第一篇:2012-2013生化分離復(fù)習(xí)題
名詞解釋
分配系數(shù):在一定溫度、壓力下,溶質(zhì)分子分布在兩個(gè)相互相溶的溶劑里,達(dá)到平衡后,它在兩相的濃度比為一常數(shù)叫分配系數(shù)。
絮凝:指在某些高分子絮凝劑存在下,在懸浮粒子之間發(fā)生架橋作用而使膠粒形成粗大的絮凝團(tuán)的過(guò)程。
萃取過(guò)程:利用在兩個(gè)互不相溶的液相中各種組分(包括目的產(chǎn)物)溶解度的不同,從而達(dá)到分離的目的。
離子交換:利用離子交換樹(shù)脂作為吸附劑,將溶液中的待分離組分,根據(jù)其電荷差異,依靠庫(kù)倫力吸附在樹(shù)脂上,然后利用合適的洗脫機(jī)將吸附物從樹(shù)脂上洗脫下來(lái),達(dá)到分離的目的。助濾劑:助濾劑是一種具有特殊性能的細(xì)粉或纖維,它能使某些難以過(guò)濾的物料變得容易過(guò)濾。
色譜技術(shù):是一組相關(guān)分離方法的總稱(chēng),色譜柱的一般結(jié)構(gòu)還有固定相(多孔介質(zhì))和流動(dòng)相,根據(jù)物質(zhì)在兩相間的分配行為不同(由于親和力差異),經(jīng)過(guò)多次分配,達(dá)到分離的目的。
等電點(diǎn)沉淀:調(diào)節(jié)體系PH值,使兩性電解質(zhì)的溶解度下降,析出的操作稱(chēng)為等電點(diǎn)沉淀。膜分離:利用膜的選擇性(孔徑大小),以膜的兩側(cè)存在的能量差作為推動(dòng)力,由于溶液之各組分透過(guò)膜的遷移率不同而實(shí)現(xiàn)分離的一種技術(shù)。
反滲透:在只有溶劑能通過(guò)的滲透膜的兩側(cè),形成大于滲透壓的壓力差,就可以使溶劑發(fā)生倒流,使溶液達(dá)到濃縮的效果,這種操作稱(chēng)為反滲透。
膜的濃差極化:是指但溶劑透過(guò)膜,而溶質(zhì)留在膜上,因而使膜面濃度增大,并高于主體中濃度。
超濾:凡是能截留相對(duì)分子量在500以上的高分子膜分離過(guò)程稱(chēng)為超濾,它主要是用于從溶劑或小分子溶質(zhì)中將大分子篩分出來(lái)。
生化分離技術(shù):是指從動(dòng)植物與微生物的有機(jī)體或器官、生物工程產(chǎn)物(發(fā)酵液、培養(yǎng)液)及其生物化學(xué)產(chǎn)物中提取、分離、純化有用物質(zhì)的技術(shù)過(guò)程。
離心分離技術(shù):是基于固體顆粒和周?chē)后w密度存在差異,在離心場(chǎng)中使不同密度的固體顆粒加速沉降的分離過(guò)程。
鹽析:是利用不同物質(zhì)在高濃度的鹽溶液中溶解度的差異,向溶液中加入一定量的中性鹽,是原溶液的物質(zhì)沉淀析出的分離技術(shù)。
洗脫:利用適當(dāng)?shù)娜軇瑢?shù)脂吸附的物質(zhì)釋放出來(lái),重新轉(zhuǎn)入溶液的過(guò)程。
樹(shù)脂的再生:就是讓使用過(guò)的樹(shù)脂重新獲得使用性能的處理過(guò)程,樹(shù)脂的再生反應(yīng)是交換吸附的逆反應(yīng)。
層析分離:是一種物理的分離方法,利用多組分混合物中各組分物理化學(xué)性質(zhì)的差別,是各組分以不同的程度分布在兩個(gè)相中。
流動(dòng)相:在層析過(guò)程中,推動(dòng)固定相上待分離的物質(zhì)朝著一個(gè)方向移動(dòng)的液體、氣體和租臨界體等,都稱(chēng)為流動(dòng)相。
正相色譜:是指固定相的極性高于流動(dòng)相的極性,因此,在這種層析過(guò)程中非極性分子或極性小的分子比極性大的分子移動(dòng)的速度快,先從柱中流出來(lái)。
反相色譜:是指固定相的極性地獄流動(dòng)相的極性,在這種層析過(guò)程中,極性大的分子比極性小的分子移動(dòng)的速度快而先從柱中流出。
吸附層析:是以吸附劑為固定相,根據(jù)待分離物與吸附劑之間吸附力不同而達(dá)到分離目的的一種層析技術(shù)。
分配層析:是根據(jù)在一個(gè)有兩相同時(shí)存在的溶劑系統(tǒng)中,不同物質(zhì)的分配系數(shù)不同而達(dá)到分離目的的一種層析技術(shù)。
凝膠過(guò)濾:凝膠過(guò)濾是以具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠顆粒作為固定相,根據(jù)物質(zhì)的分子打小進(jìn)行分離的一種層析技術(shù)。
離子交換層析:是以離子交換劑為固定相,根據(jù)物質(zhì)的帶電性質(zhì)不同而進(jìn)行分離的一種層析技術(shù)。
高效液相色譜:是指選用顆粒極細(xì)的高效耐壓新型固定相,借助高壓泵來(lái)輸送流動(dòng)相,并配有實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)器,實(shí)現(xiàn)色譜分離過(guò)程全部自動(dòng)化的液相色譜法。
親和層析:是利用生物活性物質(zhì)之間的專(zhuān)一親和吸附作用而進(jìn)行的層析方法。是近年來(lái)發(fā)展的純化酶和其他高分子的一種特殊的層析技術(shù)。
選擇
1. HPLC是哪種色譜的簡(jiǎn)稱(chēng)(C高效液相色譜)
2. 針對(duì)配基的生物學(xué)特異性的蛋白質(zhì)分離方法是(C親和層析)
3. 用于蛋白質(zhì)分離過(guò)程中的脫鹽更換緩沖液的色譜是(C凝膠過(guò)濾色譜)
4. 適合小量細(xì)胞破碎的方法是(B超聲破碎法)
5. 蛋白質(zhì)分子量的測(cè)定可采用(C凝膠層析)方法
6. 基因工程藥物分離純化過(guò)程中,細(xì)胞收集常采用的方法(膜過(guò)濾)
7. 離子交換劑不適用于提?。―蛋白質(zhì))物質(zhì)
8. 血清清蛋白的等電點(diǎn)為4.64,在PH為7的溶液中將血清蛋白質(zhì)通電,清蛋白質(zhì)分子向
(A正極移動(dòng))
9. 是蛋白質(zhì)鹽析可加入試劑(D硫酸銨)
10. 下列哪一項(xiàng)是強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的活性交換基團(tuán)(A磺酸基團(tuán)—SO3H)
11. 在蛋白質(zhì)初步提取的過(guò)程中,不能使用方法(C有機(jī)溶液萃?。?/p>
12. 離子交換法是應(yīng)用離子交換劑作為吸附劑,通過(guò)(A靜電作用)將溶液中帶相反電
荷的物質(zhì)吸附在離子交換劑上。
13. 真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)工作一個(gè)循環(huán)進(jìn)過(guò)(A過(guò)濾器、緩沖區(qū)、再生區(qū)、卸渣區(qū))
14. 陰離子交換劑(C可交換為陰離子)
15. 分配層析中的載體(C能吸附溶劑構(gòu)成固定相)
16. 顆粒與流體的密度差越小,顆粒的沉降速度(A越小)
17. 發(fā)酵液的預(yù)處理方法不包括(C離心)
18. 其他條件均相同時(shí),優(yōu)先選用哪種固液分離手段(B過(guò)濾)
19. 哪種細(xì)胞破碎方法適用工業(yè)生產(chǎn)(A高壓勻漿)
20. 關(guān)于萃取下列說(shuō)法正確的是(C兩性電解質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)進(jìn)行提?。?/p>
21. 液—液萃取時(shí)常發(fā)生乳化作用,如何避免(D加熱)
22. 在葡萄糖與聚乙二醇的雙水相體系中,目標(biāo)蛋白質(zhì)存在與(A上相)
23. 超臨界流體萃取中,如何降低溶質(zhì)的溶解度達(dá)到分離的目的(C升溫)
24. 有機(jī)溶劑為什么能夠沉淀蛋白質(zhì)(B介電常數(shù)?。?/p>
25. 若兩性物質(zhì)結(jié)合了較多陽(yáng)離子,則等電點(diǎn)PH會(huì)(A升高)
26. 若兩性物質(zhì)結(jié)合了較多陰離子,則等電點(diǎn)PH會(huì)(B降低)
27. 生物活性物質(zhì)與金屬離子形成難溶性的復(fù)合物沉析,然后使用(C EDTA)去除金屬
離子。
28. 哪一種膜孔徑最?。–反滲透)
29. 超濾技術(shù)常被用作(C小分子物質(zhì)的純化)
30. 微孔膜過(guò)濾不能用來(lái)(D分離離子與小分子)
31. 吸附劑和吸附劑之間作用力是通過(guò)(A范德華力)產(chǎn)生的吸附稱(chēng)為物理吸附。
32. 哪一種活性碳的吸附容量最?。˙棉綸活性碳)
33. 酚型離子交換樹(shù)脂則應(yīng)用在(B PH>9)的溶液中才能進(jìn)行反應(yīng)
34. 羧酸型離子交換樹(shù)脂必須在(C PH>7)的溶液中才能進(jìn)行反應(yīng)
35. 離子交換樹(shù)脂適用(B乙醇)進(jìn)行溶脹
36. 通過(guò)改變PH值從而使與離子交換劑結(jié)合的各個(gè)組分被洗脫下來(lái),可使用(A 陽(yáng)離
子交換劑一般是PH值從低到高洗脫)
37. 哪一種凝膠的孔徑最小(A Sephadex G-25)
38. 哪一種凝膠的吸水量最大(D Sephadex G-200)
39. 在什么情況下得到粗大而有規(guī)則的晶體(A 晶體生長(zhǎng)速度大大超過(guò)晶核生成速度)
40. 為加熱過(guò)濾效果通常使用(C惰性助溶劑)
41. 不能用于固液分離的手段為(C 超濾)
42. 最常用的干燥方法有(D 以上都是)常壓過(guò)濾減壓過(guò)濾噴霧過(guò)濾
43. 下列哪個(gè)不屬于高度純化:(B吸附法)
44. 酶提取液中,除所需酶外,還還含有大量的雜蛋白、多酶、脂類(lèi)和核酸等,為了進(jìn)
一步純化,可用(E 以上都可以)調(diào)PH值和加熱沉淀法蛋白質(zhì)表面變性法降解或沉淀核酸法利用結(jié)合底物發(fā)保護(hù)法除去雜蛋白
45. 適用于分離糖、苷等的SephadexG的分離原理是(C 分子大?。?/p>
46. 下列哪個(gè)不屬于初步純化(C L離子交換層析)
47. 下列那個(gè)不屬于發(fā)酵液的預(yù)處理(D 層析)
48. 顆粒與流體的密度差越小,顆粒的沉降速度(A 越?。?/p>
49. 高效液相色譜儀的種類(lèi)喝多,但是無(wú)論何種高效液相色譜儀,基本上是由(D 高
壓輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)和色譜工作站等五大部分)
50. 在凝膠過(guò)濾(分離范圍是5000~400000)中,下列哪種蛋白質(zhì)最先被洗脫下來(lái)(B 肌
球蛋白(400000))
51. “類(lèi)似物容易吸附類(lèi)似物”的原則,一般極性吸附劑適宜于從何種溶劑中吸附極性
物質(zhì)(B 非極性物質(zhì))
52. 能夠出去發(fā)酵液中鈣、鎂、鐵離子的方法是(C離子交換)
53. 當(dāng)向蛋白質(zhì)純?nèi)芤褐屑尤胫行喳}時(shí),蛋白質(zhì)溶解度(C 先增大,后減小)
54. 洗脫體積是(C與該溶質(zhì)保留時(shí)間相對(duì)應(yīng)的流動(dòng)相體積)
55. 超臨界流體萃取法適用于提?。˙ 極性小的成分)
56. 活性碳在下列哪種溶劑中吸附能力最強(qiáng)(A 水)
57. 在超濾過(guò)程中,主要的推動(dòng)力是(C 壓力)
58. 在選用凝膠層析柱時(shí),為了提高分辨率,宜選用的層析柱是(A 粗且長(zhǎng)的)
59. 鹽析法與有機(jī)溶劑沉淀法比較,其優(yōu)點(diǎn)是(B 變性作用?。?/p>
60. 在萃取液用量相同的條件下,下列哪種萃取方式的理論收率最高(C 三級(jí)逆流萃?。?/p>
判斷
1.助溶劑是一種可壓縮的多孔微粒(X)
2.通過(guò)加入某些反應(yīng)劑是發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理的方法之一(√)
3.極性溶劑與非極性溶劑互溶(X)
4.用冷溶劑溶出固體材料中的物質(zhì)的方法又稱(chēng)浸煮(X)
5.要增加目的物的溶解度,往往要在目的物等電點(diǎn)附近進(jìn)行提取(X)
6.應(yīng)用有機(jī)溶劑提取生化成分時(shí),一般在較高溫度下進(jìn)行(X)
7.生物物質(zhì)中最常用的干燥方法是減壓干燥(√)
8.蛋白質(zhì)類(lèi)的生物大分子在鹽析過(guò)程中,最好在高溫下進(jìn)行,因?yàn)闇囟雀邥?huì)增加其溶解度
(X)
9.吸附劑氧化鋁的活性與其含水量無(wú)關(guān)(X)
10.酸性、中性、堿性氨基酸在強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂柱上的吸附順序是堿性氨基酸>中性
氨基酸>酸性氨基酸(X)
11.活性氧化鋁可分為三種類(lèi)型:堿性氧化鋁、中性和酸性氧化鋁(√)
