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本实验室主要工作就是:微生物发酵与代谢调控、蛋白的分离纯化、生物材料的研发与生产（化妆品、面膜、人工血管、人工骨................)

生物分离技术与过程研究进展

摘要: 生物大分子包括多肽、酶、蛋白质、核酸( DNA 和RNA) 以及多糖等。生物大分子分离技术是生命科学研究中的关键技术之一。当前,各学科之间的交叉渗透为生物大分子分离技术的发展提供了更多的契机。对以沉淀、透析、超滤和溶剂萃取为代表的传统分离技术, 以及色谱, 电泳等现代分离技术的发展概况、原理、特点及应用进行了综述。分析了生物分离过程研究的现状和发展趋势, 着重介绍生物分离过程的研究新趋势———高效集成化, 并列举了亲和双水相分配技术, 亲和膜分离技术以及扩张床吸附技术等集成化技术及其在生物分离过程中的应用。

前言

分离是生物工程产品生产中的基本技术环节,如图1 所示, 生物产品生产流程的主要步骤是各类分离操作[1 ] 。对于现代生物技术产品, 分离成本可占产品总成本的70 %～90 %。生物产品自身特性及生产过程和终端使用的特殊性对于产品纯度及杂质含量方面提出了很高的要求, 发展高效生物分离技术成为生物工程技术领域的一个重要的研究课题。　　　

进入20 世纪90 年代, 生物科学、生物技术基础研究与化工分离学科、材料学科等相关学科的进步极大地推动了新型高效生物分离技术的发展。同时生物分离过程特性的研究也逐渐为研究者们所重视。本文着重介绍这两方面的研究进展, 并对其发展方向和前景进行讨论。

传统分离方法

常用的传统生物大分子分离方法有沉淀、透析、超滤和溶剂萃取等。它们都是一些较早就建立起来的分离方法, 至今仍然被广泛应用。

如在蛋白质领域, 应用盐析法使蛋白质沉淀出来已有80 多年的历史。其突出的优点是成本低, 不需要特别昂贵的设备；操作简单、安全；对许多生物活性物质具有稳定作用[2]。该法虽然分辨能力不高，但在粗级分离中仍然被经常采用。有机溶剂沉淀法也是较早使用的沉淀方法之一。有机溶剂对于许多蛋白质、核酸、多糖和小分子生化物质都能产生沉淀作用。其引起沉淀的主要原因在于改变介质的介电常数，以及类似盐析的争夺水化水现象[3]。等电点沉淀法利用具有不同等电点的两性电解质，在达到电中性时溶解度最低，易发生沉淀，从而实现分离的方法。氨基酸、蛋白质、酶和核酸都是两性电解质, 可以利用此法进行初步的沉淀分离，此法主要用于在分离纯化流程中去除杂蛋白[2]，而不用于沉淀目的物。非离子型多聚物是20 世纪60 年代发展起来的一类重要的沉淀剂, 它们具有很强的亲水性和较大的溶解度, 在溶液中可通过空间位置排斥作用使生物大分子、病毒和细菌等聚集沉淀[1]。该法温和的操作条件和较高的沉淀效能, 使得其经常被用于细菌、病毒、核酸和蛋白质的分离, 其中应用最多的多聚物是聚乙二醇[4,5]。

自Thomas Graham 1861 年发明透析方法至今已有140 多年, 透析已成为生物化学实验中最简便最常用的分离纯化技术之一, 在生物大分子的制备过程中, 除盐、少量有机溶剂、生物小分子杂质和浓缩样品等都要用到透析的技术, 同时半透膜的材料也更加多样化、透析方式也更加丰富。

超滤是一种加压膜分离技术, 自20 世纪20 年代问世后, 直至60 年代以来其发展迅速, 很快由实验室规模的分离手段发展成重要的工业单元操作技术[6]。超滤作为一种高效分离技术, 广泛用于含有各种小分子溶质的各种生物大分子的脱盐、浓缩和分级分离。

