生物分离工程课程市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

http:/ 第1页http:/ ZhaoyanbinZT:64252418T:642524181302413664613024136646第2页http:/ 发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离第3页http:/ 14.1 14.1 悬浮液预处理悬浮液预处理 悬浮液基本特征悬浮液基本特征细胞相对密度与培养液相同细胞相对密度与培养液相同可压缩性，粘稠，非牛顿流体，流变行为复杂可压缩性，粘稠，非牛顿流体，流变行为复杂悬浮状态稳定悬浮状态稳定第7页http:/ 因为所需产品在培养液和菌体中浓度很低，并与许因为所需产品在培养液和菌体中浓度很低，并与许多杂质夹杂在一起，同时发酵液或生物溶液又属于非多杂质夹杂在一起，同时发酵液或生物溶液又属于非牛顿型流体，所以必须进行预处理。牛顿型流体，所以必须进行预处理。第8页http:/ mm mm 大小块状大小块状凝聚体过程。凝聚体过程。絮凝：指使用絮凝剂（天然和合成大分子量聚电解质）絮凝：指使用絮凝剂（天然和合成大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成将胶体粒子交联成网，形成10mm10mm大小絮凝团过程。其大小絮凝团过程。其中絮凝剂主要起架桥作用。中絮凝剂主要起架桥作用。第12页http:/ a 中和粒子表面电荷中和粒子表面电荷 b b 消除双电层结构消除双电层结构絮凝：絮凝：大分子聚电解质将胶体粒子交联成网状，形成大分子聚电解质将胶体粒子交联成网状，形成絮凝团过程絮凝团过程机理：架桥作用机理：架桥作用第13页http:/ 凝聚和絮凝技术能有效改变细胞菌体和蛋白凝聚和絮凝技术能有效改变细胞菌体和蛋白质等胶体粒子分散状态质等胶体粒子分散状态,使其聚集起来使其聚集起来,增大致积增大致积方便固液分离方便固液分离,惯用于菌体细小而且黏度大发酵液惯用于菌体细小而且黏度大发酵液预处理中预处理中.第14页http:/ （普鲁士蓝）（普鲁士蓝）蛋白质去除蛋白质去除加热加热调调pH(pH(草酸，无机酸或碱草酸，无机酸或碱)有机溶剂有机溶剂蛋白沉淀剂蛋白沉淀剂第17页http:/ D D 水介电常数；水介电常数；q q 胶体电动电荷密度，即滑移面上电荷密度；胶体电动电荷密度，即滑移面上电荷密度；扩散层有效厚度，即为吸附层和扩散层界扩散层有效厚度，即为吸附层和扩散层界面处电位面处电位dd降低到其值为降低到其值为1/e1/e处距离，不能直接测定处距离，不能直接测定 第20页http:/ 扩散层有效厚度计算式扩散层有效厚度计算式悬浮液预处理发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离第21页http:/ N N一一 阿伏伽德罗常数；阿伏伽德罗常数；T T一一 热力学温度：热力学温度：k k 波尔兹曼常数；波尔兹曼常数；e e 电子电荷；电子电荷；Zi i Zi i种反离子化合价；种反离子化合价；Ci i Ci i种离子摩尔浓度。种离子摩尔浓度。第22页http:/ 1）和式（）和式（1414一一2 2）说明）说明发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离悬浮液预处理由式（由式（14141 1）和式（）和式（1414一一2 2）可知，）可知，电位与扩散层电位与扩散层厚度厚度和电动电荷密度和电动电荷密度q q成正比，而扩散层厚度又与溶成正比，而扩散层厚度又与溶液中离子强度相关，所以，对带负电性菌体发酵液，液中离子强度相关，所以，对带负电性菌体发酵液，高价阳离子存在，可压缩扩散层厚度，促使高价阳离子存在，可压缩扩散层厚度，促使电位快电位快速降低，而且，化合价越高，这种影响越显著，当双速降低，而且，化合价越高，这种影响越显著，当双电层排斥力不足以抗衡胶粒间范德华引力时，因为热电层排斥力不足以抗衡胶粒间范德华引力时，因为热运动结果造成胶粒相互碰撞而聚集起来。