12.板框壓濾機(jī)可過(guò)濾所有菌體(X)
13.超聲波破碎法的有效能量利用率極低,操作過(guò)程產(chǎn)生大量的熱,因此操作須在冰水或有
外部冷卻的容器中進(jìn)行(√)
14.離心是基于固體顆粒和周?chē)后w密度純?cè)诓町惗鴮?shí)現(xiàn)分離的(√)
15.超臨界流體溫度不變條件下,溶解度隨密度(或壓力)的增加而增加,而在壓力不變時(shí),溫度增加情況下,溶解度有可能增加或下降(√)
16.硫酸銨在堿性環(huán)境中可以應(yīng)用(X)
17.用64%氯化鋅處理透析袋,使大分子也能通過(guò)膜孔()
18.層析分離是一種化學(xué)的分離方法(X)
19.分離純化極性大的分子(帶電離子等)采用反相色譜(或正相色譜)(X)
20.而分離純化極性小的有機(jī)分子(有機(jī)酸、醇、酚等)多采用正相色譜(或反相色譜)(X)
21.吸附力較弱的組分,有較低的Rf值(X)
22.任何情況都優(yōu)先選擇叫小空隙的交換劑(X)
23.凝膠柱層析可進(jìn)行生物大分子分子量的測(cè)定(√)
24.在高濃度鹽溶液中疏水性相互作用減?。╔)
25.色譜分離技術(shù)中固定相都是固體(X)
26.滲透壓沖擊是各種細(xì)胞破碎法中最為溫和的一種,適用于易于破碎的細(xì)胞,如動(dòng)物細(xì)胞
和革蘭氏陽(yáng)性菌(X)
27.等密度梯度離心中,梯度液的密度要包括所有被分離物質(zhì)的密度(√)
28.鹽析反應(yīng)完全需要一段時(shí)間,一般硫酸銨加完后,應(yīng)放置30min以上才可進(jìn)行固液分離
(√)
29.層析點(diǎn)樣時(shí)用一根毛細(xì)管,吸取樣品溶液,在距薄層一端1.5-2cm的起始線(xiàn)上點(diǎn)樣,樣
品點(diǎn)直徑小于3mm(√)
30.疏水柱層析可直接分離鹽析后或高鹽洗脫下來(lái)的蛋白質(zhì)、酶等生物大分子溶液(√)
31.發(fā)生乳化現(xiàn)象對(duì)萃取是有利的(X)
32.丙酮,介電常數(shù)較低,沉析作用大于乙醇,所以在沉析時(shí)選用丙酮較好(X)
33.蛋白質(zhì)變性后溶解度降低,主要是因?yàn)殡姾杀恢泻图八け蝗コ鸬模╔)
34.離心操作時(shí),對(duì)稱(chēng)放置的離心管要達(dá)到體積相同才能進(jìn)行離心操作(X)
35.鹽析一般可在室溫下進(jìn)行,當(dāng)處理對(duì)溫度敏感的蛋白質(zhì)或酶時(shí),鹽析操作要愛(ài)低溫下進(jìn)
行(√)
36.蛋白質(zhì)累的生物大分子在鹽析過(guò)程中,最好在高溫下進(jìn)行,因?yàn)闇囟雀邥?huì)增加溶解度(X)
37.化學(xué)萃取及溶質(zhì)根據(jù)相似相溶的原理在兩相之間達(dá)到分配平和,萃取劑與溶質(zhì)之間不發(fā)
生化學(xué)反應(yīng)(X)
38.樹(shù)脂使用后不可在回收(X)
39.多肽和蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的純化包括兩部分內(nèi)容,一是蛋白質(zhì)與非蛋白質(zhì)分開(kāi),而是將不同
蛋白質(zhì)分開(kāi)(√)
40.細(xì)胞破碎技術(shù)是生物分離操作中必需的步驟(X)
41.冷凍干燥適用于高度熱敏的生物物質(zhì)(√)
填空
1.發(fā)酵液常用的固液分離方法有(離心)和(過(guò)濾)等
2.常用的蛋白質(zhì)沉淀方法有(等電點(diǎn)沉淀),(鹽析)和(有機(jī)溶劑沉淀)
3.離子交換分離操作中,常用的洗脫方法方法有(PH梯度)和(離子強(qiáng)度(鹽)梯度)
4.陰離子交換樹(shù)脂按照活性基團(tuán)分類(lèi),可分為(強(qiáng)堿型),(弱堿型)和(中度強(qiáng)度);
其典型的活性基團(tuán)分別有(季氨基)、(伯、仲、叔氨)、(強(qiáng)弱基團(tuán)都具備)
5.離子交換樹(shù)脂由(載體)、(活性基團(tuán))和(可交換離子)組成6.DEAE Sepharose是(陰)離子交換樹(shù)脂,其活性基團(tuán)是(二乙基氨基乙基)
7.CM Sepharose是(陽(yáng))離子交換樹(shù)脂,其活性基團(tuán)是(羧甲基)
8.膜分離過(guò)程中所使用的膜,依據(jù)其膜特性(孔徑)不同可分為(微濾膜)、(超濾膜)、(納濾膜)和(反滲透膜)
9.工業(yè)上常用的超濾裝置有(板式),(管式),(螺旋卷式)和(中空纖維式)
10.超臨界流體的特點(diǎn)是與氣體有相似的(粘度(擴(kuò)散系統(tǒng))),與液體偶相似的(密度)
11.離子交換樹(shù)脂的合成方法有(共聚(加聚))和(均聚(縮聚))兩大類(lèi)
12.根據(jù)分離機(jī)理的不同,色譜法可分為(吸附色譜),(離子交換色譜),(凝膠色譜),(分配色譜)和(親和色譜)
13.典型的工業(yè)過(guò)濾設(shè)備有(板框壓濾機(jī))和(真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī))
14.影響有機(jī)溶液沉淀的因素有(溫度),(PH),(樣品濃度),(中性鹽濃度)和(金屬
離子)
15.大孔網(wǎng)狀吸附劑有(非極性),(中等極性)和(極性)三種主要類(lèi)型
16.影響離子交換速度的因素有(樹(shù)脂粒度),(交聯(lián)度),(溶液流速),(溫度),(離子的大?。?,(離子的化合價(jià))和(離子濃度)
17.分配色譜的基本構(gòu)成要素有(載體),(固定相)和(流動(dòng)相)
簡(jiǎn)答
1.試述凝膠色譜的原理
將混合原料加在柱上并用流動(dòng)相洗脫,則無(wú)法進(jìn)入孔隙內(nèi)部的大分子直接被洗脫下來(lái),小分子因?yàn)榭梢赃M(jìn)入孔隙內(nèi)部而受到很大阻遏,最晚被洗脫下來(lái),而中等大小的分子,雖然可以進(jìn)入孔隙內(nèi)部但并不深入,受到的阻滯作用不強(qiáng),因而在兩者之間不被洗脫下來(lái)。
2.在離子交換色譜操作中,怎樣選擇離子交換樹(shù)脂?
1)對(duì)陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的選擇:正電荷選擇陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,負(fù)電荷選擇陰離子交換樹(shù)脂。
2)對(duì)離子交換樹(shù)脂強(qiáng)弱的選擇:較強(qiáng)的酸性或堿性,選擇選用弱酸性或弱堿性樹(shù)脂
3)對(duì)離子交換樹(shù)脂離子型的選擇:根據(jù)分離的目的,弱酸性或弱堿性樹(shù)脂不使用H或OH型
3.簡(jiǎn)述鹽析的原理及產(chǎn)生的現(xiàn)象。
當(dāng)中性鹽加入蛋白質(zhì)分散體系時(shí)可能出現(xiàn)以下兩種情況:
1)“鹽溶”現(xiàn)象—低鹽濃度下,蛋白質(zhì)溶解度增大
2)“鹽析”現(xiàn)象—高鹽濃度下,蛋白質(zhì)溶解度隨之下降,原因如下:a)無(wú)機(jī)離子與蛋白質(zhì)表面電荷中和,形成離子對(duì),部分中和了蛋白質(zhì)的電性,是蛋白質(zhì)分子之間的排斥力減弱,從而能夠相互靠攏。b)中性鹽的親水性大,是蛋白質(zhì)脫去水化膜,疏水區(qū)暴露,由于疏水區(qū)的相互作用導(dǎo)致沉淀。
4.怎樣進(jìn)行離子交換樹(shù)脂的預(yù)處理及轉(zhuǎn)型?
物理處理:水洗,過(guò)篩,去雜,以獲得粒度均勻的樹(shù)脂顆粒;化學(xué)處理:轉(zhuǎn)型(氫型或鈉型)陽(yáng)離子樹(shù)脂酸—堿—酸陰離子樹(shù)脂堿—酸—堿最后以去離子水或緩沖液平衡。
5.何謂超臨界流體萃取,并簡(jiǎn)述其分離原理。
超臨界流體萃取是利用超臨界流體具有的類(lèi)似氣體的擴(kuò)散系數(shù),以及類(lèi)似液體的密度(溶解能力強(qiáng))的特點(diǎn),利用超臨界流體為萃取劑進(jìn)行的萃取單元操作。其特點(diǎn)是安全、無(wú)毒、產(chǎn)品分離簡(jiǎn)單,但設(shè)備投資較大。
6.試比較凝聚和絮凝兩過(guò)程的異同。
凝聚和絮凝——在電介質(zhì)作用下,破壞溶質(zhì)膠體顆粒表面的雙電層,破壞膠體系統(tǒng)的分散狀態(tài),使膠體粒子聚集的過(guò)程。凝聚:簡(jiǎn)單電解質(zhì)降低膠體間的排斥力。從而范德華引力起主要作用,聚合成較大的膠粒,粒子的密度越大,越易分離。絮凝:指在某些高分子絮凝劑存在下,在懸浮粒子之間發(fā)生架橋作用而使膠粒形成粗大的絮凝團(tuán)的過(guò)程。
7.沉析溶劑選擇主要應(yīng)考慮一下因素。
1)是否與水互溶,在水中是否有很大的溶解度 2)介電常數(shù)小,沉析作用強(qiáng) 3)對(duì)生物分子的變性作用小 4)毒性小,揮發(fā)性適中
8.生物分離技術(shù)的基本涵義及內(nèi)容
基本涵義:生物分離技術(shù)是指從動(dòng)植物與微生物的有機(jī)體或器官、生物工程產(chǎn)物(發(fā)酵液、培養(yǎng)液)及其生物化學(xué)產(chǎn)物中提取、分離、純化有用物質(zhì)的技術(shù)過(guò)程。主要內(nèi)容包括:離心分離、過(guò)濾分離、泡沫分離、萃取分離、沉淀(析)分離、膜分離、層析(色譜)分離、電泳分離技術(shù)以及產(chǎn)品的濃縮、結(jié)晶、干燥等技術(shù)。
9.液—液萃取時(shí)溶劑的選擇要注意以下幾點(diǎn)?
1)選用的溶劑必須具有較高的選擇性,各種溶質(zhì)在所選的溶劑中之分配系數(shù)差越大越好。
2)選用的溶劑,在萃取后,溶質(zhì)與溶劑要容易分離與回收。
3)兩種溶劑的密度相差不大時(shí),易形成乳化,不利于萃取液的分離,選用溶劑時(shí)應(yīng)注意。
4)要選用無(wú)毒,不易燃燒的價(jià)廉易得的溶劑。
10.根據(jù)溶解度不用,蛋白質(zhì)有幾種分離純化方法。
11.利用蛋白質(zhì)溶解度的差異是分離蛋白質(zhì)的常用方法之一。影響蛋白質(zhì)溶解度的主要
因素有溶液的PH值、離子強(qiáng)度、溶劑的介電常數(shù)和溫度等。
12.1)等電點(diǎn)沉淀蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)是溶解度最小。單純使用此法不易使蛋白質(zhì)沉淀完全,常與其他方法配合使用。
13.2)鹽析沉淀中性鹽對(duì)蛋白質(zhì)膠體的穩(wěn)定性有顯著的影響。一定濃度的中性鹽可破壞
蛋白質(zhì)膠體的穩(wěn)定因素而使蛋白質(zhì)鹽析沉淀。鹽析沉淀的蛋白質(zhì)一般保持著天然構(gòu)象而不變性。有時(shí)不同的鹽濃度可有效的使蛋白質(zhì)分級(jí)沉淀。通常單價(jià)離子的中性鹽(NaCl)比二價(jià)離子的中性鹽【(NH4)SO4】對(duì)蛋白質(zhì)溶解度的影響要小。
14.3)低溫有機(jī)溶劑沉淀法在一定量的有機(jī)溶劑中,蛋白質(zhì)分子間極性基團(tuán)的靜電引力
增加,而水化作用降低,促使蛋白質(zhì)聚集沉淀。此法沉淀蛋白質(zhì)的選擇性較高,且不需脫鹽,但溫度高時(shí)可引起蛋白質(zhì)變性,故應(yīng)注意低溫條件。一般在0~40℃之間,多數(shù)球狀蛋白的溶解度隨溫度的升高而增加,40~50℃以上,多數(shù)蛋白質(zhì)不穩(wěn)定,并開(kāi)始變性。因此對(duì)蛋白質(zhì)的沉淀一般要求低溫條件。
第二篇:生化分離技術(shù)
簡(jiǎn)答題
1、凝膠色譜原理:
小分子物質(zhì)除了可在凝膠顆粒間隙中擴(kuò)散外,還可以進(jìn)入凝膠顆粒的微孔中,即進(jìn)入凝膠相內(nèi),在向下移動(dòng)的過(guò)程中,從一個(gè)凝膠內(nèi)擴(kuò)散到顆粒間隙后再進(jìn)入另一凝膠顆粒,如此不斷地進(jìn)入和擴(kuò)散,小分子物質(zhì)的下移速度落后于大分子物質(zhì),從而使樣品中分子大的先流出色譜柱,中等分子的后流出,分子最小的最后流出,這種現(xiàn)象叫分子篩效應(yīng)。
2、在離子交換操作色譜中,怎樣選擇離子交換樹(shù)脂?
對(duì)陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的選擇:正電荷選擇陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,負(fù)電荷選擇陰離子交換樹(shù)脂;離子交換樹(shù)脂強(qiáng)弱的選擇:較強(qiáng)的酸性或堿性,選用弱酸性或弱堿性樹(shù)脂;對(duì)離子交換樹(shù)脂離子型的選擇:根據(jù)分離的目的,弱酸或弱堿性樹(shù)脂不使用H+或OH-型。色譜操作中為何要進(jìn)行平衡?