溶剂萃取法( 是用一种溶剂将产物自另一种溶剂( 如水) 中提取出来, 以达到浓缩和提纯的目的) 是20世纪40 年代兴起的一项化工分离技术, 并很快应用到了生物分子的提取和分离上。最初是用于抗生素、有机酸、维生素等生物小分子的提取。最近几十年来随着与其它技术的结合而产生了一系列新的分离技术, 如逆胶束萃取、超临界萃取、液膜萃取等, 可以用于生物大分子如核酸、蛋白质、多肽等的提取和精制。

现代分离方法

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2010/12/6 11:54:04 沙发管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

楼主作品不完整啊！！期待继续补充和完善
在完成之前暂时不收录在参赛作品列表中！由于是最后一个月参赛了~~所以楼主一定要在月末之前补充完整哦~

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2010/12/6 18:43:03 板凳管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

近年来, 随着生物技术和医药工业的发展, 传统的分离手段已经不能满足对大量样品高纯度分离的要求, 液相制备色谱的发展研究为解决实际应用中出现的问题带来希望。20 世纪70 年代初开发出的模拟移动床色谱具备分离能力强,设备体积小, 投资本低, 便于实现自动控制并特别有利于分离热敏性及难以分离的物系等优点, 在制备色谱技术中最适含用于进行连续性大规工业化生产, 其应用范围也不断扩大, 已出现采用该技术分离氨基酸、单克隆抗体和蛋白质的研究[17]。

超临界流体色谱( supercritical fluid chromatography,SFC) 是以超临界流体( supercritical fluid, SF)作为流动相的一种新颖的色谱技术, 具有分析速度快、选择性好、分离效率高、分析条件温和等优点,可分析气相色谱不宜分析的高沸点、高分子量、低挥发性和热不稳定试样, 又比高效液相色谱有更快的分析速度和更高的柱效[18]。自60 年代起逐渐出现一些有关该技术的研究报道。超临界流体色谱应用领域十分广泛, 可用于分离分析热敏性物质、非挥发性高分子、生物大分子、极性物质和手性对映体等。目前, SFC 与MS、FT- IR ( fourier transform infrared

spectrometer, 傅里叶变换红外光谱仪) 、NMR等联用技术也逐渐得到开发。

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二、电泳技术及其它

电泳现象于1808 年被发现, 在1937 年由瑞典科学家Tiselius A 首次将其作为一种分离技术所应用[19]。随着电泳支持物的改进, 电泳条件的完善,区带电泳、等电聚焦电泳、双向电泳等技术逐渐建立起来。同时, 在电泳模式上也有了极大的发展, 先后出现了圆盘电泳、垂直板电泳、脉冲电泳等, 电泳分辨率也随之得到提高。

1956 年Smithies 和Poulik[20]最早引入双向电泳技术, 他们将纸电泳和淀粉凝胶电泳结合起来分离血清蛋白, 随后双向电泳技术得到很快的发展。目前所应用的双向电泳体系由O’Farrell 等于1975 年发明[21], 第一向为等电聚焦电泳, 第二向为变性聚丙烯酰胺凝胶电泳。这是目前唯一能将数千种蛋白质同时分离与展示的分离技术。该技术的应用与发展对开展“蛋白质组”的研究具有重要意义。同时,针对双向电泳技术的某些缺陷, 相应的改进技术也得以应用, 如窄范围pH 胶条的使用[22], 胶上差示电泳( differential in-gel electrophoresis, DIGE) 技术[23]。然而, 由于蛋白质二维凝胶分离、染色体转移等环节操作困难, 且十分费时, 已被公认为是蛋白质组研究的技术“瓶颈”。因此, 发展快速、高效、高通量、在线的分离监督方法已成为蛋白质组学研究的重大科学问题之一。谁率先取得突破, 谁将占据蛋白质组学研究的有利地位。

