生物过程分析与检测复习资料.doc

第一章 绪论 一、生物反应过程的概念，本质。 概念：生物反应过程是指生物技术的实验成果经工艺及工程开发，成为可供工业生产的工艺过程。 本质：生物反应过程本质上是利用生物催化剂进行生物技术产品的生产过程。 二、生物反应过程的特点。 由于采用生物催化剂，反应过程在常温常压下进行 以采用可再生资源——碳水化合物、蛋白质等为主要原料，来源丰富，价格低廉，过程中废物的危害性小，但原料成分往往难以控制，易给产品质量带来一定影响。（原料来源方便） 与化工生产相比，生产设备较为简单，能量消耗一般也较少，但由于过高的底物或产物浓度常导致酶的抑制或细胞不能耐受如此高端渗透压而失活，因此反应液中的底物浓度不能过高，且要求在无杂菌污染情况下进行操作 酶反应过程的专一性强，转化率搞，发酵过程成本低，应用广，但反应机理复杂，较难控制，反应液中杂质较多，给提取纯化带来困难。 第二章 物理分析 一、传感器的重要特性 可靠性，灵敏性，精度，可互换性，可清洗，耐消毒，无菌，无毒。（后面四个是生物传感器与其它传感器的明显区别） 二、热电偶测温原理 热电偶的基本工作原理是基于物体的热电效应，有两种不同的导体组成闭合回路，当两个接点的温度不同时，回路中将产生电势，该电势的方向和大小取决于导体的材料和两个接点的温度差别，（温度不同，电效不同） 热电阻式测温元件电阻与温度的关系 Rt=R0[1+α(t-t0)] 三、测量压力的传感器： 波登管式压力传感器。μ（泊松系数）=横向应力/纵向应力=2L/h，E（弹性系数）=应力/应变 波纹管式压力传感器。轴向伸缩而径向不发生变化。E是材料的杨氏模量，与弹性模数一样 膜式压力传感器 电阻应变片。金属导体的电阻随着他所受机械变形（伸长或缩短）的大小而发生变化的现象，称为金属的电阻应变效应。 四、流量测量 流量仪表分三大类：容积式，速度式，质量式流量计。 速度式流量计中适用于空气流量测量的是转子流量计 转子流量计由一根上粗下细的锥形管和一个能在其内上下浮动的转子组成。增加转子密度，转子流量计程扩大，同一高度的转子平衡位置所对应的被测介质流量大，反之，量程就缩小。 压差式流量计也叫节流式流量计，依据流体流动的节流原理，利用流体经节流装置时产生的压力差来测量流量。 电磁流量计输出信号不受液体的物理条件——温度，压力，粘度变化的影响 第三章 化学参数的检测 电化学分析概念:是应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质的电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法。 电化学池基础： ( 电解质溶液 电极 电路) 原电池：是化学能转变为电能的装置。利用两个电极金属性的不同，产生电势差，产生 电子流动，产生电流。 任何可发生氧化还原反应的化学过程均可利用开发为电池。 原电池组成 ：活泼性不同的金属 形成闭合回路 自发的氧化还原反应 原电池电极判断 正极：电子流入 化合价降低 还原 活泼性较弱 负极：电子流出 化合价升高 氧化 活泼性较强 原电池表示方法 负极在左，正极在右(会判断对错) （—）Zn（s）I Zn2+（C）II Cu2+（C）I Cu（s）（+） 电极电位：在电池中一般指与电解质溶液发生氧化还原反应的位置。阳氧阴还 电解: 电解装置电流通过化学电池在电极上发生电子转移的化学过程。 电解分析法：电重量分析法和库伦分析法。 电重量分析法：根据阴极析出物质的重量求溶液浓度的方法。 库伦分析法：由库仑计记录电解过程消耗的电量，电解完全后，根据法拉第电解定律计算出待测物质的量的方法。 根据IUPAC（国际纯粹化学和应用化学联合会）倡仪，电化学分析法分为三大类： ①既不涉及双电层，也不涉及电极反应，（包括电导分析法、高频滴定法等)； ②涉及双电层，但不涉及电极反应，(例如通过测量表面张力或非法拉第阻抗而测定浓度的分析方法；) ③涉及电极反应，(包括电位分析法、电解分析法、库仑分析法、极谱法和伏安法等) 根据分析原理分类： 通过试液的浓度在特定实验条件下与化学电池某一电参数之间的关系求得分析结果的方法.(电导分析法.库仑分析法/电位法/伏安法/极谱分析法）。 是利用电参数的变化来指示容量分析终点的方法.（ 电导滴定，电位滴定，电流滴定法） 是电重量法，或称电解分析法。这类方法将直流电流通过试液,使被测组分在电极上还原沉积析出与共存组分分离,然后再对电极上的析出物进行重量分析以求出被测组分的含量。 电导分析法： 测定溶液的电导而求得溶液中电解质浓度的方法。 电导：电阻的倒数，单位（S）； 电导率：两电极板为单位面积，距离为单位长度时溶液的电导。 摩尔电导率：距离为单位长度的两电极板间含有单位物质的量的电解质溶液的电导 优点：操作简单，快速，不破坏试样 缺点：选择性差，不区分