第一篇：生物分离工程思考题
《分离》PPT思考题及部分答案
分离概述 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？ 生物下游加工过程特点：
<1>：发酵液组成复杂，固液分离困难——这是生物分离过程中的薄弱环节
<2>：原料中目标产物含量低，有时甚至是极微量——从酒精的1/10到抗菌素1/100，酶1/100万左右，成本高。
<3>：原料液中常伴有降解目标产物的杂质——各种蛋白酶降解基因工程蛋白产物，应快速分离。
<4>：原料液中常伴有与目标产物性质非常相近的杂质——高效纯化技术进行分离。
<5>：生物产品稳定性差 ——严格限制操作条件，保证产物活性。
<6>：分离过程常需要多步骤操作，收率低，分离成本高——提高每一步的产物收得
率，尽可能减少操作步骤。
<7>：各批次反应液性质有所差异——分离技术具有一定的弹性。2 设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素？
(1)产品的性质（2）成本（3）工艺步骤（4）操作程序（5）生产方式（6）生产规模（7）产品稳定性（8）环保和安全 3 初步纯化与高度纯化分离效果有何不同？
（1）初步纯化是将目标物和与其性质有较大差异的杂质分开，使产物的浓度有较大幅度的提高，可采用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作.（2）高度纯化主要是除去与目标物性质相近的杂质，是产品的精制过程，可采用层析（柱层析和薄层层析）、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱.4 如何除去蛋白质溶液中的热原质？
（1）生产过程无菌（2）所有层析介质无菌（3）所用溶液无菌（4）亲和层析（多粘菌素）5 生物分离为何主张采用集成化技术？纯化生物产品的得率是如何计算的？若每一步纯化产物得率为90%，共6步纯化得到符合要求产品，其总收率是多少？
得率=产品中目标产物总量/原料中目标产物总量 总收率=（90%）6 =53.1441%
发酵液预处理 发酵液为何需要预处理？处理方法有哪些？
1、发酵产物浓度较低，大多为1%—10%，悬浮液中大部分是水；
2、悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大；
3、固体粒子可压缩性大（细胞在很大程度上属于可压缩的粘稠物料）；
4、液相粘度大，大多为非牛顿型流体；
5、性质不稳定，随时间变化，如易受空气氧化、微生物污染、蛋白质酶水解等作用的影响。处理方法：（1）凝集和絮凝（2）加热法（3）调pH法（4）加水稀释（5）加助滤剂法（6）加吸附剂或加盐法（7）热处理法
（8）离子交换和活性炭吸附法如何使用助滤剂? 助滤剂的使用方法有两种： ①在过滤前先在过滤介质表面预涂（铺）一层助滤剂。②助滤剂按一定比例均匀加入待过滤的料液中。3 凝集与絮凝过程有何区别？如何将两者结合使用？
答：凝聚：指在投加的化学物质（铝、铁的盐类或石灰等）作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１ mm 大小块状凝聚体的过程。机理：a 中和粒子表面电荷
b 消除双电层结构 絮凝：指使用高分子絮凝剂（天然的和合成的大分子量聚电解质）能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团（10mm）的过程。其中絮凝剂主要起架桥作用。机理：架桥作用
结合使用：在发酵液中加入具有高价阳离子的电解质，由于能降低ζ电位和脱除胶粒表面的水化膜，就能导致胶粒间的凝聚作用 4 错流微滤与传统过滤相比有何优点？
（1）传统过滤作用是由两个过程组成：筛选作用和吸附作用。如果微粒比滤层的孔隙大，即产生筛选作用。混浊微粒被截留，不仅是筛选作用的结果，也是过滤层里面发生的吸附作用的结果。在悬浮微粒过滤时，微粒的直径使它不可能通过缝隙的入口时，被截留在过滤层的表面上，微粒又形成了第二道过滤层，在入口孔隙的上方积累，随之堵塞了他们。（2）错流过滤打破了传统过滤的机制，即液体的流向和滤膜相切，使得滤膜的孔隙不容易堵塞。被过滤的发酵液在压力推动下，带着混浊的微粒，以高速在管状滤膜的内壁流动，而附着在滤膜上的残留物质很薄，其过滤阻力增加不大，因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。优点: 1.克服介质阻力大 2.不能得到干滤饼 3.需要大的膜面积
4.收率高 5.质量好 6.减少处理步骤
7.染菌罐也能进行处理
细胞破碎
1.细胞破碎的常用的方法有哪些？
珠磨法、高压匀浆法、超声破碎法、酶溶法、化学渗透法 2.机械法、超声波法等在破碎细胞时应该共同注意什么？
3.酶消化法和碱处理法都是细胞破碎的有效方法，但是也都有各自的什么缺点？ 酶消化法缺点：
（1）价格高，通用性差，产物抑制的存在 碱处理法缺点：（1）操作时间长（2）易引起活性物质失活
（3）对产物存在着一定的毒性且会给产物的纯化带来困难，影响产物浓度 4.工业生产中对于细胞破碎常用的生产工艺流程有那些？
沉析、沉淀
1.理解概念：硫酸铵饱和度，盐溶，盐析
2.常用的蛋白质沉淀方法有哪些？（1）盐析法
（2）有机溶剂沉淀法（3）等电点沉淀法（4）非离子多聚物沉淀法（5）生成盐复合物法（6）选择性变性沉淀（7）亲和沉淀
3.影响盐析的主要因素有哪些？
盐析：蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低，发生沉淀的现象。
影响盐析的主要因素：溶质种类的影响：Ks和β值
溶质浓度的影响：蛋白质浓度大，盐的用量小，但共沉作用明显，分辨率低；
蛋白质浓度小，盐的用量大，分辨率高；
pH值：影响蛋白质表面净电荷的数量，通常调整体系pH值，使其在pI附近；
盐析温度：大多数情况下，高盐浓度下，温度升高，其溶解度反而下降；
4.何谓中性盐的饱和度？盐析操作中，中性盐的用量（40% 硫酸铵饱和度）如何计算？
0～300C 溶解度变化很小，加入水中后溶液体积会变大（必须考虑到）。
200C 1L加至饱和浓度时体积变大为：1.425L(实际应加入)761g
因此，要使1L溶液浓度由M1增加到M2需要加入多少克（NH4）2SO4需要按下式计算：
200C时—— G=533（M2-M1）/（4.05-0.3M2）或533（S2-S1）/（100-0.3S2）
00C时—— G=505（M2-M1）/（3.825-0.285M2）或505（S2-S1）/（100-0.285S2）5.有机溶剂沉淀蛋白质的机理什么？用乙醇沉淀蛋白质时应注意哪些事项？
②有机溶剂沉淀蛋白质的机理是：
向蛋白质溶液中加入有机溶剂，水的活度降低。随着有机溶剂溶度的增大，水对蛋白质分子表面荷电基团的水化程度降低，液体的介电常数下降，蛋白质分子间的静电引力增大，从而凝聚和沉淀。
③用乙醇沉淀蛋白质时
应注意的事项：
1、低温条件下操作可以提高收率和减少蛋白质失活变性（加入有机溶剂为放热反应）；
2、采用的有机溶剂必须与水互溶，与蛋白质不发生作用；
3、蛋白质分子量越大，需要加入的溶剂量越少；
4、一种蛋白质的溶解度常会因为另一种蛋白质存在而降低；
5、沉淀的蛋白如果不能再被溶解，可能已经变性；
6、很多酶和蛋白质在20-50%（V/V）就能产生沉淀；当溶剂量达到50%时，通常只有
分子量≤1500的蛋白留在溶液中；
7、PH=PI时，需要加入的溶剂量减少；
8、盐析法沉淀的蛋白质采用有机溶剂精制时必须与先进行透析。
离心
1.工业生产时在什么情况下面采用离心的方法来分离产物？ 当发酵液不易被过滤纯化时，我们可以采用离心的方法来分离。2.工业生产时最有可能使用的是那三种离心机？ 管式离心机、碟片式离心机、离心过滤机
3.工业生产时经常使用的三种离心机的各自特点是什么？
4.什么是澄清操作?什么是分离操作? 液-固分离:即低浓度悬浮液的分离，称澄清操作。液-液(或液-液-固）分离: 即乳浊液的分离，称分离操作。
膜分离技术 理解概念：截留分子量，截留率，体积浓缩倍数 微滤，超滤，反渗透分离技术在分子尺寸上有何区别？影响截留率的因素有哪些？
分子的形状、吸附作用、温度、流速、pH、离子强度（影响蛋白构象）4 毛细管流动模型，溶解扩散模型和优先吸附模各适用于解释哪些膜过程? 膜污染有哪些途径造成？如何有效防止和清除膜污染？ 污染的原因有A、凝胶极化引起的凝胶层，阻力为Rg B、溶质在膜表面的吸附层，阻力为Ras C、膜孔堵塞，阻力为Rp D、膜孔内溶质吸附，阻力为Rap 防止：预处理、开发抗污染膜、加大流速、化学清洗、物理清洗 膜的清洗：
①机械方法：加海绵球，增大流速，逆洗(对中空纤维超滤器)，脉冲流动，超声波等。
②化学方法
用起溶解作用的物质：如：酸、碱、酶(蛋白酶)，螯合剂，表面活性剂。用起切断离子结合作用的方法：如改变离子强度、pH、电位。起氧化作用的物质：如过氧化氢、次氯酸盐。用起渗透作用的物质：如磷酸盐、聚磷酸盐
结晶 理解概念：晶种，晶核，晶型，饱和溶液，过饱和溶液，饱和度 晶核：在结晶过程中最先析出的微小颗粒(小晶体)是以后结晶的中心
饱和溶液：当溶液中溶质浓度等于该溶质在同等条件下的饱和溶解度时，该溶液称为饱和溶液；
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； 2 粒子大小与溶解度有何关系？凯尔文公式的内容？ 粒度大小与溶解度之间的关系可用开尔文方程式表示：
lnc12M11()c2RTL1L2式中：C1、C2---分别是曲率半径为L1、L2的溶质的溶解度
R---气体常数
T---绝对温度
ρ---固体颗粒密度
M---溶质的分子量
σ---固体颗粒与溶液间的表面张力
在结晶过程中最先析出的微小颗粒(小晶体)是以后结晶的中心，称为晶核，微小晶核具有较大的溶解度，因此在饱和溶液中，晶核是要溶解的。只有达到一定的过饱和度时，使晶核半径r大于临界半径rc，晶核才能存在。因此，溶液达到过饱和浓度是沉淀结晶的前提，过饱和度是沉淀结晶的推动力，过饱和度越大，推动力就越大，析出沉淀结晶的可能性就越大。3 有哪些方法造成溶液过饱和？
过饱和溶液的形成方法
(1)冷却(2)溶剂蒸发(3)改变溶剂性质
(4)化学反应产生低溶解度物质(5)真空蒸发法(6)盐析法 初级成核与次级成核是如何形成的？ 初级成核:过饱和溶液中的自发成核现象
二次成核：向介稳态过饱和溶液中加入晶种，会有新晶核产生
5.了解饱和温度曲线和过饱和温度曲线的内容？
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；
7.常用的工业起晶方法有哪些？ 自然起晶法、刺激起晶法、晶种起晶法 8.影响晶体质量的因素有哪些？
过饱和度、温度、搅拌、晶种、溶液纯度 9.何为重结晶？
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
萃取
1.理解概念：分配系数，分离因子，溶解度参数，介电常数，HLB 值，萃取因数，带溶剂 分配系数：当萃取体系达到平衡时，溶质在两相中的总浓度之比。分离因子：衡量分离的程度。
介电常数:是化合物mol极化程度的量度，又称电容率。表征电介质极化性质的宏观物理量。定义为电位移D和电场强度E之比D=εE 萃取因数:也称萃取比，其定义为被萃取溶质进入萃取相的总量与该溶质在萃余相中总量之比。
溶解度参数:是衡量液体材料相容性的一项物理常数。其物理意义是材料单位体积内聚能密度的开平方。
HLB数即亲水与亲油平衡程度：HLB数越大，亲水性越强，形成O／W型乳浊液；HLB数越小，亲油性越强，形成W／O型乳浊液。
带溶剂：是指这样一些物质，它们能和产物形成复合物，使产物更易溶于有机溶剂相去，该复合物在一定条件下又要容易分解。
2.生物物质的萃取与传统的萃取相比有哪些不同点？（1）成分与相复杂（2）传质速率不同
（3）相分离性能不同（固体与表剂）（4）产物的不稳定性
3.pH 对弱电解质的萃取效率有何影响？
主要表现在两方面：pH影响分配系数。一般弱酸性电解质的分配系数随pH降低而增加； 弱碱性电解质的分配系数随pH降低而升高。pH影响选择性。一般在酸性条件下，酸性产物可被有机溶剂萃取得到，而碱性杂质则会形成盐留在水相中；对于碱性产物应在碱性条件下萃取。pH还影响产物的稳定性。
4.发酵液乳化现象是如何产生的？对分离纯化产生何影响? 如何有效消除乳化现象？ 产生：发酵液中存在的蛋白质和固体颗粒等物质，这些物质具有表面活剂性的作用，使有机溶剂和水的表面张力降低（乳化剂），产生两种乳浊液： 油包水型W/O乳浊液、水包油型O/W型乳浊液。
乳化后使有机相和水相分层困难，出现两种夹带： ①发酵液中夹带有机溶剂微滴，使目标产物受到损失； ②有机溶剂中夹带发酵液给后处理操作带来困难。
影响因素：表面活性剂的种类，浓度影响表面张力，介质黏度：较大时能增强保护膜的机械强度。液滴带电：相同电荷的颗粒互相排斥而维持乳浊液稳定。
如何消除：P101在操作前，对发酵液进行过滤或絮凝沉淀处理，可除去大部分蛋白质及固体微粒，防止乳化现象的发生。乳化产生后，采取适当的破乳手段——
物理方法：过滤或离心沉降——乳化现象不严重，可采用的方法。
加热
稀释
吸附
加电解质 化学方法：
对于O/W型乳浊液，加入亲油性表面活性剂，可使乳浊液从O/W型转变成W/O型，对于W/O型乳浊液，加入亲水性表面活性剂，如SDS（十二烷基磺酸钠）或PPB（溴代十五烷基砒碇）可达到破乳的目的。
5.从分子相互作用的机理出发，理解两水相体系的形成。
当两种大分子物质相混合时，其混合结果主要是由分子间作用力决定的。两种聚合物分子间若存在相互排斥作用，即某种分子的周围将聚集同种分子而非异种分子，达到平衡时，就可能形成两相，而两种聚合物分别进入一相中，形成双水相体系。6.在两水相加入无机盐如何影响物质的分配？
在两水相中加入的无机盐盐析剂通过降低溶质在水中的溶解度，使其更易转入有机溶剂中，同时还可以减少有机溶剂在水中的溶解度来影响物质的分配。另外，盐析剂的加入还可以促进溶质的解离，提高分配系数。
7.影响生物分子在两水相中分配的因素有哪些？（1）成相聚合物的相对分子质量（2）聚合物的浓度（3）盐的种类（4）盐的浓度（5）pH（6）温度（7）细胞的浓度
离子交换法 理解概念：交换容量，工作交换容量，膨胀度，湿真密度，交联度 2 离子交换树脂如何命名？ 命名方法：
（1）凝胶型：分类代号-骨架代号-顺序代号-交联度（2）大孔型：大孔（D）-分类代号-骨架代号-顺序代号
分类代号：0-强酸，1-弱酸，2-强碱，3-弱碱，4-螯合，5-两性，6-氧化还原。
骨架代号：0-苯乙烯系，1-苯烯酸系，2-酚醛，3-环氧，4-乙烯吡啶，5-脲醛，6-氧乙烯。
顺序代号：1-99 强酸，100-199 弱酸，200-299 强碱，300-399 弱碱。
例：D101：大孔弱酸苯乙烯系1号树脂。
离子交换树脂的全名由分类名称、骨架（或基团）名称、基本名称（离子交换树脂）排列组成。由于氧化还原树脂与离子交换树脂的特性不同，故在命名的排列上也有不同，其命名由基本名称、骨架名称、分类名称和树脂两字排列组成。凡属酸性的应在基本名称
前加一“阳”字；凡属碱性的，在基本名称前加一“阴”字。为了区别离子交换树脂产品中同一类中的不同品种，在全名前必须有符号，离子交换树脂的型号由三位阿拉伯数字组成。第1位数字代表产品的分类，第2位数字代表骨架结构的差异，第三位数字为顺序号，用以区别基团、交联剂等的不同。
为了区别凝胶型和大孔型离子交换树脂，在全名前加“大孔”两字或加“大”字的汉语拼音首字母“D”表示大孔型树脂。凝胶型离子交换树脂，在型号后面用“×”号连接阿拉伯数字，表示交联度。
3.离子交换树脂的分类？其主要的理化性质有哪些？
（一）按照交换的活性离子分类可分为（1）强酸性阳离子树脂（2）弱酸性阳离子树脂（3）强碱性阴离子树脂（4）弱碱性阴离子树脂（5）两性离子交换树脂
（6）选择性离子交换树脂（螯合性）（7）电子交换树脂(氧化还原树脂)
（二）离子交换树脂按照树脂的物理结构分类分为：凝胶型树脂；大网格型树脂。4.为何阴树脂交换容量用动态法测定而阳树脂用静态法测定？
5.离子交换树脂除了离子作用力外，可能还存在哪些作用力 除静电力外，还存在氢键和范德华力等辅助力。6.大网格离子与凝胶离子交换树脂在结构上有何不同？（1）交联度（2）孔径大，交换速度快，抗污染（3）比表面大（4）永久孔隙度，可用非水溶液中交换 7.选择离子交换树脂与吸附条件时应当考虑因素？
层析
1.苯硼酸亲和介质用于分离哪些目标物？原理是什么? 道南效应对离子交换树脂产生怎样的影响? 凝胶层析分离机理是什么? 凝胶层析分离机理：利用凝胶粒子为固定相，依据筛分原理，根据料液中溶质分子的相对分子质量进行分离。染料亲和层析的分子机制是什么?