毛细管电泳( capillary electrophoresis, CE) 是20世纪80 年代初期迅速发展起来的一种新型分离分析技术, 是经典电泳技术和现代微柱分离有机结合的产物。与传统的分离方法相比, CE 具有分离效率高、分析速度快、样品及试剂用量少等特点, 使其成为极为有效的分离技术, 广泛应用于分离蛋白质、糖类、核酸等多种物质[24]。目前, 不同分离模式的毛细管电泳技术已成为最重要的生物样品分离分析手段, 如毛细管区带电泳、毛细管胶束电动色谱、毛细管凝胶电泳、毛细管等速电泳、毛细管等电聚焦等。近来, 许多有关多维毛细管电泳分离技术的设想已被提出, 有些还得到了初步的尝试, 其分离的优势也得到人们的关注[9]

毛细管电色谱( capillary electrochromatography,CEC) 是利用电渗流或电渗流结合压力来推动流动相移动的一种液相色谱分离法[25]。它集CE 和HPLC的优势与一身, 既有CE 水平的高柱效, 同时还具有HPLC 的高选择性。近年来其应用已引起广泛关注。目前, 毛细管电色谱的研究主要侧重于方法本身的完善和发展, 以及与质谱等定性分析技术联用的研究开发[26]。

微流控芯片于20 世纪90 年代初由瑞士的Manz 和Widmer 提出[27], 它是通过微细加工技术将微通道、微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件窗口和连接器等功能元件像集成电路一样, 使它们集成在芯片材料上的微全分析系统[28]。近10 年来,随着微制造技术和电子技术的不断进步, 微流控芯片得到了迅速的发展, 并成为生物样品分离分析的重要手段和研究热点, 先后出现了毛细管电泳芯片、毛细管电色谱芯片、样品制备和分离的集成系统等。

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2010/12/6 18:44:22 地毯管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

以提高选择性为目标的新型分离技术

1 　亲和萃取技术

在双水相萃取中将亲和配基藕联在成相聚合物上, 即成为亲和双水相萃取。Kamihira等应用亲和双水相萃取提纯蛋白质A , 将亲和配基IgG藕联在高分子Eudragit S100 上, 在双水相萃取过程中分布在上相。A 蛋白的纯度提高了26 倍, 达到81 % ,收率为80 %。在反胶团相中添加另一种亲水头部为亲和配基的助表面活性剂(cosurfactant) , 即成为亲和反胶团萃取。Kelley等研究了亲和反胶团萃取的基础理论和技术。Paradkar和Choe等人分别将亲和反胶团萃取应用于过氧化酶(peroxidase) 和糖蛋白(glycoprotein) 的提纯。Sun Yan等研究了利用亲和反胶团萃取纯化卵磷脂的过程。Lazarova等试图将反胶团萃取和反萃过程合二为一。他们研究了α2淀粉酶的萃取过程, 采用阳离子表面活性剂CTAB , 研究了酶传质过程的动力学, 以及传质过程中酶活性的变化。

2 　亲和膜分离技术

在膜材料上固定亲和配基, 使待分离物质与膜材料发生亲和作用来提高膜吸附性能而将其它组分选择性透过Dancette等将A 蛋白联接到膜上分离纯化IgG, 发现流速增大则吸附量减少; 进料浓度增大时, IgG优先吸附而非穿透。批式实验测定的吸附容量为616mg/ mL 膜体积。利用此亲和膜从发酵上清液中提纯IgG, 电泳检验未发现杂质。Zeng等应用亲和膜从麦芽胚中提取凝集素, 他们在壳多糖膜上引入N2乙酰2D2葡糖( GlcNAc)作为支撑介质和亲和配基, 制成的膜通透性好, 而且吸附容量可达180mg/ g 膜, 是球状壳多糖的20倍。分离结果得到了较高的纯度( > 99 %) 和收率(约50mg 凝集素/ 100g 麦芽胚) 。