3流速平衡:流速是柱層析法操作中的主要因素,流速的快慢直接影響分離效果,流速過(guò)快,混合物得不到完全分離,流速過(guò)慢,整體分離時(shí)間要延長(zhǎng),所以在分離時(shí)要保證穩(wěn)定的液體環(huán)境,為保證分離物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的均一性以及好的吸附分離效果,要進(jìn)行液體環(huán)境平衡。
4、生化分離技術(shù)的基本涵義及內(nèi)容:
于由自然界天然生成的或由人工經(jīng)微生物菌體發(fā)酵、動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)及酶反應(yīng)等各種生物工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程獲得的生物原料,經(jīng)分離、純化并精制其中目的成分,并最終使其成為產(chǎn)品的技術(shù),也稱(chēng)為生物下游技術(shù)
5.生化分離的基本原理: 主要是依據(jù)離心力、分子大學(xué)(篩分)、濃度差、壓力差、電荷效應(yīng)、吸附作用、靜電作用、親和作用、疏水作用、溶解度、平衡分離等原理對(duì)物料或產(chǎn)物進(jìn)行分離、純化。不同的分離對(duì)象需要采用不同的分離方法才能有效地分離。
6.何為等電點(diǎn)沉析法:
蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的溶解度最低,根據(jù)這一性質(zhì)在溶劑中加入一定比例的有機(jī)溶劑,破壞液面的水化層和雙電層,降低分子間斥力,加強(qiáng)了蛋白質(zhì)分子間的疏水作用,使得蛋白質(zhì)沉淀下來(lái)。
7.過(guò)飽和溶液形成的方法:
(1)熱飽和溶液冷卻,適用于溶解度隨溫度升高而增加的溶解系,化不大的體系,或隨問(wèn)題升高溶解度降低的體系同時(shí),溶解度隨溫度的變化幅度要適中。(2)部分溶劑蒸發(fā)發(fā),適用于溶解度隨溫度降低變(3)真空蒸發(fā)冷卻法,使溶劑在真空下迅速蒸發(fā),并結(jié)合絕熱冷卻,是結(jié)合冷卻和部分溶劑蒸發(fā)的一種方法(4)化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶,加入反應(yīng)物產(chǎn)生新物質(zhì),當(dāng)該新物質(zhì)的溶解度超過(guò)飽和溶解度時(shí),即有晶體析出。
8.鹽析的原理以及影響因素:
原理:
1、親水性大于蛋白質(zhì)破壞水化層
2、帶電離子中和蛋白質(zhì)表面電荷 影響因素:
1、鹽離子濃度
2、生物分子種類(lèi)
3、pH值
4、溫度 9.有機(jī)溶劑沉析的原理:降低了溶質(zhì)介電常數(shù),使溶質(zhì)之間的靜電吸引力增加,從而出現(xiàn)聚集現(xiàn)象導(dǎo)致沉析;由于有機(jī)溶劑的水合作用,降低了自由水的濃度,降低了親水溶質(zhì)表面水化層的厚度,導(dǎo)致退稅凝聚。10.影響電泳分離的主要因素:
a、大分子的性質(zhì)
b、電場(chǎng)強(qiáng)度
c、溶液的pH d、溶液的離子強(qiáng)度
e、電滲
f、溫度
G支持物的影響
名詞解釋?zhuān)?/p>
絮凝:指在某些高分子絮凝劑存在的條件下,在懸浮粒子間發(fā)生橋架作用而使膠粒形成粗大的絮凝團(tuán)的過(guò)程。
凝聚:在電解質(zhì)的作用下,破壞細(xì)胞菌體和蛋白質(zhì)分子等膠體粒子的分散狀態(tài),從而使膠體粒子凝聚的過(guò)程。
反相色譜:固定相的極性低于流動(dòng)相的極性,在這種層析過(guò)程中極性大分子比極性小的分子速度快而先從柱中流出
萃?。豪脙蓚€(gè)互不相溶的液相中各組分溶解度的不同從而達(dá)到分離目的。
膜的濃差極化:是指當(dāng)溶劑透過(guò)膜。而溶質(zhì)留在膜上,從而使膜面濃度增大,并高于主體中濃度,這種鹽濃度在膜面增加的現(xiàn)象叫做濃差極化。膜分離:利用莫得選擇性(孔徑大小),以莫得兩側(cè)存在能量差作為推動(dòng)力,由于溶液中各組分的遷移率不同而實(shí)現(xiàn)的一種分離技術(shù)。
離子交換:利用粒子交換樹(shù)脂作為吸附劑,將溶液中的組分分離,依據(jù)電荷差異,依靠庫(kù)侖力吸附到樹(shù)脂上,然后用合適的洗脫劑把吸附質(zhì)從樹(shù)脂上洗脫下來(lái),達(dá)到分離的目的。分配系數(shù):在一定溫度壓力下,溶質(zhì)分子分布在互不相容的溶劑;里,達(dá)到平衡后,它在兩相的濃度為一個(gè)常數(shù)稱(chēng)為分配系數(shù)。
鹽析:是利用不同物質(zhì)在高濃度的鹽溶液中溶解度的差異,向溶液中加入一定量的中性鹽,使原溶質(zhì)沉淀析出的分離技術(shù)
等電點(diǎn)沉淀:等電聚焦是利用蛋白質(zhì)和氨基酸等兩性電解質(zhì)具有等電點(diǎn),在等電點(diǎn)的pH值下蛋白質(zhì)呈電中性,不發(fā)生泳動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行電泳分離的方法。
化學(xué)滲透破壁法:有些有機(jī)溶劑(如苯、甲苯)、抗生素、表面活性劑、金屬螯合劑、變性劑等化學(xué)藥品都可以改變細(xì)胞壁或膜的通透性從而使內(nèi)合物有選擇地滲透出來(lái)。其作用機(jī)理;化學(xué)滲透取決于化學(xué)試劑的類(lèi)型以及細(xì)胞壁和膜的結(jié)構(gòu)與組成。
填空題:
1、發(fā)酵液常用固液分離的方法有(離心)和(過(guò)濾)
2、常用的蛋白質(zhì)沉析的方法有(等電點(diǎn)沉淀)(鹽析)(有機(jī)溶劑沉淀)
3、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂按照活性基團(tuán)分類(lèi)可以分為(強(qiáng)酸型)(弱酸型)(中等強(qiáng)度),陰離子交換樹(shù)脂按照活性基團(tuán)分類(lèi)可以分為(強(qiáng)堿型)(弱堿型)(中等強(qiáng)度)
4、常用的化學(xué)細(xì)胞破碎方法有(滲透沖擊)(酶消化法)(增溶法)(脂溶法)(堿處理法)
5、在結(jié)晶操作中工業(yè)常用的起晶方法(自然起晶法)(刺激起晶法)(品種起晶法)
6、超臨界流體的特點(diǎn)是與氣體有相似的(擴(kuò)散系數(shù)),與液體有相似的(密度)
7、電聚焦電泳法分離不同蛋白質(zhì)的原理是依據(jù)其(等電點(diǎn))的不同
8、晶體質(zhì)量主要是指(晶體大?。ňw純度)(晶體形狀)
9、根據(jù)分離機(jī)理的不同,吸附法可分為(吸附色譜)(離子交換色譜)(凝膠色譜)(分配色譜)(親和色譜)
10、蛋白質(zhì)等生物大分子在溶液中呈穩(wěn)定的分散狀態(tài),其原因是(分子表面電荷)(水化層)
11、結(jié)晶包括三個(gè)過(guò)程(過(guò)飽和溶液的形成)(晶核的形成)(晶體的 生長(zhǎng))
12、物料中所含水分可分為(結(jié)合水)(自由水)
13、根據(jù)膜結(jié)構(gòu)的不同,常用的膜殼分為(對(duì)稱(chēng)性膜)(非對(duì)稱(chēng)性膜)(復(fù)合膜)
14、萃取從機(jī)理上可分為(物理萃?。ɑ瘜W(xué)萃取)
15、過(guò)飽和溶液的形成方法有(飽和溶液冷卻)(部分溶劑蒸發(fā))(解析)(化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶)
16、影響結(jié)晶的因素(溶質(zhì)種類(lèi))(溶質(zhì)濃度)(溫度)(PH值)
選擇題
1、在液膜分離的操作中(表面活性劑)主要起到穩(wěn)定液膜的作用
2、離子交換法是利離子交換劑作為吸附劑,通過(guò)(靜電作用)將溶液中帶相反電荷的離子吸附在一起
3、用來(lái)提取產(chǎn)物的溶劑叫(萃取劑)
4、凝膠色譜分離的依據(jù)是(各物質(zhì)分子大小的不同)
5、洗脫體積是(與該溶質(zhì)保留時(shí)間相對(duì)應(yīng)的流動(dòng)相體積)
6、吸附色譜分離的依據(jù)(固定相對(duì)各物質(zhì)的吸附力不同)
7、依據(jù)離子價(jià)或水合半徑的不同,離子交換樹(shù)脂對(duì)不同離子的親和力不同,樹(shù)脂對(duì)下列離子的親和力順序排列正確的是(Fe3+>Ca2+>Na+)
8、(親和層析)是根據(jù)酶分子專(zhuān)一性結(jié)合的純化方法
9、分子篩層析純化酶是根據(jù)(酶分子大小,形狀不同進(jìn)行純化)的方法
10、顆粒與流體的密度差越小,顆粒的沉降速度(越小)
11、HPLC是(高效液相色譜)的簡(jiǎn)稱(chēng)
12、鹽析沉淀蛋白質(zhì)的原理(中和電荷,破壞水層)
13、適合小量細(xì)胞破碎的方法是(超聲破碎法)
14、蛋白質(zhì)分子量的測(cè)定可采用(凝膠層析法)
15、氨基酸的結(jié)晶純化是根據(jù)氨基酸的(溶解度和等電點(diǎn))性質(zhì)
16、人血清蛋白的等電點(diǎn)為4.64,在ph為7的溶液當(dāng)中將血清蛋白溶液通電,血清蛋白分子向(正極移動(dòng))
17、蛋白質(zhì)具有兩性性質(zhì)的原因是(蛋白質(zhì)分子有多個(gè)羧基和氨基)
18、凝膠色譜分離的依據(jù)是(各物質(zhì)分子大小不同)
19、(硫酸基團(tuán))是強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的活性交換基團(tuán)
20、結(jié)晶過(guò)程中,溶質(zhì)過(guò)飽和度的大小(不僅會(huì)影響晶核的形成速度,而且會(huì)影響晶體的長(zhǎng)大速度)
第三篇:制藥分離工程復(fù)習(xí)題
簡(jiǎn)答
1.分別給出生物制藥、化學(xué)制藥以及中藥制藥的含義。
生物藥物是利用生物體、生物組織或其成分,綜合各類(lèi)學(xué)科的原理與方法進(jìn)行加工、制造而成的一大類(lèi)預(yù)防、診斷、治療制品。
化學(xué)合成藥物一般由化學(xué)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的化工原料經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)合成和物理處理過(guò)程制得(稱(chēng)全合成);或由已知具有一定基本結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物經(jīng)對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造和物理處理過(guò)程制得(稱(chēng)半合成)。
中藥則以天然植物藥、動(dòng)物藥和礦物藥為主。2.試說(shuō)明化學(xué)合成制藥、生物制藥和中藥制藥三種制藥過(guò)程各自常用的分離技術(shù)以及各有什么特點(diǎn)。
3.試按照過(guò)程放大從易到難的順序,列出常用的5種分離技術(shù)。
4.結(jié)晶、膜分離和吸附三種分離技術(shù)中,最容易放大的是哪一種?最不容易放大的又是哪一種?
5.在液液萃取過(guò)程選擇萃取劑的理論依據(jù)和基本原則有哪些?
6.比較多級(jí)逆流萃取和多級(jí)錯(cuò)流萃取,說(shuō)明兩種方法的缺優(yōu)點(diǎn)
多級(jí)錯(cuò)流萃取流程特點(diǎn)是萃取的推動(dòng)力較大,萃取效果好。但所用萃取劑量較大,回收溶劑時(shí)能量消耗也較大,工業(yè)上也較少采用這種流程。
多級(jí)逆流萃取流程中,萃取相的溶質(zhì)濃度逐漸升高,但因在各級(jí)中其分別與平衡濃度更高的物料進(jìn)行解觸,所以仍能發(fā)生傳質(zhì)過(guò)程。萃余相在最末級(jí)與純的萃取劑接觸,能使溶質(zhì)濃度繼續(xù)減少到最低程度。此流程萃取效果好且萃取劑消耗小,在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。
7.如何判斷采用某種溶劑進(jìn)行分離的可能性與難易。
8.給出分配系數(shù)與選擇性系數(shù)的定義。
分配系數(shù)K:是指溶質(zhì)在互成平衡的萃取相和萃余相中的質(zhì)量分率之比。選擇性系數(shù)β:是指萃取相中溶質(zhì)與稀釋劑的組成之比和萃余相中溶質(zhì)與稀釋劑的組成之比的比值。K=1時(shí),萃取操作可以進(jìn)行,β=1時(shí)萃取操作不能進(jìn)行 9.液液萃取的影響因素有哪些?
萃取劑的影響,操作溫度的影響,原溶劑條件的影響(pH值、鹽析、帶溶劑),乳化和破乳
10.結(jié)合超臨界二氧化碳的特性說(shuō)明超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與局限性。
11.試對(duì)超臨界萃取應(yīng)用于天然產(chǎn)物和中草藥有效成分的提取的優(yōu)勢(shì)與局限性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
12.簡(jiǎn)述反膠團(tuán)與膠團(tuán)的定義
膠團(tuán):將表面活性劑溶于水中,當(dāng)其濃度超過(guò)臨界膠團(tuán)濃度時(shí),表面活性劑就會(huì)在水溶液中聚集在一起形成聚集集體,稱(chēng)為膠團(tuán)
反膠團(tuán):若向有機(jī)溶劑中加入表面活性劑,當(dāng)其濃度超過(guò)臨界膠團(tuán)濃度時(shí),便會(huì)在有機(jī)溶劑中也形成聚集體。13.試說(shuō)明反膠團(tuán)萃取的原理及特點(diǎn)
反膠團(tuán)萃取的萃取原理:反膠團(tuán)萃取的本質(zhì)仍然是液-液有機(jī)溶劑萃取。反膠團(tuán)萃取利用表面活性劑在有機(jī)溶劑中形成反膠團(tuán),從而在有機(jī)相中形成分散的親水微環(huán)境,使生物分子在有機(jī)相(萃取相)內(nèi)存在于反膠團(tuán)的親水微環(huán)境中。
14.試說(shuō)明雙水相的基本原理和特點(diǎn)?
