《现代生物制药技术（第3版）》全套教学课件

1生物技术

1认识生物技术2生物技术的内涵一基本概念全套可编辑PPT课件模块1基本概念模块2生物提取制药模块3天然活性成分模块4生化反应制药模块5酶工程与固定化技术制药模块6免疫与细胞工程技术制药模块7基因工程技术制药1生物技术(1)怎样定义生物技术？(2)

如何理解生物技术？1怎样定义生物技术？定义直接或间接地利用生物体的机能来生产物质含义应用生物科学和工程学原理

→加工生物材料

利用生物及其制备物作为加工原料

→提供所需商品和社会服务

综合性科学技术，生命科学与工程技术的结合2如何理解生物技术？广义运用现代生物科学、工程学和其他基础学科的知识

产品生产商业加工社会服务控制生物改造或模拟生物功能狭义利用生物体（微生物和高等动、植物）组成部分（器官、组织、细胞或细胞器等）发展新产品或新工艺的一种技术体系理解生物技术的发展趋势越来越

深入分子、亚细胞、细胞、组织和个体等层次

深刻揭示生物结构和功能的关系

进行不同层次的设计、控制、改造、模拟技术手段 例基因重组技术

创造新物种、新品系

发酵培养、酶反应

大规模商品化生产

生物/非生物

新材料和新元件工程技术材料加工理解生物技术的意义更好地了解生物、了解环境、了解我们自己

提供更好的社会服务

消除水和空气污染

保护生态环境

提高医疗技术

防治疾病、提高健康水平 ……现代生物技术产品的一般性生产流程(1)生物技术涵盖的技术领域？2生物技术的内涵(2)生物技术各领域之间的相互关系(3)基因工程影响现代生物技术1生物技术涵盖了哪些技术领域？基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程 ——《中国生物技术政策纲要》（863计划）

生化工程、蛋白质工程 ——“七五”攻关计划

结构蛋白及多肽药物、新型疫苗、创新中药、诱导多能干细胞……

——《中国制造2025》生物技术的四个方面基因工程

涉及一切生物类型历共有的遗传物质

核酸分离、提取、体外剪切、重组、扩增、表达……细胞工程

生物基本单位——细胞（器官或组织）

离体培养、繁殖、再生、融合

细胞核、细胞质、染色体、细胞器移植与构建酶工程

高效、优质地生产特定产品

利用生物酶的特异催化功能

借助固定化技术、生物反应器和生物传感器发酵工程

微生物工程

提供最适宜的微生物发酵条件，生产特定产品2生物技术各领域间的相互关系互为独立，相互渗透、密切相关，完整、统一遗传基因→酶特异结构→酶催化特性→新陈代谢反应 ≈效率极高的反应器基因工程、细胞工程是生物技术的核心基础

酶工程和发酵工程是生物技术产业化的关键环节3

基因工程影响现代生物技术DNA重组技术是现代生物技术的核心

使新药研发的途径发生了根本性转变基因工程药物研究进入快速发展时代

范畴表达药用成分、基因治疗产品、分子诊断试剂……

衍生生物信息学（基因组学、生物芯片……）

胚胎干细胞工程实例新型冠状病毒疫情

诊断筛查、疫情溯源——基因诊断

药物治疗、疫苗预防——基因重组1生物制药技术的概念

2理解生物制药技术2生物制药技术的发展一基本概念1生物制药技术的概念(1)什么是生物药物？(2)

什么是生物制药技术？(3)

如何理解生物制药技术体系？1什么是生物药物？定义原料生物体、生物组织或其成分方法生物学、生物化学、微生物学、免疫学生物化工技术、药学产品用于预防、诊断、治疗的一大类药物包括从生物体中制取的天然生物活性物质人工合成/半合成的天然物质类似物生物药物现代天然药物、基因工程药物基因治疗产品、分子诊断试剂传统生化药物、发酵药物、疫苗和血液制品传统生物药物抗生素

微生物的次级代谢产物，主要治疗感染性疾病

利用发酵工程等技术生产

生化药物从生物体中分离纯化，调节生理功能生物制品利用病原生物体及其代谢产物（血液制品）依据免疫学原理，预防、诊断和治疗现代生物药物天然药物天然生物材料中获取的活性成分生物技术/基因工程药物利用基因/细胞工程技术制成诊断试剂结合新型技术领域

基因工程、细胞工程、单克隆抗体

微电子、光电子用途疾病预防、疗效、愈后判断治疗药物筛选检测、健康状况评价遗传性预测

……2什么是生物制药技术？定义以生物体为主体，应用生物技术手段生产加工生物药物的工程技术同生物技术发展相对应的、多学科综合技术体系核心特征围绕生物体来进行的，核心特征

生物反应生物制药技术基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程材料来源药物性质治疗对象天然材料动植物制药、微生物制药、海洋生物制药技术方法人工设计改造细胞工程制药、组织工程制药生化药物和生物制品（氨基酸药物、多肽药物、酶类药物、疫苗和血液制品）3如何理解生物制药技术体系？(1)中国人最早应用生物药物？2生物制药技术的发展(2)生物制药技术经历了怎样的发展变化？(3)现代生物技术影响着药物的研发(4)我国生物制药技术的发展趋势1中国人最早应用生物药物公元前597年，使用“麴”公元4世纪，用海藻酒治疗“瘿”病11世纪，沈括《沈存中良方》中记载用秋石治病的事例10世纪时，“种牛痘”的方法已广为流行2生物制药技术的发展变化第一代从远古到本世纪中叶使用天然活性物质加工制剂脏器制剂胎盘制剂、眼制剂、骨制剂……第二代近代

20世纪20年代后从生物材料中分离、纯化生物活性物质纯化胰岛素、甲状腺素各种必需氨基酸、脂肪酸、维生索……40～50年代发酵法生产氨基酸药物、抗生素药物60年代后各种酶类药物尿激酶、链激酶、溶菌酶、激肽释放酶……第三代生物制药技术20世纪80年代基因工程、蛋白质工程、动植物克隆发酵/培养工艺控制、提取分离纯化检测分析诊断、细胞融合改造……例如重组大肠杆菌→人生长激素重组酵母菌→核酸疫苗培养植物细胞→天然植物活性成分转基因技术→牛羊等家禽“制药工厂”转基因和细胞工程→小分子多肽、mRNA疫苗……3现代生物技术影响药物研发对生命认知达到分子层面

DNA双螺旋结构的发现

→奠定了现代生物技术的基础

遗传信息传递中心法则和DNA重组技术的建立

→使人们对生命本质的认识进入到分子水平

推动生物制药技术进入新的发展阶段重组DNA技术推动了基因药物的发展限制性内切酶→提供了有力工具，开辟了制药新领域

1982年，重组人胰岛素上市人干扰素、人白细胞介素-2、人集落刺激因子重组人乙型肝炎疫苗、基因工程幼畜腹泻疫苗灭活疫苗、腺病毒载体疫苗、流感病毒载体疫苗重组蛋白疫苗、核酸疫苗……目前，基因药物成为当今医药业发展的重要方向为医药健康带来新的变化基因诊断、基因治疗成为医药健康的新兴领域•1990年，基因治疗遗传性腺苷脱氢酶ADA基因缺陷症•1994年，导入人凝血因子IX基因法治疗乙型血友病•2004年，重组人p53腺病毒注射液批准上市•近年来，我国的诊断试剂产业发展很快

