生物分离工程部分习题和答案(5)

2 亲和吸附的原理和特点是什么？

答：亲和吸附原理：亲和吸附依靠于涪质和树脂之间特殊的化学作用，这不同于依靠范德华力的传统吸附及离子交换静电吸附。亲和吸附具有更高的选择性，吸附剂由载体与配位体两部分组成。载体与配位体之间以共价键或离子簇相连，但载体不与溶质反应。相反，被束缚的配位体有选择地与溶质反应，当涪质为大分子时，这种作用表示为“钥匙和钥匙”的机制，大致可分为三步：

①配基固定化 选舞合适的配基与不溶性的支撑载体偶联，或共价结合成具有特异亲和性的分离介质。

②吸附样品 亲和吸附介质选择性吸附酶或其他生物活性物质， 杂质与层折介质问没有亲和作用，故不能被吸附而被洗涤去除。

②样品解析 选择适宜的条件，使被吸附的亲和介质上的酪或其他生物活性物质解吸。 亲和吸阳的特点： 亲和吸附酌最大优点在于，利用它从租提液中经过一次简单的处理便可得到所需的高纯度活性物质。此外亲和吸附具有对设备要求不高、操作简便、适用范围广、特异性强、分离速度快、分离效果好、分离条件温和等优点，其主要缺点是亲和吸附剂通用性较差，要分离一种物质得重新制备专用的吸附剂；由于洗脱条件较苛刻，须很好地控制洗脱条件，以避免生物活性物质的变性失话。

3 常用的离子交换树脂类型有哪些？影响离子交换速度的因素有哪些？ 答：离子交换树脂有多种分类力浊，主要有四种：第—种按树脂骨架的主要成分分类，如聚苯乙烯型树脂、聚丙烯酸测树脂、环氧氯丙烷型多烯多胺型树脂、酚－醛型树脂等；第二种按聚合的化学反应分为共聚型树脂和缩聚型树脂；第三种按骨架的物理结构分类，可分为凝胶型树脂亦称微孔树脂、大网格树脂亦称大孔树脂、以及均孔树脂；第四种按活性基团分类，分为含酸性基团阳离子交换树脂和含碱性基闭的阴离子交换树脂。由于活性基团的电离程度强弱不同又可分为强酸性和弱酸性阳离子交换树脂及强碱性和弱碱性阴离子交换树脂。此

外，还有含其他功能基团的整合树脂、氧化还原树脂以及两性树脂等。 影响交换速度的因素有： ①颗粒大小；②交联度； ③温度； ④离子的化合价；⑤离子的大小；⑥搅拌速度；⑦溶液浓度

4、用于蛋白质提取分离的离子交换剂有哪些特殊要求，主要有哪几类？ 答：蛋内质是高相对分子质量化合物，它的体积比无机离子大很多；蛋白质是带有许多可解高基团的多价的两性电解质，在不同的pH值下，可以带不同数目的正电荷或负电荷；蛋白质有四级结构，只有在温和条件下，才能维持高级结构，否则将遭到破坏而变性。因此，陈一般树脂具备的性能外，适用于蛋白质分离纯化用树脂还需有特殊的性能，首先，必须具备良好的亲水性；其次需具备均匀的大网结构，以容纳大体积蛋白质；选择适当电荷密度的交换剂，以免引起蛋白质空间构象变化导致失活‘粒度越小，分辨率越高，一般分为租、中粗、细、超细等不同规格，要求粒径均匀；根据应用目的的不同可选用工业级、分析级、生物级、分子生物级等不同级别的交换别。 用于蛋白质提取分离的离子交换剂主要有：

①多糖类，以多糖为母体的离子交换剂是经典的分离生物大分子的材料。纤维素、交联葡萄糖、交联琼脂糖树脂均为具有网状结构的亲水性骨架，可允许生物大分子透过而不发生变性； ②聚乙烯酵类； ③聚丙烯酸经乙酯类； ④Ｍｏｎｏ系离子交换树脂

5 试比较固定床、膨胀床、流化床的优缺点。

固定床：优点：流体在介质层中基本上呈平推流，返混小，柱效率高。

缺点：无法处理含颗粒的料液，因会堵塞床层，造成压力降增大而最终使操作无法

进行。

流化床：优点：压降小，可处理高黏度或固体颗粒的粗料液。不需要特殊吸附剂，设备操作

简单。

缺点：存在严重的返混，特别是高径比很小的流化床，使床层理论塔板数降低，吸

附剂的利用率低。

膨胀床：优点： 综合固定床和流化床的优点，使吸附颗粒实现稳定分级，顺利通过床层。

可直接处理菌体发酵液或细胞匀浆液，提高目标产物收率，降低分离纯化过程成本。

缺点：操作较复杂和繁琐，需要一定的手工控制，多操作人员的技能和熟练程度要

求较高；必须控制料液在适当浓度范围内；介质的污染严重，需要严格的清洗和再生操作。

6 离子交换剂性能评价主要包括哪些方面？各有什么意义？