2025年層析技術(shù)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.以下哪種層析技術(shù)主要是基于被分離物質(zhì)分子大小不同進(jìn)行分離的？（）A.離子交換層析B.凝膠過濾層析C.親和層析D.吸附層析答案：B解析：凝膠過濾層析又稱分子篩層析，其原理是根據(jù)被分離物質(zhì)分子大小不同，小分子物質(zhì)能進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，而大分子物質(zhì)被排阻在顆粒外，從而實(shí)現(xiàn)分離。離子交換層析是基于物質(zhì)的電荷差異；親和層析是基于生物分子間的特異性親和力；吸附層析是基于物質(zhì)在吸附劑上的吸附和解吸附能力不同。2.在離子交換層析中，若要分離帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)，應(yīng)選擇哪種離子交換劑？（）A.陽離子交換劑B.陰離子交換劑C.疏水交換劑D.凝膠過濾介質(zhì)答案：B解析：陰離子交換劑帶有正電荷，能與帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)結(jié)合，通過改變洗脫條件可以將不同的帶負(fù)電荷蛋白質(zhì)依次洗脫下來。陽離子交換劑用于分離帶正電荷的物質(zhì)；疏水交換劑基于物質(zhì)的疏水性差異進(jìn)行分離；凝膠過濾介質(zhì)用于基于分子大小分離。3.親和層析中，特異性結(jié)合配基的是（）A.目標(biāo)蛋白質(zhì)B.雜蛋白C.緩沖液D.洗脫劑答案：A解析：親和層析利用生物分子間的特異性親和力，配基是具有特異性結(jié)合能力的分子，它能與目標(biāo)蛋白質(zhì)特異性結(jié)合，而雜蛋白則不能與配基結(jié)合。緩沖液用于維持層析過程的環(huán)境；洗脫劑用于將結(jié)合在配基上的目標(biāo)蛋白質(zhì)洗脫下來。4.吸附層析中，硅膠屬于（）A.極性吸附劑B.非極性吸附劑C.離子交換劑D.親和配基答案：A解析：硅膠表面具有極性基團(tuán)，能夠吸附極性分子，屬于極性吸附劑。非極性吸附劑如活性炭等；離子交換劑具有離子交換功能；親和配基是用于親和層析的特異性結(jié)合分子。5.凝膠過濾層析中，分子量大的物質(zhì)（）A.先流出層析柱B.后流出層析柱C.與分子量小的物質(zhì)同時(shí)流出D.不一定先流出答案：A解析：在凝膠過濾層析中，大分子物質(zhì)不能進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，只能在凝膠顆粒間的空隙中流動(dòng)，路徑短，所以先流出層析柱；小分子物質(zhì)能進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，路徑長(zhǎng)，后流出層析柱。6.在離子交換層析中，影響蛋白質(zhì)與離子交換劑結(jié)合的因素不包括（）A.蛋白質(zhì)的電荷性質(zhì)B.蛋白質(zhì)的分子量C.緩沖液的pH值D.緩沖液的離子強(qiáng)度答案：B解析：蛋白質(zhì)的電荷性質(zhì)決定了它與離子交換劑的結(jié)合類型（陽離子或陰離子交換）；緩沖液的pH值會(huì)影響蛋白質(zhì)的帶電狀態(tài)；緩沖液的離子強(qiáng)度會(huì)影響蛋白質(zhì)與離子交換劑的結(jié)合力。而蛋白質(zhì)的分子量對(duì)其在離子交換層析中的結(jié)合影響較小。7.親和層析中，常用的洗脫方法不包括（）A.改變pH值B.改變離子強(qiáng)度C.加入競(jìng)爭(zhēng)性配體D.增加溫度答案：D解析：改變pH值可以改變蛋白質(zhì)和配基的帶電狀態(tài)，從而使它們分離；改變離子強(qiáng)度可以破壞蛋白質(zhì)與配基之間的靜電相互作用；加入競(jìng)爭(zhēng)性配體可以與目標(biāo)蛋白質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合配基，將目標(biāo)蛋白質(zhì)洗脫下來。增加溫度可能會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，一般不是親和層析常用的洗脫方法。8.吸附層析中，吸附劑的吸附容量與下列哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.吸附劑的種類B.吸附劑的用量C.被吸附物質(zhì)的濃度D.