发酵产品的分离纯化课件.ppt

《发酵产品的分离纯化课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发酵产品的分离纯化课件.ppt（38页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、现在学习的是第1页，共38页发酵工程篇发酵工程篇一、生物下游加工过程现在学习的是第2页，共38页发酵工程篇发酵工程篇1.基本定义：生物下游加工过程 生物化工产品通过微生物发酵过程、酶反应过程或动植物细胞大量培养获得培养液，从上述培养液中分离、精制有关产品的 过程为生物下游加工过程现在学习的是第3页，共38页发酵工程篇发酵工程篇生化分离工程生化分离工程 根据分离过程原理（物理化学、化工原理、根据分离过程原理（物理化学、化工原理、传递过程等）来研究分离过程的开发和设计传递过程等）来研究分离过程的开发和设计中遇到的一些带有共性的技术问题的学科中遇到的一些带有共性的技术问题的学科现在学习的是第4页，共

2、38页发酵工程篇发酵工程篇2.2.生化产品的类型生化产品的类型2.1 2.1 按用途分类按用途分类 食品类食品类 农业用产品农业用产品 医用类产品医用类产品 生物试剂类生物试剂类 现在学习的是第5页，共38页发酵工程篇发酵工程篇2.2 2.2 按分子量大小分类按分子量大小分类 分子量分子量 1000Da 1000Da 1000Da：酶、抗原、抗体、：酶、抗原、抗体、多肽、蛋白质类多肽、蛋白质类现在学习的是第6页，共38页发酵工程篇发酵工程篇2.3 2.3 按发酵时目的产物所在的位置分类按发酵时目的产物所在的位置分类 cellcell内：胰岛素、白细胞介素、干扰素、内：胰岛素、白细胞介素、干扰素

3、、重组蛋白质重组蛋白质 cellcell外：抗生素（青霉素、红霉素）、胞外：抗生素（青霉素、红霉素）、胞外酶（外酶（-淀粉酶）等淀粉酶）等现在学习的是第7页，共38页发酵工程篇发酵工程篇3.3.生物下游加工过程的重要性生物下游加工过程的重要性1)1)、生化产品的必经的过程、生化产品的必经的过程2)2)、中药现代化的重要技术平台、中药现代化的重要技术平台3)3)、提高产品竞争力的关键技术之一、提高产品竞争力的关键技术之一现在学习的是第8页，共38页发酵工程篇发酵工程篇4.4.生物下游加工过程工程的研究内容可分为：生物下游加工过程工程的研究内容可分为：（1 1）确立最佳的分离方法）确立最佳的分离方

4、法 （2 2）确定最佳的分离工艺流程和操作条件）确定最佳的分离工艺流程和操作条件 （3 3）分离设备的选型和设计）分离设备的选型和设计现在学习的是第9页，共38页发酵工程篇发酵工程篇二、生物下游加工过程的特点二、生物下游加工过程的特点1.1.培养液成分复杂培养液成分复杂2.2.目标物质含量低，而杂质浓度高目标物质含量低，而杂质浓度高现在学习的是第10页，共38页发酵工程篇发酵工程篇 几种典型产品发酵液的浓度产品典型浓度/（g/L）单克隆抗体0.5酶20抗生素25有机酸100氨基酸100现在学习的是第11页，共38页发酵工程篇发酵工程篇3.3.目标物质稳定性差目标物质稳定性差4.4.下游加工过程

5、有弹性下游加工过程有弹性5.5.注意生物安全性注意生物安全性现在学习的是第12页，共38页发酵工程篇发酵工程篇三、生物下游加工过程的一般流程三、生物下游加工过程的一般流程动、植 物 组 织、体 液 等胞 外 产 物提 取发 酵 液预 处 理分 离破 碎碎 片 分 离初 步 纯 化 精 制制 成 品培 养 液加加热热沉沉淀淀匀匀化化离离心心沉沉淀淀分分 子子 筛筛无无 菌菌 过过 滤滤酶 反 应调调p pH H 离离心心超超声声萃萃取取吸吸附附离离子子超超滤滤絮絮凝凝过过滤滤胞胞溶溶过过滤滤萃萃取取亲亲和和冻冻干干错错 流流 过过 滤滤 研研磨磨错错 流流 过过 滤滤超超滤滤吸吸附附喷喷干干憎憎

