BATL
Aufarbeitungstechnik Praktikum
Aufarbeitungstechnik Praktikum
Kartei Details
| Karten | 81 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Grundschule |
| Erstellt / Aktualisiert | 24.11.2013 / 09.12.2013 |
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CFF: Nennen Sie 3 Methoden, wie bei der Zellernte der Konzentrierungsgrad bestimmt werden kann.
Biotrockenmasse, OD-Messung, Volumen (Filtrat etc)
CCF: Welcher Flux war nach der Zellkonzentration auf das 10-fache zu erwarten, wenn zu Beginn 110 L/h x m² gemessen wurde (105,85 oder 45 L/h x m²)?
45 L/h x m², da es zur Ausbildung einer Sekundärmembran kommt. Dessen Porosität ist geringer als die der Filtermembran. Die sek. Membran wird darüberhinaus über die Filtrationszeit weiter verdichtet wodurch es zur starken abnahme des Flux kommt.
Erläutern Sie stichpunktartig das Prinzip der CCF anhand der Skizze.
Flüssigkeit bewegt sich an der Membran vorbei. Durch den TMP wird die Flüssigkeit gegen den Filter gedrückt. Was den Filter passiert wird als Filtrat abgeführt. Alles was den Filter nicht passiert wird ins Probengefäß zurückgeführt. Durch die Ventile kann das Verhältnis von Filtrat zu Rückfluss verändert werden, somit auch von Flux und TMP. Bei Druckerhöhung oder Pumpgeschw. erhöhung kann mehr Suspension die Filtereinheit durchlaufen.
Nennen Sie die Carman-Gleichung.
t = (a x w x VF² x nFL / ^p x 2F²) + (ß x VF x nFL/ F x ^p)
Wie lautet die Formel zur Bestimmung des Filtermittelwiederstands ß?
ß = (B x F x ^p)/(nFL)
Wie lautet die Formel zur Bestimmung des Filterkuchenwiederstandskoeffizient a?
a = (A x ^p x 2F²)/(w x nFL)
Wie kann man A und B bei der Carman-Gleichung bestimmen?
Auftragung von VF gegen t/VF
m = A
y(0) = B
Geben Sie die Formeln für die Umdrehungszeit an bei der Dead-End-Filtration.
t = (Filterzeit + Waschzeit + Entwässerzeit)/% Platzbedarf für das Ablösen) x 100%
Geben Sie die Formeln für die Eintauchtiefe an bei der Dead-End-Filtration.
e = (Filtrationszeit x 100%)/Umdrehungszeit
Geben Sie die Formeln für die Drehzahl an bei der Dead-End-Filtration.
n = (Stunde in sec)/h x Umdrehungszeit
Warum ist beim Aussalzen der Aufreinigungsfaktor relativ gering?
Da mittels Fällung nicht alle Proteine ausfallen. Wie viel Ausfällt an Protein hängt davon ab wie Hochprozentig das Fällungsreagenz ist und die Ladungseigenschaften des zu trennenden Proteins.
Erläutern sie die Begriffe Hefesuspension, Hefehomogenat, Rohextrakt.
Hefesuspension = Eine Lösung in der ganze Hefezellen vorliegen
Hefehomogenat = Eine Lösung mit Hefezellen Bestandteilen. Keine intakten Hefezellen mehr.
Rohextrakt = unbehandelte Hefe
Wie bestimmt und berechnet man die Bodenzahl und das Höhenäquivalent einer gepackte Säule?
Was sagen diese Werte aus?
Bodenzahl = 5,54 x (t/w)² mit t = Retentionszeit und w= Peakbreite in halber Peakhöhe
sym N = 16 x (V/w)²
H (HEPT) = L/N [cm] mit H= Höhenäquivalent
Die Trennfähigkeit einer Säule lässt sich durch die Anzahl sogenannter theoretischer Böden beschreiben; das ist die Zahl der Gleichgewichtseinstellungen auf dem Weg durch die Säule. Daraus folgernt, dass die Trennung von zwei Proteinen umso besser ist, je mehr Gleichgewichtseinstellungen pro Säule vor sich gehen können.
