菌種不同、發(fā)酵液特性不同，預(yù)處理方法選擇也不同。胞外產(chǎn)物：經(jīng)預(yù)處理使目的產(chǎn)物移至液相，經(jīng)固液分離，除去固相；胞內(nèi)產(chǎn)物：收集菌體或細(xì)

4、胞，進(jìn)行破碎，使目的產(chǎn)物移至液相，進(jìn)行細(xì)胞碎片分離。2、何謂絮凝？何謂凝聚？各自作用機(jī)理是什么？凝聚：在電解質(zhì)（中性鹽）作用下，膠粒間雙電層電排斥作用降低，電位下降，使膠體體系不穩(wěn)定的現(xiàn)象。凝聚作用就是向膠體懸浮液中加入某種電解質(zhì)，在電解質(zhì)中異電離子作用下，膠粒的雙電層電位降低，使膠體體系不穩(wěn)定，膠體粒子間因相互碰撞而產(chǎn)生凝集的現(xiàn)象。絮凝絮凝：在高分子絮凝劑存在下，基于架橋作用，使細(xì)胞、膠粒等聚集成粗大的絮凝團(tuán)。 絮凝劑：一種能溶于水的高分子聚合物，相對(duì)分子質(zhì)量大，具長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)（鏈節(jié)含許多活性官能團(tuán)）。 作用力：由靜電引力、范德華力或氫鍵作用力等吸附于膠粒的表面。3、簡(jiǎn)述微生物發(fā)酵液有何特性？改

5、變發(fā)酵液過(guò)濾特性的主要方法有哪些？其簡(jiǎn)要機(jī)理如何？微生物發(fā)酵液的特性：a）發(fā)酵產(chǎn)物濃度較低（110%），懸浮液中大部分為水；b) 發(fā)酵液是組分非常復(fù)雜的混合物；c) 懸浮物顆粒小，相對(duì)密度與液相相差不大；d) 固體粒子的可壓縮性大；e) 液相粘度大(多為非牛頓型流體)；f) 性質(zhì)不穩(wěn)定，隨時(shí)間發(fā)生變化。二、發(fā)酵液的預(yù)處理(改善發(fā)酵液過(guò)濾特性的物化方法)降低液體粘度：濾液通過(guò)濾餅的速率與液體粘度成反比。一加水稀釋法：IP，V過(guò)濾f，會(huì)增加懸浮液的體積，加大后續(xù)處理任務(wù)。過(guò)濾一加熱法：提高溫度，有效IP,fV過(guò)濾；蛋白質(zhì)凝聚成較大顆粒凝聚物。過(guò)濾一般加熱溫度控制在6580C。適用于對(duì)非熱敏感性產(chǎn)品

6、發(fā)酵液預(yù)處理；使用時(shí)嚴(yán)格控制加熱溫度和時(shí)間。4、除去發(fā)酵液中雜蛋白質(zhì)的常用方法有哪些？2、雜蛋白質(zhì)的去除方法沉淀法:蛋白質(zhì)在酸性溶液中，能與一些陰離子，如三氯乙酸鹽、水楊酸鹽、鎢酸鹽、苦味酸鹽、鞣酸鹽、過(guò)氯酸鹽等形成沉淀；在堿性溶液中，能與一些陽(yáng)離子如Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe3+和Pb2+等形成沉淀。吸附作用:加入某些吸附劑或沉淀劑吸附雜蛋白質(zhì)而除去。例如：在枯草芽孢桿菌發(fā)酵液中，加入氯化鈣和磷酸氫二鈉，兩者生成龐大的凝膠，把蛋白質(zhì)、菌體及其他不溶性粒子吸附并包裹在其中而除去，從而可加快過(guò)濾速率。變性法：加熱，大幅度調(diào)節(jié)pH,加酒精等有機(jī)溶劑或表面活性劑等。例如：抗生素生產(chǎn)中，常將發(fā)酵

