简述凝胶法原理
题目
简述凝胶法原理
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第1题：
对于凝胶柱色谱法，下列说法正确的是（）
- A、凡是多孔性物质都可用于凝胶柱色谱作固定相
- B、凝胶柱色谱法的分离效果取决于凝胶孔径的大小和被分离组分分子的大小
- C、被分离组分分子越小，越容易通过凝胶柱，柱内保留时间越短
- D、凝胶色谱法按分离原理不同可分为凝胶渗透色谱法和凝胶过滤色谱法
正确答案:B -
第2题：
简述溶胶——凝胶法薄膜制备的原理。
正确答案:将金属醇盐或金属无机盐溶于溶剂中形成均匀的溶液，再加入各种添加剂，催化剂、水、络合剂或整合剂等，在合适的环境温度、温度条件下，通过强烈搅拌，使之发生水解和缩聚反应，制得所需溶胶。薄膜在由溶胶转变为凝胶过程中，由于溶剂的迅速蒸发和聚合物粒子在溶剂中的溶解度不同，导致部分小粒子溶解，大粒子平均尺寸增加。同时，胶体粒子逐渐聚集长大为粒子簇，粒子簇经相互碰撞，最后相互联结成三维网络结构，从而完成由溶胶膜向凝胶膜的转化，即膜的胶凝化过程。 -
第3题：
简述Sanger双脱氧链终止法的基本原理。（聚丙烯酰胺凝胶电泳模式图）
正确答案: （1）核酸是依赖于模板在聚合酶的作用下由5’端到3’端聚合（DNA聚合酶参与了细菌修复DNA合成过程。）；
（2）可延伸的引物必须能提供游离的3’-OH末端，双脱氧核苷酸由于缺少游离的3’羟基末端，因此会终止聚合反应的进行。如果分别用4种双脱氧核苷酸终止反应，则会获得4组长度不同的DNA片段，通过比较所以的DNA片段的长度可以得知核苷酸的序列。 -
第4题：
简述不连续凝胶电泳的原理
正确答案:不连续凝胶电泳的凝胶由样品胶、浓缩胶和分离胶三层组成，其中样品胶处于凝胶系统最上层的大孔径凝胶，在PH6.7~6.8的Tris-HCl缓冲液中聚合而成，含有欲分离的样品，有时可以不用这层样品胶，而直接将样品与10%的甘油或5%~20%的蔗糖混合后，加到浓缩胶的表面。浓缩胶在PH6.7~6.8的Tris-HCl缓冲液中聚合而成的大孔凝胶，除了不含样品外，其他与样品胶相同，样品中的各组分就在浓缩胶中浓缩，按照迁移率的不同，在浓缩胶和分离胶的界面上压缩成层。分离胶在pH8.8~8.9的Tris-HCl缓冲液聚合而成的小孔径凝胶，凝胶的孔径根据欲分离组分的大小通过丙烯酰胺的浓度进行调节，样品中各组分在分离胶中进行分离。在酶或其他蛋白质、核酸等进行不连续凝胶电泳时，采用阴离子电泳系统（采用pH8~9的电极缓冲液，组分带负电荷）。将制备好的多层凝胶置于电泳系统中，用pH8.3的Tris-甘氨酸缓冲液作为电极缓冲液进行电泳，样品中各组分在浓缩胶中浓缩成狭窄的高浓度样品层。这是由于在各层凝胶中都含有HCl，HCl的离解度大，几乎全部成为Cl-，Cl-在电场中移动速度最快，称为快离子；在电泳槽中含有甘氨酸，在样品胶和浓缩胶中pH为6.7~6.8，甘氨酸只有0.1%~1%离解为负离子，在电场中移动速度最慢，称为慢离子；而蛋白质或核酸的移动速度介乎快离子和慢离子之间。接通电源电泳开始后，Cl-快速移动，走在最前面，在其后面形成一个离子浓度较低的低电导区，低电导产生较高的电位梯度，这种电位梯度促使蛋白质等组分和慢离子在快离子后面加速移动，致使蛋白质等组分在快、慢离子之间浓缩成一狭窄的中间层。
当这一浓缩层的样品层进入分离胶的时候，由于分离胶的pH为9.5（配制分离胶时，pH为8.8~8.9，在电泳过程中，实测结果为9.5），使甘氨酸的解离度增加，泳动速度加快，很快超过所有的蛋白质等组分，高电位梯度消失，使蛋白质等组分在均一的电位梯度下进行电泳分离，加上分离胶的孔径较小，各组分因分子大小和形状不同受到分子筛效应，使某些静电荷相同的组分也可以得到分离。 -
第5题：
简述双向凝胶电泳（二维电泳）的工作原理。