成功开发了重大传染性疾病的特异性诊断试剂如：艾滋病、禽流感、人甲型（H1N1）流感……

PCR荧光探针核酸筛查→抗击新冠疫情对药物研发产生深远影响基因组研究推进了重大疾病的治疗和特效药物的开发•从研究单个基因发展到研究基因组的结构与功能1990年，人类基因组计划启动•围绕重要功能基因分离、克隆、调控的功能基因组研究生物新药开发前沿技术领域单抗制备、反义RNA、基因表达调控、细胞信号传导生物制药技术的开发重点新型膜分离材料、新型化工分离工艺基因工程技术引导下的天然生物材料发酵/培养技术4我国生物制药技术发展趋势2021年3月《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》•国家战略性需求导向：生物医药……•前瞻性、战略性前沿领域：生命健康、生物育种……•攻关新发突发传染病领域的关键核心技术：生物安全风险防控与医药……•聚焦战略性新兴产业：生物技术……2022年5月《“十四五”生物经济发展规划》•推动生物技术和信息技术融合创新•加快发展生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等•做大做强生物经济我国生物制药技术的发展动向

①疫苗与诊断试剂以提高重大传染病预防能力为目标基因工程疫苗、单克隆抗体、诊断试剂②创新药物提高自主创新能力生物药物和小分子药物开发与产业化③微生物制造工艺以新型生物反应过程为核心加快微生物制造技术的改造④天然药物制备技术的开发开发新型天然药物⑤生物基材料⑥生物医学工程生物医学材料、生物人工器官临床诊断治疗设备1按原料来源分类

3生物药物的来源与分类2按化学结构和特性分类一基本概念3按临床用途分类

1按原料来源分类(1)什么是动物组织来源的生物药物？(2)什么是植物来源的生物药物？1动物组织来源的生物药物定义由动物体的各种组织、脏器制备人体组织胎盘制品人血液制品尿液制品难以实现批量生产2植物来源的生物药物定义由植物材料制备

如

传统中药

近年来，对药用植物中的蛋白质、多糖、脂类和核酸类等生物大分子的研究和利用已引起重视，出现了许多新的生物药物资源。3微生物来源的生物药物定义通过微生物发酵等代谢反应制备

包括

抗生素、氨基酸、核酸及其降解物

酶和辅酶、多肽、蛋白质、糖、脂

维生素、激素及有机酸……特点

资源丰富，开发潜力巨大

繁殖快、产量高，易于廉价培养

便于大规模工业生产4

化学合成的生物药物定义应用化学反应方法获得

如

氨基酸、多肽、核酸降解物及其衍生物

维生素、某些激素药物开发的前沿热点

•解析分子结构的→改造生物大分子，获得药物活性

修饰，改变其特性

•研究和利用药用植物中的生物大分子

（蛋白质、多糖、脂类和核酸）新生儿干细胞存储胎盘是新生儿与母亲的纽带连接，其中蕴藏着丰富的“生命种子——干细胞”，可以分化成多种不同的细胞，从而修复受损的组织与器官胎盘间充质干细胞的排斥反应更小、免疫原性低，不会诱发宿主的免疫排斥反应，临床应用广泛，可应用于免疫系统、内分泌系统等九大系统100多种疾病(1)如何理解氨基酸类药物？2按化学结构和特性分类(2)怎样认识多肽和蛋白质类药物？(3)如何理解酶类药物？(4)什么是核酸及其降解物、衍生物？(5)什么是糖类药物？(6)如何理解脂类药物？(7)怎样理解生物制品？1理解氨基酸类药物包括

