生物制药工艺学 第3章 预处理.ppt

第三章 生物材料的预处理 和液固分离 第一节 生物材料的预处理 1、含量低 如胰岛素在胰脏中的含量为0.02%，胆 汁中胆红素含量为0.050.08% 2、杂质多 3、易变性失活 一、选择预处理方法的依据 1、生物活性物质来源、存在状态 “胞内” 、“胞外”、前体 2、后续工艺要求 3、稳定性 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。 二、动物材料的预处理 绞肉机绞 匀浆和组织捣碎 三、细胞培养液的预处理 （一）、杂蛋白质的去除 1、加入凝聚剂 凝聚作用(coagulation)是指在某些电解质作用 下，使胶体粒子的扩散双电层的排斥电位降低 ，破坏了胶体系统的分散状态，而使胶体粒子 聚集的过程。 (P117页) 在发酵液中加入具有相反电性的电解质： 、中和胶粒电性，降低双电层排斥力。 、 离子的水化作用，破坏胶粒的水化层。 影响凝聚作用的主要因素有无机盐的种类、 化合价以及无机盐的用量等。阳离子对带负 电荷的胶粒凝聚能力的次序为： Al3+Fe3+H+Ca2+Mg2+K+Na+Li+ 常用的凝聚剂有：Al 2(SO4)318H2O、 AlCl36H2O、FeCl3、ZnSO4、MgCO3等。 2、加入絮凝剂 絮凝剂是天然的或人工合成的有机高分子 化合物，如壳聚糖、海藻酸钠、明胶及酰 胺类衍生物、聚苯乙烯类衍生物和聚丙烯 酸类等。 絮凝剂具有长链线状的结构，易溶于水， 其分子量可高达数万至一千万以上，在长 的链上含有相当多的活性功能团。 影响絮凝效果的因素主要有： （1）絮凝剂的分子量： （2）絮凝剂的用量： （3）溶液pH值： （4）搅拌速度和时间： 3、变性沉淀 4、等电点沉淀 5、加各种沉淀剂沉淀 6、吸附 例如四环素发酵液中加入黄血盐和硫酸锌 ，生成亚铁氰化锌钾 K2Zn3Fe(CN)62的胶 状沉淀，能将杂蛋白质和菌体等黏附在其 中而除去。 二、多糖的去除 可用酶转化为单糖 黏多糖可与一些阳离子表面活性剂如十六烷 基溴化铵（CTAB）生成沉淀去除。 三、高价金属离子的去除三、高价金属离子的去除 1、离子交换法 2、沉淀法 Ca2+ 草酸 Mg2+ 磷酸盐,三聚磷酸钠 Fe3+ 黄血盐 第二节 细胞破碎 一、机械法 1、匀浆法 2、珠磨法 3、超声波 三、化学法 1、化学试剂处理 2、酶解法 3、制成丙酮粉 二、物理法 1、干燥 2、冻融 3、渗透压冲击 一、机械法 （一）高压匀浆器 （二）高速珠磨机 （三）超声波振荡器 二、物理法 （一）干燥法 空气干燥、真空干燥、喷雾干燥、冷冻 干燥 （二）冻融法 （三）渗透压冲击法 先把细胞放在高渗溶液中，细胞发生收 缩，然后将介质快速稀释或将细胞转入 水或缓冲液中，细胞快速膨胀，使产物 释放至溶液中 三、化学法 （一）、加入化学试剂 1、用碱处理 2、用脂溶性有机溶剂 3、表面活性剂 （二）酶解法 （三）制成丙酮粉 四、选择破碎方法的依据 （一）、规模及成本 工业规模：高压匀浆和珠磨 （二）、目的物的稳定性 （三）、破碎效果和产物释放率 第三节 液-固分离 一、过滤 （一）过滤方式 1、常规过滤 2、错流过滤 （二）、过滤设备 1、板框过滤机 2、真空鼓式过滤机 （三）过滤介质和助滤剂 1、过滤介质：滤布或膜 2、助滤剂：要求为惰性物质、无毒、有 一定细毒及硬度，成本低廉。 常用有：硅藻土、纸浆、石棉、纤维素等