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离心超滤的浓缩效应

发布时间:2023-04-30 03:45:05

㈠ 你知道哪些关于超滤法的知识

超滤又称超过滤,用于截留水中胶体大小的颗粒,而水和低分子量溶质则允许透过膜。超滤的机理是指由膜表面机械筛分、膜孔阻滞和膜表面及膜孔吸附的综合效应,以筛滤为主。超滤膜筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。常用的超滤膜有:醋酸纤维素膜,聚砜膜,聚酰胺膜。超滤装置:主要有板框式、管式、卷式和中空纤维式等,与反渗透装置类似。

超滤工艺参数主要参数有膜通量、膜清洗和膜寿命。在操作压力为0.11~0.6Mpa,温度小于60℃时,超滤膜的膜通量以1~500L/m2h为宜。影响膜通量的因素有:进水流速、操作压力、温度、进水浓度和原水预处理等。膜必须定期清洗,以延长膜的寿命,正常使用的膜的寿命为12~18个月。超滤原理也是一种膜分离过程原理,超滤利用一种压力活性膜,在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3x10000—1x10000的物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时,水分子和分子量小于300—500的溶质透过膜,而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留,从而使水得到净化。也就是说,当水通过超滤膜后,可将水中含有的大部分胶体硅除去,同时可去除大量的有机物等。超滤原理并不复杂。在超滤过程中,由于被截留的杂质在膜表面上不断积累,会产生浓差极化现象,当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层,使膜的透水量急剧下降,这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此,需通过试验进行研究,以确定最佳的工艺和运行条件,最大限度地减轻浓差极化的影响,使超滤成为一种可靠的反渗透预处理方法。

㈡ ultrafiltration是什么意思

【ultrafiltration】
英 [ʌltrəfɪl'treɪʃən]
美 [ˌʌltrəfɪl'treɪʃən]
n.超过滤作用

【超过滤】
一种以压力差为推动力,按粒径选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。超过滤将液体混合物分成滤液和浓缩液两部分:滤液为溶液或在其中含有粒径较小的微粒的悬浮液;浓缩液中保留原料液中所有较大的微粒。用于截留水中胶体大小的颗粒,而水和低分子量溶质则允许透过膜。超滤的机理是指由膜表面机械筛分、膜孔阻滞和膜表面及膜孔吸附的综合效应,以筛滤为主。

㈢ 影响微滤和超滤膜水通量的因素有哪些

膜通量是膜分离过程中重要的一项工艺参数,是指单位时间内通过单位膜面积上的流体量,影响膜通量的因素主要有四点:

1.压力:在超滤中膜两侧压力差△P对通量和截留率的影响,在超滤中,压力升高引起膜面浓缩升高,则透过膜的溶质也增大,因而截留率减小。

2.浓度:当以微滤过滤菌体时,通量与浓度的关系不同于超滤,在谷氨基酸发酵液的微滤中:开始通量下降很快,可能是由于膜面的污染;然后通量变化较小,可能由于管状收缩效应引起通量的增加和浓度增大引起的降低互相对消,最后通量急剧降低。

3.流速:根据浓差极化,凝胶层模型,流速较大,可使通量增大。对于超滤,通常在略低于极限通量的条件下操作。虽然增大流速可以加大通量,但需考虑:只有当通量为浓差极化控制时,增大流速才会使通量增加;增大流速会使膜两侧压力差减小,因为流经通道的压力将增大;增大流速,使剪切力增加,对某些蛋白质不利;动力消耗增加。

4.温度:在超滤或微滤中,一般来说,温度升高都会导致通量增大,因为温度升高使粘度降低和扩散系数增大。所以操作温度的选择原则是:在不影响料液和膜的稳定范围内,尽量选择较高的温度。由于水的粘度每升高1℃,约降低2.5%,所以,一般可认为,每升高1℃,通量约增加3%。

㈣ 酶的分离和纯化方法是什么

酶的分离纯化一般包括三个基本步骤:即抽提、纯化、结晶或制剂。

首先将所需的酶从原料中引入溶液,此时不可避免地夹带着一些杂质,然后再将此酶从溶液中选择性地分离出来,或者从此溶液中选择性地除去杂质,然后制成纯化的酶制剂。

酶分离纯化的最终目的是获得单一纯净的酶,因此,容许在不破坏“目的酶”的限度内,使用各种手段;酶与底物和抑制剂的结合常使其理化性质和稳定性发生改变,这种特性已被用于酶的分离纯化。

由于酶及其来源的多样性及与之共存的高分子物质的复杂性,目前还很难找到一种通用的方法以适用于一切酶的纯化。为了使一种酶达到高度纯化,往往需要多种方法协同作用,通过酶活性的跟踪检测确定最佳流程。

(4)离心超滤的浓缩效应扩展阅读:

酶的本性是蛋白质,凡可用于蛋白质分离纯化的方法都同样适用于酶,但酶易失活,故分离纯化需在低温(4℃)、温和pH(4<pH>10)等条件下进行。

与蛋白质类似,酶易在溶液表面或界面处形成薄膜而变性,因此操作中应尽量减少泡沫形成,此外重金属易使酶失效,有机溶剂能使酶变性,微生物污染以及蛋白水解酶的存在能使酶分解破坏。

在进行菌种鉴定时,所用的微生物一般均要求为纯的培养物。得到纯培养的过程称是分离纯化。

㈤ 生物分离高手进

这写起来复杂了....... 很多地方都有这样的实验步骤啊,我看了一下 下面这个,还可以
酶的分离简单,就是麻烦,时间挺长的

酶的分离纯化方法简介
生物细胞产生的酶有两类:一类由细胞内产生后分泌到细胞外进行作用的酶,称为细胞外酶。这类酶大都是水解酶,如酶法生产葡萄糖所用的两种淀粉酶,就是由枯草杆菌和根酶发酵过程中分泌的。这类酶一般含量较高,容易得到;另一类酶在细胞内产生后并不分泌到细胞外,而在细胞内起催化作用,称为细胞内酶,如柠檬酸、肌苷酸、味精的发酵生产所进行的一系列化学反应,就是在多种酶催化下在细胞内进行的,在类酶在细胞内往往与细胞结构结合,有一定的分布区域,催化的反应具有一定的顺序性,使许多反应能有条不紊地进行。
酶的来源多为生物细胞。生物细胞内产生的总的酶量虽然是很高的,但每一种酶的含量却很低,如胰脏中期消化作用的水解酶种类很多,但各种酶的含量却差别很大。
因此,在提取某一种酶时,首先应当根据需要,选择含此酶最丰富的材料,如胰脏是提取胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、淀粉酶和脂酶的好材料。由于从动物内脏或植物果实中提取酶制剂受到原料的限制,如不能综合利用,成本又很大。目前工业上大多采用培养微生物的方法来获得大量的酶制剂。从微生物中来生产酶制剂的优点有很多,既不受气候地理条件限制,而且动植物体内酶大都可以在微生物中找到,微生物繁殖快,产酶量又丰富,还可以通过选育菌种来提高产量,用廉价原料可以大量生产。
由于在生物组织中,除了我们所需要的某一种酶之外,往往还有许多其它酶和一般蛋白质以及其他杂质,因此为制取某酶制剂时,必须经过分纯化的手续。
酶是具有催化活性的蛋白质,蛋白质很容易变性,所以在酶的提纯过程中应避免用强酸强碱,保持在较低的温度下操作。在提纯的过程中通过测定酶的催化活性可以比较容易跟踪酶在分离提纯过程中的去向。酶的催化活性又可以作为选择分离纯化方法和操作条件的指标,在整个酶的分离纯化过程中的每一步骤,始终要测定酶的总活力和比活力,这样才能知道经过某一步骤回收到多少酶,纯度提高了多少,从而决定着一步骤的取舍。

