2022年生物分离工程名词解释.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载膜分别的概念： 利用膜的挑选性（孔径大小） ,以膜的两侧存在的能量差作为推 动力,由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分别的一种技术；或者：利用具有肯定挑选性透过特性的过滤介质进行物质的分别纯化；离子交换 : 在吸附剂与溶液间发生离子交换,即吸附剂吸附离子后,它同时要放 出等当量的离子于溶液中；亲和层析：是利用生物分子对之间所具有的专一而又可逆的亲和力使生物分子分 离纯化的技术；过滤 ：是在外力作用下, 利用过滤介质使悬浮液中的液体通过,而固体颗粒被截 留在介质上,从而实现固液分别的一种单元操作；或者：利用薄片形多孔性介质（如滤布）截留固液悬浮液中的固体粒子,进 行固液分别的方法；重结晶：是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同,将晶体 用合适的溶剂再次结晶,以获得高纯度的晶体的操作；辨论率： 也称分别度；它是指相邻两色谱保留值之差与两峰底宽平均值之比；晶体：形成新相（固体）需要肯定的表面自由能；因此,溶液浓度达到饱和溶解 度时,晶体尚不能析出, 只有当溶质浓度超过饱和溶解度后, 才可能有晶体析出；溶液达到过饱和状态是结晶的前提；过饱和度是结晶的推动力；初级分别： 指从菌体发酵液、细胞培育液、胞内抽提液（细胞破裂液）及其他各 种生物原料初步提取目标产物,使目标产物得到浓缩和初步分别的下游加工过 程；截留率：表示膜对溶质的截留才能,可用小数或百分数表示；（真实截留率和表观截留率）自溶： 通过调剂温度、 PH值或添加有机溶剂,诱使细胞产生溶解自身的酶的方 法,也是一种酶溶法；保留体积 VR：指从进样开头到被测组份在柱后显现浓度极大点时所通过的流淌相 体积；死体积 VM：指色谱柱内固定相颗粒间所剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和, 当后两项很小而可忽视不计时, VM可由 tm与流淌 相体积流速 F0ml/min 的乘积运算；理论塔板高度： 单位理论塔板的长度称为理论塔板高度；它等于色谱柱长度除以理论塔板数；用理论塔板数与板高表示柱效率时是等价的；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载过饱和溶液： 溶质浓度超过饱和溶解度时, 该溶液称之为过饱和溶液； 溶质只有 在过饱和溶液中才能析出；分子筛层析法： 又称凝胶过滤层析法, 是以各种多孔凝胶为固定相,利用溶液中 各组分的分子量不同而进行分别的技术；阻滞因数： 是在色谱系统中溶质的移动速度和一抱负标准物质（通常是和固定相 没有亲和力的流淌相） 的移动速度之比, 即 R=溶质的移动速度 / 流淌相在色谱 系统中的移动速度 分别因子： 某一瞬时被吸附溶质量占总量的分数,又称质量分布比；即 =q / C t （Ct 为溶质总浓度,包括游离和被结合） ；膜组件： 由膜、固定膜的支撑体、 间隔物以及收纳这些部件的容器构成的一个单 元,又称膜装置；亲和吸附 : 是利用溶质和吸附剂之间特别的化学作用, 从而实现分别 . 扩散层：在胶粒四周的一部分阳离子由吸附层表面分布至胶粒阴电荷不能吸引的 最小距离所形成的非坚固结合层；体积浓缩倍数 ：即料液体积与溶剂体积的比值；正相色谱 : 是指固定相的极性高于流淌相的极性 分子或极性小的分子比极性大的分子移动的速度快 比较微滤、超滤、反渗透的区分和共同点？, 因此 , 在这种层析过程中非极性 , 先从柱中流出来 . 