电泳 理解概念：电泳迁移率，电渗，电泳，SDS-PAGE，双向电泳，等电聚焦。电泳(electrophoresis): 在电场作用下，带电颗粒在溶液中的运动。迁移率：单位电场强度下，粒子的泳动速度
电渗（electroosmosis）: 在电场作用下，液体对毛细管表面电荷作相对运动。等电点聚焦
（Isoelectric focusing, IEF）原理：利用蛋白质和氨基酸等两性电解质具有等电点，在等电点的pH下呈电中性，不发生泳动的特点进行电泳分离。不连续电泳与连续电泳有何区别？十二烷基硫酸钠（SDS）在SDS-聚丙烯酰胺电泳中起什么作用？
第二篇：生物分离工程论文
超临界萃取技术(分离工程)
姜浩
化工1010 1001011010
摘要：超临界流体萃取(SFE)技术开辟了分离工业的新领域，是一种新型的分离技术。本文对超临界萃取的基本原理进行了阐述，介绍了超临界萃取的特点及其在天然香料工业、食品和天然中草药等方面的应用和研究进展，并对今后的发展趋势进行了展望。关键词：超临界萃取
应用
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
超临界萃取技术也叫做超临界流体萃取技术。超临界流体(Supercritical Fluid)是指处于超过物质本身的临界温度和临界压力状态的流体。这种状态下的流体具有与气体相当的高渗透能力和低粘度，又兼有与液体相近的密度和对物质优良的溶解能力[1]。
超临界流体萃取技术(Supercritical Fluid Extraction简称SEE)以超临界状态下的流体作为溶剂，利用该状态下流体所具有的 y 渗透能力和 y 溶解能力萃取分离混合物的过程超临界流体的溶解能力随体系参数(温度和压力)而发生连续性变化，因而通过改变操作条件，稍微提y温度或降低压力，便可方便地调节组分的溶解度和萃取的选择性
超临界溶剂包括 CO2，NO2，SO2，N2 低链烃等，而 CO2 是最常用的超临界萃取介质，这是因为它的临界温度(31.1)接近室温，临界压力(7.3AmPa)较低，萃取可以在接近室温下进行，对热敏性食品原料、生理活性物质、酶及蛋自质等无破坏作用，同时又安全、无毒、无臭，因而广泛应用于食品、医药、化妆品等领域中；具有广泛的适应性。由于超临界状态流体溶解度特异增大的现象，因而理论上超临界流体萃取技术可作为一种通用高效的分离技术而应用。
1.超临界萃取技术概述 1.1.原理及特点
超临界流体处于临界温度和临界压力以上，兼具气体和液体的双重性质和优点，粘度小，接近于气体，而密度又接近于液体，扩散系数为液体的10～100倍，具有良好的溶解特性和传质特性[4]。
由于在超临界状态下的压力太高以及内部相平衡模拟体系等原因，所以超临界流体的基础理论研究还处于发展阶段，尚未形成系统的理论。对于计算超临界物质的状态参数，通常用的是Redich和Kwong的RK—EOS方程，同时后人又进行了一些改进，如Soave的SRK—EOS方程，Peng和Robinso的PR—EOS方程。Brenneche对SCF相平衡作了系统的应用分析，提出将SCF作为密相气体或膨胀液体处理的模型，并指出状态方程对临界点和临界区计算的局限性，尤其对于不对称混合物组成的物系，难以找到适应性比较好的混合规则。近年来许多研究者对SCF密度、极性、溶解度、相平衡和溶剂相互作用等，利用分子动力学和蒙特卡罗等计算机模拟方法作了大量工作，但仍难以满足要求。寻求新的和准确的模型方程和计算方法是预测SCF相行为和进行SCF反应研究的保证[5]。1.2.超临界下反应动力学和反应选择性
超临界状态下反应动力学通常利用过渡状态原理，许多学者利用它描述了超临界反应速率常数和压力、活化体积等因素的关系。Troe及其合作者、Yoshimura和Kimura在很宽的流体密度范围内研究了简单反应的动力学和热力学。Troe及其合作者公式化了扩散(笼效应)对表观速率常数的影响，并用范德瓦尔斯簇的形成解释了他们的试验结果。Yoshimura和Kimura在超临界CO2流体中很宽的密度范围内研究了2-甲基-2-亚硝基丙烷的分解动力学，发现速率常数随密度增加而减小，但是在中等密度范围内，密度的依赖性很小[6-7]。
超临界状态下压力和粘度可以影响某些反应的选择性或某些分解反应的途径，同时超临界流体的溶剂效应可以影响异构化反应的机理，对某些反应的中间态起到稳定或促进作用[8]。Hrnjez的工作表明，SCF可以改变化学反应的立体选择性和配位选择性，并认为是由于压力引起的溶剂极性变化所致。Kimura研究了SCF的性质对超临界反应平衡的影响。Peck的研究认为对可逆反应，极性超临界溶剂有利于反应朝极性化合物的方向移动[7]。
2.超临界革取技术的应用
［］2.1.临界流体萃取技术在天然香料工业中的应用8
20世纪80年代以来国外的工业装置儿乎都是以天然香料分离提取为对象。传统的提取方法部分不稳定的香气成分受热变质，但在超临界条件卜，可以将整个分离过程在常温卜进行，萃取物的主要成分一精油和特征的星味成分同时被抽出，并且CO2无毒、无残留现象[9-11]。从洗涤用品、化妆品中的添加剂到香水，使得植物芳香成分在精细日用化工中是不可或缺的一部分。何春茂[9]等人用超临界CO2对桂花、茉莉花进行了萃取研究，考察萃取时间、温度、压力对浸膏得率和质量的影}响。桂花萃取最佳工艺条件为：压力12-16MPa，温度308-318 K，时间1.5-2h，浸膏得率0.251%；茉莉花萃取最佳工艺条件为：压力12-15MPa，温度308-323K，时间1-1.5h，浸膏得率为0.240%。
由于液体CO2的极性较小，对果汁中的醇、酮、酯等有机物的溶解能力较强。因此，液体CO2同样可作为蔬菜特有香味的抽提剂。具称所得产物富含含氧成分，香气风味俱佳。而且SFE-CO2法还有望成为一种果汁脱苦的方法。柯于家[10-11]等用0.1L超临界CO2萃取装置萃取生姜、芫姜籽、砂仁和八角等辛香料精油的工艺、组成成分等方面的内容，并且与传统的水汽蒸馏法进行了比较。超临界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。并对辛香料精油的中试、工业化试验的情况，用25L.200L超临界CO2萃取装置萃取辛香料精油的工艺、组成成分、物性指标等方面的内容进行了研究。张忠义[12]等用超临界CO2流体萃取技术和分子蒸馏对大蒜化学成分进行萃取与分离，用气相色谱-质谱联用技术测定其化学成分；从超临界CO2萃取物中鉴定出16种成分，经分子蒸馏后，得到4种主要成分。2.2.食品方面的应用
伴随着人类利会的进步，饮食文化的内涵不断丰富，人们对食品提出了营养性、方便性功能性等更多的要求，同时还越来越强调其安全性。我国食品工业应用超临界萃取技术己逐步由实验室研究走向产业化，集中用在脱咖啡因、啤酒花有效成分萃取、植物油脂的萃取、色素的分离等方面。2.2.1.脱咖啡因
超临界流体萃取技术得到较旱大规模的工业化应用的是天然咖啡豆的脱咖啡因。咖啡因是一种较强的中枢神经系统兴奋剂，富含十咖啡豆和茶叶中，许多人饮用咖啡或茶时，不喜欢咖啡因含量过高，而且从植物中脱卜的咖啡因可做药用。已常作为药物中的掺合剂，因此咖啡豆和茶叶脱咖啡因的研究应运而生。韩佳宾[13]、江和源[14]等通过正交实验确定了超临界流体脱除茶叶中咖啡因的最佳工艺参数。结果表明，茶样形态对咖啡因脱除影响极大，60日磨碎茶样的咖啡因脱除率可达85.63%，咖啡因含量<0.5%；含水率对茶叶中咖啡因的脱除率影响也较大，含水率为35%-50%时较适宜。正交实验中，咖啡因脱除率的影响因子主次顺序为压力>温度>动态循环时间>夹带剂用量，而对儿茶素来说，夹带剂的影响较为明显。2.2.2.啤酒花有效成分萃取
啤酒花中对酿酒有用的部分是挥发油和软树脂中的律草酮又称α-酸。挥发油赋予啤酒特有的香气，而α-酸在麦芽汁煮沸过程中将异构化为异α-酸，这是造成啤酒苦味的重要物质。用超临界二氧化碳萃取啤酒花，α-酸的萃取率可达95%以上。萃取物为黄绿色的带芳香味的膏状物。张侃[15]、黄亚东[16]等对啤酒花的超临界CO2萃取物的组分进行了分析，气相色谱图表明了超临界CO2和液态CO2萃取物的异同；并对超临界CO2萃取物进行酿酒试验，结果表明超临界CO2萃取物不仅增加啤酒香味，还能改善日味。2.2.3.植物油脂的萃取
超临界二氧化碳萃取对植物油脂的应用比较广泛成熟，吕维忠[17]等研究了大豆粗磷脂的超临界CO2提纯工艺，探讨萃取压力、萃取温度、萃取时间对萃取率的影响。通过正交试验得到优化工艺条件为:萃取压20MPa，萃取温度50度，萃取时间5h。银建中[18]等建立了一套超临界流体萃取实验装置，就大豆和花生两种植物油超临界流体萃取进行了较为详细的实验研究。在探讨了压力、温度、颗粒度、空隙率以及时间等对萃取率的影响之后，获得了指导实际生产的最佳工艺参数条件。2.2.4.色素的分离
超临界CO2还可以分离天然色素，随着合成色素的不安全性日益受到人们的重视，世界各国合成色素的种类日趋减少。天然色素不仅使用安全，而且常有一定的营养价值，深受消费者喜爱。孙庆杰等[19]采用超临界CO2萃取技术从番茄加工副产品番茄皮中提取出番茄红素。研究了不同的压力、温度、流量和萃取时间对萃取率的影响。当萃取压力在15-25MPa，温度40-50度，流量20kg/h，萃取1-2h，既可将番茄皮中90%以上的番茄红素萃取出来。姜炜[20]介绍超临界二氧化碳萃取技术提纯辣椒红色素的工作原理及工艺流程。工艺流程通过改变萃取压力、萃取温度、萃取时间和流速等参数确定了最佳工艺条件，在此条件下，得到的辣椒红色素的色价达150以上，且杂质含量符合国家标准[21-22]。2.3.在中药研究与开发中的应用
在医药工业中，中药研制与开发中，必须组遵循 “三效”(速效、高效、长效)，：“一小”(剂量小、副作用小、毒性小)，“五方便”(生产、运输、储藏、携带、使用方便)为目的原则。而超临界流体萃取技术很大程度上避免了传统提药制药过程中的缺陷，提取物中不存在有害健康的残留溶剂，同时具有操作条件温和与不致使生物活性物质失活变性的优点，而且对环境保护也具有十分重要的作用，已为我国的中药现代化、国际化提供了一条全新的途径[23]。
根据中医辩证论治理论，重要复方中有效成分是彼此制约、协同发挥作用的，SEF-CO2不是简单地纯化某组分，而是将有效成分进行选择性分离，更有利十重要复方优势的发挥[23]。
除了从动植物中提取有效成分，还包括药用成分分析及粗品的浓缩精制等[23]。杨林等研究萃取丹参素的最佳工艺条件。且通过正交设计，用超临界CO2流体萃取，优化出合理工艺条件，并与传统溶剂提取工艺相对照。使得超临界CO2流体萃取率为传统工艺萃取率的1.1倍。邓永智[24-26]等采用自制的CO2超临界流体萃取系统提取了银杏叶中聚戊烯醇酷考察了温度、压力、流速及时间等因素对提取效率的影响，确定了最佳的超临界流体提取条件[24]。实验结果表明，CO:超临界流体提取银杏叶中聚戊烯醇酷的最佳压力、温度、流速、时间分别为25MPa，65 度，8mL/min，6h。采用本方法萃取的提取物经过硅胶色谱柱纯化及高效液相色谱分析，与溶剂提取法相比较，提取效率比较好。
其他将中草药各类成分的超临界萃取分类如下：林秀仙等对百南红豆杉、杨苏蓓对五味子中的木脂素、张虹对川芍的有效成分提取、史庆龙等萃取黄山药中的薯祯皂素、姚渭溪等提取灵芝内有效成分及脱除有害成分[25]。
3.SFE的前景与展望
自20世纪70年代以来，超临界流体技术已经取得长足的进展。超临界流体技术正以其独特的优点受到关注，并在萃取、化学反应、材料制备等方面得到广泛的应用。超临界萃取技术早己实现工业化，目前的趋势是向大规模、高附加值和套装工艺方向发展。在国内外，超临界流体技术还广泛用于高分子聚合、有机反应、酶催化反应、材料制备等方面，目前各类报道颇多，但产业化的技术却为数不多，有望在不久的将来能形成规模生产，得到实际应用。超临界流体技术以绿色、环保而受到人们的关注，它为绿色化学提供了全新的反应体系，相信超临界流体技术必将得到迅速发展，应用也将有广阔的前景[27]。
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第三篇：生物分离工程选择题
选择题：
1.B 可以提高总回收率。
A.增加操作步骤 B.减少操作步骤 C.缩短操作时间 D.降低每一步的收率
2．分离纯化早期，由于提取液中成分复杂，目的物浓度稀，因而易采用（A）A、分离量大分辨率低的方法 B、分离量小分辨率低的方法
C、分离量小分辨率高的方法 D、各种方法都试验一下，根据试验结果确定 选择题：
1、适合小量细胞破碎的方法是（）
A、高压匀浆法 B.超声破碎法 C.高速珠磨法 D.高压挤压法
2、丝状（团状）真菌适合采用（A）破碎。
A、珠磨法 B、高压匀浆法 C、A与B联合 D、A与B均不行
3、撞击破碎法适用于（C）的回收。A、蛋白质 B、细胞壁 C、细胞器 D、核酸
4、以下哪项不是在重力场中，颗粒在静止的流体中降落时受到的力（B）A.重力 B.压力 C.浮力 D.阻力
5、颗粒与流体的密度差越小，颗粒的沉降速度（A）A.越小 B.越大 C.不变 D.无法确定
6、碟片式离心机中碟形分离板的作用是；（D）。
A、增大离心力，提高处理能力 B、增大流体阻力，提高处理能力
C、增大料液量，提高处理能力 D、增大沉降面积，提高处理能力
7、那种细胞破碎方法适用工业生产（A）
A.高压匀浆 B超声波破碎 C.渗透压冲击法 D.酶解法
8、可压缩滤饼的平均比阻与压力之间的关系为：（C）。
A、随压力提高而减小 B、与压力无关 C、随压力提高而增大 D、与压力的倒数成正比
9、重力沉降过程中，固体颗粒不受 C 的作用。A.重力 B.摩擦力 C.静电力 D.浮力 10.过滤的透过推动力是 D。
A.渗透压 B.电位差 C.自由扩散 D.压力差 11.在错流过滤中，流动的剪切作用可以 B。
A.减轻浓度极化，增加凝胶层的厚度 B.减轻浓度极化，降低凝胶层的厚度 C.加重浓度极化，增加凝胶层的厚度 D.加重浓度极化，降低凝胶层的厚度 12.菌体和动植物细胞的重力沉降操作，采用 D 手段，可以提高沉降速度。A.调整pH B.加热 C.降温 D.加盐或絮状剂
13.差速区带离心的密度梯度中最大密度 B 待分离的目标产物的密度。A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于
14．基因工程药物分离纯化过程中，细胞收集常采用的方法（C）A．盐析 B.超声波 C.膜过滤 D.层析 15．高压匀浆法破碎细胞，不适用于（D）
A.酵母菌 B大肠杆菌 C.巨大芽孢杆菌 D.青霉
16、目前在工业上应用最为广泛的细胞破碎方法有：（D）A、超声波法和化学法 C、冻融法和渗透压法
B、酶解法和干燥法 D、高压匀浆法和珠磨法
1．盐析法沉淀蛋白质的原理是（B）A.降低蛋白质溶液的介电常数 B.中和电荷，破坏水膜 C.与蛋白质结合成不溶性蛋白 D.调节蛋白质溶液pH到等电点
2．从组织中提取酶时，最理想的结果是（C）A.蛋白产量最高 B.酶活力单位数值很大 C.比活力最高 D.Km最小
