生物药物的分离纯化技术.pptx
萃取技术—双水相萃取技术(药物分离纯化课件)
双水相萃取的应用--双水相萃取技术（萃取技术）
2.双水相萃取的应用案例 （2）提取抗生素和分离生物粒子
采用PEG/ Na2HPO4 体系提取丙酰螺旋霉素，最佳萃取条件是pH= 8. 0～8. 5 ， PEG2000 (14 %) / Na2HPO4 (18 %) ,小试收率达69. 2 % ,对照的乙酸丁 酯萃取工艺的收率为53. 4 %
(3)K(C)：临界点当系线长度趋于零时, 两相差别消失,任何 溶质在两相中的分配系数均为1。如K点。
(4)双节线的位置与形状与聚合物的相对分子质量有关
药物分离与纯化技术课程
双水相萃取过程
双水相萃取过程--双水相萃取技术（萃取技术）
大纲
1.双水相萃取的工艺流程 2.大规模双水相萃取及其简单设备
新的双水相体系如表面活性剂—表面活性剂—水体系、普通有机物—无机盐—水 体系、双水相胶束体系等相继被发现，在双水相萃取中都显示出各自的优势。
双水相萃取的应用--双水相萃取技术（萃取技术）
2.双水相萃取分离技术的发展方向 （2）双水相萃取技术同其他分离技术结合
①双水相萃取同膜分离结合
双水相萃取同膜分离结合例子
双水相萃取的应用--双水相萃取技术（萃取技术）
1.双水相萃取的应用
双水相分离条件 （1） 目的分子与细胞应分配在不同的相 （2） 分配系数应足够大 （3） 离心机容易分离
生物制药分离纯化技术
三、计划决策
1.采用方法： 加热法 2.产品指标：黏度应为 3.制定工作流程： 1.检查黏度； Pa.s
2.将发酵液加入冷热缸；
3.给冷热缸夹套通入加热蒸汽，保温30分钟； 4.测定发酵液黏度，达到规定指标后即停止加热； 5.将产品装入指定容器，做好工作记 录，清洗冷热缸和用具，打扫场地。 6.小组评估，经验总结，书写报告。
六、项目讨论
1.何谓凝聚？作用机理是什么？ 2.如何计算凝聚剂的用量？ 检查
3.常用的凝聚剂有哪些？
4.发酵液的浊度用什么表示？
讨论评估
子情景三
絮凝法沉降分离悬浮物
一、项目资讯
絮凝沉降去 除发酵液悬 浮物
二、任务分析
1. 絮凝沉降法基本原理 絮凝沉降是澄清悬浮液有效的方法之一，可分为化学絮凝
4.开通锅炉蒸汽 5.检查蒸汽压力和发酵液温度 6.检查黏度，确定终点，数据记录 7.清扫场地
六、项目讨论
1.发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？ 2.如何控制蒸汽压力？ 3.加热降低黏度的方法适合于哪一类生物药物？ 检查
讨论评估
子情景二
凝聚沉降分离悬浮物
一、项目资讯
凝聚沉降去除 发酵液悬浮物
2.常用絮凝剂 （1）无机高分子絮凝剂
无机高分子絮凝剂的是由无机化合物组成。该絮凝剂能够强烈
吸引胶体微粒,通过黏附、架桥和交联作用,促进胶体凝聚,同时 还发生物理化学变化,中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷,降低了
生物分离纯化案例
生物分离纯化案例
生物分离纯化是一种将目标生物分子从复杂的混合物中分离出来的技术，常用于生物医药、食品工业和环境监测等领域。以下是一个生物分离纯化的案例：
目标：分离纯化某种特定的酶
步骤：
1. 破碎细胞：使用物理或化学方法破碎细胞，释放出细胞内的酶。
2. 离心分离：通过高速离心机将破碎的细胞残渣与酶溶液分开。
3. 过滤：使用过滤器去除未破碎的细胞和杂质。
4. 层析：使用层析技术（如凝胶层析、离子交换层析等）将酶与其他杂质分离。
5. 透析：将层析得到的酶溶液与外界溶液进行物质交换，进一步纯化酶。
6. 浓缩：使用蒸发等方法将酶溶液浓缩，便于后续处理。
7. 结晶：通过结晶方法将纯化的酶结晶化，便于储存和运输。
通过以上步骤，可以将目标酶从复杂的混合物中分离出来，并进行纯化处理。在实际操作中，根据不同的目标和要求，可以选择不同的分离纯化方法和技术。
生物制药中的纯化与分离技术
生物制药中的纯化与分离技术生物制药中纯化与分离技术是指从生长在细胞中或微生物中的
