表面的一个滞流层,从溶液中转移到晶体的表面 、 到达晶体表面的溶质长入晶面,使晶体增大,同时放出结晶热 和 结晶热传递回到溶液中 三个过程; 78.影响晶体生长的主要因素有 杂质 、 搅拌 和 温度 ;
79.超临界流体萃取过程中溶质与溶剂分离的常用方法有 改变温度 和 压力 ; 80.常用于描述吸附过程的数学模型有 langmuir吸附模型 和 freundlich吸附模型 ,其形式分别为q?q0c和q?Kcn; K?c二. 讨论题
1.请结合图示简述凝胶排阻色谱(分子筛)的分离原理;
答:凝胶排阻色谱的分离介质(填料)具有均匀的网格结构,其分离原理是具有不同分子量的溶质分子,在流经柱床是,由于大分子难以进入凝胶内部,而从凝胶颗粒之间流出,保留时间短;而小分子溶质可以进入凝胶内部,由于凝胶多孔结构的阻滞作用,流经体积变大,保留时间延长。这样,分子量不同的溶质分子得以分离.
2.绘制结晶过程中饱和曲线和过饱和曲线图,并简述其意义;
答:结晶过程中的饱和温度曲线和不饱和温度曲线的简图如右图所示: S-S曲线为饱和温度曲线,在其下方为稳定区,在该区域溶液为不饱和溶液,不会自发结晶;
T-T曲线为过饱和温度曲线,在其上方为不稳定区,能够自发形成结晶; S-S曲线和T-T曲线之间为亚稳定区,在该区域,溶液为过饱和溶液,但若无晶种存在,也不能自发形成晶体
3.何谓亲和吸附,有何特点?
答:亲和吸附是吸附单元操作的一种,它是利用亲和吸附剂与目标物之间的特殊的化学作用实现的高效分离手段。亲和吸附剂的组成包括:惰性载体、手臂链、特异性亲和配基。
亲和吸附的特点是高效、简便、适用范围广、分离速度快、条件温和,但载体制备难度大,通用性差,成本较高。
4.简述结晶过程中晶体形成的条件;
答:结晶过程包括过饱和溶液的形成、晶核的形成及晶体的生长三个过程,其中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。
5.试比较常规聚丙稀酰胺凝胶电泳与SDS PAGE的分离原理; 答:常规聚丙烯酰胺凝胶电泳和SDS-PAGE均为凝胶电泳的一种。
聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质是依据其电荷(性质、荷电量)、分子形状和分子大小(分子量)差异实现分离的;
SDS-PAGE由于加入了SDS和强还原剂(DTT等),破坏了蛋白质分子的高级(二级、三级、四级)结构,并与蛋白质形成荷大量负电荷的聚合物,消除了不同蛋白质分子电荷及分子形状差异,而仅将分子量差异作为分离依据,常用于测定未知蛋白质的亚基分子量。 6.简述生物分离过程的特点;
答:①产品的品种很多;②生物物质分离的难度比一般化工产品大。 7.试比较凝聚和絮凝两过程的异同;
答:凝聚,从作用机理来看,是指胶体和分散系双电层压缩、ζ电位破坏、电性中和而脱稳并聚集为絮粒的过程。
絮凝,从工艺上看,是指絮粒通过吸附、交联、网捕,聚结为大絮体沉降的过程。采用凝聚方法得到的凝聚体,颗粒常常是比较细小的,有时还不能有效地分离。 8.简述超临界流体萃取的原理及其特点; 答:超临界流体萃取是利用超临界流体具有的类似气体的扩散系数,以及类似液体的密度(溶解能力强)的特点,利用超临界流体为萃取剂进行的萃取单元操作。其特点是安全、无毒、产品分离简单,但设备投资较大。 9.何谓反微团,反微团萃取?其特点有哪些?
答:反微团是表面活性剂在非极性有机溶剂中形成的一种聚集体。 反微团萃取是将表面活性剂溶于水中,使其浓度超过微团浓度 优点:①极性“水核”具有较强的溶解能力;
②生物大分子由于具有较强的极性,可溶解于极性水核中,防止与外界有机溶剂接触,减少变性作用;
③由于“水核”的尺度效应,可以稳定蛋白质的立体结构,增加其结构的刚性,提高其反应能力。
10.何谓色谱的理论塔板数,如何计算?