H stellt im Prinzip eine Größe für die Trenneffizienz einer CS dar und hängt im wesentlichen von der Partikelgröße des verwendeten Geles und dem packen der Säule ab.
Optimal: große Bodenzahl, kleine HEPT
Wie wird die lineare Flussrate berechnet (Formel)?
LF [cm/h] = (VF [ml/min] × 60 x 4)/(Pie x d (cm)²)
Warum wird zur Bestimmung der Bodenzahl vorwiegend Aceton verwendet?
Weil Aceton mittels eines UV-Monitors bei 280 nm detektiert werden kann.
Womit könnte man bei der Bestimmung der Bodenzahl Aceton ersetzten?
Mit NaCl und einem Leitfähigkeitsmessgerät, photometrische Messung hier nicht möglich.
Eine ChromatographieSäule mit einem Radius von 20 mm und einer Länge von 40 cm wurde mit 50 mL Chromatographiematerial befüllt. Wie hoch wird dabei die die Säule gefüllt?
39,8 mm
Wie lautet die Formel zur Berechnung des Volumens einer Säule?
V = Pie x r² x h
Welche Pumpgeschwindigkeit (mL/min) muss eingestellt werden um eine lineare Flussrate von 48 cm/h zu gewährleisten? (Radius = 20 mm, Länge = 40 cm, Füllvol. = 50 mL)
10,1 mL/min
Wie groß ist die lineare Flussrate (cm/h), wenn die Chromatographiesäule von 15 cm Länge und einem Radius von 20 mm mit einer vol. Flussrate von 12 mL/min betrieben wird?
57,3 cm/h
Zu einem 10 g Phasensystem werden 5 g Homogenat zugegeben. Nennen Sie alle weiteren Bestandteile mit genauer Mengenangabe die dem System zugeführt werden müsse.
1,8 g PEG1540
0,7 g K2HPO4
2,5 g deion. Wasser
Ein 5 g Hefehomogenat (Dichte: 1,1 g/mL)enthält 16 U/mL Fumarase und hat eine spez. Akt. von 0,35 U/mg. Das Volumen der TOP-Phase beträgt 5,8 mL mit 9,5 U/mL Fumarase und 3,6 mg/mL.
Wie groß sind Ausbeute und Anreicherungsfaktor nach dieser Extraktion?
Gesamt-Akt.TOP = 9,5 U/mL x 5,8 mL = 55,1 U
Gesamt-Akt.Homog = 16 U/mL x (5 g/ 1,1 g/L) = 72,7 U
=> Ausbeute = (55,1 U x 100%)/72,7 U = 75,8%
spez. Akt.Homog = 0,35 U/mg
spez. Akt.TOP = 9,5 U/mL / 3,6 mg/mL = 2,6 U/mg
=> Aufreinigungsfaktor = 2,6 U/mg / 0,35 U/mg = 7,4-fache
Nennen Sie die Bestandteile mit Mengenangabe (w/w) für das sekundäre 2-Phasen-System.
60% TOP I
7% KPO4, pH 7,0
1% g NaCl
32% g deion. Wasser
Was ist das Ziel des primären 2-Phasensystems?
Das abzutrennende Protein in die TOP zu überführen während alle anderen Zellbestandteile sich in der BOT anreichern. => Zelltrümmerabtrennung
Was verursacht das Shiften der Fumarase aus der TOP-I -Phase in die neue BOT-2-Phase?
Warum wird das sek. 2-Phasensystem durchgeführt?
Unter welchen Bedingungen geht das Protein in die org. Phase über?
Skizzieren Sie einen Tellerseperator für die Flüssig-Flüssig-Trennung mit Tellersatz und Strömungsprofil.
wässriges 2-Phasen-Gemisch
Steigkanal
radial angeordnete Rippen
Separierungsraum
Abflus leichte und schwere Phase
Was kann man prinzipiell tun, wenn die TOP-Phase mit 20% BOT-Phase verunreinigt ist? (2 Lösungsvorschläge)
- verwendung einer größeren Düse
- versetzen der Steigkanäle weiter nach Außen
Welche theoretischen Möglichkeiten bestehen, die Trenneigenschaften im Seperator zu beeinflussen?
variieren:
- des Volumenstroms
- der Düsenlänge
- der Drehzahl
- des Abstandes der Teller zueinander
- der Lage der Steigkanäle
Erläutern Sie das Trennprinzip einer Trenntrommel.