天然氨基酸、氨基酸混合物和氨基酸衍生物单一氨基酸制剂复方氨基酸制剂主要品种

谷氨酸、蛋氨酸、赖氨酸

天冬氨酸、精氨酸、半胱氨酸

苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸……谷氨酸产量最大，约占总产量的80%

赖氨酸和蛋氨酸次之2认识多肽和蛋白质类药物多肽对机体生理功能的调节起非常重要的作用

已发现和分离出100多种

多肽激素

如

垂体激素、甲状腺素、胸腺素等

多肽类细胞生长因子

如

表皮生长因子、转移因子

新生血管抑制因子等

含多肽成分的其他生化药物

如胎盘提取物、肝水解物等

医用蛋白质芯片（肽芯片）蛋白质类药物单纯蛋白质

人白蛋白、丙种球蛋白、血纤维蛋白

抗血友病球蛋白、鱼精蛋白、胰岛素

生长素、催乳素、明胶，等结合蛋白质

糖蛋白、胆蛋白、色蛋白等

如

胃膜素、促黄体激素、促卵泡激素

促甲状腺激素、干扰素，等细胞生长因子

在体内对组织细胞的生长有调节作用

在靶细胞上具有特异受体

如

神经生长因子、表皮生长因子、血小板生长因子，等3理解酶类药物早期

主要用于治疗消化道疾病

现在

广泛用于疾病的诊断和治疗根据药理功能的不同，分为不同类别

促进消化

胃蛋白酶、胰酶、纤维素酶

消炎

溶菌酶、糜蛋白酶、菠萝蛋白酶

治疗心血管病

尿激酶、链激酶、蛇毒溶栓酶

抗肿瘤

谷氨酰胺酶、组氨酸酶、酪氨酸氧化酶

其他

辅酶I、辅酶II、细胞色素C等辅酶类

超氧化物歧化酶、青霉素酶……4了解核酸及降解物、衍生物具有药用价值的核酸、核苷酸、碱基

及其类似物、衍生物或这些类似物的聚合物

从猪、牛提取的RNA制品

从小牛胸腺或鱼精中提取的DNA制剂

6-巯基嘌呤、6-硫代鸟嘌呤、2-脱氧核苷

呋喃氟尿嘧啶、阿糖腺苷、阿糖胞苷、5-氟环胞苷

如5认识糖类药物具有多糖结构，多个单糖通过糖苷键相互连接广泛存在于动物、植物、微生物和海洋生物中有较强的多方面药理作用

抗凝血、降血脂、抗病毒、抗肿瘤、增强免疫与抗衰老……

如：胎盘脂多糖

促β-淋巴细胞分裂剂，增强免疫力

刺参多糖

抗肿瘤、抗病毒和促进细胞吞噬

壳多糖（几丁质）

提高非特异性免疫功能

抗肿瘤、抗凝血，治疗胃溃疡

医学材料、缓释药物辅料……

真菌多糖

抗肿瘤、增强免疫功能和抗辐射作用6

理解脂类药物非水溶性的、可溶于有机溶剂的小分子生理活性物质

包括

磷脂类、不饱和脂肪酸、胆酸类、固醇类、卟啉类

如

脑磷脂、卵磷脂

治疗肝病、冠心病、神经衰弱等

油酸、亚麻酸

降血脂、降血压和抗脂肪肝

前列腺素（PGE1、PGE2、PGF2α和PGI2）

催产、引产，抗血栓、防止动脉粥样硬化7

理解生物制品制剂

从微生物、原虫、人体或动物材料直接制备

或用现代生物技术等方法制成

预防、治疗、诊断特定传染病或其他疾病的。传统生物制品

各类疫苗、类毒素

特异性免疫球蛋白等血液制品

传统疫苗

如

卡介苗、霍乱菌苗、百日咳菌苗

鼠疫菌苗、乙肝疫苗、流感疫苗

乙型脑炎疫苗、狂犬疫苗

斑疹伤寒疫苗……现代生物制品免疫诊断试剂、基因重组疫苗

由血液中分离的各种细胞因子新型疫苗开发

非典型肺炎、H5N1流感、甲型H1N1流感等相关的诊断试剂

疾病诊断、病原体鉴别、机体代谢分析

例如

胚胎干细胞技术→医学研究和药物生产

重组活性多肽、活性蛋白质类药物、基因工程疫苗

单克隆抗体、多种细胞生长因子(1)如何理解治疗药物的概念？3

按临床用途分类(2)怎样看待预防药物？(3)诊断试剂指的是什么？(4)其他生物医药用品指的是什么？1理解治疗药物的概念药理作用不同•

内分泌障碍如

胰岛素、生长素、甲状腺素•

中枢神经系统如

人工牛黄、脑啡肽•

血液如

血红素、肝素、尿激酶、凝血因子•

呼吸系统如

前列腺素、肾上腺素、蛇胆•

心血管系统如

激肽释放酶•

消化系统如

胰酶、胃蛋白酶•

抗病毒如

阿糖腺苷、异丙肌苷、干扰素•

抗肿瘤如

天冬酰胺酶、白介素-2、干扰素、集落细胞刺激因子•

抗辐射如

超氧化物歧化酶•

计划生育如

前列腺素及其类似物•

生物制品如

各种人血免疫球蛋白2正确看待预防药物使用预防性疫苗控制病毒传播

菌苗、疫苗、类毒素和冠心病防治药物……以预防为主3什么是诊断试剂？大多数体外诊断试剂列入药品管辖范畴

特点

速度快、灵敏度高、特异性强的

使用途径

体内（注射）

体外（试管）

实例

免疫诊断试剂、单克隆抗体诊断试剂

酶诊断试剂、放射诊断试剂、分子诊断试剂……4认识其他生物医药用品包括

生化试制、生物医学材料、保健品

化妆品和日用化工材料……1生化分离的概念

1生化分离－破碎与机械分离2细胞破碎的机制与方法二生物提取制药3过滤分离－典型的机械分离

4膜分离－分子水平的过滤分离5离心分离的机理与操作

1生化分离的概念(1)如何理解生化分离的概念？(2)

怎样认识生化分离工艺流程？1如何理解生化分离的概念？提取、分离的过程

目的：获得高纯度活性成分

原料：复杂生物材料（细胞）

手段：适宜的提取、分离技术

习惯上，指生化分离工程，生物技术的下游加工过程

侧重于工程学内容

侧重

组成生化药物成分的分离工艺

蛋白质、核酸、糖、脂等

关注工艺方法和技术特征

不局限于发酵/培养液的分离生化分离的操作对象与分类操作对象

一般是混合体系

（细胞、细胞代谢产物、残存营养物、惰性组分等）

利用组分之间的性质差异，选择合适的分离方法分类（技术原理不同）对象

均相体系，各组分间密度接近方式

萃取、蒸馏、结晶、干燥……特点

体系中各相之间发生物质传递对象

非均相体系，各组分间密度差异较大方式

过滤、沉降、膜分离等机械分离特点

体系中各相之间不发生物质传递机械分离传质分离2怎样认识生化分离工艺流程？活性成分的出处

产生在细胞内

分泌于提取液中微生物发酵液动植物细胞培养液酶代谢反应液各种组织材料活性成分的特点

敏感、含量低、不稳定

杂质多且性质相近

分离过程中必须注意保护其生物活性2细胞破碎的机制与方法(1)为什么要进行细胞破碎？(2)

细胞破碎都有哪些方法？1为什么要进行细胞破碎？活性成分＝细胞内的新陈代谢产物

分泌于细胞外→分离细胞→获得粗品

分泌于细胞内→破碎细胞→释放→提取、分离→获得粗品细胞内的新陈代谢

是各种活性物质的来源2细胞破碎都有哪些方法？破碎流程物理法化学法生物法视情况进行预处理如：动物组织去除结缔、脂肪、血污……

植物种子除壳……

微生物分离菌体、培养液……细胞破碎

破坏细胞壁或细胞膜→释放胞内产物的操作

（物理方法、化学方法或生物学方法）

破碎程度

适度，依据破碎目的和细胞类型而定

用破碎率来评价，可通过计数法获得

（被破碎细胞数量与原始细胞数量的百分比）细胞破碎的物理法通过各种物理因素使细胞破碎特点

需要较高能量，易产生高温和高剪切力

非专一破碎，碎片分布较广，后续分离困难典型工艺

•研磨、超声波

实验室、小规模制备

•匀浆、高压均质

动物组织/细胞

野生型微生物细胞（酵母菌、大肠杆菌）

•珠磨

放大版研磨

绝大多数真菌、藻类，大规模生产

•冻融

比较脆弱的细胞，蛋白质释放量较少

•渗透压

无细胞壁或细胞壁强度较弱的细胞细胞破碎的化学法改变细胞壁或膜的通透性→有选择性地释放细胞内含物

（用某些化学试剂溶解细胞壁或抽提细胞中某些组分）常用试剂

稀酸、稀碱、浓盐及表面活性剂等

•酸碱

调节溶液的pH值，改变胞壁与胞膜的结构特性

•有机溶剂

与胞壁脂质相溶（如甲苯）→增大胞壁通透性

常用来处理芽孢杆菌、梭菌、假单胞杆菌等

•表面活性剂

溶解脂蛋白→改变胞壁或胞膜的通透性

（如胆酸盐、十二烷基磺酸钠（SDS）等）细胞破碎的生物法利用各种水解酶分解细胞壁上特殊的化学键

破坏胞壁→释放出细胞内含物特点

操作温和、选择性强、成本高常用酶

溶菌酶、纤维素酶、蜗牛酶等3过滤分离－典型的机械分离(1)了解机械分离的概念(2)

什么是过滤分离？(3)理解过滤分离的机制(4)