酶的分离纯化一般包括三个基本步骤:即抽提、纯化、结晶或制剂。首先将所需的酶从原料中引入溶液,此时不可避免地夹带着一些杂质,然后再将此酶从溶液中选择性地分离出来,或者从此溶液中选择性地除去杂质,然后制成纯化的酶制剂。下面就酶的分离纯化的常用方法作一综合介绍:
一、预处理及固液分离技术
1.细胞破碎(cell disruption)
高压均质器法:此法可用于破碎酵母菌、大肠菌、假单胞菌、杆菌甚至黑曲霉菌。将细胞悬浮液在高压下通入一个孔径可调的排放孔中,菌体从高压环境转到低压环境,细胞就容易破碎。菌悬液一次通过均质器的细胞破碎率在12%-67%。细胞破碎率与细胞的种类有关。要达到90%以上的细胞破碎率,起码要将菌悬液通过均质器两次。最好是提高操作压力,减少操作次数。但有人报道,当操作压力达到175Mpa时,破碎率可达100%。当压力超过70Mpa时,细胞破碎率上升较为缓慢。高压均质器的阀门是影响细胞破碎率的重要因素。丝状菌会堵塞均质器的阀门,尤其高浓度菌体时更是如此。在丰富培养基上比在合成培养基上生长的大肠菌更难破碎。
容菌酶处理法:蛋清中含有丰富的溶菌酶,价格便宜,常用来裂解细胞。具体做法是:溶壁微球菌(micrococcus lysodeikticus)43kg,置于0.5%的氯化钠溶液中,使细胞浓度为5%(干重),在35℃用0.68kg(干重)的蛋清处理20min,得到的细胞碎片用相同体积的乙醇处理,用离心机将细胞碎片和胞内蛋白质除去,再将乙醇浓度提高到75%(体积分数),可以得到纯度为5%的过氧化氢酶1500g。
2.离心
离心分离过程可分为离心过滤、离心沉淀、离心分离3种类型,所使用的设备有过滤式离心机、沉降式离心机和离心机。过滤式离心机的转鼓壁上开有小孔,壁上有过滤介质,一般可用于处理悬浮固体颗粒较大、固体含量较高的场合。沉降式离心机用于分离固体浓度较低的固液分离,如发酵液中的菌体,用盐析法或有机溶剂处理过的蛋白质等。分离机用于分离两种互不相溶的、密度有微小差别的乳浊液或含微量固体微粒的乳浊液。
在生物领域采用的离心机系统,除了应具备离心机的一般要求外,还应满足生物生产的技术要求,这包括灭菌、冷却、密封,以保证产品不受污染并不污染环境。现代哦离心机装置包括以下三个步骤,并进行程序控制:离心、离心系统的灭菌及就地清洗。如阿法-拉伐公司离心机产品的装置,具有双重轴向密封,密封由装在转筒主轴上下的碳化硅动环和固定环组成,密封由水连续冷却和润滑,可防止产品被污染,也可防止生产过程中排出的废物对环境的污染。该离心机又如一个密闭的压力容器,可在121℃温度下进行蒸汽灭菌,该离心设备设有环绕离心机转筒的冷却夹套,对悬浮液和浓缩的固体都能进行充分的冷却,并能有效地控制温度,这对于生物制品是非常重要的。如BTPX205型离心机可用于细胞收集、培养液的净化和细胞碎片的分离,可用于疫苗、酶制剂等的提取。该机的其他辅助系统及控制系统也较为完善,如设有压力指示器、力量计、温度传感器和液面传感器。
3.膜分离技术
在蛋白质纯化过程中主要用到的膜分离技术多为超滤。在静压作用下降溶液通过孔径非常小的滤膜,使溶液中分子量较小的溶质透过薄膜,而大分子被截留于膜表面。大多数超滤膜是由一层非常薄的功能膜与较厚的支撑膜结合在一起而组成的。功能膜决定了膜的孔径,而支撑膜提供机械强度以抵抗静压力。超滤浓缩的优点是:操作条件温和,无相变化,对生物活性物质没有破坏。
超滤系统主要由料液贮罐、泵、超滤器、透过液收集罐组成,料液经泵打入超滤器,水及低分子量物质排出超滤器外,被浓缩的料液在料液贮罐、泵、及超滤器中循环。当料液浓缩至一定的倍数后即可作为进一步处理的浓缩料液。
超滤应用于蛋白质类物质的浓缩和脱盐过程中时应注意以下问题:第一,在超滤循环过程中,由于泵和叶轮与料液的摩擦放热作用,料液的温度会逐渐升高,会造成蛋白质分子的损失。因此,料液贮罐应加冷却系统,并安装自动测温及控制系统。第二,某些酶的辅助因子散失为问题:一些酶含有辅助因子,其分子量小,超滤时易从透过液中排除掉,因而在超滤前或超滤后要添加一定浓度的的辅助因子。
还可将超滤与亲和层析相结合以提高分离纯度。其工作原理是:当溶液中欲被分离的蛋白质不受阻碍地通过超滤膜的孔隙时,如果在膜的一侧结合着亲和配基,该蛋白质就会与配基结合因而结聚在膜的这一侧。不与配基结合的其他物质就将穿过孔而被带走。再用适宜的洗脱剂将该蛋白质洗脱下来,洗脱液用于进一步的分离纯化。
4.泡沫分离
原理:将气体通入含多种组分的溶液中,由于这些组分的表面活性由差异,因此在溶液的表面,某些组分将形成泡沫,泡沫的稳定性取决于操作条件及溶液的生物学特性。泡沫中含有更多的表面活性成分,故泡沫的组分种类及其含量与溶液中的不相同。这样,溶液中的组分舅得以分离。
蛋白质较易吸附与气液界面,这有利于其结构的稳定。泡沫分离过程是:蛋白质从主体溶液中扩散到气液界面,该过程可能是可逆的也可能是不可逆的;分子发生重排,一般认为在空气-水界面会形成两种类型的膜,一种是稀膜,另一种是浓膜,可能会发生由多个分子聚集在一起的现象。在气液界面形成的蛋白质膜可以是单层的也可以是多层的。膜的类型取决于主体溶液及气液界面上蛋白质的特性、结构和浓度。
泡沫分离的目的,一方面提高酶蛋白的富集率(泡沫中蛋白质的浓度/最初溶液中蛋白质浓度),另一方面提高酶蛋白的提取率(泡沫中蛋白质的提取率/最初的蛋白质质量),或使多组分混合物中某一组分的分配系数最大。