蛋白质中分离出所需的目标蛋白质的一种技术。这种技术利用分
子大小、电荷、流动性等特性将蛋白质分离出来，使目标蛋白质
纯化到99.9%以上。本文将讨论生物制药中常见的纯化与分离技
术及其在生物制药中的应用。
1. 透析
透析是一种将离子和小分子物质从蛋白质中除去的方法。透析
技术主要利用膜选择性地筛选分子。膜可以是人造的例如Amylose树脂，也可以是天然的如酪蛋白。利用这种技术可以除
去体积较小的污染物，使目标蛋白质的纯度得到提高。
2. 电泳
电泳是一种基于蛋白质电荷的分离技术。
在电泳实验中，样品被置于注入获得电流的胶体中。这个胶体具备可以分离蛋白质的网状结构。电流会引起蛋白质带电的全体
向胶体的某个极移动，取决于蛋白质的电荷。这样，蛋白质就可
以分离出来，根据蛋白质的电荷和分子大小，分别形成不同的带。
在生物制药中，这种分离技术最常用于分离小分子处方药物，以及分析生产了多少蛋白质，并确定是否达到预期的纯度。
3. 柔性析
柔性析（Soft Gel）是在微球内置入各种树脂甚至基于酸碱度、水性、亲疏水性等特性。通过改造单元格的特性，在保留不同特性的前提下同时去除掉多余杂质。柔性析适用于各种具有变异性和特异性的多克隆抗体的准备，也适用于分离和净化由培养基中分泌的多克隆抗体。
4. 亲和层析
亲和层析（Affinity Chromatography）被认为是生物制药中最严格的纯化技术之一。
亲和层析是利用可选择地结合目标蛋白质的静态结构将其纯化的，因此是一种高选择性的技术。
药物分离纯化技术
药物分离纯化技术
药物分离纯化技术是指将混合物中的目标药物分离出来，并进行纯化的过程。常用的药物分离纯化技术包括以下几种：
1. 薄层色谱（TLC）：将混合物样品沿着薄层分离材料上均匀涂敷，然后用溶剂在材料上上升，通过不同药物的分区系数和吸附作用，将药物分离出来。
2. 柱层析：将混合物样品加入到柱层析柱中，利用不同药物在固定相和流动相间的分配系数和吸附作用，使药物在柱中分离。
3. 溶剂萃取：利用不同药物在不同溶剂中的溶解度差异，通过多次萃取步骤将目标药物从混合物中分离出来。
4. 结晶分离：选择适当的溶剂和结晶条件，将目标药物从混合物中结晶出来，然后通过过滤或离心分离固体药物。
5. 膜分离技术：利用膜的分子筛选性能，通过溶质在膜上的迁移速率差异将药物分离出来。
6. 超滤技术：通过膜的筛选作用，去除混合物中的大分子物质，将目标药物分离出来。
7. 蒸馏技术：利用混合物中不同成分的沸点差异，将目标药物通过升温、蒸发然后冷凝的方式分离出来。
以上只是一些常见的药物分离纯化技术，具体应根据不同药物的特性和需求选择合适的方法。
《生物分离与纯化》课件
将样品在离心机中进行高速旋转，根据不同密度和大小将组 分分离。
生物分离与纯化的实验操作 实验材料准备
过滤与萃取
使用滤膜或萃取剂将目标组分从其他 杂质中分离出来。
色谱分离
利用色谱技术，如凝胶电泳、高效液 相色谱等，将目标组分与其他杂质分 离。
生物分离与纯化的实验操作 实验材料准备
检测与鉴定
生物分离与纯化的基本原理
分子大小与形状
利用分子大小和形状差异进行 分离，如离心、过滤、凝胶电
泳等。
分子电荷
利用分子电荷差异进行分离， 如电泳、离子交换等。
分子亲和力
利用分子间的亲和力差异进行 分离，如亲和色谱、免疫沉淀 等。
物理性质
利用分子物理性质差异进行分 离，如萃取、蒸馏等。
02
生物分离与纯化的方法
利用两种不混溶的溶剂，将一种溶剂中的 溶质转移到另一种溶剂中，从而实现分离 的方法。
将待分离的物质从一种液相转移到另一种 液相中，再通过蒸馏等方法将溶剂回收。
固液萃取
反相微乳液萃取
利用固体吸附剂吸附溶液中的目标物质， 再通过洗脱等方法将目标物质回收。
利用反相微乳液作为萃取剂，将目标物质 从水相转移到油相中，再通过离心等方法 将油相和水相分离。
选择合适的分离方法，如离心 、过滤、萃取等，可以有效去 除杂质。
优化实验条件，如pH值、离子 强度、温度等，可以提高杂质 的去除效果。
生物药物提取纯化 (2)
生物药物提取纯化
生物药物提取纯化是指从生物源中分离和纯化出具有药用
