生化分离技术与血液制品.ppt

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1、生化分离技术与血液制品第一节生化分离技术1、生化分离技术的特点1）、通常处理的发酵液或酶反应液中产品的浓度很低。溶液中欲提取物质的浓度越低，提取时所耗费的能量就越大，费用也就越高，产品的价格也越高。一般来说，生物物质的分离式十分困难的。2）、生物产品很多是生化活性物质，易受坏境因素如温度、PH、金属离子和微生物等的影响，甚至失活，因而也增加了分离的难度。3)、对最终产品的质量往往要求极高2、生化产品的特点1)应用面广。医药卫生、环保、动植物生长调节、食品和试剂等2)生化产品种类繁多，包括了大、中、小分子量的结构和性质复杂又各异的生物活性物质，生物活性各异

2、。3)目的产物在初始物料中的含量低。青霉素（4.2%）、庆大霉素（0.2%）、干扰素（<50ug/ml）。4)产品价格与产物浓度呈反比5)初始物料成分复杂。除少量产物外，还有大量的细胞及碎片、其他代谢物（几百上千种）、培养基成分、无机盐等。6)生物活性物质的稳定性低。易变质、易失活、易变性，对温度、pH值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等非常敏感。7)产品的质量要求高，尤其是药品等。成品青霉素对其强致敏原 –青霉噻唑蛋白必须控制RIA值（放射免疫测定）小于100（1.5×10-6），蛋白类药物（杂质 < 2%）、重组胰岛素中杂蛋白小于0.01%。

3、线粒体(双层膜)是细胞进行有氧呼吸的主要场所。细胞生命活动所需能量的95%来自线粒体。叶绿体(双层膜)是绿色植物细胞进行光合作用的场所。内质网是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”细胞器细胞质基质细胞壁细胞质细胞核细胞膜内质网液泡高尔基体核糖体线粒体溶酶体叶绿体植物细胞结构线粒体结构：双层膜外膜内膜。内膜向内折叠形成嵴基粒：位于嵴上基质：内含大量的氧化酶含有少量的DNA、RNA外膜内膜嵴基粒叶绿体结构：双层膜外膜内膜基粒：由多个类囊体垛叠而成。位于内膜中。基质：内含大量的光和作用酶含有少量的DNA、RNA高尔基体分布：动植物细胞，结构：单层膜功

4、能：①与细胞分泌物形成有关，对蛋白质进行加工和转运（“发送站”），②植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关。液泡分布：植物细胞结构：单层膜，膜内液体叫细胞液，液泡内有色素、糖类、蛋白质等；核糖体是由蛋白质和RNA组成,有附着型的、有游离型的，是生产蛋白质的机器。(氨基酸脱水缩合的反应就在核糖体上进行的)细胞破碎就是采用物理、化学、酶或机械的方法，在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜，设法使胞内产物最大程度地释放到液相中。概念细胞破碎机理图不同细胞破碎的难易程度植物细胞＞真菌（如酵母菌）＞革兰氏阳性细菌＞革兰氏阴性细菌＞动物细胞。分类作用机理适应性物理破碎高压匀浆法液

5、体剪切作用可达较高破碎率，可大规模操作，不适合丝状菌和革兰氏阳性菌珠磨法固体剪切作用可达较高破碎率，可较大规模操作，大分子目的产物易失活，浆液分离困难超声破碎法液体剪切作用对酵母菌效果较差，破碎过程升温剧烈，不适合大规模操作渗透压法渗透压剧烈改变破碎率较低，常与其他方法结合使用反复冻融法反复冻结-融化破碎率较低，不适合对冷冻敏感目的产物干燥法改变细胞膜的渗透性条件变化剧烈，易引起大分子物质失活X-press法固体剪切作用破碎率高，活性保留率高，对冷冻敏感目的产物不适合化学破碎酶溶法酶分解作用具有高度专一性，条件温和，浆液易分离，溶酶价格高，通用性差化学渗

6、透法改变细胞膜渗透性具一定选择性，浆液易分离，但释放率较低，通用性差细胞破碎的方法高压匀浆法珠磨法超声破碎法渗透压法反复冻融法干燥法X-press法1.物理破碎高压匀浆法（High-pressurehomogenization）——大规模细胞破碎的常用方法原理：细胞悬浮液在高压的作用下从阀座与阀之间的环隙高速喷出，每秒速度高达几百米，高速喷出的浆液又射到静止的撞击环上，被迫改变方向从出口管流出。细胞在这一系列高速运动过程中经历了剪切、碰撞及由高压到常压的变化，从而造成细胞破碎。高压匀浆器压力(工业生产中常用55～70MPa的压力)循环操作次数(多次循环的

7、操作方法)温度高压匀浆法中影响细胞破碎的因素:不宜采用高压匀浆法的微生物：易造成堵塞的团状或丝状真菌，较小的革兰氏阳性菌，含有包含体的基因工程菌（因包含体坚硬，易损伤匀浆阀）适用于：微生物细胞和植物细胞的大规模破碎。进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英砂、氧化铝等研磨剂（直径小于1mm）一起快速搅拌或研磨，研磨剂、珠子与细胞之间的互相剪切、碰撞，使细胞破碎，释放出内含物。在珠液分离器的协助下，珠子被滞留在破碎室内，浆液流出从而实现连续操作。破碎中产生的热量一般采用夹套冷却的方式带走。珠磨法（Beadmill）①工作原理：卧式WSK卧式高效全能珠磨

8、机ZM系列卧式密闭珠(砂)磨机②影响细胞破碎的因素b.珠体的装量a.珠体的大小c