现代生化产品分离技术的类型及其运用举例

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1、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一菌体培养（发酵）一预处理一浓缩一产物捕集一纯化一精制等单元组成。习惯上将菌体培养以前的过程称为“上游工程”，与Z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。

2、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”乂“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

3、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）o4）、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，述有大量的细胞及碎片、其他代谢物（儿百上千种）、培养基成分、无机盐等。6）、牛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I廛噪蛋白必须控制RIA值（放射免疫测定）小于100（1.5X10-6）,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

4、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、金属离子和微牛物等的影响，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%）o3）、分离纯化昂贵。下游研究费用占整个费用的50%以上；产品的成本构成屮分离纯化的成本站全部成本的40-80%;精细和

5、药用产品的成本比率更高;大多数酶70%o4）、基因工程的费用，下游占50-80%o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）、屮药现代化的重要技术平台。农学、分离科学、生化分析、药学等6）、提供产品竞争力的关键技术之一，降低生产成本、提高产品标准。7）、环境污染的治理。4、分离纯化的一般过程如前所诉，可以办生物物质的分离归纳为四个基本的分离阶段，这就是细胞及不溶物的去除、产品的提取和浓缩、产品的提纯以及产品的最后加工。1）、细胞及不溶物的去除细胞及不溶物的分离是提取发酵产品的重要一步，这是因为在发酵终了时，发酵液中总是混杂有

6、固体物。并且根据生产的情况可知，均需把细胞与液体分离。所以在发酵结束后，细胞分离往往是产品提取必不可少的一步，同时也是整个生物分离过程中的第一步。2）、产品的提取和浓缩这阶段的主要任务是提高产品浓度，兼顾提高纯度。通过这阶段，可去除与产品性质有较大差异的物质。蒸发、沉淀、萃取和吸附是这阶段中使用的典型操作。如果产品是胞内物质，则还需先把细胞破碎，使胞内有关的牛物物质释放出来，这一过程称之为细胞破碎或均质操作，然后再进行提取、提纯等工作。3）、产品的提纯根据不同的产品，该过程有多种方法可选择，其中层析法、超滤法、电泳法与沉淀法是这方面的有效方法。这一阶段的任务，主要

7、是去除与产品有类似化学性质和物理性质的杂质，使产品的纯度有较大的提高。、4）、产品的最大加工产品的最终使用要求，决定了这一阶段所用的方法，结晶和干燥时这阶段屮常用的方法。产品分离的一般步骤生化产品分离技术的类型一、发酵液的预处理和固液分离方法发酵液和其他生物溶液流体力学性能常呈牛顿型性质，加之其形成的菌体细胞滤饼乂具有较大的可压缩性，滤饼一旦被压缩后则极容易变形，便可能成为一层难透性的物料层，覆盖在过滤介质的表面上，妨碍滤液通过。因而，为使发酵的过滤操作易于进行，生物料液的预处理就十分必要。这种预处理方法有：加热法、凝聚和絮凝法及添加助滤剂法等。加热法最简单、最便

8、宜的预处理