7、液pH調(diào)至偏酸性范圍(pH2-3)或較堿性范圍(pH8-9)使蛋白質(zhì)凝固，一般以酸性下除去的蛋白質(zhì)較多。變性法的局限性：加熱法只適合于對(duì)熱較穩(wěn)定的目的產(chǎn)物；極端pH也會(huì)導(dǎo)致某些目的產(chǎn)物失活，并且要消耗大量酸堿；而有機(jī)溶劑法通常只適用于所處理的液體數(shù)量較少的場(chǎng)合。5、在生化工業(yè)中常用的過(guò)濾方式那兩種？各自有何特點(diǎn)？離心分離：a)利用轉(zhuǎn)鼓高速轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力，實(shí)現(xiàn)分離?？煞蛛x懸浮液中極小的固體微粒和大分子物質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：分離速度快，效率高，液相澄清度好等。缺點(diǎn)：設(shè)備投資高，能耗大。過(guò)濾：發(fā)酵液的過(guò)濾特性：-發(fā)酵液屬非牛頓型液體，濾渣為可壓縮性的6、離心分離分那兩大類？各自有何特點(diǎn)及用途？常用離心法有

8、那幾種？7、過(guò)濾式離心機(jī)：a) 轉(zhuǎn)鼓上開小孔，有過(guò)濾介質(zhì)，離心力下，液體穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)經(jīng)小孔流出而得以分離。b) 用于處理懸浮液固體顆粒較大、固含量較高的物料。8、沉降式離心機(jī)：a)轉(zhuǎn)鼓上無(wú)孔，離心力下，物料按密度大小不同分層沉降分離。b)用于液-固、液-液、液-液-固分離。9、試述生物工業(yè)中常用固液分離設(shè)備的原理、特點(diǎn)及適用范圍。板框壓濾機(jī)：a)傳統(tǒng)設(shè)備，廣泛應(yīng)用b)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配緊湊、過(guò)濾面積大，適應(yīng)性強(qiáng)，過(guò)濾推動(dòng)力能大幅調(diào)整c) 設(shè)備笨重，間歇操作、輔助時(shí)間多，效率低；d) 自動(dòng)板框過(guò)濾機(jī)碟片式離心機(jī)：e) 是沉降式離心的一種，應(yīng)用較廣泛；f) 適應(yīng)于細(xì)菌、酵母菌、放線菌等懸浮液及細(xì)胞碎片

9、分離第三章細(xì)胞破碎法1、常用細(xì)胞破碎方法的原理、特點(diǎn)及適用性。細(xì)胞破碎目的：通過(guò)收集細(xì)胞或菌體，進(jìn)行細(xì)胞破碎，以提取胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、酶、多肽和核酸等生化物質(zhì)。是提取胞內(nèi)產(chǎn)物的關(guān)鍵步驟。細(xì)胞破碎：采用一定方法，在一定程度上破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，使胞內(nèi)產(chǎn)物最大程度釋放到液相，將破碎后的細(xì)胞漿液經(jīng)固液分離除去細(xì)胞碎片，再進(jìn)行分離純化。細(xì)胞破碎細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁(動(dòng)物細(xì)胞除外)、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)等。細(xì)胞破碎的主要阻力：細(xì)胞壁。不同類型細(xì)胞其細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和組成不完全相同，細(xì)胞破碎的難易程度不同。2、機(jī)械法細(xì)胞破碎方法非機(jī)械破碎方法相比有何特點(diǎn)？一、細(xì)胞破碎方法按是否外加作用力分為：機(jī)械法和非機(jī)械法。機(jī)械法：

10、高壓勻漿法、高速研磨或超聲波破碎等，(消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)為熱量使溫度上升，要采用冷卻措施，防止生物產(chǎn)品受熱破壞)；非機(jī)械法：酶解法、滲透壓沖擊法、凍結(jié)融化法、干燥法和化學(xué)法溶胞機(jī)械法的特點(diǎn)依靠專用設(shè)備，利用機(jī)械力的作用將細(xì)胞切碎；優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備通用性強(qiáng)，效率高，操作時(shí)間短，成本低，適合大規(guī)模工業(yè)化。缺點(diǎn)：細(xì)胞碎片細(xì)小，胞內(nèi)物質(zhì)全部釋放，料液黏度大，成分復(fù)雜；非機(jī)械法的特點(diǎn)利用化學(xué)試劑或物理因素等破壞局部的細(xì)胞壁或提高壁的通透性；優(yōu)點(diǎn)：胞內(nèi)物質(zhì)釋放的選擇性好，固液分離容易；缺點(diǎn)：細(xì)胞破碎率低，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，某些方法成本高，一般僅適合小規(guī)模。3、破碎技術(shù)與上、下游過(guò)程相結(jié)合提高破碎率的機(jī)理。 與上游過(guò)程相結(jié)

