生物工艺9-10(MICROSO-IMCS76C版本冲突了 2011-11-08) 生物制药工艺学.pptVIP

第二篇 生物药物分离纯化工艺 第九章 分离纯化概论 研究如何从混合物中把一种或几种物质分离出来的科学技术，是一门应用性很强、科技含量较高的学科，涉及到物理、化学、生物学等方面的知识和操作技术。 基本涵义 生物分离技术是指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物（发酵液、培养液）及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。 主要内容 包括离心分离、过滤分离、溶剂分离、萃取分离、沉淀（析）分离、膜分离、层析（色谱）分离、电泳分离技术以及产品的浓缩、结晶、干燥等技术。 基本原理 主要是依据离心力、分子大小（筛分）、浓度差、压力差、电荷效应、吸附作用、静电作用、亲和作用、疏水作用、溶解度、平衡分离等原理对原料或产物进行分离、纯化。不同的分离对象需要采用不同的分离方法才能有效地被分离。 发展历史 生物分离技术至今已有几百年的历史。 16世纪人们发明了用水蒸气蒸馏从鲜花与香草中提取天然香料的方法； 近代生物分离技术是在欧洲工业革命以后逐渐发展形成的；到20世纪40年代初，大规模深层发酵生产抗菌素； 近年来发展的新生物技术包括利用基因工程菌生产人造胰岛素，人与动物疫苗等产品，某粗产物的含量极低，而对分离所得最终产物的要求却更高了。 第二节 生物技术下游加工过程的特点 1、培养液中所含目标产物的浓度低 2、生物活性物质不稳定 3、发酵产物批间差异大，不宜过久存放 4、需要除去有害人类健康的物质 5、采用利于保持目标产物产品质量的操作条件 6、产品要求高质量、高纯度 第三节 传统生物产品分离纯化方法 一、生物分离工艺流程： 一般包括原料的选取、预处理、细胞破碎、固-液分离、初步纯化（分离）、精制（高度纯化）和成品加工等过程。 二、发酵液的预处理和固液分离 发酵液的预处理 加热?、调pH、絮凝和凝聚。 固液分离 沉降、离心分离、过滤、错流过滤。 三、细胞破碎和碎片分离 机械法：高压匀浆、高速珠磨、超声波破碎； 非机械法：化学法、酶解法、渗透压冲击法、冻结融化法、干燥法。 细胞碎片分离：离心、双水相萃取 四、溶剂萃取法 利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。 五、超临界流体萃取法 超临界流体（supercritical fluid, SF）是指某种气体（液体）或气体（液体）混合物在操作压力和温度均高于临界点时，使其密度接近液体，而其扩散系数和黏度均接近气体，其性质介于气体和液体之间的流体。超临界流体萃取法（supercritical fluid extraction, SFE）技术就是利用超临界流体为溶剂，从固体或液体中萃取出某些有效组分，并进行分离的一种技术。 超临界流体萃取法的特点在于充分利用超临界流体兼有气、液两重性的特点，在临界点附近，超临界流体对组分的溶解能力随体系的压力和温度发生连续变化，从而可方便的调节组分的溶解度和溶剂的选择性。超临界流体萃取法具有萃取和分离的双重作用，物料无相变过程因而节能明显，工艺流程简单，萃取效率高，无有机溶剂残留，产品质量好，无环境污染。 可作超临界流体的气体，如二氧化碳、乙烯、氨、氧化亚氮、二氯二氟甲烷等，通常使用二氧化碳作为超临界萃取剂。应用二氧化-碳超临界流体作溶剂，具有临界温度与临界压力低、化学惰性等特点，适合于提取分离挥发性物质及含热敏性组分的物质。但是，超临界流体萃取法也有其局限性，二氧化碳-超临界流体萃取法较适合于亲脂性、相对分子量较小的物质萃取，超临界流体萃取法设备属高压设备，投资较大。 六、离子交换分离法 利用离子交换剂与溶液中的离子之间所发生的交换反应进行分离的方法。是一种固—液分离法。 离子交换分离法特点: (1)分离效率高 (2)适用于带电荷的离子之间的分离,还可用于带电荷与中性物质的分离制备等。 (3)适用于微量组分的富集和高纯物质的制备 (4)方法缺点是操作比较麻烦，周期长，一般只用它解决某些比较复杂的分离问题。 七、吸附分离法 八、沉淀分离法 根据溶解度的不同，控制溶液条件使溶液中的化合物或离子分离的方法统称为沉淀分离法。方法的主要依据是溶度积原理。 沉淀分离法种类 根据沉淀剂的不同，沉淀分离也可以分成用无机沉淀剂的分离法、用有机沉淀剂的分离法和共沉淀分离富集法。 沉淀分离法和共沉淀分离法的区别主要是：沉淀分离法主要使用于常量组分的分离（毫克 量级以上）；而共沉淀分离法主要使用于痕量组分的分离（小于1mg/mL）。 　常用的沉淀分离方法及试剂 　　1 、无机沉淀剂 　　氢氧化物、硫化物、其它沉淀剂。 　　2、有