基本原理:依據(jù)物質(zhì)在兩相間的選擇性分配,但萃取體系的性質(zhì)不同。當(dāng)物質(zhì)進(jìn)入雙水相體系后,由于表面性質(zhì) 電荷作用和各種力(如憎水鍵 氫鍵和離子鍵等)的存在和環(huán)境因素的影響,在上相和下相間進(jìn)行選擇性分配,這種分配關(guān)系與常規(guī)的萃取分配關(guān)系相比,表現(xiàn)出更大或更小的分配系數(shù)。
特點(diǎn):1.易于放大 2.雙水相系統(tǒng)之間的傳質(zhì)和平衡過(guò)程速度快,回收效率高 3.易于進(jìn)行連續(xù)化操作,設(shè)備簡(jiǎn)單,且可直接與后續(xù)提純工序相連接,無(wú)需進(jìn)行特殊處理 4.相分離條件溫和,因而會(huì)保持絕大部分生物分子活性,而且可直接用在發(fā)酵中 5.可以采用多種手段來(lái)提高選擇性或提高收率 6.操作條件溫和,整個(gè)操作過(guò)程在常溫下進(jìn)行。15.膜分離技術(shù)的特點(diǎn)是什么?(1)膜分離過(guò)程不發(fā)生相變化,與有相變化的分離法和其他分離法相比,能耗要低。
(2)膜分離過(guò)程是在常溫下進(jìn)行,因而特別適用于對(duì)熱敏感的物質(zhì),假如汁、酶、藥品等的分離、分級(jí)、濃縮與富集。
(3)膜分離技術(shù)不僅適用于有機(jī)物和無(wú)機(jī)物,從病毒、細(xì)菌到微粒的廣泛分離的范圍,而且還適用于很多特殊溶液體系的分離,如溶液中大分子與無(wú)機(jī)鹽的分離、一些共沸物或近沸點(diǎn)物系的分離等。
(4)由于只是用壓力作為膜分離的推動(dòng)力,因此分離裝置簡(jiǎn)單,操縱輕易,易自控、維修。
16.什么是濃差極化?它對(duì)膜分離過(guò)程有什么影響?
當(dāng)溶劑透過(guò)膜,而溶質(zhì)留在膜上時(shí),膜面上溶質(zhì)濃度增高,這種膜面上的溶質(zhì)濃度高于主體中溶質(zhì)濃度的現(xiàn)象叫濃差極化。濃差極化可造成膜的通量大大降低,對(duì)膜分離過(guò)程產(chǎn)生不良影響,因此,實(shí)際操作過(guò)程盡量減小膜面上溶質(zhì)的濃差極化作用。為減少濃差極化,通常采用錯(cuò)流過(guò)濾。
17.膜組件主要有幾種型式?簡(jiǎn)要說(shuō)明各種膜組件的特點(diǎn)。
18.試比較反滲透 納濾 超濾和微濾四種膜分離過(guò)程的特點(diǎn)。
反滲透特點(diǎn):1.操作過(guò)程不需要熱處理,故對(duì)熱敏物質(zhì)是安全的。2.沒(méi)有相變化,能耗低。3.濃縮和純化可以同時(shí)完成。4.分離過(guò)程不需加入化學(xué)試劑。5.設(shè)備和工藝較其他分離純化方法簡(jiǎn)單,且生產(chǎn)效率高。
濾膜孔徑均勻,具有很高的過(guò)濾精度;孔隙率高,一般可達(dá)80%左右,過(guò)濾通量大,過(guò)濾所需時(shí)間短;濾膜薄,過(guò)濾時(shí)液體被濾膜吸附造成的損失較小;膜孔結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),自膜上表面至下表面,膜孔孔徑均勻一致;膜構(gòu)連續(xù),過(guò)濾時(shí)無(wú)介質(zhì)脫落,無(wú)雜質(zhì)溶出,濾液清潔; 超濾膜孔徑不均勻;孔隙率,濾膜薄厚;膜孔結(jié)構(gòu)是非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),喇叭狀,上小下大,上層為致密層,約占膜厚的5%~10%,起精密分離作用,下層為大孔層,僅起支撐作用;
19.吸附作用的機(jī)理是什么?
固體內(nèi)部分子受到作用力的總和為零,分子處于平衡狀態(tài)。而界面上的分子受到不相等的來(lái)自?xún)上嗟姆肿幼饔昧?,作用力的合力指向固體內(nèi)部,內(nèi)從外界吸收分子、原子或離子,并且在其表面形成多分子或單分子層。20.吸附法有幾種?各自有何特點(diǎn)?
一.根據(jù)操作方式的不同,可分為:(1)變溫吸附分離,低溫吸附,高溫解吸,循環(huán)時(shí)間較長(zhǎng)。(2)變壓吸附分離,高壓吸附,低壓解吸。(3)變濃度吸附分離,熱敏性物質(zhì)在較高溫度下容易聚合,因此不宜升溫解吸,可用溶劑置換吸附分離。(4)色譜吸附分離,醫(yī)藥工業(yè)常用且高效的分離技術(shù)之一,按操作方法不同分為迎頭分離操作、沖洗分離操作和置換分離操作等。(5)循環(huán)吸附分離技術(shù)。是一種固定吸附床,經(jīng)熱力學(xué)參數(shù)和移動(dòng)項(xiàng)周期性的改變,來(lái)分離混合物的技術(shù)。
二.按作用力的本質(zhì)即按吸附劑和吸附質(zhì)的吸附作用的不同,吸附過(guò)程可分為3類(lèi)。(1)物理吸附,吸附劑和吸附質(zhì)通過(guò)分子間范德華力產(chǎn)生的吸附作用稱(chēng)為物理吸附。特點(diǎn),吸附區(qū)域?yàn)樽杂山缑?,吸附層為多層,吸附是可逆性的,吸附的選擇性較差。規(guī)律,易液化的氣體易被吸附。焓遍較小。(2)化學(xué)吸附,固體表面原子的價(jià)態(tài)未完全飽和,還有剩余的呈鍵能力,導(dǎo)致吸附劑與吸附質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生吸附作用,稱(chēng)為化學(xué)吸附。特點(diǎn),吸附區(qū)域?yàn)槲达柡偷脑樱綄訑?shù)為單層,吸附過(guò)程是不可逆的,吸附的選擇性較好。焓變較大。(3)交換吸附,吸附劑表面如果由極性分子或者離子組成,則會(huì)吸引溶液中帶相反電荷的離子,形成雙電層同時(shí)在吸附劑與溶液間發(fā)生離子交換,稱(chēng)為交換吸附。特點(diǎn),吸附區(qū)域?yàn)闃O性分子或離子,吸附為單層或多層,吸附過(guò)程可逆,吸附的選擇性較好。
21.影響吸附過(guò)程的因素有哪些?
(1)吸附劑的特性:組成結(jié)構(gòu),容量,穩(wěn)定性等。(2)吸附物的性質(zhì):熔點(diǎn),締合,離解,氫鍵等。(3)溶劑,單,混吸附操作條件,溫度,ph等 22.何為離子交換法?一般可分為哪幾種?
離子交換法是應(yīng)用合成的離子交換樹(shù)脂等離子交換劑作為吸著劑,將溶液中的物質(zhì),依靠庫(kù)侖力吸附在樹(shù)脂上,發(fā)生離子交換過(guò)程后,再用合適的洗脫劑將吸附物從樹(shù)脂上洗脫下來(lái),達(dá)到分離濃縮提純的目的,是一種利用離子交換劑與溶液中離子之間所發(fā)生的交換反應(yīng)進(jìn)行固-液分離的一種方法。
23.離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)組成?按活性集團(tuán)不同可分為哪幾大類(lèi)?
24.PH值是如何影響離子交換分離的?
25.各類(lèi)離子交換樹(shù)脂的洗滌 再生條件是什么?
強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂 :可在全PH范圍內(nèi)使用,采用過(guò)量稀酸進(jìn)行再生后重復(fù)使用。
弱酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂: 溶液PH越高,弱酸性樹(shù)脂的交換容量就越高,易再生成氫型,耗酸量亦小。
強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂;在各種PH條件下使用,弱堿性陰離子交換樹(shù)脂;通常在PH小于7的溶液中使用。用NaOH再生成羥型較容易,耗堿量也小,甚至可用NaOH進(jìn)行再生。色譜分離過(guò)程
26.色譜分離技術(shù)有何特點(diǎn),適用于哪些產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程?
應(yīng)用范圍廣 從極性到非極性 離子型到非離子型 小分子到大分子 無(wú)機(jī)到有機(jī)及生物活性物質(zhì) 熱穩(wěn)定到熱不穩(wěn)定的化合物都可用色譜方法分離。尤其在生物大分子分離和制備方面,是其他方法無(wú)法替代的。
分離效率高 特別適合于極復(fù)雜混合物的分離,且收率,產(chǎn)率和純度較高.操作模式多樣 可選擇吸附色譜 分配色譜和親和色譜等不同的色譜分離;可選擇不同的固定相和流動(dòng)相狀態(tài)和種類(lèi);可選擇間歇式和連續(xù)式色譜等。
高靈敏度在線(xiàn)檢測(cè) 27.按移動(dòng)相特點(diǎn),色譜可以劃分為哪兩類(lèi)?
28.最具工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的色譜技術(shù)有哪些?
中/高壓液相色譜 SMBC DAC 29.如何理解動(dòng)態(tài)軸向壓縮色譜技術(shù)的重要性?
DAC 柱柱效高,重現(xiàn)性好,裝填所用的時(shí)間短,可以采用粒徑更小的填料,減小柱長(zhǎng),增加柱徑,從而減小管壁效應(yīng),可以得到幾乎接近分析柱的柱效,從而可以使純化效率更高。DAC 柱盡管比傳統(tǒng)的法蘭式封端柱的一次性投入要大一些,但是由于 DAC 柱大大提高了產(chǎn)品的收率和純度,延長(zhǎng)了色譜柱的使用壽命,而且可以自己反復(fù)裝填,從綜合成本效應(yīng)來(lái)說(shuō),成本反而更低。所以 DAC 柱可以提高生產(chǎn)效率,節(jié)約生產(chǎn)成本。
30.說(shuō)明影響色譜分離效率的參數(shù)。保留值 分離度 柱效率 結(jié)晶過(guò)程
31.結(jié)晶技術(shù)的特點(diǎn)是什么?適合分離哪些混合物?
能從雜質(zhì)含量相當(dāng)多的溶液或多組分的熔融混合物中形成純凈的晶體。結(jié)晶過(guò)程可賦予固體產(chǎn)品以特定的晶體結(jié)構(gòu)和形態(tài) 如:晶型 粒度分布 堆密度
能量消耗少,操作溫度低,對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求不高,一般亦很少有“三廢”排放,有利于環(huán)境保護(hù)。
結(jié)晶產(chǎn)品包裝,運(yùn)輸,儲(chǔ)存或使用都很方便。
32.什么是溶解度?如何根據(jù)溶解度曲線(xiàn)選擇結(jié)晶工藝??
