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生化分离技术和生物化工产品

发布日期:2020年11月09日 浏览次数:次  编辑:admin

  生化涣散手艺和生物化工产物_农林牧渔_专业材料。生化涣散手艺和生物化工产物

  第九章 生化涣散手艺和生物化工产物 2012-4-28 1 基础界说 生化涣散工程的界说: 生化涣散工程的界说: 为提取生物产物时所需的道理、技巧、 为提取生物产物时所需的道理、技巧、手艺及 合系硬件兴办的总称,指从发酵液、 合系硬件兴办的总称,指从发酵液、动植物细胞 作育液、 作育液、酶反映液和动植物结构细胞与体液等中 提取、涣散纯化、 提取、涣散纯化、富集生物产物的进程 (Downstream Processing)。 。 单位操作: 单位操作: 结束一道工序所需的一种技巧和要领。 结束一道工序所需的一种技巧和要领。 生化产物的类型 按用处分类 食物类。 食物类。 保健品类。 保健品类。 医用类产物( 抗生素112种 医用类产物(1998年,719种)。抗生素 年 种 种 农业用产物( 农业用产物(1998年,36种)。 年 种 生物试剂类( 生物试剂类(1998年,975种)。 年 种 按分子量巨细分类 Mass 1000D:抗生素、有机酸、aa、众肽类等 :抗生素、有机酸、 、 Mass 1000D:酶、抗原、抗体、众肽、卵白质类 抗原、抗体、众肽、 : 按发酵时宗旨产品所正在的位子分类 cell内:胰岛素、白细胞介素、滋扰素、重组卵白质 内 胰岛素、白细胞介素、滋扰素、 cell外:抗生素(青霉素、红霉素)、胞外酶(α-淀粉酶)等 )、胞外酶 淀粉酶) 外 抗生素(青霉素、红霉素)、胞外酶( 淀粉酶 生化产物的特质 1)、操纵面广。生物大学生创业项目 医药卫生、环保、动植物发展调理、食物和试剂等 、操纵面广。 医药卫生、环保、动植物发展调理、 2)、品种繁众。现代生物技术产品分子量 、品种繁众。分子量X0–X000000,布局功用纷乱,生物活性各异。 ,布局功用纷乱,生物活性各异。 3)、宗旨产品正在初始物料中的含量低。 青霉素(4.2%)、庆大霉素 、宗旨产品正在初始物料中的含量低。 青霉素( ) (0.2%)、滋扰素(50ug/ml)。 ) 滋扰素( ) 4)、产物价钱与产品浓度呈反比: 、产物价钱与产品浓度呈反比 5)、初始物料因素纷乱。除少量产品外,再有豪爽的细胞及碎片、其他代 、初始物料因素纷乱。除少量产品外,再有豪爽的细胞及碎片、 谢物(几百上千种) 作育基因素、无机盐等。 谢物(几百上千种)、作育基因素、无机盐等。 6)、生物活性物质的不乱性低。易变质、易失活、易变性,对温度、pH值、 、生物活性物质的不乱性低。易变质、易失活、易变性,对温度、 值 重金属离子、有机溶剂、剪切力、外观张力等万分敏锐。 重金属离子、有机溶剂、剪切力、外观张力等万分敏锐。 7)、产物的质料条件高,特别是药品等。制品青霉素对其强致敏原 –青霉噻 、产物的质料条件高,特别是药品等。 青霉噻 唑卵白务必把持RIA值( 放射免疫测定 ) 小于 唑卵白务必把持 值 放射免疫测定)小于100(1.5×10-6 ) , 蛋 ( × 白类药物( 白类药物 ( 杂质 2%) 、 重组胰岛素 ( Humulin) 中杂卵白小于 ) 重组胰岛素( ) 0.01%。 。 生化涣散做事的紧要性 1)、生化产物的必经的进程。 、生化产物的必经的进程。 2)、接收率不高。抗生素 驾驭), 、接收率不高。抗生素(80%驾驭 ,卵白质 驾驭 卵白质(60-90%)。 。生物试剂网 3)、 涣散纯化腾贵 。 下逛商量用度占扫数 用度的50%以 、 涣散纯化腾贵。 