6、水水结结晶晶电电泳泳动、植 物 组 织、体 液 等胞 外 产 物提 取发 酵 液预 处 理分 离破 碎碎 片 分 离初 步 纯 化 精 制制 成 品培 养 液加加热热沉沉淀淀匀匀化化离离心心沉沉淀淀分分 子子 筛筛无无 菌菌 过过 滤滤酶 反 应调调p pH H 离离心心超超声声萃萃取取吸吸附附离离子子超超滤滤絮絮凝凝过过滤滤胞胞溶溶过过滤滤萃萃取取亲亲和和冻冻干干错错 流流 过过 滤滤 研研磨磨错错 流流 过过 滤滤超超滤滤吸吸附附喷喷干干憎憎水水结结晶晶电电泳泳 酶酶现在学习的是第13页，共38页发酵工程篇发酵工程篇例子：紫杉醇的纯化过程简介红豆衫树皮红豆衫树皮萃取萃取预处理预处理层析层析

7、紫杉醇紫杉醇现在学习的是第14页，共38页第二节第二节 产品的分离纯化产品的分离纯化现在学习的是第15页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v概述概述v影响蛋白质稳定性的因素影响蛋白质稳定性的因素v蛋白质的分离提纯技术蛋白质的分离提纯技术v小结小结现在学习的是第16页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v蛋白质是一类重要的生物大分子，英文名称蛋白质是一类重要的生物大分子，英文名称proteinprotein，字源出自希腊文，字源出自希腊文,它有它有“最原最原初的初的”、“第一重要第一重要”的意思的意思现在学习的是第17页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v研究蛋白质的分子结构、组成和某些物理化学研究蛋白质的分

8、子结构、组成和某些物理化学性质，需要纯的均一的蛋白质样品。性质，需要纯的均一的蛋白质样品。v研究蛋白质的生物功能，需要纯品保持它的天研究蛋白质的生物功能，需要纯品保持它的天然构象。然构象。v制药工业中，需要把某种特殊功能的蛋白质提制药工业中，需要把某种特殊功能的蛋白质提纯到规定的要求，特别是要把干扰或拮抗性质纯到规定的要求，特别是要把干扰或拮抗性质的成分除去。的成分除去。现在学习的是第18页，共38页温度温度蛋白酶蛋白酶缓冲溶液缓冲溶液摇动剪切摇动剪切高压高压现在学习的是第19页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v蛋白质的提取v蛋白质的分离纯化现在学习的是第20页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v提

9、取：把蛋白质从原来的组织或细胞中提取：把蛋白质从原来的组织或细胞中以溶解的状态释放出来，保持天然状态。以溶解的状态释放出来，保持天然状态。v分离纯化：将所要的蛋白质与其他杂分离纯化：将所要的蛋白质与其他杂蛋白分离开来蛋白分离开来。现在学习的是第21页，共38页发酵工程篇发酵工程篇va.a.水溶液提取水溶液提取vb.b.有机溶剂提取有机溶剂提取现在学习的是第22页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v盐浓度vpH值v温度v对提取物的保护v表面活性剂现在学习的是第23页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v稀浓度可以促进蛋白质的溶解,同时稀盐溶液因盐离子与蛋白质部分结合,具有保护蛋白质不易变性的优点,因此在提