二、抽提
沉淀
1. 盐析
常用的盐析剂是硫酸铵,其溶解度大、价格便宜。硫酸铵沉淀蛋白质的能力很强,其饱和溶液能使大多数的蛋白质沉淀下来。对酶没有破坏作用。
pH的控制:应从酶的溶解度与稳定性两个方面考虑,在酶等电点时其溶解度最小易沉淀,但有些酶再等电点时稳定性较差,因此要选择最佳pH值.一般要求在酶最稳定的pH值的前提下再考虑最适宜酶沉淀的pH值。在操作中一旦确定最佳pH值后,在添加硫酸铵之前甲酸或碱调节好酶液的pH值,要尽量避免溶液pH值的波动以免破坏酶的稳定性。在添加硫酸铵时要注意搅拌,并注意硫酸铵的加入速度,一般是由少到多,缓慢加入,硫酸铵尽可能磨成细粉。
温度的控制:有些酶在较高温度下稳定性能较好,可在常温下进行盐析操作,而对于大多数酶,尽可能在低温下操作。
酶液的净置:加完硫酸铵后,酶液要静置一段时间,使酶蛋白完全沉淀下来,酶静置后,就不要再加以搅拌。
2.有机溶剂沉淀
有机溶剂选择:可用于酶蛋白沉淀的有机溶剂包括醇类物质等,如甲醇、乙醇、异丙醇。乙醇的亲水性能较好,可防止蛋白质的变性,酶蛋白在其中的溶解度也较低。
有机溶剂沉淀操作:有机溶剂一般都使蛋白质变性,当温度较高时变性蛋白质分子就会变成永久失活。因此用有机溶剂处理时最好在0℃以下进行。用有机溶剂沉淀得到的酶蛋白不要放置过久,要尽快加水溶解。
3.聚合物絮凝剂沉淀
聚合物絮凝剂,如葡聚糖和聚乙二醇,与酶分子争夺水分子,具有脱水作用使酶沉淀。聚乙二醇作为一种沉淀剂的优点是在水溶液中,其浓度可达到50%,浓度为6%-12%的蛋白质大都可以沉淀下来。这种试剂不需要低温操作,而且对蛋白质的稳定还有一定的保护作用。聚乙二醇不会被吸附,故在离子交换吸附前不必去除。
4.用金属离子和络合物沉淀
酶和其他蛋白质都会形成金属盐,其溶解度较低。用金属离子沉淀的缺点是酶与金属离子相互作用后,可逆变化较差,尤其是用巯基衍生物,它结合的]金属离子会催化酶变性而失活。
5.用特殊试剂沉淀法
用链霉素可选择性去除核酸,从而使胞内酶沉淀出来。链霉素盐(浓度为0.5-1.0mg/mg蛋白质)对于选择性沉淀核酸的效果比锰离子还要好,酶不易失活。
6.亲和沉淀
将亲和反应的高度选择性、低处理量特性与沉淀操作的大处理量、地选择性有机结合形成了亲和沉淀技术。将配基与可溶性载体偶联后形成载体-配基复合物,该复合物与生物分子结合后在一定条件下可以沉淀出来。
配基-载体复合物可以选择性地与蛋白质结合,溶液中的pH值、离子强度及蛋白质浓度等条件对亲和结合的影响力并不大,只有竞争性的配基会降低产物与原配基的亲和结合力,甚至使亲和结合发生逆转。
引导产生沉淀的方法有:离子交联;加入带相反电荷的聚合物;加入带相反电荷的疏水基团;改变pH值,诱导产生疏水沉淀;温度诱导产生沉淀。
亲和结合:将亲和配基加入到含有目的物蛋白质的溶液中,调节好有关沉淀的条件,使之有利于亲和结合。
洗涤:为经过处理的粗制液中发生亲和沉淀可能会发生非特异性结合,尤其是使用带电的聚合物,离子交换的效应将使其他蛋白质共同沉淀,因此在分离目的物之前要洗涤沉淀物。其做法是:加入适当的清洗剂重新溶解沉淀,再沉淀;或在专一性洗脱之前,彻底清洗沉淀。在上述过程中要始终保持目的蛋白质与配基处于亲和结合状态。
配基-载体复合物与目的蛋白质的分离:分离结束之后,要确保回收目的蛋白质和配基-载体复合物,目的蛋白质要达到一定的纯度,回收率要高。

㈥ 生物化学与分子生物学的知识点

一、蛋白质的结构与功能

1.凯氏定氮法:由于体内的含氮物质以蛋胡友唯白质为主,各种蛋白质的含氮量很接近,平均为16%,只要测定生物样品中的含氮量,就可推算出蛋白质的大致含量:

100克样品中蛋白质的含量(g%)=每克样品含氮克数×6.25×100

2.蛋白质的生物学重要性(一广三多):分布广、种类多、含量多、功能多。

3.组成人体蛋白质的20种氨基酸均属于L—?—氨基酸(Gly除外)。硒代半胱氨酸在某些情况下也可用于合成蛋白质。

注:将氨基酸含C基团置于竖线上,H原子位于竖线右侧的为L型

4.20种L—?—氨基酸分类及其缩写、符号。

(1)非极性脂肪族氨基酸:侧链为非极性的疏水基团,水中溶解度小,等电点近中性

(2)极性中性氨基酸:侧链基团有极性,水中溶解度大,等电点近中性

(3)芳香族氨基酸:侧链含有苯环

(4)酸性氨基酸:侧链含有两个羧基,等电点低

(5)碱性氨基酸:侧链含有氨基,胍基或咪唑基,等电点高

5.脯氨酸是一种α—亚氨基酸,可以看成是α—氨基酸的侧链取代了自身氨基上的一个氢原子

6.半胱氨酸的巯基失去质子的倾向性较其他氨基酸大,而两个半胱氨酸巯基之间可脱氢形成二硫键

7.必需氨基酸:“甲(Met)撷(Val)来(Lys)一(Ile)本(Phe)亮(Lue)色(Trp)书(Thr)”;条件必需氨基酸:Cys、Tyr;儿童必需氨基酸:Arg、His

8.在某一pH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点(pI)。pI=(pK1+pK2)/2

9.酸性氨基酸的等电点取两羧基的pK值的平均值;碱性氨基酸的等电点取两氨基的pK值的平均值。

10.含有共轭双键的色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm附近。大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基,所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。

11.氨基酸与茚三酮水合物共热,可生成蓝紫色化合物,其最大吸收峰在570nm处,而且吸收峰值与氨基酸释放出的氨量成正比,作为氨基酸定量分析方法。

12.所谓主链骨架原子即N(氨基氮)、Cα(α—碳原子)和CO(羧基碳)3个原子依次重复排列。

13.参与肽键的6个原子C?1、C、O、N、H、C?2位于同一平面,C?1和C?2在平面上所处的位置为裤培反式构型,此同一平面上的6个原子构成肽单元(peptideunit)

14.α—螺旋的走向是右手螺旋,每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈,螺距约0.54nm;每个肽键的N-H与第四个肽键的C=O形成氢键,氨基酸残基侧链伸向外侧。如:头发的角蛋白、肌肉的肌球蛋白、血凝块的纤维蛋白。

15.β—折叠结构呈折纸状,氨基酸残基侧链交替位于锯齿状结构的上下方,肽链之间的肽键N-H和C=O形成氢键。

16.β—转角常见于肽链进行180°回折的转角上,第一个残基C=O与第四个残基N—H形成氢键。第二个残基通常为脯氨酸。

17.模体(motif):两个或两个以上具有二级结构的肽段,在空间上相互接近,形成一个有规则的二级结构组合,又称超二级结构。有三种形式:αα、βαβ、ββ20.锌指是常见的模体例子,由1个α—螺旋和2个反向平行的β—折叠组成,N端有一对Cys,C端有一对His,在空间上形成容纳Zn2+的洞穴。

18.分子量较大的'蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密且稳定的区域,并各行其功能,称为结构域(domain)。结构域具有相对独立的空间构象和生告则物学功能。

19.在分子伴侣(一类蛋白质)的辅助下,合成中的蛋白质才能折叠成正确的空间构象。

20.有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链,每一条多肽链都有完整的三级结构,称为蛋白质的亚基。单一的亚基一般没有生物学功能,完整的四级结构是其发挥生物学功能的保证。同聚体、异聚体

21.按蛋白质组成成分将蛋白质分为单纯蛋白质和结合蛋白质(非蛋白质部分称为辅基);按蛋白质形状将蛋白质分为纤维状蛋白质和球状蛋白质。

22.蛋白质家族(proteinfamily):氨基酸序列相似而且空间结构与功能也十分相近的蛋白质。属于同一蛋白质家族的成员,称为同源蛋白质(homologousprotein)

23.蛋白质超家族(superfamily):2个或2个以上的蛋白质家族之间,其氨基酸序列的相似性并不高,但含有发挥相似作用的同一模体结构。

24.蛋白质一级结构是高级结构和功能的基础:

(1)一级结构是空间构象的基础;

(2)一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构和功能;(3)氨基酸序列提供重要的生物进化信息;

(4)重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病。蛋白质分子发生变异所导致的疾病,称为分子病。

25.蛋白质的功能依赖特定空间结构

(1)血红蛋白亚基与肌红蛋白结构相似

(2)血红蛋白亚基构象变化可影响亚基与氧结合

(3)蛋白质构象改变可引起疾病(蛋白质构象疾病)