溶解度:固體與其溶液達(dá)到固-液相平衡時(shí),單位質(zhì)量的溶劑所能溶解的固體的量,稱(chēng)為溶解度。溶解度的大小與溶質(zhì)及溶劑的性質(zhì) 溫度及壓強(qiáng)等因素有關(guān)。一般情況下,特定溶質(zhì)在特定溶劑中的溶解度主要隨溫度變化。因此,溶解度數(shù)據(jù)通常用溶解度對(duì)溫度所標(biāo)繪的曲線(xiàn)來(lái)表示,該曲線(xiàn)稱(chēng)為溶解度曲線(xiàn)。溶解度特征對(duì)于結(jié)晶方法的選擇起決定作用。對(duì)于溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì),適用冷卻結(jié)晶方法分離;對(duì)于溶解度隨溫度變化較小的物質(zhì),適用蒸發(fā)結(jié)晶法分離等。另外,根據(jù)不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)還可以計(jì)算結(jié)晶過(guò)程的理論產(chǎn)量。
名詞解釋
1.生物藥物:是利用生物體、生物組織或其成分,經(jīng)過(guò)加工、制造而成的一大類(lèi)預(yù)防、診斷、治療制品。廣義的生物藥物包括從動(dòng)物、植物、微牛物等生物體中制取的各種天然生物活性物質(zhì)及其人工合成或半合成的天然物質(zhì)類(lèi)似物。2.化學(xué)合成藥物:一般由化學(xué)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的化工原料經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)合成和物理處理過(guò)程制得(稱(chēng)全合成),或由已知具有一定基本結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物經(jīng)對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造和物理處理過(guò)程制得(稱(chēng)半合成)。
3.中西藥:中藥人們?yōu)榱送瑐魅氲奈麽t(yī)、西藥相區(qū)分,將中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)藥分別稱(chēng)為中醫(yī)、中藥。西藥主要系指“人工合成藥”或從“天然藥物”提取得到的化合物;中藥則以天然植物藥、動(dòng)物藥和礦物藥為主。中藥具有明顯的特點(diǎn),其形、色、氣、味,寒熱、溫、涼,升、降、沉、浮是中醫(yī)幾千年來(lái)解釋中藥藥性的依據(jù)。
4.萃?。豪迷弦褐薪M分在第三溶劑中溶解度的差異實(shí)現(xiàn)分離,是傳質(zhì)過(guò)程。5.液液分離(溶劑萃取):以液體溶劑為萃取劑,同時(shí)被處理的原料混合物也為液體的操作。6.物理萃?。喝苜|(zhì)根據(jù)相似相溶原理在兩相間達(dá)到分配平衡,萃取劑與溶質(zhì)之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
7.化學(xué)萃?。和ㄟ^(guò)萃取劑與溶質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)(如離子交換或絡(luò)合反應(yīng)等)生成復(fù)合分子實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)向萃取相的分配。8.有效成分:指起主要藥效的物質(zhì)。
9.無(wú)效成分:指本身無(wú)效甚至有害的成分。
10.帶溶劑:能和產(chǎn)物形成復(fù)合物,使產(chǎn)物更容易溶于有機(jī)溶劑相中,而該復(fù)合物在一定條件下又要容易分解的物質(zhì)。
11.雙水相體系;指某些有機(jī)物之間或有機(jī)物與無(wú)機(jī)鹽之間在水中以適當(dāng)?shù)臐舛热芙夂笮纬苫ゲ幌嗳莸膬上嗷蚨嘞嗨囿w系。
12.超臨界流體;當(dāng)流體的溫度和壓力分別超過(guò)其臨界溫度和臨界壓力時(shí),則稱(chēng)該狀態(tài)下的流體為超臨界流體(SCF)。
13夾帶劑:夾帶劑的作用主要有兩點(diǎn):一是可大大增加被分離組分在超臨界流體中的溶解度;二是在加入與溶質(zhì)起特定作用的適宜夾帶劑時(shí),可使該溶質(zhì)的選擇性(或分離因子)大大提高。
14.比表面積:單位質(zhì)量多孔顆粒所具有的表面積,單位是:m2/m3或m2/g。15.孔隙度:顆粒之間的孔隙體積與其表觀(guān)體積之比,通常用百分?jǐn)?shù)表示。16.黏度;指液體分子間在外力作用下相對(duì)摩擦的摩擦阻力的大小。
17.表面張力:指通過(guò)液體表面上的任一單位長(zhǎng)度,并與之相切的表面緊縮力。18.膜分離:膜分離過(guò)程是用天然的或合成的、具有選擇透過(guò)性的薄膜為分離介質(zhì),當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動(dòng)力(如壓力差、濃度差、電位差、溫度差等)時(shí),原料側(cè)液體或氣體混合物中的某—或某些組分選擇性地透過(guò)膜,以達(dá)到分離、分級(jí)、提純或富集的目的。
19.納濾:通過(guò)膜的滲透作用,借助外界能量或化學(xué)位差的推動(dòng),對(duì)兩組分或多組分混合氣體或液體進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集。20.超濾:通過(guò)膜的篩分作用將溶液中大于膜孔的大分子溶質(zhì)截留,使這些溶質(zhì)與溶劑及小分子組分分離的膜過(guò)程。
21.微濾;利用微孔膜孔的篩分作用,在靜壓差推動(dòng)下,將濾液中大于膜孔徑的微粒、細(xì)菌及懸浮物質(zhì)等截留下來(lái),達(dá)到除去濾液中微粒與澄清溶液的目的。22.吸附:指流體與固體多孔物質(zhì)接觸時(shí),流體中的一種或多種組分傳遞到多孔物質(zhì)外表面和微孔內(nèi)表面并附著在這些表面的過(guò)程。(固體物質(zhì)稱(chēng)為吸附劑,被吸附的物質(zhì)稱(chēng)為吸附質(zhì).吸附達(dá)到平衡時(shí),流體的本體相主體稱(chēng)為吸余相,吸附劑內(nèi)的流體稱(chēng)為吸附相。)
23.物理吸附:吸附劑和吸附質(zhì)之間通過(guò)分子間力相互吸引,形成吸附現(xiàn)象。24.化學(xué)吸附:被吸附的分子和吸附劑表面的原子發(fā)生化學(xué)作用,在吸附質(zhì)和吸附劑之間發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移、原子重排或化學(xué)鍵的破壞與生成現(xiàn)象。
25.離子交換:指能夠解離的不溶性固體物質(zhì)在與溶液接觸時(shí)可與溶液中的離子發(fā)生離子交換反應(yīng)。
26.色譜法:以試樣組分在固定相和流動(dòng)相間的溶解、吸附、分配、離子交換或其他親和作用的差異為依據(jù)而建立起來(lái)的各種分離分析方法。分離原理:色譜分離過(guò)程的實(shí)質(zhì)是溶質(zhì)在不互溶的固定相和流動(dòng)相之間進(jìn)行的一種連續(xù)多次的交換過(guò)程,它借助溶質(zhì)在兩相間分配行為的差別而使不同的溶質(zhì)分離.不同組分在色譜過(guò)程中的分離情況首先取決于各組分在而相間的分配系數(shù)、吸附能力、親和力等是否有差異。
27.電泳:是指帶電荷的供試品(蛋白質(zhì)、核酸等)在惰性支持介質(zhì)中(如酯、醋酸纖維素、瓊脂糖凝膠、聚丙烯酸胺凝膠等),于電場(chǎng)作用下向其對(duì)應(yīng)的電極方向按各自的速度進(jìn)行泳動(dòng),使組分分離成狹窄區(qū)帶,用適宜的檢測(cè)方法記錄其電泳區(qū)帶圖譜或計(jì)算其百分含量的方法。
28.電滲:在電場(chǎng)作用下液體對(duì)于固體支持物的相對(duì)移動(dòng)。29.結(jié)晶:固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸汽、溶液或熔融物中析出的過(guò)程。
簡(jiǎn)述
1、反膠團(tuán)的概念、結(jié)構(gòu)特征
概念:反膠團(tuán)是兩性表面活性劑分散于連續(xù)有機(jī)相中的一種自發(fā)形成的納米級(jí)別的聚集體。結(jié)構(gòu)特征:親水基團(tuán)(頭)朝內(nèi),疏水基團(tuán)(尾)朝外,含有水分子內(nèi)核的納米級(jí)別的集合型膠體。
2、臨界膠束濃度的概念、在反膠團(tuán)萃取工藝中確定臨界膠束的意義
臨界膠束濃度(CMC):是膠束形成時(shí)所需表面活性劑的最低濃度,這是體系特性,與表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)、溶劑溫度和壓力等因素有關(guān)。
在反膠團(tuán)萃取工藝中確定臨界膠束濃度義:在反膠團(tuán)萃取工藝中必須確定臨界膠束濃度,因?yàn)樵谒械谋砻婊钚詣┑蜐舛葧r(shí)呈分子狀態(tài),并且三三兩兩地把親油基團(tuán)靠攏而分散在水中,當(dāng)濃度逐漸增大到CMC時(shí),許多表面活性劑分子立刻結(jié)合成大基團(tuán),形成反膠束。臨界膠束濃度是表面活性劑溶液性質(zhì)發(fā)生顯著變化的一個(gè)分水嶺,當(dāng)表面活性劑的度超過(guò)CMC后,才能形成反膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。
3、反膠團(tuán)萃取工藝解決的主要問(wèn)題
主要有兩點(diǎn):① 解決了大分子物質(zhì)萃取時(shí)的生物活性問(wèn)題。常規(guī)液液萃取中的油相通常是有機(jī)溶劑,會(huì)使蛋白質(zhì)等生物活性物質(zhì)失活,而反膠團(tuán)萃取過(guò)程中蛋白質(zhì)因位于反膠團(tuán)的內(nèi)部而受到反膠團(tuán)的保護(hù);② 解決了蛋白質(zhì)等親水性物質(zhì)的溶解度問(wèn)題。由于反膠團(tuán)內(nèi)部的微水相環(huán)境,有利于蛋白質(zhì)等親水性物質(zhì)的萃取。
4、超臨界流體概念
超臨界流體是指溫度和壓力同時(shí)超過(guò)臨界值且密度接近液體的氣體。
5、超臨界流體的基本特性
① 密度和溶劑化能力接近液體 ②超臨界流體的擴(kuò)散系數(shù)介于氣態(tài)和液態(tài)之間,其粘度接近氣體;③當(dāng)流體狀態(tài)接近臨界區(qū)時(shí),蒸發(fā)熱會(huì)急劇下降,至臨界點(diǎn)處則氣—液相界面消失,蒸發(fā)焓為零,比熱容也變?yōu)闊o(wú)限大。②流體在臨界點(diǎn)附近的壓力或溫度的微小變化會(huì)導(dǎo)致超臨界流體密度相當(dāng)大的變化,從而使溶質(zhì)在流體中的溶解度也產(chǎn)生相當(dāng)大的變化。這是超臨界萃取工藝的設(shè)計(jì)基礎(chǔ);
6、超臨界萃取工藝流程中萃取器與分離器中的現(xiàn)象?引起現(xiàn)象的原因。萃取器中利用萃取劑接近的液體密度和溶劑化能力及低粘度特性將提取物溶解于超臨界流體的萃取物。在分離器中通過(guò)減壓閥進(jìn)行節(jié)流膨脹以便降低超臨界流體的密度,從而實(shí)現(xiàn)萃取物與溶劑的分離。原因是處于超臨界的流體有較高的密度,同時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)溫度和壓力使溶劑的密度大大降低,從而降低其萃取能力,實(shí)現(xiàn)分離。
7、CO2作為超臨界流體的特征
優(yōu)勢(shì):①CO2 臨界溫度為31.30C,接近室溫。在分離提取具有熱敏性、易氧化分解的成分方面具有廣闊的應(yīng)用前景。②CO2臨界壓力為7.37MPa為中等壓力。通常萃取條件的選擇的適宜的對(duì)比壓力區(qū)域(pr1~6)區(qū)域,目前的工業(yè)水平其超臨界狀態(tài)一般易于達(dá)到。③ CO2具有抗氧化、滅菌作用,有利于保證和提高天然物產(chǎn)品的質(zhì)量④CO2 無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭、不燃、不腐蝕、價(jià)格便宜、易于精制、易于回收等特點(diǎn)。SC-CO2萃取無(wú)溶劑殘留問(wèn)題,屬于環(huán)境無(wú)害工藝。⑤CO2密度是常用萃取劑中最高的。超臨界CO2流體對(duì)有機(jī)物有很強(qiáng)的溶解能力和良好的選擇性。
缺點(diǎn):與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑萃取比較,超臨界CO2流體萃取也存在一定的局限性:1)其對(duì)脂溶性成分的溶解能力較強(qiáng)而對(duì)水溶性成分的溶解能力較低;2)設(shè)備造價(jià)高,比較適用于高附加值產(chǎn)品的提??;3)更換產(chǎn)品時(shí)設(shè)備清洗較為困難。
8、夾帶劑在哪些方面影響溶質(zhì)在超臨界CO2流體中的選擇性和溶解性的?
① 夾帶劑可以顯著改變超臨界CO2溶劑系統(tǒng)的極性,改善流體的溶劑換能力,提高被分離組分在超臨界CO2流體中的溶解度,并相應(yīng)地降低超臨界CO2流體萃取過(guò)程的操作壓力,從而大大拓寬超臨界CO2流體在萃取天然物質(zhì)方面的應(yīng)用;
② 加入與溶質(zhì)起特殊作用的夾帶劑,可極大地提高超臨界CO2流體對(duì)該溶質(zhì)的選擇性;
③ 提高溶質(zhì)在超臨界CO2流體中的溶解度對(duì)溫度、壓力的敏感程度,在萃取壓力基本不變的情況下,通過(guò)單獨(dú)改變溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)分離的目的;
④ 作為反應(yīng)物參與反應(yīng),以提高產(chǎn)品的萃取率;
⑤ 改變?nèi)軇┑呐R界參數(shù)。當(dāng)萃取溫度受到限制時(shí)(如熱敏性物質(zhì)),溶劑的臨界溫度越接近于溶質(zhì)的最高操作溫度,溶質(zhì)的溶解度越高,當(dāng)用單組份溶劑不能滿(mǎn)足這一要求時(shí),可使用混合溶劑。
9、如何實(shí)現(xiàn)夾帶劑與主萃取劑的分離
與單一組分的超臨界萃取—分離過(guò)程相似,使用夾帶劑的超臨界萃取的分離也可通過(guò)降壓、升溫或恒溫恒壓吸附使溶質(zhì)與SCF分離。只要保證降壓或升溫的程度足以使混溶態(tài)的SCF進(jìn)入其氣—液平衡區(qū),以保證夾帶劑變?yōu)橐簯B(tài)后與萃取出的溶質(zhì)在分離柱內(nèi)與變成氣態(tài)的主萃取溶劑分離。P92
10、按分離過(guò)程推動(dòng)力類(lèi)型的不同,膜分離可以分為哪些類(lèi)型?