过滤分离的操作过程是怎样的？1

了解机械分离的概念液相

包含不同密度组分微生物发酵液动植物细胞培养液酶反应液提取液非均相混悬液固-液相混合的悬浮液固相（颗粒物）（颗粒性状、大小、荷电性质……）分离方式过滤法离心法2

什么是过滤分离？定义

固-液两相悬浮液（非均相混合体系）的分离过程

利用多孔过滤介质阻留固体颗粒，使液体通过

滤浆—所处理的悬浮液；滤液—通过过滤介质的液体

滤饼/滤渣——被截留物过滤介质

多孔性、耐腐蚀性、机械强度

常用

织物（如各种丝网、滤布等）

多孔性固体粒（如陶瓷滤材、硅藻土、膨润土等）

各种膜（如微孔膜、超滤、半透膜等）过滤动力

压力、离心力（见后述）以及电能操作方式

常压过滤、加压过滤、减压过滤等3理解过滤分离的机制

事实上，两种过滤只是程度上的不同，并不是截然分开的滤饼过滤

颗粒堆积在过滤介质表面，形成滤饼

速度快，过滤介质可重复使用，容易再生深层过滤

颗粒沉积过滤介质内部，不形成滤饼

速度慢，过滤介质一次性使用，不容易再生影响过滤的因素固体颗粒物理性质

颗粒坚硬→颗粒空隙难以压缩→易滤饼过滤

颗粒较软→颗粒空隙易被缩小→易深层过滤助滤剂

刚性、不溶于滤浆的惰性固体物（颗粒/纤维状）

过滤时添加在滤浆中→提高

滤饼的刚性

颗粒间的空隙

常用

硅藻土、活性碳、珍珠岩粉等4过滤分离的操作过程过滤滤浆通过过滤介质→滤饼形成前的浑浊滤液（初滤液）→滤饼形成后的滤液——有效过滤操作洗涤除滤饼前，洗涤滤饼→回收滤饼中的残留滤液视需要重新过滤去湿洗涤后将滤饼中残存的洗液除掉

空气吹、减压吸卸渣从过滤介质上卸下去湿后的滤饼过滤介质再生随着过滤的进行→滤饼层积厚→滤速降低→清除滤饼常见的过滤设备膜分离装置板框压滤机精密过滤器垂直气囊压榨机转鼓真空过滤机4膜分离－分子水平的过滤分离(1)如何理解膜分离？(2)

膜有哪些类型？(3)什么是膜的浓差极化现象？(4)

如何描述膜的分离性能？(5)膜组件－膜的应用形式(6)

膜分离的操作形式是怎样的？1

如何理解膜分离？定义

过滤操作，过滤介质=微孔膜、超滤膜等膜介质

膜介质

薄膜，天然或人工合成

选择透过性（半透膜）

推动力

外界能量或化学位差

各组分分级渗透通过性质

分子水平的过滤分离操作

操作对象

非均相溶液体系

（宏观均相溶液中，分子大小不同）依据膜透过分子大小不同微滤

UF，粒径0.02～10μm超滤

MF，粒径0.02～10μm纳滤/反渗透

NF/RO，粒径≤1nm2

膜有哪些类型？多种分类生物化工“膜”≠膜，流动状态明显不同的流体薄层

存在于流体相内（或相边界处）

（如层流层）膜材料

有机膜和无机膜膜孔径

微滤膜、超滤膜、反渗透膜/纳滤膜膜结构

对称性膜、不对称膜、复合膜等膜性质

生物膜、离子交换膜等3

什么是膜的浓差极化现象？膜分离时，膜表面出现溶质浓度较高液流层的现象减少的措施

错流操作

加大膜表面的溶液流速等溶液从膜的一侧流过时溶剂及小分子溶质透过膜大分子溶质被膜截留并在膜表面聚集特点

显著降低膜的选择透过性

影响膜分离效果4

如何描述膜的分离性能？膜孔径最大孔径

影响膜分离的粒子大小

孔径分布

膜中一定大小的孔所占的比例

数值大→孔径分布窄，膜透过性好

孔隙度

一定大小的膜孔体积占整个膜体积的比例

孔隙度大→膜流动阻力小，机械强度低膜通量单位时间、单位膜面积透过的液体量

溶剂透过膜的速率，描述膜的处理能力

实验测得值

透水率/水通量

溶剂=水膜的截留率定义被截留物的量占料液总量的百分数，膜的截留能力截留率=100%（溶质全部被截留），=0（无截留）

影响

溶质分子大小/形状

小、线性分子易透过

膜吸附性

强→吸附溶质，有效孔径↓，截留率↑

降低料液浓度、提高温度，吸附性↓

流动方式

错流过滤→减弱浓差极化→截留率↓

溶质性质

生物活性分子改空间构象→影响截留率截留分子量截留率=90%/95%时，对应的溶质分子量

由不同分子量的标准物经实验测定

在一定程度上反映膜孔径的大小5

膜组件－膜的应用形式膜分离设备的基本单元，固定、支撑→膜分离的“床层”

核心部件

膜、固定膜的支撑体、间隔物等收纳部件一个膜分离设备中可设置若干个，维护、更新的主要部件结构种类

平板式、螺旋卷式、管式、毛细管式

中空纤维式、陶瓷膜……平板式膜组件结构中空纤维式膜组件结构（内压）6

膜分离的操作形式是怎样的？驱动力

膜两侧的溶液压力差→“筛分”操作形式≈常规过滤

静态、动态静态膜分离

无流动操作，≈“滤饼过滤”，间歇式

截留的微粒聚集在膜表面→浓缩液

须周期性地清理或更换膜动态膜分离的机制错流操作

料液流向平行于膜表面，压差驱动，循环→截留微粒聚集在膜表面→浓差极化

膜通量相对稳定，适合于大规模生产5离心分离的机理与操作(1)

什么是离心分离？(2)

离心分离受哪些因素影响？(3)常用的离心分离方法有哪些？(4)离心分离的工业操作形式1

什么是离心分离？利用惯性沉降实现不同密度颗粒的分离

依据

组分的密度不同→沉降性能（离心力）不同

沉降或移动的距离不同

关联因素

颗粒的重力/惯性力

液相的流动状态、密度、黏度惯性沉降

旋转液体相→离心沉降速度≫重力沉降速度

（固体沉降速度∝旋转角速度2）

离心分离因数Fr=离心加速度/重力加速度

Fr值大→有利于分离常速离心（Fr＜3000）高速离心（Fr＝3000～50000）超速离心（Fr＞50000）2离心分离受哪些因素影响？悬浮液中颗粒的沉降距离

颗粒的密度、分子大小和形状

液体的密度、黏度

颗粒密度＞悬浮液密度→溶液内沉降→分离

如

球形颗粒

均匀液相、沉降相同距离

•离心力越大

这种影响就越明显超速离心分离与差速离心分离超速离心分离

利用不同颗粒在液相中的分布差异

分离得到不同的密度相组分

测定不同颗粒的分子量超速离心法分离血浆脂蛋白（与电泳法对比）3

常用的离心分离方法有哪些？差速离心逐渐增加离心速度

或交替进行低-高速离心→不同颗粒分批分离

用于分离沉降系数相差较大的颗粒分离速率密度梯度离心（分组区带离心）

在连续密度梯度的液体相中

控制离心时间→不同颗粒移动

→不连续分离区带

用于分离有一定沉降系数差的颗粒

与颗粒密度无关聚蔗糖密度梯度离心法分离外周血单个核细胞等密度梯度离心不同颗粒存在密度差时

离心→颗粒移动到等密度点

等密度点上

颗粒无运动，处于动态平衡

颗粒密度差

唯一影响因素，差值大→分离效果好4离心分离的工业操作形式离心沉降

固-液、液-液的分离操作

设备

高速离心机、三足离心机、碟片离心机

管式离心机、旋风分离器……离心过滤

离心+过滤，双重操作

设备

三足过滤离心机、过滤式螺旋离心机……1传质分离的概念

2生化分离－传质分离2沉淀分离的原理与方式二生物提取制药3萃取分离的原理与操作

4新型萃取分离技术1传质分离的概念(1)传质分离的依据与操作形式(2)传质分离与机械分离的关系？1传质分离的依据与操作形式对象

均相混合体系

非均相混合体系+分离剂→新的均相依据

混合体系中各组分的理化性质、生物学性质不同

在流体相中的传递速率或平衡状态存在差异操作形式

•分配平衡

溶质的浓度差[两相浓度]－[平衡浓度]