洗脫劑的流速答案：D解析：吸附劑的種類決定了其吸附性能和吸附容量；吸附劑的用量越多，理論上吸附容量越大；被吸附物質(zhì)的濃度越高，吸附量可能越大。而洗脫劑的流速主要影響洗脫的速度和分離效果，與吸附劑的吸附容量無關(guān)。9.凝膠過濾層析中，選擇合適的凝膠介質(zhì)時(shí)，不需要考慮的因素是（）A.凝膠的孔徑范圍B.凝膠的化學(xué)穩(wěn)定性C.凝膠的顏色D.凝膠的機(jī)械強(qiáng)度答案：C解析：凝膠的孔徑范圍決定了能分離的分子大小范圍；凝膠的化學(xué)穩(wěn)定性確保其在層析過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；凝膠的機(jī)械強(qiáng)度保證其在裝柱和洗脫過程中不被破壞。凝膠的顏色對(duì)其分離性能沒有影響。10.在離子交換層析中，若要提高蛋白質(zhì)的洗脫速度，可以采取的措施是（）A.降低洗脫液的離子強(qiáng)度B.增加洗脫液的離子強(qiáng)度C.降低洗脫液的pH值D.增加洗脫液的pH值答案：B解析：增加洗脫液的離子強(qiáng)度可以減弱蛋白質(zhì)與離子交換劑之間的靜電結(jié)合力，使蛋白質(zhì)更快地從離子交換劑上洗脫下來。降低洗脫液的離子強(qiáng)度會(huì)增強(qiáng)結(jié)合力；改變洗脫液的pH值主要影響蛋白質(zhì)的帶電狀態(tài)，不一定能直接提高洗脫速度。11.親和層析中，配基的固定化方法不包括（）A.共價(jià)結(jié)合法B.物理吸附法C.包埋法D.離子交換法答案：D解析：共價(jià)結(jié)合法是將配基通過共價(jià)鍵連接到載體上；物理吸附法是利用物理作用力將配基吸附在載體表面；包埋法是將配基包埋在載體材料內(nèi)部。離子交換法是一種分離方法，不是配基的固定化方法。12.吸附層析中，為了提高分離效果，可采取的措施是（）A.增加吸附劑的粒度B.降低上樣量C.加快洗脫速度D.減少洗脫劑的用量答案：B解析：降低上樣量可以使被分離物質(zhì)在吸附劑上分布更均勻，減少物質(zhì)之間的相互干擾，從而提高分離效果。增加吸附劑的粒度會(huì)降低分離效率；加快洗脫速度可能導(dǎo)致分離不充分；減少洗脫劑的用量可能無法將所有物質(zhì)洗脫下來。13.凝膠過濾層析中，若要分離分子量差異較小的物質(zhì)，應(yīng)選擇（）A.孔徑較大的凝膠B.孔徑較小的凝膠C.離子交換凝膠D.親和凝膠答案：B解析：孔徑較小的凝膠對(duì)分子量差異較小的物質(zhì)有更好的分離效果，因?yàn)樗梢愿?xì)地根據(jù)分子大小進(jìn)行分離?？讖捷^大的凝膠適用于分離分子量差異較大的物質(zhì)；離子交換凝膠用于離子交換層析；親和凝膠用于親和層析。14.在離子交換層析中，平衡緩沖液的作用是（）A.使離子交換劑帶上電荷B.使蛋白質(zhì)帶上電荷C.使離子交換劑與蛋白質(zhì)達(dá)到平衡結(jié)合狀態(tài)D.洗脫蛋白質(zhì)答案：C解析：平衡緩沖液的作用是使離子交換劑處于穩(wěn)定的離子環(huán)境中，以便蛋白質(zhì)能與離子交換劑達(dá)到平衡結(jié)合狀態(tài)。離子交換劑本身帶有固定的電荷；蛋白質(zhì)的帶電狀態(tài)主要由其自身性質(zhì)和溶液的pH值決定；洗脫蛋白質(zhì)需要使用洗脫緩沖液。15.親和層析中，目標(biāo)蛋白質(zhì)與配基結(jié)合的主要作用力不包括（）A.氫鍵B.范德華力C.共價(jià)鍵D.靜電相互作用答案：C解析：目標(biāo)蛋白質(zhì)與配基結(jié)合主要通過氫鍵、范德華力和靜電相互作用等非共價(jià)鍵作用力。共價(jià)鍵是一種很強(qiáng)的化學(xué)鍵，在親和層析中，目標(biāo)蛋白質(zhì)與配基一般不形成共價(jià)鍵，因?yàn)楹罄m(xù)需要溫和的方法將它們分離。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）1.以下屬于層析技術(shù)的有（）A.紙層析B.薄層層析C.氣相層析D.液相層析答案：ABCD解析：紙層析是以濾紙為載體的一種層析方法；薄層層析是將吸附劑等均勻涂布在薄板上進(jìn)行分離；氣相層析以氣體為流動(dòng)相；液相層析以液體為流動(dòng)相，它們都屬于層析技術(shù)的范疇。2.離子交換層析中，常用的離子交換劑有（）A.纖維素離子交換劑B.葡聚糖離子交換劑C.瓊脂糖離子交換劑D.硅膠離子交換劑答案：ABC解析：纖維素、葡聚糖、瓊脂糖都可以被制成離子交換劑用于離子交換層析。硅膠主要用于吸附層析，一般不作為離子交換劑使用。3.親和層析中，常用的配基有（）A.抗體B.抗原C.酶的底物D.