(1)以靜壓力差為推動(dòng)力的過(guò)程:微濾、超濾、反滲透、納濾。(2)以氣體分壓差為推動(dòng)力的過(guò)程:氣體膜分離、滲透汽化。(3)以濃度梯度差為推動(dòng)力的過(guò)程——透析(4)以電位差為推動(dòng)力的過(guò)程——電滲析
11、滲透汽化工藝簡(jiǎn)述
滲透汽化是一個(gè)既有質(zhì)量又有熱量通過(guò)膜的傳遞過(guò)程。離開(kāi)膜的物料溫度和濃度都與原加入料液不同。一般用均質(zhì)膜和復(fù)合膜,起到分離作用的活性層為表面極薄的均質(zhì)膜。分離機(jī)理通常用溶解—擴(kuò)散模型來(lái)描述。
12、透析的基本原理 透析是穿過(guò)膜的選擇擴(kuò)散過(guò)程,可用于分離分子量大小不同的溶質(zhì),低于膜所截留閥值分子的物質(zhì)可擴(kuò)散穿過(guò)膜,高于膜截留閥值分子量的物質(zhì)則被保留在半透膜的另一側(cè)。
13、液液萃?。ㄓ?jì)算)
萃取液、萃余液 圖解計(jì)算單級(jí)液液萃取的萃取劑S、E、E’、的流量、組成 圖解計(jì)算多級(jí)錯(cuò)流、逆流的理論平衡級(jí)數(shù) 代數(shù)法計(jì)算液液萃取的萃取率
14、制藥工業(yè)包括:生物制藥、化學(xué)合成制藥、中藥制藥;生物藥物、化學(xué)藥物與中藥構(gòu)成人類(lèi)防病、治病的三大藥源。原料藥的生產(chǎn)包括兩個(gè)階段:第一階段,將基本的原材料通過(guò)化學(xué)合成、微生物發(fā)酵或酶催化反應(yīng)或提取而獲得含有目標(biāo)藥物成分的混合物。第二階段,常稱(chēng)為生產(chǎn)的下游過(guò)程,主要是采用適當(dāng)?shù)姆蛛x技術(shù),將反應(yīng)產(chǎn)物或中草藥粗品中的藥物或分純化成為藥品標(biāo)準(zhǔn)的原料藥。分離操作通常分為機(jī)械分離和傳質(zhì)分離兩大類(lèi)。
15、萃取屬于傳質(zhì)過(guò)程 浸取是中藥有效成分的提取中最常用的。浸取操作的三種基本形式:?jiǎn)渭?jí)浸取,多級(jí)錯(cuò)流浸取,多級(jí)逆流浸取。中藥材中所含的成分:①有效成分 ②輔助成分 ③無(wú)效成分 ④組織物 浸取的目的:選擇適宜的溶劑和方法,充分浸出有效成分及輔助成分,盡量減少或除去無(wú)效成分。對(duì)中藥材的浸取過(guò)程:濕潤(rùn)、滲透、解吸、溶解及擴(kuò)散、置換。
16、浸取溶劑選擇的原則:①、對(duì)溶質(zhì)的溶解度足夠大,以節(jié)省溶劑用量。②、與溶劑之間有足夠大的沸點(diǎn)差,以便于采用蒸餾等方法回收利用。③、溶質(zhì)在統(tǒng)計(jì)中的擴(kuò)散系數(shù)大和粘度小。④、價(jià)廉易得,無(wú)毒,腐蝕性小。浸取輔助劑的作用:①、提高浸取溶劑的浸取效能。②、增加浸取成分在溶劑中的溶解度。③、增加制品的穩(wěn)定性。④、除去或減少某些雜質(zhì)。
17、浸取過(guò)程的影響因素:①、藥材的粒度。②、浸取的溫度。③、溶劑的用量及提取次數(shù)。④、浸取的時(shí)間。⑤、濃度差。⑥、溶劑的PH值。⑦、浸取的壓力。浸出的方法:浸漬、煎煮、滲漉。
18、超聲波協(xié)助浸取,基本作用機(jī)理:熱學(xué)機(jī)理、機(jī)械機(jī)理、空化作用。超聲波的空化作用:大能量的超聲波作用在液體里,當(dāng)液體處于稀疏狀態(tài)時(shí),液體將會(huì)被撕裂成很多小的空穴,這些空穴一瞬間閉合,閉合時(shí)產(chǎn)生高達(dá)幾千大氣壓的瞬間壓力,即稱(chēng)為空化效應(yīng)。微波協(xié)助浸取特點(diǎn):浸取速度快、溶劑消耗量小。局限性:只適用于對(duì)熱穩(wěn)定的產(chǎn)物,要求被處理的物料具有良好的吸水性。
19、萃取分離的影響因素:①、隨區(qū)級(jí)的影響與選擇原則。②、萃取劑與原溶劑的互溶度。③、萃取劑的物理性質(zhì)。④、萃取劑的化學(xué)性質(zhì)。破乳的方法:①、頂替法(加入表面活性更強(qiáng)的物質(zhì))②、變型法(加入想法的界面活性劑)③、反應(yīng)法 ④、物理法
20、超臨界流體的主要特征:①、超臨界的密度接近于液體。②、超臨界流體的擴(kuò)散系數(shù)介于氣態(tài)與液體之間,其粘度接近氣體。③、當(dāng)流體接近臨界區(qū)時(shí),蒸發(fā)熱會(huì)急劇下降,有利于傳熱和節(jié)能。④、流體在其臨界點(diǎn)附近的壓力或溫度的微小變化都會(huì)導(dǎo)致流體密度相當(dāng)大的變化,從而使溶質(zhì)在流體中的溶解度也產(chǎn)生相當(dāng)大的變化。
21、二氧化碳作為萃取劑,這主要是由它的如下幾個(gè)優(yōu)異特性決定:
① 臨界溫度低(31.3℃),接近室溫;該操作溫度范圍適合于分離熱敏性物質(zhì),可防止熱敏性物質(zhì)的氧化和降解,使沸點(diǎn)高、揮發(fā)度低、易熱解的物質(zhì)遠(yuǎn)在其沸點(diǎn)之下被萃取出來(lái)。② 臨界壓力(7.38MPa)處于中等壓力,就目前工業(yè)水平其超臨界狀態(tài)一般易于達(dá)到。③ 具有無(wú)毒、無(wú)味、不燃、不腐蝕、價(jià)格便宜、易于精制、易于回收等優(yōu)點(diǎn)。因而,SC-CO2 萃取無(wú)溶劑殘留問(wèn)題,屬于環(huán)境無(wú)害工藝。故SC-CO2萃取技術(shù)被廣泛用于對(duì)藥物、食品等天然產(chǎn)品的提取和純化研究方面。④ SC-CO2還具有抗氧化滅菌作用,有利于保證和提高天然物產(chǎn)品的質(zhì)量。
22、結(jié)晶過(guò)程的特點(diǎn)
1)能從雜質(zhì)含量相當(dāng)多的溶液或多組分的熔融混合物中形成純凈的晶體。有時(shí)用其他方法難以分離的混合物系,采用結(jié)晶分離更為有效。如同分異構(gòu)體混合物、共沸物系、熱敏性物系等。
2)固體產(chǎn)品有特定的晶體結(jié)構(gòu)和形態(tài)(如晶形、粒度分布等)3)能量消耗少,操作溫度低,對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求不高,三廢排放少,有利于環(huán)境保護(hù)。
4)結(jié)晶產(chǎn)品包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存或使用都很方便。
23、降低膜的污染和劣化的方法
1)預(yù)處理法:有熱處理、調(diào)節(jié)pH值、加螯合劑(EDTA等)、氯化、活性炭吸附、化學(xué)凈化、預(yù)微濾和預(yù)超濾等。
2)操作方式優(yōu)化:膜污染的防治及滲透通量的強(qiáng)化可通過(guò)操作方式的優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn),3)膜組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化:膜分離過(guò)程設(shè)計(jì)中,膜組件內(nèi)流體力學(xué)條件的優(yōu)化,即預(yù)選擇料液操作流速和膜滲透通量,并考慮到所需動(dòng)力,是確定最佳操作條件的關(guān)鍵。
4)膜組件清洗:膜的清洗方法有水力清洗、機(jī)械清洗、化學(xué)清洗和電清洗四種。
24、反膠團(tuán)萃取的萃取原理:反膠團(tuán)萃取的本質(zhì)仍然是液-液有機(jī)溶劑萃取。反膠團(tuán)萃取利用表面活性劑在有機(jī)溶劑中形成反膠團(tuán),從而在有機(jī)相中形成分散的親水微環(huán)境,使生物分子在有機(jī)相(萃取相)內(nèi)存在于反膠團(tuán)的親水微環(huán)境中。
25、濃差極化:在膜分離操作中,溶質(zhì)均被透過(guò)液傳送到膜表面上,不能完全透過(guò)膜的溶質(zhì)受到膜的截留作用,在膜表面附近濃度升高,這種在膜表面附近濃度高于主體濃度的現(xiàn)象。
26、凝膠極化:膜表面附近濃度升高,增大膜兩側(cè)的滲透壓差,使有效壓差減小,透過(guò)通量降低。當(dāng)膜表面附近的濃度超過(guò)溶質(zhì)的溶解度時(shí),溶質(zhì)會(huì)析出,形成凝膠層的現(xiàn)象。
27、反滲透 :反滲透過(guò)程就是在壓力的推動(dòng)下,借助于半透膜的截留作用,將溶液中的溶劑與溶質(zhì)分離開(kāi)來(lái)。反滲透現(xiàn)象:若在鹽溶液的液面上方施加一個(gè)大于滲透壓的壓力,則水將由鹽溶液側(cè)經(jīng)半透膜向純水側(cè)流動(dòng)的現(xiàn)象。
28、電滲析:利用待分離分子的荷點(diǎn)性質(zhì)和分子大小的差別,以外電場(chǎng)電位差為推動(dòng)力,利用離子交換膜的選擇透過(guò)性,從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作.29、離子交換:能夠解離的不溶性固體物質(zhì)在與溶液中的離子發(fā)生離子交換反應(yīng)。利用離子交換劑與不同離子結(jié)合力的強(qiáng)弱,將某些離子從水溶液中分離出來(lái),或者使不同的離子得到分離。
30、均相初級(jí)成核:潔凈的過(guò)飽和溶液進(jìn)入介穩(wěn)區(qū)時(shí),還不能自發(fā)地產(chǎn)生晶核,只有進(jìn)入不穩(wěn)區(qū)后,溶液才能自發(fā)地產(chǎn)生晶核。這種在均相過(guò)飽和溶液中自發(fā)產(chǎn)生晶核的過(guò)程。
31、剪應(yīng)力成核:當(dāng)過(guò)飽和溶液以較大的流速流過(guò)正在生長(zhǎng)中的晶體表面時(shí),在流體邊界層存在的剪應(yīng)力能將一些附著于晶體之上的粒子掃落,而成為新的晶核。
32、接觸成核:當(dāng)晶體與其他固體物接觸時(shí)所產(chǎn)生的晶體表面的碎粒。在過(guò)飽和溶液中,晶體只要與固體物進(jìn)行能量很低的接觸,就會(huì)產(chǎn)生大量的微粒。
33、二次成核:在已有晶體的條件下產(chǎn)生晶核的過(guò)程。二次成核的機(jī)理主要有流體剪應(yīng)力成核和接觸成核。
選擇
超濾膜通常不以其孔徑大小作為指標(biāo),而以截留分子量作為指標(biāo)。所謂“分子量截留值” 是指阻留率達(dá)(B)的最小被截留物質(zhì)的分子量。
A 80%以上 B90%以上 C 70%以上 D 95%以上
在凝膠過(guò)濾(分離范圍是5000 400000)中,下列哪種蛋白質(zhì)最先被洗脫下來(lái)(B)
A.細(xì)胞色素 C(13370)B.肌球蛋白(400000)C.過(guò)氧化氫酶(247500)D.血清清蛋白(68500)E.肌紅蛋白(16900)“類(lèi)似物容易吸附類(lèi)似物”的原則,一般極性吸附劑適宜于從何種溶劑中吸附極性物質(zhì)(B)A.極性溶劑 B.非極性溶劑 C.水 D.溶劑
HPLC 是哪種色譜的簡(jiǎn)稱(chēng)(C)。
A.離子交換色譜 B.氣相色譜 C.高效液相色譜 D.凝膠色譜
洗脫體積是(C)。
A.凝膠顆粒之間空隙的總體積 B、溶質(zhì)進(jìn)入凝膠內(nèi)部的體積 C、與該溶質(zhì)保留時(shí)間相對(duì)應(yīng)的流動(dòng)相體積 D、溶質(zhì)從柱中流出時(shí)所用的流動(dòng)相體積 分子篩層析純化酶是根據(jù)(C)進(jìn)行純化。
A.根據(jù)酶分子電荷性質(zhì)的純化方法 B.調(diào)節(jié)酶溶解度的方法 C.根據(jù)酶分子大小、形狀不同的純化方法 D.根據(jù)酶分子專(zhuān)一性結(jié)合的純化方法 用于蛋白質(zhì)分離過(guò)程中的脫鹽和更換緩沖液的色譜是(C)A.離子交換色譜 B.親和色譜 C.凝膠過(guò)濾色譜 D.反相色譜 用活性炭色譜分離糖類(lèi)化合物時(shí),所選用的洗脫劑順序?yàn)椋―)A、先用乙醇洗脫,然后再用水洗脫 B、用甲醇、乙醇等有機(jī)溶劑洗脫 C、先用乙醇洗脫,再用其他有機(jī)溶劑洗脫 D、先用水洗脫,然后再用不同濃度乙醇洗脫 微濾膜所截留的顆粒直徑為(A)A 0.02/10nm B 0.001/0.02nm C<2nm D < lnm 下列哪一項(xiàng)不是陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(D)A 氫型 B 鈉型 C 銨型 D 羥型
適合于親脂性物質(zhì)的分離的吸附劑是(B)。
A.活性炭 B.氧化鋁 C.硅膠 D.磷酸鵒
氣相色譜柱主要有(C)。
A 填充柱 B 毛細(xì)管柱 C A或B D A 或 B 及其他
關(guān)于分配柱層析的基本操作錯(cuò)誤(D)A 裝柱分干法和濕法兩種 B 分配柱層析法使用兩種溶劑,事先必須先使這兩個(gè)相互相飽和 C 用硅藻土為載體,需分批小量地倒入柱中,用一端是平盤(pán)的棒把硅藻壓緊壓平D 分配柱層析適用于分離極性比較小、在有機(jī)溶劑中溶解度大的成分,或極性很相似的成分。
在酸性條件下用下列哪種樹(shù)脂吸附氨基酸有較大的交換容量()A.羥型陰 B.氯型陰 C.氫型陽(yáng) D.鈉型陽(yáng)
超臨界流體萃取法適用于提?。˙)A、極性大的成分 B、極性小的成分 C、離子型化合物
D、能氣化的成分 E、親水性成分
分離純化早期,由于提取液中成分復(fù)雜,目的物濃度稀,因而易采用(A)A、分離量大分辨率低的方法 B、分離量小分辨率低的方法 C、分離量小分辨率高的方法 D、各種方法都試驗(yàn)一下,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定 蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)的分離純化往往是多步驟的,其前期處理手段多采用下列哪類(lèi)的方法。(B)A.分辨率髙 B.負(fù)載量大 C.操作簡(jiǎn)便 D.價(jià)廉
在選用凝膠層析柱時(shí),為了提髙分辨率,宜選用的層析柱是(A)A、粗且長(zhǎng)的 B、粗且短的 C、細(xì)且長(zhǎng)的 D、細(xì)且短的
在萃取液用量相同的條件下,下列哪種萃取方式的理論收率最高()A.單級(jí)萃取 B.三級(jí)錯(cuò) 流萃取 C.三級(jí)逆流萃取 D.二級(jí)逆流萃取 磺酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可用于分離(E)A、強(qiáng)心苷 B、有機(jī)酸 C、醌類(lèi) D、苯丙素 E、生物堿
不能用于糖類(lèi)提取后的分離純化的方法是(B)A、活性炭柱色譜法 B、酸堿溶劑法 C、凝膠色譜法
D、分級(jí)沉淀法 E、大孔樹(shù)脂色譜法
用大孔樹(shù)脂分離苷類(lèi)常用的洗脫劑是(B)A、水 B、含水醇 C、正丁醇 D、乙醚 E、氯 仿
綜合
1.區(qū)分滲透與反滲透
答:滲透是由于存在化學(xué)勢(shì)存在梯度而引起的自發(fā)擴(kuò)散現(xiàn)象。因此,通常情況下,?其結(jié)果是水從純水一側(cè)透過(guò)半透膜向溶液側(cè)滲透,使后者的液位抬高。如果在溶液一側(cè)施加壓力i,外界力做功使溶液中水的化學(xué)勢(shì)升高,則純水通過(guò)膜的滲透就會(huì)逐漸減小,并最終停止,此時(shí)的壓力差就是溶液的滲透壓。水將從溶液一側(cè)向純水一側(cè)移動(dòng),此種滲透稱(chēng)之為反滲透。2.簡(jiǎn)述過(guò)飽和溶液形成的方法?
答:(1)熱飽和溶液冷卻(等溶劑結(jié)晶)適用于溶解度隨溫度升高而增加的體系;同時(shí),溶解度隨溫度變化的幅度要適中;(2)部分溶劑蒸發(fā)法(等溫結(jié)晶法)適用于溶解度隨溫度降低變化不大的體系,或隨溫度升高溶解度降低的體系;(3)真空蒸發(fā)冷卻法 使溶劑在真空下迅速蒸發(fā),并結(jié)合絕熱冷卻,是結(jié)合冷卻和部分溶劑蒸發(fā)兩種方法的一種結(jié)晶方法;(4)化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶 加入反應(yīng)劑產(chǎn)生新物質(zhì),當(dāng)該新物質(zhì)的溶解度超過(guò)飽和溶解度時(shí),即有晶體析出。3.簡(jiǎn)述結(jié)晶過(guò)程中晶體形成的條件?
