《生物分離提取技術(shù)》課件-1第一章緒論

生物提取分離技術(shù)

濱州職業(yè)學(xué)院生物工程學(xué)院課程目錄第一章

緒論第二章發(fā)酵液預(yù)處理與固液分離第三章微生物細(xì)胞的破碎第四章細(xì)胞碎片與包含體的分離第五章

沉淀分離第六章膜分離第七章萃取第八章

色層分離生物提取分離技術(shù)

第一章

緒論

本章概要1.1 生物工程的技術(shù)體系1.2 生物分離工程的定義1.3 生物分離工程在生物技術(shù)中的地位1.4 生物分離過(guò)程概述1.5 生物分離工程的發(fā)展方向1.1

生物工程的技術(shù)體系生物工程（

Biotechnology）也稱生物技術(shù),是在分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域。傳統(tǒng)生物技術(shù)：發(fā)酵工程生化工程生物化學(xué)微生物學(xué)生物新技術(shù)：固定化技術(shù)基因重組技術(shù)雜交瘤技術(shù)動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域：生物材料醫(yī)藥、醫(yī)療食品、農(nóng)業(yè)輕工、化工、冶金環(huán)境保護(hù)1.1

生物工程的技術(shù)體系（1）基因工程——主要是基因重組技術(shù)遺傳物質(zhì)（基因）↓（剪切、組合、拼接）重新組合↓（載體）轉(zhuǎn)入微生物或動(dòng)植物細(xì)胞↓（無(wú)性繁殖）新基因表達(dá)↓改良或創(chuàng)建生物新種1.1

生物工程的技術(shù)體系（2）細(xì)胞工程——包括細(xì)胞水平的遺傳操作技術(shù)和動(dòng)植物細(xì)胞、組織培養(yǎng)技術(shù)。（3）酶與蛋白質(zhì)工程——主要包括蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能、酶的活性調(diào)節(jié)、酶與蛋白質(zhì)的分子改造與修飾技術(shù)，酶的固定化、酶的開發(fā)與應(yīng)用等。（4）微生物發(fā)酵工程——包括菌種選育、菌體生產(chǎn)、代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)、微生物機(jī)能的利用等。（5）生化工程——主要包括生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、傳感器的研制與生物反應(yīng)工程控制、產(chǎn)品分離與精制三部分。各技術(shù)體系之間的關(guān)系基因工程是主導(dǎo)，發(fā)酵工程是基礎(chǔ)，生化工程是保證改良創(chuàng)建生物新種基因工程微生物或動(dòng)植物細(xì)胞微生物發(fā)酵工程酶工程或蛋白質(zhì)工程細(xì)胞工程細(xì)胞工程生化工程產(chǎn)品農(nóng)業(yè)工業(yè)1.2

生物分離工程的定義（1）從生物產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)看，指生物產(chǎn)品的下游加工過(guò)程（Downstream

processing）微生物發(fā)酵工程——發(fā)酵液酶反應(yīng)工

程——反應(yīng)液動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)——培養(yǎng)液生物產(chǎn)品分離、精制（2）從生物工程的新技術(shù)看，主要指工程菌和動(dòng)植物細(xì)胞產(chǎn)品的分離與純化。（3）從研究對(duì)象看，主要指生物大分子產(chǎn)品的分離與純化。1.3

生物分離工程在生物技術(shù)中的地位（1）對(duì)于生物新產(chǎn)品，分離工程所占成本最大?！鯝類：液體或固體混合物產(chǎn)品。下游加工占總成本10~20%■B類：小分子生物產(chǎn)品、非活性大分子產(chǎn)品和細(xì)胞產(chǎn)品（即傳統(tǒng)發(fā)酵工廠產(chǎn)品）。投資占60%左右下游過(guò)程成本占30%左右能源消耗占60~80%1.3

生物分離工程在生物技術(shù)中的地位■C類：生物活性物質(zhì)產(chǎn)品。下游過(guò)程成本占80~95%生物制品純度越高分子量越大為活性物質(zhì)下游加工成本越高1.3

生物分離工程在生物技術(shù)中的地位（2）分離工程的落后阻礙生物技術(shù)的發(fā)展?！鲈S多生物工程上游技術(shù)的新成果由于沒有合適的提取與精制方法而不能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力?！鲇捎谔崛『途品椒ǖ穆浜?，使某些生物產(chǎn)品收率低、成本高，缺乏竟?fàn)幜Α?.4

生物產(chǎn)品分離過(guò)程概述本門課程解決的問(wèn)題生物產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程示意圖1.4

生物產(chǎn)品分離過(guò)程概述1.4.1

生物分離過(guò)程特點(diǎn)：①成分復(fù)雜，固液分離困難；②濃度低，分離能耗大；③收率低；④易失活；⑤不穩(wěn)定性。1.4

生物產(chǎn)品分離過(guò)程概述1.4.2

分離過(guò)程設(shè)計(jì)基本原則：①時(shí)間短——設(shè)備生產(chǎn)能力大，傳遞過(guò)程快；②溫度低；③pH適宜；④清潔衛(wèi)生。1.4

生物產(chǎn)品分離過(guò)程概述1.4.3

基因產(chǎn)品與傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品分離方法比較：①培養(yǎng)基組成更加復(fù)雜；（？）②生物大分子產(chǎn)品，其理化性能數(shù)據(jù)缺乏；③多為胞內(nèi)產(chǎn)品；④存在生物安全（bio-safety）問(wèn)題?！渡锓蛛x工程》的提出1.4

生物產(chǎn)品分離過(guò)程概述1.4.4

生物產(chǎn)品分離過(guò)程一般操作流程：1.4

生物產(chǎn)品分離過(guò)程概述1.4.4

生物產(chǎn)品分離過(guò)程一般操作流程：①培養(yǎng)液預(yù)處理與固液分離——過(guò)濾、離心、勻漿、研磨、破碎、膜分離（MF）、雙水相萃取等；②初步純化（提?。恋?、吸附、離子交換、膜分離（UF）、萃取等；③高度純化（精制）——沉淀、離子交換、膜分離（UF，NF，RO）、色譜分離、電泳、結(jié)晶等 ；④成品加工——濃縮、無(wú)菌過(guò)濾、干燥、包裝等。1.5

生物分離工程的發(fā)展方向1.5.1新型分離方法的研究與開發(fā)①膜分離技術(shù)完善與推廣應(yīng)用②親和技術(shù)③色譜分離技術(shù)④吸附技術(shù)⑤新型萃取技術(shù)⑥復(fù)合（集成）分離技術(shù)的研究1.5

生物分離工程的發(fā)展方向1.5.2上游技術(shù)對(duì)下游過(guò)程的影響①將胞內(nèi)產(chǎn)物變?yōu)榘猱a(chǎn)物②選擇便于產(chǎn)品分離的培養(yǎng)基③通過(guò)代謝工