3 　置换色谱技术

在置换色谱( displacement chromatography) 中,置换剂(displacer) 和色谱介质的亲和力比所有待分离组分都强, 这样利用置换剂可以将吸附在柱上的组分按亲和力由弱到强的顺序依次洗出色谱柱。各组分洗脱峰可接近矩形, 比其他洗脱方式的分辨率高, 而且可以很好地实现待分离组分的浓Galaev总结了这一新技术在蛋白质分离过程中的应用, 用模拟体系和实际体系进行了实验, 并讨论了色谱柱再生的方法Freitag等制备了一系列可用作置换剂的共聚物, 而且这些共聚物可随温度的变化而可逆地溶解或不溶, 这样就可以很方便地进行置换剂的再生。Ramanan等使用一个反相色谱柱, 应用置换色谱来分离二元多肽混合物, 研究了置换剂种类的选择, 以及置换剂浓度、移动相流速等操作参数对分离效果的影响。

4 　Smart Polymer

Smart polymer 对某些外界环境条件(如温度、pH、离子强度、电场) 敏感, 随外界条件的变化而可逆地溶解或沉淀。在Smart polymer 上耦联亲和配基, 便可使目标蛋白质随着smart polymer 沉淀或复溶。用这种方法可以直接从发酵液中提取目标蛋白, 省去了脱盐及粗分离等步骤, 条件温和且易于放大。常见的smart polymer 包括Eudragit S100 (pH降低时沉淀) 、聚N2乙烯己内酰胺和聚异丙基丙烯酰胺(均为水溶液加热至35～40 ℃或增加离子强度时沉淀) 等。将热敏smart polymer 与色谱介质藕联用于亲和色谱, 则可采用改变温度的方法来洗脱蛋白质。Agarwal等使用smart polymer 提纯β2葡糖苷酶, 纯化过程为:

Galaev等总结了smart polymer 在生物分离中的应用, 指出Smart polymer 及其在生物分离中的应用是目前特别值得关注的研究方向。

5 　非水介质电泳

通过在水中引入有机溶剂形成非水介质体系,来改变蛋白质在电场下的电迁移率, 可以提高电泳的分离度和选择性; 非水介质电导率小, 具有低焦耳热的特性, 这有助于解决困扰大规模制备型电泳的散热问题; 同时许多难溶于水而易溶于有机溶剂的生物产品可以通过非水介质电泳实现分离。本实验室对制备规模的非水介质制备电泳进行了初步研究, 研究了有机介质浓度、pH 和离子强度对蛋白质电迁移率的影响, 并揭示出其可能的应用前景。

以强化传质为目标的耦合分离技术

1 　制备型电动色谱技术

电场与色谱技术的结合是近年来在分析和制备色谱技术研究中的一个重要方向。以电渗流为驱动力的色谱过程在毛细管电色谱中已被证明有很高的柱效率, 且分离速度快。本实验室系统地研究了电动色谱技术。亲和色谱过程施加电场后吸附过程的传质速率加快, 动态吸附容量提高。王东海等研究了电场下的离子交换色谱技术, 考察了交变电场下离子交换色谱过程的吸附和解析动力学及传质特性, 研究介质电渗的变化规律,证明是电渗强化孔内传质过程, 进而提高动态吸附容易, 并改善洗脱峰特性。殷钢等将电泳技术与羟基磷灰石色谱技术耦合, 发现电渗对分离特性有显著影响, 吸附速度加快, 动态吸附量增加, 进一步考察了电场对洗脱效果的影响。

