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1、第26卷第4期膜科学与技术Vol.26No.42006年8月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGYAug.2006文章编号:1007-8924(2006)04-0061-05新型分离纯化技术)亲和超滤及其应用陈立军,张心亚,黄洪,沈慧芳,陈焕钦(华南理工大学化学工程研究所,广州510640)摘要:亲和超滤技术是把亲和层析的高选择性和超滤技术的高处理能力相结合的一种新型能大规模进行生物特征物质分离提纯的技术.简要介绍了亲和超滤技术的原理和特征,详细介绍了亲和超滤技术在生物工程和制药工程
2、上的应用.随着亲和超滤技术的发展,应用领域将会不断扩大,将会极大地推动热敏物质(蛋白质、酶、维生素、中草药等)和分子量相近物质(同分异构体、同系物等)分离技术的发展.关键词:亲和超滤;大分子配体;膜;分离;纯化中图分类号:TQ028.8文献标识码:A基因工程和细胞工程技术的最新进展,促进了回收率、经济有效易于大规模生产的纯化技术,亲和生物制品如酶、抗体、抗原、受体的迅速发展.这些制超滤技术应运而生,这是亲和层析技术和超滤技术品通常是从发酵液中或天然产品中提取,并经纯化的有机结合,并已应用于生物工程领域
3、.它的研究国而得到的产品.提取液常含有悬浮物、高或低分子杂际上尚处于起步阶段,它的成功无疑有助于推动生质,并且这些产品纯度很低,对温度、酸度、有机溶物工程技术的进步.剂、蛋白酶以及其它生物污染物很敏感,易于降解.1亲和超滤技术的原理和特征因此,很有必要开发高效的下游工程,进行产品的分离和纯化.生物工程中的下游工程,通常用过滤、离亲和超滤技术是把亲和层析的高选择性和超滤心法分离不溶物,用盐析等沉淀法进行浓缩.用离子技术的高处理能力相结合的一种新型能大规模进行[2,3]交换、电泳和亲和层析技术对产品进行纯
4、化.其中亲生物特征物质分离提纯的技术.其基本原理为:和层析技术是选择性最高的纯化技术(一般可把纯当需提纯的物质(亲和体)自由的存在于提取液时,度提高1000倍),现已广泛应用于生物制品(干扰由于其分子量较小,能顺利通过截留分子量大的超素、抗凝血酶、胰蛋白酶Ó、尿激酶等)的分离纯化.滤膜.但当亲和体与具有结合能力的大分子配体混但亲和配体昂贵、难制备,且亲和柱易堵塞和污染,合,形成亲和体-大分子配体复合物后,由于此复合[1]只能适用于间歇操作.因此,亲和层析技术因其物分子量远大于超滤膜的截留分子量,从而被
5、截留;费用高、耗时、低效,不能满足生物工程上大规模生而提取液中其它未被结合的组分则通过超滤膜,从产的需要.亲和体-大分子配体复合物中分离出来.当所有的近20年来发展起来的超滤膜分离技术,无相杂质去除后,用合适的洗脱液处理超滤膜截留得到变、低能耗,在常温下操作,并且能大规模连续生产,的复合物,使亲和体从大分子中解吸出来;游离的亲特别适用于生物制品的分离浓缩和纯化.但超滤技和体(蛋白质、酶等)可通过超滤膜,从大分子配合体术的缺点是分离选择性不高,对分子量相差不大的中分离出来.透过液可被截留分子量较小的超滤
6、膜物质(如对映异构体)不能得到很好的分离.因此为进行浓缩;而大分子配体经再生后可循环使用.这一了满足生物制品高质量的需要,开发了高选择性、高过程已成功地应用于蛋白质、酶等的间歇、半连续和收稿日期:2004-10-14;修改稿收到日期:2004-12-10作者简介:陈立军(1975-),男,安徽合肥市人,博士生,从事传质与分离过程以及精细化学工程的研究.#62#膜科学与技术第26卷连续操作.的受精和生长等.伴刀豆球蛋白A中含有一个2+2+在亲和超滤过程中,决定生产率的两大因素为Mn离子和一个Ca离子,并
7、能和许多其它过渡[10][11]大分子配体的结合能力和超滤膜的透过速率.大规金属离子结合形成络合物.Mattiason等应用模连续生产要求吸附(亲和)和解吸迅速.在吸附步亲和超滤技术从刀豆的提取液中提取伴刀豆球蛋白骤,虽然选择高结合能力的配体可提高吸附能力,但A.该工艺采用啤酒酵母的热杀细胞为大分子配体,高结合度会给解吸带来困难,为此最好选择中等结以D-葡萄糖为洗提液,获得了总收率为70%的高合能力的配体.同时为了提高吸附量,配体必须有足纯度产品.伴刀豆球蛋白A(分子量为102000)和热够的接触面积
8、(粒子尽可能小或呈多孔结构)并且应杀细胞(直径为5nm)之间的亲和反应在一混合室廉价、专一性强,在亲和洗脱条件下很稳定,在高剪中进行,而洗提和解吸在超滤膜装置中完成.游离形切力下无损伤,易回收、无毒.若配体为小分子物质,式的伴刀豆球蛋白A可通过超滤膜,而伴刀豆球蛋则必须固定于载体表面.亲和超滤所用的载体有两白A-热杀细胞的复合物则因体积大而被截留.过[4-6]类,一类是水不溶性微载体,另一类是水溶性滤液(纯化后的蛋白溶液)用截留分子量为3.5@[7,8]