26.协同效应:一个亚基与其配体结合后,能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象。正协同效应/负协同效应

27.别构效应:寡聚蛋白与配基结合改变蛋白质的构象,导致蛋白质生物活性改变的现象

28.当蛋白质溶液处于某一pH时,蛋白质解离成正、负离子的趋势相等,即成为兼性离子,净电荷为零,此时溶液的pH称为蛋白质的等电点pI。

29.表面电荷和水化膜是维持蛋白质胶体稳定的因素

30.蛋白质的变性(denaturation):在某些物理和化学因素作用下,蛋白质特定的空间构象被破坏,也即有序的空间结构变成无序的空间结构,从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。

本质:主要发生非共价键和二硫键的破坏,不涉及一级结构中氨基酸序列的改变。

导致变性的因素:如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等变性的表现:溶解度降低、粘度增加、结晶能力消失、生物活性丧失、易被蛋白酶水解

31.若蛋白质变性程度较轻,去除变性因素后,蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能,称为复性(renaturation)。

32.消除蛋白质在溶液中的稳定因素后,蛋白质疏水侧链暴露在外,肽链融汇相互缠绕继而聚集,因而从溶液中析出,称为蛋白质沉淀。

33.蛋白质的凝固作用:蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较坚固的凝块,不易再溶于强酸和强碱中

34.由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸,因此在280nm波长处有特征性吸收峰。

35.蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热,呈现紫色或红色,称为双缩脲反应。

36.盐析是将(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等加入蛋白质溶液,使表面电荷被中和以及水化膜被破坏而导致蛋白质沉淀。

37.丙酮(乙醇)沉淀蛋白质:0~4℃低温下进行;用量一般10倍于蛋白质溶液体积;沉淀后应立即分离。

38.免疫沉淀法是利用特异抗体识别相应的抗原蛋白,并形成抗原抗体复合物的性质,从蛋白质混合溶液中分离获得抗原蛋白。

39.透析(dialysis)是利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。

40.应用正压或离心力使蛋白质溶液透过有一定截留分子量的超滤膜,达到浓缩蛋白质溶液的目的称为超滤法。

41.蛋白质在高于或低于其pI的溶液中为带电的颗粒,在电场中能向正极或负极移动。这种通过蛋白质在电场中泳动而达到分离各种蛋白质的技术,称为电泳(elctrophoresis)

42.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE):大量的SDS(带大量负电荷)结合蛋白质,使所有蛋白质颗粒表面覆盖一层SDS分子,导致蛋白质分子间的电荷差异消失,泳动速率仅与颗粒大小有关;聚丙烯酰胺凝胶具有分子筛作用48.等电聚焦电泳(IFE):在聚丙烯酰胺凝胶内制造一个线性pH梯度,当蛋白质泳动到与其自身pI值相等的pH区域时,其净电荷为零而不再移动。

43.双向电泳(2—DGE):先进行等电聚焦电泳(按pI),然后再进行SDS-PAGE(按分子大小),经染色得到的电泳图是个二维分布的蛋白质图。

二、核酸的结构与功能

1.脱氧核糖—→核酸—→DNA双螺旋—→

超螺旋—→染色质—→染色体

2.核糖的C—1’原子和嘌呤的N—9或者嘧啶的N—1原子形成β—N—糖苷键,核糖和碱基处在反式构象。

3.核苷C—5’原子上的羟基可与磷酸反应,脱水后形成磷脂键,生成脱氧核苷酸。

4.脱氧核苷酸通过3’,5’磷酸二酯键的连接形成多聚核苷酸,只能从3’—OH端延长,具有5’—→3’的方向性。

5.DNA的一级结构是构成DNA自5’端到3’端脱氧核苷酸的排列顺序;DNA的二级结构是双螺旋结构;DNA的高级结构是超螺旋结构。

6.DNA双螺旋结构的特点:

(1)DNA由两条反向平行的多聚核苷酸链组成,形成右手螺旋结构;

(2)脱氧核糖与磷酸构成的骨架位于外侧,DNA表面存在大沟和小沟;

(3)DNA双链之间形成互补碱基对;

(4)碱基对的疏水作用(堆积力)和氢键共同维护DNA双螺旋结构的稳定。

7.DNA双螺旋结构是在相对湿度为92%时的结构,称为B型DNA;而在相对湿度低于75%时,DNA空间结构参数发生变化,称为A型DNA;自然界还发现一种左手螺旋的Z型DNA。

8.B型DNA双螺旋螺距为3.54nm,直径为2.37nm;每个螺旋有10.5个碱基对,每两个碱基对之间的相对旋转角度为36°,每两个相邻碱基对平面之间的垂直距离为0.34nm。

9.DNA双链可以盘绕形成超螺旋结构。正超螺旋、负超螺旋。

10.原核生物的DNA是环状的双螺旋分子。

11.染色质的基本组成单位是核小体,它是由DNA和H1、H2A、H2B、H3、H4等5种组蛋白共同构成。

12.DNA是遗传信息的物质基础:

(1)DNA是生物遗传信息的载体;

(2)DNA是生命遗传的物质基础;

(3)DNA是个体生命活动的信息基础;

(4)DNA具有高度稳定性,能保持遗传的相对稳定性;

(5)DNA具有高度复杂性,可以发生各种重组和突变,适应环境。

13.大部分真核细胞mRNA的5’端有一反式的7—甲基鸟嘌呤—三磷酸核苷,称为5’—帽结构。原核生物mRNA没有这种特殊的帽结构。

14.真核细胞mRNA的3’端,有一段由80至250个腺苷酸连接而成多聚腺苷

酸结构,称为多聚腺苷酸尾(poly—A)。

15.5’—帽结构和3’—poly—A共同负责mRNA从细胞核向细胞质的转运,维持mRNA的稳定性以及翻译起始的控制。

16.tRNA的3’端连接氨基酸。

17.rRNA与核糖体蛋白共同构成核糖体。

18.非编码RNA分为长链非编码RNA(lncRNA)和短链非编码RNA(sncRNA)。参与转录调控、翻译调控、RNA的剪切和修饰、mRNA的稳定、蛋白质的稳定和转运、染色体的形成和结构稳定。

19.催化性小RNA也称核酶,是细胞内具有催化功能的一类小分子RNA。

小干扰RNA(siRNA)能以单链形式与外源基因表达的mRNA结合,并诱导其降解。微RNA(miRNA)主要通过结合mRNA而选择性调控基因的表达。

20.嘌呤和嘧啶含有共轭双键,故核酸(碱基、核苷、核苷酸)在260nm波长处有强烈紫外光吸收。

21.DNA变性:某些理化因素会导致DNA双链互补碱基对之间的氢键发生断裂,双链解离为单链。表现为粘度降低,增色效应。

22.DNA解链过程中,更多共轭双键暴露,使DNA在260nm波长处的吸光度增加的现象称为DNA的增色效应。

23.DNA复性:变性条件缓慢地除去后,两条解离的互补链可重新配对,恢复原来的双螺旋结构。

24.tRNA二级结构为三叶草结构,三级结构为倒“L”型结构。其中从5’—→3’依次为DHU环、反密码子环、TΨC环。

25.碱基对之间的氢键维持DNA双螺旋横向稳定;碱基堆积力维持DNA双螺旋纵向稳定。

三、酶

1.酶是由活细胞产生的,对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质。

2.生物催化剂包括酶(蛋白质)、核酶(RNA)、脱氧核酶(DNA)。

3.仅含有蛋白质的酶为单纯酶;结合酶则是由酶蛋白(蛋白质部分)和辅助因子(非蛋白质部分)共同组成。酶蛋白和辅助因子结合在一起称为全酶。

4.酶蛋白决定酶促反应的特异性,辅助因子决定酶促反应的类型。

5.与酶蛋白结合疏松(非共价键)的辅助因子称辅酶;与酶蛋白结合紧密(共价键)的辅助因子称辅基。另一说法:有机物或金属有机物类型的辅助因子称为辅酶。

6.金属酶:金属离子与酶结合紧密,提取过程中不易丢失;金属激活酶:金属离子与酶的结合是可逆结合

7.酶的活性中心或活性部位是酶分子中能与底物特异性结合并催化底物转化为产物的具有特定三维结构的区域。

8.与酶活性密切相关的化学基团称为酶的必须基团,包括:

结合基团:识别与结合底物和辅酶,形成酶—底物过渡态化合物;

催化基团:催化底物发生化学反应转化为产物。

9.酶活性中心的三维结构是裂缝或凹陷,多由氨基酸残基的疏水基团组成。

10.酶活性中心外的必须基团维持酶活性中心的空间构象,又或是调节剂的结合部位。

11.酶的催化效率通常比非催化反应高108~1020倍,比一般催化剂高107~1013。

12.一种酶仅作用于一种或一类化合物,或一定的化学键,催化一定的化学反应并产生一定的产物,称为酶的特异性或专一性。

13.有的酶仅作用于特定结构的底物分子,进行一种专一的反应,生成一种特定结构的产物,称为绝对专一性。

14.有些酶对底物的专一性不是依据整个底物分子结构,而是依据底物分子中特定的化学键或特定的基团,因而可以作用于含有相同化学键或相同化学基团的一类化合物,称为相对专一性。

15.有些酶只能催化一种光学异构体或立体异构体进行反应,称为空间结构专一性。

16.活化能是指在一定的温度下,1摩尔底物从基态转变为过渡态所需要的自由能。活化能是决定化学速率的内因,是化学反应的能障。

17.酶—底物结合的诱导契合假说(inced-fithypothesis):酶在发挥催化作用前须先与底物结合,酶与底物相互接近时,两者在结构上相互诱导、相互变形和相互适应,进而结合并形成酶—底物复合物。

18.邻近效应:酶在反应中将各底物结合到酶的活性中心,使它们相互接近并形成有利于反应的正确定向关系,即将分子间的反应变成类似于分子内的反应,从而提高反应速率。

19.酶的催化机制:酸—碱催化、共价催化、亲核和亲电催化。

20.米氏方程推导所基于的假设:

21反应是单底物反应;○2测定的反应速率是初速率;○3当[S]>>[E]时,在初速率范围○内底物的消耗很少

㈦ 【生物化学上册名词解释】生物化学名词解释重点

一、核酸

1.核苷:戊糖与碱基靠糖苷键缩合而成的化合物。

2.核苷酸:核苷分子中戊糖的羟基与一分子磷酸以磷酸酯键相连而成的化合物。

3.核酸:许多单核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的高分子化合物。

4.核酸的变性:在某些理化因素作用下,核酸分子中的氢键断裂,双螺旋结构松散分开,理化性质改变,失去原有的生物学活性。

5.DNA复性或退火:变性DNA在适当条件下,两条互补链可重新配对,恢复天然的双螺旋构象,这一现象称为复性。热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性,这一过程称为退火。

6.DNA的一级结构:组成DNA的脱氧多核苷酸链中单核苷酸的种类、数量、排列顺序及连接方式称DNA的一级结构。也可认为是脱氧多核苷酸链中碱基的排列顺序。

7.解链温度、熔解温度或Tm:DNA的变性从开始解链到完全解链,是在一个相当窄的温度内完成的。在这一范围内,紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度。由于这一现庆含巧象和结晶体的融解过程类似,又称融解温度。

8.核酸的杂交:不同来源的DNA单链与DNA或RNA链彼此可有互补的碱基顺序,可通过变性、复性以形成局部双链,即所谓杂化双链,这个过程称为核酸的杂交。

9.碱基对:核酸分子中腺嘌呤与胸腺嘧啶、鸟嘌呤与胞嘧啶总是通过氢键相连形成固定的碱基配对关系,因此碱基对,也称为碱基互补。

10.增色效应是指与天然DNA相比,变性DNA因其双螺旋破坏,使碱基充分外露,因此紫外吸收增加,这种现象叫增色效应。

减色效应是指若变性DNA复性形成双螺旋结构后,其紫外吸收会降低,这种现象叫减色效应。

11、 分子杂交:两条来源不同但有碱基互补关系的DNA单链分子,或DNA单链分子与RNA分子,在去掉变性条件后互补的区段能够退火复性形成双链DNA分子或DNA/RNA异质双链分子,这一过程叫分子杂交。

12、回文结构:双链DNA中含有的二个结构相同、方向相反的序列称为反向重复序列,也称为回文结构,

二、蛋白质

1. 氨基酸的等电点(pI):在某一pH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子誉键的趋势及程度相等,成为兼性离子,呈电中性,此时溶液的pH叫氨基酸的等电点(pI)。

2. 蛋白质的一级结构:在蛋白质分子中,从N-端至C-端的氨基酸残基的排列顺序称为蛋白质的一级结构。

3. 蛋白质的二级结构:是指蛋白质分子中,某一段肽链的局部空间结构,也就是该段肽链主链骨架原子的相对空间位置,并不涉及氨基酸残基侧链的构象。

4.分子病:由于基因或DNA分子的缺陷,致使细胞内RNA及蛋白质合成出现异常、人体结构与功能随之发生变异的疾病。

5. 蛋白质的三级结构:是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置,也就是整条肽链所有原子在三维空间的排布老祥位置。

6. 结构域:分子量大的蛋白质三级结构常可分割成1个和数个球状或纤维状的区域,

折叠的较为紧密,各行其功能,称为结构域。

7. 蛋白质的四级结构:蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用,称为蛋白质的四级结构。

8. 蛋白质的等电点:在某一pH的溶液中,蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,成为兼性离子,呈电中性,此时溶液的pH叫蛋白质的等电点(pI)。

9. 蛋白质的变性:在某些理化因素的作用下,其特定的空间构象被破坏,也即有序的空间结构变成无序的空间结构,从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失,称为蛋白质变性。

10. 盐溶:加入少量盐时,很易离解成带电离子,对稳定蛋白质所带的电荷有利,从而增加了蛋白质的溶解度。

11. 盐析:是将盐(中性)加入蛋白质溶液,使蛋白质表面电荷被中和以及水化膜被破坏,导致蛋白质在水溶液中的稳定性因素去除而 沉淀。

12. 透析:利用半透膜原理把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法叫透析。

13. 超滤法:应用正压或离心力使蛋白质溶液透过有一定截留分子量的超滤膜,达到浓缩蛋白质溶液的目的,称为超滤法。

14. 电泳:蛋白质在高于或低于其pI的溶液中为带电的颗粒,由于不同的蛋白质带电的性质、数量、分子量和形状等的不同,在电场的作用下而达到分离各种蛋白质的技术,称为电泳。

15. 等电聚焦电泳:用一个连续而稳定的线性pH梯度的聚丙烯酰胺凝胶进行电泳,从而根据蛋白质不同的pI而在电场中加以分离,这种电泳称为等电聚焦电泳

16.超二级结构:蛋白质二级结构和三级结构之间的一个过渡性结构层次,在肽链折叠过程中,因一些二级结构的构象单元彼此相互作用组合而成。

三、酶

1. 同工酶:是指催化的化学反应相同,酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。

2. 酶:由活细胞所产生的,具有催化能力的大分子,大多数是蛋白质,个别是核酸或脱氧核酸。

3. 单体酶:仅具有三级结构的酶,即仅有一条肽链所形成的酶称为单体酶。

4. 寡聚酶: 由多个(至少是两个)相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶称为寡聚酶。

5. 多功能酶(串联酶):具有多个催化功能的一条多肽链所形成的酶称为多功能酶。

6. 结合酶:由蛋白质和非蛋白质部分所组成的酶。

7. 单纯酶:仅有氨基酸所组成的酶,没有非蛋白质的部分。

8. 酶的活性中心:与酶的活性密切相关一些化学基团在一级结构上可能相距甚远,但在空间结构上相互靠近,组成具有特定空间结构的区域,能与底物特异的结合并将底物转化为产物。这一区域称为酶的活性中心或活性部位。

