第一章 原料预处理.ppt

* 2.4 目标产物的选择性释放 原则：（1）当目标产物在细胞膜附近时，采用较温和 的方法（酶溶等）。当目标产物在细胞质 内时，采用强烈的机械破碎法。 ?????????? （2）若提取的产物与细胞膜或细胞壁相结合 时，可采用机械法和化学法相结合的方 法，以促进产物溶解度的提高或缓和操作 条件，但保持产物的释放率不变。 作 业 1、简述细胞破碎的意义 2、细胞破碎方法的大致分类 3 、制药工业包括哪些制药方向? 4、平衡区带离心的分离机理是什么? 5 、试举出几种机械破碎细胞的方法及操作. 6 、细胞分离过程中,悬浮液处理的方法有哪些? * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第一章 原料预处理 （一） 细胞分离　　了解：重力沉降、离心沉降和过滤的概念。　　理解：离心分离与过滤原理以及提高分离效率的方法。　　应用：采用不同的离心分离、过滤设备对不同的细胞进 行分离。　（二） 细胞破碎　　理解： 各种细胞破碎方法原理、优缺点及其适用范围。 　　应用：采用不同的细胞破碎方法对不同细胞进行不同程 度的破碎。 微生物发酵或动植物细胞培养后培养液与细胞的分离，结晶体与母液的分离，浸取液与药源固体的分离都需要固液分离，在制药工程中将菌体或细胞与培养液分离是生物分离过程的第一步。 第一节 细胞分离 1.1 悬浮液的预处理1.预处理的目的 （1）改变发酵液的物理性质，促进从悬浮液中分离固形物的 速度，提高固液分离的效率。 （2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中。 （3）去除发酵液中部分杂质，便于后续操作。2. 预处理的方法 （1）加热法：可降低悬浮液的黏度，加速聚集作用以除去杂 蛋白，破坏凝胶状结构，增加滤饼孔隙度，提高分离效 率。最简单和最廉价的处理方法。  （2）调节悬浮液的pH值：促进凝聚作用。方法简单有效、成 本低廉。 （3）凝聚和絮凝 将化学药剂预先投加到悬浮液中，改变细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，破坏其稳定性，使它们聚集成可分离的絮凝体，再进行分离。 特点：使颗粒尺寸增加，增大颗粒的沉降或浮选速率，提高 滤饼的渗透性或在深床过滤时产生较好的颗粒保留作 用。 凝聚：在投加的化学物质（如铝、铁的盐类或石灰等）作用 下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚 体的过程。 絮凝：使用絮凝剂（天然或合成的大分子量聚电解质如聚丙 烯酰胺）将胶体粒子交联成网，形成10mm大小絮凝 团的过程。 1.3 重力沉降（适用于分离较大的颗粒） 重力沉降的先决条件是固相和液相间存在密度差。重力沉降过程中固体颗粒受到重力、浮力和摩擦阻力的作用。 根据斯托克斯定律，当浮力、摩擦阻力和重力达到平衡时，球形固体颗粒匀速沉降，沉降速度为： 由于菌体细胞的直径很小，沉降速度很慢，因此常需向菌体的料液中加入絮凝剂，使菌体细胞凝聚成较大颗粒后沉降或过滤除去。 1.4 离心沉降（适用于分离较小的颗粒） 广泛应用于固液、液液相的分离。 1.离心沉降速度 S = 从该式中可看出： ①当ρs＞ρL，则S＞0，粒子顺着离心方向沉降。 ②当ρs＝ρL，则S＝0，粒子到达某一位置后达到平衡。 ③当ρs＜ρL，则S＜0，粒子逆着离心方向上浮。 离心沉降时，颗粒的相对分子质量越大，沉降系数越大，离心沉降速度越大。 令： S为沉降系数 2.离心分离法 （1）差速离心分离 ??原理: 利用不同的粒子在离心力场中沉降的差别（大而重的颗粒沉降最快，最先到达底部），在同一离心条件下，沉降速度不同，通过不断增加相对离心力，使一个非均匀混合液内的大小、形状不同的粒子分级沉淀。 ??操作过程：一般是在离心后用倾倒的办法把上清液与沉淀分开，然后将上清液加高转速离心，分离出第二部分沉淀，如此往复加高转速，逐级分离出所需要的物质。 优点：操作最简便，使用最广泛。 缺点：差速离心的分辨率不高，沉淀系数在同一个数量级内的各种粒子不容易分开，常用于其