第三章生物材料的预处理和液固分离.ppt

第三章生物材料的预处理和液固分离现在学习的是第1页，共38页第一节第一节 生物材料的预处理生物材料的预处理第二节第二节 细胞破碎细胞破碎第三节第三节 液固分离液固分离现在学习的是第2页，共38页生物活性物生物活性物质来源质来源动物动物动物动物植物植物植物植物微生物微生物微生物微生物组织、器官、组织、器官、组织、器官、组织、器官、细胞及代谢细胞及代谢细胞及代谢细胞及代谢产物产物产物产物存在方式：存在方式：存在方式：存在方式：胞胞胞胞内和胞外内和胞外内和胞外内和胞外第一节第一节生物材料的预处理生物材料的预处理现在学习的是第3页，共38页一一一一 确定预处理方法的依据确定预处理方法的依据确定预处理方法的依据确定预处理方法的依据1 1生物活性物质存在方式与特点生物活性物质存在方式与特点生物活性物质存在方式与特点生物活性物质存在方式与特点生物活性物质存在部位与它的生物活性密切相关生物活性物质存在部位与它的生物活性密切相关生物活性物质存在部位与它的生物活性密切相关生物活性物质存在部位与它的生物活性密切相关生物活性物质来源、存在状态生物活性物质来源、存在状态生物活性物质来源、存在状态生物活性物质来源、存在状态“胞内胞内胞内胞内”、“胞外胞外胞外胞外”、前体、前体、前体、前体生物材料中的化学组成十分复杂生物材料中的化学组成十分复杂生物材料中的化学组成十分复杂生物材料中的化学组成十分复杂生物活性物质在生物材料中含量较低，杂质含量高，而且生理活性愈高的成分，生物活性物质在生物材料中含量较低，杂质含量高，而且生理活性愈高的成分，生物活性物质在生物材料中含量较低，杂质含量高，而且生理活性愈高的成分，生物活性物质在生物材料中含量较低，杂质含量高，而且生理活性愈高的成分，含量往往愈低含量往往愈低含量往往愈低含量往往愈低如胰岛素在胰脏中的含量为如胰岛素在胰脏中的含量为如胰岛素在胰脏中的含量为如胰岛素在胰脏中的含量为0.02%0.02%，胆汁中胆红素含量为，胆汁中胆红素含量为，胆汁中胆红素含量为，胆汁中胆红素含量为0.050.08%0.050.08%生物活性物质的存在方式与其生物功能密切相关，一般情况下，可以生物活性物质的存在方式与其生物功能密切相关，一般情况下，可以生物活性物质的存在方式与其生物功能密切相关，一般情况下，可以生物活性物质的存在方式与其生物功能密切相关，一般情况下，可以根据活性物质的生物功能推断其存在部位和分布方式根据活性物质的生物功能推断其存在部位和分布方式根据活性物质的生物功能推断其存在部位和分布方式根据活性物质的生物功能推断其存在部位和分布方式现在学习的是第4页，共38页可被材料中酶、微生物破坏，还可能受酸、碱、盐、重金属离子、可被材料中酶、微生物破坏，还可能受酸、碱、盐、重金属离子、可被材料中酶、微生物破坏，还可能受酸、碱、盐、重金属离子、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机械搅拌、温度、甚至空气和光线作用改变活性机械搅拌、温度、甚至空气和光线作用改变活性机械搅拌、温度、甚至空气和光线作用改变活性2 2 后续工艺要求后续工艺要求后续工艺要求后续工艺要求3 3 目的物稳定性目的物稳定性目的物稳定性目的物稳定性经过预处理和固液分离后，一般要求得到滤液澄清、经过预处理和固液分离后，一般要求得到滤液澄清、经过预处理和固液分离后，一般要求得到滤液澄清、经过预处理和固液分离后，一般要求得到滤液澄清、pHpH适中、适中、适中、适中、有一定浓度的目的生物活性物质有一定浓度的目的生物活性物质有一定浓度的目的生物活性物质有一定浓度的目的生物活性物质如后续采用离子交换方法处理，则对滤液中无机离子、灰分含量、如后续采用离子交换方法处理，则对滤液中无机离子、灰分含量、如后续采用离子交换方法处理，则对滤液中无机离子、灰分含量、如后续采用离子交换方法处理，则对滤液中无机离子、灰分含量、澄清度方面要求较高；澄清度方面要求较高；澄清度方面要求较高；澄清度方面要求较高；如采用溶剂萃取，则要求蛋白质含量较低，以减轻乳化现象；如采用溶剂萃取，则要求蛋白质含量较低，以减轻乳化现象；如采用溶剂萃取，则要求蛋白质含量较低，以减轻乳化现象；如采用溶剂萃取，则要求蛋白质含量较低，以减轻乳化现象；如采用结晶方法，则还需要经过脱色处理如采用结晶方法，则还需要经过脱色处理如采用结晶方法，则还需要经过脱色处理如采用结晶方法，则还需要经过脱色处理现在学习的是第5页，共38页绞肉机绞肉机绞肉机绞肉机将事先切成小块的组织绞碎将事先切成小块的组织绞碎将事先切成小