生物分離工程名詞解釋

1、歡迎下載學(xué)習(xí)好資料膜分離的概念：利用膜的選擇性（孔徑大?。?，以膜的兩側(cè)存在的能量差作為推動力，由于 溶液中各組分透過膜的遷移率不同而實現(xiàn)分離的一種技術(shù)?；蛘撸豪镁哂幸欢ㄟx擇性透過特性的過濾介質(zhì)進行物質(zhì)的分離純化。離子交換：在吸附劑與溶液間發(fā)生離子交換，即吸附劑吸附離子后，它同時要放出等當量的離子于溶液中。親和層析：是利用生物分子對之間所具有的專一而又可逆的親和力使生物分子分離純化的技術(shù)。過濾：是在外力作用下，利用過濾介質(zhì)使懸浮液中的液體通過，而固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而實現(xiàn)固液分離的一種單元操作。或者：利用薄片形多孔性介質(zhì)（如濾布）截留固液懸浮液中的固體粒子，進行固液分離的方法。重結(jié)晶：

2、是利用雜質(zhì)和結(jié)晶物質(zhì)在不同溶劑和不同溫度下的溶解度不同，將晶體用合適的溶劑再次結(jié)晶，以獲得高純度的晶體的操作。分辨率：也稱分離度。它是指相鄰兩色譜保留值之差與兩峰底寬平均值之比。晶體：形成新相（固體）需要一定的表面自由能。因此，溶液濃度達到飽和溶解度時，晶體尚不能析出，只有當溶質(zhì)濃度超過飽和溶解度后，才可能有晶體析出。溶液達到過飽和狀態(tài)是結(jié)晶的前提；過飽和度是結(jié)晶的推動力。初級分離：指從菌體發(fā)酵液、細胞培養(yǎng)液、胞內(nèi)抽提液（細胞破碎液）及其他各種生物原料初步提取目標產(chǎn)物，使目標產(chǎn)物得到濃縮和初步分離的下游加工過程。截留率：表示膜對溶質(zhì)的截留能力，可用小數(shù)或百分數(shù)表示。（真實截留率和表觀截留率）自

3、溶：通過調(diào)節(jié)溫度、 PH值或添加有機溶劑，誘使細胞產(chǎn)生溶解自身的酶的方法，也是一種酶溶法。保留體積VR:指從進樣開始到被測組份在柱后出現(xiàn)濃度極大點時所通過的流動相體積。死體積VM:指色譜柱內(nèi)固定相顆粒間所剩留的空間、色譜儀中管路和連接頭間的空間以及檢測器的空間的總和，當后兩項很小而可忽略不計時，VM可由tm與流動相體積流速F0（ml/min）的乘積計算。理論塔板高度：單位理論塔板的長度稱為理論塔板高度。它等于色譜柱長度除以理論塔板數(shù)。用理論塔板數(shù)與板高表示柱效率時是等價的。歡迎下載學(xué)習(xí)好資料過飽和溶液：溶質(zhì)濃度超過飽和溶解度時，該溶液稱之為過飽和溶液；溶質(zhì)只有在過飽和溶液中才能析出。分子篩層析

4、法：又稱凝膠過濾層析法， 是以各種多孔凝膠為固定相，利用溶液中各組分的分子量不同而進行分離的技術(shù)。阻滯因數(shù)：是在色譜系統(tǒng)中溶質(zhì)的移動速度和一理想標準物質(zhì)（通常是和固定相沒有親和力的流動相）的移動速度之比，即R=質(zhì)的移動速度 /流動相在色譜系統(tǒng)中的移動速度分離因子：某一瞬間被吸附溶質(zhì)量占總量的分數(shù)，又稱質(zhì)量分布比。即 a =q / Ct （Ct為溶質(zhì)總濃度，包括游離和被結(jié)合）。膜組件：由膜、固定膜的支撐體、間隔物以及收納這些部件的容器構(gòu)成的一個單元，又稱膜 裝置。親和吸附：是利用溶質(zhì)和吸附劑之間特殊的化學(xué)作用，從而實現(xiàn)分離.擴散層：在膠粒周圍的一部分陽離子由吸附層表面分布至膠粒陰電荷不能吸引的最

