4生物制药工艺学习题集萃取法

第四章萃取法一.填空1.影响乳状液类型的因素主要包括，，，。2.破乳方法有下列几种、、、、、，，。3.影响双水相萃取的因素有：、、，，。4.影响反胶束萃取的因素有：；；；。5.影响超临界流体萃取的因素、、、等直接有关。二．选择1、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．KS盐析法B．β盐析法C．重复盐析法D．分部盐析法2、当向蛋白质纯溶液中加入中性盐时，蛋白质溶解度（）A．增大B.减小C.先增大，后减小D.先减小，后增大3、盐析法与有机溶剂沉淀法比较，其优点是（）A.分辨率高B.变性作用小C.杂质易除D.沉淀易分离4、当向蛋白质纯溶液中加入中性盐时，蛋白质溶解度（）A．增大B.减小C.先增大，后减小D.先减小，后增大5、盐析常数Ks是生物大分子的特征常数，它与下列哪种因素关系密切。（）A．盐浓度B.盐种类C.溶质浓度D介质pH6、将配基与可溶性的载体偶联后形成载体-配基复合物，该复合物可选择性地与蛋白质结合，在一定条件下沉淀出来，此方法称为（）A．亲和沉淀B．聚合物沉淀C．金属离子沉淀D．盐析沉淀7、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（）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8、影响体大小的主要因素与下列哪些因素无关()A．过饱和度B．温度C．搅拌速度D．饱和度9、下列沉淀试剂不属于表面活性剂的是（）A．CTABB．CPCC．SDSD．PEG三名词解释：1.双水相萃取2.双节线3．表观分配系数4.萃取因素5.分离因素6.错流萃取7.逆流萃取8.反胶束萃取9.超临界流体萃取10.双水相亲和分配盐析法四问答1.溶剂萃取法的基本原理2.溶剂萃取法按操作方式不同，可分为哪几类？各有什么特点？3.什么是乳化现象？如何破乳化？4.影响溶剂萃取的因素有哪些？第四章萃取法（答案）一.填空1.相体积、乳化剂分子空间构型，界面张力，容器壁性质等。2.加入表面活性剂，离心，加电解质，加热，吸附法，高压电破乳，稀释法，超滤等。3.高聚物的分子量，高聚物浓度，电化学分配，疏水效应，温度及其他因素4.表面活性剂的种类、水相pH值、温度、离子强度。5.压力，温度，助溶剂，物料性质。二．选择1、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2、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3、盐析法与有机溶剂沉淀法比较，其优点是（B）A.分辨率高B.变性作用小C.杂质易除D.沉淀易分离4、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5、盐析常数Ks是生物大分子的特征常数，它与下列哪种因素关系密切。（B）A．盐浓度B.盐种类C.溶质浓度D介质pH6、将配基与可溶性的载体偶联后形成载体-配基复合物，该复合物可选择性地与蛋白质结合，在一定条件下沉淀出来，此方法称为（A）A．亲和沉淀B．聚合物沉淀C．金属离子沉淀D．盐析沉淀7、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8、影响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9、下列沉淀试剂不属于表面活性剂的是（D）A．CTABB．CPCC．SDSD．PEG三名词解释：1.双水相萃取法又称水溶液两相分配技术，它是不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，如葡聚糖(dextran)与聚乙二醇(PEG)按一定比例与水混合，溶液混浊，静置平衡后，分成互不相溶的两个水相，上相富含PEG，下相富含葡聚糖，利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法，称为双水相萃取法。2.两种高聚物的水溶液，当它们以不同的比例混合时，可形成均相或两相，可用相图来表示，两相与均相的分界线叫双节线。3．能斯特(Nernst)在1891年提出的分配定律：即在一定温度、一定压力下，某一溶质在互不相溶的两种溶剂间分配时，达到平衡后，在两相中的活度之比为一常数。如果是稀溶液，可以用浓度代替活度，即：KCCRL萃余相浓度萃取相浓度上式即为分配定律，K称为分配系数。4．萃取因素也称萃取比，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。通常以E表示。若以Vl和V2分别表示萃取相和萃余相的体积，M1和M2分别表示溶质在萃取相和萃余相中的平衡浓度。根据定义，萃取因素（E）为：21211VVKVMVME2萃余相中溶质总量萃取相中溶质总量5.在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值。BA2B2A1B1A//KKCCCCβ式中—一分离因素；CA1、CB1——分别为萃取相中溶质A和B的浓度；CA2、CB2——分别为萃余相中溶质A和B的浓度；KA、KB——分别为溶质A和B的分配系数。