运动结果造成胶粒相互碰撞而聚集起来。第23页http:/ 发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离悬浮液预处理在发酵液中加入含有高价阳离子电解质，因为能降低在发酵液中加入含有高价阳离子电解质，因为能降低电位和脱除胶粒表面水化膜，就能造成胶粒间凝聚电位和脱除胶粒表面水化膜，就能造成胶粒间凝聚作用。电解质凝聚能力可用凝聚价或凝聚值来表示，作用。电解质凝聚能力可用凝聚价或凝聚值来表示，使胶粒发生凝聚作用最小电解质浓度（毫摩尔升），使胶粒发生凝聚作用最小电解质浓度（毫摩尔升），称为凝聚价或凝聚值。称为凝聚价或凝聚值。第24页http:/ 发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离悬浮液预处理叔米叔米-哈第法则：哈第法则：反离子价数越高，该值就越小，即凝聚能力越强，阳反离子价数越高，该值就越小，即凝聚能力越强，阳离子对带负电荷胶粒凝聚能力次序为离子对带负电荷胶粒凝聚能力次序为A1A13 3FeFe3+3+H HCaCa2 2十十MgMg2+2+K K+NaNa+LiLi+，惯用凝聚剂电解质有：，惯用凝聚剂电解质有：AlAl2 2(SO(SO4 4)3 318H18H2 20 0（明矾）；（明矾）；AlC1AlC13 36H6H2 2O O；FeC1FeC13 3；ZnSOZnSO4 4；MgCOMgCO3 3等。等。第25页http:/ 悬浮液预处理发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离第26页http:/ 用量控制用量控制 最正确用量为粒子表面积约有一最正确用量为粒子表面积约有一 半被半被 聚合物覆盖时所用絮凝剂量。聚合物覆盖时所用絮凝剂量。pH pH 控制控制.固体浓度与粒子尺寸分布。固体浓度与粒子尺寸分布。电解质含量。电解质含量。后续工艺要求。后续工艺要求。第28页http:/ 14.1.2 杂蛋白质其它去除方法杂蛋白质其它去除方法发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离悬浮液预处理蛋白质普通以胶体状态存在于发酵液中，胶体粒子稳蛋白质普通以胶体状态存在于发酵液中，胶体粒子稳定性和其所带电荷相关。和氨基酸等两性物质一样，定性和其所带电荷相关。和氨基酸等两性物质一样，蛋白质在酸性溶液中带正电荷，在碱性溶液中带负电蛋白质在酸性溶液中带正电荷，在碱性溶液中带负电荷，而在某一荷，而在某一pHpH下，净电荷为零，溶解度最小，可使下，净电荷为零，溶解度最小，可使其产生沉淀而除去，其产生沉淀而除去，称为等电点沉淀法称为等电点沉淀法。第29页http:/ 发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离悬浮液预处理利用吸附作用也可除去蛋白质。利用吸附作用也可除去蛋白质。四环类抗生素生产中，采取黄血盐和硫酸锌协同作用四环类抗生素生产中，采取黄血盐和硫酸锌协同作用生成亚铁氰化锌钾生成亚铁氰化锌钾K K2 2ZnZn3 3Fe(CN)Fe(CN)5 5 2 2胶状沉淀来吸附蛋胶状沉淀来吸附蛋白质，利用此法除蛋白质已取得很好效果。白质，利用此法除蛋白质已取得很好效果。在枯草杆菌发酵液中，常加入氯化钙和磷酸氢二钠，在枯草杆菌发酵液中，常加入氯化钙和磷酸氢二钠，这二者本身生成庞大凝胶，把蛋白质、菌体及其它不这二者本身生成庞大凝胶，把蛋白质、菌体及其它不溶性粒子吸附并包裹在其中而除去，从而加紧了过滤溶性粒子吸附并包裹在其中而除去，从而加紧了过滤速度。