沉淀、蒸馏、蒸发、萃取、吸收、吸附、结晶

•速率控制

溶质的梯度差（移动速度差异）

（压力、化学位、浓度、电势、磁场……）

离子交换、电渗析、色谱/层析、电泳2传质分离与机械分离的关系不是截然分开的传质分离机械分离例如有些抗生素、有机酸在经过传质分离后

往往还要再进行离心或过滤分离

机械分离的效果直接影响到传质分离的速度和效果2沉淀分离的原理与方式(1)沉淀分离的实质与方法(2)

盐析的依据与操作方式(3)

你了解有机溶剂沉淀吗？(4)

什么是等电点沉淀？1沉淀分离的实质与方法化学实质

调整溶液的理化参数

改变溶剂和溶质之间的能量平衡，产生沉淀

双重作用

浓缩+分离沉淀方法

盐析沉淀、等电点沉淀、有机溶剂沉淀等

•共性

利用了蛋白质溶解度之间的差异

•实例

从血浆、微生物油提液、植物浸出液

分离、纯化蛋白质产品2盐析的依据与操作方式定义

蛋白质在中性盐溶液中析出沉淀的现象用途

从血液中分离蛋白质

尿蛋白、血浆蛋白等的分离和分级特点

成本低，操作简单，能保证目的蛋白的生物活性盐析剂

硫酸铵、硫酸钠、硫酸镁、氯化钠、磷酸二氢钠操作

分级盐析

逐步改变（强化）环境条件，逐次析出蛋白质

在一定pH值和温度下，改变盐浓度

在一定的离子强度下，改变溶液pH值和温度方式3你了解有机溶剂沉淀吗?定义

蛋白质在与水互溶的有机溶剂溶液中沉淀析出机制

亲水有机溶剂降低蛋白质的溶解度常用溶剂

乙醇、丙酮、甲醇和乙腈操作方式

乙醇，低温下分级沉淀→血浆蛋白

如

白蛋白、免疫球蛋白、血纤维蛋白原特点

浓度范围较宽

可以获得较高纯度的产品

有一定程度的杀菌作用

需在低温下进行，溶剂消耗量较大4什么是等电点沉淀？等电点(pI)

正负电荷相等时的pH值

蛋白质=两性电解质，电中性，溶解度最低易受盐离子影响而发生变化

等电点沉淀

pH值=pI值，蛋白质沉淀析出3萃取分离的原理与操作(1)什么是萃取分离？(2)如何选择合适的萃取剂？(3)萃取分离的工业操作形式

1

什么是萃取分离？液—液萃取

浓缩和提纯

溶质在两个互不相溶液相的溶解度不同萃取液含溶质萃取剂转移溶质溶剂B料液（溶剂A）溶质萃余液剩余料液溶质（目标组分）2

如何选择合适的萃取剂？萃取率

萃取剂中目的组分与原溶液中该组分的质量比

可评价萃取的分离效果，比值越高，效果越好影响因素

萃取剂（种类、性质）

分配系数（溶质溶解度比，萃取剂相/料液相）

两相的接触情况

在—定条件下，主要是萃取剂、萃取次数关键

选择合适的萃取剂

原则

与料液不互溶且有较大的密度差

对目的组分的分配系数更大（溶解度更高）

黏度低、热稳定、无毒、低成本、价廉易得3萃取分离的工业操作形式操作级数

单级萃取

基本的萃取单元，间歇

多级萃取

多个单级萃取单元串接，连续接触方式

多级错流

萃取率高、萃取剂耗量大

回收负荷大、设备投资高

多级逆流

萃取效率高、萃取剂用量少

应用最广泛4新型萃取分离技术(1)什么是双水相萃取？(2)认识双水相体系及应用(3)什么是超临界萃取？(4)超临界萃取=CO2超临界萃取？(5)超临界萃取分离的流程是怎样的？1

什么是双水相萃取？一定条件下，两种不同水溶性的液体相混合→互不相溶

聚合物的“不相容性”

两水相中活性物质的溶解度（两相分配）存在差异应用

从细胞匀浆液中提取酶和蛋白质2

认识双水相体系及应用双水相体系

高聚物/高聚物，高聚物/低分子物质常用

聚乙二醇(PEG)/葡聚糖(Dx)PEG/葡聚糖硫酸盐、PEG/硫酸盐、PEG/磷酸盐3

什么是超临界流体？超临界流体（SF）

＝气液临界点（特定的压力和温度）的流体

特征

液体的饱和蒸气浓度=气体浓度，无气、液界面流体处于气态与液态之间的一种特殊状态

理化性质

黏度≈气体、密度≈液体

气体＞扩散系数＞液体

兼具优点

像气体一样的容易扩散

像液体一样的强溶解性超临界流体与超临界萃取超临界流体特性,仅限于临界点处≠临界点（温度和压力的微小变化）

→流体密度改变→溶解能力发生巨变（数量级的）

利用超临界流体(SF)特性→提取分离（萃取）=超临界萃取4

超临界萃取=CO2超临界萃取？SF应具备

化学稳定，无腐蚀性，无毒!

临界点合适

温度≈室温

操作温度(＜分解、变性) 压力低，减少动力成本

选择性好，溶解度高，用量少，易获取，价廉CO2是理想的SF，超临界萃取常称为CO2超临界萃取5

超临界萃取分离流程等温法

萃取过程中温度不变CO2在萃取罐中加压，在分离罐中减压等压法

萃取过程中压力不变CO2在萃取罐中降温，在分离罐中升温1吸附分离的原理与操作3生化分离－除杂精制2离子交换分离二生物提取制药1吸附分离的原理与操作(1)如何理解生化产品制备中的除杂精制操作？(2)什么是吸附操作？（3）认识工业吸附操作1生化产品制备中的除杂精制操作操作的必要性：活性物质

产物(携带较多杂质，携带的活性基团需进一步提高活性）

依据：杂质与目的组分在物理形态、化学性质、生物活性、

分子空间结构与极性等方面极为相似，常规的沉淀、

过滤、离心、萃取等粗分离方法，无法将它们有效

分离，因此需进行精制操作。操作方法：吸附、离子交换、色谱、电泳分离等

机械分离传质分离操作方法原理关键特点应用场景吸附分离利用吸附剂对不同物质吸附能力的差异，通过范德华力、氢键、静电引力或化学吸附等作用，选择性吸附目标物质或杂质，实现分离吸附剂种类多（如活性炭、硅胶等）；操作相对简便；可用于去除杂质等生化产品除杂精制（如发酵液中产物的纯化）、水处理（去除水中有机物、色素）、废气处理（吸附有害气体）离子交换分离基于目标物质与杂质在离子交换树脂上的离子交换能力差异，利用树脂上的可交换离子与溶液中的离子发生交换反应，从而实现分离离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂；可通过调节溶液PH、离子浓度等控制分离过程；树脂可再生重复利用水的软化与除盐、生化产品中离子型物质的分离（如氨基酸、蛋白质的分离纯化）、金属离子的回收与分离1生化产品制备中的除杂精致操作

