第一篇：生物分離工程思考題

《分離》PPT思考題及部分答案

分離概述 生物產(chǎn)品與普通化工產(chǎn)品分離過程有何不同？ 生物下游加工過程特點：

<1>：發(fā)酵液組成復(fù)雜，固液分離困難——這是生物分離過程中的薄弱環(huán)節(jié)

<2>：原料中目標(biāo)產(chǎn)物含量低，有時甚至是極微量——從酒精的1/10到抗菌素1/100，酶1/100萬左右，成本高。

<3>：原料液中常伴有降解目標(biāo)產(chǎn)物的雜質(zhì)——各種蛋白酶降解基因工程蛋白產(chǎn)物，應(yīng)快速分離。

<4>：原料液中常伴有與目標(biāo)產(chǎn)物性質(zhì)非常相近的雜質(zhì)——高效純化技術(shù)進行分離。

<5>：生物產(chǎn)品穩(wěn)定性差 ——嚴(yán)格限制操作條件，保證產(chǎn)物活性。

<6>：分離過程常需要多步驟操作，收率低，分離成本高——提高每一步的產(chǎn)物收得

率，盡可能減少操作步驟。

<7>：各批次反應(yīng)液性質(zhì)有所差異——分離技術(shù)具有一定的彈性。2 設(shè)計生物產(chǎn)品的分離工藝應(yīng)考慮哪些因素？

(1)產(chǎn)品的性質(zhì)（2）成本（3）工藝步驟（4）操作程序（5）生產(chǎn)方式（6）生產(chǎn)規(guī)模（7）產(chǎn)品穩(wěn)定性（8）環(huán)保和安全 3 初步純化與高度純化分離效果有何不同？

（1）初步純化是將目標(biāo)物和與其性質(zhì)有較大差異的雜質(zhì)分開，使產(chǎn)物的濃度有較大幅度的提高，可采用沉淀、吸附、萃取、超濾等單元操作.（2）高度純化主要是除去與目標(biāo)物性質(zhì)相近的雜質(zhì)，是產(chǎn)品的精制過程，可采用層析（柱層析和薄層層析）、離子交換、親和色譜、吸附色譜、電色譜.4 如何除去蛋白質(zhì)溶液中的熱原質(zhì)？

（1）生產(chǎn)過程無菌（2）所有層析介質(zhì)無菌（3）所用溶液無菌（4）親和層析（多粘菌素）5 生物分離為何主張采用集成化技術(shù)？純化生物產(chǎn)品的得率是如何計算的？若每一步純化產(chǎn)物得率為90%，共6步純化得到符合要求產(chǎn)品，其總收率是多少？

得率=產(chǎn)品中目標(biāo)產(chǎn)物總量/原料中目標(biāo)產(chǎn)物總量 總收率=（90%）6 =53.1441%

發(fā)酵液預(yù)處理 發(fā)酵液為何需要預(yù)處理？處理方法有哪些？

1、發(fā)酵產(chǎn)物濃度較低，大多為1%—10%，懸浮液中大部分是水；

2、懸浮物顆粒小，相對密度與液相相差不大；

3、固體粒子可壓縮性大（細(xì)胞在很大程度上屬于可壓縮的粘稠物料）；

4、液相粘度大，大多為非牛頓型流體；

5、性質(zhì)不穩(wěn)定，隨時間變化，如易受空氣氧化、微生物污染、蛋白質(zhì)酶水解等作用的影響。處理方法：（1）凝集和絮凝（2）加熱法（3）調(diào)pH法（4）加水稀釋（5）加助濾劑法（6）加吸附劑或加鹽法（7）熱處理法

（8）離子交換和活性炭吸附法如何使用助濾劑? 助濾劑的使用方法有兩種： ①在過濾前先在過濾介質(zhì)表面預(yù)涂（鋪）一層助濾劑。②助濾劑按一定比例均勻加入待過濾的料液中。3 凝集與絮凝過程有何區(qū)別？如何將兩者結(jié)合使用？

答：凝聚：指在投加的化學(xué)物質(zhì)（鋁、鐵的鹽類或石灰等）作用下，膠體脫穩(wěn)并使粒子相互聚集成１ mm 大小塊狀凝聚體的過程。機理：a 中和粒子表面電荷

b 消除雙電層結(jié)構(gòu) 絮凝：指使用高分子絮凝劑（天然的和合成的大分子量聚電解質(zhì)）能在懸浮粒子之間產(chǎn)生橋梁作用，使膠粒形成粗大絮凝團（10mm）的過程。其中絮凝劑主要起架橋作用。機理：架橋作用

結(jié)合使用：在發(fā)酵液中加入具有高價陽離子的電解質(zhì)，由于能降低ζ電位和脫除膠粒表面的水化膜，就能導(dǎo)致膠粒間的凝聚作用 4 錯流微濾與傳統(tǒng)過濾相比有何優(yōu)點？

（1）傳統(tǒng)過濾作用是由兩個過程組成：篩選作用和吸附作用。如果微粒比濾層的孔隙大，即產(chǎn)生篩選作用?；鞚嵛⒘１唤亓?，不僅是篩選作用的結(jié)果，也是過濾層里面發(fā)生的吸附作用的結(jié)果。在懸浮微粒過濾時，微粒的直徑使它不可能通過縫隙的入口時，被截留在過濾層的表面上，微粒又形成了第二道過濾層，在入口孔隙的上方積累，隨之堵塞了他們。（2）錯流過濾打破了傳統(tǒng)過濾的機制，即液體的流向和濾膜相切，使得濾膜的孔隙不容易堵塞。被過濾的發(fā)酵液在壓力推動下，帶著混濁的微粒，以高速在管狀濾膜的內(nèi)壁流動，而附著在濾膜上的殘留物質(zhì)很薄，其過濾阻力增加不大，因而能在長時間內(nèi)保持穩(wěn)定不變的過濾速度。優(yōu)點: 1.克服介質(zhì)阻力大 2.不能得到干濾餅 3.需要大的膜面積

4.收率高 5.質(zhì)量好 6.減少處理步驟

7.染菌罐也能進行處理

細(xì)胞破碎

1.細(xì)胞破碎的常用的方法有哪些？

珠磨法、高壓勻漿法、超聲破碎法、酶溶法、化學(xué)滲透法 2.機械法、超聲波法等在破碎細(xì)胞時應(yīng)該共同注意什么？

3.酶消化法和堿處理法都是細(xì)胞破碎的有效方法，但是也都有各自的什么缺點？ 酶消化法缺點：

（1）價格高，通用性差，產(chǎn)物抑制的存在 堿處理法缺點：（1）操作時間長（2）易引起活性物質(zhì)失活

（3）對產(chǎn)物存在著一定的毒性且會給產(chǎn)物的純化帶來困難，影響產(chǎn)物濃度 4.工業(yè)生產(chǎn)中對于細(xì)胞破碎常用的生產(chǎn)工藝流程有那些？

沉析、沉淀

1.理解概念：硫酸銨飽和度，鹽溶，鹽析

2.常用的蛋白質(zhì)沉淀方法有哪些？（1）鹽析法

（2）有機溶劑沉淀法（3）等電點沉淀法（4）非離子多聚物沉淀法（5）生成鹽復(fù)合物法（6）選擇性變性沉淀（7）親和沉淀

3.影響鹽析的主要因素有哪些？

鹽析：蛋白質(zhì)在高離子強度的溶液中溶解度降低，發(fā)生沉淀的現(xiàn)象。

影響鹽析的主要因素：溶質(zhì)種類的影響：Ks和β值

溶質(zhì)濃度的影響：蛋白質(zhì)濃度大，鹽的用量小，但共沉作用明顯，分辨率低；

蛋白質(zhì)濃度小，鹽的用量大，分辨率高；

pH值：影響蛋白質(zhì)表面凈電荷的數(shù)量，通常調(diào)整體系pH值，使其在pI附近；

鹽析溫度：大多數(shù)情況下，高鹽濃度下，溫度升高，其溶解度反而下降；

4.何謂中性鹽的飽和度？鹽析操作中，中性鹽的用量（40% 硫酸銨飽和度）如何計算？

0～300C 溶解度變化很小，加入水中后溶液體積會變大（必須考慮到）。

200C 1L加至飽和濃度時體積變大為：1.425L(實際應(yīng)加入)761g

因此，要使1L溶液濃度由M1增加到M2需要加入多少克（NH4）2SO4需要按下式計算：

200C時—— G=533（M2-M1）/（4.05-0.3M2）或533（S2-S1）/（100-0.3S2）

00C時—— G=505（M2-M1）/（3.825-0.285M2）或505（S2-S1）/（100-0.285S2）5.有機溶劑沉淀蛋白質(zhì)的機理什么？用乙醇沉淀蛋白質(zhì)時應(yīng)注意哪些事項？

②有機溶劑沉淀蛋白質(zhì)的機理是：

向蛋白質(zhì)溶液中加入有機溶劑，水的活度降低。隨著有機溶劑溶度的增大，水對蛋白質(zhì)分子表面荷電基團的水化程度降低，液體的介電常數(shù)下降，蛋白質(zhì)分子間的靜電引力增大，從而凝聚和沉淀。

③用乙醇沉淀蛋白質(zhì)時

應(yīng)注意的事項：

1、低溫條件下操作可以提高收率和減少蛋白質(zhì)失活變性（加入有機溶劑為放熱反應(yīng)）；

2、采用的有機溶劑必須與水互溶，與蛋白質(zhì)不發(fā)生作用；

3、蛋白質(zhì)分子量越大，需要加入的溶劑量越少；

4、一種蛋白質(zhì)的溶解度常會因為另一種蛋白質(zhì)存在而降低；

5、沉淀的蛋白如果不能再被溶解，可能已經(jīng)變性；

6、很多酶和蛋白質(zhì)在20-50%（V/V）就能產(chǎn)生沉淀；當(dāng)溶劑量達(dá)到50%時，通常只有

分子量≤1500的蛋白留在溶液中；

7、PH=PI時，需要加入的溶劑量減少；

8、鹽析法沉淀的蛋白質(zhì)采用有機溶劑精制時必須與先進行透析。

離心

1.工業(yè)生產(chǎn)時在什么情況下面采用離心的方法來分離產(chǎn)物？ 當(dāng)發(fā)酵液不易被過濾純化時，我們可以采用離心的方法來分離。2.工業(yè)生產(chǎn)時最有可能使用的是那三種離心機？ 管式離心機、碟片式離心機、離心過濾機

3.工業(yè)生產(chǎn)時經(jīng)常使用的三種離心機的各自特點是什么？

4.什么是澄清操作?什么是分離操作? 液-固分離:即低濃度懸浮液的分離，稱澄清操作。液-液(或液-液-固）分離: 即乳濁液的分離，稱分離操作。

膜分離技術(shù) 理解概念：截留分子量，截留率，體積濃縮倍數(shù) 微濾，超濾，反滲透分離技術(shù)在分子尺寸上有何區(qū)別？影響截留率的因素有哪些？

分子的形狀、吸附作用、溫度、流速、pH、離子強度（影響蛋白構(gòu)象）4 毛細(xì)管流動模型，溶解擴散模型和優(yōu)先吸附模各適用于解釋哪些膜過程? 膜污染有哪些途徑造成？如何有效防止和清除膜污染？ 污染的原因有A、凝膠極化引起的凝膠層，阻力為Rg B、溶質(zhì)在膜表面的吸附層，阻力為Ras C、膜孔堵塞，阻力為Rp D、膜孔內(nèi)溶質(zhì)吸附，阻力為Rap 防止：預(yù)處理、開發(fā)抗污染膜、加大流速、化學(xué)清洗、物理清洗 膜的清洗：

①機械方法：加海綿球，增大流速，逆洗(對中空纖維超濾器)，脈沖流動，超聲波等。

②化學(xué)方法

用起溶解作用的物質(zhì)：如：酸、堿、酶(蛋白酶)，螯合劑，表面活性劑。用起切斷離子結(jié)合作用的方法：如改變離子強度、pH、電位。起氧化作用的物質(zhì)：如過氧化氫、次氯酸鹽。用起滲透作用的物質(zhì)：如磷酸鹽、聚磷酸鹽

結(jié)晶 理解概念：晶種，晶核，晶型，飽和溶液，過飽和溶液，飽和度 晶核：在結(jié)晶過程中最先析出的微小顆粒(小晶體)是以后結(jié)晶的中心

飽和溶液：當(dāng)溶液中溶質(zhì)濃度等于該溶質(zhì)在同等條件下的飽和溶解度時，該溶液稱為飽和溶液；

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； 2 粒子大小與溶解度有何關(guān)系？凱爾文公式的內(nèi)容？ 粒度大小與溶解度之間的關(guān)系可用開爾文方程式表示：

lnc12M?11?(?)c2RT?L1L2式中：C1、C2---分別是曲率半徑為L1、L2的溶質(zhì)的溶解度

R---氣體常數(shù)

T---絕對溫度

ρ---固體顆粒密度

M---溶質(zhì)的分子量

σ---固體顆粒與溶液間的表面張力

在結(jié)晶過程中最先析出的微小顆粒(小晶體)是以后結(jié)晶的中心，稱為晶核，微小晶核具有較大的溶解度，因此在飽和溶液中，晶核是要溶解的。只有達(dá)到一定的過飽和度時，使晶核半徑r大于臨界半徑rc，晶核才能存在。因此，溶液達(dá)到過飽和濃度是沉淀結(jié)晶的前提，過飽和度是沉淀結(jié)晶的推動力，過飽和度越大，推動力就越大，析出沉淀結(jié)晶的可能性就越大。3 有哪些方法造成溶液過飽和？

過飽和溶液的形成方法

(1)冷卻(2)溶劑蒸發(fā)(3)改變?nèi)軇┬再|(zhì)

(4)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生低溶解度物質(zhì)(5)真空蒸發(fā)法(6)鹽析法 初級成核與次級成核是如何形成的？ 初級成核:過飽和溶液中的自發(fā)成核現(xiàn)象

二次成核：向介穩(wěn)態(tài)過飽和溶液中加入晶種，會有新晶核產(chǎn)生

5.了解飽和溫度曲線和過飽和溫度曲線的內(nèi)容？

結(jié)晶過程中的飽和溫度曲線和不飽和溫度曲線的簡圖如右圖所示：

S-S曲線為飽和溫度曲線，在其下方為穩(wěn)定區(qū)，在該區(qū)域溶液為不飽和溶液，不會自發(fā)結(jié)晶；

T-T曲線為過飽和溫度曲線，在其上方為不穩(wěn)定區(qū)，能夠自發(fā)形成結(jié)晶；

S-S曲線和T-T曲線之間為亞穩(wěn)定區(qū)，在該區(qū)域，溶液為過飽和溶液，但若無晶種存在，也不能自發(fā)形成晶體；

7.常用的工業(yè)起晶方法有哪些？ 自然起晶法、刺激起晶法、晶種起晶法 8.影響晶體質(zhì)量的因素有哪些？

過飽和度、溫度、攪拌、晶種、溶液純度 9.何為重結(jié)晶？

重結(jié)晶是利用雜質(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

萃取

1.理解概念：分配系數(shù)，分離因子，溶解度參數(shù)，介電常數(shù)，HLB 值，萃取因數(shù)，帶溶劑 分配系數(shù)：當(dāng)萃取體系達(dá)到平衡時，溶質(zhì)在兩相中的總濃度之比。分離因子：衡量分離的程度。

介電常數(shù):是化合物mol極化程度的量度，又稱電容率。表征電介質(zhì)極化性質(zhì)的宏觀物理量。定義為電位移D和電場強度E之比D=εE 萃取因數(shù):也稱萃取比，其定義為被萃取溶質(zhì)進入萃取相的總量與該溶質(zhì)在萃余相中總量之比。

溶解度參數(shù):是衡量液體材料相容性的一項物理常數(shù)。其物理意義是材料單位體積內(nèi)聚能密度的開平方。

HLB數(shù)即親水與親油平衡程度：HLB數(shù)越大，親水性越強，形成O／W型乳濁液；HLB數(shù)越小，親油性越強，形成W／O型乳濁液。

帶溶劑：是指這樣一些物質(zhì)，它們能和產(chǎn)物形成復(fù)合物，使產(chǎn)物更易溶于有機溶劑相去，該復(fù)合物在一定條件下又要容易分解。

2.生物物質(zhì)的萃取與傳統(tǒng)的萃取相比有哪些不同點？（1）成分與相復(fù)雜（2）傳質(zhì)速率不同

（3）相分離性能不同（固體與表劑）（4）產(chǎn)物的不穩(wěn)定性

3.pH 對弱電解質(zhì)的萃取效率有何影響？

主要表現(xiàn)在兩方面：?pH影響分配系數(shù)。一般弱酸性電解質(zhì)的分配系數(shù)隨pH降低而增加； 弱堿性電解質(zhì)的分配系數(shù)隨pH降低而升高。?pH影響選擇性。一般在酸性條件下，酸性產(chǎn)物可被有機溶劑萃取得到，而堿性雜質(zhì)則會形成鹽留在水相中；對于堿性產(chǎn)物應(yīng)在堿性條件下萃取。?pH還影響產(chǎn)物的穩(wěn)定性。

4.發(fā)酵液乳化現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？對分離純化產(chǎn)生何影響? 如何有效消除乳化現(xiàn)象？ 產(chǎn)生：發(fā)酵液中存在的蛋白質(zhì)和固體顆粒等物質(zhì)，這些物質(zhì)具有表面活劑性的作用，使有機溶劑和水的表面張力降低（乳化劑），產(chǎn)生兩種乳濁液： 油包水型W/O乳濁液、水包油型O/W型乳濁液。

乳化后使有機相和水相分層困難，出現(xiàn)兩種夾帶： ①發(fā)酵液中夾帶有機溶劑微滴，使目標(biāo)產(chǎn)物受到損失； ②有機溶劑中夾帶發(fā)酵液給后處理操作帶來困難。

影響因素：表面活性劑的種類，濃度影響表面張力，介質(zhì)黏度：較大時能增強保護膜的機械強度。液滴帶電：相同電荷的顆粒互相排斥而維持乳濁液穩(wěn)定。

如何消除：P101在操作前，對發(fā)酵液進行過濾或絮凝沉淀處理，可除去大部分蛋白質(zhì)及固體微粒，防止乳化現(xiàn)象的發(fā)生。乳化產(chǎn)生后，采取適當(dāng)?shù)钠迫槭侄巍?/p>

物理方法：過濾或離心沉降——乳化現(xiàn)象不嚴(yán)重，可采用的方法。

加熱

稀釋

吸附

加電解質(zhì) 化學(xué)方法：

對于O/W型乳濁液，加入親油性表面活性劑，可使乳濁液從O/W型轉(zhuǎn)變成W/O型，對于W/O型乳濁液，加入親水性表面活性劑，如SDS（十二烷基磺酸鈉）或PPB（溴代十五烷基砒碇）可達(dá)到破乳的目的。