利用电渗作为推动力, 避开制备电泳放大中面临的焦耳热问题, 是发展电动耦合分离技术的重要方向。

2 　膨胀床色谱技术

传统色谱的最大不足是不能处理含固体颗粒的料液, 90 年代产生的膨胀床色谱技术将固2液流态化技术与色谱过程耦合, 在吸附和淋洗过程中, 具有精密控制的密度分布的介质颗粒均匀悬浮在膨胀床中, 使吸附和淋洗过程大大加快, 细胞碎片等不溶物从顶部排出, 实现了离心、过滤和纯化的一体化操作Maurizi 等人曾针对从枯草芽孢杆菌发酵液中提取重组人白介素1受体拮抗体( IL2lra) 的问题进行了方法对比研究。第一种方法包括离心、过滤、阳离子交换色谱(S Sepharose) 和阴离子交换色谱(Mono Q) 4 个步骤, 第二种方法只包括STREAMLINE SP 膨胀床色谱和阴离子交换色谱(Mono Q) 2 个步骤。前一种方法得到的产物纯度为98 % , 回收率为74 %; 而后一种方法得到的产物纯度为90 %～92 % , 回收率为85 %。这证明了该技术的实效性和先进性。应用膨胀床色谱要求料液中固体颗粒的物性与吸附剂有较大差别; 如果料液粘度和电导率很高, 则需先稀释, 这增加了处理量; 料液组分的复杂性也使得吸附容易降低。开发吸附容量大, 选择性高, 适用范围广, 价格低廉的吸附剂是膨胀床色谱技术研究的重点。

生物分离过程的高效集成化

从发展趋势来看, 生化分离技术研究的目的是要缩短整个下游过程的流程和提高单项操作的效率, 以前的那种零敲碎打的做法, 既费时、费力, 效果又不明显, 跟不上发展的步伐。现在对整个生物分离过程的研究要有一个质的转变, 国内外许多专家和研究者认同了这种转变, 并认为可以从两个方面着手, 其一, 继续研究和完善一些适用于生化工程的新型分离技术; 其二, 进行各种分离技术的高效集成化。目前出现的一些新型单元分离技术, 如亲和法、双水相分配技术、逆胶束法、液膜法、各类高效层析法等, 就是方向一的研究结果, 而作为方向二的高效集成化,目前研究比较热门的是将双水相分配技术与亲和法结合而形成的效率更高、选择性更强的双水相亲和分配组合技术; 将亲和色谱及膜分离结合的亲和膜分离技术; 可以将离心的处理量、超滤的浓缩效能及层析的纯化能力合而为一的扩张床吸附技术等。

过程集成( Process Integration) 是一般化学加工过程的重要研究方向, 生物分离过程的高效集成化目前国际上尚无明确的定义, 但根据国内外期刊上的报导, 是否可以认为, 生物分离过程的高效集成化技术的含义在于利用已有的和新近开发的生化分离技术, 将下游过程中的有关单元进行有效组合(集成) , 或者把两种以上的分离技术合成为一种更有效的分离技术, 达到提高产品收率、降低过程能耗和增加生产效益的目标。按上述定义, 生物分离过程的高效集成化技术包括生化分离技术的集成化和生物分离过程的集成化两方面的内容, 这种只需一种技术就达到完成后处理过程中几步或全部操作的方法, 高度体现了过程集成化的优势。

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2010/12/6 18:45:58 地板管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

1 　双水相亲和分配技术

亲和法是生物分离中一种重要的方法, 其优点是分离步骤少、专一性高, 但它的致命弱点是处理液要先经过过滤等一系列前处理, 而双水相分配技术处理量大, 可以直接处理液固混合物,但它的专一性较差, 如将双水相分配技术与亲和法结合起来, 即在组成相系统的聚合物PEG (聚乙二醇) 或Dextran (葡聚糖) 上接一定的亲和配基, 就可形成处理量大、效率更高、选择性更强的双水相亲和分配组合技术。根据配基性质不同, 可有三种类型的亲和双水相系统: 基团亲和配基型、染料亲和配基型和生物亲和配基型。近几年来双水相亲和分配组合技术发展极为迅速,仅在PEG上接上亲和配基就达十多种, 分离纯化的物质已有几十种, 如Kroner 利用染料PEG和Dextran 组成的亲和双水相系统分离葡萄糖262磷酸化脱氢酶, 葡萄糖262磷酸化脱氢酶的分配系数可由非亲和双水相系统中的0. 18～0. 73 提高到193。Ulrich利用磷酸酯PEG2磷酸盐亲和双水相系统萃取β2干扰素, β2干扰素的分配系数可由非亲和双水相系统的1 左右提高到630。