3、在一定的pH和温度下改变离子强度（盐浓度）进行盐析，称作（A）。
A、KS盐析法 B、β盐析法 C、重复盐析法 D、分部盐析法
4、下列电解质的凝聚能力最强的为：（A）。A、Al2(SO4)3•18H2O B、MgSO4•7H2O C、FeCl3•6H2O D、NaCl
5、当向蛋白质纯溶液中加入中性盐时，蛋白质溶解度：（C）。
A、增大 B、减小
C、先增大，后减小
D、先减小，后增大
6、能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是：（C）。
A、过滤 B、萃取 C、离子交换 D、蒸馏
7、盐析操作中，硫酸铵在什么样的情况下不能使用（B）
A.酸性条件 B碱性条件 C.中性条件 D.和溶液酸碱度无关
8、将四环素粗品溶于pH2的水中，用氨水调pH4.5—4.6，28－30℃保温，即有四环素沉淀结晶析出。此沉淀方法称为（B）
A、有机溶剂结晶法 B、等电点法 C、透析结晶法 D、盐析结晶法
9.在Cohn方程中，logS=β-KsI中，盐析常数Ks反映 C 对蛋白质溶解度的影响。A.操作温度 B.pH值 C.盐的种类 D.离子强度
10.在Cohn方程中，logS=β-KsI中，β常数反映 B 对蛋白质溶解度的影响。A.无机盐的种类 B.pH值和温度 C.pH值和盐的种类 D.温度和离子强度 11.蛋白质溶液的pH接近其等电点时，蛋白质的溶解度 B。A.最大 B.最小 C.恒定 D.零 12.变性活化能 A 的蛋白质可利用热沉淀法分离。A.相差较大 B.相差较小 C.相同 D.相反
13.在相同的离子强度下，不同种类的盐对蛋白质盐析的效果不同，一般离子半径 A 效果好。A.小且带电荷较多的阴离子 B.大且带电荷较多的阴离子 C.小且带电荷较多的阳离子 D.大且带电荷较多的阳离子 14.盐析沉淀时，对 A 蛋白质所需的盐浓度低。
A.结构不对称且高分子量的 B.结构不对称且低分子量的 C.结构对称且高分子量的 D.结构对称且低分子量的 15．盐析法纯化酶类是根据（B）进行纯化。
A.根据酶分子电荷性质的纯化方法 B.调节酶溶解度的方法
C.根据酶分子大小、形状不同的纯化方法 D.根据酶分子专一性结合的纯化方法 16．若两性物质结合了较多阳离子，则等电点pH会（A）A.升高 B降低 C.不变 D.以上均有可能
17．若两性物质结合了较多阴离子，则等电点pH会（B）A.升高 B降低 C.不变 D.以上均有可能
18、关于蛋白质盐析的说法，哪个是不正确的：（C）A、不同蛋白质，盐析沉淀所需的盐饱和度不同 B、同一蛋白质浓度不同，沉淀所需的盐的饱和度不同 C、温度升高，盐析作用强，故温度越高越好 D、pH=pI时，盐析的效果较好
1、非对称膜的支撑层（C）。
A、与分离层材料不同 B、影响膜的分离性能 C、只起支撑作用 D、与分离层孔径相同
2、在超滤过程中，主要的推动力是：(C)。
A、浓度差 B、电势差 C、压力 D、重力
3、在分子质量相同时，下列哪种分子的截留率最低。(C)。A、球形分子 B、有支链的分子
C、呈线状的分子 D、上述三种分子的截留率相同
4、电渗析采用的膜材料为：（C）。A、亲水性膜 B、疏水性膜 C、离子交换膜 D、透析膜
5、常用于海水和苦咸水淡化的膜分离技术是（D）。
A、透析 B、微滤 C、超滤 D、电渗析
6、超滤膜通常不以其孔径大小作为指标，而以截留分子量作为指标。所谓“分子量截留值”是指阻留率达（B）的最小被截留物质的分子量。
A 80%以上 B 90%以上 C 70%以上 D 95%以上
7.膜分离是利用具有一定 D 特性的过滤介质进行物质的分离过程。A.扩散 B.吸附 C.溶解 D.选择性透过 8.反渗透分离的对象主要是 A。
A.离子 B.大分子 C.蛋白质 D.细胞 9.超滤膜主要用于 D 分离。
A.菌体 B.细胞 C.微颗粒 D.不含固形物的料液 10.微滤主要用于 A 分离。
A.悬浮物 B.不含固形物的料液 C.电解质溶质 D.小分子溶质溶液 11.透析主要用于 D。
A.蛋白质分离 B.细胞分离 C.悬浮液的分离 D.生物大分子溶液的脱盐 12.菌体分离可选用 C。
A.超滤 B.反渗透 C.微滤 D.电渗析 13.除去发酵产物中的热源通常选用 C。A.反渗透 B.微滤 C.超滤 D.透析 14.蛋白质的回收浓缩通常选用 B。
A.反渗透 B.超滤 C.微滤 D.电渗析 15.孔径越大的微滤膜，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.超滤和微滤是利用膜的筛分性质以 B 为传质推动力。A.渗透压 B.膜两侧的压力差 C.扩散 D.静电作用 17.超滤和微滤的通量 C。
A.与压差成反比，与料液粘度成正比 B.与压差成正比，与料液粘度成正比 C.与压差成正比，与料液粘度成反比 D.与压差成反比，与料液粘度成反比 18.相对分子量相同时，B 分子截留率最大。A.线状 B.球型 C.带有支链 D.网状
19.两种以上高分子溶质共存时与单纯一种溶质存在的截留率相比要 A。A.高 B.低 C.无变化 D.低许多 20.膜面流速增大，则 C。
A.浓度极化减轻，截留率增加 B.浓度极化严重，截留率减少 C.浓度极化减轻，截留率减少 D.浓度极化严重，截留率增加 21.膜分离过程中，料液浓度升高，则 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.当pH C，蛋白质在膜表面形成凝胶极化层浓度最大，透过阻力最大，此时截留率最高。A.大于等电点 B.小于等电点 C.等于等电点 D.等电点附近
23.当压力较小时，膜面上尚未形成浓差极化层时，此时，透过通量与压力成 A 关系。A.正比 B.反比 C.对数关系 D.指数
27.欲使溶质浓度高的一侧溶液中的溶剂透过到溶质浓度低的一侧时，在溶质浓度高的一侧 A。A.施加压力大于渗透压 B.加压力小于渗透压 C.加压等于渗透压 D.加压小于渗透压
1、在萃取液用量相同的条件下，下列哪种萃取方式的理论收率最高（C）。A、单级萃取 B、三级错流萃取 C、三级逆流萃取 D、二级逆流萃取
2、在液膜分离的操作过程中，（B）主要起到稳定液膜的作用。A、载体 B、表面活性剂 C、增强剂 D、膜溶剂
3、用来提取产物的溶剂称（C）。A、料液 B、萃取液 C、萃取剂 D、萃余液
4、膜相载体输送中的同向迁移是指：（B）。
A、目标溶质的传质方向与其浓度梯度相同 B、目标溶质的传质方向与供能物质的迁移方向相同
C、目标溶质的传质方向与载体的迁移方向相同 D、以上均不对
5、反胶团萃取中，蛋白质相对于反胶团的（D）。
A、直径越大，萃取率越高 B、直径越小，萃取率越低
C、直径的大小，与萃取率无关 D、直径越大，萃取率越低
6、在聚乙二醇/葡聚糖双水相体系中，提高聚乙二醇的相对分子质量，则蛋白质在上下两相中的分配系数：（A）。
A、减小 B、增大 C、恒定 D、为零
7、液一液萃取时常发生乳化作用，如何避免（D）
A.剧烈搅拌 B低温 C.静止 D.升温
8、超临界流体萃取中，如何降低溶质的溶解度达到分离的目的（C）
A.降温 B升高压力 C.升温 D.加入夹带剂 9.溶质在两相达到分配平衡时，溶质在两相中的浓度 C。
A.相等 B.轻相大于重相中的浓度 C.不再改变 D.轻相小于重相中的浓度 10.萃取分配定律成立的条件为 C。
A.恒温恒压 B.恒温恒压，溶质在两相中相对分子质量相等 C.恒温恒压，溶质在两相中相对分子质量相等，且低浓度范围 D.恒温恒压，低浓度范围 11.分配常数与分配系数 C。
A.完全相同 B.数值相同 C.分配常数是分配系数的一种特例 D.分配系数是分配常数的一种特例 12.分配常数与分配系数在 A 情况下相同。
A.溶质在两相中的分子形态相同 B.达到相平衡时 C.低浓度范围 D.较高浓度时
13.若萃取平衡符合线性关系，并且各级萃取流量之和为一常数，各级萃取流量均相等时萃取分率 A。A.大 B.相等 C.小 D.不确定
14.红霉素是碱性电解质，采用有机溶剂萃取，水相从pH 9.8降至pH 5.5时，分配系数会 B。A.不改变 B.降低 C.先升后降 D.增加
15.青霉素是较强的有机酸，采用有机溶剂萃取时，水相中pH从3 升至6时，分配系数会 A。
A.明显降低 B.变化不大 C.明显增加 D.恒定不变
16.非电解质溶质在双水相中的分配系数随相对分子质量的增大而 A。A.减小 B.增大 C.趋近无穷 D.变化不大
17.疏水因子HF一般随聚合物的相对分子质量、浓度和盐析浓度的增大而 B。A.减少 B.增大 C.恒定 D.趋近于零
18.在pH为等电点的双水相中蛋白质的分配系数的对数值与双水相的疏水因子HF呈线性关系，则直线的斜 率定义为 D。
A.双水相的疏水性 B.蛋白质的分配系数 C.蛋白质的静电荷数 D.蛋白质的表面疏水性 19.在PEG/DX双水相中，若添加的无机盐使相间电位差应调节pH B。
A.等于蛋白质的等电点 B.大于等电点 C.小于等电点 D.等于7 20.在pH为等电点的双水相中，蛋白质主要根据 C 产生各自分配。A.荷电荷的大小 B.分子量差异 C.疏水性差异 D.荷电荷性质 21.无机盐的存在 B 溶质向有机相中分配。
A.不影响 B.有利于 C.不利于 D.以上答案都不对
22.利用液膜膜相中流动载体 B 作用的传质机理称为液膜膜相载体输送。A.渗透 B.选择性输送 C.溶解 D.扩散 23.液膜中膜溶剂的粘度越大，则膜 B。
A.越薄 B.易于成膜 C.难成膜 D.稳定性越差 24.蛋白质溶解在反胶团中的主要推动力是 C。
A.浓度差 B.电位差 C.静电相互作用 D.压力差
25.反胶团萃取若选用阴离子型表面活性剂，当水相中pH B 蛋白质等电点时，蛋白质易溶于反胶团中。A.大于 B.小于 C.等于 D.偏离
26.超临界流体在其临界温度和压力附近的微小变化，都会引起 C 发生很大的变化。A.粘度 B.体积 C.密度 D.质量
27.液固萃取是利用液体提取固体的有用成分的 C 分离操作。A.溶解 B.吸附 C.扩散 D.渗透 28.超临界流体萃取的萃取速度 C 液—液萃取。A.低于 B.等于 C.大于 D.近似等于 29.反胶团的形状是（A）。
A、极性头朝里，非极性尾朝外 B、极性头朝外，非极性尾朝里 C、极性头和非极性尾都朝外 D、极性头和非极性尾都朝里 1．适合于亲脂性物质的分离的吸附剂是（B）。A．活性炭 B.氧化铝 C.硅胶 D.磷酸钙
2、吸附色谱分离的依据是（A）。
A、固定相对各物质的吸附力不同 B、各物质分子大小不同
C、各物质在流动相和固定相的分配系数不同 D、各物质与专一分子的亲和力不同
3、恒定图式假设必定发生在(B)。A、非优惠吸附 B、优惠吸附 C、线性吸附 D、以上均正确 4.当吸附操作达到穿透点时，应 B 操作。
A.继续吸附 B.停止吸附 C.停止再生 D.停止洗脱 5.离子交换的分配系数与离子浓度呈 D 关系。
A.线性增加 B.线性减少 C.指数增加 D.指数减少 6．相对于下列物质而言，离子交换剂不适用于提取（D）物质。
0，要使蛋白质分配于富含PEG的上相中，6 A．抗生素 B.氨基酸 C.有机酸 D.蛋白质
7．下列哪一项是强酸性阳离子交换树脂的活性交换基团（A）
A 磺酸基团（-SO3 H）B 羧基-COOH C 酚羟基C6H5OH D 氧乙酸基-OCH2COOH 8．离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂，通过（A）将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上。
A、静电作用 B、疏水作用 C、氢键作用 D、范德华力
9．工业上强酸型和强碱型离子交换树脂在使用时为了减少酸碱用量且避免设备腐蚀，一般先将其转变为（B）。
A、钠型和磺酸型 B、钠型和氯型 C、铵型和磺酸型 D、铵型和氯型
10．通过改变pH值从而使与离子交换剂结合的各个组分被洗脱下来，可使用（A）
A.阳离子交换剂一般是pH值从低到高洗脱 B阳离子交换剂一般是pH值从高到低洗脱 C.阴离子交换剂一般是pH值从低到高 D.以上都不对 1．HPLC是哪种色谱的简称（C）。
A．离子交换色谱 B.气相色谱 C.高效液相色谱 D.凝胶色谱
2、下列哪一项是强酸性阳离子交换树脂的活性交换基团（A）
A 磺酸基团（-SO3 H）B 羧基-COOH C 酚羟基C6H5OH D 氧乙酸基-OCH2COOH
3、如果要将复杂原料中分子量大于5000的物质与5000分子量以下的物质分开选用（D）。A、Sephadex G-200 B、Sephadex G-150 C、Sephadex G-100 D、Sephadex G-50
4、离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂，通过（A）将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上。
A、静电作用 B、疏水作用 C、氢键作用 D、范德华力
5、洗脱体积是：（C）。
A、凝胶颗粒之间空隙的总体积 B、溶质进入凝胶内部的体积
C、与该溶质保留时间相对应的流动相体积 D、溶质从柱中流出时所用的流动相体积
6、阴离子交换剂（C）。
A、可交换的为阴、阳离子 B、可交换的为蛋白质 C、可交换的为阴离子 D、可交换的为阳离子
7、工业上强酸型和强碱型离子交换树脂在使用时为了减少酸碱用量且避免设备腐蚀，一般先将其转变为（B）。
A、钠型和磺酸型 B、钠型和氯型 C、铵型和磺酸型 D、铵型和氯型
7、在凝胶过滤（分离范围是5000~450000）中，下列哪种蛋白质最先被洗脱下来。(B）。
A、细胞色素C（13370）B、肌球蛋白（400000）C、过氧化氢酶（247500）D、血清清蛋白（68500）
8、依离子价或水化半径不同，离子交换树脂对不同离子亲和能力不同。树脂对下列离子亲和力排列顺序正确的有（A）。
A、Fe3+>Ca2+>Na+ B、Na+ >Ca2+> Fe3+ C、硫酸根>柠檬酸根>硝酸根 D、硝酸根>硫酸根>柠檬酸根
9、分子筛层析纯化酶是根据（C）进行纯化。
A.根据酶分子电荷性质的纯化方法 B.调节酶溶解度的方法
C.根据酶分子大小、形状不同的纯化方法 D.根据酶分子专一性结合的纯化方法
10、通过改变pH值从而使与离子交换剂结合的各个组分被洗脱下来，可使用（A）A.阳离子交换剂一般是pH值从低到高洗脱 B阳离子交换剂一般是pH值从高到低洗脱 C.阴离子交换剂一般是pH值从低到高 D.以上都不对
11、那一种凝胶的孔径最小（A）
A.Sephadex G-25 B Sephadex G-50 C.Sephadex G-100 D.Sephadex G-200
12、为了进一步检查凝胶柱的质量，通常用一种大分子的有色物质溶液过柱，常见的检查物质为蓝色葡聚糖，下面不属于它的作用的是（C）
A、观察柱床有无沟流 B、观察色带是否平整 C、测量流速 D、测量层析柱的外水体积 12.凝胶过滤层析中，流动相的线速度与HETP成 C 关系。A.无 B.线性减少 C.线性增加 D.对数