正确答案: 第一维采用等电聚集电泳。当把蛋白质加人到含有pH梯度的载体时，如果蛋白质所在位置的pH值与其等电点不同，则该蛋白质会带一定量的正电荷或负电荷，在外加强电场的作用下，蛋白分子就会分别向正极或负极泳动，直到pH值与其等电点相等的位置，蛋白质不再泳动，而浓缩成狭窄的区带。
第二维采用了十二烷基硫酸钠一聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE.。蛋白质的电泳迁移率取决于各种蛋白质所带的静电荷、分子量的大小以及形状的不同。SDS-PAGE就是按蛋白质分子量的大小使其在垂直方向进行分离。蛋白质样品经过双向凝胶电泳两次分离后，其结果不再是条带状，而是呈现为斑点状。 -
第6题：
问答题简述溶胶凝胶法的定义，优缺点，过程，原理。正确答案： 溶胶-凝胶（Sol-gel）法是指金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经过热处理而成氧化物或其它化合物固体的方法。
优点：化学组分可以精确控制、易于掺杂；设备简单、成本低廉、并且可以在大面积上制备组分、厚度均匀的薄膜，适合工业生产。
缺点：薄膜的致密性较差，体积收缩
（1）将低粘度的前驱物（precursors）均匀混合、溶于适当溶剂。该前驱物一般是金属的醇盐（M-OR，R=CnH2n+1）或金属盐（有机如聚合物、或无机如离子），它们可以提供最终所需要的金属离子。在某些情况下，前驱物的一个成分可能就是一种氧化物颗粒溶胶（colloidalsol）。原料种类不同，所得溶胶物性亦异。
（2）水解、制成均匀的溶胶，并使之凝胶。这是决定最终陶瓷材料化学均匀性的关键步骤。
（3）在凝胶过程中或在凝胶后成型、干燥，然后煅烧或烧结。解析： 暂无解析 -
第7题：
问答题简述溶胶凝胶法的优缺点。正确答案： 优点：
（1）由于溶胶－凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。
（2）由于经过溶液反应步骤，那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素，实现分子水平上的均匀掺杂。
（3）与固相反应相比，化学反应将容易进行，而且仅需要较低的合成温度，一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内，而固相反应时组分扩散是在微米范围内，因此反应容易进行，温度较低。
（4）选择合适的条件可以制备各种新型材料。
缺点：
（1）目前所使用的原料价格比较昂贵，有些原料为有机物，对健康有害；
（2）通常整个溶胶－凝胶过程所需时间较长，常需要几天或几周；
（3）凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。解析： 暂无解析 -
第8题：
问答题简述溶胶－凝胶法应用。正确答案： （1）气凝胶；
（2）Al2O3耐热涂层；
（3）溶胶凝胶-自蔓延制备生物玻璃粉体。解析： 暂无解析 -
第9题：
问答题液相反应法合成纳米粒子——溶胶凝胶法，其基本原理正确答案： 将金属醇盐或无机盐经水解直接形成凝胶，然后使溶质聚合凝胶化，再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分，最后得到无机纳米材料。解析： 暂无解析 -
第10题：
问答题简述凝胶法原理正确答案： 以凝胶作为支持介质，通过扩散进行的溶液反应生长；技术关键：避免过多的自发成核；高纯试剂，稀溶液，自发成核或籽晶。 高温溶液生长此方法中助熔剂的选择是个关键。解析： 暂无解析 -
第11题：
问答题简述双向凝胶电泳（二维电泳）的工作原理。正确答案： 第一维采用等电聚集（isoelectric focusing，IEF）电泳。当把蛋白质加人到含有pH梯度的载体时，如果蛋白质所在位置的pH值与其等电点不同，则该蛋白质会带一定量的正电荷或负电荷，在外加强电场的作用下，蛋白分子就会分别向正极或负极泳动，直到pH值与其等电点相等的位置，蛋白质不再泳动，而浓缩成狭窄的区带。