10、取时加入少量NaCl等中性盐,一般浓度为0.15mol/l为宜.现在学习的是第24页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v蛋白质是具有等电点的两性电解质,提取液的pH值应选择在偏离等电点两侧的pH范围内.现在学习的是第25页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v根据蛋白质溶解度不同的分离方法v根据蛋白质分子大小差别的分离方法v根据蛋白质带电性质进行分离v根据配体特异性的分离方法v其它现在学习的是第26页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v蛋白质的盐析(根据不同蛋白质在一定浓度盐溶液中溶解度降低程度不同达到彼此分离的方法)v等电点沉淀法(各种蛋白质的等电点有差别,利用调节溶液pH达到某一蛋白质的等电点使之沉淀)

11、v低温有机溶剂沉淀法(利用与水可混合的有机溶剂降低溶液的介电常数,导致蛋白质溶解度降低而析出)现在学习的是第27页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v透析与超滤(透析法:利用半透膜将分子大小不同的蛋白质分开)(超滤法:利用高压力或离心力强使水及小分子物质通过半透膜,而蛋白质大分子被截留在膜上,达到分离)v凝胶过滤(利用凝胶颗粒为固定相,小分子物质能进入颗粒内部,而大分子却排阻在外,当混合液通过凝胶柱,溶液中的物质就按不同分子量大小筛分开了)现在学习的是第28页，共38页发酵工程篇发酵工程篇现在学习的是第29页，共38页发酵工程篇发酵工程篇现在学习的是第30页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v电泳法(

12、各种蛋白质在同一pH条件下,因分子量和电荷数的不同而在电场中的迁移率不同而得以分开)v离子交换层析(当被分离的蛋白质溶液流经离子交换层析柱时,带有与离子交换剂相反的蛋白质被吸附在离子交换剂上,随后,通过改变pH或离子强度使吸附的蛋白质洗脱下来)现在学习的是第31页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v亲和色谱法(利用生物分子间所具有的专一而又可逆的亲和力而使生物分子分离纯化)现在学习的是第32页，共38页发酵工程篇发酵工程篇现在学习的是第33页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v亲和层析是最有效的生物活性物质纯化方法，它对生物分子选择性的吸附和分离，可以取得很高的纯化倍数。此外蛋白在纯化过程中得到浓缩，

13、结合到亲和配基后，性质更加稳定，其结果提高了活性回收率。此外它可以减少纯化步骤，缩短纯化时间，对不稳定蛋白的纯化十分有利。现在学习的是第34页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v扩张床吸附扩张床吸附吸附介质颗粒在向上流动的上清的作用下扩张起来，吸附介质颗粒在向上流动的上清的作用下扩张起来，上清中的目标蛋白被吸附于介质上，而细胞和其上清中的目标蛋白被吸附于介质上，而细胞和其碎片将通过柱子而流出去，而洗脱目标蛋白时从碎片将通过柱子而流出去，而洗脱目标蛋白时从相反方向将吸附介质压紧，再用洗脱缓冲液将目相反方向将吸附介质压紧，再用洗脱缓冲液将目标蛋白洗下来。通过扩张床吸附技术可大大减少标蛋白洗下来。通过扩

14、张床吸附技术可大大减少上清的处理时间。上清的处理时间。现在学习的是第35页，共38页发酵工程篇发酵工程篇v蛋白质的纯化无固定的模式，不同的蛋白质有蛋白质的纯化无固定的模式，不同的蛋白质有不同的纯化方法，同一种蛋白质也可采取不同不同的纯化方法，同一种蛋白质也可采取不同的纯化方法，但最终得到的蛋白质其稳定性和的纯化方法，但最终得到的蛋白质其稳定性和纯度也有所差别，这就涉及到操作者的实践经纯度也有所差别，这就涉及到操作者的实践经验及对纯化艺术的理解验及对纯化艺术的理解。现在学习的是第36页，共38页发酵工程篇发酵工程篇 Thank you all Thank you all！现在学习的是第37页，共38页发酵工程篇发酵工程篇感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第38页，共38页