13.GFC中溶质的分配系数在分级范围内随相对分子质量的对数值增大而 B。A.线性增大 B.线性减少 C.急剧增大 D.急剧减少 14.凝胶的分级范围越小，则分离度 A。
A.越大 B.越小 C.小于1 D.小于0 15.线性梯度洗脱过程中，流动相的离子强度线性增大，因此，溶质的 C 连续降低，移动速度逐渐增大。A.溶解度 B.扩散系数 C.分配系数 D.分离度
16.逐次洗脱过程中，流动相的离子强度阶跃增大，溶质的分配系数 B 降低。A.逐渐 B.阶跃式 C.线性 D.急剧
17.在液相色谱法中，按分离原理分类，液固色谱法属于（D）。
A、分配色谱法 B、排阻色谱法 C、离子交换色谱法 D、吸附色谱法 18.在高效液相色谱流程中，试样混合物在（C）中被分离。A、检测器 B、记录器 C、色谱柱 D、进样器 19.液相色谱流动相过滤必须使用何种粒径的过滤膜？B A、0.5μm B、0.45μm C、0.6μm D、0.55μm 20.在液相色谱中，为了改变色谱柱的选择性，可以进行如下哪些操作？C A、改变流动相的种类或柱子 B、改变固定相的种类或柱长 C、改变固定相的种类和流动相的种类 D、改变填料的粒度和柱长 21.在液相色谱法中，提高柱效最有效的途径是（D）
A、提高柱温 B、降低板高 C、降低流动相流速 D、减小填料粒度 22．分配层析中的载体（C）。
A、对分离有影响 B、是固定相 C、能吸附溶剂构成固定相 D、是流动相 23．下列关于正相色谱与反相色谱说法正确的是（C）
A.正相色谱是指固定相的极性低于流动相的极性 B正相色谱层析过程中非极性分子或极性小的分子比极性大的分子移动的速度慢 C.反相色谱是指固定相的极性低于流动相的极性 D.反相色谱层析过程 中，极性大的分子比极性小的分子移动的速度慢 24．疏水亲和吸附层析通常在（D）的条件下进行 A.酸性 B碱性 C.中 D.高浓度盐溶液
24.葡聚糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶的商品名分别是：(D)A.Sepharose和Bio-Gel A B.Sepharose和Sephadex C.Sephadex和Bio-Gel A D.Sephadex和Bio-Gel P
25、氨基酸自动分析仪是以下列哪种色谱分离方法为基础而设计的：（A）A、离子交换色谱 B、吸附色谱 C、分配色谱、D、凝胶色谱
26、凝胶色谱法中所用到的凝胶的化学本质大多是（B）。A、脂质 B、糖类化合物 C、蛋白质 D、核酸
27、在液相色谱法中，按分离原理分类，液固色谱法属于（D）。A、分配色谱法 B、排阻色谱法 C、离子交换色谱法 D、吸附色谱法 28.在高效液相色谱流程中，试样混合物在（C）中被分离。A、检测器 B、记录器 C、色谱柱 D、进样器
29.在液相色谱中, 某组分的保留值大小实际反映了哪些部分的分子间作用力（C）A、组分与流动相 B、组分与固定相 C、组分与流动相和固定相 D、组分与组分 1．针对配基的生物学特异性的蛋白质分离方法是（C）。A.凝胶过滤 B.离子交换层析 C.亲和层析 D.纸层析
2、亲和层析的洗脱过程中，在流动相中加入配基的洗脱方法称作（C）。
A、等电点洗脱 B、剧烈洗脱 C、竞争洗脱 D、非竞争洗脱
3、如果亲和结合作用源于亲和分子对与金属离子形成的配位键，则加入下列哪种试剂可消除亲和作用（D）。
A、十二烷基磺酸钠 B、氯化钠
C、乙醇胺 D、乙二胺四乙酸（EDTA）
4、当亲和作用主要源于疏水性相互作用，增大离子强度，则可（A）亲和作用。
A、提高 B、降低
C、无影响 D、在一定条件下降低
5.具有亲和作用的分子（物质）对之间具有“钥匙”和“锁孔”的关系是产生亲和结合作用的 C。A.充分条件 B.充要条件 C.必要条件 D.假设条件 6.如果亲和作用主要源于静电引力，提高离子强度会 D 亲和作用。A.增加 B.减弱 C.不影响 D.减弱或完全破坏 7.如果亲和作用以氢键为主，提高离子强度会 D 亲和作用。A.增加 B.减弱 C.不影响 D.降低或消除
8.当亲和作用以疏水性相互作用时，提高离子强度会 A 亲和作用。A.增加 B.减弱 C.无影响 D.完全破坏
9.在亲和分离操作中，许多亲和吸附的目标蛋白质用高浓度的盐溶液洗脱，说明 D 在亲和作用中占主要地位。A.疏水性相互作用 B.配位键 C.非共价键 D.静电力 10.C 的存在可以抑制氢键的形成。
A.氧原子 B.氮原子 C.脲和盐酸胍 D.NaCl 11．下列哪项酶的特性对利用酶作为亲和层析固定相的分析工具是必需的？（B）A.该酶的活力高
B..对底物有高度特异亲合性 C.酶能被抑制剂抑制 D.最适温度高 选择题：
1、人血清清蛋白的等电点为4.64，在PH为7的溶液中将血清蛋白质溶液通电，清蛋白质分子向（A）A ：正极移动；B：负极移动；C：不移动；D：不确定。
2、影响电泳分离的主要因素（B）
A 光照 B 待分离生物大分子的性质C 湿度 D 电泳时间 3.电泳分离的机理是 B 分离过程。
A.液—液相平衡 B.速率 C.分配平衡 D.筛分 4.电解质溶质的迁移率是 C 下的泳动速度。
A.单位时间 B.单位溶质质量 C.单位电场强度 D.单位静电引力 5．下列有关电泳时溶液的离子强度的描述中，错误的是（B）
A．溶液的离子强度对带电粒子的泳动有影响 B．离子强度越高、电泳速度越快 C．离子强度太低，缓冲液的电流下降
D．离子强度太低，扩散现象严重，使分辨力明显降低 6．一般来说，颗粒带净电荷量、直径和泳动速度的关系是（A）
A．颗粒带净电荷量越大或其直径越小，在电场中的泳动速度就越快 B．颗粒带净电荷量越小或其直径越小，在电场中的泳动速度就越快 C．颗粒带净电荷量越大或其直径越大，在电场中的泳动速度就越快 D．颗粒带净电荷量越大或其直径越小，在电场中的泳动速度就越慢 7．20世纪60年代中期问世的等电聚焦电泳，是一种（D）
A．分离组份与电解质一起向前移动的同时进行分离的电泳技术 B．能够连续地在一块胶上分离数千种蛋白质的电泳技术 C．利用凝胶物质作支持物进行的电泳技术
D．利用有pH值梯度的介质，分离等电点不同的蛋白质的电泳技术 8．双向电泳样品经过电荷与质量两次分离后（E）
A．可得到分子的分子量，分离的结果是带 B．可得到分子的等电点，分离的结果是点 C．可得到分子的等电点，分离的结果是带 D．可得到分子的等电点、分子量，分离的结果是带 E．可得到分子的等电点、分子量，分离的结果是点
9．聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质，除一般电泳电荷效应外，欲使分辩率提高还应有的作用是（D）
A．浓缩作用 B．扩散作用 C．重力作用 D．分子筛作用 E．电渗作用
10．毛细管电泳的特点（ABCD）
A．高灵敏度、高分辨率 B．高速度 C．样品少 D．应用范围广
1、处于包含体内的表达产物（A）。
A、具有正确的一级结构 B、具有正确的二级结构 C、具有正确的三级结构 D、不具有任何正确的结构
2.目前认为包含体的形成是部分折叠的中间态之间 A 相互作用的结果。A.疏水性 B.亲水性 C.氢键 D.静电
1、结晶过程中，溶质过饱和度大小（A）。
A、不仅会影响晶核的形成速度，而且会影响晶体的长大速度 B、只会影响晶核的形成速度，但不会影响晶体的长大速度 C、不会影响晶核的形成速度，但会影响晶体的长大速度 D、不会影响晶核的形成速度，而且不会影响晶体的长大速度
2、结晶法对溶剂选择的原则是：（C）。
A、对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小
B、对有效成分溶解度小，对杂质溶解度大
C、对有效成分热时溶解度大冷时溶解度小，对杂质冷热都易溶或都难溶 D、对杂质热时溶解度大，冷时溶解度小
3、在什么情况下得到粗大而有规则的晶体（A）。
A、晶体生长速度大大超过晶核生成速度
B、晶体生长速度大大低于过晶核生成速度
C、晶体生长速度等于晶核生成速度 D、以上都不对
4、在下列各个区域中，不会在结晶中自发成核且加入结晶颗粒后晶体会生长，但不会产生新晶核的区域是（B）。
A、稳定区 B、第一介稳区 C、第二介稳区 D、不稳区 5.大多数溶质的溶解度随 B 的升高而显著增大。
A.压力 B.温度 C.扩散系数 D.浓度 6.除温度外，B 对溶质的溶解度有显著影响。A.压力 B.溶剂组成 C.稀度 D.扩散系数 7.微小晶体的溶解度 B 普遍晶体的溶解度。A.低于 B.高于 C.接近D.等于
８、影响晶体大小的主要因素与下列哪些因素无关：（D）。A、过饱和度 B、温度 C、搅拌速度 D、饱和度
1、恒速干燥阶段与降速干燥阶段，那一阶段先发生（A）。
A、恒速干燥阶段 B、降速干燥阶段
C、同时发生 D、任何一种都可能会先发生
2、通过导热介质干燥物料的干燥操作，称为(B)。
A、直接加热干燥 B、间接加热干燥 C、对流干燥 D、介电加热干燥
3、物料中结合水与非结合水的基本区别在于其产生的水蒸汽压（）同温度下纯水的饱和蒸汽压。A.等于； B.大于； C.小于
4、湿物料在指定的空气条件下被干燥的极限含水量称为()。A.结合水； B.平衡含水量； C.临界含水量；D.自由含水量
第四篇：制药分离工程思考题和练习题答案
1-2 分别给出生物制药、化学制药以及中药制药的含义。
生物药物是利用生物体、生物组织或其成分，综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学等的原理与方法进行加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗制 品。广义的生物药物包括从动物、植物、微生物等生物体中制取的各种天然生物活性物质及 其人工合成或半合成的天然物质类似物。
化学合成药物一般由化学结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得(称全合成);或由已知具有一定基本结构的天然产物经对化学结构进行改造和物理处 理过程制得(称半合成)。
中药则以天然植物药、动物药和矿物药为主，但自古以来也有一部分中药来自人工合成(如无机合成中药汞、铅、铁，有机合成中药冰片等)和加工制成(如利用生物发酵生产的六神曲、豆豉、醋、酒等，近年来亦采用密环菌固体发酵、冬虫夏草菌丝体培养、灵芝和银耳发酵等)。1-5 试说明化学合成制药、生物制药和中药制药三种制药过程各自常用的分离技术以及各有什么特点。
1-10 试按照过程放大从易到难的顺序，列出常用的8种分离技术。
1-11 结晶、膜分离和吸附三种分离技术中，最容易放大的是哪一种？最不容易放大的又是哪一种？
1-12 吸附、膜分离和离子交换三种分离技术中，技术成熟度最高的是哪一种？最低的又是哪一种
2-1简述植物药材浸取过程的几个阶段。①浸润、渗透阶段，即溶剂渗透到细胞中
②解析、溶解阶段，解析即溶剂克服细胞成分之间的亲和力 ③扩散、置换阶段，包括分子扩散和对流扩散
2-4选择浸取溶剂的基本原则有哪些，对常用的水和乙醇溶剂适用范围进行说明。①对溶质的溶解度足够大，以节省溶剂用量
②与溶质之间有足够大的沸点差，以便于溶剂采用蒸馏方式回收利用 ③溶质在溶剂中扩散系数大和粘度小 ④价廉易得，无毒，腐蚀性小
生物碱盐类、苷、苦味质、有机酸盐、鞣质、蛋白质、唐、树胶、色素、多糖类（果胶、粘液质、菊糖、淀粉），以及酶和少量挥发油都能被水浸出，选择性相对差，容易引起有效成分水解。乙醇介于极性和非极性之间，乙醇含量90%以上时适合浸取挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等；50%~70%时，适合浸取生物碱、苷类；50%以下时，适合浸取苦味质。蒽醌类化合物。
2-6固液浸取工艺方法都有哪些，各用什么设备。浸取工艺：
单级浸取工艺。单级浸取工艺比较简单，常用于小批量生产，缺点是浸出时间长，药渣也能吸收一定量的浸出液，可溶性成分的浸出率低，浸出液的浓度也较低，浓缩时消耗热量大。单级回流浸取工艺。又称索氏提取，主要用于酒提或有机溶剂（如醋酸乙酯、氯仿、石油醚）浸提药材及一些药材提脂。提高了提取率，使提取与浓缩紧密结合在一起，缺点提取液受热时间长，对热敏性药材不适宜。单级循环浸渍浸取工艺。有点提取液澄明度好，密闭提取温度低，乙醇消耗量比其他工艺低，缺点液固比大。多级浸取工艺。半逆流多级浸取工艺。保持了循环提取法的优点，克服了酒用量大的缺点，从操作上看奇数不急偶数有规律。
连续逆流浸取工艺。浸出率高，浸出液浓度也高，消耗的热能少，浸出速度快。2-7影响浸取的主要因素有哪些。（1）浸取溶剂选择和辅助剂的添加（2）浸取过程的影响因素
①药材的粒度。按理论药材愈细与溶剂接触面积愈大，提取效果愈好，但植物性药材愈细，吸附作用于强，过细大量细胞破裂，不溶性杂质以及较多的树脂，粘液使提取困难。
②浸取的温度。温度升高使组织软化，促进膨胀，增加可溶性成分的溶解和扩散速率，而且温度升高可使蛋白质凝固，没被破坏，有利于浸出和制剂的稳定。但温度过高可能是药材中不耐热的成分分解或挥发性成分分解、变质、或挥发散失。③溶剂用量及提取次数。由实验确定。
④浸取时间。一般谁来浸取时间与浸取量成正比，但时间过长往往导致大量杂质溶出，如苷类易被在一起的酶所分解，以水为溶剂容易霉变。⑤浓度差。浓度差越大进出速率越快，一般连续逆流浸取的平均浓度差比1次浸取过程的浓度差大一些，搅拌或强制浸出循环液等有助于扩大浓度差
⑥溶液的PH值。如酸性溶液提取生物碱，碱性溶液提取皂苷等。⑦浸取的压力。一种是密闭升温加压（慎用），一种是通过气压或液压不升温。3-2在液液萃取过程选择萃取剂的理论依据和基本原则有哪些？
理论依据：根据萃取剂极性指数与被分离体系中各组分极性指数的差异来选择萃取剂,即萃取剂的极性指数与被萃取（略）数差异尽可能小而于其他组分的极性指数差异大 3-5比较多级逆流萃取和多级错流萃取，说明两种方法的缺优点
多级错流萃取流程特点是萃取的推动力较大，萃取效果好。但所用萃取剂量较大，回收溶剂时能量消耗也较大，工业上也较少采用这种流程。多级逆流萃取流程中，萃取相的溶质浓度逐渐升高，但因在各级中其分别与平衡浓度更高的物料进行解触，所以仍能发生传质过程。萃余相在最末级与纯的萃取剂接触，能使溶质浓度继续减少到最低程度。此流程萃取效果好且萃取剂消耗小，在生产中广泛应用。
3-6如何判断采用某种溶剂进行分离的可能性与难易。3-7给出分配系数与选择性系数的定义。
分配系数K：是指溶质在互成平衡的萃取相和萃余相中的质量分率之比。选择性系数β：是指萃取相中溶质与稀释剂的组成之比和萃余相中溶质与稀释剂的组成之比的比值。K=1时，萃取操作可以进行，β=1时萃取操作不能进行 3-9液液萃取的影响因素有哪些？
萃取剂的影响，操作温度的影响，原溶剂条件的影响（pH值、盐析、带溶剂），乳化和破乳 超临界流体萃取
4-5 结合超临界二氧化碳的特性说明超临界二氧化碳萃取技术的优势与局限性。
4-12 试对超临界萃取应用于天然产物和中草药有效成分的提取的优势与局限性进行评价。反胶团萃取与双水相萃取
