Ch1-下游加工过程的概论-3.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本版式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,主讲教师,湖北大学生命科学学院 倪红,联系方式：,Tel:[phone],E-mail:QQ:1249257506,或,zhangni,科研情况：,1、近年来承担的项目:,2、主要研究方向：,参考资料,1、生化分离工程，严希康主编，化学工业出版社，2001年2月第 1版,2、生物工业下游技术，毛忠贵主编，中国轻工业出版社，1999年10月第1版,参考资料,3、生物分离原理及技术，欧阳平凯主编，化学工业出版社，1999年2月第1版,参考资料,4、生物分离工程，孙彦编著，化学工业出版社，1998年10月第1版,参考资料,5、生物工程下游技术，刘国诠主编，化学工业出版社，2003年1月第2版,参考资料,生化产品biochemical product,所有通过,生化反应,取得的,产品,。,包括微生物体本身；,微生物,产生的,二次代谢,产品；微生物体产生的各种,酶,。,利用,酶催化,各种,底物,使它们转化为各种有用的产品；其中也包括利用微生物,发酵,使底物转化为有用的产品。,具体来说：,1、初生代谢产物,是指植物在获取能量的过程中所产生的、最基本的、生活必须的共有的一些成分，如糖、蛋白质、脂类、核酸和激素,2、次生代谢产物,是指植物在释放能量的过程中所产生的物质，如生物碱、萜类、黄酮、醌、木脂素等，它们的形成受基因所控制。,3、异常次生代谢产物,是指植物受到某些刺激，无论是物理的、化学的、还是生物的（如病、虫害）而产生的物质。如切割松树、桃树流出的树脂、树胶等。它们在植物体内原本很少或没有，是一种应激产物，且有保护作用，又称为植物保护素。,4、药物类的物质，,如-内酰胺类抗生素，如青霉素、头孢菌素C；如氨基糖苷类抗生素，如链霉素；四环素类的抗生素；大环内酯类抗生素，如红霉素、螺旋霉素；多肽类抗生素，如多粘菌素；林可霉素类抗生素等等。,5、另外还有一些物质,如氨基酸、维生素、激素、微生物酶制剂、微生物多糖、以及干扰素、胰岛素等基因工程菌产品,6、天然植物,有效单体和有效成份的开发与研究，如香精香料,准备讲授内容,Ch1,下游加工过程概论,Ch2,发酵液的预处理和固液分离方法,Ch3,细胞破碎,Ch4,沉淀法,Ch5,膜过滤法,Ch6,溶剂萃取法,Ch7,两水相分配法,Ch8,离子交换法,Ch9,吸附法,Ch10,色层分离法,Ch11,结晶 法,准备讲授内容,第一章 下游加工过程概论,（Downstream Processing for Biotechnology）,生物技术下游加工过程的概念和地位：,(2)下游发展落后于上游工程的原因：三点:,(1)下游加工过程(后处理过程)的概念：,2、,生化产物的稳定性差,3、发酵或培养都是分批操作的，微生物有,一定的变异性,1、发酵液或培养液中产物浓度很低,杂质含量高，同时,对最终产品的质量要求很高,一、生物技术下游加工过程的特点及 其重要性,1、四个阶段（步骤）,（1）发酵液的预处理与固液分离:,（2）初步纯化（或称产物的提取）:,（3）高度纯化（或称产物的精制）:,（4）成品加工:,（一）生物技术下游加工过程的一般工艺流程,二、生物技术下游加工过程的一般步骤和单元操作,发酵液,预处理(加热、调pH、絮凝、离心),细胞分离(沉降、离心、过滤),细胞破碎(匀化、研磨、溶胞),细胞碎片分离(离心、错流过滤、双水相萃取),2、一般工艺流程和主要单元操作,初步纯化(沉淀、吸附、离子交换、萃取、,超滤),高度纯化(层析、离子交换、沉淀、超滤、,电泳),成品加工(浓缩、无菌干燥、结晶),（1）发酵液的预处理和固液分离,过滤和离心是基本的单元操作，也是困难的一步操作，由于发酵液的粘度高，所以分离之前要对发酵液进行预处理，如可采用酸化、加热、凝聚和絮凝技术等方法来处理。在固液分离的方法上，除可用鼓式真空过滤机外，较好的方法是采用错流膜过滤技术。,四个阶段,（2）细胞破碎和碎片的分离,方法：生物、化学、机械等等。,仪器：高压匀浆器和球磨机,碎片的分离：一般用离心分离，但非常困难，目前多采用双水相萃取法。,（3）初步纯化(提取),没有特定的方法，主要是除去与目标产物性质有很大差异的物质，一般会发生显著的浓缩和产品质量的增加。,典型的分离方法有：,吸附法、沉淀,法,、离子交换法、萃取法,（溶剂萃取、超临界流体萃取、逆胶束萃,取等）、膜过滤法（超滤、微滤等）。,（4）高度纯化(精制),这类过程技术对产物有高度的选择性。主要目的除去与被纯化物有类似化学功能和物理性质的不纯物。,典型的方法有：,色谱分离(离子交换层析、凝胶层析、亲和,层析等)、电泳、结晶等。,（5）成品加工,产物的最终用途决定了产品最终的加工方法，常用的方法是浓缩、无菌过滤和去热原、干燥等步骤组成。,四、选择纯化方法的依据,总的目标：,高的回收率或高产率,低成本,六、目标蛋白质的表征和分析方法,五、非蛋白质类杂质的去除,2、,3、,4、,5、,6、,1、,七、下游加工过程的发展趋势,7、,九、作业：,1、如何理解下游加工技术在生物技术中的地位和作用?,2、简述生物下游加工过程的一般工艺流程和各阶段的主要特点?,八、本章小结,重点：,难点：,