答:理论塔板数反应不同时刻溶质在色谱柱中的分布以及分离度与柱高之间的关系。
N?5.54(tR2t) N?16(R)2 N-理论塔板数 tR-保留时间 W1/2半峰宽 Wb-峰底W1/2Wb宽
11.简述疏水层析的原理,并说明基本操作步骤;
答:在载体表面连接上疏水的直链碳链或其他疏水基团,可以与蛋白质的某些疏水基团相互作用,从而实现多组分的分离。
在高盐浓度下,蛋白质表面的疏水区域暴露,固定相表面修饰了一些疏水基团,这样蛋白质的疏水部分即可与固定相发生较强的疏水相互作用,从而被结合在固定相表面,而一旦降低流动相的盐浓度即可实现蛋白质的洗脱。 12.简述等电点沉析的基本原理;
答:两性电解质在溶液pH处于等电点(pI)时,分子表面净电荷为零,导致赖以稳定的双电层及水化膜的削弱或破坏,分子间引力增加,溶解度降低。调节溶液的PH值,使两性溶质溶解皮下降,析出沉淀。 13.简述有机溶剂沉析的原理;
答:向水溶液中加入一定量亲水性的有机溶剂,降低溶质的溶解度,使其沉淀析出的分离纯化方法称为有机溶剂沉析法。机理主要有两点:
① 水性有机溶剂加入溶液后降低了介质的介电常数,使溶质分子间的静电引力增加,聚集形成沉淀。
② 水溶性的有机溶剂本身的水合作用降低了自由水的浓度,压缩了亲水溶质分子表面原有水合层的厚度,降低了它的亲水性,导致脱水聚集。 14.简述盐析原理;
答:①由于盐离子与蛋白质表面具相反电性的离子基团结合,形成离子对,盐离子部分中和了蛋白质的电性,是蛋白质分子之间排斥作用减弱而能相互靠拢,聚集起来;
②由于中性盐的亲水性比蛋白质大,盐离子在水中发生水合而使蛋白质脱去了水合膜,暴露出疏水区域,由于疏水区域的相互作用,使其沉淀。 15.结合SDS PAGE电泳的分离原理说明未知蛋白质分子量的测定方法; 答:以不同分子量的标准蛋白进行SDS-PAGE电泳得到不同标准蛋白的电泳迁移率,制作标准曲线,然后对未知蛋白在相同条件下进行SDS-PAGE电泳,测定迁移率,从标准曲线得到相应的分子量。
16.请说明在进行SDS PAGE电泳之前,样品的处理方法,并解释其原因; 答:样品处理方法:加入SDS和还原剂DTT.
原因:SDS-PAGE由于加入了SDS和强还原剂,破坏了蛋白质分子的高级结构,
并与蛋白质形成带大量负电荷的聚合物,消除了不同蛋白质分子电荷及分子形状的差异,而仅将分子量差异作为分离的依据,常用于测定未知蛋白质的亚基分子量。
17.简述载体两性电介质梯度等电聚焦(IEF)的分离原理;
答:在支持介质中加入载体两性电解质,通以直流电后在两极之间形成稳定、连续和线性的pH梯度,当带电的蛋白质分子进入该体系时,便会产生移动,并聚集于相当其等电点的位置。
18.何谓反渗透膜分离,其特点是什么?
答:反渗透过程是用一种半透膜把两种不同浓度的溶液隔开,只是纯溶剂通过膜,而低分子量的化合物被截留。因此,操作压力比超滤大得多。 特点:操作压力大,适用于小分子物质浓缩,最常用于纯水的制备。 19.结晶的必备条件是什么? 答:溶液达到过饱和状态
20.细胞破碎时应注意的事项有哪些?
21.离子交换分离单元的基本过程有哪几部分?
答:①样品准备②离子交换剂和层析剂的制备③上样④目的蛋白的洗脱⑤洗脱液的鉴定和回收⑥离子交换剂的再生和储存 22.简述反相色谱分离原理;
答:在层析支持物上涂上一层高碳原子的疏水性强的烷烃类,洗脱液用极性强的溶剂,则被分离样品中的极性强的物质不被吸附,最先洗下来,得到较好的分离效果。
23.试比较物理吸附与化学吸附过程;
答:物理吸附吸附剂与吸附质之间的作用力是分子间作用力,物理吸附无选择性,吸附量可因物系不同而相差很多,可在低温下进行,不需要较高活化能,可以是单分子层也可以是多分子层。
化学吸附在吸附质与吸附剂之间有电子转移,形成化学键,因此化学吸附需要较高的活化能,需要在较高温度下进行,化学吸附放出的热量很大,只能是单分子层吸附,且不易吸附和解吸,平衡慢,化学吸附选择性较强 24.何谓强制膜分离过程?主要包含哪些单元操作? 答:包括超滤和反渗透。 25.简述活性炭的吸附规律?
答:活性炭是非极性吸附剂,因此在水溶液中吸附力最强,在有机溶剂中吸附力较弱。在一定条件下,活性炭对不同物质的吸附力不同,一般遵循下列规律: ② 极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团少的化合物; ②对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物;
③ 性炭对分子量大的化合物的吸附力大于分子量小的化合物 ; ④ 酵液的pH与活性炭的吸附率有关;
⑤ 活性炭吸附溶质的量在达到平衡前一般随温度提高而增加,但在提高温度时应考虑到溶质对热的稳定性。