5-1 简述反胶团与胶团的定义
胶团：将表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶团浓度时，表面活性剂就会在水溶液中聚集在一起形成聚集集体，称为胶团
反胶团：若向有机溶剂中加入表面活性剂，当其浓度超过临界胶团浓度时，便会在有机溶剂中也形成聚集体。
5-2 试说明反胶团萃取的原理及特点 反胶团萃取的萃取原理：反胶团萃取的本质仍然是液-液有机溶剂萃取。反胶团萃取利用表面活性剂在有机溶剂中形成反胶团，从而在有机相中形成分散的亲水微环境，使生物分子在有机相（萃取相）内存在于反胶团的亲水微环境中。5-4 试说明双水相的基本原理和特点？
基本原理：依据物质在两相间的选择性分配，但萃取体系的性质不同。当物质进入双水相体系后，由于表面性质电荷作用和各种力（如憎水键氢键和离子键等）的存在和环境因素的影响，在上相和下相间进行选择性分配，这种分配关系与常规的萃取分配关系相比，表现出更大或更小的分配系数。
特点：1.易于放大 2.双水相系统之间的传质和平衡过程速度快，回收效率高 3.易于进行连续化操作，设备简单，且可直接与后续提纯工序相连接，无需进行特殊处理 4.相分离条件温和，因而会保持绝大部分生物分子活性，而且可直接用在发酵中 5.可以采用多种手段来提高选择性或提高收率 6.操作条件温和，整个操作过程在常温下进行。第六章非均相分离
6-2过滤操作的操作原理是什么，影响过滤操作的因素有哪些？
过滤是使悬浮液通过能截留固体的并具有渗透性质的介质来完成固液分离的过程。
因素：悬浮液的性质，减小悬浮液黏度有利于提高过滤，一般采用提高温度或者抽真空过滤推动力，重力设备简单但速度慢，真空速度快但受溶液沸点和大气压力的影响，加压对设备的强度、紧密性要求较高。过滤介质与滤饼的性质，对不可压缩的滤饼提高推动力提高速率，对可压缩性介质提高压差反而不利
6-3主要与过滤分离性能相关的物料性质有哪些？
固体颗粒的形状、尺寸，悬浮液的密度、黏度、固含量、电动现象等 6-4简述表面过滤与深层过滤的机理与应用范围。
筛网材料（尼龙单丝、金属单丝）将过滤中杂质直接截留在材料表面。优点是单丝结构可反复清洗，消耗成本较低；而缺点是表面过滤模式，易造成滤袋表面堵塞，该类型产品最适用于精度较低的粗滤场合.颗粒尺寸比介质的孔道直径小得多，但孔道弯曲细长，颗粒进入之后很容易被截住，更由于流体流过时所引起的挤压和冲撞作用，颗粒紧附在孔道的壁面上，这种过滤是在介质内部进行的，介质表面无滤饼形成。过滤具有较高过滤效率，此外高温表面热处理，即应用瞬间烧结技术，能有效地防止过滤时纤维受流体高速冲带而散失；毛毡材料是属于丢弃型的（一次性使用）
6-5简述过滤介质的分类。
a,织物介质，工业上使用最广泛的一种过滤介质，又称为滤布。由棉、毛、丝、麻等天然纤维和各种合成纤维制成的织物，以及玻璃丝和金属丝织成的网。
b，粒状介质，由细砂、石砾、玻璃渣、木炭屑、骨炭以及酸性白土等细小坚硬的颗粒状物料作堆积层，多用于城市和工厂给水设备中的滤池以及含滤渣较少的悬浮液的场合。多用于深层过滤。
c，多孔固体介质，有具有很多微细孔道的固体材料，如多空陶瓷、多空塑料或多空金属制成的板状或管状介质。适用于处理只含少量细颗粒的腐蚀性悬浮液及其他特殊场合。6-10制药工业中常用的液固非均相过滤设备为哪几种？简述他们的结构、特点及操作过程。真空吸滤器，优点是结构简单、使用可靠、价格低廉、耐腐蚀，其滤渣可以洗涤。缺点是过滤面积小、速度慢、人工间歇操作、滤渣中含液量较多。适用于悬浮液中含固相量较少的场合。
转筒真空过滤机，将过滤、洗涤、吹干、卸渣、清洗滤布等操作在转筒的旋转过程中完成。优点是操作自动化，单位过滤面积的生产能力大，改变转速即可调节滤饼厚度。缺点是过滤面积远小于板框压滤机，设备结构比较复杂，滤渣含湿量比较高，洗涤也不够彻底等。适用于颗粒不太细、黏性不太大的悬浮液。不宜用于温度太高的悬浮液，以免滤液的蒸汽压过大而使真空失效。
板框压滤机，属加压过滤机，主要由固定板、滤框、滤板、压紧板和压紧装置组成。优点是结构简单、价格便宜、生产能力弹性大，能够在压力下操作，滤饼含液量较一般过滤机低，单位产量所占地面和空间小。确定是由于滤饼的密实性和变形，洗涤不完全；由于排渣和洗滤布易发生对过滤介质的磨损，过滤介质的寿命短，手动拆框劳动强度大，工作条件不好，保压性能差，增加了善后处理工作量。适用于过滤黏度较大的悬浮液、腐蚀性物料和可压缩性物料。
叶片压滤机，洗涤与卸装均较方便，占地面积小，过滤速度大，但滤饼厚度不易均匀。管式过滤器，袋式过滤器，现在几乎被其他过滤器所取代，主要用于除去气体中的尘粒。空气过滤器
单元式空气空气过滤器。
微孔滤膜过滤器，多用于精馏，也可用于无菌空气的净化等。6-13离心机有哪些类型？
三足式离心机，结构简单，运行平稳，适用于过滤周期较长、处理量不大的物料，分离因子为500——1000 卧式刮刀卸料离心机，不需要过滤介质，分离因子最大可到达1800，一般用于处理固体颗粒尺寸5到40μm，固液相密度差大于0.05g/㎝和固相浓度小于10%的悬浮液。
螺旋沉降离心机，有立式和卧式两种结构。连续操作，可用于处理液液固三项混合物。分离因子可达6000，分离性能较好，适应性较强，对物料浓度的变化不敏感。
管式高速离心机，其转股呈椭圆形，分离因子可达1500到6000，适合分离稀薄的悬浮液、难分离的乳浊液以及抗生素的提纯，广泛应用于生物制药等。管式离心机结构简单、紧凑、密封性能好，但容量小。
碟式分离机的转鼓内装有许多倒锥形碟片，碟片数为30到100，可以分离乳浊液中轻重两相，也可以有少量原粒的悬浊液。
6-14离心沉降与离心过滤有什么不同？ 式离心机设备转鼓开孔，附加过滤介质通过拦截的方式做到固液二相分离的离心机我们统称过滤式离心机，过滤式离心机适用于物料粘度小、固相颗粒不易变形(如结晶体)固相颗粒较大且小批量的生产的工况，多用于工业脱水。沉降式离心机设备转鼓为密闭桶状，该设备工作原理是通过离心力做到固液二相分离，这种形式的离心机我们通称沉降式离心机。沉降式离心机适用物料广泛，如物料粘度大，固相颗粒小都能通过提高离心力的方式来达到固液二相分离的要求。精馏技术
7-2 为什么制药过程中主要采用间歇精馏方式？
1.可以采用单塔分离多组分混合物，获得各纯组分产品。2.一塔多用，如根据需要处理不同的进料得到不同的产品，或处理同一进料得到不同纯度的产品3.适于特殊场合，如高真空，高凝固点，高纯度，热敏性等4.设备简单，操作灵活，投资少。
7-11 水蒸气蒸馏的应用条件是什么？
水蒸气是在低压下在装置中自上而下地通过植物层，水扩散表示其中的一个物理过程（即渗透过程，指提取时油从植物油腺中向外扩散的过程），然后再重力作用下，水蒸气将油带入冷凝器，蒸汽由上往下做快速补充。膜分离 8-1 膜分离技术的特点是什么? 膜分离技术的特点：
(1)膜分离过程不发生相变化，与有相变化的分离法和其他分离法相比，能耗要低。
(2)膜分离过程是在常温下进行，因而特别适用于对热敏感的物质，假如汁、酶、药品等的分离、分级、浓缩与富集。
(3)膜分离技术不仅适用于有机物和无机物，从病毒、细菌到微粒的广泛分离的范围，而且还适用于很多特殊溶液体系的分离，如溶液中大分子与无机盐的分离、一些共沸物或近沸点物系的分离等。
(4)由于只是用压力作为膜分离的推动力，因此分离装置简单，操纵轻易，易自控、维修。8-2 什么是浓差极化？它对膜分离过程有什么影响？
当溶剂透过膜，而溶质留在膜上时，膜面上溶质浓度增高，这种膜面上的溶质浓度高于主体中溶质浓度的现象叫浓差极化。浓差极化可造成膜的通量大大降低，对膜分离过程产生不良影响，因此，实际操作过程尽量减小膜面上溶质的浓差极化作用。为减少浓差极化，通常采用错流过滤。
8-3 膜组件主要有几种型式？简要说明各种膜组件的特点。8-6 试比较反渗透纳滤超滤和微滤四种膜分离过程的特点。
反渗透特点：1.操作过程不需要热处理，故对热敏物质是安全的。2.没有相变化，能耗低。3.浓缩和纯化可以同时完成。4.分离过程不需加入化学试剂。5.设备和工艺较其他分离纯化方法简单，且生产效率高。微滤膜孔径均匀，具有很高的过滤精度；孔隙率高，一般可达80%左右，过滤通量大，过滤所需时间短；滤膜薄，过滤时液体被滤膜吸附造成的损失较小；膜孔结构对称，自膜上表面至下表面，膜孔孔径均匀一致；膜构连续，过滤时无介质脱落，无杂质溶出，滤液清洁；超滤膜孔径不均匀；孔隙率，滤膜薄厚；膜孔结构是非对称结构，喇叭状，上小下大，上层为致密层，约占膜厚的5%~10%，起精密分离作用，下层为大孔层，仅起支撑作用； 第九章吸附
9-1吸附作用的机理是什么？
固体内部分子受到作用力的总和为零，分子处于平衡状态。而界面上的分子受到不相等的来自两相的分子作用力，作用力的合力指向固体内部，内从外界吸收分子、原子或离子，并且在其表面形成多分子或单分子层。9-2吸附法有几种？各自有何特点？ 根据操作方式的不同，可分为：
变温吸附分离，低温吸附，高温解吸，循环时间较长。变压吸附分离，高压吸附，低压解吸。
变浓度吸附分离，热敏性物质在较高温度下容易聚合，因此不宜升温解吸，可用溶剂置换吸附分离。
色谱吸附分离，医药工业常用且高效的分离技术之一，按操作方法不同分为迎头分离操作、冲洗分离操作和置换分离操作等。
循环吸附分离技术。是一种固定吸附床，经热力学参数和移动项周期性的改变，来分离混合物的技术。
按作用力的本质即按吸附剂和吸附质的吸附作用的不同，吸附过程可分为3类。
物理吸附，吸附剂和吸附质通过分子间范德华力产生的吸附作用称为物理吸附。特点，吸附区域为自由界面，吸附层为多层，吸附是可逆性的，吸附的选择性较差。规律，易液化的气体易被吸附。焓遍较小。
化学吸附，固体表面原子的价态未完全饱和，还有剩余的呈键能力，导致吸附剂与吸附质之间发生化学反应而产生吸附作用，称为化学吸附。特点，吸附区域为未饱和的原子，吸附层数为单层，吸附过程是不可逆的，吸附的选择性较好。焓变较大。
交换吸附，吸附剂表面如果由极性分子或者离子组成，则会吸引溶液中带相反电荷的离子，形成双电层同时在吸附剂与溶液间发生离子交换，称为交换吸附。特点，吸附区域为极性分子或离子，吸附为单层或多层，吸附过程可逆，吸附的选择性较好。9-4影响吸附过程的因素有哪些？
吸附剂的特性，组成结构，容量，稳定性等。吸附物的性质，熔点，缔合，离解，氢键等。溶剂，单，混。
吸附操作条件，温度，ph等 离子交换
10-1 何为离子交换法?一般可分为哪几种？
离子交换法是应用合成的离子交换树脂等离子交换剂作为吸着剂，将溶液中的物质，依靠库仑力吸附在树脂上，发生离子交换过程后，再用合适的洗脱剂将吸附物从树脂上洗脱下来，达到分离浓缩提纯的目的，是一种利用离子交换剂与溶液中离子之间所发生的交换反应进行固-液分离的一种方法。
10-2 离子交换树脂的结构组成？按活性集团不同可分为哪几大类？ 10-6 PH值是如何影响离子交换分离的？
10-7 各类离子交换树脂的洗涤再生条件是什么？
强酸性阳离子树脂：可在全PH范围内使用，采用过量稀酸进行再生后重复使用。
弱酸性阳离子树脂：溶液PH越高，弱酸性树脂的交换容量就越高，易再生成氢型，耗酸量亦小。
强碱性阴离子交换树脂；在各种PH条件下使用，弱碱性阴离子交换树脂；通常在PH小于7的溶液中使用。用NaOH再生成羟型较容易，耗碱量也小，甚至可用NaOH进行再生。色谱分离过程
11-1 色谱分离技术有何特点，适用于哪些产品的生产过程？
1.应用范围广从极性到非极性离子型到非离子型小分子到大分子无机到有机及生物活性物质热稳定到热不稳定的化合物都可用色谱方法分离。尤其在生物大分子分离和制备方面，是其他方法无法替代的。
2.分离效率高特别适合于极复杂混合物的分离，且收率，产率和纯度较高。
3.操作模式多样可选择吸附色谱分配色谱和亲和色谱等不同的色谱分离；可选择不同的固定相和流动相状态和种类；可选择间歇式和连续式色谱等。
4.高灵敏度在线检测
11-3 按移动相特点，色谱可以划分为哪两类？
11-6 最具工业应用价值的色谱技术有哪些？ 中高压液相色谱
SMBC DAC 11-7 如何理解动态轴向压缩色谱技术的重要性？
DAC 柱柱效高，重现性好，装填所用的时间短，可以采用粒径更小的填料，减小柱长，增加柱径，从而减小管壁效应，可以得到几乎接近分析柱的柱效，从而可以使纯化效率更高。DAC 柱尽管比传统的法兰式封端柱的一次性投入要大一些，但是由于 DAC 柱大大提高了产品的收率和纯度，延长了色谱柱的使用寿命，而且可以自己反复装填，从综合成本效应来说，成本反而更低。所以 DAC 柱可以提高生产效率，节约生产成本。
11-10 说明影响色谱分离效率的参数。保留值分离度柱效率 结晶过程
12-1 结晶技术的特点是什么?适合分离哪些混合物？
1.能从杂质含量相当多的溶液或多组分的熔融混合物中形成纯净的晶体。
2.结晶过程可赋予固体产品以特定的晶体结构和形态（如晶型粒度分布堆密度等）
3.能量消耗少，操作温度低，对设备材质要求不高，一般亦很少有“三废”排放，有利于环境保护。
4.结晶产品包装，运输，储存或使用都很方便。
12-2 什么是溶解度？什么是溶解度？如何根据溶解度曲线选择结晶工艺？？
溶解度：固体与其溶液达到固-液相平衡时，单位质量的溶剂所能溶解的固体的量，称为溶解度。溶解度的大小与溶质及溶剂的性质温度及压强等因素有关。一般情况下，特定溶质在特定溶剂中的溶解度主要随温度变化。因此，溶解度数据通常用溶解度对温度所标绘的曲线来表示，该曲线称为溶解度曲线。溶解度特征对于结晶方法的选择起决定作用。对于溶解度随温度变化较大的物质，适用冷却结晶方法分离；对于溶解度随温度变化较小的物质，适用蒸发结晶法分离等。另外，根据不同温度下的溶解度数据汉还可以计算结晶过程的理论产量。
12-3 12-3 简要说明精馏和结晶偶合工艺的优势？ 名词解释
一、生物药物是利用生物体、生物组织或其成分，经过加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗制品。广义的生物药物包括从动物、植物、微牛物等生物体中制取的各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物。
化学合成药物一般由化学结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得（称全合成），或由已知具有一定基本结构的天然产物经对化学结构进行改造和物理处理过程制得（称半合成）。
中药人们为了同传入的西医、西药相区分，将中国传统医药分别称为中医、中药。西药主要系指“人工合成药”
或从“天然药物”提取得到的化合物；中药则以天然植物药、动物药和矿物药为主。中药具有明显的特点，其形、色、气、味，寒热、温、凉，升、降、沉、浮是中医几千年来解释中药药性的依据。
二、萃取利用原料液中组分在第三溶剂中溶解度的差异实现分离，是传质过程。液固分离（浸取/浸出）以液态溶剂为萃取剂,而被处理的原料为固体的操作。
液液分离(溶剂萃取)以液体溶剂为萃取剂，同时被处理的原料混合物也为液体的操作。物理萃取溶质根据相似相溶原理在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质之间不发生化学反应。化学萃取通过萃取剂与溶质之间的化学反应（如离子交换或络合反应等）生成复合分子实现溶质向萃取相的分配。