答:結(jié)晶過(guò)程包括過(guò)飽和溶液的形成、晶核的形成及晶體的生長(zhǎng)三個(gè)過(guò)程,其中溶液達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)是結(jié)晶的前提,過(guò)飽和度是結(jié)晶的 推動(dòng)力。4.簡(jiǎn)述凝膠色譜的分離原理?
答:凝膠排阻色譜的分離介質(zhì)(填料)具有均勻的網(wǎng)格結(jié)構(gòu),其分離原理是具有不同分子量的溶質(zhì)分 子,在流經(jīng)柱床是,由于大分子難以進(jìn)入凝膠內(nèi)部,而從凝膠顆粒之間流出,保留時(shí)間短;而小分子溶質(zhì)可以進(jìn)入凝膠內(nèi)部,由于凝膠 多孔結(jié)構(gòu)的阻滯作用,流經(jīng)體積變大,保留時(shí)間延長(zhǎng)。這樣,分子量不同的溶質(zhì)分子得以分離。
5.膜分離過(guò)程中,有那些原因會(huì)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(jī)物凝膠、無(wú)機(jī)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。(3 分)(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。(2 分)(3)膜污染所引起的通量衰減往往是不可逆的,只能通過(guò)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。(2 分)
第四篇:生物分離與純化復(fù)習(xí)題(本站推薦)
生物分離與純化復(fù)習(xí)題 第一章
1、生物分離純化技術(shù)的概念?
以生物物質(zhì)原料為基礎(chǔ),對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行提取、純化、加工制備的生產(chǎn)技術(shù)。
2、生物物質(zhì)與生物產(chǎn)品的區(qū)別?
生物物質(zhì):生物物質(zhì)是指存在于生物體內(nèi)的所有生物活性物質(zhì)的總稱(chēng)。生物物質(zhì)的制成品統(tǒng)稱(chēng)為生物產(chǎn)品。
生物產(chǎn)品:在產(chǎn)業(yè)中的生物物質(zhì)的制成品。
3、生物分離純化技術(shù)的原理和特點(diǎn)?
基本原理:利用混合物中不同組分間物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的差別來(lái)實(shí)現(xiàn)組分間的分離或純化。
技術(shù)原理:選用能夠識(shí)別這些差別的分離介質(zhì)或擴(kuò)大這些差別的分離設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)組分間的高效分離。
特點(diǎn):⑴環(huán)境復(fù)雜、分離純化困難含量低、工藝復(fù)雜
⑵ 穩(wěn)定性差、操縱要求嚴(yán)格
⑶ 目標(biāo)產(chǎn)物最終的質(zhì)量要求很高
⑷ 終極產(chǎn)品純度的均一性與化學(xué)分離上純度的概念并不完全相同 ⑸ 終極產(chǎn)品純度的均一性與化學(xué)分離上純度的概念并不完全相同
4、發(fā)酵生物產(chǎn)品分離純化的生產(chǎn)工藝? ⑴原材料的預(yù)處理 ⑵顆粒性雜質(zhì)的去除
⑶可溶性雜質(zhì)的去除和目標(biāo)產(chǎn)物的初步純化 ⑷目標(biāo)產(chǎn)物精制
⑸目標(biāo)產(chǎn)物的成品加工
5、生物分離技術(shù)的應(yīng)用? 食品添加劑 藥物
第二章
6、預(yù)處理的目的?
使目標(biāo)產(chǎn)物最大限度的轉(zhuǎn)移到溶液中。
7、改變發(fā)酵液過(guò)濾特性的基本方法?
⑴降低液體黏度(常用加水稀釋法和加熱法)⑵調(diào)整pH(改變物質(zhì)的電離度和電荷性質(zhì))⑶加入反應(yīng)劑(沉淀雜質(zhì))
⑷加入助濾劑(不可壓縮的多孔微粒,使濾餅疏松,增大濾速)⑸凝聚和絮凝
8、對(duì)發(fā)酵液相對(duì)純化的基本方法? 高價(jià)無(wú)機(jī)離子(Ca2+、Mg2+、Fe2+)
⑴Ca2+ 草酸鈉→草酸鈣沉淀(回收草酸)⑵Mg2+ 三聚磷酸鈉→三聚磷酸鈉鎂絡(luò)合物 ⑶Fe2+ 黃血鹽→普魯士藍(lán)沉淀 雜蛋白 ⑴沉淀
⑵變性 ①加熱大幅度調(diào)解pH ②加酒精、丙酮等有機(jī)溶劑或表面活性劑 ⑶吸附法
9、凝聚和絮凝的作用原理?
凝聚原理:加入電解質(zhì),中和膠體粒子的電性,奪取膠體粒子表面的水分子,破壞其表面的水膜,使膠體粒子能聚集起來(lái) 絮凝原理:(絮凝劑是一種能溶于水的高分子聚合物)通過(guò)靜電引力、范德華引力或氫鍵的作用,強(qiáng)烈地吸附膠粒,形成較大的絮團(tuán)
10、離心分離的基本原理?
⑴當(dāng)物體圍繞一中心軸做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)物體就受到離心力的作用。
⑵旋轉(zhuǎn)的速度越高,運(yùn)動(dòng)物體所受到的離心力越大。在相同轉(zhuǎn)速條件下,不同運(yùn)動(dòng)物體所受到的離心力大小不同,表現(xiàn)出不同的沉降速度。
11、離心分離的常用方法及特點(diǎn)? ⑴差速離心法
⑵速率區(qū)帶離心法 最大的梯度密度低于最小密度的沉降樣品在最高的沉降物質(zhì) 達(dá)到管底前停止,短時(shí)間,低速度
⑶等密度離心法 最大的梯度密度大于密度最大的沉降樣品 使各組分沉降到其平衡的密度區(qū),長(zhǎng)時(shí)間,高速度
11、離心分離的常用設(shè)備類(lèi)型及特點(diǎn)?
⑴根據(jù)其離心力大小,可分為低速離心機(jī)、高速離心機(jī)和超離心機(jī); ⑵按型式可分為管式、碟片式等;
⑶按作用原理不同可分為過(guò)濾式離心機(jī)和沉降式離心機(jī)兩大類(lèi)。⑷按出渣方式可分為人工間歇出渣和自動(dòng)出渣等方式。
第三章
13、微生物、植物細(xì)胞壁組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)? 細(xì)菌:肽聚糖,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);
酵母細(xì)胞壁:葡聚糖和甘露聚糖的交聯(lián)
霉菌細(xì)胞:幾丁質(zhì)或纖維素的狀結(jié)構(gòu),其強(qiáng)度比細(xì)菌和酵母菌的細(xì)胞壁有所提高。
14、常用的細(xì)胞破碎方法?
⑴直接測(cè)定法:適當(dāng)稀釋?zhuān)蛴?jì)數(shù)板計(jì)數(shù); ⑵目標(biāo)產(chǎn)物測(cè)定法 ⑶測(cè)定導(dǎo)電率
16、沉析分離的依據(jù)是什么?
通過(guò)加入某種試劑或改變?nèi)芤簵l件,使目標(biāo)產(chǎn)物以固體形式從溶液中沉降析出的分離純化技術(shù)。
17、鹽析法的原理是什么?
在高濃度中性鹽存在的情況下,蛋白質(zhì)等生物大分子在水溶液中的溶解度降低并沉淀析出的現(xiàn)象稱(chēng)為鹽析。
18、影響鹽析的因素有哪些? ⑴鹽飽和度的影響 ⑵蛋白質(zhì)濃度的影響 ⑶pH的影響 ⑷溫度的影響
19、鹽析法分離蛋白質(zhì)的特點(diǎn)? 優(yōu)點(diǎn):經(jīng)濟(jì)、安全、操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用范圍廣 缺點(diǎn):鹽析法分辨率不高
20、常用的蛋白質(zhì)沉淀方法有哪些? ⑴鹽析法
⑵有機(jī)溶劑沉淀法 ⑶等電點(diǎn)沉淀法
⑷選擇性變性沉淀法 ⑸有機(jī)聚合物沉淀法
21、有機(jī)溶劑沉析原理和特點(diǎn)?
原理:有機(jī)溶劑加入使溶液介電常數(shù)減小,溶質(zhì)之間靜電作用增加。有機(jī)溶劑破壞溶質(zhì)的水化層,使溶質(zhì)間的作用力增加。優(yōu)點(diǎn):①分辨能力比鹽析法高;
②有機(jī)溶劑沸點(diǎn)低,易揮發(fā)除去,不會(huì)殘留于成品中,產(chǎn)品更純凈,沉淀物與母液間的密度差較大,分離容易。
缺點(diǎn):①有機(jī)溶劑沉淀法易使蛋白質(zhì)等生物大分子變性,操作需在低溫下進(jìn)行; ②需要耗用大量有機(jī)溶劑,成本較高;
③有機(jī)溶劑一般易燃易爆,所以貯存比較困難或麻煩。
22、等電點(diǎn)沉析原理和特點(diǎn)?
原理:兩性電解質(zhì)處于等電點(diǎn)時(shí),分子表面凈電荷為0,雙電層和水化膜結(jié)構(gòu)被破壞,溶解度降低。
特點(diǎn):等電點(diǎn)沉淀法只適用在等電點(diǎn)時(shí)溶解度很低的兩性生化物質(zhì)
23、有機(jī)聚合物沉析原理和特點(diǎn)?
利用生物大分子與某些有機(jī)聚合物形成沉淀而析出的分離技術(shù)稱(chēng)為有機(jī)聚合物沉析。P52
24、結(jié)晶操作的原理是什么?
⑴當(dāng)溶液處于過(guò)飽和狀態(tài)時(shí),分子間的分散或排斥作用小于分子間的相互吸引作用。
⑵ 結(jié)晶是一個(gè)以過(guò)飽和度為推動(dòng)力的質(zhì)量與能量的傳遞過(guò)程。
25、過(guò)飽和溶液形成的方法有哪些? ⑴將熱飽和溶液冷卻 ⑵將部分溶劑蒸發(fā) ⑶化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶 ⑷解析法
26、穩(wěn)定、亞穩(wěn)定和不穩(wěn)定區(qū)溶液的特征? 穩(wěn)定區(qū)——溶液穩(wěn)定。
亞穩(wěn)定區(qū)——加入晶核,晶體成長(zhǎng) 不穩(wěn)定區(qū)——溶液自發(fā)形成結(jié)晶
27、常用的起晶方法有哪些? ⑴自然起晶法 ⑵刺激起晶法 ⑶晶種起晶法
28、結(jié)晶操作中3個(gè)主要過(guò)程的特點(diǎn)? 過(guò)飽和溶液的形成
晶核的形成:晶核是在過(guò)飽和溶液中最先析出的微小顆粒。晶核的大小通常在幾個(gè)納米到幾十個(gè)納米。
晶體的生長(zhǎng):溶液主體的溶質(zhì)傳遞到晶體表面,溶質(zhì)進(jìn)入適當(dāng)?shù)木Ц裎恢?,結(jié)晶產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到溶液中
第四章
29、色譜分離技術(shù)的概念
利用不同組分在固定相和流動(dòng)相中的物理化學(xué)性質(zhì)的差別,使各組分在兩相中以不同的速率移動(dòng)而進(jìn)一步分離的技術(shù)。30、色譜分離系統(tǒng)的組成
色譜分離系統(tǒng)包括兩個(gè)相:固定相,流動(dòng)相。
31、色譜分離技術(shù)的分類(lèi)
⑴根據(jù)分離時(shí)一次進(jìn)樣量的多少分類(lèi) 分析規(guī)模(小于10mg)半制備規(guī)模(10~50mg)制備規(guī)模(0.1~10g)生產(chǎn)規(guī)模(>10g)⑵根據(jù)流動(dòng)相的相態(tài)不同分類(lèi) 氣相色譜—以氣體作流動(dòng)相 液相色譜—以液體作流動(dòng)相
超臨界流體色譜—流動(dòng)相是在接近它的臨界溫度和壓力下工作的液體 ⑶根據(jù)固定相的附著方式分類(lèi): 紙色譜—液體固定相涂在紙上
薄層色譜—固定相涂敷在玻璃或金屬板上 柱色譜—固定相裝在圓柱管中 ⑷按分離機(jī)理不同分類(lèi) 吸附色譜法 分配色譜法
離子交換色譜法 凝膠色譜法 親和色譜法
⑸根據(jù)操作壓力的不同分類(lèi) 低壓色譜:操作壓力<0.5MPa 中壓色譜:操作壓力0.5~4.0MPa 高壓色譜:操作壓力4.0~40MPa
32、色譜法的特點(diǎn) ⑴分離效率高 ⑵靈敏度高 ⑶分析速度快 ⑷應(yīng)用范圍廣
缺點(diǎn):處理量小;操作周期長(zhǎng);不能連續(xù)操作。
33、吸附色譜分離技術(shù)的要點(diǎn)
吸附法的關(guān)鍵是選擇吸附劑和展開(kāi)劑
34、離子交換樹(shù)脂的基本結(jié)構(gòu) ⑴三維空間網(wǎng)狀骨架 ⑵骨架上連接官能團(tuán)
⑶官能團(tuán)攜帶相反電荷的離子
35、離子交換樹(shù)脂的分離原理
36、離子交換樹(shù)脂分離的工藝過(guò)程 ⑴離子交換樹(shù)脂的選擇 ⑵離子交換樹(shù)脂的預(yù)處理 ⑶離子交換操作條件的選擇 ⑷離子交換過(guò)程 ⑸洗脫過(guò)程 ⑹樹(shù)脂的再生 ⑺樹(shù)脂交換操作 第五章
1、過(guò)濾技術(shù)的概念及過(guò)濾的原理
概念:過(guò)濾技術(shù)是將固體顆粒與液體進(jìn)行分離的一種技術(shù),是溶解物與不容物的分離。
原理:利用多孔性介質(zhì)截留固液懸浮液中的固體粒子,進(jìn)行固液分離的方法稱(chēng)為過(guò)濾
(推動(dòng)力:重力、壓力和離心力)