激素受體答案：ABCD解析：抗體能與相應(yīng)的抗原特異性結(jié)合；抗原能與對(duì)應(yīng)的抗體結(jié)合；酶的底物能與酶特異性結(jié)合；激素受體能與相應(yīng)的激素結(jié)合，它們都可以作為親和層析的配基。4.吸附層析中，影響吸附和解吸附的因素有（）A.吸附劑的性質(zhì)B.被吸附物質(zhì)的性質(zhì)C.溫度D.溶劑的性質(zhì)答案：ABCD解析：吸附劑的性質(zhì)如極性、孔徑等會(huì)影響吸附和解吸附；被吸附物質(zhì)的性質(zhì)如極性、分子量等也有影響；溫度會(huì)影響吸附和解吸附的平衡；溶劑的性質(zhì)如極性等會(huì)影響被吸附物質(zhì)在溶劑中的溶解度和與吸附劑的相互作用。5.凝膠過濾層析的優(yōu)點(diǎn)有（）A.分離效果好B.可用于測(cè)定蛋白質(zhì)分子量C.操作簡(jiǎn)單D.不改變蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性答案：ABCD解析：凝膠過濾層析可以根據(jù)分子大小有效分離物質(zhì)，分離效果好；通過與已知分子量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)比，可以測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量；操作相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的設(shè)備和條件；在分離過程中，不涉及化學(xué)反應(yīng)，一般不會(huì)改變蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性。6.在離子交換層析中，選擇洗脫緩沖液時(shí)需要考慮的因素有（）A.離子強(qiáng)度B.pH值C.緩沖液的種類D.洗脫速度答案：ABC解析：離子強(qiáng)度影響蛋白質(zhì)與離子交換劑的結(jié)合力；pH值影響蛋白質(zhì)的帶電狀態(tài)；緩沖液的種類決定了其緩沖能力和化學(xué)性質(zhì)。洗脫速度是操作過程中的一個(gè)參數(shù)，不是選擇洗脫緩沖液時(shí)需要考慮的因素。7.親和層析的應(yīng)用領(lǐng)域包括（）A.蛋白質(zhì)的分離純化B.核酸的分離純化C.細(xì)胞的分離D.病毒的分離答案：ABCD解析：親和層析利用生物分子間的特異性親和力，可以用于蛋白質(zhì)、核酸的分離純化；也可以通過設(shè)計(jì)特異性配基來分離細(xì)胞和病毒。8.吸附層析中，常用的吸附劑有（）A.氧化鋁B.活性炭C.硅膠D.分子篩答案：ABC解析：氧化鋁、活性炭、硅膠都是常見的吸附劑。分子篩主要用于凝膠過濾層析，基于分子大小進(jìn)行分離，不屬于吸附劑。9.凝膠過濾層析中，裝柱的要求有（）A.柱床要均勻B.無氣泡C.柱床表面平整D.凝膠顆粒大小一致答案：ABC解析：柱床均勻可以保證物質(zhì)在柱內(nèi)的流動(dòng)和分離效果一致；無氣泡可以避免物質(zhì)在柱內(nèi)流動(dòng)受阻；柱床表面平整有利于上樣和洗脫。凝膠顆粒大小在一定范圍內(nèi)有差異是正常的，只要能滿足分離要求即可，不一定要求完全一致。10.在離子交換層析中，蛋白質(zhì)與離子交換劑結(jié)合的類型有（）A.陽離子交換結(jié)合B.陰離子交換結(jié)合C.疏水結(jié)合D.親和結(jié)合答案：AB解析：在離子交換層析中，根據(jù)蛋白質(zhì)的帶電性質(zhì)，分為陽離子交換結(jié)合（蛋白質(zhì)帶正電荷）和陰離子交換結(jié)合（蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷）。疏水結(jié)合是疏水層析的原理；親和結(jié)合是親和層析的原理。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述凝膠過濾層析的基本原理。答案：凝膠過濾層析又稱分子篩層析，其基本原理是基于被分離物質(zhì)分子大小的差異。凝膠介質(zhì)是由具有一定孔徑范圍的多孔性凝膠顆粒組成。當(dāng)含有不同分子量物質(zhì)的混合樣品通過凝膠柱時(shí)，大分子物質(zhì)不能進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，只能在凝膠顆粒間的空隙中流動(dòng)，因此其路徑短，流程快，先流出層析柱；而小分子物質(zhì)能夠進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，在顆粒內(nèi)部的孔道中擴(kuò)散，其路徑長(zhǎng)，流程慢，后流出層析柱。