有效成分指起主要药效的物质。
无效成分指本身无效甚至有害的成分。
辅助成分指本身没有特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用的物质。组织物指构成药材细胞或其它不溶性物质。
分子扩散在静止条件下，完全由于溶质分子浓度不同而进行的扩散。对流扩散扩散过程中有流体的运动而加速进行的扩散。
溶剂化（溶剂合化）指一定数目的溶剂分子较牢固地结合在溶质质点上。带溶剂能和产物形成复合物，使产物更容易溶于有机溶剂相中，而该复合物在一定条件下又要容易分解的物质。
双水相体系指某些有机物之间或有机物与无机盐之间在水中以适当的浓度溶解后形成互不相容的两相或多相水相体系。
超临界流体当流体的温度和压力分别超过其临界温度和临界压力时，则称该状态下的流体为超临界流体（SCF）。
夹带剂夹带剂的作用主要有两点：一是可大大增加被分离组分在超临界流体中的溶解度；二是在加入与溶质起特定作用的适宜夹带剂时，可使该溶质的选择性(或分离因子)大大提高。
四、比表面积单位质量多孔颗粒所具有的表面积，单位是：m2/m3或m2/g。孔隙度颗粒之间的孔隙体积与其表观体积之比，通常用百分数表示。黏度指液体分子间在外力作用下相对摩擦的摩擦阻力的大小。
表面张力指通过液体表面上的任一单位长度，并与之相切的表面紧缩力。ζ电位双电子层围绕着颗粒，并延伸到含有电解质的分散介质中，双电子层与分散介质之间的电势差。
滤饼过滤固体粒子在过滤介质表面积累，很短时间内发生架桥现象，此时沉积的滤饼亦起过滤介质的作用，过滤在介质的表面进行。
深层过滤固体粒子在过滤介质的孔隙内被截留，固液分离过程发生在整个过滤介质的内部。迁移行为颗粒运动到过滤介质内部孔隙表面的行为。
截留效率颗粒在过滤介质中移动单位高度后悬浮液浓度的下降率。
过滤介质允许非均相物系中的液体或气体通过而固体被截留的可渗透性的材料。截留率被截留的颗粒量占全部颗粒量的百分率。
剥离性能指借用刮刀或绳索或剥离辊等卸料装置，使滤饼与过滤介质分离的难易程度。再洗性能指过滤介质表面或内部被固相颗粒阻塞后用不同的方法进行清洗，过滤介质性能恢复的程度。
表面筛滤指尺寸大于介质孔隙的颗粒沉积在介质表面。
深层粗滤指颗粒进入介质的深部，依靠深部流道尺寸小于颗粒尺寸来截留颗粒。重力沉降在质量力作用下，将悬浮液分离为含固量较高的底流和清净的溢流的过程。膜分离膜分离过程是用天然的或合成的、具有选择透过性的薄膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时，原料侧液体或气体混合物中的某—或某些组分选择性地透过膜，以达到分离、分级、提纯或富集的目的。纳滤通过膜的渗透作用，借助外界能量或化学位差的推动，对两组分或多组分混合气体或液体进行分离、分级、提纯和富集。
超滤通过膜的筛分作用将溶液中大于膜孔的大分子溶质截留,使这些溶质与溶剂及小分子组分分离的膜过程。
微滤利用微孔膜孔的筛分作用，在静压差推动下，将滤液中大于膜孔径的微粒、细菌及悬浮物质等截留下来，达到除去滤液中微粒与澄清溶液的目的。
六、吸附指流体与固体多孔物质接触时,流体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔内表面并附着在这些表面的过程。（固体物质称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质.吸附达到平衡时，流体的本体相主体称为吸余相，吸附剂内的流体称为吸附相。）物理吸附吸附剂和吸附质之间通过分子间力相互吸引，形成吸附现象。化学吸附被吸附的分子和吸附剂表面的原子发生化学作用，在吸附质和吸附剂之间发生了电子转移、原子重排或化学键的破坏与生成现象。
离子交换指能够解离的不溶性固体物质在与溶液接触时可与溶液中的离子发生离子交换反应。
色谱法以试样组分在固定相和流动相间的溶解、吸附、分配、离子交换或其他亲和作用的差异为依据而建立起来的各种分离分析方法。分离原理：色谱分离过程的实质是溶质在不互溶的固定相和流动相之间进行的一种连续多次的交换过程,它借助溶质在两相间分配行为的差别而使不同的溶质分离.不同组分在色谱过程中的分离情况首先取决于各组分在而相间的分配系数、吸附能力、亲和力等是否有差异。电泳是指带电荷的供试品（蛋白质、核酸等）在惰性支持介质中（如纸、醋酸纤维素、琼脂糖凝胶、聚丙烯酸胺凝胶等），于电场作用下向其对应的电极方向按各自的速度进行泳动，使组分分离成狭窄区带，用适宜的检测方法记录其电泳区带图谱或计算其百分含量的方法。
电渗在电场作用下液体对于固体支持物的相对移动。结晶固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物中析出的过程。
熔融结晶根据待分离物质之间的凝固点不同而实现物质的结晶分离的过程。
间歇精馏一次性的将液体混合物加入釜内，然后进行精馏获得各种较纯组分产品的过程。水蒸汽蒸馏在被分离的混合物中直接通入水蒸气后，当混合物各组分的蒸汽分压和水蒸气的分压之和等于操作压力时，系统便开始沸腾。水蒸气和被分离组分的蒸汽一起蒸出，在塔顶产品和水几乎不互溶的情况下，馏出液经过冷凝后可以分层，把水除掉即得产品。工业上把这种操作称为水蒸气蒸馏。
分子蒸馏也称短程蒸馏，是一种在高真空度条件下进行非平衡分离操作的连续蒸馏过程。
二、反胶团
1、反胶团的概念、结构特征
概念：反胶团是两性表面活性剂分散于连续有机相中的一种自发形成的纳米级别的聚集体。结构特征：亲水基团（头）朝内，疏水基团（尾）朝外，含有水分子内核的纳米级别的集合型胶体。
2、临界胶束浓度的概念、在反胶团萃取工艺中确定临界胶束的意义 临界胶束浓度（CMC）：是胶束形成时所需表面活性剂的最低浓度，这是体系特性，与表面活性剂的化学结构、溶剂温度和压力等因素有关。在反胶团萃取工艺中确定临界胶束浓度义：在反胶团萃取工艺中必须确定临界胶束浓度，因为在水中的表面活性剂低浓度时呈分子状态，并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中，当浓度逐渐增大到CMC时，许多表面活性剂分子立刻结合成大基团，形成反胶束。临界胶束浓度是表面活性剂溶液性质发生显著变化的一个分水岭，当表面活性剂的度超过CMC后，才能形成反胶团结构。
3、反胶团萃取工艺解决的主要问题 主要有两点：①解决了大分子物质萃取时的生物活性问题。常规液液萃取中的油相通常是有机溶剂，会使蛋白质等生物活性物质失活，而反胶团萃取过程中蛋白质因位于反胶团的内部而受到反胶团的保护；②解决了蛋白质等亲水性物质的溶解度问题。由于反胶团内部的微水相环境，有利于蛋白质等亲水性物质的萃取。
4、反胶团水池直径计算公式中W0的含义是什么？W0的大小对池水的性质有什么影响？ W0：有机相中水与表面活性剂的摩尔比，即含水率；
当W0较小时，水池中的水与表面活性剂发生水合化，粘度大、流动性差，而且形成反胶团的半径较小，不适合萃取蛋白质；当W0太大时，微水相就会与水相的粘度相当，而且反胶团的半径也会很大，反胶团就不稳定，容易破碎。
5、简述反胶团萃取工艺
①先调节水相的pH，调节pH的原则是：使蛋白质带电性与表面活性剂电性相反，即，当表面活性剂带正点时，调节pH使pH>pI;当表面活性剂带负点时，调节pH使pH
④将分层后的油相分离出来，并向其中加入少量的水相纯溶剂，搅拌破坏反胶团结构，使其中的蛋白质充分溶解于水相中；
⑤静置分层，上层为含有大量蛋白质的水相，下层为油相； ⑥分离出上层水相中的蛋白质。
6、静电作用力、离子强度、蛋白质分子量是如何影响反胶团萃取效率的？
①静电作用力是反胶团萃取的决定性因素，水相pH决定了蛋白质表面电荷状态，从而对萃取过程造成影响，只有当反胶束内表面电荷与蛋白质表面电荷相反时，两者产生静电引力，蛋白质才有可能进入反胶团。
②离子强度即盐浓度影响蛋白质与表面活性剂极性头之间的静电引力作用，这是由于离解的反离子在表面活性剂极性头的附近建立了双电层，成为德拜屏蔽，从而缩短了静电吸引力的作用范围，抑制了蛋白质的萃取。因此在萃取时要尽量避免后者的影响。③蛋白质分子量对反胶团萃取效率的影响体现在位阻效应上，蛋白质这种亲水性物质可以通过溶入反胶束“水池”来达到他们溶于非水溶剂中的目的，但是反胶束“水池”的物理性（大小、形状等）及其中水的活度都可以用W0的变化来调节，并且会影响大分子的增溶或排斥，达到选择萃取的目的，这就是空间位阻效应。
三、超临界萃取
1、超临界流体概念
超临界流体是指温度和压力同时超过临界值且密度接近液体的气体。
2、超临界流体的基本特性
①密度和溶剂化能力接近液体②超临界流体的扩散系数介于气态和液态之间，其粘度接近气体；③当流体状态接近临界区时，蒸发热会急剧下降，至临界点处则气—液相界面消失，蒸发焓为零，比热容也变为无限大。②流体在临界点附近的压力或温度的微小变化会导致超临界流体密度相当大的变化，从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化。这是超临界萃取工艺的设计基础；
3、实现超临界萃取的工艺基础（笔记）
流体在临界点附近的压力或温度的微小变化会导致超临界流体密度相当大的变化，从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化。
4、超临界基本概念图、相图（书）
5、为什么适宜的超临界萃取操作温度为0.9~1.4；萃取操作压力为1~4（结合相图）P84 此时温度或压力稍低于临界值时的高压液体，称之为压临界流体。亚临界流体密度高，其传质性质介于液体和超临界流体之间。人们也常把这一区域的亚临界流体萃取包括在内而泛称为超临界萃取。在阴影部分所示区域里，超临界流体有极大的压缩性。溶剂的对比密度可从气体般得对比密度变化到液体般得对比密度。这样，一方面可在较高密度下对萃取物进行超临界萃取，另一方面，又可通过调节压力和温度是溶剂的密度大大降低，从而降低其萃取能力，使溶剂与萃取物得到有效分离。
6、超临界萃取工艺流程中萃取器与分离器中的现象？引起现象的原因。（作业第三题）萃取器中利用萃取剂接近的液体密度和溶剂化能力及低粘度特性将提取物溶解于超临界流体的萃取物。在分离器中通过减压阀进行节流膨胀以便降低超临界流体的密度，从而实现萃取物与溶剂的分离。原因是处于超临界的流体有较高的密度，同时可以通过调节温度和压力使溶剂的密度大大降低，从而降低其萃取能力，实现分离。
7、CO2作为超临界流体的特征
优势：①CO2 临界温度为31.30C，接近室温。在分离提取具有热敏性、易氧化分解的成分方面具有广阔的应用前景。②CO2临界压力为7.37MPa为中等压力。通常萃取条件的选择的适宜的对比压力区域（pr1~6）区域，目前的工业水平其超临界状态一般易于达到。③ CO2具有抗氧化、灭菌作用，有利于保证和提高天然物产品的质量④CO2 无毒、无味、无臭、不燃、不腐蚀、价格便宜、易于精制、易于回收等特点。SC-CO2萃取无溶剂残留问题，属于环境无害工艺。⑤CO2密度是常用萃取剂中最高的。超临界CO2流体对有机物有很强的溶解能力和良好的选择性。
缺点：与传统的有机溶剂萃取比较，超临界CO2流体萃取也存在一定的局限性：1)其对脂溶性成分的溶解能力较强而对水溶性成分的溶解能力较低；2)设备造价高，比较适用于高附加值产品的提取；3)更换产品时设备清洗较为困难。
8、夹带剂在哪些方面影响溶质在超临界CO2流体中的选择性和溶解性的？
①夹带剂可以显著改变超临界CO2溶剂系统的极性，改善流体的溶剂换能力，提高被分离组分在超临界CO2流体中的溶解度，并相应地降低超临界CO2流体萃取过程的操作压力，从而大大拓宽超临界CO2流体在萃取天然物质方面的应用；
②加入与溶质起特殊作用的夹带剂，可极大地提高超临界CO2流体对该溶质的选择性； ③提高溶质在超临界CO2流体中的溶解度对温度、压力的敏感程度，在萃取压力基本不变的情况下，通过单独改变温度来实现分离的目的； ④作为反应物参与反应，以提高产品的萃取率；
⑤改变溶剂的临界参数。当萃取温度受到限制时（如热敏性物质），溶剂的临界温度越接近于溶质的最高操作温度，溶质的溶解度越高，当用单组份溶剂不能满足这一要求时，可使用混合溶剂。
9、超临界萃取的基本操作模式，简述流程（作业第四题）
10、如何实现夹带剂与主萃取剂的分离（作业第五题第三问）
与单一组分的超临界萃取—分离过程相似，使用夹带剂的超临界萃取的分离也可通过降压、升温或恒温恒压吸附使溶质与SCF分离。只要保证降压或升温的程度足以使混溶态的SCF进入其气—液平衡区，以保证夹带剂变为液态后与萃取出的溶质在分离柱内与变成气态的主萃取溶剂分离。P92
四、膜分离过程
1、按分离过程推动力类型的不同，膜分离可以分为哪些类型？ 按推动力类型的不同，膜分离过程可以分为四种类型： 以静压力差为推动力的过程：微滤、超滤、反渗透、纳滤。以气体分压差为推动力的过程：气体膜分离、渗透汽化。以浓度梯度差为推动力的过程——透析 以电位差为推动力的过程——电渗析
4、渗透汽化工艺简述
渗透汽化是一个既有质量又有热量通过膜的传递过程。离开膜的物料温度和浓度都与原加入料液不同。一般用均质膜和复合膜，起到分离作用的活性层为表面极薄的均质膜。分离机理通常用溶解—扩散模型来描述。
5、透析的基本原理
透析是穿过膜的选择扩散过程，可用于分离分子量大小不同的溶质，低于膜所截留阀值分子的物质可扩散穿过膜，高于膜截留阀值分子量的物质则被保留在半透膜的另一侧。
一、液液萃取
1、萃取三角相图概念（书、图）
2、杠杆原理：①和点差点的三点共线关系；②质量比与力臂长度比之间的反比关系（理解图解法）
3、单级萃取工艺流程图及其与三角相图的对应关系（在相图上找F、S；互为平衡的E、R点；萃取液、萃余液位置）（书）
4、图解计算单级液液萃取的萃取剂S、E、E’、的流量、组成（笔记）
5、图解计算多级错流、逆流的理论平衡级数（笔记）
6、代数法计算液液萃取的萃取率（书P53例题、公式）
制药工业包括：生物制药、化学合成制药、中药制药；生物药物、化学药物与中药构成人类防病、治病的三大药源。原料药的生产包括两个阶段：第一阶段，将基本的原材料通过化学合成、微生物发酵或酶催化反应或提取而获得含有目标药物成分的混合物。第二阶段，常称为生产的下游过程，主要是采用适当的分离技术，将反应产物或中草药粗品中的药物或分纯化成为药品标准的原料药。分离操作通常分为机械分离和传质分离两大类。萃取属于传质过程浸取是中药有效成分的提取中最常用的。浸取操作的三种基本形式：单级浸取，多级错流浸取，多级逆流浸取。中药材中所含的成分：①有效成分②辅助成分③无效成分④组织物浸取的目的：选择适宜的溶剂和方法，充分浸出有效成分及辅助成分，尽量减少或除去无效成分。对中药材的浸取过程：湿润、渗透、解吸、溶解及扩散、置换。