速度。第31页http:/ 14.1.3 高价无机离子去除方法高价无机离子去除方法发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离悬浮液预处理为了去除钙离子，宜加入草酸。但草酸溶解度较小，故用量大时，为了去除钙离子，宜加入草酸。但草酸溶解度较小，故用量大时，可用其可溶性盐，如草酸钠。反应生成草酸钙还能促使蛋白质凝可用其可溶性盐，如草酸钠。反应生成草酸钙还能促使蛋白质凝固，提升滤液（也称为原液）质量。但草酸价格较贵，应注意回固，提升滤液（也称为原液）质量。但草酸价格较贵，应注意回收。如四环类抗生素废液中，加入硫酸铅，在收。如四环类抗生素废液中，加入硫酸铅，在6060下反应生成草下反应生成草酸铅。后者在酸铅。后者在9090一一9595下用硫酸分解，经过滤、冷却、结晶后能下用硫酸分解，经过滤、冷却、结晶后能够回收草酸。够回收草酸。草酸镁溶解度较大，故加入草酸不能除尽镁离子。要除去镁离子，草酸镁溶解度较大，故加入草酸不能除尽镁离子。要除去镁离子，能够加入三聚磷酸钠能够加入三聚磷酸钠Na5P3O10Na5P3O10，它和镁离子形成可溶性络合物：，它和镁离子形成可溶性络合物：Na5P3010 Na5P3010 Mg Mg2+2+MgNa3P3O10 MgNa3P3O10 2Na 2Na+用磷酸盐处理，也能大大降低钙离子和镁离子浓度。用磷酸盐处理，也能大大降低钙离子和镁离子浓度。要除去铁离子，可加入黄血盐，使形成普鲁士蓝沉淀要除去铁离子，可加入黄血盐，使形成普鲁士蓝沉淀:4Fe 4Fe3+3+3K4Fe(CN)6 Fe4Fe(CN)63+12K+3K4Fe(CN)6 Fe4Fe(CN)63+12K+第32页http:/ 14.2 发酵液固液分离发酵液固液分离发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离发酵液固液分离固液分离目标包含两方面：固液分离目标包含两方面：搜集胞内产物细胞或菌体，分离除去液相，或者是搜搜集胞内产物细胞或菌体，分离除去液相，或者是搜集含生化物质液相，分离除去固体悬浮物，如细胞、集含生化物质液相，分离除去固体悬浮物，如细胞、菌体、细胞碎片、蛋白质沉淀物和它们絮凝体等。菌体、细胞碎片、蛋白质沉淀物和它们絮凝体等。惯用方法为过滤和离心分离等化工单元操作。惯用方法为过滤和离心分离等化工单元操作。第33页http:/ 双水相萃取双水相萃取泡沫分离法泡沫分离法避开固液分离探索扩张床吸附避开固液分离探索扩张床吸附第34页http:/ 14.2.2 过滤过滤发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离发酵液固液分离过滤操作是借助于过滤介质，在一定压力差过滤操作是借助于过滤介质，在一定压力差PP作用下，作用下，将悬浮液中固体粒子截留，而与液体分离技术。衡量将悬浮液中固体粒子截留，而与液体分离技术。衡量过滤特征主要指标是滤饼过滤特征主要指标是滤饼重量比阻重量比阻rBrB，它，它表示单位滤表示单位滤饼厚度阻力系数饼厚度阻力系数，与滤饼结构特征相关。对于不可压，与滤饼结构特征相关。对于不可压缩性滤饼，比阻值为常数，但对于可压缩性滤饼，比缩性滤饼，比阻值为常数，但对于可压缩性滤饼，比阻阻rBrB，是操作压力差函数，普通可用下式表示：，是操作压力差函数，普通可用下式表示：rB rBr(P)r(P)m m （14-314-3）式中式中 r r 不可压缩滤渣比阻，对于一定料液，其值不可压缩滤渣比阻，对于一定料液，其值为常数；为常数；m m 压缩性指数，普通取压缩性指数，普通取0 05 5一一0 08 8，对不可，对不可压缩性滤饼，压缩性滤饼，m m为为0 0。