11、合： 在上游培養(yǎng)過(guò)程中，改變培養(yǎng)基成分、生長(zhǎng)期、操作參數(shù)等使細(xì)胞破碎變得容易； 用基因工程對(duì)菌種進(jìn)行改造。 與其他下游操作相結(jié)合： 破碎條件應(yīng)與后步分離相關(guān)；破碎操作與純化過(guò)程結(jié)合。4、酶法細(xì)胞破碎常用那幾種酶類？。外加酶法用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模；根據(jù)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成選擇適當(dāng)?shù)拿?，并確定相應(yīng)的次序。細(xì)菌類細(xì)胞壁：溶菌酶；酵母和真菌類細(xì)胞壁：蝸牛酶、纖維素酶、多糖酶等；植物細(xì)胞壁：纖維素酶和半纖維素酶第四章沉淀法1、常用的沉淀法有哪幾種？沉淀法利用加入試劑或改變條件使發(fā)酵產(chǎn)物離開溶液，生成不溶性顆粒而沉淀。根據(jù)所加入沉淀劑分為：一鹽析法一等電點(diǎn)沉淀法一有機(jī)溶劑沉淀法一非離子型聚合物沉淀法一聚電解質(zhì)

12、沉淀法一高價(jià)金屬離子沉淀法2、生產(chǎn)中常用的鹽析劑有哪些？其選擇依據(jù)是什么？ 最常用的鹽析劑：硫酸胺、硫酸鈉、磷酸鉀、磷酸鈉。 中性鹽沉淀法：在發(fā)酵液中加入中性鹽能破壞蛋白質(zhì)或酶的膠體性質(zhì)，消除微粒上的電荷，促使蛋白質(zhì)或酶沉淀或聚結(jié)的現(xiàn)象。 一般用于蛋白質(zhì)分離和酶制劑工業(yè)的發(fā)酵液提取。3、有機(jī)沉淀法與鹽析沉淀法相比有何優(yōu)缺點(diǎn)？有機(jī)溶劑沉淀法利用和水互溶的有機(jī)溶劑，能使蛋白質(zhì)在水中的溶解度顯著下降（室溫下還會(huì)變性）。優(yōu)點(diǎn)：溶劑易蒸發(fā)除去；有機(jī)溶劑密度小，與沉淀物密度差大，易于離心分離。缺點(diǎn)：易使蛋白質(zhì)變性失活；安全要求高。鹽析法中性鹽沉淀法：在發(fā)酵液中加入中性鹽能破壞蛋白質(zhì)或酶的膠體性質(zhì)，消除微粒

13、上的電荷，促使蛋白質(zhì)或酶沉淀或聚結(jié)的現(xiàn)象。一般用于蛋白質(zhì)分離和酶制劑工業(yè)的發(fā)酵液提取。第五章膜分離法1、何謂膜分離？主要有那幾種膜分離方法？用于分離的膜應(yīng)有哪些基本特性？膜過(guò)濾法（膜分離技術(shù)）：用半透膜作為選擇障礙層，允許某些組分透過(guò)而保留混合物中其他組分，從而達(dá)到分離目的的技術(shù)。膜的基本特性：1 在一種流體相間有一薄層凝聚相物質(zhì)，把流體相分隔開來(lái)成為兩部分，這一薄層物質(zhì)稱為膜。2 是均勻的一相或是由兩相以上凝聚物質(zhì)所構(gòu)成的復(fù)合體，厚度應(yīng)在0.5mm以下，具有兩個(gè)界面；3 膜還必須具有高度的滲透選擇性；4 面積可以很大，也可以非常微小2、膜分離的表征參數(shù)有那些？何謂膜截留分子量？ 水通量：每單