2什么是吸附操作定义：一种物质从一相移动到另一相表面（遍及另一相内部为吸收）本质：物质传递过程过程：吸附过程（流动相中的吸附质富集在固体表面）

解吸过程（固体相表面的吸附质返回流动相）｛两个过程达平衡状态，属于平衡分离｝物理吸附过程示意图：3

认识工业吸附操作吸附剂：多孔性固体，有良好的理化稳定性，活性炭、沸石、分子筛、硅胶、活性氧化铅、大孔树脂。吸附剂再生：用特定溶液（如强酸）强碱洗脱残留物质，使吸附剂恢复吸附能力，可重复使用。操作形式：静态吸附、搅拌吸附、固定吸附，流动吸附等吸附穿透：流动相流经吸附剂床层；吸附剂逐次达到饱和（吸附带前移）；吸附带移动至床尾末端，吸附剂未完全饱和；流出吸附床的流动相中出现吸附质；达到穿透时，吸附操作应终止且对吸附剂进行再生处理2离子交换分离(1)认识离子交换分离？(2)什么是离子交换树脂？(3)怎样选用离子交换树脂？(4)离子交换分离有哪些工业操作形式？1认识离子交换分离定义：利用离子交换剂对混合物中不同离子的静电吸附能

力差异，通过调节环境实现目标物与杂质分离的技术，是

生物制药中蛋白、抗体等纯化的核心手段之一运用：氨基酸、有机酸、抗生素等活性物质的提取分离生化产品的脱色，制水缺点：生产周期长，PH变化范围大，影响产品质量2什么是离子交换树脂定义：带有官能团（有交换离子的活性基团）有网状立体

结构，不溶于酸，碱和有机溶剂的高分子化合物，呈颗粒状（无毒，反复再生受用、成本低、设备简单、操作方便)·不可移动的立体网络骨架·可移动的活性离子活性离子可在网络骨架和溶液间自由迁移·阳离子交换树脂：活性离子为阳离子能交换溶液中的阳离子·阴离子交换树脂：活性离子为阴离子能交换溶液中的阴离子3怎样选用离子交换树脂按功能基因类型选：1.选判断目标物带点性质：通过目标物等电点（PI）与溶液PH关系确定按交联度选：1.交联度（树脂中交联剂含量）决定孔径大小2.再选基因强度：强酸性（如磺酸基）、强碱性（如季铵基）树脂使用PH范围广；弱碱性（如伯氨基）树脂反在特定PH下有效（例：分离对强酸敏感的蛋白，可选弱酸性阳离子树脂）蛋白PI＝8.5PH＝7.0的溶液中带正电，选阳离子交换树脂交联度↓孔径大

吸附大分子（抗体、酶）交联度↑孔径小

吸附小分子（氨基酸、肽)4离子交换分离有哪些工业操作形式1色谱分离的原理与操作4生化分离-纯化干燥2电泳分离操作技术二生物提取制药3干燥分离的操作工艺1色谱分离的原理与操作(1)认识色谱分离的基本过程(2)色谱分离有哪些常见类型？（3）了解典型色谱分离的工艺原理1认识色谱分离的基本过程实质：混合物中各组分的物化性质（分子形状、大小、密度、粘度等）存在差异，表现为各组分在两个不同相介质中存在不同的分配系数。

固定相：分离的基质通常为表面积大或吸附溶剂的多孔性固体吸附床等，能与组分发生可逆性吸附溶解、交换、渗透作用

流动相：一定的料液从床层的一端加入后，在输入连续流动的气体或液体

例：色谱的固定相想象成手里的“水果篮”（有吸附力的固体）流动相就是你用来冲水果的“水流”。

步骤

：1.加样：将需要分离的混合物（料液）置于吸附床层（固定相）上2.展开：样品随流动相进入色谱柱后，各组分在固定相和流动相之间因分配，吸附等相互作用强度的差异，导致迁移速度不同，从而在色谱柱内逐渐实现分离。3.分部收集：当分离后的各组分依次从色谱柱流出时，通过馏分收集器将不同组分分别收集，以实现各组分的纯化获取。1认识色谱分离的基本过程1认识色谱分离的基本过程

2色谱分离有哪些常见类型？3了解类型色谱分离的工艺原理？凝胶过滤色谱：料液

凝胶吸附柱

口端

出口端

选择：亲水性高、表面惰性、稳定性强，具有一定的孔径分布范围等

方法选用：料液用量要求不高，工艺简单，适用于水溶性高分子物质的分离。

例：蛋白质、核酸、激素、多糖等的分离纯化蛋白质分子量测定离子交换色谱流动相注入流动流向3了解类型色谱分离的工艺原理？定义：利用组分表面电荷差异，通过与固定相之间的静电吸附与解析作用实现分离交换机的选择：1.疏水型：抗生素、有机酸、氨基酸2.亲水型：葡萄糖凝胶、琼脂糖凝胶亲和色谱定义：利用目标物质与固定相上特定配体之间的特异性生物识别作用实现高效分离固定相（亲和介质）：由“载体＋配体”构成应用：从细胞提取物中分离纯化核酸，蛋白质\从血浆中分离抗体2电泳分离操作技术(1)什么是电泳分离？(2)电泳分离都受哪些因素影响？(3)常见的电泳分离有哪些方法？(4)电泳分离操作的过程是怎样的？1什么是电泳分离？定义：不同的带电粒子，由于携带电荷量、粒子性质差异等，在电场中移动速度不同据此可进行混合组分的分离操作条件：直流电场、惰性介质、适宜的液相环境2电泳分离都受哪些因素影响？（1）电泳迁移率：单位电场强度下的电泳速度

电泳速度↑电泳迁移率↑

影响因素：带电粒子性质（电荷量，分子量)电场强度（2）缓冲液：可使支持介质保持稳定PH，其组成和浓度影响着电泳迁

移率

PH值：决定分子带电状态，离子强度(3)支持介质：有一定韧度的惰性材料且介质的内部结构对电粒子移动速度有很大影响1.介质对分子吸附力小，分离越精准

2.选择低电渗作用的支持介质

3.分子筛效应有利于目的组分的分离（4）环境温度：高压电泳需设置冷却系统，以防止性物质变形过低

电场不稳定过高

电流过大导致发热3常见的电泳分离有哪些方法电泳分离的四种形式：醋酸纤维素薄膜电泳，凝胶电泳，等电聚焦电泳，毛细管电泳4电泳分离的操作过程是怎样的（1）

制胶（2）加样：用微量移液器吸取处理好的样品注入凝胶的“加样孔”同时加入蛋白质分子量标准品（用于判断目标蛋白分子量）（3）电泳：将凝胶板装入电泳槽，过程中记录电压，电流的变化带指示剂前沿接近凝胶板的另一端，电泳终止连续电泳：分离胶＋缓冲液非连续电泳：分离胶＋浓缩胶(不同缓冲液且分别灌注）4电泳分离的操作过程是怎样的（4）固定与染色：防止已集中的蛋白质组分再次扩散需固定；使蛋白与染料结合；（5）脱色：便于对蛋白质区带进行辨别分析，需将凝胶板的背景色去除脱色液＝7%乙酸，甲醇-水-乙酸溶液(6)检测：记录各蛋白质区带状况（与标准品对比）判断分子量通过区带数量判断浓度（单一条带为高纯度，多条带则含杀蛋白3干燥分离的操作工艺(1)认识干燥分离的技术原理(2)干燥分离的工艺过程是怎样的？(3)有哪些常见的干燥分离方法？(4)喷雾干燥的工艺流程是怎样的？(5）