9. 诱导契合假说:酶在与底物密切结合前,必需与底物相互靠近,相互诱导、相互变形和相互适应,进而相互结合。这一过程称为酶-底物结合的诱导契合假说。

10. 酶促反应动力学:酶促反应动力学就是研究酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂和激活剂等理化因素对酶促反应速度的影响及其变化规律的。

11. 不可逆性抑制作用:就是指抑制剂通常与酶的活性中心上的必需基团以共价键

相结合,使酶失活,不能用透析、超滤等方法予以去除的抑制作用叫不可逆性抑制作用。

12. 可逆性抑制作用:就是指抑制剂通过非共价键与酶和(或)酶-底物复合物可逆性结合,使酶活性降低或消失,采用透析、超滤等方法可将抑制剂除去,这种抑制作用叫可逆性抑制作用。

13. 竞争性抑制作用:有些抑制剂与酶的底物结构相似,可与底物竞争酶的活性中心,从而阻碍酶与底物结合成中间产物。这种抑制作用叫竞争性抑制作用。

14. 非竞争性抑制作用:有些抑制剂与酶活性中心以外的必需基团结合,不影响酶与底物的结合,酶和底物的结合也不影响与抑制剂的结合,但酶-底物-抑制剂复合物不能进一步释放出产物,这种抑制作用叫非竞争性抑制作用。

15. 反竞争性抑制作用:抑制剂只能与酶-底物复合物结合,使中间产物的量下降,从而起到抑制作用。这种抑制作用叫反竞争性抑制作用。

16. 酶的活性单位:是衡量酶活力大小的尺度,它反应在规定条件下,酶促反应在单位时间内生成一定量的产物或消耗一定数量的底物所需的酶量。

17. 酶的国际单位:在特定条件下,每分钟催化1µmol底物转化为产物所需要的酶量为一个国际单位(IU)。

18酶原:某些酶在细胞内合成或初分泌时没有活性,这些没有活性的酶的前身称为酶原

19. 酶原的激活:酶原转变为活性酶的过程称为酶原的激活,酶原的激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。

20. 变构酶:变构效应剂与酶分子活性中心以外的部位可逆的结合,使酶分子发生构象改变,从而改变了催化活性的酶称为变构酶。

21.酶的特异性:一种酶仅作用于一种或一类化合物,或一定的化学键,催化一定的化学反应并生成一定的产物。酶的这种选择性称为酶的特异性或专一性。

22.原手性分子:如果一个对称分子经一个基团被取代后失去了其对称性,而变成了一个非对称分子,那么原来的对称分子称为 “原手性分子”。

而发生变化的碳原子称为 “原手性碳原子”。

23.酶的比活力:每毫克酶蛋白所含的酶活力单位数

24.别构效应(变构效应):某种不直接涉及蛋白质活性的物质,结合于蛋白质活性部位以外的其他部位(别构部位),引起蛋白质分子的构象变化,而导致蛋白质活性改变的现象。 25、辅酶:作为酶的辅因子的有机分子,本身无催化作用,但一般在酶促反应中有传递电子、原子或某些功能基团(如参与氧化还原或运载酰基的基团)的作用。在大多数情况下,可通过透析将辅酶除去

26、辅基:酶的辅酶中紧密共价结合的小分子有机物,与酶或蛋白质结合的非常紧密,用透析法不能除去。

27、Km:Km值等于酶促反应速度达到最大反应速度一半时所对应的底物浓度,是酶的特征常数之一。

㈧ 超滤技术使用了什么原理

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超滤处理过程无相变,对物料中组成成分无任何不良影响,且分离、纯化、浓缩过程中始终处于常温状态,特别适用于热敏性物质的处理,完全避免了高温对生物活性物质破坏这一弊端,有效保留原物料体系中的生物活性物质及营养成分。超滤设备系统回收率高,可实现物料的高效分离、纯化及高倍数浓缩。系统制作材质采用卫生级管阀,现场清洁卫生,满足GMP或FDA生产规范要求。系统工艺设计先进,集成化程度高,结构紧凑,占地面积少,操作与维护简便,工人劳动强度低。超滤设备系统能耗低,生产周期短,与传统工艺设备相比,能有效降低生产成本,提高企业经济效益。

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㈨ 请问有没有孙彦所编的《生物分离工程》的课后习题解答或者是分析之类的书

第一章 绪论
P8思考题:1、5、6
1、 生物分离工程:是指从发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。P1
2、 生物分离纯化过程的一般流程可分为几大部分?分别包括哪些单元操作?P4
答:一、发酵液的预处理(固液分离):单元操作:过滤和离心;
二、产物的提取(初纯化):单元操作:沉淀、吸附、萃取、超滤;
三、产物的精制(高度纯化):单元操作:层析(包括柱层析和薄层层析)、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱;
四、成品的加工处理:单元操作:浓缩、结晶和干燥;
3、 生物分离工程的特点有哪些?P6
答:①原料液体系非常复杂,杂质含量高,难于分离;②原料液一般为产物浓度很低的水溶液;③原料液抗环境变化能力差,容易变性失活;④分离过程必须保持目标物的生物活性;⑤分离粗产物纯度低,最终产品纯度要求极高,而对与人类生命息息相关的生物产物的质量要求必须达到国家相关标准;⑥常无固定操作方法可循;⑦分离操作步骤多,不易获得高收率;⑧对于基因工程产品,一般要求在密封环境下操作;⑨分离纯化过程代价昂贵,产品回收率低。

