生物材料的预处理和液固分离.ppt

细胞破碎方法综合比较第28页，共41页，星期日，2025年，2月5日第29页，共41页，星期日，2025年，2月5日关于生物材料的预处理和液固分离第1页，共41页，星期日，2025年，2月5日生物活性物质来源动物植物微生物组织、器官、细胞及代谢产物存在方式：胞内和胞外第一节生物材料的预处理第2页，共41页，星期日，2025年，2月5日一确定预处理方法的依据1生物活性物质存在方式与特点生物活性物质存在部位与它的生物活性密切相关生物活性物质来源、存在状态“胞内”、“胞外”、前体生物材料中的化学组成十分复杂生物活性物质在生物材料中含量较低，杂质含量高，而且生理活性愈高的成分，含量往往愈低如胰岛素在胰脏中的含量为0.02%，胆汁中胆红素含量为0.05~0.08%生物活性物质的存在方式与其生物功能密切相关，一般情况下，可以根据活性物质的生物功能推断其存在部位和分布方式第3页，共41页，星期日，2025年，2月5日可被材料中酶、微生物破坏，还可能受酸、碱、盐、重金属离子、机械搅拌、温度、甚至空气和光线作用改变活性2后续工艺要求3目的物稳定性经过预处理和固－液分离后，一般要求得到滤液澄清、pH适中、有一定浓度的目的生物活性物质如后续采用离子交换方法处理，则对滤液中无机离子、灰分含量、澄清度方面要求较高；如采用溶剂萃取，则要求蛋白质含量较低，以减轻乳化现象；如采用结晶方法，则还需要经过脱色处理第4页，共41页，星期日，2025年，2月5日绞肉机?将事先切成小块的组织绞碎?形成组织糜?许多蛋白和酶可以从颗粒较粗的组织糜中提取出来一般情况下：先用粗孔径的绞，再用细孔径的绞，有时可能还需要多次进行用绞肉机，一般细胞并不破碎，一些胞内产物不能有效地提取，须通过特殊的匀浆才行实验室常用玻璃匀浆器和组织捣碎器，工业上可用高压匀浆器二动物材料的预处理第5页，共41页，星期日，2025年，2月5日（一）预处理的目的三发酵液（细胞培养液）的预处理2去除发酵液（培养液）中部分杂质以利于后续各步操作1改变发酵液（培养液）的物理性质，以利于固-液分离主要方法有：加热、凝聚与絮凝、使用助滤剂培养液中主要含有2类物质：可溶性胶状物质无机盐类可溶性胶状物质：核酸、杂蛋白、不溶性多糖，这些杂质不仅使培养液粘度增加，液固分离速度受影响，而且还会影响后续的分离纯化操作无机盐类：不仅影响成品质量，而且在采用离子交换法提取时，由于树脂大量吸附无机离子而减少对目的物的交换第6页，共41页，星期日，2025年，2月5日加热是最简单和经济的预处理方法，即把发酵液（培养液）加热到所需温度并保温适当时间。加热能使杂蛋白变性凝固，从而降低发酵液（培养液）的粘度，使固液分离变得容易。但加热的方法只适合对热稳定的生物活性物质（二）细胞及蛋白质的处理1变性沉淀蛋白变性的其它方法：大幅度改变pH，加有机溶剂（丙酮、乙醇等）、重金属盐（如Ag＋、Cu2＋、Pb2＋等）和表面活性剂天然蛋白质分子受到某些物理的或化学的因素影响时生物活性丧失、溶解度降低、不对称性增高以及其他的一些物理化学常数发生变化，这个过程就称为变性作用第7页，共41页，星期日，2025年，2月5日2凝聚和絮凝凝聚和絮凝预处理对象细小菌体或细胞（分泌胞外产物）、细胞的碎片以及蛋白质等胶体粒子的去除培养中的细胞、菌体或蛋白质等胶体颗粒的表面一般都带有电荷，带电原因很多，主要是吸附溶液中的离子或自身基团的电离胶粒能保持分散状态的原因是带有相同电荷，一旦布朗运动使离子间距离缩小到它们的扩散层而部分重叠时，即产生排斥作用，使两个离子分开，从而阻止了粒子的聚集胶体能稳定存在的另一个原因是其表面的水化作用，即形成了离子周围的水化层，阻碍胶粒间的直接聚集处理过程将一定的化学药剂预先投加到培养液，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，再进行分离第8页，共41页，星期日，2025年，2月5日凝聚剂主要是一些无机类电解质，由于大部分被处理的物质带负电荷（如细胞或菌体一般带负电荷），因此工业上常用的凝聚剂大多为阳离子型，分为无机盐类、金