這樣，不同分子量的物質(zhì)就會(huì)按分子量由大到小的順序依次流出層析柱，從而實(shí)現(xiàn)分離。2.說明離子交換層析中影響蛋白質(zhì)分離效果的因素有哪些。答案：離子交換層析中影響蛋白質(zhì)分離效果的因素主要有以下幾個(gè)方面：（1）蛋白質(zhì)的電荷性質(zhì)和等電點(diǎn)：蛋白質(zhì)的電荷性質(zhì)決定了它與陽離子或陰離子交換劑結(jié)合，等電點(diǎn)影響其在不同pH條件下的帶電狀態(tài)，從而影響與離子交換劑的結(jié)合能力。（2）緩沖液的pH值：緩沖液的pH值會(huì)改變蛋白質(zhì)的帶電狀態(tài)，當(dāng)pH低于蛋白質(zhì)等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)帶正電荷；當(dāng)pH高于等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷。合適的pH值能使蛋白質(zhì)與離子交換劑有效結(jié)合和分離。（3）緩沖液的離子強(qiáng)度：離子強(qiáng)度影響蛋白質(zhì)與離子交換劑之間的靜電結(jié)合力。離子強(qiáng)度較低時(shí)，結(jié)合力較強(qiáng)；離子強(qiáng)度增加，結(jié)合力減弱，可使蛋白質(zhì)從離子交換劑上洗脫下來。（4）離子交換劑的類型和性質(zhì)：不同類型的離子交換劑（陽離子或陰離子交換劑）對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)合能力不同，其交換容量、顆粒大小等性質(zhì)也會(huì)影響分離效果。（5）上樣量：上樣量過大可能導(dǎo)致分離效果下降，因?yàn)檫^多的蛋白質(zhì)會(huì)使離子交換劑達(dá)到飽和，影響分離的分辨率。（6）洗脫速度：洗脫速度過快可能使蛋白質(zhì)不能充分與離子交換劑分離，導(dǎo)致分離不徹底；洗脫速度過慢則會(huì)增加分離時(shí)間。3.闡述親和層析的主要步驟及各步驟的作用。答案：親和層析的主要步驟及作用如下：（1）配基的選擇和固定化：選擇與目標(biāo)蛋白質(zhì)具有特異性親和力的配基，然后通過共價(jià)結(jié)合、物理吸附等方法將配基固定在合適的載體上，制成親和吸附劑。這一步是親和層析的基礎(chǔ)，確保了后續(xù)能特異性結(jié)合目標(biāo)蛋白質(zhì)。（2）裝柱：將親和吸附劑裝入層析柱中，形成穩(wěn)定的柱床。裝柱要求柱床均勻、無氣泡、表面平整，以保證樣品在柱內(nèi)的均勻流動(dòng)和有效分離。（3）平衡：用平衡緩沖液沖洗層析柱，使柱內(nèi)環(huán)境達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，讓親和吸附劑處于合適的離子強(qiáng)度和pH條件下，以便目標(biāo)蛋白質(zhì)能與配基有效結(jié)合。（4）上樣：將含有目標(biāo)蛋白質(zhì)的樣品緩慢加入到層析柱中，使目標(biāo)蛋白質(zhì)與配基特異性結(jié)合，而雜蛋白則不與配基結(jié)合，隨流動(dòng)相流出柱外。（5）洗滌：用洗滌緩沖液沖洗層析柱，去除未結(jié)合的雜蛋白和非特異性吸附的物質(zhì)，提高目標(biāo)蛋白質(zhì)的純度。（6）洗脫：選擇合適的洗脫方法，如改變pH值、離子強(qiáng)度或加入競(jìng)爭(zhēng)性配體，使目標(biāo)蛋白質(zhì)與配基分離，從層析柱中洗脫下來。（7）再生：用再生緩沖液沖洗層析柱，使親和吸附劑恢復(fù)到初始狀態(tài)，以便下次使用。四、論述題（10分）論述層析技術(shù)在生物制藥領(lǐng)域的應(yīng)用及重要性。答案：層析技術(shù)在生物制藥領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和極其重要的地位，具體表現(xiàn)如下：應(yīng)用方面1.蛋白質(zhì)的分離純化：生物制藥中許多藥物是蛋白質(zhì)類藥物，如胰島素、生長(zhǎng)激素等。層析技術(shù)可以根據(jù)蛋白質(zhì)的電荷、分子大小、親和力等性質(zhì)，對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行有效的分離和純化。例如，離子交換層析可以根據(jù)蛋白質(zhì)的帶電差異進(jìn)行分離；凝膠過濾層析可以根據(jù)分子大小分離蛋白質(zhì)；親和層析可以利用蛋白質(zhì)與配基的特異性親和力進(jìn)行高純度的分離。2.核酸的分離純化：在