14、位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位膜面積的水體積流量，其大小取決于膜的物理特性和系統(tǒng)的條件。 截留率和截?cái)喾肿恿浚簩?duì)一定相對(duì)分子質(zhì)量的物質(zhì)，膜能截留的程度。截留率:膜對(duì)溶質(zhì)的截留能力以截留率R來(lái)表示截?cái)喾肿恿浚∕WCO）：定義為相當(dāng)于一定截留率（90%或95%）的分子量，用以估計(jì)孔徑的大小。3、何謂濃差極化現(xiàn)象？它是如何影響膜分離的？減少濃差極化現(xiàn)象的措施？ 膜的濃差極化：溶劑透過(guò)膜而溶質(zhì)留在膜上，使膜面上溶質(zhì)濃度增大的現(xiàn)象易造成3種情況：提高滲透壓，降低水通量；降低膜的截留率；產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，造成物理阻塞，使膜逐漸失去透水能力。4、什么是膜污染？如何減輕膜污染？膜的清洗及保存方法有那幾種？膜的污染：處理物料中的

15、微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜存在物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用而引起膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產(chǎn)生透過(guò)流量和分離特性的不可逆變化現(xiàn)象。減輕污染的方法料液的有效處理（預(yù)處理）：預(yù)處理料液達(dá)到膜組件進(jìn)水的水質(zhì)指標(biāo)。改善膜的性質(zhì)：改善表面性質(zhì)：表面極性和電荷性。改變操作條件：適當(dāng)提高水溫加速分子擴(kuò)散，增大濾速；降低膜兩側(cè)的壓差或料液濃度；調(diào)節(jié)料液的pH,遠(yuǎn)離引起蛋白質(zhì)沉淀的等電點(diǎn)。膜污染的處理（清洗方法）物理方法清洗：等壓沖洗；反沖洗；脈沖流動(dòng)；靜置浸泡加水力反沖洗,采用泡沫塑料軟球或海綿球去除污物；超聲波等化學(xué)清洗方法：采用化學(xué)藥品溶液清洗。起溶解作用的物質(zhì)：酸、堿、酶起

16、切斷離子結(jié)合作用的方法：改變離子強(qiáng)度、pH起氧化作用的物質(zhì)：H0、次氯酸鹽22起滲透作用的物質(zhì)：磷酸鹽、次氯酸鹽清洗后,如不用,應(yīng)用清水中（加甲醛）貯存。5、超濾、反滲透膜分離主要有那些方面應(yīng)用？反滲透優(yōu)點(diǎn)：相態(tài)不變,無(wú)需加熱,設(shè)備簡(jiǎn)單,效率高,占地小,操作方便,能耗少等。應(yīng)用：海水脫鹽、食品醫(yī)藥的濃縮、超純水的制備,微生物的分離控制等反滲透法在濃縮、凈化中的應(yīng)用在凈化和濃縮的全過(guò)程中，需要大量清水，同時(shí)又伴有大量廢水排出的情況；凈化過(guò)程的用水，要求必須釆用閉路循環(huán)系統(tǒng)，以進(jìn)行水的再生使用；廢水中含有貴重物質(zhì)；凡屬不適于加熱或減壓處理的過(guò)程。超濾凡是能截留相對(duì)分子質(zhì)量在500以上的高分子的膜分

17、離過(guò)程。從小分子溶質(zhì)或溶劑中，將較大的溶質(zhì)分子篩分出來(lái)(如相對(duì)分子質(zhì)量數(shù)百萬(wàn)的有機(jī)物大分子)。反滲透：截留無(wú)機(jī)鹽類的小分子。6、膜分離過(guò)程中反滲透、微濾、超濾、納濾過(guò)程的區(qū)別?ImKits”JU10MOHOST。呼w純子一i50-1000059m10020.5Ab+Ca2+Mg2+Na+陰離子被吸附順序：檸檬酸根硫酸根硝酸根2、溶液濃度的影響：樹脂對(duì)離子交換吸附的選擇性，在稀溶液中選擇性較大，在濃溶液中較小。因此可將溶液稀釋，樹脂選擇吸附高價(jià)離子。3. 離子的水化半徑：離子在水溶液中的大小應(yīng)用水化半徑來(lái)表征，而不是原子量。水化半徑較小的離子優(yōu)先吸附。4、樹脂物理結(jié)構(gòu)的影響：交聯(lián)度高對(duì)離子的選擇