第36页http:/ 式中式中q q 到瞬间到瞬间，经过单位过滤面积滤液量，经过单位过滤面积滤液量，m m3 3；P P 压力差，压力差，PaPa；滤液粘度，滤液粘度，PasPas；rB rB 滤饼重量比阻，滤饼重量比阻，m/kgm/kg；XB XB 经过单位体积滤液，所形成滤渣重量（干重）经过单位体积滤液，所形成滤渣重量（干重），kgkgm m3 3；过滤时间，过滤时间，s s重量比阻可依据式重量比阻可依据式14144 4，利用图解法求得。以，利用图解法求得。以/q/q为纵为纵轴，以轴，以q q为横轴所得直线斜率为为横轴所得直线斜率为M M，则，则rBrB可按下式计算：可按下式计算：第38页http:/ l01212 m mkgkg左右，发酵液轻左右，发酵液轻易过滤，常不需特殊处理。放线菌发酵液菌丝细而分易过滤，常不需特殊处理。放线菌发酵液菌丝细而分枝，交织成网络状，如链霉素重量比阻为枝，交织成网络状，如链霉素重量比阻为10101212m/kgm/kg左左右，过滤较困难，普通需经预处理。右，过滤较困难，普通需经预处理。第40页http:/ a 预先制成滤饼预先制成滤饼b b 助滤剂混入悬浮液中一起过滤助滤剂混入悬浮液中一起过滤惯用助滤剂惯用助滤剂：硅藻土，珍珠岩，活性炭：硅藻土，珍珠岩，活性炭应用优化原因应用优化原因 a a 单位质量助滤剂滤液最大产量单位质量助滤剂滤液最大产量 b b 使用周期使用周期 c c 流速流速 第41页http:/ 板框板框鼓式真空鼓式真空过滤过滤机机错错流流过滤过滤离心机离心机平抛式平抛式管式管式多室多室蝶式蝶式螺旋式螺旋式第42页http:/ a介质阻力大介质阻力大b b 不能得到干滤饼不能得到干滤饼 c c 需要大膜面积需要大膜面积 d d 收率高收率高 （97-98%97-98%）e e 质量好质量好f f 降低处理步聚降低处理步聚g g 染菌罐也能进行处理染菌罐也能进行处理第46页http:/ 3000-6000rpm 3000-6000rpm。第49页http:/ 15000 左右，该机型可用于酶制剂，左右，该机型可用于酶制剂，疫苗和胰岛素生产中分离物澄清，醇生产中细菌采集疫苗和胰岛素生产中分离物澄清，醇生产中细菌采集以及以及r-DNAr-DNA中采集和澄清。中采集和澄清。第58页http:/ 一个新型生物分离技术概念被提出：一个新型生物分离技术概念被提出：集成化分离技术集成化分离技术，即对已经有两种或两种以上单元操作进行有效组合，组成即对已经有两种或两种以上单元操作进行有效组合，组成一个有效单元操作，以到达提升产品收率、缩短纯化步骤、一个有效单元操作，以到达提升产品收率、缩短纯化步骤、降低纯化费用和投资成本目标。降低纯化费用和投资成本目标。基于以上两点，基于以上两点，2020世纪世纪9090年代人们发展了一个集成年代人们发展了一个集成化分离技术化分离技术扩张床吸附技术。扩张床吸附技术。第61页http:/ 扩张床吸附技术扩张床吸附技术发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离全发酵液提取 扩张床（扩张床（Expanded bedExpanded bed）亦称膨胀床是发展中）亦称膨胀床是发展中吸附分离技术。九十年代初，英国剑桥大学吸附分离技术。九十年代初，英国剑桥大学H.A.ChaseH.A.Chase等经过对吸附剂本身物理性质改进及对层析柱和流体分等经过对吸附剂本身物理性质改进及对层析柱和流体分布器精心设计，得到了稳定、返混小扩张床。布器精心设计，得到了稳定、返混小扩张床。扩张床吸附集澄清、浓缩和初步纯化于一体分离扩张床吸附集澄清、浓缩和初步纯化于一体分离纯化技术。能够降低离心或过滤等单元操作步骤，节约纯化技术。能够降低离心或过滤等单元操作步骤，节约操作周期。提升目标产物收率，降低了分离纯化成本，操作周期。提升目标产物收率，降低了分离纯化成本，被称为近几十年来出现第一个新单元操作。