第二章 发酵液的预处理
1、 发酵液预处理的方法:P11
按预处理的目的分为:提高过滤速度的方法、改变发酵液性质的方法和杂质去除的方法
具体的方法有:凝集和絮凝、加热法、调节PH法、加水稀释法、加入助滤剂法、加吸附剂法或加盐法、高价态无机离子去除的方法、可溶性杂蛋白质去除的方法、色素及其他杂质去除的方法。
2、 凝集:指在投加的化学物质(如水解的凝集剂、铝、铁的盐类或石灰等)作用下,发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。P11
3、 絮凝:指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用,使胶粒形成粗大絮凝团的过程。P12
4、 具体方法中常采用的物质试剂:P14~15
调节PH法:一般采用草酸等有机酸或某些无机的酸碱;
高价态无机离子去除的方法:
①、 Ca2+的去除:常采用的酸化剂为草酸;
②、 Mg2+的去除:采用加入磷酸盐,是Mg+生成磷酸镁沉淀的方法;
③、 Fe3+的去除:采用加入黄血盐,生成普鲁士蓝沉淀的方法。
5、 影响发酵液过滤的因素:P17
一、 菌种:决定发酵液中各种悬浮粒子的大小和形状;
二、 发酵液黏度:通常发酵液黏度越大,分离速度越慢
影响其因素有:①发酵条件、②放罐时间、③发酵染菌、④发酵液的PH、温度
6、 错流过滤:料液流动方向与过滤介质平行的过滤,常用的过滤介质为微孔滤膜或超滤膜,主要适用于悬浮粒子细小的发酵液,如细菌发酵液的过滤。P18
7、 发酵液的过滤设备:
按过滤的推动力分为:重力式过滤器、压力式过滤器、真空式过滤器和离心式过滤器四种。P23
第三章 细胞分离技术
1、 细胞破碎的方法:P34 根据破碎机理不同,可分为:
⑴机械破碎法:珠磨法、高压匀浆法、超声波破碎法和其他类型的机械破碎法;
⑵物理破碎法:冻融法、低温玻璃化法;
⑶化学渗透法:酸碱法、盐法、表面活性剂处理、有机溶剂法、变性剂法、温和化学渗透剂处理;
⑷酶溶法:降解细胞壁。
2、 变性剂的作用:变性剂(如盐酸胍和脲)的加入,可削弱氢键的作用,使胞内产物相互之间的作用力减弱,从而易于释放。P38
3、 包含体:是聚集蛋白质形成的浓密颗粒(密度达1.3mg/ml),可在光学显微镜下观察到,直径可达μm级,呈无定形或类晶体。
4、 蛋白质复性:又称再折叠,是指变性蛋白质在变性剂去除或浓度降低后,就会自发地从变性的热不稳定状态向热稳定状态转变,形成具有生物学功能的天然结构。P42
复性方法:①稀释与透析复性法、②色谱复性技术、反胶束萃取复性法。
第四章 沉淀技术
1、 沉淀:又称为沉析,是指在溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低,生成无定形固体从溶液中析出的过程。P48
2、 蛋白质沉淀方法:P51
盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、非离子多聚物沉淀法、生成盐复合物法、选择性的变性沉淀、亲和沉淀及SIS聚合物与亲和沉淀等。
3、 盐析:蛋白质在高离子强度溶液中溶解度降低,以致从溶液里沉淀出来的现象。P51
4、 盐析原理:在蛋白质溶液中加入大量中性盐后,破坏蛋白质分子上的亲水基团与水分子作用形成的水化层,夺走水分子,破坏水膜,暴露出疏水区域,同时中和电荷,使颗粒间的相互斥力丧失,布朗运动加剧,导致蛋白质分子相互结合成聚集物而沉淀析出。P51
5、 影响盐析的因素:P52
① 蛋白质种类、②离子类型、③温度和PH、④盐的加入方式、⑤蛋白质的原始浓度。
6、脱盐处理的方法:透析法、超滤及凝胶过滤法。P55
7、有机溶剂沉淀法的原理:P56
一传统观点:在蛋白质溶液中加入丙酮或乙醇等有机溶剂,水的活度降低,水对蛋白质分子表面的水化程度降低,即破坏了蛋白质表面的水化层;另外,溶液的介电常数下降,蛋白质分子间的静电引力增大,从而聚集和沉淀。
二新观点:有机溶剂可能破坏蛋白质的某种键,使其空间结构发生某种程度的变化,致使一些原来包在内部的疏水基团暴露于表面并与有机溶剂的疏水基团结合形成疏水层,从而使蛋白质沉淀,而当蛋白质的空间结构发生变形超过一定程度时,便会导致完全的变性。
第五章 萃取技术
1、萃取:是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液(原料)中提取出来的方法。P64
2、分配定律:在恒温恒压条件下,溶质在互不相溶的两相中分配时,达到分配平衡后,如果其在两相中的相对分子质量相等,则其在两相中的平衡浓度之比为一常数,此常数称为分配常数A,A=c1/c2 P64
3、分配常数在使用时,必须注意满足3个条件:P65
①必须是稀溶液;②溶质对溶剂的互溶度没有影响;③溶质在两相中必须是同一分类型,不发生缔合伙离解。
4、工业上液液萃取的基本过程包括几个步骤:P67
①混合:料液与萃取剂充分混合并形成乳浊液的过程,设备:混合器;
②分离:将乳浊液分开形成萃取相和萃余相的过程,设备:分离器;
③溶剂回收:从萃取相或萃余相中回收萃取剂的过程,设备:回收器。
5、按操作流程划分,液液萃取可分为:P67
①单级萃取,②多级萃取:多级错流萃取和多级逆流萃取。
6、影响有机溶剂萃取的因素:P73
一水相条件的影响:影响萃取操作的因素:主要有PH、温度、无机盐等
①PH ②温度 ③盐析 ④带溶剂
二有机溶剂的选择
三乳化现象:乳化是一种液体分散在另一种不相混合的液体的现象。P75
7、去乳化剂有两种:①阳离子表面活性剂溴代十五烷基吡啶,适用于破坏W/O型乳浊液;
②阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠,易溶于水,微溶于有机溶剂,适用于破坏W/O型乳浊液。P75
8、 聚合物的不相溶性:两种聚合物分子间如存在相互排斥作用,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,就有可能分成两相,而两种聚合物分别进入一相中的现象。P80
9、在生化工程中得到广泛应用的双水相体系主要是:聚乙二醇-葡聚糖体系和聚乙二醇-无机盐系统。P80
10、液膜分离系统的膜相组成:通常有膜溶剂、表面活性剂、流动载体、膜增强剂构成。P87
11、液膜分类:根据其结构可分为3种 P87
①乳状液膜,②支撑液膜,③流动液膜
12、液膜萃取机理:根据待分离溶质种类的不同,可分为以下几种类型。P89
一单纯迁移:
二促进迁移:
三载体输送:
13、流动载体的选择原则:①溶解性,②络合性,③稳定性。 P92
14、溶胀:是指外相水透过膜进入了液膜内相,从而使液膜体积增大的现象。P94
15、反胶团:若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中,并使其浓度超过临界胶束浓度,便会在有机溶剂内形成聚集体,这种聚集体称为反胶团。P99
16、反胶团的优点:P99
⑴极性“水核”具有较强的溶解能力;
⑵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;
⑶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,提高其反应性能。
17、反胶团萃取蛋白质的推动力:萃取过程是静电力、疏水力、空间力、亲和力或几种力协同作用的结果,其中蛋白质与表面活性剂性头间的静电相互作用是主要推动力。P100
18、液固萃取的过程:包括润湿、溶解、扩散、和置换,其中置换中浸取的关键在于保持最大的浓度梯度。P103
19、超临界流体特点:P107
⑴在临界点的附近,密度线聚集于临界点周围,压力或温度的小范围变化,就会引起流体密度的大幅度变化;
⑵超临界流体的密度和溶剂化能力接近液体,黏度和扩散系数接近气体,在临界点附近流体的物理化学性质随温度和压力的变化极其敏感,在不改变化学组成的条件下,即可通过压力调节流体的性质;
⑶在临界点附近,会出现流体的密度、黏度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象。
20、超临界流体萃取的原理:P107
它是利用超临界流体(SCF),即温度和压力略超过或靠近临界温度(Tc)和临界压力(Pc)、介于气体和液体之间的流体,作为萃取剂,从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性成分,以达到分离和纯化的目的。
21、超临界流体萃取的典型流程有:等温法、等压法和吸附法。P113
第六章 膜分离过程
