生物制药学——第三章生物材料的预处理、细胞破碎和液固分离.pptVIP

第三章 生物材料的预处理、细胞破碎 和液固分离 生物材料的预处理 细胞破碎 固-液分离 三、细胞培养液的预处理 目的：去除两大类杂质 1、可溶性黏胶状物质 2、某些无机盐 无机盐的种类、化合价、用量等。 阳离子凝聚能力：Al3+Fe3+H+Ca2+Mg2+K+Na+Li+ 常用的凝聚剂：Al2(SO4)3·18H2O、AlCl3·6H2O、FeCl3、ZnSO4、MgCO3等。 4、吸附 1）直接加入吸附剂 （活性炭除热原) 2）反应生成沉淀物吸附 5、等电点沉淀 6、加各种沉淀剂沉淀 （三）去除高价金属离子 1）离子交换法 2）沉淀法 第二节 细胞破碎 错流过滤装置 错流过滤原理示意图 错流过滤的优点 1）收率高 2）滤液质量好 3）连续工艺，自动化；不需助滤剂 4）完全封闭的系统，消除了污染的危险 碟片式离心机 螺旋卸料离心机 1、过滤介质：滤布或膜 2、助滤剂：硅藻土、纸浆、石棉、纤维素、未活化的碳等 要求：惰性、无毒、细度及硬度，成本低。 使用方法：预铺法、混合法、生成法。 （三）过滤介质和助滤剂 二、离心分离 1、过滤式离心机 2、沉降式离心机 管式离心机 碟片式离心机 螺旋卸料离心机 管式离心机 LOGO 主要内容 第一节 生物材料的预处理 生物原料的特点 1、含量低 2、杂质多 3、易变性失活 （现代生物技术：微生物工程、细胞工程、基因工程、酶工程） 一、选择预处理方法的依据 1、生物活性物质存在方式与特点 2、后续工艺要求 3、目的物稳定性 二、动物材料的预处理 绞肉机绞 匀浆和组织捣碎 采用反复冻融或制备成丙酮粉 （一）去除细胞碎片与杂蛋白 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) 中和胶粒电性，降低双电层排斥力 破坏胶粒的水化层 影响凝聚作用的主要因素： 2、加入絮凝剂 絮凝作用：胶体悬浮液中加入絮凝剂，胶粒吸附在絮凝剂表面上的功能团上，产生架桥 联接，形成巨大的絮凝团沉淀出来的过程。 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） 影响絮凝效果的因素： （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 变性作用（ denaturation )：天然蛋白质分子受到某些物理因素、化学因素影响，生物活性丧失，溶解度降低，不对称性增高、物理化学常数改变。 变性沉淀的方法：加热、大幅度改变pH，加有机溶剂、重金属盐或表面活性剂等。 考虑目的物的稳定性。 （二）去除多糖 1）转化为单糖（酶） 2）络合沉淀（阳离子表面活性剂） 目的：释放细胞内产物 一、机械法 二、物理法 三、化学法 四、生物法 一、机械法 1）高压匀浆器 细胞浓度及压力大小对破碎率的影响 匀浆次数 匀浆次数对破碎效果的影响 （二）高速珠磨机 （三）超声波振荡器 二、物理法 （一）干燥法 （二）冻融法 （三）渗透压冲击法 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）制成丙酮粉 四、生物法 （一）酶解法 （二）组织自溶法 1）规模及成本 2）目的物的稳定性 3）破碎效果和产物释放率 五、选择破碎方法的依据 适宜的细胞破碎条件： 活性产物释放率高 成本消耗低 便于后步提取 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）板框压滤机 2）真空鼓式过滤机