块的组织绞碎将事先切成小块的组织绞碎形成组织糜形成组织糜形成组织糜形成组织糜许多蛋白和酶许多蛋白和酶许多蛋白和酶许多蛋白和酶可以从颗粒较粗的组织糜中提取出来可以从颗粒较粗的组织糜中提取出来可以从颗粒较粗的组织糜中提取出来可以从颗粒较粗的组织糜中提取出来一般情况下：先用粗孔径的绞，再用细孔径的绞，有时可能还需要多一般情况下：先用粗孔径的绞，再用细孔径的绞，有时可能还需要多一般情况下：先用粗孔径的绞，再用细孔径的绞，有时可能还需要多一般情况下：先用粗孔径的绞，再用细孔径的绞，有时可能还需要多次进行次进行次进行次进行用绞肉机，一般细胞并不破碎，一些胞内产物不能有用绞肉机，一般细胞并不破碎，一些胞内产物不能有用绞肉机，一般细胞并不破碎，一些胞内产物不能有用绞肉机，一般细胞并不破碎，一些胞内产物不能有效地提取，须通过特殊的匀浆才行效地提取，须通过特殊的匀浆才行效地提取，须通过特殊的匀浆才行效地提取，须通过特殊的匀浆才行实验室常用玻璃匀浆器和组织捣碎器，工业上可用高实验室常用玻璃匀浆器和组织捣碎器，工业上可用高实验室常用玻璃匀浆器和组织捣碎器，工业上可用高实验室常用玻璃匀浆器和组织捣碎器，工业上可用高压匀浆器压匀浆器压匀浆器压匀浆器二二二二 动物材料的预处理动物材料的预处理动物材料的预处理动物材料的预处理 现在学习的是第6页，共38页（一）（一）（一）（一）预处理的目的预处理的目的预处理的目的预处理的目的三三三三 发酵液（细胞培养液）的预处理发酵液（细胞培养液）的预处理发酵液（细胞培养液）的预处理发酵液（细胞培养液）的预处理2 2去除发酵液（培养液）中部分杂质以利于后续各步操作去除发酵液（培养液）中部分杂质以利于后续各步操作去除发酵液（培养液）中部分杂质以利于后续各步操作去除发酵液（培养液）中部分杂质以利于后续各步操作1 1改变发酵液（培养液）的物理性质，以利于固改变发酵液（培养液）的物理性质，以利于固改变发酵液（培养液）的物理性质，以利于固改变发酵液（培养液）的物理性质，以利于固-液分离液分离液分离液分离主要方法有：加热、凝聚与絮凝、使用助滤剂主要方法有：加热、凝聚与絮凝、使用助滤剂主要方法有：加热、凝聚与絮凝、使用助滤剂主要方法有：加热、凝聚与絮凝、使用助滤剂培养液中主要含有培养液中主要含有培养液中主要含有培养液中主要含有2 2类物质：类物质：类物质：类物质：可溶性胶状物质可溶性胶状物质可溶性胶状物质可溶性胶状物质无机盐类无机盐类无机盐类无机盐类可溶性胶状物质：可溶性胶状物质：可溶性胶状物质：可溶性胶状物质：核酸、杂蛋白、不溶性多糖，这些杂质不核酸、杂蛋白、不溶性多糖，这些杂质不核酸、杂蛋白、不溶性多糖，这些杂质不核酸、杂蛋白、不溶性多糖，这些杂质不仅使培养液粘度增加，液固分离速度受影仅使培养液粘度增加，液固分离速度受影仅使培养液粘度增加，液固分离速度受影仅使培养液粘度增加，液固分离速度受影响，而且还会影响后续的分离纯化操作响，而且还会影响后续的分离纯化操作响，而且还会影响后续的分离纯化操作响，而且还会影响后续的分离纯化操作无机盐类：无机盐类：无机盐类：无机盐类：不仅影响成品质量，而且在采用离子交换法提取不仅影响成品质量，而且在采用离子交换法提取不仅影响成品质量，而且在采用离子交换法提取不仅影响成品质量，而且在采用离子交换法提取时，由于树脂大量吸附无机离子而减少对目的物的时，由于树脂大量吸附无机离子而减少对目的物的时，由于树脂大量吸附无机离子而减少对目的物的时，由于树脂大量吸附无机离子而减少对目的物的交换交换交换交换现在学习的是第7页，共38页加热是最简单和经济的预处理方法，即把发酵液（培养液）加热到加热是最简单和经济的预处理方法，即把发酵液（培养液）加热到加热是最简单和经济的预处理方法，即把发酵液（培养液）加热到加热是最简单和经济的预处理方法，即把发酵液（培养液）加热到所需温度并保温适当时间。加热能使杂蛋白变性凝固，从而降低发所需温度并保温适当时间。加热能使杂蛋白变性凝固，从而降低发所需温度并保温适当时间。加热能使杂蛋白变性凝固，从而降低发所需温度并保温适当时间。加热能使杂蛋白变性凝固，从而降低发酵液（培养液）的粘度，使固液分离变得容易。酵液（培养液）的粘度，使固液分离变得容易。酵液（培养液）的粘度，使固液分离变得容易。酵液（培养液）的粘度，使固液分离变得容易。