2、過(guò)濾的目的:
獲得清凈的液體產(chǎn)品,也可能是為了得到固體產(chǎn)品
3、過(guò)濾分類(lèi):
按料液流動(dòng)方向:常規(guī)過(guò)濾、錯(cuò)流過(guò)濾
按操作壓力:常壓過(guò)濾、減壓過(guò)濾和加壓過(guò)濾 按過(guò)濾方式:表面過(guò)濾和深層過(guò)濾
4、過(guò)濾的介質(zhì)
過(guò)濾的介質(zhì)應(yīng)由惰性材料制成;耐酸耐堿耐熱適用于各種溶液的過(guò)濾;過(guò)濾阻力小,濾速快,反復(fù)利用,易清洗;具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,廉價(jià)易得
5、常用的過(guò)濾介質(zhì):
濾紙、脫脂棉、織物介質(zhì)、微孔濾膜等
6、過(guò)濾裝置
普通漏斗、垂熔玻璃濾器、砂濾棒、板框式壓濾機(jī)、微孔濾膜過(guò)濾器
7、常用的過(guò)濾方法
①深層過(guò)濾(深層過(guò)濾有濾芯和濾膜兩種)
②篩式過(guò)濾(過(guò)濾分離取決于濾片基質(zhì)孔徑的大?。?/p>
③系列膜過(guò)濾(使用圓盤(pán)夾膜式濾器,依次降低所用膜的孔徑)
8、影響過(guò)濾的因素
①混合物中懸浮微粒的性質(zhì)和大小 ②混合液的黏度 ③操作條件
④助濾劑的使用
9、膜分離技術(shù)的概念
是指利用天然或人工合成的具有選擇透過(guò)性的薄膜,以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力對(duì)雙組分或多組分體系進(jìn)行分離、分級(jí)、提純或富集的過(guò)程
10、膜的分類(lèi) 按膜孔徑大?。何V膜、超濾膜、反滲透膜、納米過(guò)濾膜 按膜的結(jié)構(gòu):對(duì)稱(chēng)性膜、不對(duì)稱(chēng)性膜、復(fù)合膜 按材料分:無(wú)機(jī)材料膜、高分子合成聚合物膜
11、膜的性能
耐壓、耐溫、耐酸堿 性、化學(xué)相容性、生物相容性、低成本
12、膜分離技術(shù)的特點(diǎn)
①處理效率高、設(shè)備易于放大; ②可在室溫或低溫操作
③化學(xué)與機(jī)械強(qiáng)度小、減少失活 ④無(wú)相變、節(jié)能
⑤選擇性好、可達(dá)到部分純化目的 ⑥回收率較高
13、膜組件 的定義
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(gè)單元稱(chēng)膜組件或膜裝置
14、膜組件的形式
管式、螺旋卷式、毛細(xì)管式、中空纖維式、平板式
15、微濾技術(shù)的概念及原理
概念:利用辯分原理截留直徑為0.05~10微米大小的粒子的膜分離技術(shù)
原理:利用微孔濾膜的篩分作用,在靜壓差推動(dòng)下,將濾液中尺寸大于0.1~10微米的微生物粒子截留下來(lái),以實(shí)現(xiàn)溶液的凈化、分離和濃縮的技術(shù)。
16、微濾的操作方式 死端微濾和錯(cuò)流微濾
17、微濾膜的特性 ①孔徑的均一性 ②空隙率高 ③濾材薄
18、超濾的定義
凡是能截留相對(duì)分子質(zhì)量在500以上的高分子的膜分離過(guò)程稱(chēng)為超濾
19、超濾的原理
膜表面無(wú)數(shù)微孔截留住了分子直徑大于孔徑的溶質(zhì)和顆粒從而達(dá)到分離的目的 20、超濾的特點(diǎn)和影響因素
特點(diǎn):膜材料無(wú)毒無(wú)害
膜有較好的耐酸堿耐溶劑性能
低壓操作
超濾裝置無(wú)污染
成本低、回收率高
影響:溶質(zhì)的分子性質(zhì)、溶質(zhì)的濃度、溫度、壓力 21、超濾前的準(zhǔn)備:
充分了解超濾膜的性能、正確安裝超濾裝置、超濾膜清洗消毒處理后的檢測(cè)、對(duì)加工溶液的要求、洗濾、超濾操作參數(shù)的優(yōu)化、超濾膜的清洗儲(chǔ)存(作為了解)、超濾設(shè)備
攪拌式超濾、無(wú)攪拌式超濾、中空纖維超濾
23、透析技術(shù)
透析是一種擴(kuò)散控制的,一濃度梯度為驅(qū)動(dòng)力的分離方法。
24、反滲透技術(shù)
一種只能透過(guò)溶劑而不能透過(guò)溶質(zhì)的膜一般稱(chēng)為理想的半透膜
第六章
1、萃取的概念
根據(jù)混合物中不同組分在溶劑中的溶解度不同,將所需的組分分離出來(lái),這個(gè)操作過(guò)程稱(chēng)為萃取
2、萃取的分類(lèi)
根據(jù)參與溶質(zhì)分配的兩相不同分類(lèi) ①液液萃取 ②液固萃取 組分?jǐn)?shù)目不同分類(lèi)
①多組元體系 ②三元體系 有無(wú)化學(xué)反應(yīng)分類(lèi)
①物理萃取 ②化學(xué)萃取 萃取劑的種類(lèi)和形式分類(lèi) ①雙水相萃取 ②溶劑萃取 ③反膠團(tuán)萃取 ④凝膠萃取 ⑤超臨界萃取
3、萃取的特點(diǎn)
萃取過(guò)程具有選擇性
能與其他需要的純化步驟相配合 分離效率高,生產(chǎn)能力大
傳質(zhì)速速快,生產(chǎn)周期短
4、萃取的 原理
萃取是一種擴(kuò)散分離操作,不同溶質(zhì)在 兩相中分配平衡的差異實(shí)現(xiàn)萃取分離
5、工藝流程
①混合 ②分離 ③回收
6、影響溶劑萃取的主要因素
PH、溫度、鹽析作用、溶劑性質(zhì)
7、雙水相的定義
兩種不相容的親水性高分子 聚合物在水溶液中形成的兩相 雙水體系形成的原因 :
由于較強(qiáng)的斥力或空間位阻,相互之間無(wú)法滲透,在一定條件下,即可形成雙水相體系
親水性聚合物水溶液和一些無(wú)機(jī)鹽相混時(shí),也因鹽析作用會(huì)形成雙水相體系
8、雙水相萃取原理
溶質(zhì)在兩相中的溶解能力不同,遵守分配定律K=上相平衡總濃度/下相平衡總濃度
9、雙水相萃取的特點(diǎn): ①相混合能耗低 ②達(dá)到萃取平衡所需時(shí)間短 ③易進(jìn)行工業(yè)放大 ④易實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作
⑤步驟簡(jiǎn)便、通用性強(qiáng)
⑥適于易失活的蛋白質(zhì)酶的提取純化
10、雙水相萃取的工藝流程 ①目的產(chǎn)物的萃取 ②PEG的循環(huán) ③無(wú)機(jī)鹽的循環(huán)
11、影響 雙水相萃取的影響 ①成相高聚物濃度的影響 ②成相高聚物的分子量的影響 ③鹽的影響 ④PH的影響 ⑤溫度的影響
12、雙水相萃取技術(shù)的應(yīng)用 ①基因工程藥物的分離與提取 ②酶工程藥物的分離與提取 ③抗生素 的分離與提取
④天然植物藥用有效成分的分離與提取
13、當(dāng)三相成平衡態(tài)共存的點(diǎn) 稱(chēng)三相點(diǎn)
14、液氣兩相成平衡狀態(tài)的點(diǎn)叫臨界點(diǎn)
15、處于臨界溫度臨界壓力以上的流體叫做超臨界流體
16、萃取原理
在溫度不變的條件下,壓力增加,其密度增加,其溶解度隨之增加;壓力不變的情況下,溫度升高,密度降低,溶解度隨之降低
17、超臨界流體萃取的基本方法 等溫法、等壓法、吸附法
18、超臨界流體萃取的特點(diǎn) ①萃取和分離合二為一
②壓力和溫度都可以調(diào)節(jié)萃取過(guò)程的參數(shù) ③萃取的溫度低
④臨街CO2常態(tài)下是氣體無(wú)毒 ⑤超臨界流體的極性可改變 20、超臨界流體萃取的應(yīng)用
細(xì)胞破碎、催化作用、去除雜質(zhì)、殺菌作用 第七章
1、濃縮的目的
①作為結(jié)晶和干燥的預(yù)處理
②提高產(chǎn)品質(zhì)量
③減少產(chǎn)品的體積和重量 ④增加產(chǎn)品的儲(chǔ)藏 時(shí)間
2、濃縮的原理
指總固形物與溶劑部分分離的過(guò)程,使生物制品原料中水濃度降低到復(fù)合工藝要求的過(guò)程
3、蒸發(fā)濃縮的 定義
蒸發(fā)是溶液 表面的溶劑分子獲得的動(dòng)能超過(guò)了溶液內(nèi)溶劑分子的吸引力而脫離液面逸向空間的過(guò)程
4、常用濃縮技術(shù)
蒸發(fā)濃縮、膜濃縮、冷凍濃縮、凝膠濃縮
5、冷凍干燥的過(guò)程 預(yù)凍
初級(jí)干燥 次級(jí)干燥
(冷凍溫度為-10~-50°C)
6、干燥的定義 :濃縮物料脫水的過(guò)程
熱干燥技術(shù):指將物料加于濕物料并排除揮發(fā)性濕分,獲得一定濕含量固體產(chǎn)品的過(guò)程
7、冷凍干燥技術(shù)原理
通過(guò)升華從凍結(jié)的生物中去掉水分的過(guò)程
8、干燥曲線(xiàn)
在恒定的干燥條件下,以干燥時(shí)間為橫坐標(biāo),物料濕含量為縱坐標(biāo)可得干燥曲線(xiàn)
(預(yù)熱階段——恒速干燥階段、降速干燥階段)
第五篇:生化實(shí)驗(yàn)五 原花色素分離純化及鑒定
原花色素的提取純化和鑒定
(一)山楂原花色素的提取
(二)原花色素的測(cè)定(鹽酸-正丁醇法)
原理
原花色素,也稱(chēng)原花青素(proanthocyanidins),是一類(lèi)從植物中分離得到的在熱酸條件下能產(chǎn)生花色素的多酚化合物,它既存在于多種水果的皮,核和果肉中,如葡萄,蘋(píng)果,山楂等。也存在于如黒荊樹(shù),馬尾松,思茅松,落葉松等的皮和葉中。
原花色素屬于生物類(lèi)黃酮(flavonoids),它們是由不同數(shù)量的兒茶素或表兒茶素聚合而成,最簡(jiǎn)單的原花色素是兒茶素的二聚體,此外還有三聚體,四聚體等。依據(jù)聚合度的大小,通常將二至四聚體稱(chēng)為低聚體,而五聚體以上的稱(chēng)為高聚體。從植物中提取原花色素的方法一般有兩種,分別是用水抽提或用乙醇抽提。其抽提物為低聚物,稱(chēng)之為低聚原花色素(oligomeric proanthocyanidins,簡(jiǎn)稱(chēng)OPC)。
生理功能:
1.最好的心臟保護(hù)劑。抵御引發(fā)心血管病的誘變因素的沖擊。強(qiáng)化血管,有消腫化瘀的功效。減少毛細(xì)血管的阻力和改善滲透性,使細(xì)胞更容易吸收養(yǎng)分與排除廢物。
2.高??寡趸芰?。清除氧自由基的能力比其他天然抗氧化劑如胡蘿卜,維生素C和E,兒茶素等強(qiáng)很多。
3.產(chǎn)生組胺的抑制劑,減輕炎癥??惯^(guò)敏,皮膚保健,抗衰老。
利用低聚原花色素溶于水的特點(diǎn),用熱水煮沸抽提原花色素,再用大孔吸附樹(shù)脂吸附,洗脫得到原花色素。
D101樹(shù)脂是一種球狀,非極性教練聚合物吸附劑,具有相當(dāng)大的比表面積和適當(dāng)?shù)目讖?,?duì)皂苷類(lèi),黃酮類(lèi),生物堿等物質(zhì)有特殊的選擇性,適用于從水溶液中提取淚滴性質(zhì)的有機(jī)物質(zhì)。
原花色素的檢測(cè)方法:
1.紫外分光光度法:利用原花色素在波長(zhǎng)280nm處具有最大吸收的特點(diǎn)。該方法簡(jiǎn)便易行,但提取物成分多樣,標(biāo)準(zhǔn)難定。
2.香草醛檢測(cè)法:原花色素在酸性條件下,其組成單元兒茶素的A環(huán)上的羥基和香草醛發(fā)生縮合反應(yīng),在濃酸的作用下形成的產(chǎn)物變?yōu)橛猩恼x子。3.鐵鹽催化比色法 4.薄層層析法 5.HPLC法
6.HPLC-MS質(zhì)譜法
試劑:
1)1mg/ml原花色素標(biāo)準(zhǔn)品(實(shí)驗(yàn)室提供)
精確稱(chēng)取10.0mg原花色素標(biāo)準(zhǔn)品用甲醇溶解,與10.0ml容量瓶中定容至刻度。2)Hcl-正丁醇(自配)
取5.0ml濃鹽酸加入95.0ml正丁醇中混勻。
3)2%硫酸鐵銨:稱(chēng)取2.0g硫酸鐵銨溶于100.0ml2.0mol/LHCl中。
4)樣品液:將上次實(shí)驗(yàn)收集的樣品溶液用甲醇稀釋至一定濃度(1.0~3.0mg/ml)。
操作
1.稱(chēng)取新鮮山楂10.0g,剪成細(xì)小塊狀,置于錐形瓶中,加入40ml蒸餾水,沸水浴45min,間期混勻。冷卻后加入20ml蒸餾水,抽濾,濾液備用。2.取一根層析柱(1.5×20cm),洗凈,豎直裝好,關(guān)閉出口,加入蒸餾水約1cm高,用燒杯取一定量已處理好的大孔吸附樹(shù)脂D-101,攪勻,嚴(yán)管內(nèi)壁緩慢加入,待柱底積約1cm高時(shí),緩慢打開(kāi)出口,繼續(xù)裝柱至高度15cm(液面高于樹(shù)脂約3cm)。3.平衡:用蒸餾水洗2倍體積的柱床體積(約30ml),控制流速在1ml/min左右,至流出液pH顯中性。
4.濾液上樣(約2ml/min)。上完樣后,先用蒸餾水洗2倍柱床體積洗脫(1ml/min 約30min),然后換60%乙醇進(jìn)行洗脫,控制流速在1ml/min。待有紅色液體流出時(shí)開(kāi)始收集,直至收集液無(wú)紅色為止。
5.將收集液用60%乙醇定容至100ml,留作測(cè)定。
注意事項(xiàng):
1.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查層析柱是否完好,有無(wú)堵塞或漏氣現(xiàn)象。
2.裝柱要求連續(xù)、均勻、沒(méi)有氣泡和斷紋,液面不得低于樹(shù)脂表面,否則應(yīng)重新裝柱。3.洗脫時(shí)流速不宜過(guò)快。