第二维采用了十二烷基硫酸钠一聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）。蛋白质的电泳迁移率取决于各种蛋白质所带的静电荷、分子量的大小以及形状的不同。SDS-PAGE就是按蛋白质分子量的大小使其在垂直方向进行分离。蛋白质样品经过双向凝胶电泳两次分离后，其结果不再是条带状，而是呈现为斑点状。解析： 暂无解析 -
第12题：
问答题简述mRF凝胶扩散试验的技术应用原理。正确答案： IgG或IgM类自身抗体-类风湿因子(RF)能与免疫复合物中IgG的Fc段结合而不与游离IgG结合的特点，其中单克隆类风湿因子(mRF)与免疫复合物亲和力较强。mRF凝胶扩散试验是将mRF和免疫复合物在琼脂凝胶中扩散，结合形成沉淀，进行免疫复合物定性或定量。解析： 暂无解析 -
第13题：
简述纳米材料的制备方法基本原理。（蒸发-冷凝法、水热合成法、溶剂热合成法、溶胶－凝胶法、微乳液法、模板合成法、自组装法及其特点、VLS机制，VS机制等）
正确答案: 蒸发-冷凝法原理：在高真空的条件下，金属试样经蒸发后冷凝。
水热合成法原理：在特制的密闭反应容器里，采用水溶液作为反应介质，对反应容器加热，创造一个高温（100～350℃）、高压（1～500MPa）的反应环境，使通常难溶或不溶的物质溶解并重结晶。
溶胶－凝胶合成原理：将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶，然后使溶胶聚合凝胶化，再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分，最后得到无机材料。
微乳液法基本原理：两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成微乳液，在“微泡”中经成核、聚结、团聚、热处理后得到粉体。
模板合成法原理：利用基质材料结构中的空隙或外表面作为模板进行合成。结构基质为多孔玻璃、分子筛、大孔离子交换树脂等。
自组装法原理：基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发的组织或聚集为一稳定、具有一定规则几何外观的结构。
特点：
①有序性：结构比组成部分有序性高
②相互作用力弱：氢键、范德华力、静电作用等
③组成结构复杂：包含纳米及细观结构
VLS生长机制：必须有催化剂的存在；在适宜的温度下，催化剂能与生长材料的组元互熔形成液态的共熔物；生长材料的组元不断地从气相中获得；当液态中溶质组元达到过饱和后，晶须将沿着固-液界面的择优方向析出。特点：催化剂的尺寸决定纳米线材料的最终直径；反应时间影响纳米线的长径比。
VS生长机制：通过热蒸发、化学还原或气相反应等方法产生气相；气相被传输到低温区并沉积在基底上；以界面上微观缺陷（位错、孪晶等）为形核中心生长出一维材料。 -
第14题：
简述凝胶层析、亲和层析、离子交换层析的原理和操作要点？
正确答案:离子交换层析原理：根据待分离物质带电性质不同的分离纯化方法。
操作：a上样：上样体积不十分严格。b洗脱：增加溶液的离子强度c梯度洗脱法：改变溶液的pHd再生：用0.5mol/LNaOH和0.5mol/LNaCl混合溶液或0.5mol/LHCl处理。凝胶层析原理：利用某些凝胶对于不同分子大小的组分阻滞作用的不同。大分子物质不能进入凝胶孔内，在凝胶颗粒之间的空隙向下移动，并最先被洗脱出来；小分子物质可自由出入凝胶孔，流程长而后流出层析柱。