但加热的方法只适但加热的方法只适但加热的方法只适但加热的方法只适合对热稳定的生物活性物质合对热稳定的生物活性物质合对热稳定的生物活性物质合对热稳定的生物活性物质（二）（二）（二）（二）细胞及蛋白质的处理细胞及蛋白质的处理细胞及蛋白质的处理细胞及蛋白质的处理1变性沉淀变性沉淀蛋白变性的其它方法：蛋白变性的其它方法：蛋白变性的其它方法：蛋白变性的其它方法：大幅度改变大幅度改变大幅度改变大幅度改变pHpH，加有机溶剂，加有机溶剂，加有机溶剂，加有机溶剂（丙酮、乙醇等）（丙酮、乙醇等）（丙酮、乙醇等）（丙酮、乙醇等）、重金属盐、重金属盐、重金属盐、重金属盐（如（如（如（如AgAg、CuCu2 2、PbPb2 2 等）等）等）等）和表面活性剂和表面活性剂和表面活性剂和表面活性剂天然蛋白质分子受到某些物理的或化学的因素影响时生物活性丧失、溶解天然蛋白质分子受到某些物理的或化学的因素影响时生物活性丧失、溶解天然蛋白质分子受到某些物理的或化学的因素影响时生物活性丧失、溶解天然蛋白质分子受到某些物理的或化学的因素影响时生物活性丧失、溶解度降低、不对称性增高以及其他的一些物理化学常数发生变化，这个过程度降低、不对称性增高以及其他的一些物理化学常数发生变化，这个过程度降低、不对称性增高以及其他的一些物理化学常数发生变化，这个过程度降低、不对称性增高以及其他的一些物理化学常数发生变化，这个过程就称为就称为就称为就称为变性作用变性作用变性作用变性作用现在学习的是第8页，共38页22凝聚和絮凝凝聚和絮凝凝聚和絮凝凝聚和絮凝凝聚凝聚和和和和絮凝絮凝絮凝絮凝预处理对象预处理对象预处理对象预处理对象细小菌体或细胞（分泌胞外产物）、细胞的碎片以及蛋白质等胶体粒子细小菌体或细胞（分泌胞外产物）、细胞的碎片以及蛋白质等胶体粒子细小菌体或细胞（分泌胞外产物）、细胞的碎片以及蛋白质等胶体粒子细小菌体或细胞（分泌胞外产物）、细胞的碎片以及蛋白质等胶体粒子的去除的去除的去除的去除培养中的细胞、菌体或蛋白质等胶体颗粒的表面一般都带有电荷，带电原培养中的细胞、菌体或蛋白质等胶体颗粒的表面一般都带有电荷，带电原培养中的细胞、菌体或蛋白质等胶体颗粒的表面一般都带有电荷，带电原培养中的细胞、菌体或蛋白质等胶体颗粒的表面一般都带有电荷，带电原因很多，主要是因很多，主要是因很多，主要是因很多，主要是吸附溶液中的离子吸附溶液中的离子吸附溶液中的离子吸附溶液中的离子或或或或自身基团的电离自身基团的电离自身基团的电离自身基团的电离胶粒能保持分散状态的原因是带有相同电荷，一旦布朗运动使离子间胶粒能保持分散状态的原因是带有相同电荷，一旦布朗运动使离子间胶粒能保持分散状态的原因是带有相同电荷，一旦布朗运动使离子间胶粒能保持分散状态的原因是带有相同电荷，一旦布朗运动使离子间距离缩小到它们的扩散层而部分重叠时，即产生排斥作用，使两个离距离缩小到它们的扩散层而部分重叠时，即产生排斥作用，使两个离距离缩小到它们的扩散层而部分重叠时，即产生排斥作用，使两个离距离缩小到它们的扩散层而部分重叠时，即产生排斥作用，使两个离子分开，从而阻止了粒子的聚集子分开，从而阻止了粒子的聚集子分开，从而阻止了粒子的聚集子分开，从而阻止了粒子的聚集胶体能稳定存在的另一个原因是其表面的水化作用，即形成了离子胶体能稳定存在的另一个原因是其表面的水化作用，即形成了离子胶体能稳定存在的另一个原因是其表面的水化作用，即形成了离子胶体能稳定存在的另一个原因是其表面的水化作用，即形成了离子周围的水化层，阻碍胶粒间的直接聚集周围的水化层，阻碍胶粒间的直接聚集周围的水化层，阻碍胶粒间的直接聚集周围的水化层，阻碍胶粒间的直接聚集处理过程处理过程处理过程处理过程将一定的化学药剂预先投加到培养液，改变细胞、菌体和蛋白质将一定的化学药剂预先投加到培养液，改变细胞、菌体和蛋白质将一定的化学药剂预先投加到培养液，改变细胞、菌体和蛋白质将一定的化学药剂预先投加到培养液，改变细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，破坏其稳定性，使它们聚集成可分离的等胶体粒子的分散状态，破坏其稳定性，使它们聚集成可分离的等胶体粒子的分散状态，破坏其稳定性，使它们聚集成可分离的等胶体粒子的分散状态，破坏其稳定性，使它们聚集成可分离的絮凝体，再进行分离絮凝体，再进行分离絮凝体，再进行分离絮凝体，再进行分离现在学习的是第9页，共38页凝聚凝聚凝聚凝聚剂剂剂剂主要是一些无机主要是一些无机主要是一些无机主要是一些无机类电类电类电类电解解解解质质质质，由于大部分被，由于大部分被，由于大部分被，由于大部分被处处处处理的物理的物理的物理的物质带负电质带负电质带负电质带负电荷（如荷（如荷（如荷（如细细细细胞或菌体一般胞或菌体一般胞或菌体一般胞或菌体一般带负电带负电带负电带负电荷），因此工荷），因此工荷），因此工荷），因此工业业业业上常用的凝聚上常用的凝聚上常用的凝聚上常用的凝聚剂剂剂剂大多大多大多大多为为为为阳离子型，分阳离子型，分阳离子型，分阳离子型，分为为为为无机无机无机无机盐类盐类盐类盐类、金属氧化物、金属氧化物、金属氧化物、金属氧化物类类类类凝凝凝凝 