活性的天然产物或重组蛋白等药物物质的过程。这个过程
涉及到以下步骤：
1.生物源选择：根据需要提取的药物物质的特性，选择合适的生物源，可以是植物、动物、微生物等。
2.初步提取：将生物源进行初步提取，常用的方法包括超声波提取、研磨提取、渗漏提取等。这一步骤旨在破坏细胞
结构，将目标物质从细胞中释放出来。
3.分离：通过溶剂分配、色谱技术（如薄层色谱、柱层析）、液液萃取等方法，将目标物质与其他杂质分离开。
4.纯化：选择适当的分离方法，进一步提高目标物质的纯度。常用的纯化方法包括层析技术（如凝胶过滤层析、反相高
效液相层析）、电泳、蒸发、结晶等。
5.分析鉴定：使用各种分析方法，如质谱、核磁共振、高效液相色谱等，对纯化后的目标物质进行鉴定和分析。
6.制剂开发：对纯化得到的目标物质进行制剂开发，确定其最佳的药物剂型和配方。
需要注意的是，生物药物的提取纯化涉及到多个步骤和技术，具体的方法和流程会根据药物物质的性质、生物源的
不同和药物目标的要求而有所不同。
生物药物的分离纯化
（4）凝胶过滤色谱 凝胶过滤是以具有空隙大小一定的多孔性凝胶作为分 离介质，小分子能进入孔内，在柱中缓慢移动，而大 分子不能进入孔内，快速移动，利用这种移动差别可 使大分子与小分子分开。 3、非蛋白质类杂质的去除 非蛋白质类杂质不应忽视，在纯化过程中，需特别注 意3种可能存在的非蛋白类杂质，它们是DNA、热原质 和病毒。 （1）DNA的去除 （2）热原质的去除 （3）病毒的去除
生物药物的分离纯化
一、生物药物的特点：
许多生物药物都具有生物活性，这些药物 具有下列特点： （1）生理活性高、副作用小 （2）稳定性差 （3）对其质量、纯度要求高 因此，为了获得合格的目的产物，必须建 立与上述特点相适应的生物药物的分离纯化工艺。
二、分离纯化的基本过程
一般分为5个步骤，包括预处理、固液分 离、浓缩、纯化和产品定型。
四、选择分离纯化方法的依据 1、根据产物表达形式来选择 2、根据分离单元之间的衔接选择 3、根据分离纯化工艺的要求来选择
生物药物提取工艺流程的基本模式：
发酵或培养
预处理
细胞分离
收集上清液或包涵体
细胞碎片分离
细胞破碎
ຫໍສະໝຸດ Baidu初步纯化
高度纯化
成品加工
三、分离纯化的技术 分离纯化技术应满足下列要求：（1）技术条件要温和 （2）选择性要好（3）收率要高（4）两个技术之间要 能直接衔接（5）整个分离纯化过程要快 1、细胞破碎与固液分离：有细胞收集、细胞破碎和细 胞碎片分离等步骤。 （1）细胞收集：细胞收集常用的是离心分离的方法， 膜过滤法液逐步得到广泛应用。 （2）细胞破碎：有机械破碎法和非机械破碎法。 机械破碎法：高压匀浆法、超声破碎法、高速珠磨法、 高压挤压法 非机械破碎法：酶溶法、化学渗透法、热处理法、渗 透压冲击法等。
药物分离纯化技术-制备色谱分离技术
在天然药物分离纯化中的应用
分离纯化天然药物中的有效成分
制备色谱分离技术可以高效地分离和纯化天然药物中的有效成分，如黄酮类、生 物碱类等，提高药物的纯度和收率。
分离天然药物中的复杂组分
天然药物中的成分往往比较复杂，制备色谱分离技术可以将其中的组分进行精细 分离，得到高纯度的单一组分。
在合成药物分离纯化中的应用
可能造成样品损失
在制备色谱分离过程中， 可能会造成目标成分的损 失或降解，影响产物的纯 度和产量。
制备色谱分离技术的发展趋势
1 2
新型固定相的开发
随着材料科学的不断发展，新型固定相的研发和 应用将进一步提高制备色谱分离技术的效率和纯 度。
连续色谱分离技术
连续色谱分离技术能够实现连续进样和分离，提 高分离效率，是未来发展的重要趋势。
细胞和组织的分离纯化
制备色谱分离技术还可以用于细胞和 组织的分离纯化，如组织工程、再生 医学等领域的应用。
04
制备色谱分离技术的优 缺点
制备色谱分离技术的优点
高纯度制备
制备色谱分离技术能够将混合物中的 目标成分进行高纯度分离，得到高纯 度的产物。
高效率
制备色谱分离技术具有较高的分离效 率和分离速度，能够快速完成大量样 品的分离纯化。
智能化和自动化
