2025年现代生化产品分离技术的类型及其运用举例.pdfVIP

以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。——《管子》

现代生化产品分离技术的类型及其运用举例

【摘要】生物技术是上世纪末及本世纪初发展国民经济的关键技术之一。生物技术的

发展，为人类提供了丰富多彩的生物产品。多数生物技术产品的生产过程是由菌体选育—菌

体培养（发酵）—预处理—浓缩—产物捕集—纯化—精制等单元组成。习惯上将菌体培养以

前的过程称为“上游工程”，与之相应的后续过程则称为“下游工程”或“生物分离工程”。

生物技术要走向产业化，上下游必须兼容、协调，以使全过程能优化进行。

【关键字】下游加工，分离纯化类型，

下游加工过程概论

生物物质的分离是生物工程的一个重要部分。国外文献中，常称之为下游过

程，国内则称之为产品的分离或回收。其目的是把生物反应液，如发酵液或酶反

应液内有用物质分离出来，获得所需的目标产品。

生物分离过程与生物发酵过程或酶反应过程同样重要。一般而言，中、上

游过程，只是解决“丰产”的问题，下游分离过程则是解决“丰收”的问题。众

所周知，如果仅有“丰产”而无“丰收”，那么这丰产的成果，未必会变成物质

的财富。只有即“丰产”又“丰收”，才能最大限度地创造出物质财富。

除此之外，还必须认识到以下三点：

1、生化产品的特点

1)、应用面广。医药卫生、环保、动植物生长调节、食品和试剂等

2)、生化产品种类繁多，包括了大、中、小分子量的结构和性质复杂又各异

的生物活性物质，生物活性各异。

3)、目的产物在初始物料中的含量低。青霉素（4.2%）、庆大霉素

（0.2%）、干扰素（50ug/ml）。

4)、产品价格与产物浓度呈反比:

5)、初始物料成分复杂。除少量产物外，还有大量的细胞及碎片、其他代谢

物（几百上千种）、培养基成分、无机盐等。

6)、生物活性物质的稳定性低。易变质、易失活、易变性，对温度、pH值、

重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等非常敏感。

7)、产品的质量要求高，尤其是药品等。成品青霉素对其强致敏原–青霉

噻唑蛋白必须控制RIA值（放射免疫测定）小于100（1.5×10-6），蛋白类

药物（杂质2%）、重组胰岛素中杂蛋白小于0.01%。

2、生化分离技术的特点

1）、通常处理的发酵液或酶反应液中产品的浓度很低。溶液中欲提取物质的

浓度越低，提取时所耗费的能量就越大，费用也就越高，产品的价格也越高。

一般来说，生物物质的分离式十分困难的。

2）、生物产品很多是生化活性物质，易受坏境因素如温度、PH、金属离子和

微生物等的影响，甚至失活，因而也增加了分离的难度。

3)、对最终产品的质量往往要求极高。

3、生化分离技术的重要性

1)、生化产品的必经的过程。

2)、回收率不高。抗生素(80%左右)，蛋白质(60-90%)。

3)、分离纯化昂贵。下游研究费用占整个费用的50%以上；产品的成本构成

中分离纯化的成本站全部成本的40-80%;精细和药用产品的成本比率更高;

老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。——唐·王勃

大多数酶70%。

4)、基因工程的费用，下游占50-80%。基因工程表达产品成本85-90%；劳动

力和物力成本占整个劳动力的70-90%。

5)、中药现代化的重要技术平台。农学、分离科学、生化分析