聚聚聚聚凝聚是指在某些电解质作用下，破坏细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，凝聚是指在某些电解质作用下，破坏细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，凝聚是指在某些电解质作用下，破坏细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，凝聚是指在某些电解质作用下，破坏细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，使使使使胶体粒子胶体粒子胶体粒子胶体粒子聚集的过程聚集的过程聚集的过程聚集的过程常常常常用用用用的的的的无无无无机机机机盐盐盐盐类类类类凝凝凝凝聚聚聚聚剂剂剂剂AlAl2 2（SOSO4 4）3 3 18H18H2 2OO（明（明（明（明矾矾矾矾）AlClAlCl3 3 6H6H2 2OOFeClFeCl3 3ZnSOZnSO4 4MgCOMgCO3 3常常常常用用用用的的的的金金金金属属属属氧氧氧氧化化化化物物物物类类类类凝凝凝凝聚聚聚聚剂剂剂剂Al(OH)Al(OH)3 3FeFe3 3OO4 4Ca(OH)Ca(OH)2 2石灰等石灰等石灰等石灰等胶体胶体胶体胶体是物质以一定分散程度而存在的一种状态。即将一物质分成许多小是物质以一定分散程度而存在的一种状态。即将一物质分成许多小是物质以一定分散程度而存在的一种状态。即将一物质分成许多小是物质以一定分散程度而存在的一种状态。即将一物质分成许多小粒子，然后分散在一种介质中即可得到一种分散体系。粒子，然后分散在一种介质中即可得到一种分散体系。粒子，然后分散在一种介质中即可得到一种分散体系。粒子，然后分散在一种介质中即可得到一种分散体系。在这种分散体系中，粒子叫分散质在这种分散体系中，粒子叫分散质在这种分散体系中，粒子叫分散质在这种分散体系中，粒子叫分散质(或分散相或分散相或分散相或分散相)，介质叫分散剂，介质叫分散剂，介质叫分散剂，介质叫分散剂(或分散介或分散介或分散介或分散介质质质质)当分散质的直径在当分散质的直径在当分散质的直径在当分散质的直径在0.1m0.1m1nm1nm之间，这个体系就叫胶体。胶体按分散质之间，这个体系就叫胶体。胶体按分散质之间，这个体系就叫胶体。胶体按分散质之间，这个体系就叫胶体。胶体按分散质和分散剂聚态的不同可分为许多种和分散剂聚态的不同可分为许多种和分散剂聚态的不同可分为许多种和分散剂聚态的不同可分为许多种 现在学习的是第10页，共38页在发酵液中加入具有相反电性的电解质：在发酵液中加入具有相反电性的电解质：在发酵液中加入具有相反电性的电解质：在发酵液中加入具有相反电性的电解质：中和胶粒电性，降低双电层排斥力中和胶粒电性，降低双电层排斥力中和胶粒电性，降低双电层排斥力中和胶粒电性，降低双电层排斥力 离子的水化作用，破坏胶粒的水化层离子的水化作用，破坏胶粒的水化层离子的水化作用，破坏胶粒的水化层离子的水化作用，破坏胶粒的水化层 影响凝聚作用的主要因素影响凝聚作用的主要因素影响凝聚作用的主要因素影响凝聚作用的主要因素 无机盐的种类、化合价以及无机盐的用量等无机盐的种类、化合价以及无机盐的用量等无机盐的种类、化合价以及无机盐的用量等无机盐的种类、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：阳离子对带负电荷的胶粒凝聚能力的次序为：阳离子对带负电荷的胶粒凝聚能力的次序为：阳离子对带负电荷的胶粒凝聚能力的次序为：AlAl3+3+FeFe3+3+HH+CaCa2+2+MgMg2+2+KK+NaNa+LiLi+无机盐促进胶粒颗粒凝聚的原因：无机盐促进胶粒颗粒凝聚的原因：无机盐促进胶粒颗粒凝聚的原因：无机盐促进胶粒颗粒凝聚的原因：现在学习的是第11页，共38页絮絮絮絮凝凝凝凝影响絮凝效果的因素影响絮凝效果的因素影响絮凝效果的因素影响絮凝效果的因素絮凝剂的分子量絮凝剂的分子量絮凝剂的分子量絮凝剂的分子量絮凝剂用量絮凝剂用量絮凝剂用量絮凝剂用量溶液溶液溶液溶液pHpH搅拌速度搅拌速度搅拌速度搅拌速度时间等时间等时间等时间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