未来制备色谱分离技术将更加智能化和自动化，能够实现 实时监测、自动控制和调整，提高生产效率和产品质量。
药物分离纯化技术
药物分离纯化技术
分离纯化过程：通过物理，化学或生物等手段，或将这些方法结合，将某混合物系分离纯化成两个或多个组成彼此不同的产物的过程。
分离纯化过程按原理分类可分为两类：机械分离（相间无物质的传递），传质分离（相间有物质的传递）回收率：R=Q/Q0X100%（1%以上常量分析的回收率应大于99%；痕量组的分离应大于90%或95%。）
分离因子：SA,B=RA/RB=（QA/QB）/（Q0A/Q0B）分离因子的数值越大，分离效果越好。
萃取：将样品中的目标化合物选择性的转移到另一相中或选择性地保留在原来的相中（转移非目标产物），从而使目标化合物与原来的复杂基体相互分离的方法。
反萃取：在溶剂萃取分离过程中，当完成萃取操作后，为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的正确，往往需要将目标产物转移到水相，这种调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作。
物理萃取：溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分离平衡。特点：被萃取物在水相和有机相中都以中性分子的形式存在，溶剂与被萃取物之间没有化学结合，也不外加萃取剂，两种分子的大小与结构越相似，他们之间的互溶性越大。
化学萃取：也称为反应萃取，是利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性符合分子实现向有机相的分配。
分配定律：即溶质的分配平衡规律，指在恒温恒压条件下，溶质在互不相容的亮相中达到分离平衡时，如果其在两相中的相对分子质量相等（不发生解离，缔合，配位等，溶质以同一分子形式存在），则其在两相中的平衡浓度之比为常数。即C1/C2=A。C1，C2为溶质在两相中分配达到平衡时的浓度，严格讲是活度。应用条件：1，必须是稀溶液；2，溶剂对溶质的互溶没有影响；3，必须是同一种分子类型，即不发生缔合或解离。
药物分离纯化
1.什么是化学萃取？影响化学萃取的因素？溶质与萃取剂之间的化学作用？
2.什么事截留分子量？各种分离膜（如微滤、超滤、纳滤）的截留组分范围怎样？
3.什么是乳化现象？消除乳化的方法有哪些？
4.什么是反萃取、萃取相、萃余相？
5.什么是有效成分和有效部位？
6.什么是双水相萃取技术？有哪些特点？
7.什么是半仿生提取法？其优点有哪些？
8.什么是分子印迹技术，其特点如何？
9.什么是分子蒸馏，其操作过程如何，有哪些特点？
10.依据分离记理，色谱法分为哪几类？
11.根据料液和溶剂的接触和流动情况，萃取操作过程如何划分？
12.什么是凝胶色谱，其分离机理如何，有哪些用途？其操作过程如何？
13.什么是住色谱，如何操作？
14.活性氧化铝有哪些类型？特点是什么？其含水量关系如何？
15.何为浸漉法，去操作过程如何？
16.离子交换树脂有哪些类型,影响其选择性的因素？其操作过程如何？
17.容积提前中药有效成分时，选择溶剂的原则，常见容积大机型大小如何？
1分离纯化过程：通过物理、化学或生物等手段，或将这些方法结合，将某混合物系分离纯化成两个或多个组成彼此不同的产物的过程。
分离纯化技术：在工业中通过适当的技术手段与装备，耗费一定的能量来实现混合物的分离过程，研究实现这一分离纯化过程的科学技术。
1、药物分离的特点：（1）药物的品种繁多，结构复杂，不同来源的药物性质差别很大，采用的分离技术原理和方法也多种多样。（2）以天然形式存在的药物，或生物来源的药物通常含量较低，杂质的量远远大于有效成分的量。分离过程需要多种方法联合应用，使有效成分的含量不断提高。（3）药物中很多品种特别是天然成分和生物活性物质具有稳定性差、易分解、易变性等特点，在选择分离方法时需要考虑被分离物质的性质，采用适当的分离方法和条件，以保证产品的稳定性（4）从药物研究到药品生产，分离在量上的差别很大，小到
生物药物的提取纯化技术
(三)膜过滤操作