伴随商业化被称为近几十年来出现第一个新单元操作。伴随商业化吸附剂和装置出现，愈来愈多地引发人们兴趣和关注。吸附剂和装置出现，愈来愈多地引发人们兴趣和关注。第62页http:/ 扩张床操作按次序（见下列图）可分为五个部分扩张床操作按次序（见下列图）可分为五个部分扩张床操作按次序（见下列图）可分为五个部分扩张床操作按次序（见下列图）可分为五个部分:(1):(1):(1):(1)平衡平衡平衡平衡(equlibration)(equlibration)(equlibration)(equlibration)、(2)(2)(2)(2)吸附吸附吸附吸附(adsorption)(adsorption)(adsorption)(adsorption)、(3)(3)(3)(3)冲洗冲洗冲洗冲洗(washing)(washing)(washing)(washing)、(4)(4)(4)(4)洗脱洗脱洗脱洗脱(elution)(elution)(elution)(elution)和和和和(5)(5)(5)(5)在位清洗在位清洗在位清洗在位清洗,(clean in,(clean in,(clean in,(clean in place,CIP)place,CIP)place,CIP)place,CIP)。发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离全发酵液提取第64页http:/ 1 发酵液为何需要预处理？处理方法有发酵液为何需要预处理？处理方法有 哪些？哪些？2 2 怎样使用助滤剂怎样使用助滤剂?3 3 凝集与絮凝过程有何区分？怎样将两凝集与絮凝过程有何区分？怎样将两 者结合使用？者结合使用？4 4 错流微滤与传统过滤相比有何优点？错流微滤与传统过滤相比有何优点？第65页http:/ 胞胞 破破 碎碎第66页http:/ rupturecell rupture）技术是指利用外力破坏细）技术是指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包含目标产物成份释放胞膜和细胞壁，使细胞内容物包含目标产物成份释放出来技术。出来技术。细胞破碎技术是分离纯化细胞内合成非分泌型药品成细胞破碎技术是分离纯化细胞内合成非分泌型药品成份基础。份基础。伴随重组伴随重组DNADNA技术和组织培养技术上重大进展，以前认技术和组织培养技术上重大进展，以前认为极难取得蛋白质得以大规模生产。为极难取得蛋白质得以大规模生产。第67页http:/ 发酵液预处理和固液分离第二讲第69页http:/ 来自发酵罐菌体经过离心除去培养液后加入来自发酵罐菌体经过离心除去培养液后加入缓冲液悬浮，通入高压匀浆器重复破碎三次。匀浆经缓冲液悬浮，通入高压匀浆器重复破碎三次。匀浆经过离心和水洗除去细胞碎片，再添加溶菌酶、过离心和水洗除去细胞碎片，再添加溶菌酶、EDTAEDTA和和促进剂以除去脂蛋白和未破碎细胞。包含体经离心沉促进剂以除去脂蛋白和未破碎细胞。包含体经离心沉淀和水洗后进行变性溶解，溶解剂为淀和水洗后进行变性溶解，溶解剂为6mol/L6mol/L盐酸胍。盐酸胍。溶解同时通入空气氧化以打断错误连接双硫键。离心溶解同时通入空气氧化以打断错误连接双硫键。离心除去沉淀，含变性蛋白质上清液经超滤浓缩后过凝胶除去沉淀，含变性蛋白质上清液经超滤浓缩后过凝胶柱除去杂蛋白，再加入复性缓冲液进行透析复性。复柱除去杂蛋白，再加入复性缓冲液进行透析复性。复性过程中产生絮凝沉淀用离心除去。性过程中产生絮凝沉淀用离心除去。第72页http:/ 双水相萃取双水相萃取泡沫分离法泡沫分离法避开固液分离探索扩张床吸附避开固液分离探索扩张床吸附第74页http:/ 14.2.2 过滤过滤发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离第二讲过滤操作是借助于过滤介质，在一定压力差过滤操作是借助于过滤介质，在一定压力差PP作用下，作用下，将悬浮液中固体粒子截留，而与液体分离技术。