万以上，在长的链上含有相当多的活性功能团万以上，在长的链上含有相当多的活性功能团万以上，在长的链上含有相当多的活性功能团当往胶体悬液中加入絮凝剂时，胶粒可强烈地吸附在絮凝剂表面的活性当往胶体悬液中加入絮凝剂时，胶粒可强烈地吸附在絮凝剂表面的活性当往胶体悬液中加入絮凝剂时，胶粒可强烈地吸附在絮凝剂表面的活性当往胶体悬液中加入絮凝剂时，胶粒可强烈地吸附在絮凝剂表面的活性功能团上，而且一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的颗粒的功能团上，而且一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的颗粒的功能团上，而且一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的颗粒的功能团上，而且一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的颗粒的表面上，产生架桥联接，形成粗大的絮凝团沉淀出来，有助于过滤，这表面上，产生架桥联接，形成粗大的絮凝团沉淀出来，有助于过滤，这表面上，产生架桥联接，形成粗大的絮凝团沉淀出来，有助于过滤，这表面上，产生架桥联接，形成粗大的絮凝团沉淀出来，有助于过滤，这一过程称为一过程称为一过程称为一过程称为絮凝作用絮凝作用絮凝作用絮凝作用絮凝是指使用絮凝剂（通常是天然或合成的大分子量电解质）絮凝是指使用絮凝剂（通常是天然或合成的大分子量电解质）絮凝是指使用絮凝剂（通常是天然或合成的大分子量电解质）絮凝是指使用絮凝剂（通常是天然或合成的大分子量电解质），在悬浮粒子之间产生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团，在悬浮粒子之间产生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团，在悬浮粒子之间产生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团，在悬浮粒子之间产生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程的过程的过程的过程现在学习的是第12页，共38页影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂絮凝效果的因素絮凝剂分子量：絮凝剂分子量：絮凝剂分子量：絮凝剂分子量：分子量越大，链越长，吸附架桥效果就分子量越大，链越长，吸附架桥效果就分子量越大，链越长，吸附架桥效果就分子量越大，链越长，吸附架桥效果就越明显；但是分子量过大，絮凝剂在水越明显；但是分子量过大，絮凝剂在水越明显；但是分子量过大，絮凝剂在水越明显；但是分子量过大，絮凝剂在水中的溶解度降低中的溶解度降低中的溶解度降低中的溶解度降低絮凝剂浓度：絮凝剂浓度：絮凝剂浓度：絮凝剂浓度：浓度较低时，增加用量有助于架桥，浓度较低时，增加用量有助于架桥，浓度较低时，增加用量有助于架桥，浓度较低时，增加用量有助于架桥，提高絮凝效果；但是浓度过高反而引提高絮凝效果；但是浓度过高反而引提高絮凝效果；但是浓度过高反而引提高絮凝效果；但是浓度过高反而引起吸附饱和，在胶粒表面上形成覆盖起吸附饱和，在胶粒表面上形成覆盖起吸附饱和，在胶粒表面上形成覆盖起吸附饱和，在胶粒表面上形成覆盖层而失去与其他胶粒架桥的作用，降层而失去与其他胶粒架桥的作用，降层而失去与其他胶粒架桥的作用，降层而失去与其他胶粒架桥的作用，降低了絮凝效果低了絮凝效果低了絮凝效果低了絮凝效果现在学习的是第13页，共38页溶液的溶液的溶液的溶液的pHpH：pHpH的变化会影响离子型絮凝剂功能的变化会影响离子型絮凝剂功能的变化会影响离子型絮凝剂功能的变化会影响离子型絮凝剂功能团的电离度，团的电离度，团的电离度，团的电离度，提高电离度提高电离度提高电离度提高电离度可使链分子可使链分子可使链分子可使链分子上同种电荷间的电排斥作用增加，链从上同种电荷间的电排斥作用增加，链从上同种电荷间的电排斥作用增加，链从上同种电荷间的电排斥作用增加，链从卷曲状态变为伸展状态，发挥最佳架桥卷曲状态变为伸展状态，发挥最佳架桥卷曲状态变为伸展状态，发挥最佳架桥卷曲状态变为伸展状态，发挥最佳架桥能力能力能力能力搅拌速度：搅拌速度：搅拌速度：搅拌速度：刚加入絮凝剂时，搅拌速度刚加入絮凝剂时，搅拌速度刚加入絮凝剂时，搅拌速度刚加入絮凝剂时，搅拌速度快能使絮凝剂迅速分散，发