5.從分子相互作用的機理出發(fā)，理解兩水相體系的形成。

當(dāng)兩種大分子物質(zhì)相混合時，其混合結(jié)果主要是由分子間作用力決定的。兩種聚合物分子間若存在相互排斥作用，即某種分子的周圍將聚集同種分子而非異種分子，達(dá)到平衡時，就可能形成兩相，而兩種聚合物分別進入一相中，形成雙水相體系。6.在兩水相加入無機鹽如何影響物質(zhì)的分配？

在兩水相中加入的無機鹽鹽析劑通過降低溶質(zhì)在水中的溶解度，使其更易轉(zhuǎn)入有機溶劑中，同時還可以減少有機溶劑在水中的溶解度來影響物質(zhì)的分配。另外，鹽析劑的加入還可以促進溶質(zhì)的解離，提高分配系數(shù)。

7.影響生物分子在兩水相中分配的因素有哪些？（1）成相聚合物的相對分子質(zhì)量（2）聚合物的濃度（3）鹽的種類（4）鹽的濃度（5）pH（6）溫度（7）細(xì)胞的濃度

離子交換法 理解概念：交換容量，工作交換容量，膨脹度，濕真密度，交聯(lián)度 2 離子交換樹脂如何命名？ 命名方法：

（1）凝膠型：分類代號-骨架代號-順序代號-交聯(lián)度（2）大孔型：大孔（D）-分類代號-骨架代號-順序代號

分類代號：0-強酸，1-弱酸，2-強堿，3-弱堿，4-螯合，5-兩性，6-氧化還原。

骨架代號：0-苯乙烯系，1-苯烯酸系，2-酚醛，3-環(huán)氧，4-乙烯吡啶，5-脲醛，6-氧乙烯。

順序代號：1-99 強酸，100-199 弱酸，200-299 強堿，300-399 弱堿。

例：D101：大孔弱酸苯乙烯系1號樹脂。

離子交換樹脂的全名由分類名稱、骨架（或基團）名稱、基本名稱（離子交換樹脂）排列組成。由于氧化還原樹脂與離子交換樹脂的特性不同，故在命名的排列上也有不同，其命名由基本名稱、骨架名稱、分類名稱和樹脂兩字排列組成。凡屬酸性的應(yīng)在基本名稱

前加一“陽”字；凡屬堿性的，在基本名稱前加一“陰”字。為了區(qū)別離子交換樹脂產(chǎn)品中同一類中的不同品種，在全名前必須有符號，離子交換樹脂的型號由三位阿拉伯?dāng)?shù)字組成。第1位數(shù)字代表產(chǎn)品的分類，第2位數(shù)字代表骨架結(jié)構(gòu)的差異，第三位數(shù)字為順序號，用以區(qū)別基團、交聯(lián)劑等的不同。

為了區(qū)別凝膠型和大孔型離子交換樹脂，在全名前加“大孔”兩字或加“大”字的漢語拼音首字母“D”表示大孔型樹脂。凝膠型離子交換樹脂，在型號后面用“×”號連接阿拉伯?dāng)?shù)字，表示交聯(lián)度。

3.離子交換樹脂的分類？其主要的理化性質(zhì)有哪些？

（一）按照交換的活性離子分類可分為（1）強酸性陽離子樹脂（2）弱酸性陽離子樹脂（3）強堿性陰離子樹脂（4）弱堿性陰離子樹脂（5）兩性離子交換樹脂

（6）選擇性離子交換樹脂（螯合性）（7）電子交換樹脂(氧化還原樹脂)

（二）離子交換樹脂按照樹脂的物理結(jié)構(gòu)分類分為：凝膠型樹脂；大網(wǎng)格型樹脂。4.為何陰樹脂交換容量用動態(tài)法測定而陽樹脂用靜態(tài)法測定？

5.離子交換樹脂除了離子作用力外，可能還存在哪些作用力 除靜電力外，還存在氫鍵和范德華力等輔助力。6.大網(wǎng)格離子與凝膠離子交換樹脂在結(jié)構(gòu)上有何不同？（1）交聯(lián)度（2）孔徑大，交換速度快，抗污染（3）比表面大（4）永久孔隙度，可用非水溶液中交換 7.選擇離子交換樹脂與吸附條件時應(yīng)當(dāng)考慮因素？

層析

1.苯硼酸親和介質(zhì)用于分離哪些目標(biāo)物？原理是什么? 道南效應(yīng)對離子交換樹脂產(chǎn)生怎樣的影響? 凝膠層析分離機理是什么? 凝膠層析分離機理：利用凝膠粒子為固定相，依據(jù)篩分原理，根據(jù)料液中溶質(zhì)分子的相對分子質(zhì)量進行分離。染料親和層析的分子機制是什么?

電泳 理解概念：電泳遷移率，電滲，電泳，SDS-PAGE，雙向電泳，等電聚焦。電泳(electrophoresis): 在電場作用下，帶電顆粒在溶液中的運動。遷移率：單位電場強度下，粒子的泳動速度

電滲（electroosmosis）: 在電場作用下，液體對毛細(xì)管表面電荷作相對運動。等電點聚焦

（Isoelectric focusing, IEF）原理：利用蛋白質(zhì)和氨基酸等兩性電解質(zhì)具有等電點，在等電點的pH下呈電中性，不發(fā)生泳動的特點進行電泳分離。不連續(xù)電泳與連續(xù)電泳有何區(qū)別？十二烷基硫酸鈉（SDS）在SDS-聚丙烯酰胺電泳中起什么作用？

第二篇：生物分離工程論文

超臨界萃取技術(shù)(分離工程)

姜浩

化工1010 1001011010

摘要：超臨界流體萃取(SFE)技術(shù)開辟了分離工業(yè)的新領(lǐng)域，是一種新型的分離技術(shù)。本文對超臨界萃取的基本原理進行了闡述，介紹了超臨界萃取的特點及其在天然香料工業(yè)、食品和天然中草藥等方面的應(yīng)用和研究進展，并對今后的發(fā)展趨勢進行了展望。關(guān)鍵詞：超臨界萃取

應(yīng)用

展望

Abstract: Supercritical fluid extraction is a new kind of separation technology.This paper reviewed about its characteristic and the development of application in natural perfume, food, natural herbal medicine and other fields, and prospect of its development in the future Keywords: Supercritical fluid extraction Application Advance

超臨界萃取技術(shù)也叫做超臨界流體萃取技術(shù)。超臨界流體(Supercritical Fluid)是指處于超過物質(zhì)本身的臨界溫度和臨界壓力狀態(tài)的流體。這種狀態(tài)下的流體具有與氣體相當(dāng)?shù)母邼B透能力和低粘度，又兼有與液體相近的密度和對物質(zhì)優(yōu)良的溶解能力[1]。

超臨界流體萃取技術(shù)(Supercritical Fluid Extraction簡稱SEE)以超臨界狀態(tài)下的流體作為溶劑，利用該狀態(tài)下流體所具有的 y 滲透能力和 y 溶解能力萃取分離混合物的過程超臨界流體的溶解能力隨體系參數(shù)(溫度和壓力)而發(fā)生連續(xù)性變化，因而通過改變操作條件，稍微提y溫度或降低壓力，便可方便地調(diào)節(jié)組分的溶解度和萃取的選擇性

超臨界溶劑包括 CO2，NO2，SO2，N2 低鏈烴等，而 CO2 是最常用的超臨界萃取介質(zhì)，這是因為它的臨界溫度(31.1)接近室溫，臨界壓力(7.3AmPa)較低，萃取可以在接近室溫下進行，對熱敏性食品原料、生理活性物質(zhì)、酶及蛋自質(zhì)等無破壞作用，同時又安全、無毒、無臭，因而廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域中；具有廣泛的適應(yīng)性。由于超臨界狀態(tài)流體溶解度特異增大的現(xiàn)象，因而理論上超臨界流體萃取技術(shù)可作為一種通用高效的分離技術(shù)而應(yīng)用。

1.超臨界萃取技術(shù)概述 1.1.原理及特點

超臨界流體處于臨界溫度和臨界壓力以上，兼具氣體和液體的雙重性質(zhì)和優(yōu)點，粘度小，接近于氣體，而密度又接近于液體，擴散系數(shù)為液體的10～100倍，具有良好的溶解特性和傳質(zhì)特性[4]。

由于在超臨界狀態(tài)下的壓力太高以及內(nèi)部相平衡模擬體系等原因，所以超臨界流體的基礎(chǔ)理論研究還處于發(fā)展階段，尚未形成系統(tǒng)的理論。對于計算超臨界物質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)，通常用的是Redich和Kwong的RK—EOS方程，同時后人又進行了一些改進，如Soave的SRK—EOS方程，Peng和Robinso的PR—EOS方程。Brenneche對SCF相平衡作了系統(tǒng)的應(yīng)用分析，提出將SCF作為密相氣體或膨脹液體處理的模型，并指出狀態(tài)方程對臨界點和臨界區(qū)計算的局限性，尤其對于不對稱混合物組成的物系，難以找到適應(yīng)性比較好的混合規(guī)則。近年來許多研究者對SCF密度、極性、溶解度、相平衡和溶劑相互作用等，利用分子動力學(xué)和蒙特卡羅等計算機模擬方法作了大量工作，但仍難以滿足要求。尋求新的和準(zhǔn)確的模型方程和計算方法是預(yù)測SCF相行為和進行SCF反應(yīng)研究的保證[5]。1.2.超臨界下反應(yīng)動力學(xué)和反應(yīng)選擇性

超臨界狀態(tài)下反應(yīng)動力學(xué)通常利用過渡狀態(tài)原理，許多學(xué)者利用它描述了超臨界反應(yīng)速率常數(shù)和壓力、活化體積等因素的關(guān)系。Troe及其合作者、Yoshimura和Kimura在很寬的流體密度范圍內(nèi)研究了簡單反應(yīng)的動力學(xué)和熱力學(xué)。Troe及其合作者公式化了擴散(籠效應(yīng))對表觀速率常數(shù)的影響，并用范德瓦爾斯簇的形成解釋了他們的試驗結(jié)果。Yoshimura和Kimura在超臨界CO2流體中很寬的密度范圍內(nèi)研究了2-甲基-2-亞硝基丙烷的分解動力學(xué)，發(fā)現(xiàn)速率常數(shù)隨密度增加而減小，但是在中等密度范圍內(nèi)，密度的依賴性很小[6-7]。

超臨界狀態(tài)下壓力和粘度可以影響某些反應(yīng)的選擇性或某些分解反應(yīng)的途徑，同時超臨界流體的溶劑效應(yīng)可以影響異構(gòu)化反應(yīng)的機理，對某些反應(yīng)的中間態(tài)起到穩(wěn)定或促進作用[8]。Hrnjez的工作表明，SCF可以改變化學(xué)反應(yīng)的立體選擇性和配位選擇性，并認(rèn)為是由于壓力引起的溶劑極性變化所致。Kimura研究了SCF的性質(zhì)對超臨界反應(yīng)平衡的影響。Peck的研究認(rèn)為對可逆反應(yīng)，極性超臨界溶劑有利于反應(yīng)朝極性化合物的方向移動[7]。

2.超臨界革取技術(shù)的應(yīng)用

［］2.1.臨界流體萃取技術(shù)在天然香料工業(yè)中的應(yīng)用8

20世紀(jì)80年代以來國外的工業(yè)裝置兒乎都是以天然香料分離提取為對象。傳統(tǒng)的提取方法部分不穩(wěn)定的香氣成分受熱變質(zhì)，但在超臨界條件卜，可以將整個分離過程在常溫卜進行，萃取物的主要成分一精油和特征的星味成分同時被抽出，并且CO2無毒、無殘留現(xiàn)象[9-11]。從洗滌用品、化妝品中的添加劑到香水，使得植物芳香成分在精細(xì)日用化工中是不可或缺的一部分。何春茂[9]等人用超臨界CO2對桂花、茉莉花進行了萃取研究，考察萃取時間、溫度、壓力對浸膏得率和質(zhì)量的影}響。桂花萃取最佳工藝條件為：壓力12-16MPa，溫度308-318 K，時間1.5-2h，浸膏得率0.251%；茉莉花萃取最佳工藝條件為：壓力12-15MPa，溫度308-323K，時間1-1.5h，浸膏得率為0.240%。

由于液體CO2的極性較小，對果汁中的醇、酮、酯等有機物的溶解能力較強。因此，液體CO2同樣可作為蔬菜特有香味的抽提劑。具稱所得產(chǎn)物富含含氧成分，香氣風(fēng)味俱佳。而且SFE-CO2法還有望成為一種果汁脫苦的方法?？掠诩襕10-11]等用0.1L超臨界CO2萃取裝置萃取生姜、芫姜籽、砂仁和八角等辛香料精油的工藝、組成成分等方面的內(nèi)容，并且與傳統(tǒng)的水汽蒸餾法進行了比較。超臨界CO2萃取法萃取辛香料精油能提取更多的有效成分，油收率比水汽法提高3倍左右。并對辛香料精油的中試、工業(yè)化試驗的情況，用25L.200L超臨界CO2萃取裝置萃取辛香料精油的工藝、組成成分、物性指標(biāo)等方面的內(nèi)容進行了研究。張忠義[12]等用超臨界CO2流體萃取技術(shù)和分子蒸餾對大蒜化學(xué)成分進行萃取與分離，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測定其化學(xué)成分；從超臨界CO2萃取物中鑒定出16種成分，經(jīng)分子蒸餾后，得到4種主要成分。2.2.食品方面的應(yīng)用

伴隨著人類利會的進步，飲食文化的內(nèi)涵不斷豐富，人們對食品提出了營養(yǎng)性、方便性功能性等更多的要求，同時還越來越強調(diào)其安全性。我國食品工業(yè)應(yīng)用超臨界萃取技術(shù)己逐步由實驗室研究走向產(chǎn)業(yè)化，集中用在脫咖啡因、啤酒花有效成分萃取、植物油脂的萃取、色素的分離等方面。2.2.1.脫咖啡因

超臨界流體萃取技術(shù)得到較旱大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用的是天然咖啡豆的脫咖啡因?？Х纫蚴且环N較強的中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮劑，富含十咖啡豆和茶葉中，許多人飲用咖啡或茶時，不喜歡咖啡因含量過高，而且從植物中脫卜的咖啡因可做藥用。已常作為藥物中的摻合劑，因此咖啡豆和茶葉脫咖啡因的研究應(yīng)運而生。韓佳賓[13]、江和源[14]等通過正交實驗確定了超臨界流體脫除茶葉中咖啡因的最佳工藝參數(shù)。結(jié)果表明，茶樣形態(tài)對咖啡因脫除影響極大，60日磨碎茶樣的咖啡因脫除率可達(dá)85.63%，咖啡因含量<0.5%；含水率對茶葉中咖啡因的脫除率影響也較大，含水率為35%-50%時較適宜。正交實驗中，咖啡因脫除率的影響因子主次順序為壓力>溫度>動態(tài)循環(huán)時間>夾帶劑用量，而對兒茶素來說，夾帶劑的影響較為明顯。2.2.2.啤酒花有效成分萃取

啤酒花中對釀酒有用的部分是揮發(fā)油和軟樹脂中的律草酮又稱α-酸。揮發(fā)油賦予啤酒特有的香氣，而α-酸在麥芽汁煮沸過程中將異構(gòu)化為異α-酸，這是造成啤酒苦味的重要物質(zhì)。用超臨界二氧化碳萃取啤酒花，α-酸的萃取率可達(dá)95%以上。萃取物為黃綠色的帶芳香味的膏狀物。張侃[15]、黃亞東[16]等對啤酒花的超臨界CO2萃取物的組分進行了分析，氣相色譜圖表明了超臨界CO2和液態(tài)CO2萃取物的異同；并對超臨界CO2萃取物進行釀酒試驗，結(jié)果表明超臨界CO2萃取物不僅增加啤酒香味，還能改善日味。2.2.3.植物油脂的萃取

超臨界二氧化碳萃取對植物油脂的應(yīng)用比較廣泛成熟，呂維忠[17]等研究了大豆粗磷脂的超臨界CO2提純工藝，探討萃取壓力、萃取溫度、萃取時間對萃取率的影響。通過正交試驗得到優(yōu)化工藝條件為:萃取壓20MPa，萃取溫度50度，萃取時間5h。銀建中[18]等建立了一套超臨界流體萃取實驗裝置，就大豆和花生兩種植物油超臨界流體萃取進行了較為詳細(xì)的實驗研究。在探討了壓力、溫度、顆粒度、空隙率以及時間等對萃取率的影響之后，獲得了指導(dǎo)實際生產(chǎn)的最佳工藝參數(shù)條件。2.2.4.色素的分離

超臨界CO2還可以分離天然色素，隨著合成色素的不安全性日益受到人們的重視，世界各國合成色素的種類日趨減少。天然色素不僅使用安全，而且常有一定的營養(yǎng)價值，深受消費者喜愛。孫慶杰等[19]采用超臨界CO2萃取技術(shù)從番茄加工副產(chǎn)品番茄皮中提取出番茄紅素。研究了不同的壓力、溫度、流量和萃取時間對萃取率的影響。當(dāng)萃取壓力在15-25MPa，溫度40-50度，流量20kg/h，萃取1-2h，既可將番茄皮中90%以上的番茄紅素萃取出來。姜煒[20]介紹超臨界二氧化碳萃取技術(shù)提純辣椒紅色素的工作原理及工藝流程。工藝流程通過改變萃取壓力、萃取溫度、萃取時間和流速等參數(shù)確定了最佳工藝條件，在此條件下，得到的辣椒紅色素的色價達(dá)150以上，且雜質(zhì)含量符合國家標(biāo)準(zhǔn)[21-22]。2.3.在中藥研究與開發(fā)中的應(yīng)用

在醫(yī)藥工業(yè)中，中藥研制與開發(fā)中，必須組遵循 “三效”(速效、高效、長效)，：“一小”(劑量小、副作用小、毒性小)，“五方便”(生產(chǎn)、運輸、儲藏、攜帶、使用方便)為目的原則。而超臨界流體萃取技術(shù)很大程度上避免了傳統(tǒng)提藥制藥過程中的缺陷，提取物中不存在有害健康的殘留溶劑，同時具有操作條件溫和與不致使生物活性物質(zhì)失活變性的優(yōu)點，而且對環(huán)境保護也具有十分重要的作用，已為我國的中藥現(xiàn)代化、國際化提供了一條全新的途徑[23]。

根據(jù)中醫(yī)辯證論治理論，重要復(fù)方中有效成分是彼此制約、協(xié)同發(fā)揮作用的，SEF-CO2不是簡單地純化某組分，而是將有效成分進行選擇性分離，更有利十重要復(fù)方優(yōu)勢的發(fā)揮[23]。