浸取溶剂选择的原则：①、对溶质的溶解度足够大，以节省溶剂用量。②、与溶剂之间有足够大的沸点差，以便于采用蒸馏等方法回收利用。③、溶质在统计中的扩散系数大和粘度小。④、价廉易得，无毒，腐蚀性小。浸取辅助剂的作用：①、提高浸取溶剂的浸取效能。②、增加浸取成分在溶剂中的溶解度。③、增加制品的稳定性。④、除去或减少某些杂质。浸取过程的影响因素：①、药材的粒度。②、浸取的温度。③、溶剂的用量及提取次数。④、浸取的时间。⑤、浓度差。⑥、溶剂的PH值。⑦、浸取的压力。浸出的方法：浸渍、煎煮、渗漉。超声波协助浸取，基本作用机理：热学机理、机械机理、空化作用。超声波的空化作用：大能量的超声波作用在液体里，当液体处于稀疏状态时，液体将会被撕裂成很多小的空穴，这些空穴一瞬间闭合，闭合时产生高达几千大气压的瞬间压力，即称为空化效应。微波协助浸取特点：浸取速度快、溶剂消耗量小。局限性：只适用于对热稳定的产物，要求被处理的物料具有良好的吸水性。萃取分离的影响因素：①、随区级的影响与选择原则。②、萃取剂与原溶剂的互溶度。③、萃取剂的物理性质。④、萃取剂的化学性质。破乳的方法：①、顶替法（加入表面活性更强的物质）②、变型法（加入想法的界面活性剂）③、反应法④、物理法
超临界流体的主要特征：①、超临界的密度接近于液体。②、超临界流体的扩散系数介于气态与液体之间，其粘度接近气体。③、当流体接近临界区时，蒸发热会急剧下降，有利于传热和节能。④、流体在其临界点附近的压力或温度的微小变化都会导致流体密度相当大的变化，从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化。
1二氧化碳作为萃取剂，这主要是由它的如下几个优异特性决定：
①临界温度低（Ｔc＝31.3℃)，接近室温；该操作温度范围适合于分离热敏性物质，可防止热敏性物质的氧化和降解，使沸点高、挥发度低、易热解的物质远在其沸点之下被萃取出来。②临界压力（7.38MPa）处于中等压力，就目前工业水平其超临界状态一般易于达到。③具有无毒、无味、不燃、不腐蚀、价格便宜、易于精制、易于回收等优点。因而，SC-CO2 萃取无溶剂残留问题，属于环境无害工艺。故SC-CO2萃取技术被广泛用于对药物、食品等天然产品的提取和纯化研究方面。④ SC-CO2还具有抗氧化灭菌作用，有利于保证和提高天然物产品的质量。
2分子蒸馏过程的特点
分子蒸馏在极高的真空度下进行，且蒸发面与冷凝面距离很小，因此在蒸发分子由蒸发面飞射至冷凝面的进程中彼此发生碰撞几率小
2分子蒸馏过程中，蒸汽分子由蒸发面逸出后直接飞射至冷凝面上，理论上没有返回蒸发面的可能，故分子蒸馏过程为不可逆过程③分子蒸馏的分离能力不但与各组分间的相对挥发度有关，而且与各组分的分于量有关。④分子蒸馏是液膜表面的自由蒸发过程，没有鼓泡、沸腾现象。3结晶过程的特点
1)能从杂质含量相当多的溶液或多组分的熔融混合物中形成纯净的晶体。有时用其他方法难以分离的混合物系，采用结晶分离更为有效。如同分异构体混合物、共沸物系、热敏性物系等。2)固体产品有特定的晶体结构和形态(如晶形、粒度分布等)。3)能量消耗少，操作温度低，对设备材质要求不高，三废排放少，有利于环境保护。4)结晶产品包装、运输、储存或使用都很方便。4 降低膜的污染和劣化的方法
1)预处理法；有热处理、调节pH值、加螯合剂(EDTA等)、氯化、活性炭吸附、化学净化、预微滤和预超滤等。
2)操作方式优化；膜污染的防治及渗透通量的强化可通过操作方式的优化来实现，3)膜组件结构优化；膜分离过程设计中，膜组件内流体力学条件的优化，即预先选择料液操作流速和膜渗透通量，并考虑到所需动力，是确定最佳操作条件的关键。膜组件清洗；膜的清洗方法有水力清洗、机械清洗、化学清洗和电清洗四种。
1电泳是指带电荷的供试品（蛋白质、核苷酸等）在惰性支持介质中（如纸、醋酸纤维素、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等），于电场作用下向其对应得电极方向按各自的速度进行泳动，使组分分离成狭窄区带，用适宜的检测方法记录其电泳区带图谱或计算其百分含量的方法。
2超声波的空化效应当空穴闭合或微泡破裂时，会使介质局部形成几百到几千K的高温和超过数百个大气压的高压环境，并产生很大的冲击力，起到激烈搅拌的作用，同时生成大量的微泡，这些微泡又作为新的气核，使该循环能够继续下去，这就是空化效应。
3微波协助浸取的原理微波是一种非电离的电磁辐射,被辐射物质的极性分子在微波电磁场中可快速转向并定向排列,由此产生的撕裂和相互摩擦将引起物质发热,即将电能转化为热能,从而产生强烈的热效应。因此，微波加热过程实质上是介质分子获得微波能并转化为热能的过程。
4反胶团萃取的萃取原理：反胶团萃取的本质仍然是液-液有机溶剂萃取。反胶团萃取利用表面活性剂在有机溶剂中形成反胶团，从而在有机相中形成分散的亲水微环境，使生物分子在有机相（萃取相）内存在于反胶团的亲水微环境中。5高分子膜制备 L-S法（相转化法）（1）高分子材料溶于溶剂中并加入添加剂配制成膜液。（2）成型。（3）膜中的溶剂部分蒸发。（4）膜浸渍在水中。（5）膜的预压处理
6热致相分离法（1）高分子-稀释剂均相溶液的制备；稀释剂室温下是固态或液态，常温下与高分子不溶，高温下能与高分子形成均相溶液。（2）将上述溶液制成所需要的形状（3）冷却（4）脱出稀释剂溶剂萃取或减压蒸馏等方法（5）干燥 7浓差极化：在膜分离操作中，溶质均被透过液传送到膜表面上，不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高，这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象。
8凝胶极化：膜表面附近浓度升高，增大膜两侧的渗透压差，使有效压差减小，透过通量降低。当膜表面附近的浓度超过溶质的溶解度时，溶质会析出，形成凝胶层的现象。
9反渗透：反渗透过程就是在压力的推动下，借助于半透膜的截留作用，将溶液中的溶剂与溶质分离开来。反渗透现象:若在盐溶液的液面上方施加一个大于渗透压的压力，则水将由盐溶液侧经半透膜向纯水侧流动的现象。
10电渗析：利用待分离分子的荷点性质和分子大小的差别，以外电场电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作.11离子交换：能够解离的不溶性固体物质在与溶液中的离子发生离子交换反应。利用离子交换剂与不同离子结合力的强弱，将某些离子从水溶液中分离出来，或者使不同的离子得到分离。
12多效蒸发逆流加料特点：1.前后不能自动流动，需送料泵；2.无自蒸发；3.各效粘度变化不明显；4.适宜于粘度随温度和浓度变化较大的溶液的蒸发，不适用于热敏性物料的蒸发。13热泵蒸发是指通过对二次蒸气的绝热压缩，以提高蒸气的压力，从而使蒸气的饱和温度有所提高，然后再将其引至加热室用作加热蒸气，以实现二次蒸气的再利用。
14分子蒸馏是一种在高真空条件下进行的非平衡分离的连续蒸馏过程，又称为短程蒸馏。分子蒸馏原理分子蒸馏是依靠不同物质的分子在运动时的平均自由程的不同来实现组分分离的一种特殊液液分离技术。混合液中轻组分分子的平均自由程较大，而重组分分子的平均自由程较小。
15分子蒸馏应满足的两个条件：①轻、重分子的平均自由程必须要有差异，且差异越大越好；②蒸发面与冷凝面间距必须小于轻分子的平均自由程。
16分子蒸馏设备的组成：一套完整的分子蒸馏设备主要由进料系统、分子蒸馏器、馏分收集系统、加热系统、冷却系统、真空系统和控制系统等部分组成。
17同离子效应：增加溶液中电解质的正离子（或负离子）浓度，会导致电解质溶解度的下降的现象。
18均相初级成核：洁净的过饱和溶液进入介稳区时，还不能自发地产生晶核，只有进入不稳区后，溶液才能自发地产生晶核。这种在均相过饱和溶液中自发产生晶核的过程。
19剪应力成核：当过饱和溶液以较大的流速流过正在生长中的晶体表面时，在流体边界层存在的剪应力能将一些附着于晶体之上的粒子扫落，而成为新的晶核。
20接触成核：当晶体与其他固体物接触时所产生的晶体表面的碎粒。在过饱和溶液中，晶体只要与固体物进行能量很低的接触，就会产生大量的微粒。
21二次成核：在已有晶体的条件下产生晶核的过程。二次成核的机理主要有流体剪应力成核和接触成核。
第五篇：生物分离工程期末答案
期末考试复习题
吸附法和离子交换
1、吸附作用机理是什么？按作用力可分为哪几种？
答：固体表面分子(或原子)处于特殊的状态。固体内部分子所受的力是对称的，故彼此处于平衡。但在界面分子的力场是不饱和的，即存在一种固体的表面力，它能从外界吸附分子、原子、或离子，并在吸附表面上形成多分子层或单分子层。
按作用力可分为：物理吸附，化学吸附和离子交换
2、吸附法有几种？各自有何特点？
答：吸附法按吸附作用力分主要有三类，物理吸附、化学吸附和离子交 换。
特点：
物理吸附基于吸附剂与溶质之间的分子间作用力即范德华力。溶质在吸附剂上吸附与否或吸附量的多少主要取决于溶质与吸附剂极性的相似性和溶剂的极性。一般物理吸附发生在吸附剂的整个自由表面，被吸附的溶质可通过改变温度、PH和盐浓度等物理条件脱附。
化学吸附释放大量的热，吸附热高于物理吸附。化学吸附一般为单分子层吸附，吸附稳定，不易脱附，故洗脱化学吸附质一般需采用破坏化学结合的化学试剂为洗脱剂。化学吸附具有高选择性
离子交换吸附所用吸附剂为离子交换剂。离子交换剂表面含有离子基团或可离子化基团，通过静电引力吸附带有相反电荷的离子，吸附过程发生电荷转移。离子交换的吸附质可以通过调节PH或提高离子强度的方法洗脱。
3、大孔网状聚合物吸附与活性炭吸附剂相比有何优缺点？
答：大孔网状聚合物吸附剂机械强度高，使用寿命长，选择性能好，吸附质容易吸附，并且阻力小，常应用于抗生素和维生素B12等的分离浓缩过程。
4、影响吸附过程的因素有那些？ 答：影响吸附的因素
（1）吸附速度
由于大分子分子量大，扩散慢，且吸附时常伴随着分子构型的变化，故其吸附速度慢，这就给讨论大分子吸附带来困难。
（2）分子量的影响
对孔性固体，分子量增加，吸附量减少。对大孔或非孔固体 α=1只有1个吸附点 α=0表示大分子完全平躺。
（3）溶剂的影响
在溶剂中，大分子较伸展，吸附量减少。若溶剂产生竞争吸附，吸附量减少。
（4）温度的影响
存在着温度升高使吸附量下降和温度升高使吸附量升高两种情况。第二种情况可认为吸附是吸热过程△H>o，但△G<0，故△S必大于零，这可认为大分子的吸附顶替了固体表面上的溶剂分子（第一种情况可认为是焓控制）。
（5）PH值
活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中吸附效果较好。
（6）共存物质：对于物理吸附，共存多种物质时的吸附比单一物质时的吸附要差。
（7）吸附剂性质的影响
（a）溶解度：越低越容易吸附，具有较大的影响。
（b）使液体表面自由能W降低得越多的吸附质则越容易被吸附。（c）极性：极性吸附剂易吸附极性的吸附质，非极性吸附剂易吸附非极性的吸附质。
（d）吸附质分子的大小和不饱和度。活性炭易吸附分子直径较大的饱和化合物；合成沸石易吸附分子直径小的不饱和化合物
（e）吸附质的浓度较低时，提高C可增加吸附量。以后C↑，q增加很小，直至为一定值
5、何谓离子交换法?一般可分为那几种? 答：离子交换吸附：吸附剂为离子交换剂，离子交换剂表面含有离子基团或可离子化基团，通过静电引力吸附带有相反电荷的离子，吸附过程中发生电荷转移，离子交换的吸附质可通过调节PH或提高离子强度的方法洗脱。
根据吸附过程中所发生的吸附质－吸附剂之间的相互作用的不同，还可将吸附分成亲和吸附、疏水吸附、盐析吸附和免疫吸附等。
6、离子交换树脂的结构、组成？按活性基团不同可分为那几大类？
离子交换剂通过化学修饰制备，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-环氧氯丙烷型树脂。这些交换剂附着在离子交换剂基质上。
应用于无机离子交换和生物小分子回收、提取的离子交换剂疏水性高、交联度大、孔径小、电荷密度高；应用于蛋白质分离的具有很高的亲水性和较大的孔隙半径，以减少蛋白质的非特异性吸附，是蛋白质容易进入离子交换剂的内部。
按活性基团的不同，可分为：活性基团为酸性的阳离子交换剂和活性基团为碱性的阴离子交换剂。
7、离子交换树脂有那些理化性能指标？
答：（１）交换容量(exchange capacity)指单位质量的干燥离子交换剂或单位体积的湿离子交换剂所能吸附的一价离子的毫摩尔数(mmol)，是表征交换剂离子交换能力的主要参数。
PS：交换容量的测定：对于阳离子交换剂：用HCl将其处理成氢型，称重并测定其含水量；称数克交换剂，加入到过量已知浓度的NaOH溶液，发生交换反应，待反应达到平衡后(强酸性的需要静置24h，弱酸性的需静置数日)，测定剩余的NaOH摩尔数，就可求得阳离子交换剂的交换容量。对于阴离子交换剂：将阴离子交换剂转换成Cl型后，取一定量的Cl型交换剂，通入Na2SO4,用铬酸钾作指示剂，用硝酸银溶液滴定流出液的Cl-，根据Cl-量计算交换容量。
（２）滴定曲线（全面评价表征交换剂的重要参数）
方法：1g氢型(或羟型)交换剂 + x-ml 0.1M NaOH/or HCl + 水至50 ml(其中1支 + 50 ml 0.1 M NaCl)+ 静置24h(对强交换剂)/or 7d(对弱交换剂)+ 测pH + 作图
意义：强酸（碱）性离子交换的滴定曲线开始是水平的，到某点突然升高（或降低），表明在该点交换剂上的离子交换基团已被碱（或酸）完全饱和；弱酸（或碱）性离子交换剂的滴定曲线逐渐上升（或下降），无水平部分。利用滴定曲线的转折点，可估算离子交换剂的交换容量；而由转折点的数目，可推算不同离子交换基团的数目。
8、pH值是如何影响离子交换分离的？
mXKAX XHXH mX[RX-][X][XH]KXU[RU-]KAX [U]KAX[H]可见当PH值增大时弱电解质的离子交换的分配系数增大，而对强电解质没有影响，可从下式看出 mX[RX-][X] mXKXU[RU-][U]
9、何谓穿透曲线？
答：穿透曲线
（1）吸附带：指正在发生吸附作用的那段填充层，在吸附带下部的填充层几乎没有发生吸附作用，而在吸附带上部的填充层已达到饱和状态，不再起吸附作用。
（2）穿透曲线：以吸附时间或吸附柱出水总体积为横坐标，以出水吸附质浓度为纵坐标所绘制出的曲线叫穿透曲线。
另解：吸附过程中吸附塔出口溶质浓度的变化曲线穿透曲线（3）穿透点：出口处溶质浓度开始上升的点成为穿透点。达到穿透点所用的操作时间称为穿透时间。一般习惯上将出口浓度达到入口浓度的5％～10％的的时间成为穿透时间。
（4）吸附终点：出水浓度Cb为(0.90~0.95)Co时所对应的出水总体积的穿透曲线上的那一点叫吸附终点（耗竭点）。
色层分离
1、何谓色层分离法？可分为那几大类？
答：色层分离法：又称层析分离法，色谱法，是利用混合物中各物质在两相间分配系数的差别，当溶质在两相间做相对移动时，各物质在两相间进行多次分配从而是各组分达到分离的一种物理化学分析方法。
2、简述柱层析系统的工艺流程。
答：层析柱通常是玻璃的。总的说来，长柱分辨好。但大量物质的处理则用粗的柱比较适宜。
工艺流程如下：（1）层析材料的准备
许多材料都可在层析法中使用。在装柱前这些材料要用溶剂平衡，另外还需作一些预处理。例如，凝胶层析材料需要溶胀，吸附剂需要加热或酸处理来活化，离子交换树脂需要用酸碱处理来得到所需的电离形式。