答：超滤 UF 和微滤 MF都是利用膜的筛分性质 , 以压差为传质推动力； UF膜和 MF膜具有明显的孔道结构,主要用于截留高分子溶质或固体微粒；UF膜的孔径 较 MF膜小,主要用于处理不含固形成的料液,其中相对分子质量较小的溶质和 水分透过膜 , 而相对分子质量较大的溶质被截留；因此,超滤是依据高分子溶质 之间或高分子与小分子溶质之间相对分子质量的差别进行分别的方法；微滤过程中,膜两侧渗透压差较小,所以操作压力比反渗透操作低,一般为0.1 1.0MPa；微滤一般用于悬浮液（粒子粒径为0.1 10 ）的过滤 , 在生物分离中 , 广泛用于菌体细胞的分别和浓缩；微滤过程中膜两侧的渗透压差可忽视不计,由于膜孔径较大,操作压力比超滤更低,一般为0.05 .5 a；反渗透：溶质浓度越高, 渗透压越大； 假如欲使高浓度溶质一侧溶液 B 中的溶剂（水）渗透到纯水侧 称为反渗透；A,在 B侧所施加的压力必需大于此渗透压,这种操作传质推动力是压差；分别原理为筛分；层析分别技术1. 依据机理不同,色谱分别可分为那几种？简述各种色谱分别的基本原理；与 其他分别技术相比,色谱分别技术有何特点？答：按分别机理不同分类：吸附层析、安排层析、凝胶过滤层析名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载（1）吸附层析：混合物随流淌相通过固定相（吸附剂）时,由于固定相对不同 物质的吸附力不同而使混合物得到分别；（2）安排层析：其固定相和流淌相都是液体,其原理类似于液液萃取,利用混合物中各物质在两液相中的安排系数不同而分别；体结合后形成的；其中,固定相是由固定液与载（3）凝胶过滤层析：依据物质分子大小不同而进行分别的色谱技术,又称分子筛色谱；由于大分子和小分子在通色谱柱时,所通过得路径不同 （大分子进入空隙,小分子进入孔内）,流杰出谱柱的时间不同,从而得到分别；其固定相为凝 胶,流淌相可依据试验需要挑选不同的缓冲溶液；与其他分别技术相比,色谱分别技术的特点：分别效率高,应用范畴广,高灵敏 度的在线检测,快速分别,过程自动化操作；2. 比较安排色谱中的安排系数、 吸附色谱中分别因素及凝胶色谱中的安排常数有 何异同点？答：在层析过程的某一时刻,假如流淌相中样品的浓度为Cm,固定相中样品的浓度为 Cs,就安排系数 K定义为： K=Cs/Cm；为了更好地描述层析过程中 Cm与Cs之间的关系,在安排层析中直接用安排系数 离因数 ,在凝胶层析中衍生出安排常数 Kd；（1）安排系数K表示,在吸附层析中衍生出分在安排层析中,安排系数：类似于溶剂萃取中的安排系数 K=cs/cm cs、cm分别为溶质在固定相和流淌相中的浓度,在肯定温度下,当溶质的浓度较低时,K为常数线性色谱；当溶质的浓度较高时, K为溶质浓度的函数非线性色谱；. 在层析过程中,安排系数较大的组分,迁移速度较慢；而安排系数较小 的组分,迁移速度较快； 因此,安排系数相差较大的两种物质很简单通过层析过 程进行分别；（2）分别因数分别因数：某一瞬时被吸附的溶质量占总量的分数（表示）： =cs/cs+cm 0 1：.当 =0 时,此种溶质不与固定相产生吸附作用,或固定相已无空余的结合位点,此时溶质随流淌相以同样的速度移动；当 =1 时,溶质全部被吸附在固定相上, 且不随流淌相移动； .在柱色谱分别中, 有效的分别通常要求 值至少为 0.8 ；（3）安排常数名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载在凝胶层析中,引入一个安排常数 部间隙的分数；Kd,它表示某溶质分子可以进入凝胶颗粒内0Kd1：当 Kd=0时,意味着溶质分子完全被排阻于凝胶颗粒的微孔之外,而 最先被洗脱；当 Kd=1时,意味着溶质分子完全不被排阻,可以自由进入全部凝 胶颗粒的微孔中,而最终被洗脱；在实际操作时,有时会显现 Kd>1的情形,表 明除了凝胶的分子筛作用外,仍存在着吸附作用；3 色谱的分别度是如何定义的？它与哪些因素有关？答： Rs=（两峰之间的距离） / （平均峰宽）Rs表示色谱峰的分别度, Rs<1,两个峰没有完全分开； Rs=1,两个峰刚好在峰 底处连接；Rs>1,两个峰被完全分开,即为正确的分别条件；分别度取决于分别效率和挑选性：的距离；分别效率取决于峰宽； 挑选性取决于两峰之间4. 离子交换色谱的基本原理是什么？常用的离子交换剂有哪几类？