除了從動植物中提取有效成分，還包括藥用成分分析及粗品的濃縮精制等[23]。楊林等研究萃取丹參素的最佳工藝條件。且通過正交設(shè)計，用超臨界CO2流體萃取，優(yōu)化出合理工藝條件，并與傳統(tǒng)溶劑提取工藝相對照。使得超臨界CO2流體萃取率為傳統(tǒng)工藝萃取率的1.1倍。鄧永智[24-26]等采用自制的CO2超臨界流體萃取系統(tǒng)提取了銀杏葉中聚戊烯醇酷考察了溫度、壓力、流速及時間等因素對提取效率的影響，確定了最佳的超臨界流體提取條件[24]。實驗結(jié)果表明，CO:超臨界流體提取銀杏葉中聚戊烯醇酷的最佳壓力、溫度、流速、時間分別為25MPa，65 度，8mL/min，6h。采用本方法萃取的提取物經(jīng)過硅膠色譜柱純化及高效液相色譜分析，與溶劑提取法相比較，提取效率比較好。

其他將中草藥各類成分的超臨界萃取分類如下：林秀仙等對百南紅豆杉、楊蘇蓓對五味子中的木脂素、張虹對川芍的有效成分提取、史慶龍等萃取黃山藥中的薯禎皂素、姚渭溪等提取靈芝內(nèi)有效成分及脫除有害成分[25]。

3.SFE的前景與展望

自20世紀(jì)70年代以來，超臨界流體技術(shù)已經(jīng)取得長足的進展。超臨界流體技術(shù)正以其獨特的優(yōu)點受到關(guān)注，并在萃取、化學(xué)反應(yīng)、材料制備等方面得到廣泛的應(yīng)用。超臨界萃取技術(shù)早己實現(xiàn)工業(yè)化，目前的趨勢是向大規(guī)模、高附加值和套裝工藝方向發(fā)展。在國內(nèi)外，超臨界流體技術(shù)還廣泛用于高分子聚合、有機反應(yīng)、酶催化反應(yīng)、材料制備等方面，目前各類報道頗多，但產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)卻為數(shù)不多，有望在不久的將來能形成規(guī)模生產(chǎn)，得到實際應(yīng)用。超臨界流體技術(shù)以綠色、環(huán)保而受到人們的關(guān)注，它為綠色化學(xué)提供了全新的反應(yīng)體系，相信超臨界流體技術(shù)必將得到迅速發(fā)展，應(yīng)用也將有廣闊的前景[27]。

參考文獻(xiàn)：

[1] 任軼鍇,孫永利,賈紹義.超臨界技術(shù)的研究和應(yīng)用進展[J].天津化工.2003,17(3):14-17 [2] 王建鳴.超臨界萃取技術(shù)的新進展[J].高等函授學(xué)報.2006,20(1):56-59

[3] 王洛春,仇汝臣,王英龍,方晨昭.超臨界萃取技術(shù)的應(yīng)用研究進展[J].化工縱橫.2003,17(1):9-11 [4] 陳嵐.超臨界萃取技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].醫(yī)藥工程設(shè)計.2006,27(3):65-68 [5] 勵建榮,夏明.超臨界流體萃取技術(shù)研究進展[J].食品與發(fā)酵工業(yè).2001,27(9):79-83 [6] 侯玉翠,張毅民,劉克文,車凱.超臨界流體技術(shù)的研究進展[J].化學(xué)工業(yè)與工程.2002,19(5):384-390 [7] 肖建平,范崇政.超臨界流體技術(shù)研究進展[J].化學(xué)進展.2001,13(2):94-101 [8] 陳嵐,滿瑞林.超臨界萃取技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代食品科技.2006,22(1):199-202 [9] 何春茂,梁忠云,劉雄民.超臨界CO2萃取桂花和茉莉浸膏的研究[J].精細(xì)化工.1998,(2): 22 [10]柯于家,鄭雯,伍培輝等.超臨界CO2萃取辛香料精油的試驗研究[J].中國油脂.2000,25(2):22-24 [11]柯于家,林紅秀,陳大君等.超臨界CO2萃取辛香料精油的試驗研究[J].中國油脂.2000,25(3):14-16 [12]張忠義,雷正杰,王鵬等.超臨界CO2萃取一分子蒸餾對大蒜化學(xué)成分的提取與分離[J].分析測試學(xué)報.2002(1):65-67 [13]韓佳賓,陳靜.超臨界二氧化碳萃取咖啡因的研究進展[J]現(xiàn)代化工.2003,23(3): 25-27 [14]江和源,蔣迎,劉栩.超臨界流體技術(shù)脫除綠茶中咖啡因和兒茶索的研究[J].食品科技與技術(shù).2004, 5:15 [15]張侃,劉士斌,郝曉剛.等超臨界CO2萃取啤酒花及其應(yīng)用[J]太原理工大學(xué)學(xué)報.2002,33(1):103-105 [16]黃亞東.利用超臨界CO2流體萃取酒花浸膏的研究[[J].廣州食品工業(yè)科技.2000,16(3)60-62 [17]呂維忠,鐘振聲,黃少烈.大豆粗磷脂的超臨界CO2提純工藝研究[J].食品工業(yè).2001,(1):40-42 [18]銀建中,孫獻(xiàn)文,李志義等.超臨界CO2流體萃取植物油的實驗研究[J].現(xiàn)代化工.2001,21(10): 26-27 [19]孫慶杰,丁霄霖超.臨界CO2萃取番茄紅索的初步研究[J].食品與發(fā)酵工程.1998,(24)3 [20]姜煒超.臨界萃取技術(shù)在辣椒紅色索中的應(yīng)用[J].南京理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版.2002,26(1): 80-82 [21]周強,張富新.超臨界萃取技術(shù)及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用進展[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進展.2006,6(5):49-51 [22]郎中敏,吳剛強.超臨界萃取技術(shù)在天然色素中的應(yīng)用前景[J].內(nèi)蒙古石油化工.2006,9:83-84 [23]蔡建國,俞威,鄧修.超臨界流體技術(shù)用于中藥有效成分的提取及精細(xì)分離.第一屆全國超臨界流體技術(shù)學(xué)術(shù)及應(yīng)用研討會

[24]秦竹麗,江元汝.超臨界萃取技術(shù)在生物堿提取中的應(yīng)用進展[J].化工時刊.2006,20(7):60-63 [25] 朱廷風(fēng),廖傳華.超臨界C02萃取天然產(chǎn)物的現(xiàn)狀與研究進展[J].過濾與分離.2005,15(2):10-12 [26]Kou-Lung Chiu, Ya-Chuan Cheng, Tun-Hao Chen.Chiehming J.Chang, Po-Wen Yang.Supercritical fluids extraction of Ginkgo ginkgolides and ffavonoids, Journal of Supercritical Fluids.2002(24): 77-87 [27]楊冬芝,劉道杰.新型萃取技術(shù)的應(yīng)用進展[J].聊城大學(xué)學(xué)報.2004,17(4):46-50

第三篇：生物分離工程選擇題

選擇題：

1.B 可以提高總回收率。

A.增加操作步驟 B.減少操作步驟 C.縮短操作時間 D.降低每一步的收率

2．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、各種方法都試驗一下，根據(jù)試驗結(jié)果確定 選擇題：

1、適合小量細(xì)胞破碎的方法是（）

A、高壓勻漿法 B.超聲破碎法 C.高速珠磨法 D.高壓擠壓法

2、絲狀（團狀）真菌適合采用（A）破碎。

A、珠磨法 B、高壓勻漿法 C、A與B聯(lián)合 D、A與B均不行

3、撞擊破碎法適用于（C）的回收。A、蛋白質(zhì) B、細(xì)胞壁 C、細(xì)胞器 D、核酸

4、以下哪項不是在重力場中，顆粒在靜止的流體中降落時受到的力（B）A.重力 B.壓力 C.浮力 D.阻力

5、顆粒與流體的密度差越小，顆粒的沉降速度（A）A.越小 B.越大 C.不變 D.無法確定

6、碟片式離心機中碟形分離板的作用是；（D）。

A、增大離心力，提高處理能力 B、增大流體阻力，提高處理能力

C、增大料液量，提高處理能力 D、增大沉降面積，提高處理能力

7、那種細(xì)胞破碎方法適用工業(yè)生產(chǎn)（A）

A.高壓勻漿 B超聲波破碎 C.滲透壓沖擊法 D.酶解法

8、可壓縮濾餅的平均比阻與壓力之間的關(guān)系為：（C）。

A、隨壓力提高而減小 B、與壓力無關(guān) C、隨壓力提高而增大 D、與壓力的倒數(shù)成正比

9、重力沉降過程中，固體顆粒不受 C 的作用。A.重力 B.摩擦力 C.靜電力 D.浮力 10.過濾的透過推動力是 D。

A.滲透壓 B.電位差 C.自由擴散 D.壓力差 11.在錯流過濾中，流動的剪切作用可以 B。

A.減輕濃度極化，增加凝膠層的厚度 B.減輕濃度極化，降低凝膠層的厚度 C.加重濃度極化，增加凝膠層的厚度 D.加重濃度極化，降低凝膠層的厚度 12.菌體和動植物細(xì)胞的重力沉降操作，采用 D 手段，可以提高沉降速度。A.調(diào)整pH B.加熱 C.降溫 D.加鹽或絮狀劑

13.差速區(qū)帶離心的密度梯度中最大密度 B 待分離的目標(biāo)產(chǎn)物的密度。A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于

14．基因工程藥物分離純化過程中，細(xì)胞收集常采用的方法（C）A．鹽析 B.超聲波 C.膜過濾 D.層析 15．高壓勻漿法破碎細(xì)胞，不適用于（D）

A.酵母菌 B大腸桿菌 C.巨大芽孢桿菌 D.青霉

16、目前在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的細(xì)胞破碎方法有：（D）A、超聲波法和化學(xué)法 C、凍融法和滲透壓法

B、酶解法和干燥法 D、高壓勻漿法和珠磨法

1．鹽析法沉淀蛋白質(zhì)的原理是（B）A.降低蛋白質(zhì)溶液的介電常數(shù) B.中和電荷，破壞水膜 C.與蛋白質(zhì)結(jié)合成不溶性蛋白 D.調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)溶液pH到等電點

2．從組織中提取酶時，最理想的結(jié)果是（C）A.蛋白產(chǎn)量最高 B.酶活力單位數(shù)值很大 C.比活力最高 D.Km最小

3、在一定的pH和溫度下改變離子強度（鹽濃度）進行鹽析，稱作（A）。

A、KS鹽析法 B、β鹽析法 C、重復(fù)鹽析法 D、分部鹽析法

4、下列電解質(zhì)的凝聚能力最強的為：（A）。A、Al2(SO4)3?18H2O B、MgSO4?7H2O C、FeCl3?6H2O D、NaCl

5、當(dāng)向蛋白質(zhì)純?nèi)芤褐屑尤胫行喳}時，蛋白質(zhì)溶解度：（C）。

A、增大 B、減小

C、先增大，后減小

D、先減小，后增大

6、能夠除去發(fā)酵液中鈣、鎂、鐵離子的方法是：（C）。

A、過濾 B、萃取 C、離子交換 D、蒸餾

7、鹽析操作中，硫酸銨在什么樣的情況下不能使用（B）

A.酸性條件 B堿性條件 C.中性條件 D.和溶液酸堿度無關(guān)

8、將四環(huán)素粗品溶于pH2的水中，用氨水調(diào)pH4.5—4.6，28－30℃保溫，即有四環(huán)素沉淀結(jié)晶析出。此沉淀方法稱為（B）

A、有機溶劑結(jié)晶法 B、等電點法 C、透析結(jié)晶法 D、鹽析結(jié)晶法

9.在Cohn方程中，logS=β-KsI中，鹽析常數(shù)Ks反映 C 對蛋白質(zhì)溶解度的影響。A.操作溫度 B.pH值 C.鹽的種類 D.離子強度

10.在Cohn方程中，logS=β-KsI中，β常數(shù)反映 B 對蛋白質(zhì)溶解度的影響。A.無機鹽的種類 B.pH值和溫度 C.pH值和鹽的種類 D.溫度和離子強度 11.蛋白質(zhì)溶液的pH接近其等電點時，蛋白質(zhì)的溶解度 B。A.最大 B.最小 C.恒定 D.零 12.變性活化能 A 的蛋白質(zhì)可利用熱沉淀法分離。A.相差較大 B.相差較小 C.相同 D.相反

13.在相同的離子強度下，不同種類的鹽對蛋白質(zhì)鹽析的效果不同，一般離子半徑 A 效果好。A.小且?guī)щ姾奢^多的陰離子 B.大且?guī)щ姾奢^多的陰離子 C.小且?guī)щ姾奢^多的陽離子 D.大且?guī)щ姾奢^多的陽離子 14.鹽析沉淀時，對 A 蛋白質(zhì)所需的鹽濃度低。

A.結(jié)構(gòu)不對稱且高分子量的 B.結(jié)構(gòu)不對稱且低分子量的 C.結(jié)構(gòu)對稱且高分子量的 D.結(jié)構(gòu)對稱且低分子量的 15．鹽析法純化酶類是根據(jù)（B）進行純化。

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)酶分子專一性結(jié)合的純化方法 16．若兩性物質(zhì)結(jié)合了較多陽離子，則等電點pH會（A）A.升高 B降低 C.不變 D.以上均有可能

17．若兩性物質(zhì)結(jié)合了較多陰離子，則等電點pH會（B）A.升高 B降低 C.不變 D.以上均有可能

18、關(guān)于蛋白質(zhì)鹽析的說法，哪個是不正確的：（C）A、不同蛋白質(zhì)，鹽析沉淀所需的鹽飽和度不同 B、同一蛋白質(zhì)濃度不同，沉淀所需的鹽的飽和度不同 C、溫度升高，鹽析作用強，故溫度越高越好 D、pH=pI時，鹽析的效果較好

1、非對稱膜的支撐層（C）。

A、與分離層材料不同 B、影響膜的分離性能 C、只起支撐作用 D、與分離層孔徑相同

2、在超濾過程中，主要的推動力是：(C)。

A、濃度差 B、電勢差 C、壓力 D、重力

3、在分子質(zhì)量相同時，下列哪種分子的截留率最低。(C)。A、球形分子 B、有支鏈的分子

C、呈線狀的分子 D、上述三種分子的截留率相同

4、電滲析采用的膜材料為：（C）。A、親水性膜 B、疏水性膜 C、離子交換膜 D、透析膜

5、常用于海水和苦咸水淡化的膜分離技術(shù)是（D）。

A、透析 B、微濾 C、超濾 D、電滲析

6、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 B 90%以上 C 70%以上 D 95%以上

7.膜分離是利用具有一定 D 特性的過濾介質(zhì)進行物質(zhì)的分離過程。A.擴散 B.吸附 C.溶解 D.選擇性透過 8.反滲透分離的對象主要是 A。

A.離子 B.大分子 C.蛋白質(zhì) D.細(xì)胞 9.超濾膜主要用于 D 分離。

A.菌體 B.細(xì)胞 C.微顆粒 D.不含固形物的料液 10.微濾主要用于 A 分離。

A.懸浮物 B.不含固形物的料液 C.電解質(zhì)溶質(zhì) D.小分子溶質(zhì)溶液 11.透析主要用于 D。

A.蛋白質(zhì)分離 B.細(xì)胞分離 C.懸浮液的分離 D.生物大分子溶液的脫鹽 12.菌體分離可選用 C。

A.超濾 B.反滲透 C.微濾 D.電滲析 13.除去發(fā)酵產(chǎn)物中的熱源通常選用 C。A.反滲透 B.微濾 C.超濾 D.透析 14.蛋白質(zhì)的回收濃縮通常選用 B。

A.反滲透 B.超濾 C.微濾 D.電滲析 15.孔徑越大的微濾膜，其通量 A。

A.下降速度越快 B.下降速度越慢 C.上升速度越快 D.上升速度越慢 16.超濾和微濾是利用膜的篩分性質(zhì)以 B 為傳質(zhì)推動力。A.滲透壓 B.膜兩側(cè)的壓力差 C.擴散 D.靜電作用 17.超濾和微濾的通量 C。

A.與壓差成反比，與料液粘度成正比 B.與壓差成正比，與料液粘度成正比 C.與壓差成正比，與料液粘度成反比 D.與壓差成反比，與料液粘度成反比 18.相對分子量相同時，B 分子截留率最大。A.線狀 B.球型 C.帶有支鏈 D.網(wǎng)狀

19.兩種以上高分子溶質(zhì)共存時與單純一種溶質(zhì)存在的截留率相比要 A。A.高 B.低 C.無變化 D.低許多 20.膜面流速增大，則 C。

A.濃度極化減輕，截留率增加 B.濃度極化嚴(yán)重，截留率減少 C.濃度極化減輕，截留率減少 D.濃度極化嚴(yán)重，截留率增加 21.膜分離過程中，料液濃度升高，則 D。

A.粘度下降，截留率增加 B.粘度下降，截留率降低 C.粘度上升，截留率下降 D.粘度上升，截留率增加

22.當(dāng)pH C，蛋白質(zhì)在膜表面形成凝膠極化層濃度最大，透過阻力最大，此時截留率最高。A.大于等電點 B.小于等電點 C.等于等電點 D.等電點附近

23.當(dāng)壓力較小時，膜面上尚未形成濃差極化層時，此時，透過通量與壓力成 A 關(guān)系。A.正比 B.反比 C.對數(shù)關(guān)系 D.指數(shù)

27.欲使溶質(zhì)濃度高的一側(cè)溶液中的溶劑透過到溶質(zhì)濃度低的一側(cè)時，在溶質(zhì)濃度高的一側(cè) A。A.施加壓力大于滲透壓 B.加壓力小于滲透壓 C.加壓等于滲透壓 D.加壓小于滲透壓

1、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）。A、單級萃取 B、三級錯流萃取 C、三級逆流萃取 D、二級逆流萃取

2、在液膜分離的操作過程中，（B）主要起到穩(wěn)定液膜的作用。A、載體 B、表面活性劑 C、增強劑 D、膜溶劑

3、用來提取產(chǎn)物的溶劑稱（C）。A、料液 B、萃取液 C、萃取劑 D、萃余液

4、膜相載體輸送中的同向遷移是指：（B）。

A、目標(biāo)溶質(zhì)的傳質(zhì)方向與其濃度梯度相同 B、目標(biāo)溶質(zhì)的傳質(zhì)方向與供能物質(zhì)的遷移方向相同

C、目標(biāo)溶質(zhì)的傳質(zhì)方向與載體的遷移方向相同 D、以上均不對

5、反膠團萃取中，蛋白質(zhì)相對于反膠團的（D）。

A、直徑越大，萃取率越高 B、直徑越小，萃取率越低

C、直徑的大小，與萃取率無關(guān) D、直徑越大，萃取率越低

6、在聚乙二醇/葡聚糖雙水相體系中，提高聚乙二醇的相對分子質(zhì)量，則蛋白質(zhì)在上下兩相中的分配系數(shù)：（A）。

A、減小 B、增大 C、恒定 D、為零

7、液一液萃取時常發(fā)生乳化作用，如何避免（D）

A.劇烈攪拌 B低溫 C.靜止 D.升溫

8、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）

A.降溫 B升高壓力 C.升溫 D.加入夾帶劑 9.溶質(zhì)在兩相達(dá)到分配平衡時，溶質(zhì)在兩相中的濃度 C。

A.相等 B.輕相大于重相中的濃度 C.不再改變 D.輕相小于重相中的濃度 10.萃取分配定律成立的條件為 C。

A.恒溫恒壓 B.恒溫恒壓，溶質(zhì)在兩相中相對分子質(zhì)量相等 C.恒溫恒壓，溶質(zhì)在兩相中相對分子質(zhì)量相等，且低濃度范圍 D.恒溫恒壓，低濃度范圍 11.分配常數(shù)與分配系數(shù) C。