双水相亲和沉淀技术利用甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的共聚物( Eudriget) 具有在碱性条件下形成沉淀和在酸性条件下重新溶解的特性,以及该共聚物具有较好的选择性吸附性能, 将共聚物吸附与双水相分配技术组合起来。将甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的共聚物溶于发酵液中,调溶液的pH 至碱性, 使共聚物沉淀下来并同时把目的产物吸附于共聚物中, 然后将共聚物沉淀从溶液中分离出来放入由PEGP盐组成的双水相体系中, 调溶液的pH 至酸性, 使共聚物沉淀重新溶解、使吸附的目的产物进入双水相体系中的上相。这种共聚物吸附与双水相萃取的组合技术可以达到高效率高选择性的分离。例如纯化蛋白质A 时用人免疫球蛋白为配体, 先将此配基固定在Eudriget 上, 而Eudriget 在PEGPPES (聚羟丙基淀粉) , 双水相系统中主要分配在上相, 这样因配体和蛋白质A 的专一络合反应, 将蛋白质A 也集中在上相, 调节pH 值, 使Eudriget 沉淀, 再用洗涤剂冲洗而得到目的产物蛋白质A。

80 年代以来, 用双水相系统进行生物转化已有不少报道, 意味着分离和反应的耦合。最近两年来, 又出现了其它过程的耦合, 例如使分离、破碎和释放过程复合在一起, 而称为分离、纯化过程的高效化和节能化。已研究的实例有:β2半乳糖苷酶是来自大肠杆菌的胞内酶, 可在双水相系统中使其游离释放, 并同时进行分离; 还可在双水相系统中间歇破碎大肠杆菌, 乃使β2半乳糖苷酶的释放产生、分离与破碎复合在一起等。这些新的动向不仅大大扩展了双水相萃取的应用范畴, 也为缩短基因产品分离流程, 为节约能量和提高产率创造条件。

2 　亲和膜分离技术

亲和膜分离技术是将亲和色谱与膜分离技术结合起来的一项新型分离技术。它把亲和配体结合在分离膜上, 利用膜作基质, 对其进行改性,在膜的内外表面活化并耦合上配基, 再按吸附、清洗、洗脱、再生的步骤对生物产品进行分离,当目标蛋白质通过时, 就留在膜上, 而杂质则通过膜而离去, 再用解离洗脱剂洗下目标蛋白质,然后把解离剂从膜上除去, 得以使配基再生, 重复进行再分离目标蛋白。该技术颇有潜力, 可以把澄清、浓缩和纯化步骤集于一体, 也可与生物反应器相组合, 构成反应2分离新流程。亲和膜分离技术不仅利用了生物分子的识别功能, 可以分离低浓度的生物产品, 而且由于膜的渗透通量大, 能在纯化的同时实现浓缩, 并有操作方便、设备简单、便于大规模生产的特点。目前亲和膜分离技术已用于单抗、多抗、胰蛋白酶抑制剂的分离以及抗原、抗体、重组蛋白、血清白蛋白、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、干扰素等的纯化。下表列出了亲和膜分离技术应用的一些实例。亲和膜分离技术作为新的分离技术正在兴起和发展,相信在不久的将来它会成为生物大分子物质的分离和纯化的有力工具。

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3 　扩张床吸附技术

扩张床(expanded bed) 是吸附剂处于稳定状态的流化床。与串通的填充床层析不同的是在扩张床吸附操作中吸附剂(或层析剂) 层在原料液的流动下可产生适当程度的膨胀, 其膨胀度取决于吸附剂的密度、流体速度。当吸附剂的沉降速度流体向上的流速相等时, 扩张床达到平衡。由于吸附剂的扩张, 吸附剂之间的空隙率增大, 可以使原料液中的细胞、细胞碎片等固体颗粒顺利通过扩张床而被排除, 同时原料液中的目标物质则被吸附在吸附剂上, 这样就实现了直接从含菌体、细胞碎片或组织萃取物的发酵液中直接分离目标蛋白质的目标。扩张床的操作可分为平衡、吸附、冲洗、洗脱和复性清洗等五个步骤, 如下图所示。它将料液的澄清、浓缩和初步纯化集成于一个单元操作中, 减少了操作步骤,降低了分离过程的复杂程度, 提高了分离效率和产品的收率, 已引起人们的广泛兴趣。国外有关扩张床应用的报道从1993 年以来层出不穷, 而国内关于扩张床的应用报道几乎为空白。