在用溶剂平衡时，先使材料沉淀，用倾泻法除去悬浮的细颗粒，否则由于细颗粒的堵塞，溶剂的流速将显著降低
（2）装柱
层析柱的填装是先关闭出口，用溶剂灌注至1／3体积，并使支持板下的“死体积”不存有气泡，再慢慢地向溶剂中加浆状物，要小心地沿着玻棒倾注以防止气泡存留在拄内。让悬浮液沉淀，并放出过多的溶剂。为了避免分层，最好一次装完，如需分几次填装，则在二次填装前应先在已经沉淀的表面用玻棒搅拌后再倾注，重复这个过程，直至装到需要的高度。用溶剂彻底洗涤层析柱后使液面降到比层析床表面略高一点。最后覆盖一张圆形滤纸或尼龙布，以免加样时扰乱床表面。
（4）加样
上柱前，先将样品溶解在溶剂里或对洗脱液透析，样品溶液的浓度应该尽可能高些，以减少样品溶液体积，使区带狭窄。将样品仔细加到层析床的表面，打开旋塞至液面与床面齐，然后连接溶剂池，保持一定高度的液面。
（5）洗脱
用适当的洗脱液把各组分依次从柱上洗脱下来。使用洗脱法，上柱量不超过总柱容量的10％，溶剂与柱的相互作用比溶质与柱的相互作用弱，溶剂越过结合的分子，逐渐地将它们从柱上冲洗下来。在冲洗过程中各组分因为吸附力不同而逐渐分离。在一个组分被洗脱后可以更换洗脱液，这就是所谓的分步洗脱。另外，还有一个可行的方法是逐渐改变溶剂的性质，形成一个离子强度、pH或极性的递增梯度从而使各组分依次被洗脱，这种方法称梯度洗脱，它的优点之一是能够减少拖尾现象。
（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试管中或使用部分收集器。这种装置能使每一管按照预定的时间或滴数收集流出液，然后自动移位，下一管再继续收集。洗脱完毕后可选用各种适宜的方法将已收集的许多部分流出液进行定量分析，并画出洗脱物的量对流出液体积的洗脱曲线。每一部分的蛋白质或核酸的含量可以让流出液通过一个流动小室测定其280 nm或260 nm的光吸收来进行连续监测。
3、何谓保留值、分配容量K、分离度？ 答：1）保留值
（1）死时间 t0
不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间，它正比于色谱柱的空隙体积。
因为这种物质不被固定相吸附或溶解，故其流动速度将与流动相流动速度相近。测定流动相平均线速ū时，可用柱长L与t0的比值计算，即 ū = L/t0
（2）保留时间tr 试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过的时间，称为保留时间（3）调整保留时间tr´
ａ 某组分的保留时间扣除死时间后，称为该组分的调整保留时间，即 tr´= tr－t0 ｂ 由于组分在色谱柱中的保留时间tr 包含了组分随流动相通过柱子所须的时间和组分在固定相中滞留所须的时间，所以tr 实际上是组分在固定相中保留的总时间。
ｃ 保留时间是色谱法定性的基本依据，但同一组分的保留时间常受到流动相流速的影响，因此色谱工作者有时用保留体积来表示保留值。（4）死体积V0
指色谱柱在填充后，柱管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。当后两相很小可忽略不计时，死体积可由死时间与色谱柱出口的载气流速Fco（cm3·min-1）计算。
V0 = t0*Fco 式中 Fco为扣除饱和水蒸气压并经温度校正的流速。
b 仅适用于气相色谱，不适用于液相色谱。（5）保留体积Vr 指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积。保留时间与保留体积关系：
Vr= tr *Fco（6）调整保留体积Vr′
某组分的保留体积扣除死体积后，称为该组分的调整保留体积。
Vr′ = Vr－V0 = tr′* Fco（7）相对保留值r2,1 某组分2的调整保留值与组分1的调整保留值之比，称为相对保留值。r2,1= tr2 ′ / tr1´= Vr2′ / Vr1′
由于相对保留值只与柱温及固定相性质有关，而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速无关，因此，它在色谱法中，特别是在气相色谱法中，广泛用作定性的依据。2）容量因子，即分配比 k 分配比又称容量因子，它是指在一定温度和压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比。即
k = 组分在固定相中的质量/组分在流动相中的质量 ＝ ms/mm 3）分离度定义式
分离度：又称分辨率，是两个相邻洗脱峰之间的距离与两个峰宽的代数平均值之比（衡量色谱分离条件优劣的参数）
4、色层图中分离度有哪几种表示方法？见课本ｐ169 分辨率表示法 R=2(θR2－θR1)/(W1+W2)容量因子表示法 k’＝m H 选择性表示法 α＝K2’/K1’ 柱效表示
5、层析剂有那几种？各自有何特点？
疏水性吸附剂，金属螯合层析剂，二硫键层析剂，凝胶，硅胶等反向介质
6、何谓亲和色层分离法？亲和力的本质是什么？亲和色层中常用的亲和关系有那几种？
答：（１）利用生物分子间的这种特异性结合作用的原理进行生物物质分离纯化的技术称为亲和纯化技术（Affinity purification）。亲和层析是利用偶联亲和配基的亲和吸附介质为固定相亲和吸附目标产物，使目标产物得到分离纯化的液相层析法。
（2）亲和力的本质：1.静电作用：亲和作用分子对的结合部位上带有相反电荷时，产生静电引力。在中性pH下，蛋白质分子上酸性氨基酸残基可带负电荷，碱性氨基酸残基可带正电荷。此外N末端氨基酸的-氨基带正电，C末端氨基酸的羧基带负电。2.氢键：如果亲和作用分子对的一方分子中含有氧原子或氮原子，结合部位之间可以产生氢键作用，即形成O···H－O 或O···H－N。氢键的产生与否受结合部位之间位置关系的严格制约。3.疏水性相互作用：如果亲和作用分子对的一方分子上含有芳香环或烃基链等疏水基，另一方的结合部位上也含有疏水区，则两者之间可发生疏水性相互作用。4.配位键：如果亲和作用分子对均与同一金属原子配位，则两者之间可通过金属配位键间接结合。5.弱共价键：弱共价键是指结合力较弱的可逆共价键。当亲和作用分子对之间满足形成弱共价键的条件时可能形成弱共价键。
具有亲和作用的分子对之间具有“钥匙”和“锁孔” 的空间结构关系。（３）亲和色层中常用的亲和体系： 特异性 亲和作用体系 高特异性 抗原----单克隆抗体
荷尔蒙----受体蛋白
核酸----互补碱基链段、核酸结合蛋白
酶----底物、产物、抑制剂
群特异性 免疫球蛋白----A蛋白、G蛋白
酶----辅酶
凝集素----糖、糖蛋白、细胞、细胞表面受体
酶、蛋白质----肝素
酶、蛋白质----活性色素（染料）
酶、蛋白质----过度金属离子
酶、蛋白质----氨基酸（组氨酸等）
7、柱层析法与固定床吸附法有何异同点？
相同点：操作过程中都存在两相，即固定相和流动相。都能对溶质分子起到分离作用。不同点：操作完成后，层析法的目标产物仍然存在于流动相中，只是由于洗出时间的不同而在不同时间得到不同产物，溶质的分离程度由分辨率判断；固定床吸附法的吸附物存在于固相中（即由液相或气相转移到固相），产物的分离纯度取决于吸附剂的分离性质。
操作方法上，柱层析是间歇操作，而固定床吸附是连续操作。在完成操作后，层析柱可以开始下一次分离，而固定床吸附法在达到穿透点之后需要停止吸附操作，转入吸附质洗脱和吸附剂再生操作。
8、色谱柱理论板数和塔板高度的计算？
答：根据呈正态分布的色谱流出曲线可以导出计算塔板数n的公式，用以评价一根柱子的柱效。由于色谱柱并无真正的塔板，故塔板数又称理论塔板数： 可见理论塔板数由组分保留值和峰宽决定。
若柱长为L，则每块理论塔板高度H为
由上述两式知道，理论塔板数n越多、理论塔板高度H越小、色谱峰越窄，则柱效越高。
但上述两式包含死时间t0，它与组分在柱内的分配无关，因此不能真正反映色谱柱的柱效。通常以有效塔板数neff 和有效塔板高度Heff 表示
9、常用的亲和吸附介质有哪些？ 答：（1）酶的抑制剂 酶的抑制剂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质类抑制剂有胰脏蛋白酶抑制剂(pancreatic trypsin inhibitor;PTI)等，小分子抑制剂有苄脒（benzamidine）、精氨酸和赖氨酸等，均可作为亲和纯化胰蛋白酶的配基。
（2）抗体
利用抗体为配基的亲和色谱又称免疫亲和色谱(immuno-affinity chromatography)。抗体与抗原之间的Keq一般为107～1012 L/mol。因此，利用免疫亲和色谱法是高度纯化蛋白质类生物大分子的有效手段。
（3）A蛋白
protein A为分子量约42 kD的蛋白质，与IgG具有很强的亲和作用，结合部位为IgG分子的Fc片段。A蛋白分子上含有5个Fc片段可结合部位。
不同IgG的Fc片段的结构非常相似，因此A蛋白可作为各种抗体的亲和配基，但不同抗体的结合常数有所不同。
A蛋白与抗体结合并不影响抗体与抗原的结合能力，因此A蛋白也可用于分离抗原-抗体的免疫复合体。
（4）凝集素
凝集素（lectin）是与糖特异性结合的蛋白质（酶和抗体除外）的总称。
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、纯化。pH＜5.6时con A为二聚体，分子量为52 kD；pH＞5.6时为四聚体，分子量为102 kD，两个亚基（subunit）之间通过二硫键结合。因此，在利用con A为配基的亲和色谱操作中，操作条件应当适宜。
（5）辅酶和磷酸腺苷
脱氢酶和激酶与辅酶之间具有亲和结合作用。辅酶主要有NAD（nicotinamide adenine dinucleotide）、NADP（NAD phosphate）和ATP（adenosine triphosphate）等。这些辅酶可用做脱氢酶和激酶的亲和配基。
AMP(adenosine 5'-monophosphate)、ADP（adenosine 2'，5'-diphosphate）的腺苷部分与上述辅酶的结构类似，可用做这些酶的亲和配基。
（6）三嗪类色素
利用色素为配基的亲和色谱法又称色素亲和色谱（Dye-ligand affinity chromatography）。
Triazine dyes是一类分子内含有三嗪环的合成染料，与NAD的结合部位相同，又称为生体模拟色素（biomimetic dye）。除脱氢酶和激酶外，三嗪类色素还与血清白蛋白、干扰素、核酸酶和糖解酶等具有很高的亲和力。
（7）过渡金属离子
Cu2+，Ni2+，Zn2+和Co2+等过渡金属离子可通过与亚胺二乙酸（IDA）或三羧甲基乙二胺（TED）形成螯合金属盐固定在固定相粒子表面，用做亲和吸附蛋白质的配基。
这种利用金属离子为配基的亲和色谱一般称为金属螯合色谱（metal chelate chromatography）或固定化金属离子亲和色谱(immobilized metal affinity chromato-graphy, IMAC)。
（8）组氨酸
组氨酸可与蛋白质发生亲和结合作用：静电和疏水性相互作用均有可能参与亲和结合。
在盐浓度较低和pH约等于目标蛋白质pI的溶液中，固定化组氨酸的亲和吸附作用最强，随着盐浓度增大，亲和吸附作用降低。
（9）肝素
肝素（heparin）是存在于哺乳动物的肝、肺、肠等脏器中的酸性多糖类物质，分子量一般为5至30 kD，具有抗凝血作用。
肝素与脂蛋白、脂肪酶、甾体受体、限制性核酸内切酶、抗凝血酶、凝血蛋白质等具有亲和作用，可用作这些物质的亲和配基。
肝素的亲和结合作用在中性pH和低浓度盐溶液中较强，随着盐浓度的增大结合作用降低
10、亲和层析中目标产物的洗脱有哪几种方法？ 各有何优缺点？
答：特异性洗脱利用含有与亲和配基或目标产物具有亲和结合作用的小分子化合物溶液为洗脱剂，通过与亲和配基或目标产物的竞争性结合，脱附目标产物，洗脱条件温和，有利于保护目标产物的生物活性，另外，由于仅特异性洗脱目标产物，对特异性较低的体系或非特异性吸附较严重的物系，特异性洗脱法有利于提高目标产物的纯度。
非特异性洗脱是通过调节pH值、离子强度、离子种类和温度等理化性质降低目标产物的亲和吸附作用，是较多采用的洗脱方法。优点为成本低，速度快，吸附介质再生容易。缺点是洗脱体积大，目标产物在洗脱中浓度较低。如果要提高浓度或是配基与目标产物结合较强时，要选择适当的pH值及离子强度或加入变性剂，如果选择不当，可能造成目标产物失活。
电泳
1、电泳的概念
答：带电质点在电场中向带有异相电荷的电极迁移的现象称为电泳。
2、电泳的基本原理
答：电泳分离利用荷电溶质在电场中泳动速度的差别进行分离
3、电泳技术的分类
答：有区带电泳、等电点电泳和等速电泳。这些电泳法又根据是否使用凝胶载体分为凝胶电泳和自由流电泳。
4、基本的电泳系统组成
电源、电极、成形盘、胶梳、胶槽、外盖
5、常规聚丙烯酰胺凝胶电泳的分离原理
答：常规聚丙烯酰胺凝胶具有三维网状结构，可形成大小不同的孔径，具有很强的分子筛作用。电泳利用凝胶的分子筛作用使分子大小或带电荷不同的电解质得到分离：相对分子质量大的溶质受凝胶的阻滞作用大，泳动速度较慢，而小分子溶质泳动速度较快。
6、SDS-PAGE的分离原理
答：SDS-PAGE引进阴离子表面活性剂SDS（十二烷基磺酸钠）。SDS与蛋白质的疏水部位结合，能断裂分子内和分子间氢键，破坏蛋白质的二级和三级结构，强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂，减少了蛋白质分子之间的聚集作用。蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中，与SDS分子按比例结合，形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物，这种复合物由于结合大量的SDS，使蛋白质丧失了原有的电荷状态，形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块，从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异，由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的，因此在进行电泳时，蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。
7、何谓等电聚焦？如何形成载体两性电解质pH梯度？
在凝胶中加入两性电解质（如Amnpholine),通电后，凝胶中构成从正极到负极逐渐增加的pH梯度,处在其中的蛋白分子在电场的作用下运动,最后各自停留在其等电点的位置上,利用气压力将已等电聚焦的样品推动,经过检测器进行检测。
两性电解质为数百至数千种混合物，各个组分具有不同的等电点，所以在通电以后，能够形成载体两性电解质pH梯度。
作业摘抄：
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