快能使絮凝剂迅速分散，发快能使絮凝剂迅速分散，发快能使絮凝剂迅速分散，发挥絮凝作用，但当絮凝团形挥絮凝作用，但当絮凝团形挥絮凝作用，但当絮凝团形挥絮凝作用，但当絮凝团形成后，高的剪切力会打碎絮成后，高的剪切力会打碎絮成后，高的剪切力会打碎絮成后，高的剪切力会打碎絮凝团凝团凝团凝团现在学习的是第14页，共38页常用的絮凝剂常用的絮凝剂常用的絮凝剂常用的絮凝剂壳聚糖、海藻酸钠、明胶和酰胺类衍生物、聚苯乙烯类衍生物壳聚糖、海藻酸钠、明胶和酰胺类衍生物、聚苯乙烯类衍生物壳聚糖、海藻酸钠、明胶和酰胺类衍生物、聚苯乙烯类衍生物壳聚糖、海藻酸钠、明胶和酰胺类衍生物、聚苯乙烯类衍生物及聚丙烯酸类等及聚丙烯酸类等及聚丙烯酸类等及聚丙烯酸类等现在学习的是第15页，共38页3 3去除杂蛋白质的其它方法去除杂蛋白质的其它方法 等电点沉淀等电点沉淀等电点沉淀等电点沉淀蛋白质在等电点时溶解度最小，能沉淀而除去蛋白质在等电点时溶解度最小，能沉淀而除去蛋白质在等电点时溶解度最小，能沉淀而除去蛋白质在等电点时溶解度最小，能沉淀而除去各种沉淀剂沉淀各种沉淀剂沉淀各种沉淀剂沉淀各种沉淀剂沉淀某些化学试剂能与蛋白质结合形成复合物沉淀某些化学试剂能与蛋白质结合形成复合物沉淀某些化学试剂能与蛋白质结合形成复合物沉淀某些化学试剂能与蛋白质结合形成复合物沉淀在酸性溶液中加有机酸如三氯乙酸、水杨酸、苦味酸、鞣酸、过氯酸等形成沉淀；在酸性溶液中加有机酸如三氯乙酸、水杨酸、苦味酸、鞣酸、过氯酸等形成沉淀；在酸性溶液中加有机酸如三氯乙酸、水杨酸、苦味酸、鞣酸、过氯酸等形成沉淀；在酸性溶液中加有机酸如三氯乙酸、水杨酸、苦味酸、鞣酸、过氯酸等形成沉淀；在碱性溶液中，能与一些阳离子如在碱性溶液中，能与一些阳离子如在碱性溶液中，能与一些阳离子如在碱性溶液中，能与一些阳离子如AgAg+、CuCu2+2+、ZnZn2+2+、PbPb2+2+、FeFe3+3+形成沉淀形成沉淀形成沉淀形成沉淀吸附吸附吸附吸附 在发酵液中，加入一些反应剂，它们互相反应生成的沉淀物对蛋白质具吸附作用而使其在发酵液中，加入一些反应剂，它们互相反应生成的沉淀物对蛋白质具吸附作用而使其在发酵液中，加入一些反应剂，它们互相反应生成的沉淀物对蛋白质具吸附作用而使其在发酵液中，加入一些反应剂，它们互相反应生成的沉淀物对蛋白质具吸附作用而使其凝固凝固凝固凝固加入吸附剂如活性碳，可以去除热原加入吸附剂如活性碳，可以去除热原加入吸附剂如活性碳，可以去除热原加入吸附剂如活性碳，可以去除热原现在学习的是第16页，共38页（三）（三）（三）（三）不溶性多糖的去除不溶性多糖的去除不溶性多糖的去除不溶性多糖的去除黏多糖的去除黏多糖的去除黏多糖的去除黏多糖的去除黏多糖可以和一些阳离子表面活性剂如十六烷基三甲基溴化铵黏多糖可以和一些阳离子表面活性剂如十六烷基三甲基溴化铵黏多糖可以和一些阳离子表面活性剂如十六烷基三甲基溴化铵黏多糖可以和一些阳离子表面活性剂如十六烷基三甲基溴化铵（CTABCTAB）和十六烷基氯化吡啶（）和十六烷基氯化吡啶（）和十六烷基氯化吡啶（）和十六烷基氯化吡啶（CPCCPC）等形成季铵盐络合物而沉淀，）等形成季铵盐络合物而沉淀，）等形成季铵盐络合物而沉淀，）等形成季铵盐络合物而沉淀，因而可以通过向培养液中引入这些物质使多糖沉淀去除因而可以通过向培养液中引入这些物质使多糖沉淀去除因而可以通过向培养液中引入这些物质使多糖沉淀去除因而可以通过向培养液中引入这些物质使多糖沉淀去除当发酵液中含有较多不溶性多糖时，粘度增大，液固分离困难，当发酵液中含有较多不溶性多糖时，粘度增大，液固分离困难，当发酵液中含有较多不溶性多糖时，粘度增大，液固分离困难，当发酵液中含有较多不溶性多糖时，粘度增大，液固分离困难，可用酶将它转化为单糖以提高过滤速度可用酶将它转化为单糖以提高过滤速度可用酶将它转化为单糖以提高过滤速度可用酶将它转化为单糖以提高过滤速度例如在蛋白酶发酵液加例如在蛋白酶发酵液加例如在蛋白酶发酵液加例如在蛋白酶发酵液加 淀粉酶，将培养基中多余的淀粉水解称淀粉酶，将培养基中多余的淀粉水解称淀粉酶，将培养基中多余的淀粉水解称淀粉酶，将培养基中多余的淀粉水解称单糖，就能降低发酵液粘度，提高滤速单糖，就能降低发酵液粘度，提高滤速单糖，就能降低发酵液粘度，提高滤速单糖，就能降低发酵液粘度，提高滤速 现在学习的是第17页，共38页（四）高价金属离子的去除（四）高价金属离子的去除（四）高价金属离子的去除（四）高价金属离子的去除对提取和成品质量影响较大的无机杂质主要是对提取和成品质量影响较大的无机杂质主要是对提取和成品质量影响较大的无机杂质主要是对提取和成品质量影响较大的无机杂质主要是CaCa2 