6.料液经萃取后的萃余液再用新鲜萃取剂进行萃取的方法称错流萃取.7.在第一级中加入料液(F)，萃余液顺序作为后一级的料液，而在最后一级加入萃取剂(S)，萃取液顺序作为前一级的萃取剂。由于料液移动的方向和萃取剂移动的方向相反，故称为逆流萃取8.反胶束（reversedmicelle），也称反胶团或反微团，是表面活性剂分散在连续的有机相中自发形成的纳米尺度的一种聚集体。利用反胶束来分离物质的方法称反胶束萃取。9.超临界流体（supercriticalfluid，简称SCF）萃取技术，又称压力流体萃取、超临界气体萃取、临界溶剂萃取等是利用处于临界压力和临界温度以上的一些溶剂流体所具有特异增加物质溶解能力来进行分离纯化的技术。10.它是在双水相分流中的高聚物上连接特殊的基团或化合物，从而形成新的分配系统，即在PEG或Dextran上接上一定的亲和配基，这样不但使体系具有双水相处理量大的特点，而且具有亲和层析专一性高的优点。四问答1.答：所谓溶剂萃取是设法使一种溶解于液相的物质传递到另一液相的操作。如某一抗生素在有机溶剂（这种有机溶剂必须不溶于水）中溶解度较大，当料液与有机溶剂接触后，抗生素就从水相转移到有机相中。另外抗生素在不同的pH条件下，可以有不同的化学状态（如游离酸、碱或成盐），其分配系数亦有差别，若适度改变pH，可将抗生素自有机相再转入水相，这样反复萃取，可以达到浓缩和提纯的目的。弱电解质以非离子化的形式溶解在有机溶剂中，而在水中会部分离子化并存在有电离平衡，反映在分配系数上，除了热力学常数外，还有表观分配系数（或称分配比），它们之间存在一定的依赖关系。弱酸与弱碱在有机相与水相间存在两种分配平衡，如图4-1和图4-2所示。AHAHA-+H+KpKo有机相水相图4-1弱酸分配和电离平衡BH+B+H+BKoKp有机相水相图4-2弱碱分配和电离平衡弱酸与弱碱在有机相与水相间存在着不同的分子类型，故不遵守Nernst分配定律。如弱酸性抗生素在水溶液中存在离解平衡：设［AH］、[A-]和[H+]分别为分子型、离子型溶质及氢离子的浓度，Kp为离解常数。当用有机溶剂萃取弱酸性抗生素的水溶液，在两相间又存在分配平衡：设AH、]AH[分别为弱酸性抗生素在水相和有机相的浓度，Ko为分配系数。那么，萃取体系同时存在两种平衡：离解平衡：]AH[]H][A[pK（4-6）]H[]AH[p]A[K（4-7）分配平衡：]AH[]AH[oK（4-8）]AH[o]AH[K（4-9）在水溶液中，弱酸性抗生素总浓度C等于[AH]与[A-]之和，表观分配系数定义为：AHAHKo水相有机相AHA-+H+Kp]A[]AH[]AH[表K（4-10）将式（4-7）、（4-9）代入式（4-10）得：PppH0P0101]H[1KKKKK表（4-11）同理，推得弱碱性物质的表观分配系数为：pHp0P101KKK表（4-12）2.工业上的萃取过程按操作方式分类，可分为单级萃取和多级萃取，后者又可分为错流萃取和逆流萃取。单级萃取只包括一个混和器和一个分离器。料液经萃取后的萃余液再用新鲜萃取剂进行萃取的方法称多级错流萃取，此法与单级萃取相比，溶剂消耗量大，而得到的萃取液平均浓度较稀，但萃取较完全。在第一级中加入料液(F)，萃余液顺序作为后一级的料液，而在最后一级加入萃取剂(S)，萃取液顺序作为前一级的萃取剂。由于料液移动的方向和萃取剂移动的方向相反，故称为逆流萃取，与错流萃取相比，萃取剂耗量较少，因而萃取液平均浓度较高。3.乳状液是一种液体分散在另一种互不相溶的液体中所构成的分散体系。当有机溶剂（通称为油）与水混和并加以搅拌时，可能产生乳浊液，但油与水是不相溶的，二者混和在一起很快会分层，不能形成稳定的混浊液。必须有第三种物质——乳化剂存在时，才容易形成稳定的乳浊液。乳化剂多为表面活性剂。其分子结构有共同的特点：一般是由亲油基和亲水基两部分组成的。为了保证溶剂萃取操作的正常进行，措施要分两方面：一方面要加强溶剂萃取以前的预处理和过滤操作，使蛋白质含量达到最低浓度；另一方面在溶剂萃取过程中采用一些措施进行破乳化。破乳方法有下列几种：（1）加入表面活性剂：（2）离心：在离心力作用下，促进乳状液液滴碰撞聚集，加速比重不同的液-液两相分离，由于不须加入新的物质，是实验室中和工业上常用的一种破乳化方法。（3）加电解质：加入电解质，中和乳浊液分散相所带的电荷，而促使其聚凝沉淀，同时可增加二相的比重差，以便于二相分离，也就起到盐析蛋白质的作用。常用的电解质如氯化钠、硫酸胺等。这种方法适用于小量乳浊液的处理或乳化不严重的乳浊液的处理。（4）加热（5）吸附法破乳（6）高压电破乳（7）稀释法（8）其他途径：①超滤：选择适当孔径的超滤介质，将蛋白质截留滤除，而抗生素分子可以顺利通过超滤滤膜，从而使物料得到净化。选择超滤介质孔径的大小，一般选用能去除分子量在10000以上孔径的超滤膜进行过滤。②反应萃取：如用醋酸丁酯作为主体溶剂，并在其中加入不同种类的胺作为反应剂进行萃取。③把萃取剂的筛选和破乳剂的筛选工作结合起来进行研究，目的在于筛选出既能够提高萃取平衡pH，又不影响反萃取及产品质量。如中性磷萃取剂、脂肪醇类萃取剂的应用，不仅减轻了乳化，而且提高了收率。4.答：影响溶剂萃取的因素包括乳化和破乳化，pH的影响，温度和萃取时间的影响、盐析作用的影响、溶剂种类、用量及萃取方式的选择等。