下逛商量用度占扫数R&D用度的 用度的 以 产物的本钱组成平分离纯化的本钱站悉数本钱的40上;产物的本钱组成平分离纯化的本钱站悉数本钱的 80%; 慎密和药用产物的本钱比率更高 大无数酶 慎密和药用产物的本钱比率更高; 大无数酶70%。 。 4)、基因工程的 用度, 、 基因工程的R&D用度, 下逛占 用度 下逛占50-80%。基因工程外达产 。 品本钱85-90%; 劳动力和物力本钱占扫数劳动力的70品本钱 85-90%; 劳动力和物力本钱占扫数劳动力的 7090%。 。 5)、中药新颖化的紧要手艺平台。农学、涣散科学、生化剖析、 、中药新颖化的紧要手艺平台。农学、涣散科学、生化剖析、 药学等 6)、供给产物竞赛力的环节手艺之一 。 WTO, 消重分娩本钱 、 、 供给产物竞赛力的环节手艺之一。 , 消重分娩本钱、 升高产物程序。 升高产物程序。 7)、境遇污染的处分 。 、 生化涣散做事的普通进程 动、植物结构、体液等 植物结构、 提取 胞外产品 发酵液 → 预打点 → c涣散 → c决裂 → 碎片涣散 → 开始纯化 → 精制 → 制制品 涣散 决裂 作育液 加 热 重 淀 匀 化 离 心 重 淀 分子筛 无菌过滤 酶反映 调 pH 离 心 超 声 萃 取 吸 附 离 子 超滤 絮 凝 过 滤 胞 溶 过 滤 萃 取 亲 和 冻干 错流过滤 研 磨 错流过滤 超 滤 吸 附 喷干 憎 水 结晶 电 泳 生化涣散工程的分类 Absorbance (吸附 吸附) 吸附 2h 1)、非特异性吸附 ) 2)、特异性吸附 ) 3)、亲和吸附 ) 4)、离子换取 ) 1)、凝胶 ) 2)、亲和色谱 ) 3)、离子换取 ) 1)、磁性免疫微球 ) 2)、区带电泳 ) 3)、等速电泳 ) 4)、等点聚焦电泳 ) 抗生素 抗体 抗原抗体 抗生素 抗生素、卵白质 抗生素、 抗体 卵白质 Chromatography (色谱或层析 色谱或层析) 色谱或层析 6h Electric Field (场致涣散 场致涣散) 场致涣散 6h 抗原抗体 卵白质 卵白类 卵白类 悬浮液的预打点 预打点的宗旨: 预打点的宗旨: 蜕变发酵液的物理性子(黏度、 颗粒↑、颗粒不乱性等), 蜕变发酵液的物理性子 黏度、 颗粒↑ 颗粒不乱性等 , 黏度 固液涣散速率↑ 涣散器涣散作用↑ 固液涣散速率↑,涣散器涣散作用↑; 主意产品改变个中一相(无数为液相 无数为液相); 主意产品改变个中一相 无数为液相 ; 去杂质 预打点技巧 加热:最简略和最低价的打点技巧。 黏度、促凝固、 加热:最简略和最低价的打点技巧。↓黏度、促凝固、 固体因素体积、捣蛋凝胶布局、填补空位率、 ↓固体因素体积、捣蛋凝胶布局、填补空位率、去卵白 调pH值:技巧简略有用、本钱低廉; 值 技巧简略有用、本钱低廉; 凝固: 正在凝固剂(如铝盐 铁盐、 石灰和NaCl)效用下 如铝盐、 效用下, 凝固 : 正在凝固剂 如铝盐 、 铁盐 、 石灰和 效用下 细胞卵白质等(准 胶体去不乱 并分散成1mm巨细的凝 胶体去不乱, 细胞卵白质等 准)胶体去不乱,并分散成 巨细的凝 聚块的进程。 聚块的进程。 2012-4-28 9 2012-4-28 10 技巧选拔的基础规矩 1)、尽可以简略、低耗、高效、急迅。 、尽可以简略、低耗、高效、急迅。 2)、涣散举措尽可以少。Why? 、涣散举措尽可以少。 A)、 、 φn -----------总接收率,λn ------------各单位接收率。 总接收率, 各单位接收率。 总接收率 各单位接收率 涣散举措越众,接收率越低; 涣散举措越众,接收率越低;如φ10 = 0.9510 = 0.63, , φ5 = 0.955 =0.77 B)、涣散举措众 , 兴办参加大 , 职员物资打发大, 生 、 涣散举措众,兴办参加大,职员物资打发大, 产周期长。 