生物分离工程_第一章 绪论.ppt

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1、09:30:28生物分离工程主讲教师：卢轩史丽颖BioseparationEngineering09:30:28本课程学习内容第一章绪论第二章分离与破碎第三章初级分离第四章膜分离第五章萃取第六章色谱09:30:28第一章　绪论一、生物技术与生物分离二、生物物质与生物分离三、生物分离过程的特点四、生物分离技术和原理五、生物分离效率评价Introduction09:30:28一、生物技术与生物分离基因工程细胞工程发酵工程酶工程生物技术活性物质生物分离生物技术：有机体的操作和应用有机体生产有用物质、改善人类生存环境的技术（农、林、牧、医、药、化工、

2、食品）。主要目标是生物物质的高效生产，因此如何得到生物物质分离纯化就是生产生物工程产品的重要环节。09:30:28生物工程分离“生物”=发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液“分离”=除掉杂质，得到活性物质(纯化)“工程”=工艺过程生物分离是生物技术中的下游技术。09:30:2809:30:28青霉素单克隆抗体基因工程细胞因子基因工程人胰岛素酶制剂核酸病毒载体二、生物物质与生物分离现代生物分离的主要对象是蛋白质类.09:30:281、生物分离过程的一般流程原料液细胞分离(离心，过滤)细胞－胞内产物路线二路线一细胞破碎碎片分离路线二A路线二B清液－

3、胞外产物粗分离(盐析、萃取、超过滤等)纯化(色谱、电泳)脱盐(凝胶过滤、超过滤)浓缩(超过滤)精制(结晶、干燥)包含体溶解(加盐酸胍、脲)复性三、生物分离一般过程及特点09:30:282、生物分离过程的特点需要条件温和，方法特殊；防止降解，费用高；生物工程产品与人类生命息息相关；产品标准严格，对分离纯化技术和设备要求高。特点09:30:28原料液中产物浓度低，需要大量的原料液；杂质多，有的与目标产物结构相似，分离步骤多，难度大，成本高；生物分离过程成本占总成本的50-90%.2生物分离过程的特点特点09:30:2810%4.2%1%ooμg/

4、ml09:30:28对于基因工程产品，还需要注意生物安全问题。2生物分离过程的特点离心机固体收集器分离器无菌过滤器通大气09:30:28四、生物分离技术原理及应用技术原理应用离心沉降离心力菌体、细胞碎片、细胞离心离心过滤离心力、筛分菌体、细胞碎片超速离心离心力蛋白质、核酸、多糖过滤压差、筛分菌体、细胞微滤压差、筛分菌体、细胞膜分离超滤压差、筛分蛋白质、核酸、多糖透析浓差、筛分尿素、盐、蛋白质反渗透压差、筛分水、盐、单糖、氨基酸电渗析电荷、筛分氨基酸、有机酸、盐、水09:30:28四、生物分离技术原理及应用技术原理应用有机溶剂萃取液液平衡有机酸

5、、抗生素、氨基酸萃取双水相萃取液液平衡蛋白质、抗生素、氨基酸反胶团萃取液液平衡蛋白质、核酸、氨基酸超临界萃取相平衡脂溶性成分凝胶过滤筛分多糖、蛋白脱盐、分级反相色谱分配平衡脂溶性成分、蛋白质色谱离子交换色谱静电吸附平衡蛋白质、氨基酸、核酸亲和色谱分子识别蛋白质、核酸吸附色谱吸附平衡生物碱09:30:28四、生物分离技术原理及应用技术原理应用凝胶电泳筛分、电荷蛋白质、核酸电泳等电聚焦筛分、电荷、pH蛋白质、氨基酸电色谱电荷、色谱蛋白质、核酸、多糖溶液结晶液固平衡氨基酸、有机酸、蛋白质结晶盐析沉淀液固平衡、疏水作用蛋白质、核酸沉淀等pI沉淀液固平

6、衡、疏水作用蛋白质、氨基酸静电作用有机沉淀液固平衡、静电作用蛋白质、核酸09:30:28四、生物分离技术原理及应用平衡分离：萃取、色谱、结晶/沉淀利用平衡原理。差速分离：离心、膜分离、电泳利用外力造成的移动速度差。平衡、差速：电色谱、色谱电泳09:30:281）浓缩率（富集率）2)分离因子(分离系数)效率评价五、分离效率及提高效率的原则CCCC相平衡09:30:283)回收率4)纯化因子五、分离效率及提高效率的原则效率评价CCCCCCC浓缩率,分离因子和回收率是分离过程自始至终都要关心的因素.09:30:281)、尽可能简单、低耗、高效、快速

7、；2)、分离步骤尽可能少；3)、避免相同原理的分离技术多次重复出现；4)、尽量减少新成分进入待分离的溶液；5)、合理的分离步骤次序。五、分离效率及提高效率的原则选择原则先低选择性，后高选择性；先高通量，后低通量；先粗分，后精分；先低成本，后高成本09:30:28小结理解生物分离工程的含义和重要性；掌握生物分离工程的一般过程及其特点；了解生物分离技术的原理及应用；熟悉生物分离技术方法选择的基本原则及分离效率的计算。09:30:28思考题：谈谈你对生物技术中上游技术和下游技术的理解。（500字）