1、膜分离过程:是用具有选择透过性的天然或合成薄膜为分离介质,在膜两侧的推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)作用下,原料液体混合物或气体混合物中的某个或某些组分选择地透过膜,使混合物达到分离、分级、提纯、富集和浓缩的过程。P120
2、膜的功能:①物质的识别与透过;②相界面;③反应场。
3、浓差极化:较高的压力和料液浓度以及缓慢的膜面流速可造成膜表面溶质浓度高于主体浓度,形成高浓度边界层,使料液侧膜面的渗透压升高,有效压差减小的现象。P127
4、凝胶极化:是指在膜分离的过程中,由于溶质受到膜的截留作用,不能完全通过膜,溶质在膜表面附近浓度升高,导致膜两侧的有效压差减少,膜的通透量降低,当膜表面附近的浓度超过溶质的溶解度时,溶质析出,并在膜的表面形成凝胶层的过程。
5、超滤和微滤:是以膜两侧压力差为推动力,以微孔膜为过滤介质,当溶液流过膜表面时,主要利用筛分原理将溶液中的悬浮粒子或大分子物质截留,而使溶剂和小分子物质透过膜,以实现净化、分离与浓缩的膜分离过程。P132
微滤膜:一般为均质膜,膜阻力由总的膜厚度决定,微滤膜相比超滤膜来说孔径较大且孔径分布较均匀,膜孔径为0.05~10µm,截留对象是细菌、胶体以及气溶胶等悬浮粒子;超滤膜:一般为不对称结构,膜的传质阻力主要在表皮层,其厚度仅为1µm或更小,孔径大多在0.005~0.05µm,截留对象是相对分子质量为10³~10^6的溶质。
6、影响截留率的因素:
⑴溶质的分子量;
⑵分子特性:①球形>带支链>线性分子;
②对于荷电膜与膜相反电荷分子截留率低,若膜对溶质有吸附作用,截留率高;
③其他高分子溶质存在,使截留率增大;
④操作条件:当PH=PI时,蛋白质截留率Ro高;温度升高,Ro降低。
7、电渗析的基本原理:P139
注:自己看书结合图示总结
第七章 吸附与离子交换
1、吸附:是指溶质从液相或气相转移到固相的现象。P154
2、活性炭:是一种非极性吸附剂,在水中的吸附能力大于在有机溶剂中的吸附能力。针对不同类型的物质,具有一定的规律性:①对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能力大于脂肪族化合物;③对相对分子质量大的化合物的吸附能力大于相对分子质量小的化合物。P156
3、大孔网状吸附剂:是一种非离子型共聚物,是借助于范德华力从溶液中吸附各种有机化物质。具有选择性好、解析容易、机械强度高、使用寿命长、流体阻力较小、吸附质容易脱附、吸附速度快等优点。P157
4、离子交换剂的构成:网络骨架(具有三维空间立体结构)、活性基团和可交换的离子(与网络骨架带相反电荷)构成。P158
5、交换容量:是表征离子交换剂交换能力的主要的参数,是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)。P158
6、影响交换速度的因素:P164
⑴颗粒大小:颗粒减小无论对内部扩散控制或外部扩散控制的场合,都有利于交换速度的提高;
⑵交联度:交联度越低树脂越易膨胀,在树脂内部扩散越容易,当内扩散控制时,降低树脂交联度,能提高交换速度。树脂交联度大,树脂孔径小,离子运动阻力大,交换速度慢;
⑶温度:溶液温度提高,扩散速度加快,交换速度也增加;
⑷离子的化合价:离子化合价越高,离子和树脂骨架间的库仑力越大,扩散速度越小;
⑸离子的大小:小离子的交换速度比较快;
⑹搅拌速度:当液膜控制时,增加搅拌速度会使交换速度增加,但增大到一定程度后再继续增加转速,影响就比较小;
⑺溶液浓度:当溶液浓度为0.001mol/L时,一般为外扩散控制,当溶液浓度增加时,交换速度也按比例增加。当浓度达到0.01mol/L左右时,浓度再增加,交换速度增加的较慢。此时内扩散和外扩散同时起作用,当浓度继续增加,交换速度达到极限值后就不再增大,此时已转变为内扩散控制。
7、影响离子交换选择性的因素:P165
⑴水合离子半径:半径越小,亲和力越大;
⑵离子化合价:高价离子易于被吸附;
⑶溶液PH:影响交换基团和交换离子的解离程度,但不影响交换容量;
⑷离子强度:越低越好;
⑸有机溶剂:不利于吸附;
⑹交联度、膨胀度、分子筛:交联度大,膨胀度小,筛分能力增大;交联度小,膨胀度大,吸附量减少;
⑺树脂与粒子间的辅助力:除静电力以外,还有氢键和范德华力等辅助力。
第八章 色谱分离技术
1、阻滞因素:又称迁移率,是指一定条件下,在相同的时间内某一组分在固定相移动的距离与流动相本身移动的距离之比值,常用Rf(Rf≤1)表示。P177
2、正向色谱:是指固定相的极性高于流动相的极性,在这种色谱过程中,非极性分子或极性小的分子比极性大的分子移动速度快,先从柱中流出来;
反向色谱:是指固定相的极性低于流动相的极性,在这种色谱过程中,极性大的分子比极性小的分子移动的速度快,而先从柱中流出。P179
3、色谱法的分类:根据分离原理的不同分类 P181
可以分为:吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶过滤色谱、亲和色谱等。
4、显色的方法:P189
⑴碘蒸气显色;⑵紫外线显色;⑶喷雾显色。
5根据载体多糖种类的不同,多糖基离子交换剂可分为:P197
①离子交换纤维素;②离子交换葡聚糖;③离子交换琼脂糖。
6、亲和色谱原理:P206
将一对能可逆结合和解离生物分子的一方作为配基(配体),与具有大孔径、亲水性的固相载体相偶联、制成专一的亲和吸附剂,再用此亲和吸附剂填充色谱柱,当含有被分离物质的混合物随着流动相流经色谱柱时,亲和吸附剂上的配基就有选择地吸附能与其结合的物质,而其他的蛋白质及杂质不被吸附,从色谱柱中流出,使用适当的缓冲液使被分离物质及配基解吸附,即可获得纯化的目的产物。
7、蛋白质A来源于金黄色葡萄球菌,蛋白质G分离自G群链球菌。P208
8、辅酶和磷酸腺苷:某些酶(如脱氢酶和激酶)需要在辅酶存在的情况下才能表现出催化活性,即辅酶能与脱氢酶和激酶之间通过亲和作用相互结合,因此这些辅酶可用作脱氢酶和激酶的亲和配基。P208
9、活化:载体上的化学基团是不活泼的,不能与配基直接偶联,通过化学反应使介质上化学基团处于活化状态。P211
10、洗脱方法:⑴特异性洗脱;⑵非特异性洗脱。P219
第九章 离心技术
1、离心机的转子的类型:有甩出式水平转子、角转子、垂直转子、(区带转子、细胞洗脱转子、分析转子)等。P237
2、计算:
①悬浮微粒在重力场中重力沉淀速度Vg的计算公式:P233 9-4
②例题9-1
③料流量Q的计算公式:P244 9-19
④例题9-3
⑤注:ω=2πn/60
第十章 浓缩、结晶与干燥
1、蒸发浓缩:是利用加热的方法使溶液中的一部分溶剂(通常为水)汽化后除去,得到含较高浓度溶质的一种操作过程。P267
2、结晶:是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的过程,它是溶质提纯和得到固体颗粒的一种方法。P281
3、结晶的一般步骤:
⑴过饱和溶液的形成;⑵晶核产生;⑶晶体生长。
4、二次成核:已被认为是晶核的主要来源,其中起决定作用的两种机理为:液体剪应力成核和接触成核。P283
5、喷雾干燥:是利用雾化器将料液(含水50%以上的溶液、悬浮液、浆状液等)喷成雾滴分散于热气流中,使水分迅速蒸发而成为粉粒状干燥制品的一种干燥方式。P302
6、冷冻干燥:又称升华干燥,是指将待干燥物快速冻结后,再在高真空条件下将其中的冰升华为水蒸气而去除的干燥方法。由于冰的升华带走热量使冻干整个过程保持低温冻结状态,有利于保留一些生物样品(如蛋白质)的活性。

㈩ 阿尔法蛋白浓缩设备有哪些

阿尔法蛋白浓缩设备是一种专门用于从生物样品中提取和浓缩蛋白质的设备。以下是一些常见的阿尔法蛋白浓缩设备:1. 超滤器:利用分子筛分离原理,通过选择性筛选分离目标蛋白质,将其浓缩。2. 离心管:利用离心力将样品中的蛋白质沉淀于管底,然后将上清液去除,从而得培改到浓缩的蛋白质。3. 水平电泳:利用电场作用将样品中的蛋白质分离出来,然后将目标蛋白带切下,再进行电泳浓缩。4. 色谱柱:利用不同的色谱柱对蛋白质进行分离和浓缩。5. 毛细管电泳:利用电泳效应将蛋白质分离,再通过毛细管进行浓缩。6. 酸沉淀法:利用酸性条件下蛋白质的不溶性,将蛋白质从样品中沉淀出来,再进行浓缩。7. 尿素溶液:在尿素溶液中,蛋白质的生物活性受到保护,可实现蛋白敬厅质的浓缩。以上是一些常见的阿尔法蛋白浓缩设备,其中每种设备亮中隐都有其独特的优点和适用范围。在使用时,需要根据实际需要选择合适的设备和浓缩方法。

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