5、小距離所 形成的非牢固結(jié)合層。體積濃縮倍數(shù)：即料液體積與溶劑體積的比值。正相色譜：是指固定相的極性高于流動相的極性，因此，在這種層析過程中非極性分子或極性小的分子比極性大的分子移動的速度快，先從柱中流出來.比較微濾、超濾、反滲透的區(qū)別和共同點？答：超濾（UF）和微濾（MF）都是利用膜的篩分性質(zhì)，以壓差為傳質(zhì)推動力。UF膜和MF膜具有明 顯的孔道結(jié)構(gòu)，主要用于截留高分子溶質(zhì)或固體微粒。UF膜的孔徑較 MF膜小，主要用于處理不含固形成的料液，其中相對分子質(zhì)量較小的溶質(zhì)和水分透過膜，而相對分子質(zhì)量較大的溶質(zhì)被截留。因此，超濾是根據(jù)高分子溶質(zhì)之間或高分子與小分子溶質(zhì)之間相對分子質(zhì)量 的差別進行分離的方

6、法。微濾過程中，膜兩側(cè)滲透壓差較小，所以操作壓力比反滲透操作低，一般為0.11.0MPa。微濾一般用于懸浮液 （粒子粒徑為0.110科）的過濾，在生物分離中，廣泛用于菌體細胞的分 離和濃縮。微濾過程中膜兩側(cè)的滲透壓差可忽略不計，由于膜孔徑較大， 操作壓力比超濾更低，一般為 0.050 .5MP a。反滲透：溶質(zhì)濃度越高，滲透壓越大。如果欲使高濃度溶質(zhì)一側(cè)溶液B中的溶劑（水）滲透到純水側(cè) A,在B側(cè)所施加的壓力必須大于此滲透壓，這種操作稱為反滲透。傳質(zhì)推動力是壓差；分離原理為篩分。層析分離技術(shù)1.根據(jù)機理不同，色譜分離可分為那幾種？簡述各種色譜分離的基本原理。與其他分離技術(shù)相比，色譜分離技術(shù)有何

7、特點？答：按分離機理不同分類：吸附層析、分配層析、凝膠過濾層析（1）吸附層析：混合物隨流動相通過固定相（吸附劑）時，由于固定相對不同物質(zhì)的吸附 力不同而使混合物得到分離。（2）分配層析：其固定相和流動相都是液體，其原理類似于液液萃取，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。其中，固定相是由固定液與載體結(jié)合后形成的。（3）凝膠過濾層析：根據(jù)物質(zhì)分子大小不同而進行分離的色譜技術(shù)，又稱分子篩色譜。由歡迎下載學(xué)習(xí)好資料于大分子和小分子在通色譜柱時，所通過得路徑不同(大分子進入空隙，小分子進入孔內(nèi))，流出色譜柱的時間不同，從而得到分離。其固定相為凝膠，流動相可根據(jù)實驗需要選擇不同的緩沖溶液。

8、與其他分離技術(shù)相比，色譜分離技術(shù)的特點：分離效率高，應(yīng)用范圍廣，高靈敏度的在線檢測，快速分離，過程自動化操作。.比較分配色譜中的分配系數(shù)、吸附色譜中分離因素及凝膠色譜中的分配常數(shù)有何異同點？答：在層析過程的某一時刻，如果流動相中樣品的濃度為Cm,固定相中樣品的濃度為 Cs,則分配系數(shù)K定義為：K=Cs/Cm。為了更好地描述層析過程中Cm與Cs之間的關(guān)系，在分配層析中直接用分配系數(shù) K表示，在吸附層析中衍生出分離因數(shù)“，在凝膠層析中衍生出分配常數(shù)Kdo(1)分配系數(shù)在分配層析中，分配系數(shù)：類似于溶劑萃取中的分配系數(shù)K=cs/cmcs、cm分別為溶質(zhì)在固定相和流動相中的濃度，在一定溫度下，當溶質(zhì)的

9、濃度較低時，K為常數(shù)-線性色譜；當溶質(zhì)白濃度較高時，K為溶質(zhì)濃度的函數(shù)-非線性色譜。?在層析過程中，分配系數(shù)較大的組分，遷移速度較慢；而分配系數(shù)較小的組分，遷 移速度較快。因此，分配系數(shù)相差較大的兩種物質(zhì)很容易通過層析過程進行分離。(2)分離因數(shù)分離因數(shù)：某一瞬間被吸附的溶質(zhì)量占總量的分數(shù)( a表示)：a =cs/(cs+cm)0 a 1的情況，表明除了凝膠的分子篩作用外，還存在著吸附作用。.色譜的分離度是如何定義的？它與哪些因素有關(guān)？答：Rs二(兩峰之間的距離)/ (平均峰寬)Rs表示色譜峰的分離度，Rs1,兩個峰被完全分開，即為最佳的分離條件。分離度取決于分離效率和選擇性：分離效率取決于峰