18、性較強(qiáng)；大孔型樹脂選擇性低于凝膠型樹脂。5. 有機(jī)溶劑的影響：有機(jī)溶劑存在，樹脂對(duì)有機(jī)離子的選擇性降低，而易吸附無(wú)機(jī)離子。6. 樹脂與交換離子間的輔助力：能與樹脂間形成輔助力(氫鍵、范德華力等)，樹脂對(duì)其吸附力就大破壞輔助力的溶液，能將離子從樹脂上洗脫出來(lái)。5、普通型離子交換樹脂為何不能用來(lái)分離提取蛋白質(zhì)分子？6、什么是軟水和無(wú)鹽水？如何制備軟水和無(wú)鹽水？1、軟水制備軟水：利用鈉型陽(yáng)離子交換樹脂去除Ca2+、Mg2+后的水：Ca2+Ca2+2RSONa+(RSO)+2Na+Mg2+再生用食鹽水(1015%)生成鈉型反復(fù)使用。Mg2+2、無(wú)鹽水的制備無(wú)鹽水：將原水中的所有溶解性鹽類、游離酸、堿離

19、子去除6、將原水通過(guò)氫型陽(yáng)離子交換樹脂和羥型陰離子交換樹脂，經(jīng)離子交換反應(yīng),去除陰、陽(yáng)離子制成。制備無(wú)鹽水包括陽(yáng)離子交換、陰離子交換反應(yīng)。7、對(duì)有實(shí)用意義的離子交換樹脂有何要求？8、為什么離子交換樹脂對(duì)有機(jī)大分子的吸附會(huì)存在假平衡？離子交換過(guò)程對(duì)有機(jī)大分子吸附時(shí)會(huì)存在假平衡，原因：1. 樹脂的活性中心受空間排列的影響不能全部吸附有機(jī)大分子，即樹脂上的活性中性排列過(guò)密，其中一部分活性中性被有機(jī)大分子遮住，影響其吸附量；2. 樹脂顆粒度影響對(duì)大分子的交換:顆粒大,有機(jī)大分子在樹脂內(nèi)部擴(kuò)散慢,平衡時(shí)間長(zhǎng)。9、有哪些因素影響離子交換反應(yīng)速度？影響交換速度的因素樹脂顆粒：離子的外擴(kuò)散速度與樹脂顆粒大小成

20、反比，內(nèi)部擴(kuò)散速度與粒徑倒數(shù)的高次方成正比，故粒度減小，交換速度加快。樹脂的交聯(lián)度：交聯(lián)度下降，樹脂易膨脹，樹脂內(nèi)擴(kuò)散較容易。降低交聯(lián)度，可提高交換速度。溶液流速：外擴(kuò)散隨溶液過(guò)柱流速的增加而增加；內(nèi)擴(kuò)散基本不受流速或攪拌的影響。溶液濃度：溶液中離子濃度低，對(duì)外擴(kuò)散速度影響較大，對(duì)內(nèi)擴(kuò)散影響較??；離子濃度較高，對(duì)內(nèi)擴(kuò)散影響較大，對(duì)外擴(kuò)散影響較小。溫度：溶液溫度升高，擴(kuò)散速度加快，交換速度也增加。離子的大?。盒‰x子的交換速度較快；大分子受空間阻礙，擴(kuò)散速度特別慢。離子的化合價(jià)：離子與樹脂骨架間存在庫(kù)侖引力，化合價(jià)越高，擴(kuò)散越慢。第九章吸附法1、吸附作用機(jī)理是什么？總吸附作用：物質(zhì)（被吸附的產(chǎn)物）

21、從液體相濃縮到固體（吸附劑）表面從而達(dá)到分離的過(guò)程。吸附劑：在表面上能發(fā)生吸附作用的固體.吸附物：被吸附的物質(zhì)。2、吸附法有幾種？各自有何特點(diǎn)?物理吸附（最常見(jiàn)的吸附現(xiàn)象）：吸附劑與吸附物通過(guò)分子力（范德華力）產(chǎn)生的吸附；吸附不僅限于一些活性中心，而是整個(gè)自由界面；物理吸附是可逆的，吸附和解吸同時(shí)存在；一種吸附劑可吸附多種物質(zhì)，沒(méi)有嚴(yán)格的選擇性（但吸附量有差別）；與吸附劑的表面積、細(xì)孔分布、溫度等有關(guān)。吸附的類型（續(xù)）化學(xué)吸附：由于吸附劑與吸附物間的電子轉(zhuǎn)移，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的，需一定的活化能;選擇性較強(qiáng)，一種吸附劑只對(duì)某種或幾種特定物質(zhì)有吸附作用；吸附為單分子層吸附，吸附后較穩(wěn)定，不易解吸