A.完全相同 B.數(shù)值相同 C.分配常數(shù)是分配系數(shù)的一種特例 D.分配系數(shù)是分配常數(shù)的一種特例 12.分配常數(shù)與分配系數(shù)在 A 情況下相同。

A.溶質(zhì)在兩相中的分子形態(tài)相同 B.達(dá)到相平衡時 C.低濃度范圍 D.較高濃度時

13.若萃取平衡符合線性關(guān)系，并且各級萃取流量之和為一常數(shù)，各級萃取流量均相等時萃取分率 A。A.大 B.相等 C.小 D.不確定

14.紅霉素是堿性電解質(zhì)，采用有機溶劑萃取，水相從pH 9.8降至pH 5.5時，分配系數(shù)會 B。A.不改變 B.降低 C.先升后降 D.增加

15.青霉素是較強的有機酸，采用有機溶劑萃取時，水相中pH從3 升至6時，分配系數(shù)會 A。

A.明顯降低 B.變化不大 C.明顯增加 D.恒定不變

16.非電解質(zhì)溶質(zhì)在雙水相中的分配系數(shù)隨相對分子質(zhì)量的增大而 A。A.減小 B.增大 C.趨近無窮 D.變化不大

17.疏水因子HF一般隨聚合物的相對分子質(zhì)量、濃度和鹽析濃度的增大而 B。A.減少 B.增大 C.恒定 D.趨近于零

18.在pH為等電點的雙水相中蛋白質(zhì)的分配系數(shù)的對數(shù)值與雙水相的疏水因子HF呈線性關(guān)系，則直線的斜 率定義為 D。

A.雙水相的疏水性 B.蛋白質(zhì)的分配系數(shù) C.蛋白質(zhì)的靜電荷數(shù) D.蛋白質(zhì)的表面疏水性 19.在PEG/DX雙水相中，若添加的無機鹽使相間電位差??應(yīng)調(diào)節(jié)pH B。

A.等于蛋白質(zhì)的等電點 B.大于等電點 C.小于等電點 D.等于7 20.在pH為等電點的雙水相中，蛋白質(zhì)主要根據(jù) C 產(chǎn)生各自分配。A.荷電荷的大小 B.分子量差異 C.疏水性差異 D.荷電荷性質(zhì) 21.無機鹽的存在 B 溶質(zhì)向有機相中分配。

A.不影響 B.有利于 C.不利于 D.以上答案都不對

22.利用液膜膜相中流動載體 B 作用的傳質(zhì)機理稱為液膜膜相載體輸送。A.滲透 B.選擇性輸送 C.溶解 D.擴散 23.液膜中膜溶劑的粘度越大，則膜 B。

A.越薄 B.易于成膜 C.難成膜 D.穩(wěn)定性越差 24.蛋白質(zhì)溶解在反膠團中的主要推動力是 C。

A.濃度差 B.電位差 C.靜電相互作用 D.壓力差

25.反膠團萃取若選用陰離子型表面活性劑，當(dāng)水相中pH B 蛋白質(zhì)等電點時，蛋白質(zhì)易溶于反膠團中。A.大于 B.小于 C.等于 D.偏離

26.超臨界流體在其臨界溫度和壓力附近的微小變化，都會引起 C 發(fā)生很大的變化。A.粘度 B.體積 C.密度 D.質(zhì)量

27.液固萃取是利用液體提取固體的有用成分的 C 分離操作。A.溶解 B.吸附 C.擴散 D.滲透 28.超臨界流體萃取的萃取速度 C 液—液萃取。A.低于 B.等于 C.大于 D.近似等于 29.反膠團的形狀是（A）。

A、極性頭朝里，非極性尾朝外 B、極性頭朝外，非極性尾朝里 C、極性頭和非極性尾都朝外 D、極性頭和非極性尾都朝里 1．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.磷酸鈣

2、吸附色譜分離的依據(jù)是（A）。

A、固定相對各物質(zhì)的吸附力不同 B、各物質(zhì)分子大小不同

C、各物質(zhì)在流動相和固定相的分配系數(shù)不同 D、各物質(zhì)與專一分子的親和力不同

3、恒定圖式假設(shè)必定發(fā)生在(B)。A、非優(yōu)惠吸附 B、優(yōu)惠吸附 C、線性吸附 D、以上均正確 4.當(dāng)吸附操作達(dá)到穿透點時，應(yīng) B 操作。

A.繼續(xù)吸附 B.停止吸附 C.停止再生 D.停止洗脫 5.離子交換的分配系數(shù)與離子濃度呈 D 關(guān)系。

A.線性增加 B.線性減少 C.指數(shù)增加 D.指數(shù)減少 6．相對于下列物質(zhì)而言，離子交換劑不適用于提取（D）物質(zhì)。

?0，要使蛋白質(zhì)分配于富含PEG的上相中，6 A．抗生素 B.氨基酸 C.有機酸 D.蛋白質(zhì)

7．下列哪一項是強酸性陽離子交換樹脂的活性交換基團（A）

A 磺酸基團（-SO3 H）B 羧基-COOH C 酚羥基C6H5OH D 氧乙酸基-OCH2COOH 8．離子交換法是應(yīng)用離子交換劑作為吸附劑，通過（A）將溶液中帶相反電荷的物質(zhì)吸附在離子交換劑上。

A、靜電作用 B、疏水作用 C、氫鍵作用 D、范德華力

9．工業(yè)上強酸型和強堿型離子交換樹脂在使用時為了減少酸堿用量且避免設(shè)備腐蝕，一般先將其轉(zhuǎn)變?yōu)椋˙）。

A、鈉型和磺酸型 B、鈉型和氯型 C、銨型和磺酸型 D、銨型和氯型

10．通過改變pH值從而使與離子交換劑結(jié)合的各個組分被洗脫下來，可使用（A）

A.陽離子交換劑一般是pH值從低到高洗脫 B陽離子交換劑一般是pH值從高到低洗脫 C.陰離子交換劑一般是pH值從低到高 D.以上都不對 1．HPLC是哪種色譜的簡稱（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

2、下列哪一項是強酸性陽離子交換樹脂的活性交換基團（A）

A 磺酸基團（-SO3 H）B 羧基-COOH C 酚羥基C6H5OH D 氧乙酸基-OCH2COOH

3、如果要將復(fù)雜原料中分子量大于5000的物質(zhì)與5000分子量以下的物質(zhì)分開選用（D）。A、Sephadex G-200 B、Sephadex G-150 C、Sephadex G-100 D、Sephadex G-50

4、離子交換法是應(yīng)用離子交換劑作為吸附劑，通過（A）將溶液中帶相反電荷的物質(zhì)吸附在離子交換劑上。

A、靜電作用 B、疏水作用 C、氫鍵作用 D、范德華力

5、洗脫體積是：（C）。

A、凝膠顆粒之間空隙的總體積 B、溶質(zhì)進入凝膠內(nèi)部的體積

C、與該溶質(zhì)保留時間相對應(yīng)的流動相體積 D、溶質(zhì)從柱中流出時所用的流動相體積

6、陰離子交換劑（C）。

A、可交換的為陰、陽離子 B、可交換的為蛋白質(zhì) C、可交換的為陰離子 D、可交換的為陽離子

7、工業(yè)上強酸型和強堿型離子交換樹脂在使用時為了減少酸堿用量且避免設(shè)備腐蝕，一般先將其轉(zhuǎn)變?yōu)椋˙）。

A、鈉型和磺酸型 B、鈉型和氯型 C、銨型和磺酸型 D、銨型和氯型

7、在凝膠過濾（分離范圍是5000~450000）中，下列哪種蛋白質(zhì)最先被洗脫下來。(B）。

A、細(xì)胞色素C（13370）B、肌球蛋白（400000）C、過氧化氫酶（247500）D、血清清蛋白（68500）

8、依離子價或水化半徑不同，離子交換樹脂對不同離子親和能力不同。樹脂對下列離子親和力排列順序正確的有（A）。

A、Fe3+>Ca2+>Na+ B、Na+ >Ca2+> Fe3+ C、硫酸根>檸檬酸根>硝酸根 D、硝酸根>硫酸根>檸檬酸根

9、分子篩層析純化酶是根據(jù)（C）進行純化。

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)酶分子專一性結(jié)合的純化方法

10、通過改變pH值從而使與離子交換劑結(jié)合的各個組分被洗脫下來，可使用（A）A.陽離子交換劑一般是pH值從低到高洗脫 B陽離子交換劑一般是pH值從高到低洗脫 C.陰離子交換劑一般是pH值從低到高 D.以上都不對

11、那一種凝膠的孔徑最小（A）

A.Sephadex G-25 B Sephadex G-50 C.Sephadex G-100 D.Sephadex G-200

12、為了進一步檢查凝膠柱的質(zhì)量，通常用一種大分子的有色物質(zhì)溶液過柱，常見的檢查物質(zhì)為藍(lán)色葡聚糖，下面不屬于它的作用的是（C）

A、觀察柱床有無溝流 B、觀察色帶是否平整 C、測量流速 D、測量層析柱的外水體積 12.凝膠過濾層析中，流動相的線速度與HETP成 C 關(guān)系。A.無 B.線性減少 C.線性增加 D.對數(shù)

13.GFC中溶質(zhì)的分配系數(shù)在分級范圍內(nèi)隨相對分子質(zhì)量的對數(shù)值增大而 B。A.線性增大 B.線性減少 C.急劇增大 D.急劇減少 14.凝膠的分級范圍越小，則分離度 A。

A.越大 B.越小 C.小于1 D.小于0 15.線性梯度洗脫過程中，流動相的離子強度線性增大，因此，溶質(zhì)的 C 連續(xù)降低，移動速度逐漸增大。A.溶解度 B.擴散系數(shù) C.分配系數(shù) D.分離度

16.逐次洗脫過程中，流動相的離子強度階躍增大，溶質(zhì)的分配系數(shù) B 降低。A.逐漸 B.階躍式 C.線性 D.急劇

17.在液相色譜法中，按分離原理分類，液固色譜法屬于（D）。

A、分配色譜法 B、排阻色譜法 C、離子交換色譜法 D、吸附色譜法 18.在高效液相色譜流程中，試樣混合物在（C）中被分離。A、檢測器 B、記錄器 C、色譜柱 D、進樣器 19.液相色譜流動相過濾必須使用何種粒徑的過濾膜？B A、0.5μm B、0.45μm C、0.6μm D、0.55μm 20.在液相色譜中，為了改變色譜柱的選擇性，可以進行如下哪些操作？C A、改變流動相的種類或柱子 B、改變固定相的種類或柱長 C、改變固定相的種類和流動相的種類 D、改變填料的粒度和柱長 21.在液相色譜法中，提高柱效最有效的途徑是（D）

A、提高柱溫 B、降低板高 C、降低流動相流速 D、減小填料粒度 22．分配層析中的載體（C）。

A、對分離有影響 B、是固定相 C、能吸附溶劑構(gòu)成固定相 D、是流動相 23．下列關(guān)于正相色譜與反相色譜說法正確的是（C）

A.正相色譜是指固定相的極性低于流動相的極性 B正相色譜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慢 C.反相色譜是指固定相的極性低于流動相的極性 D.反相色譜層析過程 中，極性大的分子比極性小的分子移動的速度慢 24．疏水親和吸附層析通常在（D）的條件下進行 A.酸性 B堿性 C.中 D.高濃度鹽溶液

24.葡聚糖凝膠和聚丙烯酰胺凝膠的商品名分別是：(D)A.Sepharose和Bio-Gel A B.Sepharose和Sephadex C.Sephadex和Bio-Gel A D.Sephadex和Bio-Gel P

25、氨基酸自動分析儀是以下列哪種色譜分離方法為基礎(chǔ)而設(shè)計的：（A）A、離子交換色譜 B、吸附色譜 C、分配色譜、D、凝膠色譜

26、凝膠色譜法中所用到的凝膠的化學(xué)本質(zhì)大多是（B）。A、脂質(zhì) B、糖類化合物 C、蛋白質(zhì) D、核酸

27、在液相色譜法中，按分離原理分類，液固色譜法屬于（D）。A、分配色譜法 B、排阻色譜法 C、離子交換色譜法 D、吸附色譜法 28.在高效液相色譜流程中，試樣混合物在（C）中被分離。A、檢測器 B、記錄器 C、色譜柱 D、進樣器

29.在液相色譜中, 某組分的保留值大小實際反映了哪些部分的分子間作用力（C）A、組分與流動相 B、組分與固定相 C、組分與流動相和固定相 D、組分與組分 1．針對配基的生物學(xué)特異性的蛋白質(zhì)分離方法是（C）。A.凝膠過濾 B.離子交換層析 C.親和層析 D.紙層析

2、親和層析的洗脫過程中，在流動相中加入配基的洗脫方法稱作（C）。

A、等電點洗脫 B、劇烈洗脫 C、競爭洗脫 D、非競爭洗脫

3、如果親和結(jié)合作用源于親和分子對與金屬離子形成的配位鍵，則加入下列哪種試劑可消除親和作用（D）。

A、十二烷基磺酸鈉 B、氯化鈉

C、乙醇胺 D、乙二胺四乙酸（EDTA）

4、當(dāng)親和作用主要源于疏水性相互作用，增大離子強度，則可（A）親和作用。

A、提高 B、降低

C、無影響 D、在一定條件下降低

5.具有親和作用的分子（物質(zhì)）對之間具有“鑰匙”和“鎖孔”的關(guān)系是產(chǎn)生親和結(jié)合作用的 C。A.充分條件 B.充要條件 C.必要條件 D.假設(shè)條件 6.如果親和作用主要源于靜電引力，提高離子強度會 D 親和作用。A.增加 B.減弱 C.不影響 D.減弱或完全破壞 7.如果親和作用以氫鍵為主，提高離子強度會 D 親和作用。A.增加 B.減弱 C.不影響 D.降低或消除

8.當(dāng)親和作用以疏水性相互作用時，提高離子強度會 A 親和作用。A.增加 B.減弱 C.無影響 D.完全破壞

9.在親和分離操作中，許多親和吸附的目標(biāo)蛋白質(zhì)用高濃度的鹽溶液洗脫，說明 D 在親和作用中占主要地位。A.疏水性相互作用 B.配位鍵 C.非共價鍵 D.靜電力 10.C 的存在可以抑制氫鍵的形成。

A.氧原子 B.氮原子 C.脲和鹽酸胍 D.NaCl 11．下列哪項酶的特性對利用酶作為親和層析固定相的分析工具是必需的？（B）A.該酶的活力高

B..對底物有高度特異親合性 C.酶能被抑制劑抑制 D.最適溫度高 選擇題：

1、人血清清蛋白的等電點為4.64，在PH為7的溶液中將血清蛋白質(zhì)溶液通電，清蛋白質(zhì)分子向（A）A ：正極移動；B：負(fù)極移動；C：不移動；D：不確定。

2、影響電泳分離的主要因素（B）

A 光照 B 待分離生物大分子的性質(zhì)C 濕度 D 電泳時間 3.電泳分離的機理是 B 分離過程。

A.液—液相平衡 B.速率 C.分配平衡 D.篩分 4.電解質(zhì)溶質(zhì)的遷移率是 C 下的泳動速度。

A.單位時間 B.單位溶質(zhì)質(zhì)量 C.單位電場強度 D.單位靜電引力 5．下列有關(guān)電泳時溶液的離子強度的描述中，錯誤的是（B）

A．溶液的離子強度對帶電粒子的泳動有影響 B．離子強度越高、電泳速度越快 C．離子強度太低，緩沖液的電流下降

D．離子強度太低，擴散現(xiàn)象嚴(yán)重，使分辨力明顯降低 6．一般來說，顆粒帶凈電荷量、直徑和泳動速度的關(guān)系是（A）

A．顆粒帶凈電荷量越大或其直徑越小，在電場中的泳動速度就越快 B．顆粒帶凈電荷量越小或其直徑越小，在電場中的泳動速度就越快 C．顆粒帶凈電荷量越大或其直徑越大，在電場中的泳動速度就越快 D．顆粒帶凈電荷量越大或其直徑越小，在電場中的泳動速度就越慢 7．20世紀(jì)60年代中期問世的等電聚焦電泳，是一種（D）

A．分離組份與電解質(zhì)一起向前移動的同時進行分離的電泳技術(shù) B．能夠連續(xù)地在一塊膠上分離數(shù)千種蛋白質(zhì)的電泳技術(shù) C．利用凝膠物質(zhì)作支持物進行的電泳技術(shù)

D．利用有pH值梯度的介質(zhì)，分離等電點不同的蛋白質(zhì)的電泳技術(shù) 8．雙向電泳樣品經(jīng)過電荷與質(zhì)量兩次分離后（E）

A．可得到分子的分子量，分離的結(jié)果是帶 B．可得到分子的等電點，分離的結(jié)果是點 C．可得到分子的等電點，分離的結(jié)果是帶 D．可得到分子的等電點、分子量，分離的結(jié)果是帶 E．可得到分子的等電點、分子量，分離的結(jié)果是點

9．聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白質(zhì)，除一般電泳電荷效應(yīng)外，欲使分辯率提高還應(yīng)有的作用是（D）

A．濃縮作用 B．?dāng)U散作用 C．重力作用 D．分子篩作用 E．電滲作用

10．毛細(xì)管電泳的特點（ABCD）

A．高靈敏度、高分辨率 B．高速度 C．樣品少 D．應(yīng)用范圍廣

1、處于包含體內(nèi)的表達(dá)產(chǎn)物（A）。

A、具有正確的一級結(jié)構(gòu) B、具有正確的二級結(jié)構(gòu) C、具有正確的三級結(jié)構(gòu) D、不具有任何正確的結(jié)構(gòu)

2.目前認(rèn)為包含體的形成是部分折疊的中間態(tài)之間 A 相互作用的結(jié)果。A.疏水性 B.親水性 C.氫鍵 D.靜電

1、結(jié)晶過程中，溶質(zhì)過飽和度大?。ˋ）。

A、不僅會影響晶核的形成速度，而且會影響晶體的長大速度 B、只會影響晶核的形成速度，但不會影響晶體的長大速度 C、不會影響晶核的形成速度，但會影響晶體的長大速度 D、不會影響晶核的形成速度，而且不會影響晶體的長大速度