产周期长。 3)、避免相像道理的涣散手艺众次反复显现。 避免相像道理的涣散手艺众次反复显现。 避免相像道理的涣散手艺众次反复显现 例如,分子筛和超滤手艺按分子量巨细涣散,反复应 例如, 分子筛和超滤手艺按分子量巨细涣散, 用两次以上,旨趣就不大了。 用两次以上,旨趣就不大了。 4)、 尽量节减新化合物进入待涣散的溶液 。 、 尽量节减新化合物进入待涣散的溶液。 A)、惹起新的化学污染; 、惹起新的化学污染; B)、卵白质的变性失活 、 5)、合理的涣散举措步骤。 、合理的涣散举措步骤。 规矩是: 先低选拔性, 后高选拔性; 规矩是 : 先低选拔性 , 后高选拔性 ; 先高通 后低通量;先粗分,后精分;先低本钱, 量,后低通量;先粗分,后精分;先低本钱, 后高本钱。 后高本钱。 安排前应分析的讯息 ㈠正在安排前,最初要操作的产品物化性子, 正在安排前,最初要操作的产品物化性子, 首要网罗: 首要网罗: (1)、熔化度及影响要素,网罗温度、pH值、有机溶剂和盐等; 、熔化度及影响要素,网罗温度、 值 有机溶剂和盐等; (2)、分子量和分子形式。对待高分子物质万分有心义; 、分子量和分子形式。对待高分子物质万分有心义; (3)、沸点和蒸汽压。对待热不乱的小分子物质万分有心义; 、沸点和蒸汽压。对待热不乱的小分子物质万分有心义; (4)、极性巨细; 、极性巨细; (5)、分子电荷及影响要素,网罗 值和盐等; 值和盐等; 、分子电荷及影响要素,网罗pH值和盐等 (6)、功用团。功用团为萃取剂和特异性吸附的选拔供给凭据; 、功用团。功用团为萃取剂和特异性吸附的选拔供给凭据; (7)、免疫原性。安排亲和色谱; 、免疫原性。安排亲和色谱; (8)、不乱性及其影响要素 , 网罗温度 、 pH值、毒性试剂等 如青霉 、不乱性及其影响要素,网罗温度、 值 毒性试剂等(如青霉 素低pH不不乱 不不乱); 素低 不不乱 ; (9)、等电点 ; 、等电点pI; ㈡制品规格(或产物格料程序) 制品规格(或产物格料程序) 五肽胃泌素的上海市药品程序( 年版32页 外1.3 五肽胃泌素的上海市药品程序(1993年版 页) 年版 目标名称 目标 含量( 含量(C37H49N7O9S) 97.0 ) -25? ~ -29? 比旋光度 A(280nm):A(288nm) = 1.12-1.22 接收值比 各氨基酸之比为1 氨基酸 各氨基酸之比为 干燥失重,% 干燥失重, 0.5 ㈢进料的构成和物性 (1)、宗旨产品的浓度。高?低? 、宗旨产品的浓度。生物产品制造 (2)、物料中的与宗旨产品附近物质构成的物理化学性子。 、物料中的与宗旨产品附近物质构成的物理化学性子。 (3)、宗旨产品的定位。是胞内依然胞外? 、宗旨产品的定位。是胞内依然胞外? (4)、菌种的品种和状态。 、菌种的品种和状态。 (5)、微生物的含量和发酵液的黏度。 、微生物的含量和发酵液的黏度。 ㈣分娩范围 ㈤伤害性 (1)、离心形成的气溶胶、发酵形成的废气、干燥形成的粉尘 、离心形成的气溶胶、发酵形成的废气、 等。 (2)、宗旨产品自己的伤害性;抗肿瘤代谢类药物,类固醇类 、宗旨产品自己的伤害性;抗肿瘤代谢类药物, 抗生素,激素类药物等。 抗生素,激素类药物等。 (3)、试剂伤害。萃取试剂 甲苯、 二甲苯、 、试剂伤害。萃取试剂CCl4、甲苯、苯、二甲苯、CNBr。 。 (4)、微生物的伤害 。 重组 工程菌不行随意排放。 、 微生物的伤害。重组DNA工程菌不行随意排放。 这一菌 工程菌不行随意排放 种为新的物种, 种为新的物种,不行消除对生态体例和人的伤害。 ㈥分批涣散依然毗连纯化