你了解冷冻干燥工艺吗？1认识干燥分离的技术原理技术原理：利用能量（如热能，真空能）打破湿物料中“水-固体”的结合力使湿分液态/固态转变为气态，在通过气流等方式将气态湿分带走核心原则“低温优先，避免变性”

注意：1.欲提高表面水分汽化速率，改善外部的传质传热因素

2.欲提高内部水分扩散速率，需要减小物料颗粒的粒径2干燥分离的工艺过程是怎样的？2干燥分离的工艺过程是怎样的？3有些常见的干燥分离方法？（1)：接触干燥原理：物料与加热壁面直接接触，热量通过热传导传递给物料，水分蒸发由真空泵抽走或气流带走

特点：热效率高、设备体积小、适用于粘度高、不易飞散的物料

（2）：对流干燥原理：加热后的干燥气体与物料直接接触，通过对流传低热量，同时带走物料蒸发的水分特点：加热均匀、操作灵活适用于颗粒状、粉末状物料（3）辐射干燥原理：利用红外线，微波等电磁波的辐射能穿透物料，使物料内部的水分子吸收能量后振动，发热，实现水分蒸发特点：干燥速度快适用于热敏性物料快速干燥

4喷雾干燥的工艺流程是怎样的？按照雾化方式不同，可分为三种常见工艺：(1)压力式：用高压泵将料液从高压喷嘴喷出雾化，形成雾滴（低粘度料液）（2）气流式：用高压气流喷射时产生的负压，将原料吸入混合后喷出雾化形成雾滴（一般粘度料液）

4喷雾干燥的工艺流程是怎样的？（3）离心式：用雾化轮的高速旋转将流入的料液甩出雾化，形成雾滴5你了解冷冻干燥工艺吗？定义：一定的真空条件下使冰晶升华，从而达到低温脱水的目的，适用于热敏性药物

5你了解冷冻干燥工艺吗？冷冻过程的三个阶段

1.冷冻阶段（固化水分，避免水晶破坏）2.升华阶段（一次干燥，去除游离水）3.解析阶段（二次干燥，去除结合水）

1.血液制品的种类及应用5血液制品的制备2.血液制品的生产技术二生物提取制药1血液制品的种类及应用(1)你了解自己的血液吗？(2)什么是全血？（3）什么是血液制品？（4）血浆制品是怎样分类的？(5）血细胞制品由哪些种类制成？(6）血浆蛋白包括多少种类的蛋白质？1你了解自己的血液吗？定义：血液是在心脏和血管腔内循环流动的一种红色不透明的黏稠液体是生命系统中的组织层次组成:血浆+血细胞+遗传物质(染色体+基因).功能：运输营养物质、调节器官活动.调节体温,渗透压和酸碱平衡防御有害物质.

例:红细胞运进氧气，运出二氧化碳；血小板土血;血浆运输营养调节渗透压;白细胞杀灭细菌,抵御灭症.参与体内免疫发生问题2什么是全血？定义：指从人体内采集到的,加入了抗凝剂的新鲜血液,包括血细胞和血浆的所有血液成分

储存:全血使用ACD保存21天、CPD保存35天全血中的其他成分.如粒细胞,血小板,凝血因子V凝血因子血VIII

随着保有时间象的延长,活性丧失.只余白蛋白，免疫球蛋白和纤维蛋白原留存3什么是血液制品？定义：来自人血液分离的血液制品,动物免疫血清制品,动物来源的免疫球蛋白制品.类型：(1)血浆制品：指由采集的健康人血液制备的用于生产血浆蛋

白制品的血浆原料(2)血细胞制品：包括红细胞制品，血细胞制品和血小板制品(3)血浆蛋白制品：指各种血浆蛋白质4血浆制品是怎样分类的？定义:是全血经过分离后所得的液体成分,不含血细胞,主要成分是血数蛋白

5血细胞制品由哪些种类组成？定义:血细胞的组成可分为红细胞,白细胞和血小板三类.相应的血细胞制品有红细胞制品，白细胞制品,小板制品.6血浆蛋白包括多少种类的蛋白质？定义:指从血浆中分离制备的,有明确临床应用的蛋白质总称.也称为血浆衍生物

白蛋白:约占血浆蛋白总量的55%~60%是血浆中含量最多的蛋白质

球蛋白:约占血浆蛋白总量20%~30%包括a球蛋白.β球蛋白

纤维蛋白原:约占血浆蛋白总量的1%~2%,是重要的凝血因子

其他蛋制品:转铁蛋白,铜蓝蛋白.2血液制品的生产技术(1)认识血液制品制备的技术类型？(2)怎样采集、储存和输送血浆？(3)如何制备人血白蛋白？(4)怎样才能分离出血浆中的不同蛋白质？(5）血液白蛋白是怎样被浓缩精制的？1认识血液制品制备的技术类型？分纯化技术：色谱分离：离子交换、亲和色谱纯化单一蛋白（如凝血因子的层析精制）沉淀分离：低温乙醇沉淀分离不同蛋白（如Cohn法分离白蛋白）病毒灭活技术：巴氏灭活、干热灭活、纳米膜过滤，确保制品安全性离技术：离心分离：利用密度差异分离血浆、血细胞（如连续流离心）膜分离：超滤、微滤分离蛋白（如白蛋白的超滤浓缩）2怎样采集、储存和输送血浆？采集：来源:健康献血者(单次采浆≤600mL.间隔14天)储存：临时：4℃冷藏≤24℃;若迟处理,需-30℃以下速冻

长期：-20℃以下,FFP可保存1年、FP可保有5年输送：冷链运输:全程维持低温(-18°C以下).避免反复冻融3如何制备人血白蛋白？原料采集：健康献血者血浆.经病毒筛查融化血浆：-2°C血浆于4℃缓慢融化,避免蛋白变性.分离蛋白质:低温乙醇法:调节乙醇浓度，PH温度，沉淀杂蛋白，保留白蛋

膜分离法：超滤去除乙醇和小分子杂质4怎样才能分离出血浆中的不同蛋白质？血浆蛋白分离方法--低温乙醇法

通过调节乙醇浓度、PH值、温度,使不同蛋白的溶解度差异被放大，从而分步沉淀。5血液白蛋白是怎样被浓缩精制的？色谱精制:离子交换色谱法去除残留杂蛋白，纯度提升至98%以上脱醇:去除乙醇残留降至(<0.05%).

