CO2具有相对较低的临界压力和临界温度，适合于处理某些热敏性生物制品和天然物产品。

第四章 膜分离

1、何谓膜分离？常用和新型膜分离方法那几种？

用天然或人工合成的无机或有机薄膜 ,以外界能量或化学位差为推动力 ,对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法通称为膜分离法. 膜分离实质：物质透过或被截留于膜的过程，近似于筛分过程，依赖于膜孔径大小和分离物质。

常用膜分离技术：微滤、超滤、反渗透、电渗析、纳滤

新型膜分离技术：亲和膜过滤、渗透蒸发、膜蒸馏、膜萃取、液膜分离 2、简述各种膜分离技术的原理及其应用!(纲领性语言即可)(见笔记) 各种膜分离按动力本质分类:

①以静压力差为推动力的过程:微滤（MF)、反渗透（RO)、超滤（UF）、纳滤（NF) ②以蒸汽分压为推动力的过程:膜蒸馏（MD)、渗透蒸发（PV） ③以浓度差为推动力的过程:渗析（D) ④以电位差为推动力的过程:电渗析（ED) 3、膜在结构上可分为那几种？各自的特点？

在一定流体相中，有一薄层凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜

膜在结构上可分为：①对称膜：结构与方向无关，厚度0.2mm。

②不对称膜：非对称膜有一个很薄的(0.2 ?m )但比较致密的分离层和一个较厚的(0.2mm)多孔支撑层。两层材质相同。

③复合膜：这种膜的选择性膜层(活性膜层)沉积于具有微孔的底膜(支撑层)表面上，但表层与底层的材质不同。复合膜的性能受上下两层材料的影响。 4、膜组件在形式上主要有那几种？

管式膜组件、螺旋卷式组件、中空纤维（毛细管）式膜组件和平板式膜组件 5、何谓截留率和膜截留分子量？

截留率：是指对一定相对分子质量的物质，膜能截留的程度。δ = 1－CP / CB, CP是指某一瞬间透过液浓度（kmol/m3）；CB是指截留液浓度（kmol/m3）。

截留分子量 ( MWCO):相当于一定截留率（通常为90％或95％）的相对分子质量。 6、何谓浓差极化现象和凝胶极化现象？它是如何影响膜分离的？减少浓差极化现象的措施？

浓差极化: 浓差极化是指在膜分离过程中，所有溶质均被透过液传送到膜表面，不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用，使膜表面附近浓度升高，这种膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化。影响:膜表面附近浓度升高，增加了膜两侧的渗透压差，使有效压差减小，渗透通量降低。 措施：为了减少浓差极化，通常采用错流操作如错流过滤。

凝胶极化：膜表面附近浓度超过溶质的溶解度时,溶质呈最紧密排列,或析出形成凝胶层,使流体通过膜的阻力增大,渗透通量降低。在分离喊有菌体、细胞或其它固形成分的料液时,也会在膜表面形成凝胶层,这种现象叫凝胶极化。影响:凝胶层的形成对透过形成附加的传质阻力 7、膜性能降低的原因及清洗方法？

原因:①膜的劣化.包括化学性劣化(水解,氧化)和物理性劣化(挤压,干燥)以及生物性劣化(供给液中微生物或其代谢产物引起),另外还有PH值,温度和压力等

②水生物(附生)污垢.形成附着层和堵塞等外因而引起的膜性能变化 清洗方法: ①物理方法：将海绵球通到管式膜中进行洗涤，或利用供给液本身间歇地冲洗膜组件内部，并利用其产生的剪切力来洗涤膜面附着层。

②化学清洗:根据所形成的附着层的性质,可分别采用EDTA和表面活性剂、酶洗涤剂、酸碱洗涤剂等。

8、亲和膜技术中的亲和膜分离与亲和膜过滤的工作原理和区别 膜亲和层析包括两个分支：

①亲和膜分离技术：制备带有亲和配基的分离膜，直接进行产物分离； 将带有亲和配基的分离膜直接进行底物分离。该技术首先要在膜的某些官能团上联接一个“间隔臂”分子,合适的亲和配基与间隔臂分子以共价键结合,形成带有亲和配基的亲和膜。亲和膜分离过程:当样品混合液缓慢地通过膜时,样品中欲分离的目标物与配基产生生物特异性结合,生成复合物而被保留,其它分子则随流动相被冲洗掉。最后,改变流动相的组成 ,使被吸附的生物分子从配基上选择性地解吸出来从而被分离。分离膜的改性→亲和膜的制备→亲和络合→洗脱→

亲和膜再生.需要解决的关键问题:膜表面有足够数量的可利用化学基团 ,以便接着间隔臂和配基;有足够高的表面积、足够大的孔径;孔分布窄而均匀;有一定机械强度;耐酸、碱、高浓度的缓冲液和有机溶剂。应用:亲和膜分离配体如单克隆抗体、肝素、胶原、胰蛋白酶等配基.其与被分离的生物分子间的亲和作用模拟了生物体内发生的特异性作用 ,可在温和的条件下洗脱 ,并保留生物分子的天然构象,因此它适应用生物分子的制备.