2、MgMg2 2、FeFe3 3等高价金等高价金等高价金等高价金属离子，尤其在后期采用离子交换法时，这些离子会降低树脂的交换容量，属离子，尤其在后期采用离子交换法时，这些离子会降低树脂的交换容量，属离子，尤其在后期采用离子交换法时，这些离子会降低树脂的交换容量，属离子，尤其在后期采用离子交换法时，这些离子会降低树脂的交换容量，预处理中应将它们除去预处理中应将它们除去预处理中应将它们除去预处理中应将它们除去钙离子钙离子钙离子钙离子：常采用草酸钠或草酸：常采用草酸钠或草酸：常采用草酸钠或草酸：常采用草酸钠或草酸镁离子镁离子镁离子镁离子：去除也可用草酸，但草酸镁溶解度较大，故沉淀不完全，也可采去除也可用草酸，但草酸镁溶解度较大，故沉淀不完全，也可采去除也可用草酸，但草酸镁溶解度较大，故沉淀不完全，也可采去除也可用草酸，但草酸镁溶解度较大，故沉淀不完全，也可采用磷酸盐，使生成磷酸钙盐和磷酸镁盐沉淀而除去用磷酸盐，使生成磷酸钙盐和磷酸镁盐沉淀而除去用磷酸盐，使生成磷酸钙盐和磷酸镁盐沉淀而除去用磷酸盐，使生成磷酸钙盐和磷酸镁盐沉淀而除去铁离子铁离子铁离子铁离子：可采用黄血盐，形成普鲁士兰：可采用黄血盐，形成普鲁士兰：可采用黄血盐，形成普鲁士兰：可采用黄血盐，形成普鲁士兰(亚铁氰化铁亚铁氰化铁亚铁氰化铁亚铁氰化铁)沉淀沉淀沉淀沉淀离子交换法和沉淀法离子交换法和沉淀法离子交换法和沉淀法离子交换法和沉淀法现在学习的是第18页，共38页破坏细胞壁和细胞膜，使胞内产物得到最大程度的释放破坏细胞壁和细胞膜，使胞内产物得到最大程度的释放破坏细胞壁和细胞膜，使胞内产物得到最大程度的释放破坏细胞壁和细胞膜，使胞内产物得到最大程度的释放目的目的目的目的影响细胞破碎的因素：影响细胞破碎的因素：影响细胞破碎的因素：影响细胞破碎的因素：1 1 1 1 细胞壁的结构细胞壁的结构细胞壁的结构细胞壁的结构2 2 2 2 破碎方法破碎方法破碎方法破碎方法第二节第二节 细胞破碎细胞破碎现在学习的是第19页，共38页一一一一 细胞壁的结构细胞壁的结构细胞壁的结构细胞壁的结构革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌的细胞壁主要由肽聚的细胞壁主要由肽聚的细胞壁主要由肽聚的细胞壁主要由肽聚糖层（约糖层（约糖层（约糖层（约202080nm80nm）组成）组成）组成）组成革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌肽聚糖层较薄，仅肽聚糖层较薄，仅肽聚糖层较薄，仅肽聚糖层较薄，仅2 23nm3nm，在肽聚糖层外还有两层外壁层。外，在肽聚糖层外还有两层外壁层。外，在肽聚糖层外还有两层外壁层。外，在肽聚糖层外还有两层外壁层。外壁层约壁层约壁层约壁层约8 810nm10nm可见革兰氏阳性菌细胞壁较厚，较难破碎！可见革兰氏阳性菌细胞壁较厚，较难破碎！可见革兰氏阳性菌细胞壁较厚，较难破碎！可见革兰氏阳性菌细胞壁较厚，较难破碎！现在学习的是第20页，共38页霉菌霉菌霉菌霉菌的细胞壁较厚，约的细胞壁较厚，约的细胞壁较厚，约的细胞壁较厚，约100100250nm250nm酵母酵母酵母酵母的细胞壁比革兰氏阳性菌的的细胞壁比革兰氏阳性菌的的细胞壁比革兰氏阳性菌的的细胞壁比革兰氏阳性菌的细胞壁厚，更难破碎细胞壁厚，更难破碎细胞壁厚，更难破碎细胞壁厚，更难破碎现在学习的是第21页，共38页机械法机械法 匀浆法匀浆法 珠磨法珠磨法 超声波超声波超声波超声波化学法化学法化学法化学法 化学试剂处理化学试剂处理化学试剂处理化学试剂处理 酶解法酶解法酶解法酶解法 制成丙酮粉制成丙酮粉制成丙酮粉制成丙酮粉物理法物理法 干燥干燥干燥干燥 冻融冻融冻融冻融 渗透压冲击渗透压冲击渗透压冲击渗透压冲击二二二二 破碎方法破碎方法破碎方法破碎方法现在学习的是第22页，共38页机机机机械械械械法法法法高压匀浆法：高压匀浆法：高压匀浆法：高压匀浆法：适用于酵母菌、大肠杆菌、巨大芽孢杆菌和黑曲霉适用于酵母菌、大肠杆菌、巨大芽孢杆菌和黑曲霉适用于酵母菌、大肠杆菌、巨大芽孢杆菌和黑曲霉适用于酵母菌、大肠杆菌、巨大芽孢杆菌和黑曲霉等。不适用于高度分枝的微生物等。不适用于高度分枝的微生物等。不适用于高度分枝的微生物等。