答：原理：利用离子交换剂作为层析支持物（固定相）,由于带有不同电荷的蛋 白质与固定相间的静电作用力（吸附力）不同,从而达到分别目；最为常见的包括离子交换树脂、 离子交换纤维素、 离子交换葡聚糖和离子交换琼 脂糖等；5. 离子交换色谱的洗脱方式有几种？分别在什么情形下适合. ,梯度按操作方式：恒定洗脱 isocratic elution,分步洗脱 stage elution洗脱 gradient elution 按洗脱机理：转变缓冲液盐浓度,转变缓冲液 pH 添加剂：表面活性剂、尿素、盐酸胍洗脱体积： 5 倍床体积以上pH,转变缓冲液盐浓度和缓冲液6. 亲和色谱主要有哪几部分组成？其核心部分是什么？为什么要引入“ 接枝手 臂” ？在重组蛋白的分别纯化中,如何通过上游技术来简化下游的分别纯化技 术？答：主要有载体（担体）,配体与目标物,接枝手臂组成,其核心部分是配体的 挑选和亲和吸附的合成；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载接枝手臂的作用： 当配基的分子量较小时, 将其直接固定在载体上, 会由于载体的空间位阻, 配基与生物大分子不能发生有效的亲和吸附作用；需要在配基与载体连接一个“ 接枝手臂” , 以增大配基与载体之间的距离, 使其与生物大分子有效的亲和结合；7. 凝胶过滤色谱的原理是什么？有何特点？答：原理：凝胶过滤层析又称凝胶排阻色谱, 分子筛色谱法 , 凝胶过滤法等； 利用凝胶过滤介质为固定相,依据物料中溶质相对分子质量的差异的液相色谱法；特点：（ 1）操作便利 , 条件温顺 , 不会使物质变性；（ 2）色谱介质不需再生 , 可反复便用；（ 3）分别效率高,回收率较高；（ 4）广泛应用于生物大分子的初级分别,脱盐等；（ 5）辨论率较低,需采纳瘦长柱；（样品被稀释,上样前需进行浓缩6）经过凝胶过滤色谱后8. 凝胶过滤色谱的凝胶特性参数有那些？懂得它们的详细含义；答：1 排阻极限 exclusion limit 是指不能扩散到凝胶基质内部中去的最小 分子的分子量； SephadexG-50的排阻极限是 30kDa）；2 分级范畴 Fractionation range 它指出了当溶液通过凝胶柱时 , 能够为介 质阻滞并且分别的溶质分子量范畴 SephadexG-50, 它的分级范畴为 150030000；3 吸水量 Water regains 1g 干凝胶所吸取的水分称为吸水量（SephadexG-50 的吸水量为 5.0 ± 0.3g ）；溶胀率 =吸水量× 100%；4 凝胶粒径凝胶颗粒一般为球形, 其粒径大小对分别度有重要影响 （粒径越小,其分别效率越高）； 100-200 目50-150 m 5 床体积 Bed volume 表示 1g 干胶在溶胀后所具有的最终体积SephadexG-50 的床体积为 911ml/g 干凝胶 6 间隙体积 Void volume 表示填充柱中凝胶粒子四周的总空间即 V0用平均 分子量为 2000kDa蓝色葡聚糖测出 ；9. 凝胶过滤色谱的操作过程与吸附色谱有那些主要区分？答：吸附色谱固定相通常是活性硅胶、氧化铝、活性炭、聚乙烯、聚酰胺等固体 吸附剂,所以吸附色谱也称液固吸附色谱；活性硅胶最常用；10. 凝胶过滤色谱主要应用于那些方面？答：（ 1）脱盐及缓冲液的更换：由于蛋白质与盐的分子量相差较大,因此,很简单通过凝胶过滤色谱将二者分开；了更换缓冲液, 可将平稳缓冲液和洗脱缓冲液使用需更换的缓冲液,这样,脱盐的同时即可将样品缓冲液进行更换；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载. 脱盐柱体积可从 1ml2,500L; 脱盐柱的型号常用SephadexG-25 （2）分级分别：当目标蛋白大于凝胶的排阻极限,而杂质处于排阻范畴内时,简单得到较纯的目的蛋白； 但事实上, 由于凝胶的孔径具有肯定的分布,要想将目标蛋白和杂蛋白完全分开,具有肯定的难度（3）分子量的测定：在凝胶过滤介质的分级范畴内蛋白质的安排系数（或洗脱体积）与相对分子质量的对数呈线性关系（可用于未知物质相对分子质量的测定；11. 