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课件网) 第八章 微生物工程下游技术 原料液中目标产物的浓度一般都很低 ，如 L-异亮氨酸浓度为2.4％，青霉素为3.6％，庆大霉素为0.2％，胰岛素仅为0.001％。 原料液中成分复杂，常存在与目标分子结构极其相似的分子及异构体。 当生物技术产品是食品或药物时，溶剂的使用受到一定的限制，萃取、色谱等手段会受到一定的限制。 发酵液成分一般不稳定。 原料液特点 发酵液放罐后，应及时快速操作，原因在于 1.菌体可能自溶 2.容易被杂菌污染 3.引起产物的破坏和降解。原料液中常存在降解目标产物的杂质，如可水解目标蛋白质的蛋白酶。 下游技术可分为4个阶段，即预处理、提取、精制、成品制作。 下游技术一般工艺过程 预处理→细胞分离→细胞破壁(胞内产物) 加热 过滤 匀浆法 调 pH 离心 研磨法 絮凝 膜分离 酶解法 碎片分离→提取→ 精制 → 成品制作 离心 沉淀 (重)结晶 浓缩 双水相 吸附 干燥 膜分离 萃取 色谱分离 无菌过滤 超滤 膜分离 结晶 原料液 细胞分离(离心，过滤) 细胞－胞内产物 路线一 路线二 细胞破碎 碎片分离 路线一A 路线一B 清液－胞外产物 粗分离(盐析、萃取、超滤等) 纯化(层析、电泳) 脱盐(凝胶过滤、超滤) 浓缩(超滤) 精制(结晶、干燥) 包含体 溶解(加盐酸胍、脲) 复性 第一节 发酵液预处理 1、降低黏度 加水稀释：简单，增体积、降低产物浓度。 加热升温：柠檬酸发酵，90℃，蛋白质变性凝固，利于过滤 2、凝聚、絮凝改变粒子分散状态，形成大颗粒，利过滤 凝聚与絮凝 凝聚与絮凝处理过程就是将化学药剂预先投加到悬浮液中，改变细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，破坏其稳定性，使它们聚集成可分离的絮凝体，再进行分离。 凝聚和絮凝 凝聚：指在投加的化学物质（铝、铁盐类）作用下，使胶体体系不稳定并使粒子相互聚集成１ mm 大小块状凝聚体的过程。 絮凝：指使用高分子絮凝剂将胶体粒子交联成网，形成10 mm大小絮凝团的过程。其中絮凝剂主要起架桥作用。 常用絮凝剂 聚丙烯酰胺类：用量少，絮凝体粗大，分离效果好，絮凝速度快，适用范围广。 无机高分子聚合物 天然有机高分子絮凝剂，如壳聚糖和葡聚糖等聚糖类，还有明胶、骨胶、海藻酸钠等。 微生物絮凝剂是近年来研究和开发的新型絮凝剂，由微生物产生的具有絮凝细胞功能的物质。主要成分是糖蛋白、粘多糖、纤维素及核酸等高分子物质。微生物絮凝剂和天然絮凝剂与化学合成的絮凝剂相比，最大的优点是安全，无毒和不污染环境。 3、调整PH 4、加入反应剂 环丝氨酸发酵液，氯化钙、磷酸盐生成沉淀。 高价无机离子的去除 Ca2+ 草酸 Mg2+ 三聚磷酸钠 Fe3+ 黄血盐 （普鲁士蓝） 蛋白质去除 加热 调pH (草酸，无机酸或碱) 蛋白质的变性 最常用的使蛋白质变性的方法是加热。加热还能使液体粘度降低，加快过滤速度。 链霉素生产中，采用调pH至酸性（pH3.0），加热至70℃，维持半个小时的方法来去除蛋白质，能使过滤速度增大10-100倍，滤液粘度可降低1/6。 第二节 过滤、细胞破碎、结晶 陶瓷滤膜 一、 过 滤 二、 离心 高速冷冻离心机 旋转过滤机 滚筒式离心机4000 细胞破碎（cell rupture）技术是指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内含物包括目的产物成分释放出来的技术。 细胞破碎技术是分离纯化细胞内合成的非分泌型药物成分的基础。 三、细胞破碎 一些蛋白质在细胞培养时被宿主细胞分泌到培养液中，其后续分离和纯化都相对简单。 但由于一些重组DNA产品结构复杂，必须在细胞内组装来获得生物活性，如果在培养时被宿主细胞分泌到培养液中，其生物活性往往有所改变，此类产品是细胞内产品（非分泌型），需要应用细胞破碎技术破碎细胞，使重组的药物成分释放出来，为后续的分离纯化做好 ... ...
