生物分离工程期末复习题

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素起着决定性的作用。

1、带电粒子在电场中的迁移方式主要依据哪些因素?

带电粒子在电场中的迁移方式主要依据分子尺寸大小和形状、分子所带电荷或分子的生物学与化学特性。

2、依据电泳原理,三种形式的电泳分离系统是什么?常用的是什么? 依据电泳原理,有三种形式的电泳分离系统:移动界面电泳、区带电泳、稳态电泳;其中区带电泳是目前常用的电泳系统。

区带电泳中的常用技术:①载体电泳:粉末电泳、纸电泳、凝胶电泳、聚焦电泳; ②无载体电泳:自由电泳、毛细管电泳

凝胶电泳的支持介质:聚丙烯酰胺凝胶;琼脂糖凝胶

影响丙烯酰胺聚合的主要因素:引发剂和增速剂的浓度;系统pH值;温度;分子氧 聚丙烯酰胺凝胶电泳中的分子筛效应:凝胶中的大分子分离取决于它的电荷、尺寸和形状。凝胶的这种用于分离不同尺寸分子的特性是由于它的尺寸筛分能力,这种现象被称为分子筛效应。

图中A,B,C均为阳离子,在直流电场作用下电泳情况示意图

A ,所带电荷量相同B C QA=QB=QC 分子量大小依次为MA=MB>MC

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1、结晶:溶液中的溶质在一定条件下,因分子有规则的排列而结合成晶体,晶体的化学成分均一,具有各种对称的晶体,其特征为离子和分子在空间晶格的结点上呈规则的排列;结晶的实质是指溶质自动从过饱和溶液中析出,形成新相的过程

2、结晶的步骤:①过饱和溶液的形成;②晶核的形成;③晶体生长 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。 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

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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

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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.

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(宽 7.

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。 8.

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。 9.

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

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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。 10.

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。 11.

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 12.

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 13.

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。

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