2、結(jié)晶法對溶劑選擇的原則是：（C）。

A、對有效成分溶解度大，對雜質(zhì)溶解度小

B、對有效成分溶解度小，對雜質(zhì)溶解度大

C、對有效成分熱時溶解度大冷時溶解度小，對雜質(zhì)冷熱都易溶或都難溶 D、對雜質(zhì)熱時溶解度大，冷時溶解度小

3、在什么情況下得到粗大而有規(guī)則的晶體（A）。

A、晶體生長速度大大超過晶核生成速度

B、晶體生長速度大大低于過晶核生成速度

C、晶體生長速度等于晶核生成速度 D、以上都不對

4、在下列各個區(qū)域中，不會在結(jié)晶中自發(fā)成核且加入結(jié)晶顆粒后晶體會生長，但不會產(chǎn)生新晶核的區(qū)域是（B）。

A、穩(wěn)定區(qū) B、第一介穩(wěn)區(qū) C、第二介穩(wěn)區(qū) D、不穩(wěn)區(qū) 5.大多數(shù)溶質(zhì)的溶解度隨 B 的升高而顯著增大。

A.壓力 B.溫度 C.擴散系數(shù) D.濃度 6.除溫度外，B 對溶質(zhì)的溶解度有顯著影響。A.壓力 B.溶劑組成 C.稀度 D.擴散系數(shù) 7.微小晶體的溶解度 B 普遍晶體的溶解度。A.低于 B.高于 C.接近D.等于

８、影響晶體大小的主要因素與下列哪些因素?zé)o關(guān)：（D）。A、過飽和度 B、溫度 C、攪拌速度 D、飽和度

1、恒速干燥階段與降速干燥階段，那一階段先發(fā)生（A）。

A、恒速干燥階段 B、降速干燥階段

C、同時發(fā)生 D、任何一種都可能會先發(fā)生

2、通過導(dǎo)熱介質(zhì)干燥物料的干燥操作，稱為(B)。

A、直接加熱干燥 B、間接加熱干燥 C、對流干燥 D、介電加熱干燥

3、物料中結(jié)合水與非結(jié)合水的基本區(qū)別在于其產(chǎn)生的水蒸汽壓（）同溫度下純水的飽和蒸汽壓。A.等于； B.大于； C.小于

4、濕物料在指定的空氣條件下被干燥的極限含水量稱為()。A.結(jié)合水； B.平衡含水量； C.臨界含水量；D.自由含水量

第四篇：制藥分離工程思考題和練習(xí)題答案

1-2 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，綜合應(yīng)用生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)、物理化學(xué)和藥學(xué)等的原理與方法進行加工、制造而成的一大類預(yù)防、診斷、治療制 品。廣義的生物藥物包括從動物、植物、微生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)類似物。

化學(xué)合成藥物一般由化學(xué)結(jié)構(gòu)比較簡單的化工原料經(jīng)過一系列化學(xué)合成和物理處理過程制得(稱全合成);或由已知具有一定基本結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物經(jīng)對化學(xué)結(jié)構(gòu)進行改造和物理處 理過程制得(稱半合成)。

中藥則以天然植物藥、動物藥和礦物藥為主，但自古以來也有一部分中藥來自人工合成(如無機合成中藥汞、鉛、鐵，有機合成中藥冰片等)和加工制成(如利用生物發(fā)酵生產(chǎn)的六神曲、豆豉、醋、酒等，近年來亦采用密環(huán)菌固體發(fā)酵、冬蟲夏草菌絲體培養(yǎng)、靈芝和銀耳發(fā)酵等)。1-5 試說明化學(xué)合成制藥、生物制藥和中藥制藥三種制藥過程各自常用的分離技術(shù)以及各有什么特點。

1-10 試按照過程放大從易到難的順序，列出常用的8種分離技術(shù)。

1-11 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？

1-12 吸附、膜分離和離子交換三種分離技術(shù)中，技術(shù)成熟度最高的是哪一種？最低的又是哪一種

2-1簡述植物藥材浸取過程的幾個階段。①浸潤、滲透階段，即溶劑滲透到細(xì)胞中

②解析、溶解階段，解析即溶劑克服細(xì)胞成分之間的親和力 ③擴散、置換階段，包括分子擴散和對流擴散

2-4選擇浸取溶劑的基本原則有哪些，對常用的水和乙醇溶劑適用范圍進行說明。①對溶質(zhì)的溶解度足夠大，以節(jié)省溶劑用量

②與溶質(zhì)之間有足夠大的沸點差，以便于溶劑采用蒸餾方式回收利用 ③溶質(zhì)在溶劑中擴散系數(shù)大和粘度小 ④價廉易得，無毒，腐蝕性小

生物堿鹽類、苷、苦味質(zhì)、有機酸鹽、鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、唐、樹膠、色素、多糖類（果膠、粘液質(zhì)、菊糖、淀粉），以及酶和少量揮發(fā)油都能被水浸出，選擇性相對差，容易引起有效成分水解。乙醇介于極性和非極性之間，乙醇含量90%以上時適合浸取揮發(fā)油、有機酸、樹脂、葉綠素等；50%~70%時，適合浸取生物堿、苷類；50%以下時，適合浸取苦味質(zhì)。蒽醌類化合物。

2-6固液浸取工藝方法都有哪些，各用什么設(shè)備。浸取工藝：

單級浸取工藝。單級浸取工藝比較簡單，常用于小批量生產(chǎn)，缺點是浸出時間長，藥渣也能吸收一定量的浸出液，可溶性成分的浸出率低，浸出液的濃度也較低，濃縮時消耗熱量大。單級回流浸取工藝。又稱索氏提取，主要用于酒提或有機溶劑（如醋酸乙酯、氯仿、石油醚）浸提藥材及一些藥材提脂。提高了提取率，使提取與濃縮緊密結(jié)合在一起，缺點提取液受熱時間長，對熱敏性藥材不適宜。單級循環(huán)浸漬浸取工藝。有點提取液澄明度好，密閉提取溫度低，乙醇消耗量比其他工藝低，缺點液固比大。多級浸取工藝。半逆流多級浸取工藝。保持了循環(huán)提取法的優(yōu)點，克服了酒用量大的缺點，從操作上看奇數(shù)不急偶數(shù)有規(guī)律。

連續(xù)逆流浸取工藝。浸出率高，浸出液濃度也高，消耗的熱能少，浸出速度快。2-7影響浸取的主要因素有哪些。（1）浸取溶劑選擇和輔助劑的添加（2）浸取過程的影響因素

①藥材的粒度。按理論藥材愈細(xì)與溶劑接觸面積愈大，提取效果愈好，但植物性藥材愈細(xì)，吸附作用于強，過細(xì)大量細(xì)胞破裂，不溶性雜質(zhì)以及較多的樹脂，粘液使提取困難。

②浸取的溫度。溫度升高使組織軟化，促進膨脹，增加可溶性成分的溶解和擴散速率，而且溫度升高可使蛋白質(zhì)凝固，沒被破壞，有利于浸出和制劑的穩(wěn)定。但溫度過高可能是藥材中不耐熱的成分分解或揮發(fā)性成分分解、變質(zhì)、或揮發(fā)散失。③溶劑用量及提取次數(shù)。由實驗確定。

④浸取時間。一般誰來浸取時間與浸取量成正比，但時間過長往往導(dǎo)致大量雜質(zhì)溶出，如苷類易被在一起的酶所分解，以水為溶劑容易霉變。⑤濃度差。濃度差越大進出速率越快，一般連續(xù)逆流浸取的平均濃度差比1次浸取過程的濃度差大一些，攪拌或強制浸出循環(huán)液等有助于擴大濃度差

⑥溶液的PH值。如酸性溶液提取生物堿，堿性溶液提取皂苷等。⑦浸取的壓力。一種是密閉升溫加壓（慎用），一種是通過氣壓或液壓不升溫。3-2在液液萃取過程選擇萃取劑的理論依據(jù)和基本原則有哪些？

理論依據(jù)：根據(jù)萃取劑極性指數(shù)與被分離體系中各組分極性指數(shù)的差異來選擇萃取劑,即萃取劑的極性指數(shù)與被萃?。裕?shù)差異盡可能小而于其他組分的極性指數(shù)差異大 3-5比較多級逆流萃取和多級錯流萃取，說明兩種方法的缺優(yōu)點

多級錯流萃取流程特點是萃取的推動力較大，萃取效果好。但所用萃取劑量較大，回收溶劑時能量消耗也較大，工業(yè)上也較少采用這種流程。多級逆流萃取流程中，萃取相的溶質(zhì)濃度逐漸升高，但因在各級中其分別與平衡濃度更高的物料進行解觸，所以仍能發(fā)生傳質(zhì)過程。萃余相在最末級與純的萃取劑接觸，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。

3-6如何判斷采用某種溶劑進行分離的可能性與難易。3-7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，萃取操作可以進行，β=1時萃取操作不能進行 3-9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 超臨界流體萃取

4-5 結(jié)合超臨界二氧化碳的特性說明超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的優(yōu)勢與局限性。

4-12 試對超臨界萃取應(yīng)用于天然產(chǎn)物和中草藥有效成分的提取的優(yōu)勢與局限性進行評價。反膠團萃取與雙水相萃取

5-1 簡述反膠團與膠團的定義

膠團：將表面活性劑溶于水中，當(dāng)其濃度超過臨界膠團濃度時，表面活性劑就會在水溶液中聚集在一起形成聚集集體，稱為膠團

反膠團：若向有機溶劑中加入表面活性劑，當(dāng)其濃度超過臨界膠團濃度時，便會在有機溶劑中也形成聚集體。

5-2 試說明反膠團萃取的原理及特點 反膠團萃取的萃取原理：反膠團萃取的本質(zhì)仍然是液-液有機溶劑萃取。反膠團萃取利用表面活性劑在有機溶劑中形成反膠團，從而在有機相中形成分散的親水微環(huán)境，使生物分子在有機相（萃取相）內(nèi)存在于反膠團的親水微環(huán)境中。5-4 試說明雙水相的基本原理和特點？

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：1.易于放大 2.雙水相系統(tǒng)之間的傳質(zhì)和平衡過程速度快，回收效率高 3.易于進行連續(xù)化操作，設(shè)備簡單，且可直接與后續(xù)提純工序相連接，無需進行特殊處理 4.相分離條件溫和，因而會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提高選擇性或提高收率 6.操作條件溫和，整個操作過程在常溫下進行。第六章非均相分離

6-2過濾操作的操作原理是什么，影響過濾操作的因素有哪些？

過濾是使懸浮液通過能截留固體的并具有滲透性質(zhì)的介質(zhì)來完成固液分離的過程。

因素：懸浮液的性質(zhì)，減小懸浮液黏度有利于提高過濾，一般采用提高溫度或者抽真空過濾推動力，重力設(shè)備簡單但速度慢，真空速度快但受溶液沸點和大氣壓力的影響，加壓對設(shè)備的強度、緊密性要求較高。過濾介質(zhì)與濾餅的性質(zhì)，對不可壓縮的濾餅提高推動力提高速率，對可壓縮性介質(zhì)提高壓差反而不利

6-3主要與過濾分離性能相關(guān)的物料性質(zhì)有哪些？

固體顆粒的形狀、尺寸，懸浮液的密度、黏度、固含量、電動現(xiàn)象等 6-4簡述表面過濾與深層過濾的機理與應(yīng)用范圍。

篩網(wǎng)材料（尼龍單絲、金屬單絲）將過濾中雜質(zhì)直接截留在材料表面。優(yōu)點是單絲結(jié)構(gòu)可反復(fù)清洗，消耗成本較低；而缺點是表面過濾模式，易造成濾袋表面堵塞，該類型產(chǎn)品最適用于精度較低的粗濾場合.顆粒尺寸比介質(zhì)的孔道直徑小得多，但孔道彎曲細(xì)長，顆粒進入之后很容易被截住，更由于流體流過時所引起的擠壓和沖撞作用，顆粒緊附在孔道的壁面上，這種過濾是在介質(zhì)內(nèi)部進行的，介質(zhì)表面無濾餅形成。過濾具有較高過濾效率，此外高溫表面熱處理，即應(yīng)用瞬間燒結(jié)技術(shù)，能有效地防止過濾時纖維受流體高速沖帶而散失；毛氈材料是屬于丟棄型的（一次性使用）

6-5簡述過濾介質(zhì)的分類。

a,織物介質(zhì)，工業(yè)上使用最廣泛的一種過濾介質(zhì)，又稱為濾布。由棉、毛、絲、麻等天然纖維和各種合成纖維制成的織物，以及玻璃絲和金屬絲織成的網(wǎng)。

b，粒狀介質(zhì)，由細(xì)砂、石礫、玻璃渣、木炭屑、骨炭以及酸性白土等細(xì)小堅硬的顆粒狀物料作堆積層，多用于城市和工廠給水設(shè)備中的濾池以及含濾渣較少的懸浮液的場合。多用于深層過濾。

c，多孔固體介質(zhì)，有具有很多微細(xì)孔道的固體材料，如多空陶瓷、多空塑料或多空金屬制成的板狀或管狀介質(zhì)。適用于處理只含少量細(xì)顆粒的腐蝕性懸浮液及其他特殊場合。6-10制藥工業(yè)中常用的液固非均相過濾設(shè)備為哪幾種？簡述他們的結(jié)構(gòu)、特點及操作過程。真空吸濾器，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、價格低廉、耐腐蝕，其濾渣可以洗滌。缺點是過濾面積小、速度慢、人工間歇操作、濾渣中含液量較多。適用于懸浮液中含固相量較少的場合。

轉(zhuǎn)筒真空過濾機，將過濾、洗滌、吹干、卸渣、清洗濾布等操作在轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)過程中完成。優(yōu)點是操作自動化，單位過濾面積的生產(chǎn)能力大，改變轉(zhuǎn)速即可調(diào)節(jié)濾餅厚度。缺點是過濾面積遠(yuǎn)小于板框壓濾機，設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，濾渣含濕量比較高，洗滌也不夠徹底等。適用于顆粒不太細(xì)、黏性不太大的懸浮液。不宜用于溫度太高的懸浮液，以免濾液的蒸汽壓過大而使真空失效。

板框壓濾機，屬加壓過濾機，主要由固定板、濾框、濾板、壓緊板和壓緊裝置組成。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、生產(chǎn)能力彈性大，能夠在壓力下操作，濾餅含液量較一般過濾機低，單位產(chǎn)量所占地面和空間小。確定是由于濾餅的密實性和變形，洗滌不完全；由于排渣和洗濾布易發(fā)生對過濾介質(zhì)的磨損，過濾介質(zhì)的壽命短，手動拆框勞動強度大，工作條件不好，保壓性能差，增加了善后處理工作量。適用于過濾黏度較大的懸浮液、腐蝕性物料和可壓縮性物料。

葉片壓濾機，洗滌與卸裝均較方便，占地面積小，過濾速度大，但濾餅厚度不易均勻。管式過濾器，袋式過濾器，現(xiàn)在幾乎被其他過濾器所取代，主要用于除去氣體中的塵粒?？諝膺^濾器

單元式空氣空氣過濾器。

微孔濾膜過濾器，多用于精餾，也可用于無菌空氣的凈化等。6-13離心機有哪些類型？

三足式離心機，結(jié)構(gòu)簡單，運行平穩(wěn)，適用于過濾周期較長、處理量不大的物料，分離因子為500——1000 臥式刮刀卸料離心機，不需要過濾介質(zhì)，分離因子最大可到達(dá)1800，一般用于處理固體顆粒尺寸5到40μm，固液相密度差大于0.05g/㎝和固相濃度小于10%的懸浮液。

螺旋沉降離心機，有立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)。連續(xù)操作，可用于處理液液固三項混合物。分離因子可達(dá)6000，分離性能較好，適應(yīng)性較強，對物料濃度的變化不敏感。

管式高速離心機，其轉(zhuǎn)股呈橢圓形，分離因子可達(dá)1500到6000，適合分離稀薄的懸浮液、難分離的乳濁液以及抗生素的提純，廣泛應(yīng)用于生物制藥等。管式離心機結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、密封性能好，但容量小。

碟式分離機的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)裝有許多倒錐形碟片，碟片數(shù)為30到100，可以分離乳濁液中輕重兩相，也可以有少量原粒的懸濁液。

6-14離心沉降與離心過濾有什么不同？ 式離心機設(shè)備轉(zhuǎn)鼓開孔，附加過濾介質(zhì)通過攔截的方式做到固液二相分離的離心機我們統(tǒng)稱過濾式離心機，過濾式離心機適用于物料粘度小、固相顆粒不易變形(如結(jié)晶體)固相顆粒較大且小批量的生產(chǎn)的工況，多用于工業(yè)脫水。沉降式離心機設(shè)備轉(zhuǎn)鼓為密閉桶狀，該設(shè)備工作原理是通過離心力做到固液二相分離，這種形式的離心機我們通稱沉降式離心機。沉降式離心機適用物料廣泛，如物料粘度大，固相顆粒小都能通過提高離心力的方式來達(dá)到固液二相分離的要求。精餾技術(shù)

7-2 為什么制藥過程中主要采用間歇精餾方式？

1.可以采用單塔分離多組分混合物，獲得各純組分產(chǎn)品。2.一塔多用，如根據(jù)需要處理不同的進料得到不同的產(chǎn)品，或處理同一進料得到不同純度的產(chǎn)品3.適于特殊場合，如高真空，高凝固點，高純度，熱敏性等4.設(shè)備簡單，操作靈活，投資少。

7-11 水蒸氣蒸餾的應(yīng)用條件是什么？

水蒸氣是在低壓下在裝置中自上而下地通過植物層，水?dāng)U散表示其中的一個物理過程（即滲透過程，指提取時油從植物油腺中向外擴散的過程），然后再重力作用下，水蒸氣將油帶入冷凝器，蒸汽由上往下做快速補充。膜分離 8-1 膜分離技術(shù)的特點是什么? 膜分離技術(shù)的特點：

(1)膜分離過程不發(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)膜分離過程是在常溫下進行，因而特別適用于對熱敏感的物質(zhì)，假如汁、酶、藥品等的分離、分級、濃縮與富集。

(3)膜分離技術(shù)不僅適用于有機物和無機物，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機鹽的分離、一些共沸物或近沸點物系的分離等。

(4)由于只是用壓力作為膜分離的推動力，因此分離裝置簡單，操縱輕易，易自控、維修。8-2 什么是濃差極化？它對膜分離過程有什么影響？

當(dāng)溶劑透過膜，而溶質(zhì)留在膜上時，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，對膜分離過程產(chǎn)生不良影響，因此，實際操作過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，通常采用錯流過濾。