操作：a凝胶的选择和处理，根据相对分子质量范围选择相应型号的凝胶介质。将干胶悬浮于5-10倍的蒸馏水中，充分溶胀，抽气，装柱。b柱的选择：采用L/D比值高的柱子，可提高分辨率，但影响流速。c加样：体积不能过多，不超过凝胶床体积的5％，脱盐时可在10％左右。d洗脱：洗脱液与平衡时用的buffer一致。洗速不可过快，保持恒速。e胶的保存：洗脱完毕后，凝胶柱已恢复到上柱前的状态，不必再生处理。
亲和层析原理：利用生物大分子间特异的亲和力来纯化生物大分子.体通过适当的化学反应共价的连接到载体上，待纯化的物质可被配体吸附，杂质则不被吸附，从层析柱流出，变换洗脱条件，即可将分离的物质洗脱下来，实现分离提纯。 -
第15题：
简述凝胶层析、亲和层析、离子交换层析的原理和操作要点？离子交换层析原理：根据待分离物质带电性质
正确答案:不同的分离纯化方法。
操作：a上样：上样体积不十分严格。
b洗脱：增加溶液的离子强度
c梯度洗脱法：改变溶液的pH
d再生：用0.5mol/LNaOH和0.5mol/LNaCl混合溶液或0.5mol/LHCl处理。
凝胶层析原理：利用某些凝胶对于不同分子大小的组分阻滞作用的不同。大分子物质不能进入凝胶孔内，在凝胶颗粒之间的空隙向下移动，并最先被洗脱出来；小分子物质可自由出入凝胶孔，流程长而后流出层析柱。
操作：
a凝胶的选择和处理，根据相对分子质量范围选择相应型号的凝胶介质。将干胶悬浮于5-10倍的蒸馏水中，充分溶胀，抽气，装柱。
b柱的选择：采用L/D比值高的柱子，可提高分辨率，但影响流速。
c加样：体积不能过多，不超过凝胶床体积的5％，脱盐时可在10％左右。
d洗脱：洗脱液与平衡时用的buffer一致。洗速不可过快，保持恒速。e胶的保存：洗脱完毕后，凝胶柱已恢复到上柱前的状态，不必再生处理。
亲和层析原理：利用生物大分子间特异的亲和力来纯化生物大分子.体通过适当的化学反应共价的连接到载体上，待纯化的物质可被配体吸附，杂质则不被吸附，从层析柱流出，变换洗脱条件，即可将分离的物质洗脱下来，实现分离提纯。 -
第16题：
简述凝胶色谱的分离原理。
正确答案:凝胶排阻色谱的分离介质（填料）具有均匀的网格结构，其分离原理是具有不同分子量的溶质分子，在流经柱床是，由于大分子难以进入凝胶内部，而从凝胶颗粒之间流出，保留时间短；而小分子溶质可以进入凝胶内部，由于凝胶多孔结构的阻滞作用，流经体积变大，保留时间延长。这样，分子量不同的溶质分子得以分离。 -
第17题：
问答题简述凝胶电泳的分类及其原理？正确答案： 琼脂糖凝胶电泳：一般用于核酸的分离分析。琼脂糖凝胶孔径度较大，对大部分蛋白质只有很小的分子筛效应。
聚丙烯酰胺凝胶电泳：可用于核酸和蛋白质的分离、纯化及检测。分辨率较高。解析： 暂无解析 -
第18题：
问答题简述凝胶色谱法及其原理。正确答案： 凝胶色谱是基于分子大小不同而进行分离的一种分离技术，又称凝胶过滤
七原理是利用小分子物质可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，从而使样品中分子大的先流出色谱柱，中等分子的后流出，分子最小的最后流出，这种现象叫分子筛效应。解析： 暂无解析 -
第19题：
问答题简述溶胶—凝胶法的应用。正确答案： 块体材料，多孔材料，纤维材料，复合材料，粉体材料，薄膜及涂层材料。解析： 暂无解析 -
第20题：
问答题简述溶胶——凝胶法薄膜制备的原理。正确答案： 将金属醇盐或金属无机盐溶于溶剂中形成均匀的溶液，再加入各种添加剂，催化剂、水、络合剂或整合剂等，在合适的环境温度、温度条件下，通过强烈搅拌，使之发生水解和缩聚反应，制得所需溶胶。薄膜在由溶胶转变为凝胶过程中，由于溶剂的迅速蒸发和聚合物粒子在溶剂中的溶解度不同，导致部分小粒子溶解，大粒子平均尺寸增加。同时，胶体粒子逐渐聚集长大为粒子簇，粒子簇经相互碰撞，最后相互联结成三维网络结构，从而完成由溶胶膜向凝胶膜的转化，即膜的胶凝化过程。解析： 暂无解析 -
第21题：