10、寬；選擇性取決于兩峰之間的距離。.離子交換色譜的基本原理是什么？常用的離子交換劑有哪幾類？答：原理：利用離子交換劑作為層析支持物(固定相)，由于帶有不同電荷的蛋白質(zhì)與固定相間的靜電作用力(吸附力)不同，從而達到分離目。最為常見的包括離子交換樹脂、離子交換纖維素、離子交換葡聚糖和離子交換瓊脂糖等。.離子交換色譜的洗脫方式有幾種？分別在什么情況下適合？按操作方式： 恒定洗脫(isocratic elution),分步洗脫(stage elution),梯度洗脫(gradient elution) 按洗脫機理：改變緩沖液鹽濃度，改變緩沖液pH,改變緩沖液鹽濃度和緩沖液pH添加劑：表面活性劑、尿素、鹽

11、酸月瓜洗脫體積：5倍床體積以上.親和色譜主要有哪幾部分組成？其核心部分是什么？為什么要引入接枝手臂?在重組歡迎下載學(xué)習(xí)好資料蛋白的分離純化中，如何通過上游技術(shù)來簡化下游的分離純化技術(shù)？答：主要有載體（擔體），配體與目標物，接枝手臂組成，其核心部分是配體的選擇和親和 吸附的合成。接枝手臂的作用：當配基的分子量較小時，將其直接固定在載體上，會由于載體的空間位阻， 配基與生物大分子不能發(fā)生有效的親和吸附作用。需要在配基與載體連接一個接枝手臂”,以增大配基與載體之間的距離，使其與生物大分子有效的親和結(jié)合。.凝膠過濾色譜的原理是什么？有何特點？答：原理：凝膠過濾層析又稱凝膠排阻色譜，分子篩色譜法，凝膠過

12、濾法等。利用凝膠過濾介質(zhì)為固定相，根據(jù)物料中溶質(zhì)相對分子質(zhì)量的差異的液相色譜法。特點：（1）操作方便，條件溫和，不會使物質(zhì)變性；（2）色譜介質(zhì)不需再生，可反復(fù)便用。（3） 分離效率高，回收率較高。（4）廣泛應(yīng)用于生物大分子的初級分離，脫鹽等。（5）分辨率較低，需采用細長柱。（6）經(jīng)過凝膠過濾色譜后樣品被稀釋，上樣前需進行濃縮.凝膠過濾色譜的凝膠特性參數(shù)有那些？理解它們的具體含義。答：（1）排阻極限（exclusion limit）是指不能擴散到凝膠基質(zhì)內(nèi)部中去的最小分子的分子量。 （SephadexG-50 的排阻極限是 30kDa）。（2）分級范圍（Fractionation range）它

13、指出了當溶液通過凝膠柱時，能夠為介質(zhì)阻滯并且分離的溶質(zhì)分子量范圍（SephadexG-50,它的分級范圍為 1500-30000）。 吸水量（Water regains） 1g干凝膠所吸收的水分稱為吸水量（SephadexG-50的吸水量為5.00.3g ）。溶脹率=吸水量x 100% o（4）凝膠粒徑凝膠顆粒一般為球形，其粒徑大小對分離度有重要影響（粒徑越小，其分離效率越高）。100-200 目（50-150 m） 床體積（Bed volume ）表示1g干膠在溶脹后所具有的最后體積（SephadexG-50的床體積為9-11ml/g干凝膠）（6）空隙體積（Void volume）表示填充柱

14、中凝膠粒子周圍的總空間即V0（用平均分子量為2000kDa藍色葡聚糖測出）。.凝膠過濾色譜的操作過程與吸附色譜有那些主要區(qū)別？答：吸附色譜固定相通常是活性硅膠、氧化鋁、活性炭、聚乙烯、聚酰胺等固體吸附劑，所 以吸附色譜也稱液固吸附色譜?；钚怨枘z最常用。.凝膠過濾色譜主要應(yīng)用于那些方面？答：（1）脫鹽及緩沖液的更換：由于蛋白質(zhì)與鹽的分子量相差較大，因此，很容易通過凝膠過濾色譜將二者分開；了更換緩沖液，可將平衡緩沖液和洗脫緩沖液使用需更換的緩沖液，這樣，脫鹽的同時即可將樣品緩沖液進行更換。?脫鹽柱體積可從1ml2,500L;脫鹽柱的型號常用 SephadexG-25（2）分級分離：當目標蛋白大于凝