衡量将悬浮液中固体粒子截留，而与液体分离技术。衡量过滤特征主要指标是滤饼过滤特征主要指标是滤饼重量比阻重量比阻rBrB，它，它表示单位滤表示单位滤饼厚度阻力系数饼厚度阻力系数，与滤饼结构特征相关。对于不可压，与滤饼结构特征相关。对于不可压缩性滤饼，比阻值为常数，但对于可压缩性滤饼，比缩性滤饼，比阻值为常数，但对于可压缩性滤饼，比阻阻rBrB，是操作压力差函数，普通可用下式表示：，是操作压力差函数，普通可用下式表示：rB rBr(P)r(P)m m （14-314-3）式中式中 r r 不可压缩滤渣比阻，对于一定料液，其值不可压缩滤渣比阻，对于一定料液，其值为常数；为常数；m m 压缩性指数，普通取压缩性指数，普通取0 05 5一一0 08 8，对不可，对不可压缩性滤饼，压缩性滤饼，m m为为0 0。第76页http:/ 式中式中q q 到瞬间到瞬间，经过单位过滤面积滤液量，经过单位过滤面积滤液量，m m3 3；P P 压力差，压力差，PaPa；滤液粘度，滤液粘度，PasPas；rB rB 滤饼重量比阻，滤饼重量比阻，m/kgm/kg；XB XB 经过单位体积滤液，所形成滤渣重量（干重）经过单位体积滤液，所形成滤渣重量（干重），kgkgm m3 3；过滤时间，过滤时间，s s重量比阻可依据式重量比阻可依据式14144 4，利用图解法求得。以，利用图解法求得。以/q/q为纵为纵轴，以轴，以q q为横轴所得直线斜率为为横轴所得直线斜率为M M，则，则rBrB可按下式计算：可按下式计算：第78页http:/ l01212 m mkgkg左右，发酵液轻左右，发酵液轻易过滤，常不需特殊处理。放线菌发酵液菌丝细而分易过滤，常不需特殊处理。放线菌发酵液菌丝细而分枝，交织成网络状，如链霉素重量比阻为枝，交织成网络状，如链霉素重量比阻为10101212m/kgm/kg左左右，过滤较困难，普通需经预处理。右，过滤较困难，普通需经预处理。第80页http:/ a 预先制成滤饼预先制成滤饼b b 助滤剂混入悬浮液中一起过滤助滤剂混入悬浮液中一起过滤惯用助滤剂惯用助滤剂：硅藻土，珍珠岩，活性炭：硅藻土，珍珠岩，活性炭应用优化原因应用优化原因 a a 单位质量助滤剂滤液最大产量单位质量助滤剂滤液最大产量 b b 使用周期使用周期 c c 流速流速 第81页http:/ 板框板框鼓式真空鼓式真空过滤过滤机机错错流流过滤过滤离心机离心机平抛式平抛式管式管式多室多室蝶式蝶式螺旋式螺旋式第82页http:/ a介质阻力大介质阻力大b b 不能得到干滤饼不能得到干滤饼 c c 需要大膜面积需要大膜面积 d d 收率高收率高 （97-98%97-98%）e e 质量好质量好f f 降低处理步聚降低处理步聚g g 染菌罐也能进行处理染菌罐也能进行处理第86页http:/ d d 颗粒直径；颗粒直径；p p 颗粒密度；颗粒密度；m m 液液体介质密度；体介质密度；液体介质粘度；液体介质粘度；旋转角速度；旋转角速度；r r 离心机转轴中心到颗粒中心距离。离心机转轴中心到颗粒中心距离。发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离第87页http:/ 3000-6000rpm 3000-6000rpm。第89页http:/ 15000 左右，该机型可用于酶制剂，左右，该机型可用于酶制剂，疫苗和胰岛素生产中分离物澄清，醇生产中细菌采集疫苗和胰岛素生产中分离物澄清，醇生产中细菌采集以及以及r-DNAr-DNA中采集和澄清。中采集和澄清。第98页http:/ 一个新型生物分离技术概念被提出：一个新型生物分离技术概念被提出：集成化分离技术集成化分离技术，即对已经有两种或两种以上单元操作进行有效组合，组成即对已经有两种或两种以上单元操作进行有效组合，组成一个有效单元操作，以到达提升产品收率、缩短纯化步骤、一个有效单元操作，以到达提升产品收率、缩短纯化步骤、降低纯化费用和投资成本目标。