主要的膜分离过程如下表
微滤器、超滤器和反渗透器 的主要类型有平板式、管式、中 空纤维式和螺旋卷绕式4种。
(四)亲和超滤
1．原理
当溶液中欲被分离的蛋白质不受阻碍地 通过超滤膜的孔隙时，如果在膜的一侧结 合着亲和配基，该蛋白质就会与配基结合， 因而结聚在膜的这一侧。不与配基结合的 其他物质就将穿过孔而被带走。再用适宜 的洗脱剂将该蛋白质洗脱下来。
二. 细胞破碎(Cell disruption)
(一)细胞破碎方法分类 可分为两大类：机械破碎和非机械方法破碎。对液
相物料，机械破碎法有超声波、机械搅拌和压力法。 对固相物料，机械破碎法有研磨法和压力法。非机械 破碎法分为脱水(空气干燥、真空干燥、冷冻干燥和有 机溶剂干燥)和裂解(物理法、化学法和酶法)两类。裂 解法又分为渗透压突变法、冷冻和解冻法等。化学法 有阴阳离子洗涤剂处理法、抗生素处理法和甘氨酸处 理法。酶法可用溶菌酶等有关的酶制剂处理，或用噬 菌体裂解、抗生素处理等。
二、提取纯化的单元操作和基本工艺流程
生物药物的提取和纯化可分为5个主要步 骤：预处理、固液分离、浓缩、纯化和产 品定型(干燥，制丸，挤压，造粒，制片)。 每一步骤都可采用各种单元操作。在提取 纯化过程中，要尽可能减少操作步骤，因 为每一操作步骤都不可避免带来损失。生 物药物提取工艺流程的基本模式如图7-1所 示。
药物分离纯化技术 (2)
药物分离纯化技术
药物分离纯化技术是指通过一系列化学、物理或生物学的
方法，将混合物中的目标药物分离出来并纯化的一种技术。常用的药物分离纯化技术包括以下几种。
1. 薄层层析：利用吸附剂在薄层上的分离作用，将混合物
中的组分分离出来。这种方法操作简单、快速，适用于小
规模的样品。
2. 柱层析：将混合物通过柱层析柱，利用不同组分在固定
相上吸附和脱附的差异来实现分离。
3. 液液萃取：利用溶解度差异将目标药物从混合物中提取
出来。一般是将混合物和提取剂进行混合，然后通过萃取
剂的溶解度选择性地提取目标药物。
4. 活性炭吸附：利用活性炭对目标药物具有吸附作用，将混合物中的目标药物吸附到活性炭上，然后通过洗脱等方法将药物从活性炭上分离出来。
5. 膜分离：利用不同孔径大小的膜来分离混合物中的目标药物。常用的膜分离技术包括微滤、超滤、逆渗透等。
6. 结晶技术：通过控制溶液的温度、浓度等条件，使药物从溶液中结晶出来，然后通过过滤、洗涤等步骤将结晶物纯化。
7. 固相萃取：利用固相吸附剂的选择性吸附作用将目标药物从混合物中分离出来。常用的固相萃取方法包括固相萃取柱、固相萃取板和固相微萃取等。
以上仅为常见的药物分离纯化技术，具体使用哪种技术还需要根据具体情况进行选择。
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• （2）絮凝 • 指在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架
作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。 • 采用絮凝法可形成粗大的絮凝体，使发酵
液较易分离。
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絮凝剂
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• 是一种能溶于水的高分子聚合物，其相对 分子质量可高达数万至一千万以上，长链
状结构，其链节上含有许多活性官能团，
包括带电荷的阴离子（如-COOH）或阳离子
• 5、进行产物均一性的测定；
• 6、进行中间试验和工业生产应用的放大设计，确定最佳 的分离方法。
第二节 发酵液的预处理
预处理的目的
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• 1.分离细胞、菌体和其它悬浮颗粒（细胞 碎片、核酸和蛋白质的沉淀物）。
• 2.除去部分可溶性杂质和改变滤液的性质， 以利于后继各步操作 。
预处理的方法
吸附层析 离子交换层析