不适用于高度分枝的微生物高速珠磨法：高速珠磨法：高速珠磨法：高速珠磨法：利用玻璃小珠与细胞悬液一起快速搅拌，由于研磨利用玻璃小珠与细胞悬液一起快速搅拌，由于研磨利用玻璃小珠与细胞悬液一起快速搅拌，由于研磨利用玻璃小珠与细胞悬液一起快速搅拌，由于研磨作用，使细胞破碎作用，使细胞破碎作用，使细胞破碎作用，使细胞破碎超声波破碎法：超声波破碎法：超声波破碎法：超声波破碎法：实验室常用影响因素：频率、液体温度实验室常用影响因素：频率、液体温度实验室常用影响因素：频率、液体温度实验室常用影响因素：频率、液体温度 和粘度、和粘度、和粘度、和粘度、处理时间等处理时间等处理时间等处理时间等现在学习的是第23页，共38页FrenchPressFrenchPress压榨压榨压榨是一种温和的、彻底破碎细压榨是一种温和的、彻底破碎细压榨是一种温和的、彻底破碎细压榨是一种温和的、彻底破碎细胞的方法。在胞的方法。在胞的方法。在胞的方法。在1000101000105 5PaPa2000102000105 5PaPa的高压下使几十毫升的高压下使几十毫升的高压下使几十毫升的高压下使几十毫升的细胞悬液通过一个小孔突然释的细胞悬液通过一个小孔突然释的细胞悬液通过一个小孔突然释的细胞悬液通过一个小孔突然释放至常压，细胞将彻底破碎。这放至常压，细胞将彻底破碎。这放至常压，细胞将彻底破碎。这放至常压，细胞将彻底破碎。这是一种较理想的破碎细胞的方法，是一种较理想的破碎细胞的方法，是一种较理想的破碎细胞的方法，是一种较理想的破碎细胞的方法，但仪器费用较高但仪器费用较高但仪器费用较高但仪器费用较高现在学习的是第24页，共38页超声波振荡器超声波振荡器超声波振荡器超声波振荡器现在学习的是第25页，共38页 非非非非机机机机械械械械法法法法化学法：化学法：化学法：化学法：采用化学试剂处理细胞，溶解细胞或抽提细胞组分采用化学试剂处理细胞，溶解细胞或抽提细胞组分采用化学试剂处理细胞，溶解细胞或抽提细胞组分采用化学试剂处理细胞，溶解细胞或抽提细胞组分酶解法：酶解法：酶解法：酶解法：利用酶（溶菌酶、蛋白酶、脂肪酶、核酸酶、透明质酸酶利用酶（溶菌酶、蛋白酶、脂肪酶、核酸酶、透明质酸酶利用酶（溶菌酶、蛋白酶、脂肪酶、核酸酶、透明质酸酶利用酶（溶菌酶、蛋白酶、脂肪酶、核酸酶、透明质酸酶等）反应分解破坏细胞壁上特殊的键，以达破壁的目的等）反应分解破坏细胞壁上特殊的键，以达破壁的目的等）反应分解破坏细胞壁上特殊的键，以达破壁的目的等）反应分解破坏细胞壁上特殊的键，以达破壁的目的需与其它方法配合使用（辐射、渗透压冲击、反复冻融法等）需与其它方法配合使用（辐射、渗透压冲击、反复冻融法等）需与其它方法配合使用（辐射、渗透压冲击、反复冻融法等）需与其它方法配合使用（辐射、渗透压冲击、反复冻融法等）途径途径途径途径：在细胞悬液中加酶或采用自溶作用：在细胞悬液中加酶或采用自溶作用：在细胞悬液中加酶或采用自溶作用：在细胞悬液中加酶或采用自溶作用;自溶作用自溶作用自溶作用自溶作用：利用微生物自身产生的酶来溶菌，而不需外加其它：利用微生物自身产生的酶来溶菌，而不需外加其它：利用微生物自身产生的酶来溶菌，而不需外加其它：利用微生物自身产生的酶来溶菌，而不需外加其它的酶的酶的酶的酶自溶的方法自溶的方法自溶的方法自溶的方法：加热法、干燥法：加热法、干燥法：加热法、干燥法：加热法、干燥法渗透压冲击法：渗透压冲击法：渗透压冲击法：渗透压冲击法：先把细胞放在高渗溶液中，由于渗透压作用，细胞内先把细胞放在高渗溶液中，由于渗透压作用，细胞内先把细胞放在高渗溶液中，由于渗透压作用，细胞内先把细胞放在高渗溶液中，由于渗透压作用，细胞内水分向外渗出，细胞发生收缩，当达到平衡后，将介水分向外渗出，细胞发生收缩，当达到平衡后，将介水分向外渗出，细胞发生收缩，当达到平衡后，将介水分向外渗出，细胞发生收缩，当达到平衡后，将介质快速稀释或将细胞转入水或缓冲液中，由于渗透压质快速稀释或将细胞转入水或缓冲液中，由于渗透压质快速稀释或将细胞转入水或缓冲液中，由于渗透压质快速稀释或将细胞转入水或缓冲液中，由于渗透压发生突然变化，胞外的水分迅速渗入胞内，使细胞快发生突然变化，胞外的水分迅速渗入胞内，使细胞快发生突然变化，胞外的水分迅速渗入胞内，使细胞快发生突然变化，胞外的水分迅速渗入胞内，使细胞快速膨胀而破裂速膨胀而破裂速膨胀而破裂速膨胀而破裂冻融法：冻融法：冻融法：冻融法：将细胞放在低温（将细胞放在低温（将细胞放在低温（将细胞放在低温（-15-15），然后在室温中融化，反复多次，），然后在室温中融化，反复多次，），然后在室温中融化，反复多次，），然后在室温中融化，反复多次，细胞壁破裂细胞壁破裂细胞壁破裂细胞壁破裂干燥法：干燥法：干燥法：干燥法：经干燥后的菌体，其细胞膜的渗透性发生变化，同时部分菌体经干燥后的菌体，其细胞膜的渗透性发生变化，同时