降低纯化费用和投资成本目标。基于以上两点，基于以上两点，2020世纪世纪9090年代人们发展了一个集成年代人们发展了一个集成化分离技术化分离技术扩张床吸附技术。扩张床吸附技术。第100页http:/ 扩张床吸附技术扩张床吸附技术发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离第二讲 扩张床（扩张床（Expanded bedExpanded bed）亦称膨胀床是发展中）亦称膨胀床是发展中吸附分离技术。九十年代初，英国剑桥大学吸附分离技术。九十年代初，英国剑桥大学H.A.ChaseH.A.Chase等经过对吸附剂本身物理性质改进及对层析柱和流体分等经过对吸附剂本身物理性质改进及对层析柱和流体分布器精心设计，得到了稳定、返混小扩张床。布器精心设计，得到了稳定、返混小扩张床。扩张床吸附集澄清、浓缩和初步纯化于一体分离扩张床吸附集澄清、浓缩和初步纯化于一体分离纯化技术。能够降低离心或过滤等单元操作步骤，节约纯化技术。能够降低离心或过滤等单元操作步骤，节约操作周期。提升目标产物收率，降低了分离纯化成本，操作周期。提升目标产物收率，降低了分离纯化成本，被称为近几十年来出现第一个新单元操作。伴随商业化被称为近几十年来出现第一个新单元操作。伴随商业化吸附剂和装置出现，愈来愈多地引发人们兴趣和关注。吸附剂和装置出现，愈来愈多地引发人们兴趣和关注。第101页http:/ 扩张床操作按次序（见下列图）可分为五个部分扩张床操作按次序（见下列图）可分为五个部分扩张床操作按次序（见下列图）可分为五个部分扩张床操作按次序（见下列图）可分为五个部分:(1):(1):(1):(1)平衡平衡平衡平衡(equlibration)(equlibration)(equlibration)(equlibration)、(2)(2)(2)(2)吸附吸附吸附吸附(adsorption)(adsorption)(adsorption)(adsorption)、(3)(3)(3)(3)冲洗冲洗冲洗冲洗(washing)(washing)(washing)(washing)、(4)(4)(4)(4)洗脱洗脱洗脱洗脱(elution)(elution)(elution)(elution)和和和和(5)(5)(5)(5)在位清洗在位清洗在位清洗在位清洗,(clean in,(clean in,(clean in,(clean in place,CIP)place,CIP)place,CIP)place,CIP)。发酵液预处理和固液分离发酵液预处理和固液分离第二讲第103页http:/ 1 发酵液为何需要预处理？处理方法有发酵液为何需要预处理？处理方法有 哪些？哪些？2 2 怎样使用助滤剂怎样使用助滤剂?3 3 凝集与絮凝过程有何区分？怎样将两凝集与絮凝过程有何区分？怎样将两 者结合使用？者结合使用？4 4 错流微滤与传统过滤相比有何优点？错流微滤与传统过滤相比有何优点？第104页http:/ 胞胞 破破 碎碎第105页http:/ rupturecell rupture）技术是指利用外力破坏细）技术是指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包含目标产物成份释放胞膜和细胞壁，使细胞内容物包含目标产物成份释放出来技术。出来技术。细胞破碎技术是分离纯化细胞内合成非分泌型药品成细胞破碎技术是分离纯化细胞内合成非分泌型药品成份基础。份基础。伴随重组伴随重组DNADNA技术和组织培养技术上重大进展，以前认技术和组织培养技术上重大进展，以前认为极难取得蛋白质得以大规模生产。为极难取得蛋白质得以大规模生产。第106页http:/