15、膠的排阻極限，而雜質(zhì)處于排阻范圍內(nèi)時，容易得到較純的目的蛋白；但事實上，由于凝膠的孔徑具有一定的分布，要想將目標蛋白和雜蛋白完全分開，具有一定的難度（3）分子量的測定：在凝膠過濾介質(zhì)的分級范圍內(nèi)蛋白質(zhì)的分配系數(shù)（或洗脫體積）與相 對分子質(zhì)量的對數(shù)呈線性關(guān)系（KD=a-blgMW）,所以，凝膠過濾色譜可用于未知物質(zhì)相對分 子質(zhì)量的測定。.疏水作用色譜的基本原理是什么？答：疏水性作用色譜（ Hydrophobic interaction chromatography, HIC ）是利用表面偶聯(lián)疏水性 基團（疏水性配基）的疏水性吸附劑為固定相，根據(jù)蛋白質(zhì)與疏水性吸附劑之間的疏水性相 互作用的差異進行

16、蛋白質(zhì)類生物大分子分離純化的色譜技術(shù)。？?蛋白質(zhì)分子中具有疏水基團和親水基團；在水溶液中，盡管大部分疏水基團被折疊在分子內(nèi)部，表面為極性和荷電基團，歡迎下載學(xué)習(xí)好資料但總有一些疏水性基團或極性基團的疏水部位暴露在蛋白質(zhì)表面；根據(jù)蛋白質(zhì)鹽析沉淀原理，在離子強度較高的鹽溶液中， 蛋白質(zhì)表面疏水部位的水化層被破壞，暴露出疏水部位，疏水性相互作用增大； 因此，在疏水作用色譜中在樣品吸附階段采用高鹽濃度的溶液使目標 分子結(jié)合在層析柱中，而在洗脫階段采用降低洗脫劑中鹽濃度的方式減弱這種疏水作用力， 從而解吸溶質(zhì)達到洗脫的目的。.疏水作用色譜與離子交換色譜有何區(qū)別與聯(lián)系？答：疏水性作用層析（HIC）主要用于

17、蛋白質(zhì)類大分子的分離純化。雖然HIC不如離子交換層析（IEQ應(yīng)用普遍，但可作為 IEC的補充工具。如果使用方法適當，HIC具有與IEC相近的分離效率。HIC具有如下特點：？?由于在高濃度鹽溶液中疏水性吸附作用較大，因此HIC可直接分離鹽析后的蛋白質(zhì)溶液（不需脫鹽）；？?可通過調(diào)節(jié)疏水配基鏈長、種類和密度來調(diào)節(jié)吸附劑的疏水性，因此可根據(jù)目標蛋白的性質(zhì)選擇適宜的吸附劑；？您疏水性吸附劑種類多，選擇余地大，價格與離子交換劑相當。？犯與同樣基于溶質(zhì)和層析介質(zhì)間的疏水作用進行分離的反相層析（RPC）目比，其疏水配基的作用力較小，因此洗脫條件較為溫和，在 分離純化蛋白質(zhì)方面有著更為廣泛的應(yīng)用。.膜分離過程

18、中，有那些原因會造成膜污染，如何處理答:（1）膜污染主要有兩種情況：一是附著層被濾餅，有機物凝膠，無機物水垢膠體物質(zhì)或微生物 等吸附于表面；另一種是料液中溶質(zhì)結(jié)晶或沉淀造成堵塞.（2）膜污染是可以預(yù)防或減輕的，措施包括料液預(yù)處理，膜性質(zhì)的改善，操作條件改變等方式. （3）膜污染所引起的通量衰減往往是不可逆的，只能通過清洗的處理方式消除，包括物理方法沖洗和化學(xué)藥品溶液清洗等 .14反相色譜的基本原理是什么？答：反相層析（Reversed-phase chromatography, RPC）利用非極性的反相介質(zhì)為固定相，極 性有機溶劑的水溶液為流動相，是根據(jù)溶質(zhì)極性（疏水性）的差異進行分離純化的層析技術(shù)。反相層析屬于分配層析，溶質(zhì)在固定相（非極性介質(zhì)）和流動相之間的分配系數(shù)取決于溶質(zhì) 的疏水性：溶質(zhì)的疏水性越大，其在固定相中的分配系數(shù)越大?；皖惢衔锏姆峙湎禂?shù)與其 分子所含碳原子數(shù)成正比。當固定相一定時，可通過調(diào)節(jié)流動相的組成來調(diào)整溶質(zhì)的分配系數(shù)。流動相的極性越大，溶質(zhì)的分配系數(shù)越大。因此，RPC多采用降低流動相極性（水含量） 的線性梯度洗脫法。15.分析反相色譜與疏水作用色譜的區(qū)別與聯(lián)系。答：相似之處