22、；與吸附劑的表面化學(xué)性質(zhì)及吸附物的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)?；瘜W(xué)吸附一化學(xué)鍵力的吸附1）吸附區(qū)域?yàn)槲达柡偷脑?）吸附層數(shù)為單層3）吸附可逆性一不可逆4）吸附選擇性一很好項(xiàng)目物理吸附化學(xué)吸附作用力范德華力化學(xué)鍵力吸附熱較小，接近液化熱較大，接近反應(yīng)熱選擇性幾乎沒(méi)有有選擇性吸附速度較快，需要活化能很小慢，需要定活化能吸附分子層單分子或多分子層單分子3、大孔網(wǎng)狀聚合物吸附與活性炭吸附劑相比有何優(yōu)缺點(diǎn)?瀟大網(wǎng)格聚合物吸附劑:大網(wǎng)格離子交換樹脂去其官能團(tuán)，保留多孔骨架，其性質(zhì)與活性炭、硅膠等吸附劑相似?？偺攸c(diǎn)：選擇性好，解吸容易，機(jī)械強(qiáng)度好，可反復(fù)使用，流體阻力較小?？砂葱枰x擇不同原料和合成條件改變其孔隙度、骨

23、架結(jié)構(gòu)、極性，用于吸附各種有機(jī)化合物。4、影響吸附過(guò)程的因素有那些？影響吸附過(guò)程的因素吸附劑的性質(zhì)：理化性質(zhì)對(duì)吸附影響很大，要求吸附容量大、吸附速度快、機(jī)械強(qiáng)度好。吸附容量主要與比表面積有關(guān)；吸附速度主要與顆粒度和孔徑分布有關(guān)；機(jī)械強(qiáng)度影響其使用壽命。吸附物的性質(zhì)：能使表面張力降低的物質(zhì)，易為表面所吸附；溶質(zhì)從較易溶解的溶劑中吸附時(shí)，吸附量較少；極性吸附劑易吸附極性物質(zhì)，非極性吸附劑易吸附非極性物質(zhì)；對(duì)于同系列物質(zhì)，吸附量變化有規(guī)律；溶液pH的影響：影響某些化合物的離解度（常通過(guò)實(shí)驗(yàn)決定）溫度的影響：吸附熱越大，溫度對(duì)吸附的影響越大。其他組分的影響：對(duì)混合物的吸附較純?nèi)苜|(zhì)的吸附為差。第十章色層

24、分離1、為什么說(shuō)色譜分離的效率是所有分離純化技術(shù)中最高的？2、何謂色層分離法？可分為那幾大類？利用多組分混合物中各組分物理化學(xué)性質(zhì)的差異（分子的形狀和大小，分子的極性，吸附力，分子的親和力，分子的分配系數(shù)等）,使各組分以不同程度分配在兩相中。當(dāng)多組分混合物隨流動(dòng)相流動(dòng)時(shí)，由于各組分物理化學(xué)性質(zhì)的差異，而以不同的速率移動(dòng)，使之分離。3、各種色譜分離（吸附、分配、離子交換、凝膠、親和）的機(jī)理是什么？在制備和生產(chǎn)生物體組成成分時(shí)如何進(jìn)行色譜分離的選擇，舉例說(shuō)明。吸附色譜（Adsorptionchromatography，AC）：混合物隨流動(dòng)相通過(guò)固定相（吸附劑）時(shí)，固定相對(duì)不同物質(zhì)的吸附力不同使混合

25、物分離的方法。分配色譜（Distributionchromatography，DC,液液色譜）：固定相和流動(dòng)相均為液相，利用混合物中各物質(zhì)在兩液相中的分配系數(shù)不同而分離。離子交換色譜（ionexchangechromatography，IEC）:基于離子交換樹脂上可電離的離子與流動(dòng)相中具有相同電荷的溶質(zhì)離子進(jìn)行可逆交換，混合物中不同溶質(zhì)對(duì)交換劑具有不同的親和力而將它們分離。凝膠色譜（Gelchromatography，GC）：以凝膠為固定相，根據(jù)各物質(zhì)分子大小不同而進(jìn)行分離的色譜技術(shù)（利用生物大分子的相對(duì)分子質(zhì)量差異進(jìn)行層析分離的方法），又稱為分子篩色譜（molecularsievechrom

