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生物工艺学考题 一、名词解释 1、下游加工过程：产品的回收或分离过程，目地是把生物反应液，如发酵液酶反应液内有用的物质分离出来，获取所需的目标产品。 2、密度梯度离心分离：用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离。 3、细胞破碎率：被破碎的细胞的数量占原始细胞数量的百分比数。 4、反渗透：反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。 5、过饱和溶液：一定温度、压力下，当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度，而溶质仍不析出的现象叫过饱和现象，此时的溶液称为过饱和溶液。 6、离子交换树脂：有机高分子离子交换剂，包括合成离子交换剂和天然有机大分子离子交换剂，通常是一种典型的凝胶。 7、流化床干燥：要把湿的颗粒物料进行干燥，可以把热空气鼓入放置有湿颗粒的床层中使颗粒流态化，则热量从空气传递到颗粒提供水分蒸发所需热量，使颗粒干燥。 8、冷冻干燥：又称升华干燥，将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸气而除去的干燥方法。 9、电渗析：利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子（如离子）的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电的溶质粒子（如离子）通过膜而迁移的现象称为电渗析。 10、制备电泳： 11、分配系数：在一定温度和压力下，溶质分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度之比。 12、双水相萃取：又称水溶液两相分配技术，它利用不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，静置平衡后，分成互不相溶的两个水相，利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取，称为双水相萃取。 13、大孔树脂：它是一种比一般凝胶型有更多更大的孔道，布满树脂内部，因而是一种表面积大，在离子交换过程中，粒子容易扩散，交换速度快，稳定性好的一种树脂。 14、离子交换层析：是指带电荷物质因电荷力作用而在固定相与流动相之间分配得以相互分离的技术。 15、离心分离因数：离心加速度与重力加速度之比，大小为f=ω2r/g。 16、等电点电泳：利用特殊的一种缓冲液（两性电解质）在凝胶（常用聚丙烯酰胺凝胶）内制造一个pH梯度，电泳时每种蛋白质就将迁移到等于其等电点（pI）的pH处（此时此蛋白质不再带有净的正或负电荷），形成一个很窄的区带。 18、包涵体：指细胞表达的蛋白在细胞内集聚形成的无活性的固体颗粒。 19、亲和层析：是将有亲和吸附作用的物质（称为配基）偶联在固定介质（称为载体）上作为固定相，用以分离纯化目标产物的液相层析法。 二、简答题 1、生物分离的三个基本特征 答：1）通常处理发酵液或酶反应液中产品的浓度一般很低； 2）生物产品很多是生化活性物质，易受环境因素如温度、pH、金属离子和微生物等的影响，甚至失活，因而也增加了分离的难度； 3）对最终产物的质量往往要求极高。在很多情况下，特别是医药产品和作为生物试剂用的产品，其最终产品的纯度要求很高，有些产品要求是有一定保存期的稳定的无色晶体。 2、常用的分离提纯原理 答：溶解度的差异；分配系数的差异；分子大小和形状的差异；电荷性质的差异；热稳定性的差异；亲和力的差异；疏水作用的差异 3、膨胀床吸附的特性 答：1）能在床层膨松状态下实现平推流的扩张床吸附的优点 2）膨胀床吸附综合了固定床和流化床的优点，它除了能使介质颗粒按自身的物理性质相对稳定地处在层床中的一定层次上实现稳定分级，而流体保持平推流的形式流过床层 3）介质颗粒间有较大的空隙，能使料液中的固体颗粒顺利通过创层 4）吸附率高，可避开固液分离操作而直接从含颗粒的液料中提取大分子物质。 4、蛋白质等电点沉淀原理（P292） 答：蛋白质有一很重要的特性，就是“等电点”，用pI表示，与溶液的pH有关。利用蛋白质在pH等于其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分级。 5、膜分离过滤的基本方式（P309） 答：1）死端过滤方式：死端过滤类似于沙滤，料液垂直流过膜面，所有被截留的物质都沉积在膜表面，溶剂及小分子物质透过膜。由于被截留的物质在膜面不断积累，膜的过滤总阻力持续增大，导致膜通量逐渐降低。为了维持膜通量，需要对膜组件进行定期的反冲洗。 2）错流过滤方式：错流过滤时，料液分成两段，料液主体平行于膜面流动，透过液垂直透过膜，高速流动的料液能将沉积在膜面的物质带走，从而减缓过滤阻力的增加速度，这是膜组件在工业生产中经常采用的操作方式。 3）死端/错流联合流程：死端过滤的优点是回收率高，而膜污染严重，错流过滤尽管能减少污染，但是回收率太低。综合这两种操作方式的优点，开发出死端/错流联合流程，也称作半死端系统。 6、离子交换的基本步骤（P342） 答