8-3 膜組件主要有幾種型式？簡要說明各種膜組件的特點。8-6 試比較反滲透納濾超濾和微濾四種膜分離過程的特點。

反滲透特點：1.操作過程不需要熱處理，故對熱敏物質(zhì)是安全的。2.沒有相變化，能耗低。3.濃縮和純化可以同時完成。4.分離過程不需加入化學(xué)試劑。5.設(shè)備和工藝較其他分離純化方法簡單，且生產(chǎn)效率高。微濾膜孔徑均勻，具有很高的過濾精度；孔隙率高，一般可達(dá)80%左右，過濾通量大，過濾所需時間短；濾膜薄，過濾時液體被濾膜吸附造成的損失較?。荒た捉Y(jié)構(gòu)對稱，自膜上表面至下表面，膜孔孔徑均勻一致；膜構(gòu)連續(xù)，過濾時無介質(zhì)脫落，無雜質(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)是非對稱結(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； 第九章吸附

9-1吸附作用的機理是什么？

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自兩相的分子作用力，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。9-2吸附法有幾種？各自有何特點？ 根據(jù)操作方式的不同，可分為：

變溫吸附分離，低溫吸附，高溫解吸，循環(huán)時間較長。變壓吸附分離，高壓吸附，低壓解吸。

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。

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。

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)和移動項周期性的改變，來分離混合物的技術(shù)。

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，吸附過程可分為3類。

物理吸附，吸附劑和吸附質(zhì)通過分子間范德華力產(chǎn)生的吸附作用稱為物理吸附。特點，吸附區(qū)域為自由界面，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。

化學(xué)吸附，固體表面原子的價態(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，稱為化學(xué)吸附。特點，吸附區(qū)域為未飽和的原子，吸附層數(shù)為單層，吸附過程是不可逆的，吸附的選擇性較好。焓變較大。

交換吸附，吸附劑表面如果由極性分子或者離子組成，則會吸引溶液中帶相反電荷的離子，形成雙電層同時在吸附劑與溶液間發(fā)生離子交換，稱為交換吸附。特點，吸附區(qū)域為極性分子或離子，吸附為單層或多層，吸附過程可逆，吸附的選擇性較好。9-4影響吸附過程的因素有哪些？

吸附劑的特性，組成結(jié)構(gòu)，容量，穩(wěn)定性等。吸附物的性質(zhì)，熔點，締合，離解，氫鍵等。溶劑，單，混。

吸附操作條件，溫度，ph等 離子交換

10-1 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脂等離子交換劑作為吸著劑，將溶液中的物質(zhì)，依靠庫侖力吸附在樹脂上，發(fā)生離子交換過程后，再用合適的洗脫劑將吸附物從樹脂上洗脫下來，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)進行固-液分離的一種方法。

10-2 離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)組成？按活性集團不同可分為哪幾大類？ 10-6 PH值是如何影響離子交換分離的？

10-7 各類離子交換樹脂的洗滌再生條件是什么？

強酸性陽離子樹脂：可在全PH范圍內(nèi)使用，采用過量稀酸進行再生后重復(fù)使用。

弱酸性陽離子樹脂：溶液PH越高，弱酸性樹脂的交換容量就越高，易再生成氫型，耗酸量亦小。

強堿性陰離子交換樹脂；在各種PH條件下使用，弱堿性陰離子交換樹脂；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進行再生。色譜分離過程

11-1 色譜分離技術(shù)有何特點，適用于哪些產(chǎn)品的生產(chǎn)過程？

1.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機到有機及生物活性物質(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，是其他方法無法替代的。

2.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。

3.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相狀態(tài)和種類；可選擇間歇式和連續(xù)式色譜等。

4.高靈敏度在線檢測

11-3 按移動相特點，色譜可以劃分為哪兩類？

11-6 最具工業(yè)應(yīng)用價值的色譜技術(shù)有哪些？ 中高壓液相色譜

SMBC DAC 11-7 如何理解動態(tài)軸向壓縮色譜技術(shù)的重要性？

DAC 柱柱效高，重現(xiàn)性好，裝填所用的時間短，可以采用粒徑更小的填料，減小柱長，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)來說，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。

11-10 說明影響色譜分離效率的參數(shù)。保留值分離度柱效率 結(jié)晶過程

12-1 結(jié)晶技術(shù)的特點是什么?適合分離哪些混合物？

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。

2.結(jié)晶過程可賦予固體產(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等）

3.能量消耗少，操作溫度低，對設(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。

4.結(jié)晶產(chǎn)品包裝，運輸，儲存或使用都很方便。

12-2 什么是溶解度？什么是溶解度？如何根據(jù)溶解度曲線選擇結(jié)晶工藝？？

溶解度：固體與其溶液達(dá)到固-液相平衡時，單位質(zhì)量的溶劑所能溶解的固體的量，稱為溶解度。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)通常用溶解度對溫度所標(biāo)繪的曲線來表示，該曲線稱為溶解度曲線。溶解度特征對于結(jié)晶方法的選擇起決定作用。對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)漢還可以計算結(jié)晶過程的理論產(chǎn)量。

12-3 12-3 簡要說明精餾和結(jié)晶偶合工藝的優(yōu)勢？ 名詞解釋

一、生物藥物是利用生物體、生物組織或其成分，經(jīng)過加工、制造而成的一大類預(yù)防、診斷、治療制品。廣義的生物藥物包括從動物、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)類似物。

化學(xué)合成藥物一般由化學(xué)結(jié)構(gòu)比較簡單的化工原料經(jīng)過一系列化學(xué)合成和物理處理過程制得（稱全合成），或由已知具有一定基本結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物經(jīng)對化學(xué)結(jié)構(gòu)進行改造和物理處理過程制得（稱半合成）。

中藥人們?yōu)榱送瑐魅氲奈麽t(yī)、西藥相區(qū)分，將中國傳統(tǒng)醫(yī)藥分別稱為中醫(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、動物藥和礦物藥為主。中藥具有明顯的特點，其形、色、氣、味，寒熱、溫、涼，升、降、沉、浮是中醫(yī)幾千年來解釋中藥藥性的依據(jù)。

二、萃取利用原料液中組分在第三溶劑中溶解度的差異實現(xiàn)分離，是傳質(zhì)過程。液固分離（浸取/浸出）以液態(tài)溶劑為萃取劑,而被處理的原料為固體的操作。

液液分離(溶劑萃取)以液體溶劑為萃取劑，同時被處理的原料混合物也為液體的操作。物理萃取溶質(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)?；瘜W(xué)萃取通過萃取劑與溶質(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)合分子實現(xiàn)溶質(zhì)向萃取相的分配。

有效成分指起主要藥效的物質(zhì)。

無效成分指本身無效甚至有害的成分。

輔助成分指本身沒有特殊療效，但能增強或緩和有效成分作用的物質(zhì)。組織物指構(gòu)成藥材細(xì)胞或其它不溶性物質(zhì)。

分子擴散在靜止條件下，完全由于溶質(zhì)分子濃度不同而進行的擴散。對流擴散擴散過程中有流體的運動而加速進行的擴散。

溶劑化（溶劑合化）指一定數(shù)目的溶劑分子較牢固地結(jié)合在溶質(zhì)質(zhì)點上。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)。

雙水相體系指某些有機物之間或有機物與無機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。

超臨界流體當(dāng)流體的溫度和壓力分別超過其臨界溫度和臨界壓力時，則稱該狀態(tài)下的流體為超臨界流體（SCF）。

夾帶劑夾帶劑的作用主要有兩點：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，可使該溶質(zhì)的選擇性(或分離因子)大大提高。

四、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。孔隙度顆粒之間的孔隙體積與其表觀體積之比，通常用百分?jǐn)?shù)表示。黏度指液體分子間在外力作用下相對摩擦的摩擦阻力的大小。

表面張力指通過液體表面上的任一單位長度，并與之相切的表面緊縮力。ζ電位雙電子層圍繞著顆粒，并延伸到含有電解質(zhì)的分散介質(zhì)中，雙電子層與分散介質(zhì)之間的電勢差。

濾餅過濾固體粒子在過濾介質(zhì)表面積累，很短時間內(nèi)發(fā)生架橋現(xiàn)象，此時沉積的濾餅亦起過濾介質(zhì)的作用，過濾在介質(zhì)的表面進行。

深層過濾固體粒子在過濾介質(zhì)的孔隙內(nèi)被截留，固液分離過程發(fā)生在整個過濾介質(zhì)的內(nèi)部。遷移行為顆粒運動到過濾介質(zhì)內(nèi)部孔隙表面的行為。

截留效率顆粒在過濾介質(zhì)中移動單位高度后懸浮液濃度的下降率。

過濾介質(zhì)允許非均相物系中的液體或氣體通過而固體被截留的可滲透性的材料。截留率被截留的顆粒量占全部顆粒量的百分率。

剝離性能指借用刮刀或繩索或剝離輥等卸料裝置，使濾餅與過濾介質(zhì)分離的難易程度。再洗性能指過濾介質(zhì)表面或內(nèi)部被固相顆粒阻塞后用不同的方法進行清洗，過濾介質(zhì)性能恢復(fù)的程度。

表面篩濾指尺寸大于介質(zhì)孔隙的顆粒沉積在介質(zhì)表面。

深層粗濾指顆粒進入介質(zhì)的深部，依靠深部流道尺寸小于顆粒尺寸來截留顆粒。重力沉降在質(zhì)量力作用下，將懸浮液分離為含固量較高的底流和清凈的溢流的過程。膜分離膜分離過程是用天然的或合成的、具有選擇透過性的薄膜為分離介質(zhì)，當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動力(如壓力差、濃度差、電位差、溫度差等)時，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膜，以達(dá)到分離、分級、提純或富集的目的。納濾通過膜的滲透作用，借助外界能量或化學(xué)位差的推動，對兩組分或多組分混合氣體或液體進行分離、分級、提純和富集。

超濾通過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程。

微濾利用微孔膜孔的篩分作用，在靜壓差推動下，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，達(dá)到除去濾液中微粒與澄清溶液的目的。

六、吸附指流體與固體多孔物質(zhì)接觸時,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程。（固體物質(zhì)稱為吸附劑,被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì).吸附達(dá)到平衡時，流體的本體相主體稱為吸余相，吸附劑內(nèi)的流體稱為吸附相。）物理吸附吸附劑和吸附質(zhì)之間通過分子間力相互吸引，形成吸附現(xiàn)象?；瘜W(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。

離子交換指能夠解離的不溶性固體物質(zhì)在與溶液接觸時可與溶液中的離子發(fā)生離子交換反應(yīng)。

色譜法以試樣組分在固定相和流動相間的溶解、吸附、分配、離子交換或其他親和作用的差異為依據(jù)而建立起來的各種分離分析方法。分離原理：色譜分離過程的實質(zhì)是溶質(zhì)在不互溶的固定相和流動相之間進行的一種連續(xù)多次的交換過程,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。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（如紙、醋酸纖維素、瓊脂糖凝膠、聚丙烯酸胺凝膠等），于電場作用下向其對應(yīng)的電極方向按各自的速度進行泳動，使組分分離成狹窄區(qū)帶，用適宜的檢測方法記錄其電泳區(qū)帶圖譜或計算其百分含量的方法。

電滲在電場作用下液體對于固體支持物的相對移動。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程。

熔融結(jié)晶根據(jù)待分離物質(zhì)之間的凝固點不同而實現(xiàn)物質(zhì)的結(jié)晶分離的過程。

間歇精餾一次性的將液體混合物加入釜內(nèi)，然后進行精餾獲得各種較純組分產(chǎn)品的過程。水蒸汽蒸餾在被分離的混合物中直接通入水蒸氣后，當(dāng)混合物各組分的蒸汽分壓和水蒸氣的分壓之和等于操作壓力時，系統(tǒng)便開始沸騰。水蒸氣和被分離組分的蒸汽一起蒸出，在塔頂產(chǎn)品和水幾乎不互溶的情況下，餾出液經(jīng)過冷凝后可以分層，把水除掉即得產(chǎn)品。工業(yè)上把這種操作稱為水蒸氣蒸餾。

分子蒸餾也稱短程蒸餾，是一種在高真空度條件下進行非平衡分離操作的連續(xù)蒸餾過程。

二、反膠團

1、反膠團的概念、結(jié)構(gòu)特征

概念：反膠團是兩性表面活性劑分散于連續(xù)有機相中的一種自發(fā)形成的納米級別的聚集體。結(jié)構(gòu)特征：親水基團（頭）朝內(nèi)，疏水基團（尾）朝外，含有水分子內(nèi)核的納米級別的集合型膠體。

2、臨界膠束濃度的概念、在反膠團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)。在反膠團萃取工藝中確定臨界膠束濃度義：在反膠團萃取工藝中必須確定臨界膠束濃度，因為在水中的表面活性劑低濃度時呈分子狀態(tài)，并且三三兩兩地把親油基團靠攏而分散在水中，當(dāng)濃度逐漸增大到CMC時，許多表面活性劑分子立刻結(jié)合成大基團，形成反膠束。臨界膠束濃度是表面活性劑溶液性質(zhì)發(fā)生顯著變化的一個分水嶺，當(dāng)表面活性劑的度超過CMC后，才能形成反膠團結(jié)構(gòu)。

3、反膠團萃取工藝解決的主要問題 主要有兩點：①解決了大分子物質(zhì)萃取時的生物活性問題。常規(guī)液液萃取中的油相通常是有機溶劑，會使蛋白質(zhì)等生物活性物質(zhì)失活，而反膠團萃取過程中蛋白質(zhì)因位于反膠團的內(nèi)部而受到反膠團的保護；②解決了蛋白質(zhì)等親水性物質(zhì)的溶解度問題。由于反膠團內(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、反膠團水池直徑計算公式中W0的含義是什么？W0的大小對池水的性質(zhì)有什么影響？ W0：有機相中水與表面活性劑的摩爾比，即含水率；

當(dāng)W0較小時，水池中的水與表面活性劑發(fā)生水合化，粘度大、流動性差，而且形成反膠團的半徑較小，不適合萃取蛋白質(zhì)；當(dāng)W0太大時，微水相就會與水相的粘度相當(dāng)，而且反膠團的半徑也會很大，反膠團就不穩(wěn)定，容易破碎。

5、簡述反膠團萃取工藝

①先調(diào)節(jié)水相的pH，調(diào)節(jié)pH的原則是：使蛋白質(zhì)帶電性與表面活性劑電性相反，即，當(dāng)表面活性劑帶正點時，調(diào)節(jié)pH使pH>pI;當(dāng)表面活性劑帶負(fù)點時，調(diào)節(jié)pH使pH

④將分層后的油相分離出來，并向其中加入少量的水相純?nèi)軇?，攪拌破壞反膠團結(jié)構(gòu)，使其中的蛋白質(zhì)充分溶解于水相中；

⑤靜置分層，上層為含有大量蛋白質(zhì)的水相，下層為油相； ⑥分離出上層水相中的蛋白質(zhì)。

6、靜電作用力、離子強度、蛋白質(zhì)分子量是如何影響反膠團萃取效率的？

①靜電作用力是反膠團萃取的決定性因素，水相pH決定了蛋白質(zhì)表面電荷狀態(tài)，從而對萃取過程造成影響，只有當(dāng)反膠束內(nèi)表面電荷與蛋白質(zhì)表面電荷相反時，兩者產(chǎn)生靜電引力，蛋白質(zhì)才有可能進入反膠團。

②離子強度即鹽濃度影響蛋白質(zhì)與表面活性劑極性頭之間的靜電引力作用，這是由于離解的反離子在表面活性劑極性頭的附近建立了雙電層，成為德拜屏蔽，從而縮短了靜電吸引力的作用范圍，抑制了蛋白質(zhì)的萃取。因此在萃取時要盡量避免后者的影響。③蛋白質(zhì)分子量對反膠團萃取效率的影響體現(xiàn)在位阻效應(yīng)上，蛋白質(zhì)這種親水性物質(zhì)可以通過溶入反膠束“水池”來達(dá)到他們?nèi)苡诜撬軇┲械哪康?，但是反膠束“水池”的物理性（大小、形狀等）及其中水的活度都可以用W0的變化來調(diào)節(jié)，并且會影響大分子的增溶或排斥，達(dá)到選擇萃取的目的，這就是空間位阻效應(yīng)。

三、超臨界萃取

1、超臨界流體概念

超臨界流體是指溫度和壓力同時超過臨界值且密度接近液體的氣體。

2、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，蒸發(fā)熱會急劇下降，至臨界點處則氣—液相界面消失，蒸發(fā)焓為零，比熱容也變?yōu)闊o限大。②流體在臨界點附近的壓力或溫度的微小變化會導(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)計基礎(chǔ)；

3、實現(xiàn)超臨界萃取的工藝基礎(chǔ)（筆記）

流體在臨界點附近的壓力或溫度的微小變化會導(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。

4、超臨界基本概念圖、相圖（書）

5、為什么適宜的超臨界萃取操作溫度為0.9~1.4；萃取操作壓力為1~4（結(jié)合相圖）P84 此時溫度或壓力稍低于臨界值時的高壓液體，稱之為壓臨界流體。亞臨界流體密度高，其傳質(zhì)性質(zhì)介于液體和超臨界流體之間。人們也常把這一區(qū)域的亞臨界流體萃取包括在內(nèi)而泛稱為超臨界萃取。在陰影部分所示區(qū)域里，超臨界流體有極大的壓縮性。溶劑的對比密度可從氣體般得對比密度變化到液體般得對比密度。這樣，一方面可在較高密度下對萃取物進行超臨界萃取，另一方面，又可通過調(diào)節(jié)壓力和溫度是溶劑的密度大大降低，從而降低其萃取能力，使溶劑與萃取物得到有效分離。

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。（作業(yè)第三題）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。在分離器中通過減壓閥進行節(jié)流膨脹以便降低超臨界流體的密度，從而實現(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，同時可以通過調(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，實現(xiàn)分離。

7、CO2作為超臨界流體的特征

優(yōu)勢：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 無毒、無味、無臭、不燃、不腐蝕、價格便宜、易于精制、易于回收等特點。SC-CO2萃取無溶劑殘留問題，屬于環(huán)境無害工藝。⑤CO2密度是常用萃取劑中最高的。超臨界CO2流體對有機物有很強的溶解能力和良好的選擇性。

缺點：與傳統(tǒng)的有機溶劑萃取比較，超臨界CO2流體萃取也存在一定的局限性：1)其對脂溶性成分的溶解能力較強而對水溶性成分的溶解能力較低；2)設(shè)備造價高，比較適用于高附加值產(chǎn)品的提??；3)更換產(chǎn)品時設(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流體中的溶解度對溫度、壓力的敏感程度，在萃取壓力基本不變的情況下，通過單獨改變溫度來實現(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（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足這一要求時，可使用混合溶劑。

9、超臨界萃取的基本操作模式，簡述流程（作業(yè)第四題）

10、如何實現(xiàn)夾帶劑與主萃取劑的分離（作業(yè)第五題第三問）

與單一組分的超臨界萃取—分離過程相似，使用夾帶劑的超臨界萃取的分離也可通過降壓、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

四、膜分離過程

1、按分離過程推動力類型的不同，膜分離可以分為哪些類型？ 按推動力類型的不同，膜分離過程可以分為四種類型： 以靜壓力差為推動力的過程：微濾、超濾、反滲透、納濾。以氣體分壓差為推動力的過程：氣體膜分離、滲透汽化。以濃度梯度差為推動力的過程——透析 以電位差為推動力的過程——電滲析