②亲和-错流膜过滤：将水溶性或非水溶性高分子亲和载体与产物进行特异反应，然后用膜进行错流过滤。将亲和层析与超滤技术结合 ,高分子底物经专一可逆的亲和反应后 ,用膜进行错流过滤 ,兼有亲和层析和膜过滤的优点。原理:基质常是聚合物(多为亲水性聚合物如聚丙烯酰胺等)组成的内核;大分子的亲和配基连接在内核表面;

配基对目标物专一可逆的吸附 ，形成复合体;用膜对混合液进

行错流过滤 ,复合体因分子巨大可被保留 ，杂质则随液体透过膜;洗脱，分离得到产物。所用的膜需具备的条件:对溶剂具有高渗透压;分子截流范围窄;具有相应的机械强度、化学及热稳定性;抗污染能力强;容易清洗和灭菌;操作寿命长。

第五章 泡沫分离

1、泡沫分离的定义

泡沫分离是以气泡为介质，利用组分的表面活性差进行分离的一种分离方法。 2、泡沫分离的原理及其本质

基本原理：泡沫分离过程是利用待分离物质本身具有表面活性（如表面活性剂）或者能与表面活性剂通过化学的、物理的力结合在一起（如金属离子、有机化合物、蛋白质和酶等），在鼓泡塔中被吸附在气泡表面，得到富集，籍气泡上升带出溶剂主体，达到净化主体液、浓缩待分离物质的目的。 分离作用主要取决于：组分在气-液界面上吸附的选择性和程度。 本质：各种物质在溶液中表面活性的差异。

基本过程:待分离的物质吸附到气－液界面;被泡沫吸附的溶质进行收集并用化学、热或机械的方法破坏泡沫，将溶质提取出来。 3、泡沫分离的主要设备和操作方式 主要设备:泡沫塔和破沫器

操作方式:间歇式泡沫分离过程和连续式泡沫分离过程

第六章 蛋白质沉淀

1、蛋白质沉淀的主要方法

①盐析法②有机溶剂沉淀法③|pH水–pI|Value调节法④亲水聚合物沉淀法 ⑤聚电解质絮凝法⑥高价金属离子沉淀法⑦亲和沉淀法 2、盐析法沉淀的作用机理

盐析是指在高浓度中性盐存在下，使目标产物的溶解度降低而产生沉淀的过程。 盐析沉淀机理:减弱静电斥力;去水化膜.亲水胶体在水中稳定的因素有两个,即电荷和水膜,蛋白质分子表面极性基团越厚,蛋白质分子与溶剂分子的亲和力越大,溶解也越大,而中性盐的亲水性大于蛋白质和酶分子的亲水性,所以加入大量的中性盐后,夺走了水分子,破坏了水膜,暴露了疏水区域,同时又中和了电荷,破坏了亲和胶体,蛋白质分子即形成沉淀。

3、何为“Ks”分级盐析法、“β”分级盐析法？蛋白质沉淀的先后顺序？ 什么是亲和沉淀？

①“Ks”分级盐析法:在一定pH值及温度下，改变盐浓度(即I)达到沉淀的目的 ②“β”分级盐析法:在一定盐浓度下,改变溶液的pH值及温度达到沉淀的目的 顺序:一般的初步分离用第①种方法，进一步纯化时用第②种方法。

亲和沉淀:利用蛋白质与特定的生物的或合成的分子（免疫配位体、基质、辅酶等）之间高度专一的相互作用而设计出来的一种特殊选择性的分离技术.该技术不是根据蛋白质溶解度的差异，而是依据“吸附”有特殊蛋白质的聚合物的溶解度大小。

4、盐析法中常用无机盐是什么?为何选用它们?

无机盐的挑选原则：a较高的盐析效能;b高溶解度，能配臵高离子强度的盐溶液；c溶解度受温度的影响小;d盐溶液的密度不高，便于蛋白质沉淀和离心分离; e不易引起蛋白质的变性;f格低廉.

最常用(NH4)2SO4. 优点:符合上述要求；缺点:水解后溶液pH降低，在高 pH下产氨，腐蚀性强，有异味，有毒，终产物必须除尽。