问答题简述溶胶—凝胶法的原理及优、缺点。正确答案： 1）溶胶—凝胶法的原理：溶胶—凝胶法一般以含高化学活性结构的化合物（无机盐或金属醇盐）为前驱体（起始原料），其主要反应步骤是先将前驱体溶于溶剂（水或有机溶剂）中，形成均匀的溶液，并进行水解、缩合，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构，网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过后处理（如干燥、烧结固化）可制备出所需的材料。
2）溶胶—凝胶法的优缺点：
优点：a.由于溶胶—凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中形成低黏度的溶液，因此可在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合；
B.经过溶液反应步骤，很容易均匀定量地掺入一些微量元素，实现分子水平上的均匀掺杂；
C.一般认为溶胶—凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内，而固相反应时组分扩散在微米范围内，因此化学反应较容易进行且所需温度较低；
D.选择合适的条件可以制备各种新型材料。
缺点：a.所使用的原料价格比较昂贵，有些原料为有机物，对健康有害；
B.通常整个溶胶—凝胶过程所需时间较长，常需要几天或几周；
C.凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。解析： 暂无解析 -
第22题：
问答题说明溶胶-凝胶法的原理及基本步骤。正确答案： 溶胶-凝胶法是一种新兴起的制备陶瓷、玻璃等无机材料的湿化学方法。其基本原理是：易于水解的金属化合物（无机盐或金属醇盐）在某种溶剂中与水发生反应，经过水解与缩聚过程逐渐凝胶化，再经干燥烧结等后处理得到所需材料，基本反应有水解反应和聚合反应。这种方法可在低温下制备纯度高、粒径分布均匀、化学活性高的单多组分混合物（分子级混合），并可制备传统方法不能或难以制备的产物，特别适用于制备非晶态材料。
溶胶-凝胶法制备过程中以金属有机化合物（主要是金属醇盐）和部分无机盐为前驱体，首先将前驱体溶于溶剂（水或有机溶剂）形成均匀的溶液，接着溶质在溶液中发生水解（或醇解），水解产物缩合聚集成粒径为1nm左右的溶胶粒子（sol），溶胶粒子进一步聚集生长形成凝胶（gel）。有人也将溶胶-凝胶法称为SSG法，即溶液-溶胶-凝胶法解析： 暂无解析 -
第23题：
问答题简述凝胶层析、亲和层析、离子交换层析的原理和操作要点？正确答案： 离子交换层析原理：根据待分离物质带电性质不同的分离纯化方法。
操作：a上样：上样体积不十分严格。b洗脱：增加溶液的离子强度c梯度洗脱法：改变溶液的pHd再生：用0.5mol/LNaOH和0.5mol/LNaCl混合溶液或0.5mol/LHCl处理。凝胶层析原理：利用某些凝胶对于不同分子大小的组分阻滞作用的不同。大分子物质不能进入凝胶孔内，在凝胶颗粒之间的空隙向下移动，并最先被洗脱出来；小分子物质可自由出入凝胶孔，流程长而后流出层析柱。
操作：a凝胶的选择和处理，根据相对分子质量范围选择相应型号的凝胶介质。将干胶悬浮于5-10倍的蒸馏水中，充分溶胀，抽气，装柱。b柱的选择：采用L/D比值高的柱子，可提高分辨率，但影响流速。c加样：体积不能过多，不超过凝胶床体积的5％，脱盐时可在10％左右。d洗脱：洗脱液与平衡时用的buffer一致。洗速不可过快，保持恒速。e胶的保存：洗脱完毕后，凝胶柱已恢复到上柱前的状态，不必再生处理。
亲和层析原理：利用生物大分子间特异的亲和力来纯化生物大分子.体通过适当的化学反应共价的连接到载体上，待纯化的物质可被配体吸附，杂质则不被吸附，从层析柱流出，变换洗脱条件，即可将分离的物质洗脱下来，实现分离提纯。解析： 暂无解析