26、atography，MSC）；空間排阻色譜（sizeexclusionchromatography，SEC）主要用于脫鹽、分級(jí)分離及分子量的測(cè)定。親和色譜（affinitychromatography，AFC）：利用生物分子間的特異性親和力進(jìn)行分離（即把與目的產(chǎn)物具有特異親和力的生物分子固定化后作為固定相，當(dāng)含目的產(chǎn)物的混合物流經(jīng)固定相時(shí)，即可把目的產(chǎn)物從混合物中分理出來(lái)）色譜分離方法的選擇常按以下幾方面來(lái)選擇不同色譜方法：7、目的產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)特性及分子量的大??；8、主要雜質(zhì)特別是分子結(jié)構(gòu)、大小和理化特性與目的產(chǎn)物相近的雜質(zhì)的成分與含量；9、目的產(chǎn)物在色譜分離過(guò)程中的生理活性的穩(wěn)定

27、性。對(duì)于蛋白質(zhì)、酶、核酸等生物大分子（分子量大、易失活、具有生物專一親和性），較多選用多糖基質(zhì)離子交換色譜、疏水作用色譜、凝膠和親和色譜。對(duì)于生物小分子的代謝物（分子量小、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)較穩(wěn)定，操作條件不太苛刻），采用吸附、分配、離子交換色譜。4、分配色譜與制備和工業(yè)色譜的主要區(qū)別是什么？分析色譜與制備和工業(yè)色譜的比較1應(yīng)用色譜技術(shù)范圍不同：分析色譜：流動(dòng)相包括氣相、液相，固定相形狀有柱、紙、薄板。制備和工業(yè)色譜：主要采用以液相為流動(dòng)相的柱上色譜。2操作上的不同：分析色譜：進(jìn)樣量越小越好，檢測(cè)靈敏度越高越好，如微型毛細(xì)管柱色譜。制備和工業(yè)色譜：進(jìn)樣量越多越好，色譜柱應(yīng)大些，如大直徑的徑向色譜柱。3

28、色譜分離理論上的不同：理論塔板數(shù)的不同:生物小分子，分離機(jī)理較明確，分離好壞與理論塔板數(shù)有關(guān);大分子，分離機(jī)理綜合效果，分離好壞與理論塔板數(shù)無(wú)明顯關(guān)系分配系數(shù)的不同：分析色譜：溶質(zhì)濃度下降，一定溫度下，K為常數(shù)；制備和工業(yè)色譜：為提高產(chǎn)率，須提高單元操作進(jìn)樣量，樣品濃度增大，K是溫度的函數(shù)。4樣品保留值與峰高不同：分析色譜：同一樣品保留值為常數(shù)，由保留值大小定性；峰高與組分濃度呈線性關(guān)系，峰高可作定量分析指標(biāo)。制備和工業(yè)色譜：保留值不僅隨樣品而變，且隨濃度而變；保留值不定性，峰高不作定量分析的指標(biāo)。5、層析劑有那幾種？各自有何特點(diǎn)？層析劑種類無(wú)機(jī)基質(zhì)層析劑：硅膠、氧化鋁、活性炭、多孔玻璃等制成球性或無(wú)定形顆粒，可用于吸附和正相分配色譜?；蚪?jīng)化學(xué)修飾、涂層改性，可制成不同分離機(jī)理的層析劑。有機(jī)基質(zhì)層析劑：（瓊脂糖系，葡聚糖系）基質(zhì)顆?？蓮V泛選擇單體和交聯(lián)劑聚合進(jìn)行化學(xué)改性處理，層析劑普遍有良好的選擇性；層析劑負(fù)載能力強(qiáng)，有較高的色譜容量；化學(xué)穩(wěn)定性良好，pH應(yīng)用范圍廣；不易產(chǎn)生不可逆吸附作用，較好保持生物活性。6、何謂親和色層分離法？親和力的本質(zhì)是什么？親和色層中常用的親和關(guān)系有那幾種？親和色譜（affinitychromatography，AFC）：利用生物分子間的特異性親和力進(jìn)行分離（即把與目的產(chǎn)物具有特異親和力的生物分子固定化后作為固定相