4、滲透汽化工藝簡述

滲透汽化是一個既有質(zhì)量又有熱量通過膜的傳遞過程。離開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。分離機理通常用溶解—擴散模型來描述。

5、透析的基本原理

透析是穿過膜的選擇擴散過程，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)可擴散穿過膜，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)。

一、液液萃取

1、萃取三角相圖概念（書、圖）

2、杠桿原理：①和點差點的三點共線關(guān)系；②質(zhì)量比與力臂長度比之間的反比關(guān)系（理解圖解法）

3、單級萃取工藝流程圖及其與三角相圖的對應(yīng)關(guān)系（在相圖上找F、S；互為平衡的E、R點；萃取液、萃余液位置）（書）

4、圖解計算單級液液萃取的萃取劑S、E、E’、的流量、組成（筆記）

5、圖解計算多級錯流、逆流的理論平衡級數(shù)（筆記）

6、代數(shù)法計算液液萃取的萃取率（書P53例題、公式）

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)成人類防病、治病的三大藥源。原料藥的生產(chǎn)包括兩個階段：第一階段，將基本的原材料通過化學(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，常稱為生產(chǎn)的下游過程，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械分離和傳質(zhì)分離兩大類。萃取屬于傳質(zhì)過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：單級浸取，多級錯流浸取，多級逆流浸取。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，盡量減少或除去無效成分。對中藥材的浸取過程：濕潤、滲透、解吸、溶解及擴散、置換。

浸取溶劑選擇的原則：①、對溶質(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差，以便于采用蒸餾等方法回收利用。③、溶質(zhì)在統(tǒng)計中的擴散系數(shù)大和粘度小。④、價廉易得，無毒，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)。浸取過程的影響因素：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。超聲波協(xié)助浸取，基本作用機理：熱學(xué)機理、機械機理、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，液體將會被撕裂成很多小的空穴，這些空穴一瞬間閉合，閉合時產(chǎn)生高達(dá)幾千大氣壓的瞬間壓力，即稱為空化效應(yīng)。微波協(xié)助浸取特點：浸取速度快、溶劑消耗量小。局限性：只適用于對熱穩(wěn)定的產(chǎn)物，要求被處理的物料具有良好的吸水性。萃取分離的影響因素：①、隨區(qū)級的影響與選擇原則。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

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，蒸發(fā)熱會急劇下降，有利于傳熱和節(jié)能。④、流體在其臨界點附近的壓力或溫度的微小變化都會導(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。

1二氧化碳作為萃取劑，這主要是由它的如下幾個優(yōu)異特性決定：

①臨界溫度低（Ｔc＝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，使沸點高、揮發(fā)度低、易熱解的物質(zhì)遠(yuǎn)在其沸點之下被萃取出來。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具有無毒、無味、不燃、不腐蝕、價格便宜、易于精制、易于回收等優(yōu)點。因而，SC-CO2 萃取無溶劑殘留問題，屬于環(huán)境無害工藝。故SC-CO2萃取技術(shù)被廣泛用于對藥物、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。

2分子蒸餾過程的特點

分子蒸餾在極高的真空度下進行，且蒸發(fā)面與冷凝面距離很小，因此在蒸發(fā)分子由蒸發(fā)面飛射至冷凝面的進程中彼此發(fā)生碰撞幾率小

2分子蒸餾過程中，蒸汽分子由蒸發(fā)面逸出后直接飛射至冷凝面上，理論上沒有返回蒸發(fā)面的可能，故分子蒸餾過程為不可逆過程③分子蒸餾的分離能力不但與各組分間的相對揮發(fā)度有關(guān)，而且與各組分的分于量有關(guān)。④分子蒸餾是液膜表面的自由蒸發(fā)過程，沒有鼓泡、沸騰現(xiàn)象。3結(jié)晶過程的特點

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，對設(shè)備材質(zhì)要求不高，三廢排放少，有利于環(huán)境保護。4)結(jié)晶產(chǎn)品包裝、運輸、儲存或使用都很方便。4 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化可通過操作方式的優(yōu)化來實現(xiàn)，3)膜組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化；膜分離過程設(shè)計中，膜組件內(nèi)流體力學(xué)條件的優(yōu)化，即預(yù)先選擇料液操作流速和膜滲透通量，并考慮到所需動力，是確定最佳操作條件的關(guān)鍵。膜組件清洗；膜的清洗方法有水力清洗、機械清洗、化學(xué)清洗和電清洗四種。

1電泳是指帶電荷的供試品（蛋白質(zhì)、核苷酸等）在惰性支持介質(zhì)中（如紙、醋酸纖維素、瓊脂糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠等），于電場作用下向其對應(yīng)得電極方向按各自的速度進行泳動，使組分分離成狹窄區(qū)帶，用適宜的檢測方法記錄其電泳區(qū)帶圖譜或計算其百分含量的方法。

2超聲波的空化效應(yīng)當(dāng)空穴閉合或微泡破裂時，會使介質(zhì)局部形成幾百到幾千K的高溫和超過數(shù)百個大氣壓的高壓環(huán)境，并產(chǎn)生很大的沖擊力，起到激烈攪拌的作用，同時生成大量的微泡，這些微泡又作為新的氣核，使該循環(huán)能夠繼續(xù)下去，這就是空化效應(yīng)。

3微波協(xié)助浸取的原理微波是一種非電離的電磁輻射,被輻射物質(zhì)的極性分子在微波電磁場中可快速轉(zhuǎn)向并定向排列,由此產(chǎn)生的撕裂和相互摩擦將引起物質(zhì)發(fā)熱,即將電能轉(zhuǎn)化為熱能,從而產(chǎn)生強烈的熱效應(yīng)。因此，微波加熱過程實質(zhì)上是介質(zhì)分子獲得微波能并轉(zhuǎn)化為熱能的過程。

4反膠團萃取的萃取原理：反膠團萃取的本質(zhì)仍然是液-液有機溶劑萃取。反膠團萃取利用表面活性劑在有機溶劑中形成反膠團，從而在有機相中形成分散的親水微環(huán)境，使生物分子在有機相（萃取相）內(nèi)存在于反膠團的親水微環(huán)境中。5高分子膜制備 L-S法（相轉(zhuǎn)化法）（1）高分子材料溶于溶劑中并加入添加劑配制成膜液。（2）成型。（3）膜中的溶劑部分蒸發(fā)。（4）膜浸漬在水中。（5）膜的預(yù)壓處理

6熱致相分離法（1）高分子-稀釋劑均相溶液的制備；稀釋劑室溫下是固態(tài)或液態(tài)，常溫下與高分子不溶，高溫下能與高分子形成均相溶液。（2）將上述溶液制成所需要的形狀（3）冷卻（4）脫出稀釋劑溶劑萃取或減壓蒸餾等方法（5）干燥 7濃差極化：在膜分離操作中，溶質(zhì)均被透過液傳送到膜表面上，不能完全透過膜的溶質(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。

8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，透過通量降低。當(dāng)膜表面附近的濃度超過溶質(zhì)的溶解度時，溶質(zhì)會析出，形成凝膠層的現(xiàn)象。

9反滲透：反滲透過程就是在壓力的推動下，借助于半透膜的截留作用，將溶液中的溶劑與溶質(zhì)分離開來。反滲透現(xiàn)象:若在鹽溶液的液面上方施加一個大于滲透壓的壓力，則水將由鹽溶液側(cè)經(jīng)半透膜向純水側(cè)流動的現(xiàn)象。

10電滲析：利用待分離分子的荷點性質(zhì)和分子大小的差別，以外電場電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作.11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)合力的強弱，將某些離子從水溶液中分離出來，或者使不同的離子得到分離。

12多效蒸發(fā)逆流加料特點：1.前后不能自動流動，需送料泵；2.無自蒸發(fā)；3.各效粘度變化不明顯；4.適宜于粘度隨溫度和濃度變化較大的溶液的蒸發(fā)，不適用于熱敏性物料的蒸發(fā)。13熱泵蒸發(fā)是指通過對二次蒸氣的絕熱壓縮，以提高蒸氣的壓力，從而使蒸氣的飽和溫度有所提高，然后再將其引至加熱室用作加熱蒸氣，以實現(xiàn)二次蒸氣的再利用。

14分子蒸餾是一種在高真空條件下進行的非平衡分離的連續(xù)蒸餾過程，又稱為短程蒸餾。分子蒸餾原理分子蒸餾是依靠不同物質(zhì)的分子在運動時的平均自由程的不同來實現(xiàn)組分分離的一種特殊液液分離技術(shù)?；旌弦褐休p組分分子的平均自由程較大，而重組分分子的平均自由程較小。

15分子蒸餾應(yīng)滿足的兩個條件：①輕、重分子的平均自由程必須要有差異，且差異越大越好；②蒸發(fā)面與冷凝面間距必須小于輕分子的平均自由程。

16分子蒸餾設(shè)備的組成：一套完整的分子蒸餾設(shè)備主要由進料系統(tǒng)、分子蒸餾器、餾分收集系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等部分組成。

17同離子效應(yīng)：增加溶液中電解質(zhì)的正離子（或負(fù)離子）濃度，會導(dǎo)致電解質(zhì)溶解度的下降的現(xiàn)象。

18均相初級成核：潔凈的過飽和溶液進入介穩(wěn)區(qū)時，還不能自發(fā)地產(chǎn)生晶核，只有進入不穩(wěn)區(qū)后，溶液才能自發(fā)地產(chǎn)生晶核。這種在均相過飽和溶液中自發(fā)產(chǎn)生晶核的過程。

19剪應(yīng)力成核：當(dāng)過飽和溶液以較大的流速流過正在生長中的晶體表面時，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。

20接觸成核：當(dāng)晶體與其他固體物接觸時所產(chǎn)生的晶體表面的碎粒。在過飽和溶液中，晶體只要與固體物進行能量很低的接觸，就會產(chǎn)生大量的微粒。

21二次成核：在已有晶體的條件下產(chǎn)生晶核的過程。二次成核的機理主要有流體剪應(yīng)力成核和接觸成核。

第五篇：生物分離工程期末答案

期末考試復(fù)習(xí)題

吸附法和離子交換

1、吸附作用機理是什么？按作用力可分為哪幾種？

答：固體表面分子(或原子)處于特殊的狀態(tài)。固體內(nèi)部分子所受的力是對稱的，故彼此處于平衡。但在界面分子的力場是不飽和的，即存在一種固體的表面力，它能從外界吸附分子、原子、或離子，并在吸附表面上形成多分子層或單分子層。

按作用力可分為：物理吸附，化學(xué)吸附和離子交換

2、吸附法有幾種？各自有何特點？

答：吸附法按吸附作用力分主要有三類，物理吸附、化學(xué)吸附和離子交 換。

特點：

物理吸附基于吸附劑與溶質(zhì)之間的分子間作用力即范德華力。溶質(zhì)在吸附劑上吸附與否或吸附量的多少主要取決于溶質(zhì)與吸附劑極性的相似性和溶劑的極性。一般物理吸附發(fā)生在吸附劑的整個自由表面，被吸附的溶質(zhì)可通過改變溫度、PH和鹽濃度等物理條件脫附。

化學(xué)吸附釋放大量的熱，吸附熱高于物理吸附。化學(xué)吸附一般為單分子層吸附，吸附穩(wěn)定，不易脫附，故洗脫化學(xué)吸附質(zhì)一般需采用破壞化學(xué)結(jié)合的化學(xué)試劑為洗脫劑?；瘜W(xué)吸附具有高選擇性

離子交換吸附所用吸附劑為離子交換劑。離子交換劑表面含有離子基團或可離子化基團，通過靜電引力吸附帶有相反電荷的離子，吸附過程發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。離子交換的吸附質(zhì)可以通過調(diào)節(jié)PH或提高離子強度的方法洗脫。

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？

答：大孔網(wǎng)狀聚合物吸附劑機械強度高，使用壽命長，選擇性能好，吸附質(zhì)容易吸附，并且阻力小，常應(yīng)用于抗生素和維生素B12等的分離濃縮過程。

4、影響吸附過程的因素有那些？ 答：影響吸附的因素

（1）吸附速度

由于大分子分子量大，擴散慢，且吸附時常伴隨著分子構(gòu)型的變化，故其吸附速度慢，這就給討論大分子吸附帶來困難。

（2）分子量的影響

對孔性固體，分子量增加，吸附量減少。對大孔或非孔固體 α=1只有1個吸附點 α=0表示大分子完全平躺。

（3）溶劑的影響

在溶劑中，大分子較伸展，吸附量減少。若溶劑產(chǎn)生競爭吸附，吸附量減少。

（4）溫度的影響

存在著溫度升高使吸附量下降和溫度升高使吸附量升高兩種情況。第二種情況可認(rèn)為吸附是吸熱過程△H>o，但△G<0，故△S必大于零，這可認(rèn)為大分子的吸附頂替了固體表面上的溶劑分子（第一種情況可認(rèn)為是焓控制）。

（5）PH值

活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中吸附效果較好。

（6）共存物質(zhì)：對于物理吸附，共存多種物質(zhì)時的吸附比單一物質(zhì)時的吸附要差。

（7）吸附劑性質(zhì)的影響

（a）溶解度：越低越容易吸附，具有較大的影響。

（b）使液體表面自由能W降低得越多的吸附質(zhì)則越容易被吸附。（c）極性：極性吸附劑易吸附極性的吸附質(zhì)，非極性吸附劑易吸附非極性的吸附質(zhì)。

（d）吸附質(zhì)分子的大小和不飽和度。活性炭易吸附分子直徑較大的飽和化合物；合成沸石易吸附分子直徑小的不飽和化合物

（e）吸附質(zhì)的濃度較低時，提高C可增加吸附量。以后C↑，q增加很小，直至為一定值

5、何謂離子交換法?一般可分為那幾種? 答：離子交換吸附：吸附劑為離子交換劑，離子交換劑表面含有離子基團或可離子化基團，通過靜電引力吸附帶有相反電荷的離子，吸附過程中發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，離子交換的吸附質(zhì)可通過調(diào)節(jié)PH或提高離子強度的方法洗脫。

根據(jù)吸附過程中所發(fā)生的吸附質(zhì)－吸附劑之間的相互作用的不同，還可將吸附分成親和吸附、疏水吸附、鹽析吸附和免疫吸附等。

6、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)、組成？按活性基團不同可分為那幾大類？

離子交換劑通過化學(xué)修飾制備，主要有苯乙烯-二乙烯苯型、丙烯酸-二乙烯苯型、酚醛型和多乙烯多胺-環(huán)氧氯丙烷型樹脂。這些交換劑附著在離子交換劑基質(zhì)上。

應(yīng)用于無機離子交換和生物小分子回收、提取的離子交換劑疏水性高、交聯(lián)度大、孔徑小、電荷密度高；應(yīng)用于蛋白質(zhì)分離的具有很高的親水性和較大的孔隙半徑，以減少蛋白質(zhì)的非特異性吸附，是蛋白質(zhì)容易進入離子交換劑的內(nèi)部。

按活性基團的不同，可分為：活性基團為酸性的陽離子交換劑和活性基團為堿性的陰離子交換劑。

7、離子交換樹脂有那些理化性能指標(biāo)？

答：（１）交換容量(exchange capacity)指單位質(zhì)量的干燥離子交換劑或單位體積的濕離子交換劑所能吸附的一價離子的毫摩爾數(shù)(mmol)，是表征交換劑離子交換能力的主要參數(shù)。

PS：交換容量的測定：對于陽離子交換劑：用HCl將其處理成氫型，稱重并測定其含水量；稱數(shù)克交換劑，加入到過量已知濃度的NaOH溶液，發(fā)生交換反應(yīng)，待反應(yīng)達(dá)到平衡后(強酸性的需要靜置24h，弱酸性的需靜置數(shù)日)，測定剩余的NaOH摩爾數(shù)，就可求得陽離子交換劑的交換容量。對于陰離子交換劑：將陰離子交換劑轉(zhuǎn)換成Cl型后，取一定量的Cl型交換劑，通入Na2SO4,用鉻酸鉀作指示劑，用硝酸銀溶液滴定流出液的Cl-，根據(jù)Cl-量計算交換容量。

（２）滴定曲線（全面評價表征交換劑的重要參數(shù)）

方法：1g氫型(或羥型)交換劑 + x-ml 0.1M NaOH/or HCl + 水至50 ml(其中1支 + 50 ml 0.1 M NaCl)+ 靜置24h(對強交換劑)/or 7d(對弱交換劑)+ 測pH + 作圖

意義：強酸（堿）性離子交換的滴定曲線開始是水平的，到某點突然升高（或降低），表明在該點交換劑上的離子交換基團已被堿（或酸）完全飽和；弱酸（或堿）性離子交換劑的滴定曲線逐漸上升（或下降），無水平部分。利用滴定曲線的轉(zhuǎn)折點，可估算離子交換劑的交換容量；而由轉(zhuǎn)折點的數(shù)目，可推算不同離子交換基團的數(shù)目。

8、pH值是如何影響離子交換分離的？

mX?KAX XH????X??H? mX??[R?X-][X?]?[XH]??KXU?[R?U-]KAX? [U?]KAX?[H?]可見當(dāng)PH值增大時弱電解質(zhì)的離子交換的分配系數(shù)增大，而對強電解質(zhì)沒有影響，可從下式看出 mX??[R?X-][X?] mX??KXU?[R?U-][U?]

