第章酶的工业提取.ppt

根据膜材料和不同进料液的特性，商品应用的膜产品通常采取如下几种结构形式：管式；中空纤维；卷式；平板式。 膜技术 截留物尺寸nm （分子量） 推动力 分离机理 微滤MF 20 (40,000) 压力差，100kPa 筛分 超滤UF 1～20 (10,000--40,000) 压力差，100kPa 筛分 纳滤NF 1 (100～1000) 压力差，1000kPa 优先吸附、表面电位 反渗透RO (100) 压力差，1000kPa 优先吸附、溶解扩散 四种常用膜分离技术的基本特征 （孔径） 四种常用膜分离过程的截留特性 5.3.1层析分离 层析技术，亦称色谱技术，是一种物理的分离方法。它是利用混合物中各组分的物理化学性质的差别，使各组分以不同程度分布在两个相中，其中一个相为固定的(称为固定相)，另一个相则流过此固定相(称为流动相)并使各组分以不同速度移动，从而达到分离。 层析方法 分离依据 吸附层析 利用吸附剂对不同物质的吸附力不同而使混合物中各组分分离 分配层析 利用各组分在两相中的分配系数不同，而使各组分分离 离子交换层析 利用离子交换剂上的可解离基团（活性基团）对各种离子的亲和力不同而达到分离目的 凝胶层析 以各种多孔凝胶为固定相，利用流动相中所含各种组分的相对分子质量不同而达到物质分离 亲和层析 利用生物分子与配基之间所具有的专一而又可逆的亲和力，使生物分子分离纯化 层析聚焦 将酶等两性物质的等电点特性与离子交换层析的特性结合在一起，实现组分分离 吸附层析通常采用柱型装置，将吸附剂装在吸附柱中，装置成吸附层析柱。 在洗脱时，层析柱内不断发生解吸、吸附、再解吸、再吸附的过程。 第五章 酶的分离纯化 Contents of chapter 5 1、酶的提取与分离纯化技术路线 2、酶的粗分离 3、酶的精制 4、酶的浓缩、干燥、结晶 Go Go Go Go 细胞结构与酶分布 5.1 酶的提取、分离纯化技术路线 细胞破碎 酶提取 酶分离纯化 酶浓缩 酶贮存 动物、植物或微生物细胞 发酵液 离心，过滤，沉淀，层析，电泳，萃取，结晶等。 酶的纯化过程，约可分为三个阶段： (1) 粗蛋白质 (crude protein): 采样 → 均质打破细胞 → 抽出全蛋白，多使用盐析沉淀法；可以粗略去除蛋白质以外的物质。 (2) 部分纯化 (partially purified): 使用各种柱层析法。均质酶 (homogeneous): 目标酶的进一步精制纯化，可用制备式电泳或高效液相色谱。 (3)浓缩与干燥 （concentration and desiccation）使酶与溶剂分离的过程，使用蒸发、冷冻干燥等方法。 酶分离纯化过程 本章 目录 5.1.1酶分离纯化的基本原则 1.防止酶变性失效 （1）一般在低温下进行 （2）控制pH不要过酸、过碱 （3）尽量减少泡沫 （4）防止重金属、有机溶剂引起酶变性，防止微生物污染和蛋白酶水解。 2.选择有效的纯化方式 （1）在不破坏待纯化酶的限度内，使用各种“激烈” 手段。 （2）使用亲和剂进行纯化。 3.酶活性测定贯穿纯化过程始终。 5.1.2酶的组合分离纯化策略 Resolution（分辨率） Speed（速度） Capacity（容量） Recovery（回收率） 设计分离纯化工艺的基本要求 5.2 酶的提取（粗分离） 5.2.1 发酵液预处理 5.2.2 细胞破碎 5.2.3 酶的提取 5.2.4 离心分离 5.2.5 沉淀分离 5.2.6 萃取分离 5.2.1 发酵液预处理 1.发酵液相对纯化 2.发酵液固液分离 1.发酵液相对纯化 （1）无机离子的去除 （2）杂蛋白的去除 （3）色素及其他物质的去除 （1）无机离子的去除 钙离子——草酸 镁离子——三聚磷酸钠 铁离子——黄血盐 （2）杂蛋白的去除 1）沉淀法——pH、盐析 2）变性法——加热、极端pH、有机溶剂 3）凝聚和絮凝——电解质、有机絮凝剂 4）吸附法——吸附剂 （3）色素及其他物质的去除 活性炭 离子交换树脂、离子交换纤维 大孔吸附树脂 专用脱色树脂 2.发酵液固液分离 提高过滤性能的方法 絮凝和凝聚 稀释 助滤剂——不可压缩的多孔微粒 过滤是借助于过滤介质将不同大小、不同形状的物质分离的技术过程。 ——过滤 5.2.2 细胞破碎 许多酶存在于细胞内。为了提取这些胞内酶，首先需要对细胞进行破碎处理。 1）机械破碎 2）物理破碎 3）化学破碎 4）酶解破碎 JY92-II D超声波 细胞粉