凝胶层析 亲和层析 疏水层析 高效液相色谱
成品加工
脱盐、浓缩 结晶、干燥
图1-1 生物分离的一般工艺过程
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生物分离的各阶段的常用方法
发酵液的预处理 • 加热 、调pH、絮凝和凝聚。
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固液分离 • 沉降、离心分离、过滤、错流过滤。
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细胞破碎 • 机械法：高压匀浆、高速珠磨、超声波破
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2.调节pH • pH值直接影响发酵液中某些物质的电离度
和电荷性质，适当调节pH值可改善其过滤 特性。
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3.凝聚与絮凝 • 采用凝聚和絮凝技术能有效改变细胞、细
胞碎片及溶解大分子物质的分散状态，使 其聚结成较大的颗粒，便于提高过滤速率。 另外，还能有效地除去杂蛋白和固体杂质， 提高滤液质量。
生物分离方法的选择
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• 对于一个未知化学结构和性质的组分的分离制备设计，
大致可按以下六个基本步骤进行：
• 1、查找与待分离组分相关的基础性研究资料，建立相应 的分析鉴定方法；
• 2、开展制备物的理化性质稳定性的预备试验；
• 3、开展材料处理及抽提方法的选择试验；
• 4、进行分离纯化方法、程序的摸索及其分离效果的评价；
生物污染、蛋白酶水解等作Leabharlann Baidu的影响。
改善发酵液过滤特性的物理化学方法
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• 调酸（等电点）、热处理、电解质处理、 添加凝聚剂、添加表面活性物质、添加反 应剂、冷冻-解冻及添加助滤剂等。
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1.降低液体粘度 • 根据流体力学原理，滤液通过滤饼的速率
与液体的粘度成反比，降低液体粘度（加 水稀释法和加热法等）可有效提高过滤速 率。注意加热温度与时间，不影响产物活 性和细胞的完整性。
• （1）凝聚
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指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层 电排斥作用降低，电位下降，而使胶体体 系不稳定的现象。
• 发酵液中的细胞、菌体或蛋白质等胶体粒 子双电层的结构使胶粒之间不易聚集而保 持稳定的分散状态。
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主要是无机类电解质，大多为阳离子。 常用的凝聚剂电解质： • 硫酸铝 Al2(SO4)3•18H2O； • 氯化铝 AlCl3•6H2O; • 三氯化铁 FeCl3; • 硫酸亚铁 FeSO4·7H2O ； • 石灰；ZnSO4；MgCO3
• （一）发酵液过滤特性的改变 • （二）发酵液的相对纯化
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发酵液过滤特性的改变
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微生物发酵液的特性为： ➢ 发酵产物浓度较低，大多为1-10%，悬浮液中大
部分是水； ➢ 悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大； ➢ 固体粒子可压缩性大； ➢ 液相粘度大，大多为非牛顿型流体； ➢ 性质不稳定，随时间变化，如易受空气氧化、微