Durch die Drehung des Tellerseperators wird die BOT-Phase nach Außen gedrückt und die TOP-Phase nach Innen. Die eigentliche Auftrennung erfolgt auf den Tellerstufen, hier steigen beide Phasen durch die Steigkanäle nach oben. Dort verteilen sich die Phasen dann entsprechend nach Innen oder Außen entlang der Teller. Durch getrennte Ausgänge erhält man eine TOP und eine BOT-Phase. Vorraussetzung für die Trennung ist der richtige Staudruck und die position der Steiglöcher (abhängig von der Zusammensetztung des Homogenats).
Begründen Sie, warum bei der Anionenaustauschersäule der Aufreinigungsfaktor für Gl-6-P-DH größer sein muss als für die Fumarase, die bereits mit der Waschfraktion durchlief?
In der Fumarase-Fraktion befinden sich auch alle anderen Proteine, die nicht von der Säule gebunden wurden, während in der Gl-6-P-DH-Fraktion nach möglichkeit nur das Enzym vorliegt. Damit ist das gebundene Enzym reiner als das Enzym das nicht an der Säule gebunden wurde.
Definieren sie den Begriff Flux und ordenen Sie diesen einer Aufarbeitungsmethode zu.
Flux = Volumenstrom pro Fläsche [m³/Lxh]
=> Diafiltration
Definieren sie den Begriff lineare Flussrate und ordenen Sie diesen einer Aufarbeitungsmethode zu.
lineare Flussrate = Volumenstrom pro Querschnittsfläsche der Säule [cm/h]
=> Chromatographie
Definieren sie den Begriff Eluationsvolumen und ordenen Sie diesen einer Aufarbeitungsmethode zu.
Eluationsvolumen = von Anfang des Volumens bis zum erreichen der Peakmitte -> V od. t gegen OD aufgetragen
=> Chromatographie
Definieren sie den Begriff Verteilungskoeffizient und ordenen Sie diesen einer Aufarbeitungsmethode zu.
Verteilungskoeffizient K = U/mL TOP pro U/mL BOT
=> 2-Phasensystem
Definieren sie den Begriff Aufreinigungsfaktor und ordenen Sie diesen einer Aufarbeitungsmethode zu.
Aufreinigungsfaktor = spez. Akt. Ist pro spez. Akt. Homogenat
=> Enzymaktivitätsbestimmung z.B. einer Fraktion aus einer Chromatographie
Stellen Sie 20 L einer 0,025 M K-Phosphatlösung mit einem pH = 7,5 aus einer 1 M Stammlösung her. Wie viel Liter Stammlösung werden benötigt?
0,5 L
Wenn der pH-Wert eines KHPO4-Puffers nur 7,0 betragen soll, statt 7,5 muss welcher Anteil an Phosphat in der Stammlösung erhöht werden (Warum)?
Der Anteil an KH2PO4 muss erhöht werden, da der pH abgesenkt werden soll. Denn KH2PO4 ist der saure Anteil im Puffer, während K2HPO4 der basische Anteil im Puffer ist.
Erklären Sie die prinzipiellen Vorgänge beim Flocken von Hefezellen mit Kalkmilch. Welches Gesetzt kommt zur Anwendung?
Hefezellen tragen eine negative Oberfläschenladung, die von der Dissoziation der Carboxylgruppen der Zellwandproteine bei physiologischen pH-Wert herrühren. Wird Kalkmilch (Ca²) als Flockungsmittel eingesetzt, so wird die negative Ladung der Zellen neutralisiert. Bei einer bestimmten Ca²-Konzentration, stoßen die Zellen, die nunmehr ihre negative Ladung verloren haben, sich nicht mehr ab. Sie treten mit benachbarten Zellen in Kontakt (Agglomerate) und sedimentieren.
Gesetz: Stok´sche Gesetz