　 Barnfield Frej 用阳离子交换剂, 应用扩张床技术从大肠杆菌破碎液里提取复性后的重组人白介素质, 一步得率为97 % , 纯化倍数为4. 35倍。Johansson 等用扩张床技术从大肠杆菌周质中提取重组铜绿单胞外毒素A , 处理4. 5 kg 细胞仅用2. 5 h , 外毒素A 的比活为0. 06mg 毒素Pmg蛋白, 回收率为79 % , 而传统的填充床层析处理相同量的细胞则需8～10h , 是扩张床的3 倍,虽然比活要稍高一些(0. 1 mg 毒素Pmg 蛋白) ,但回收率要比扩张床的低(仅为73 %) 。美国Genetech 公司用扩张床技术从CHO 细胞培养液中大规模提取单克隆抗体, 一次可处理7324L未澄清的培养液, 可全部除去细胞, 抗体浓缩了5 倍, 回收率高达99 %。Chang 和Chase , 分别用含阴离子配基DEAE 和染料配基Procion RedH2E7B 的吸附剂分离葡萄糖262磷酸脱氢酶。因染料对葡萄糖262磷酸脱氢酶有亲和效应, 所以它的纯化倍数比DEAE 的要高8. 6 倍。Noda 等用扩张床从毕赤酵母(P. pastroris) 培养液中大规模提取重组人血清白, 扩张床柱内径为1000mm , 内装150L STREAMLINE SP , 一次可以处理2000L 酵母培养液, 总收率(87. 1 %) 与中试时得到的结果一致。采用热处理和扩张床吸附两步操作, 可以替代传统的五步操作, 不仅减少了操作时间, 而且产率提高了30 % Maurizi 等

用STREAMLINE SP 扩张床层析和阴离子交换层析(Mono Q) 两个步骤取代了包括离心、过滤、阳离子交换层析(S Sepharose) 和阴离子交换层析(Mono Q) 四个步骤, 从枯草芽孢杆菌发酵液中提取重组人白介素1 受体拮抗体( IL2lra) 。使产物纯度为90 %～92 % , 回收率达85 %。这些有说服力的事例为扩张床技术在生物领域中的应用开创了一条宽阔的道路。

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2010/12/6 18:48:09 7楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

展望

目前已有研究者在采用集成化技术, 如Steven 等从1yme 病中采用过程集成化技术大规模分离纯化重组NSI2OspA 疫苗, 规模从处理50L 发酵液扩大到200L 发酵液, 而将原分离纯化的12 步集成化缩短到8 步, 收率可从35 %提高到75 %。又如Cheng2kang Lee 等用双水相分配技术与亲和膜色谱技术集成化提纯天冬酰氨酶,比活可达27. 3uPmg , 纯度增加了32 倍, 收率也高达72 %。

总之, 有关生物分离技术或过程的高效集成化研究目前还是很肤浅的, 还不能与传统技术及过程的有效比较, 尚未被大规模应用; 研究的目标产物液大多是局限在简单分子, 对于基因工程蛋白质及其有重要应用价值的其它生物活性物质的分离则研究得很少, 对有关新技术的分离机理、控制因素、模型化等方面的研究也还处于初步模索阶段。但是应该看到, 研制和发展生物分离过程的高效集成化技术是改进和优化生物下游处理过程的重要手段之一, 也是生物工程在二十一世纪得到高度发展的重要保证, 这种集成化技术不仅会加强和改善发酵液和基因工程菌培养液的分离手段, 而且对天然物质中高价值的有效物质提取和分离过程的改进也会有明显的指导意义和借鉴作用。因此我们认为, 生物分离过程高效集成化的现实作用相当重大, 潜在的发展前景是十分美好的。

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