生物分离的基本过程
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• 生物分离工艺流程：
• 一般包括原料的选取、预处理、细胞破碎、 固-液分离、初步纯化（分离）、精制（高 度纯化）和成品加工等过程。
发酵液 （培养液）
胞外产物
预处理 胞内产物
动植物 原料
细胞破碎
固-液分离
细胞破碎
萃取与预处理
初步纯化 精制
固-液分离
沉淀分离 静态吸附 静态离子交换 萃取分离 膜分离
• 1、需要对目标产物的快速分离纯化 • 2、需要对原料液进行高度浓缩 • 3、需要借助新型的分离技术和材料 • 4、需要除去有害人类健康的物质 • 5、采用利于保持目标产物产品质量的操作条件 • 6、产品要求高质量、高纯度
因此，生物分离过程往往成本很高，在某些产品的生产过程中，分离 成本可能占到总成本的80％以上。
主要内容
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• 包括离心分离、过滤分离、泡沫分离、萃 取分离、沉淀（析）分离、膜分离、层析 （色谱）分离、电泳分离技术以及产品的 浓缩、结晶、干燥等技术。
基本原理
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• 主要是依据离心力、分子大小（筛分）、 浓度差、压力差、电荷效应、吸附作用、 静电作用、亲和作用、疏水作用、溶解度、 平衡分离等原理对原料或产物进行分离、 纯化。不同的分离对象需要采用不同的分 离方法才能有效地被分离。
碎； • 非机械法：化学法、酶解法、渗透压冲击
法、冻结融化法、干燥法。
初步纯化 • 沉淀法、吸附法、萃取法、超滤法
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高度纯化
• 吸附层析、亲和层析、凝胶层析、离子交 换层析、电泳、结晶和重结晶。
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成品加工 • 无菌过滤、去热原、干燥、冷冻干燥、喷
雾干燥、制剂。
生物分离技术的特点
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发展历史
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生物分离技术至今已有几百年的历史。
① 16世纪人们发明了用水蒸气蒸馏从鲜花与香草 中提取天然香料的方法；
② 近代生物分离技术是在欧洲工业革命以后逐渐 发展形成的；到20世纪40年代初，大规模深层 发酵生产抗菌素；
③ 近年来发展的新生物技术包括利用基因工程菌 生产人造胰岛素，人与动物疫苗等产品，某粗 产物的含量极低，而对分离所得最终产物的要 求却更高了。
（如-NH2）基团以及不带电荷的非离子型 基团。
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• 它们通过静电引力、范德华引力或氢键的作用， 强烈地吸附在胶粒的表面。
• 当一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同 的胶粒表面上，产生桥架联结时，就形成了较大 的絮团，这就是絮凝作用。
生物药物的分离纯化技术
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• 研究如何从混合物中把一种或几种物质分 离出来的科学技术，是一门应用性很强、 科技含量较高的学科，涉及到物理、化学、 生物学等方面的知识和操作技术。
第一节 绪 论
基本涵义
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• 生物分离技术是指从动植物与微生物的有 机体或器官、生物工程产物（发酵液、培 养液）及其生物化学产品中提取、分离、 纯化有用物质的技术过程。