疏水作用色谱的基本原理是什么？KD=a-blgMW）,所以,凝胶过滤色谱答：疏水性作用色谱（ Hydrophobic interaction chromatography, HIC）是利用表面偶联疏水性基团 （疏水性配基） 的疏水性吸附剂为固定相, 依据蛋白质与疏水性吸附剂之间的疏水性相互作用的差异进行蛋白质类生物大分子分别纯化的色谱技术； .蛋白质分子中具有疏水基团和亲水基团；在水溶液中, 尽管大部分疏水基团被折叠在分子内部, 表面为极性和荷电基团, 但总有一些疏水性基团或极性基团的疏水部位暴露在蛋白质表面；依据蛋白质“ 盐析沉淀原理” , 在离子强度较高的盐溶液中, 蛋白质表面疏水部位的水化层被破坏, 暴露出疏水部位,疏水性相互作用增大； 因此,在疏水作用色谱中在样品吸附阶段采纳高盐浓度的溶液使目标分子结合在层析柱中, 而在洗脱阶段采纳降低洗脱剂中盐浓度的方式 减弱这种疏水作用力,从而解吸溶质达到洗脱的目的；12. 疏水作用色谱与离子交换色谱有何区分与联系？答：疏水性作用层析（ HIC）主要用于蛋白质类大分子的分别纯化；虽然 HIC 不如离子交换层析（ IEC）应用普遍,但可作为IEC 的补充工具；假如使用方法适当, HIC具有与 IEC 相近的分别效率； HIC 具有如下特点： .由于在高浓度盐 溶液中疏水性吸附作用较大, 因此 HIC 可直接分别盐析后的蛋白质溶液 （不需脱 盐）； .可通过调剂疏水配基链长、种类和密度来调剂吸附剂的疏水性,因此可依据目标蛋白的性质挑选相宜的吸附剂；.疏水性吸附剂种类多, 挑选余地 大,价格与离子交换剂相当； .与同样基于溶质和层析介质间的疏水作用进行 分别的反相层析 RPC相比,其疏水配基的作用力较小, 因此洗脱条件较为温顺,在分别纯化蛋白质方面有着更为广泛的应用；13. 膜分别过程中 , 有那些缘由会造成膜污染 , 如何处理 答:1 膜污染主要有两种情形 : 一是附着层被滤饼 , 有机物凝胶 , 无机物水垢胶体 物质或微生物等吸附于表面 ; 另一种是料液中溶质结晶或沉淀造成堵塞 . 2 膜污染是可以预防或减轻的 转变等方式 . , 措施包括料液预处理 , 膜性质的改善 , 操作条件3 膜污染所引起的通量衰减往往是不行逆的, 只能通过清洗的处理方式排除, 包括物理方法冲洗和化学药品溶液清洗等.14 反相色谱的基本原理是什么？答：反相层析（ Reversed-phase chromatography, RPC）利用非极性的反相介质 为固定相,极性有机溶剂的水溶液为流淌相,是依据溶质极性（疏水性）的差异名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载进行分别纯化的层析技术； 反相层析属于安排层析, 溶质在固定相（非极性介质）和流淌相之间的安排系数取决于溶质的疏水性：溶质的疏水性越大, 其在固定相中的安排系数越大； 烃类化合物的安排系数与其分子所含碳原子数成正比；当固定相肯定时, 可通过调剂流淌相的组成来调整溶质的安排系数；流淌相的极性越大,溶质的安排系数越大；因此,梯度洗脱法；RPC多采纳降低流淌相极性（水含量）的线性15. 分析反相色谱与疏水作用色谱的区分与联系；答：相像之处：均是利用不同物质与固定相之间的疏水性作用力不同进行色谱分 离；不同之处： .固定相的疏水程度不同； .流淌相组成不同； .操作方式不 同；应用范畴不同；16 简述过饱和溶液形成的方法 答:1 热饱和溶液冷却 等溶剂结晶 适用于溶解度随温度上升而增加的体系; 同时 , 溶解度随温度变化的幅度要适中; 2 部分溶剂蒸发法 等温结晶法 , 或随温度上升溶解度降低的体系; 适用于溶解度随温度降低变化不大的体系3 真空蒸发冷却法使溶剂在真空下快速蒸发 法的一种结晶方法 . 4 化学反应结晶, 并结合绝热冷却 , 是结合冷却和部分溶剂蒸发两种方名师归纳总结 加入反应剂产生新物质 , 当该新物质的溶解度超过饱和溶解度时, 即有晶体析出第 7 页,共 7 页- - - - - - -