浓缩:将蛋白浓度从5%提升至20%~25%

除AL3+:去除工艺残留的铝离子(≤20ug/L)配置调节PH(6.6-7.4).CNa+,加入稳定剂灭活病毒:巴氏灭活.干热灭活.除菌过滤:0.22μm滤膜过滤,确保无菌

保存:冻干保存,2-8℃冷藏

训练任务一

牛奶中酪蛋白和乳蛋白素粗品的制备6

实操训练

训练任务二

RNA的制备、鉴定与纯度测定二生物提取制药

训练任务三

卵磷脂的制备、鉴定与纯度分析训练任务一目的：

1.）学习从牛乳中制备酪蛋白和粗乳蛋白素的方法2.）掌握等电点沉淀技术的原理与操作原理：1.酪蛋白是牛乳的主要成分，其含量占牛乳蛋白质总量的80%，为白色、无味的物质，不溶于水和普通有机溶剂，但溶于碱溶液，在PH4.8左右时会沉淀析出。乳蛋白素是一种广泛存在与乳品中，合成乳糖所需要的重要蛋白质，在PH3.0左右出现沉淀。2.利用蛋白质在等电点时的溶解度最低的特点，调节牛乳pH值至4.8或者将牛乳加热至40℃时加入硫酸钠，即可沉淀出粗酪蛋白；再用乙醇洗涤沉淀物，除去脂类杂质后，可得到纯酪蛋白，一般含量约为35g/L。将去除酪蛋白的滤液调至pH3.0左右时，乳蛋白素沉淀析出，部分杂质可随澄清液除去，在经过一次的pH沉淀后，即可得到粗乳蛋白素。训练任务一

用品：1.

仪器与材料：

烧杯、玻璃棒、量筒、离心机、离心管、布氏漏斗、pH计、水浴锅、细布、表面皿。2.

试剂：

牛奶、95%乙醇、0.2mol/LpH4.8醋酸-醋酸钠缓冲液、无水硫酸钠、浓盐酸、0.1mol/L盐酸溶液、0.1mol/L氢氧化钠溶液、0.2mol/LpH4.8醋酸-醋酸钠缓冲液的配制过程如下：（1）A液：0.2mol/L醋酸钠溶液（称量NaAc·H₂O5.44g溶至200mL）；（2）B液：0.2mol/L醋酸溶液（称量醋酸2.4g定容至200mL）；（3）取A液59.0mL，B液41.0mL，即得pH4.8醋酸-醋酸钠缓冲液100mL。训练任务一步骤：1.

盐析或等电点沉淀制备酪蛋白（1）量取40℃左右的牛奶50mL，倒入250mL烧杯中，于40℃水浴中保温并搅拌。（2）搅拌条件下缓慢加入40℃左右的0.2mol/LpH4.8的醋酸-醋酸钠缓冲液约50mL。将溶液冷却至室温，放置5min。（或在上述烧杯中约10min内分次缓慢加入10g无水硫酸钠，再继续搅拌10min。）（3）将溶液用细布过滤，分别收集沉淀和滤液。（4）在沉淀中加入30mL95%乙醇，搅拌片刻。将全部的悬浊液转移至布氏漏斗中抽滤。将沉淀从布氏漏斗中移出，在表面皿上摊开以除去乙醇，干燥后得到的便是酪蛋白。训练任务一

2.

等电点沉淀法制备乳蛋白素（1）将制备酪蛋白步骤（3）中所得滤液置于100mL烧杯中，一边搅拌，一边加入浓盐酸，调pH3.0左右。（2）将溶液倒入离心管中，6000r/min离心15min，弃去上清液。（3）在离心管中加入10mL去离子水，振荡均匀，以0.1mol/L氢氧化钠溶液调pH至8.5-9.0，此时大部分蛋白质均会溶解。（4）将上述溶液6000r/min离心10min，上层溶液倒入50mL烧杯中。（5）将烧杯中溶液加热，一边搅拌，一边利用pH计以0.1mol/L盐酸溶液调pH至3.0左右。（6）将上述溶液以6000r/min离心10min，倒掉上层溶液，取出沉淀，即为粗乳蛋白素，干燥后称重。训练任务一

结果：1.

称量出所获得的酪蛋白质量，求出实际产物得率。2.

称量出所获得的粗乳蛋白素质量，计算牛乳中乳蛋白素的含量。3.

填写实践报告及分析。

思考：1.

为什么调pH可以沉淀牛奶中的蛋白质？2.

调pH沉淀蛋白质时，为什么不能用同一个pH值同时沉淀出酪蛋白和乳蛋白素？3.

在酪蛋白和乳蛋白素的提取过程中，无水硫酸钠、95%乙醇和0.1mol/L盐酸溶液都能沉淀出蛋白质，这几个试剂的使用顺序是否可以变换？为什么？训练任务二目的：

1.)掌握稀碱法提取RNA及RNA鉴定的方法。2.)了解RNA提取的基本原理。训练任务二原理：DNA的来源和种类很多，提取制备方法也各不相同

实验室常用苯酚法，提取的RNA具有活性

工业上常用稀碱法和浓盐法，提取的RNA变性稀碱法核心原理：利用稀NaOH（0.1-0.5mol/L）

裂解酵母等细胞壁，同时使蛋白质变性；再通过酸性条件（如乙酸）中和并调节pH至RNA等电点（pH2.5左右），让RNA选择性沉淀，而DNA和蛋白质溶解于上清，实现分离。浓盐法核心原理：利用高浓度盐溶液（如10%NaCl）

破坏植物细胞壁和细胞膜，使RNA释放到溶液中；高盐环境能抑制RNase活性，同时通过后续的乙醇沉淀，让RNA析出（DNA和蛋白质因溶解度差异留在溶液中）。训练任务二

核酸是由戊糖,磷酸基团、碱基组成的.所以鉴定只需鉴别出这三样物质即可.RNA有两性解离.RNA易被碱水解.因而,在制得RNA水解液后,可用以下方法鉴定RNA.（1）水解液+苔黑酚-三氯化铁试剂

加热至沸腾1min，呈现墨绿色时，表明含有戊糖；（2）水解液+氨水+5%硝酸银溶液

出现絮状嘌呤银化合物时，表明有碱基存在；（3）水解液+少量浓硝酸+少量钼酸铵溶液

呈现淡黄色时，表明有磷酸基团存在。

本实验使用稀碱法,从酵母菌中提取RNA.鉴定后用紫外吸收法，测定粗定粗品中的RNA纯度(酵母菌中核酸中RNA较多.)训练任务二原理：1.

仪器与材料：烧杯、试管、玻璃棒、容量瓶、吸量管、量筒、水浴锅、离心机、紫外分光光度计、布氏漏斗、pH计等。2.

试剂：干酵母粉、0.2%NaOH溶液、浓HCl、FeCl3·6H2O、RNA、乙酸、95%乙醇、无水乙醚、0.1mol/L硝酸银溶液、4%维生素C溶液、氨水、苔黑酚试剂、钼酸铵试剂、标准RNA母液、标准RNA溶液、纯化水。

试剂的配制过程如下：（1）钼酸铵试剂：2g钼酸铵溶于100