9、何謂穿透曲線？

答：穿透曲線

（1）吸附帶：指正在發(fā)生吸附作用的那段填充層，在吸附帶下部的填充層幾乎沒有發(fā)生吸附作用，而在吸附帶上部的填充層已達(dá)到飽和狀態(tài)，不再起吸附作用。

（2）穿透曲線：以吸附時間或吸附柱出水總體積為橫坐標(biāo)，以出水吸附質(zhì)濃度為縱坐標(biāo)所繪制出的曲線叫穿透曲線。

另解：吸附過程中吸附塔出口溶質(zhì)濃度的變化曲線穿透曲線（3）穿透點：出口處溶質(zhì)濃度開始上升的點成為穿透點。達(dá)到穿透點所用的操作時間稱為穿透時間。一般習(xí)慣上將出口濃度達(dá)到入口濃度的5％～10％的的時間成為穿透時間。

（4）吸附終點：出水濃度Cb為(0.90~0.95)Co時所對應(yīng)的出水總體積的穿透曲線上的那一點叫吸附終點（耗竭點）。

色層分離

1、何謂色層分離法？可分為那幾大類？

答：色層分離法：又稱層析分離法，色譜法，是利用混合物中各物質(zhì)在兩相間分配系數(shù)的差別，當(dāng)溶質(zhì)在兩相間做相對移動時，各物質(zhì)在兩相間進行多次分配從而是各組分達(dá)到分離的一種物理化學(xué)分析方法。

2、簡述柱層析系統(tǒng)的工藝流程。

答：層析柱通常是玻璃的?？偟恼f來，長柱分辨好。但大量物質(zhì)的處理則用粗的柱比較適宜。

工藝流程如下：（1）層析材料的準(zhǔn)備

許多材料都可在層析法中使用。在裝柱前這些材料要用溶劑平衡，另外還需作一些預(yù)處理。例如，凝膠層析材料需要溶脹，吸附劑需要加熱或酸處理來活化，離子交換樹脂需要用酸堿處理來得到所需的電離形式。

在用溶劑平衡時，先使材料沉淀，用傾瀉法除去懸浮的細(xì)顆粒，否則由于細(xì)顆粒的堵塞，溶劑的流速將顯著降低

（2）裝柱

層析柱的填裝是先關(guān)閉出口，用溶劑灌注至1／3體積，并使支持板下的“死體積”不存有氣泡，再慢慢地向溶劑中加漿狀物，要小心地沿著玻棒傾注以防止氣泡存留在拄內(nèi)。讓懸浮液沉淀，并放出過多的溶劑。為了避免分層，最好一次裝完，如需分幾次填裝，則在二次填裝前應(yīng)先在已經(jīng)沉淀的表面用玻棒攪拌后再傾注，重復(fù)這個過程，直至裝到需要的高度。用溶劑徹底洗滌層析柱后使液面降到比層析床表面略高一點。最后覆蓋一張圓形濾紙或尼龍布，以免加樣時擾亂床表面。

（4）加樣

上柱前，先將樣品溶解在溶劑里或?qū)ο疵撘和肝觯瑯悠啡芤旱臐舛葢?yīng)該盡可能高些，以減少樣品溶液體積，使區(qū)帶狹窄。將樣品仔細(xì)加到層析床的表面，打開旋塞至液面與床面齊，然后連接溶劑池，保持一定高度的液面。

（5）洗脫

用適當(dāng)?shù)南疵撘喊迅鹘M分依次從柱上洗脫下來。使用洗脫法，上柱量不超過總柱容量的10％，溶劑與柱的相互作用比溶質(zhì)與柱的相互作用弱，溶劑越過結(jié)合的分子，逐漸地將它們從柱上沖洗下來。在沖洗過程中各組分因為吸附力不同而逐漸分離。在一個組分被洗脫后可以更換洗脫液，這就是所謂的分步洗脫。另外，還有一個可行的方法是逐漸改變?nèi)軇┑男再|(zhì)，形成一個離子強度、pH或極性的遞增梯度從而使各組分依次被洗脫，這種方法稱梯度洗脫，它的優(yōu)點之一是能夠減少拖尾現(xiàn)象。

（6）部分收集及分析

柱的流出液可以用人工的方法收集到一系列試管中或使用部分收集器。這種裝置能使每一管按照預(yù)定的時間或滴數(shù)收集流出液，然后自動移位，下一管再繼續(xù)收集。洗脫完畢后可選用各種適宜的方法將已收集的許多部分流出液進行定量分析，并畫出洗脫物的量對流出液體積的洗脫曲線。每一部分的蛋白質(zhì)或核酸的含量可以讓流出液通過一個流動小室測定其280 nm或260 nm的光吸收來進行連續(xù)監(jiān)測。

3、何謂保留值、分配容量K、分離度？ 答：1）保留值

（1）死時間 t0

不被固定相吸附或溶解的物質(zhì)進入色譜柱時，從進樣到出現(xiàn)峰極大值所需的時間稱為死時間，它正比于色譜柱的空隙體積。

因為這種物質(zhì)不被固定相吸附或溶解，故其流動速度將與流動相流動速度相近。測定流動相平均線速ū時，可用柱長L與t0的比值計算，即 ū = L/t0

（2）保留時間tr 試樣從進樣到柱后出現(xiàn)峰極大點時所經(jīng)過的時間，稱為保留時間（3）調(diào)整保留時間tr′

ａ 某組分的保留時間扣除死時間后，稱為該組分的調(diào)整保留時間，即 tr′= tr－t0 ｂ 由于組分在色譜柱中的保留時間tr 包含了組分隨流動相通過柱子所須的時間和組分在固定相中滯留所須的時間，所以tr 實際上是組分在固定相中保留的總時間。

ｃ 保留時間是色譜法定性的基本依據(jù)，但同一組分的保留時間常受到流動相流速的影響，因此色譜工作者有時用保留體積來表示保留值。（4）死體積V0

指色譜柱在填充后，柱管內(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(dāng)后兩相很小可忽略不計時，死體積可由死時間與色譜柱出口的載氣流速Fco（cm3·min-1）計算。

V0 = t0*Fco 式中 Fco為扣除飽和水蒸氣壓并經(jīng)溫度校正的流速。

b 僅適用于氣相色譜，不適用于液相色譜。（5）保留體積Vr 指從進樣開始到被測組分在柱后出現(xiàn)濃度極大點時所通過的流動相的體積。保留時間與保留體積關(guān)系：

Vr= tr *Fco（6）調(diào)整保留體積Vr′

某組分的保留體積扣除死體積后，稱為該組分的調(diào)整保留體積。

Vr′ = Vr－V0 = tr′* Fco（7）相對保留值r2,1 某組分2的調(diào)整保留值與組分1的調(diào)整保留值之比，稱為相對保留值。r2,1= tr2 ′ / tr1′= Vr2′ / Vr1′

由于相對保留值只與柱溫及固定相性質(zhì)有關(guān)，而與柱徑、柱長、填充情況及流動相流速無關(guān)，因此，它在色譜法中，特別是在氣相色譜法中，廣泛用作定性的依據(jù)。2）容量因子，即分配比 k 分配比又稱容量因子，它是指在一定溫度和壓力下，組分在兩相間分配達(dá)平衡時，分配在固定相和流動相中的質(zhì)量比。即

k = 組分在固定相中的質(zhì)量/組分在流動相中的質(zhì)量 ＝ ms/mm 3）分離度定義式

分離度：又稱分辨率，是兩個相鄰洗脫峰之間的距離與兩個峰寬的代數(shù)平均值之比（衡量色譜分離條件優(yōu)劣的參數(shù)）

4、色層圖中分離度有哪幾種表示方法？見課本ｐ169 分辨率表示法 R=2(θR2－θR1)/(W1+W2)容量因子表示法 k’＝m H 選擇性表示法 α＝K2’/K1’ 柱效表示

5、層析劑有那幾種？各自有何特點？

疏水性吸附劑，金屬螯合層析劑，二硫鍵層析劑，凝膠，硅膠等反向介質(zhì)

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？

答：（１）利用生物分子間的這種特異性結(jié)合作用的原理進行生物物質(zhì)分離純化的技術(shù)稱為親和純化技術(shù)（Affinity purification）。親和層析是利用偶聯(lián)親和配基的親和吸附介質(zhì)為固定相親和吸附目標(biāo)產(chǎn)物，使目標(biāo)產(chǎn)物得到分離純化的液相層析法。

（2）親和力的本質(zhì)：1.靜電作用：親和作用分子對的結(jié)合部位上帶有相反電荷時，產(chǎn)生靜電引力。在中性pH下，蛋白質(zhì)分子上酸性氨基酸殘基可帶負(fù)電荷，堿性氨基酸殘基可帶正電荷。此外N末端氨基酸的?-氨基帶正電，C末端氨基酸的羧基帶負(fù)電。2.氫鍵：如果親和作用分子對的一方分子中含有氧原子或氮原子，結(jié)合部位之間可以產(chǎn)生氫鍵作用，即形成O···H－O 或O···H－N。氫鍵的產(chǎn)生與否受結(jié)合部位之間位置關(guān)系的嚴(yán)格制約。3.疏水性相互作用：如果親和作用分子對的一方分子上含有芳香環(huán)或烴基鏈等疏水基，另一方的結(jié)合部位上也含有疏水區(qū)，則兩者之間可發(fā)生疏水性相互作用。4.配位鍵：如果親和作用分子對均與同一金屬原子配位，則兩者之間可通過金屬配位鍵間接結(jié)合。5.弱共價鍵：弱共價鍵是指結(jié)合力較弱的可逆共價鍵。當(dāng)親和作用分子對之間滿足形成弱共價鍵的條件時可能形成弱共價鍵。

具有親和作用的分子對之間具有“鑰匙”和“鎖孔” 的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系。（３）親和色層中常用的親和體系： 特異性 親和作用體系 高特異性 抗原----單克隆抗體

荷爾蒙----受體蛋白

核酸----互補堿基鏈段、核酸結(jié)合蛋白

酶----底物、產(chǎn)物、抑制劑

群特異性 免疫球蛋白----A蛋白、G蛋白

酶----輔酶

凝集素----糖、糖蛋白、細(xì)胞、細(xì)胞表面受體

酶、蛋白質(zhì)----肝素

酶、蛋白質(zhì)----活性色素（染料）

酶、蛋白質(zhì)----過度金屬離子

酶、蛋白質(zhì)----氨基酸（組氨酸等）

7、柱層析法與固定床吸附法有何異同點？

相同點：操作過程中都存在兩相，即固定相和流動相。都能對溶質(zhì)分子起到分離作用。不同點：操作完成后，層析法的目標(biāo)產(chǎn)物仍然存在于流動相中，只是由于洗出時間的不同而在不同時間得到不同產(chǎn)物，溶質(zhì)的分離程度由分辨率判斷；固定床吸附法的吸附物存在于固相中（即由液相或氣相轉(zhuǎn)移到固相），產(chǎn)物的分離純度取決于吸附劑的分離性質(zhì)。

操作方法上，柱層析是間歇操作，而固定床吸附是連續(xù)操作。在完成操作后，層析柱可以開始下一次分離，而固定床吸附法在達(dá)到穿透點之后需要停止吸附操作，轉(zhuǎn)入吸附質(zhì)洗脫和吸附劑再生操作。

8、色譜柱理論板數(shù)和塔板高度的計算？

答：根據(jù)呈正態(tài)分布的色譜流出曲線可以導(dǎo)出計算塔板數(shù)n的公式，用以評價一根柱子的柱效。由于色譜柱并無真正的塔板，故塔板數(shù)又稱理論塔板數(shù)： 可見理論塔板數(shù)由組分保留值和峰寬決定。

若柱長為L，則每塊理論塔板高度H為

由上述兩式知道，理論塔板數(shù)n越多、理論塔板高度H越小、色譜峰越窄，則柱效越高。

但上述兩式包含死時間t0，它與組分在柱內(nèi)的分配無關(guān)，因此不能真正反映色譜柱的柱效。通常以有效塔板數(shù)neff 和有效塔板高度Heff 表示

9、常用的親和吸附介質(zhì)有哪些？ 答：（1）酶的抑制劑 酶的抑制劑有天然的生物大分子，也有小分子化合物。例如胰蛋白酶的天然蛋白質(zhì)類抑制劑有胰臟蛋白酶抑制劑(pancreatic trypsin inhibitor;PTI)等，小分子抑制劑有芐脒（benzamidine）、精氨酸和賴氨酸等，均可作為親和純化胰蛋白酶的配基。

（2）抗體

利用抗體為配基的親和色譜又稱免疫親和色譜(immuno-affinity chromatography)?？贵w與抗原之間的Keq一般為107～1012 L/mol。因此，利用免疫親和色譜法是高度純化蛋白質(zhì)類生物大分子的有效手段。

（3）A蛋白

protein A為分子量約42 kD的蛋白質(zhì)，與IgG具有很強的親和作用，結(jié)合部位為IgG分子的Fc片段。A蛋白分子上含有5個Fc片段可結(jié)合部位。

不同IgG的Fc片段的結(jié)構(gòu)非常相似，因此A蛋白可作為各種抗體的親和配基，但不同抗體的結(jié)合常數(shù)有所不同。

A蛋白與抗體結(jié)合并不影響抗體與抗原的結(jié)合能力，因此A蛋白也可用于分離抗原-抗體的免疫復(fù)合體。

（4）凝集素

凝集素（lectin）是與糖特異性結(jié)合的蛋白質(zhì)（酶和抗體除外）的總稱。

伴刀豆球蛋白A（concanavalin A，con A）可用做糖蛋白、多糖、糖脂等含糖生物大分子的分析、純化。pH＜5.6時con A為二聚體，分子量為52 kD；pH＞5.6時為四聚體，分子量為102 kD，兩個亞基（subunit）之間通過二硫鍵結(jié)合。因此，在利用con A為配基的親和色譜操作中，操作條件應(yīng)當(dāng)適宜。

（5）輔酶和磷酸腺苷

脫氫酶和激酶與輔酶之間具有親和結(jié)合作用。輔酶主要有NAD（nicotinamide adenine dinucleotide）、NADP（NAD phosphate）和ATP（adenosine triphosphate）等。這些輔酶可用做脫氫酶和激酶的親和配基。

AMP(adenosine 5'-monophosphate)、ADP（adenosine 2'，5'-diphosphate）的腺苷部分與上述輔酶的結(jié)構(gòu)類似，可用做這些酶的親和配基。

（6）三嗪類色素

利用色素為配基的親和色譜法又稱色素親和色譜（Dye-ligand affinity chromatography）。

Triazine dyes是一類分子內(nèi)含有三嗪環(huán)的合成染料，與NAD的結(jié)合部位相同，又稱為生體模擬色素（biomimetic dye）。除脫氫酶和激酶外，三嗪類色素還與血清白蛋白、干擾素、核酸酶和糖解酶等具有很高的親和力。

（7）過渡金屬離子

Cu2+，Ni2+，Zn2+和Co2+等過渡金屬離子可通過與亞胺二乙酸（IDA）或三羧甲基乙二胺（TED）形成螯合金屬鹽固定在固定相粒子表面，用做親和吸附蛋白質(zhì)的配基。

這種利用金屬離子為配基的親和色譜一般稱為金屬螯合色譜（metal chelate chromatography）或固定化金屬離子親和色譜(immobilized metal affinity chromato-graphy, IMAC)。

（8）組氨酸

組氨酸可與蛋白質(zhì)發(fā)生親和結(jié)合作用：靜電和疏水性相互作用均有可能參與親和結(jié)合。

在鹽濃度較低和pH約等于目標(biāo)蛋白質(zhì)pI的溶液中，固定化組氨酸的親和吸附作用最強，隨著鹽濃度增大，親和吸附作用降低。

（9）肝素

肝素（heparin）是存在于哺乳動物的肝、肺、腸等臟器中的酸性多糖類物質(zhì)，分子量一般為5至30 kD，具有抗凝血作用。

肝素與脂蛋白、脂肪酶、甾體受體、限制性核酸內(nèi)切酶、抗凝血酶、凝血蛋白質(zhì)等具有親和作用，可用作這些物質(zhì)的親和配基。

肝素的親和結(jié)合作用在中性pH和低濃度鹽溶液中較強，隨著鹽濃度的增大結(jié)合作用降低

10、親和層析中目標(biāo)產(chǎn)物的洗脫有哪幾種方法？ 各有何優(yōu)缺點？

答：特異性洗脫利用含有與親和配基或目標(biāo)產(chǎn)物具有親和結(jié)合作用的小分子化合物溶液為洗脫劑，通過與親和配基或目標(biāo)產(chǎn)物的競爭性結(jié)合，脫附目標(biāo)產(chǎn)物，洗脫條件溫和，有利于保護目標(biāo)產(chǎn)物的生物活性，另外，由于僅特異性洗脫目標(biāo)產(chǎn)物，對特異性較低的體系或非特異性吸附較嚴(yán)重的物系，特異性洗脫法有利于提高目標(biāo)產(chǎn)物的純度。

非特異性洗脫是通過調(diào)節(jié)pH值、離子強度、離子種類和溫度等理化性質(zhì)降低目標(biāo)產(chǎn)物的親和吸附作用，是較多采用的洗脫方法。優(yōu)點為成本低，速度快，吸附介質(zhì)再生容易。缺點是洗脫體積大，目標(biāo)產(chǎn)物在洗脫中濃度較低。如果要提高濃度或是配基與目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)合較強時，要選擇適當(dāng)?shù)膒H值及離子強度或加入變性劑，如果選擇不當(dāng)，可能造成目標(biāo)產(chǎn)物失活。

電泳

1、電泳的概念

答：帶電質(zhì)點在電場中向帶有異相電荷的電極遷移的現(xiàn)象稱為電泳。

2、電泳的基本原理

答：電泳分離利用荷電溶質(zhì)在電場中泳動速度的差別進行分離

3、電泳技術(shù)的分類

答：有區(qū)帶電泳、等電點電泳和等速電泳。這些電泳法又根據(jù)是否使用凝膠載體分為凝膠電泳和自由流電泳。

4、基本的電泳系統(tǒng)組成

電源、電極、成形盤、膠梳、膠槽、外蓋

5、常規(guī)聚丙烯酰胺凝膠電泳的分離原理

答：常規(guī)聚丙烯酰胺凝膠具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可形成大小不同的孔徑，具有很強的分子篩作用。電泳利用凝膠的分子篩作用使分子大小或帶電荷不同的電解質(zhì)得到分離：相對分子質(zhì)量大的溶質(zhì)受凝膠的阻滯作用大，泳動速度較慢，而小分子溶質(zhì)泳動速度較快。

6、SDS-PAGE的分離原理

答：SDS-PAGE引進陰離子表面活性劑SDS（十二烷基磺酸鈉）。SDS與蛋白質(zhì)的疏水部位結(jié)合，能斷裂分子內(nèi)和分子間氫鍵，破壞蛋白質(zhì)的二級和三級結(jié)構(gòu)，強還原劑能使半胱氨酸之間的二硫鍵斷裂，減少了蛋白質(zhì)分子之間的聚集作用。蛋白質(zhì)在一定濃度的含有強還原劑的SDS溶液中，與SDS分子按比例結(jié)合，形成帶負(fù)電荷的SDS-蛋白質(zhì)復(fù)合物，這種復(fù)合物由于結(jié)合大量的SDS，使蛋白質(zhì)喪失了原有的電荷狀態(tài)，形成僅保持原有分子大小為特征的負(fù)離子團塊，從而降低或消除了各種蛋白質(zhì)分子之間天然的電荷差異，由于SDS與蛋白質(zhì)的結(jié)合是按重量成比例的，因此在進行電泳時，蛋白質(zhì)分子的遷移速度取決于分子大小。

7、何謂等電聚焦？如何形成載體兩性電解質(zhì)pH梯度？

在凝膠中加入兩性電解質(zhì)（如Amnpholine),通電后，凝膠中構(gòu)成從正極到負(fù)極逐漸增加的pH梯度,處在其中的蛋白分子在電場的作用下運動,最后各自停留在其等電點的位置上,利用氣壓力將已等電聚焦的樣品推動,經(jīng)過檢測器進行檢測。

兩性電解質(zhì)為數(shù)百至數(shù)千種混合物，各個組分具有不同的等電點，所以在通電以后，能夠形成載體兩性電解質(zhì)pH梯度。

作業(yè)摘抄：