生物制品的制备 (2)优秀课件

❖ 对于胞内产物需要收集菌体或细胞进行 破碎。
大多数情况下，抗生素，胞外酶，一些多糖， 及氨基酸等目标产物存在于发酵液中。
有些目标产物存在于生物体中。 尤其是由基因工程菌产生的大多数蛋白质是 在细胞内沉积。 脂类物质和一些抗生素包含在生物体中。
细胞破碎
提取
溶剂层
离心
不溶性物质
溶剂 沉淀
一、机械破碎方法
。该法适用于原料少而价值高、有机溶剂对活 性物质没有破坏作用的原料，如脑垂体等。
③防腐剂保鲜。常用乙醇、苯酚等。该法适用
于液体原料，如发酵液、提取液等。
二、生物制品的提取
生物组织与细胞的破碎：生物制品大部分存在于生物 组织或细胞中，要提高提取率，破碎过程是非常重要 的。常用的离纯化方法
❖（2）原料的预处理与保存：
①动物原料：采集后要立即处理，去除结缔 组织、脂肪组织等，并迅速冷冻贮存。
②植物原料：要择时采集并就地去除不用的 部分，保鲜处理；
③微生物原料：要及时将菌细胞与培养液分 开，进行保鲜处理。
❖原料的保存方法：
①冷冻法。该方法适用于所有生物原料。常用-
40℃速冻。
②有机溶剂脱水法。常用的有机溶剂是丙酮
通过机械运动所产生的剪切力的作用，使
细胞破碎的方法称为机械破碎法。
▪常用的仪器
高速组织捣碎机 匀浆器
研磨器
高速组织捣碎机
手提式匀浆器
管 研杆 几百微米的间隙
匀浆器研杆及管的横载面
台式匀浆器
研磨器
物理破碎方法
通过各种物理因素的作用，使组织细胞破碎的 方法，统称为物理破碎方法。
物理破碎方法多用于微生物细胞的破碎。
(2) 按分子大小分离的方法：有超滤法和 透折法、凝胶层析法、超速离心法等。其 中膜分离法可用于生物大分子物质的浓缩 、分级和脱盐。
(3)按分子所带电荷进行分离的方法
氨基酸、多肽、蛋白质、酶均为两性电解质。它
们具有等电点，在离开等电点的pH时便会带正或
负电荷。例如某蛋白质等电点为7.0，当溶液pH 为4.0时，分子则带有正电荷。由于具有该性质， 利用带电性质进行分离是极其有效的方法。利用
生物制品的制备 (2)优秀课件
第一节 一般生物制品的制备方法
一、生物制品原料的选择、预处理与保存方法
（1）原料选择 ❖原料的选择原则： ①有效成分含量高，新鲜； ②原料来源丰富，产地较近； ③原料中杂质含量少； ④原料成本低等。
原料的选择注意事项： ①植物原料生长的季节性； ②微生物原料的对数期； ③动物原料的年龄与性别。
（1）提取方法
非降解法适用于从含一种粘多糖的动物组织中提 取粘多糖，提取采用的溶剂是水或盐溶液。
降解法适用于从组织中提取结合比较牢固的粘 多糖。如从软骨中分离提取硫酸软骨素，就是用 碱处理进行降解。又如用酶处理法可提取与蛋白 质结合的多糖。
（2）分离方法
常用的分离方法是沉淀法和离子交换层析法。
➢ 乙醇沉淀法：是从提取液中沉淀多糖的最简易 方法，也适用于分级分离。4-5倍体积的乙醇可 以使任何结缔组织中的粘多糖完全沉淀。用季 铵化合物也可沉淀粘多糖。粘多糖的聚阴离子 能与某些阳离子表面活性剂结合成不溶于水的 盐，如十六烷基三甲基铵（CTA）等。
❖ 定义：细胞破碎是指选用物理、化学、酶或机械
的方法来破坏细胞壁或细胞膜 ❖ 目的：破坏细胞的外壳，使细胞内含物有效地释
放出来，获得有效的提取。 细胞破碎是生物大分子初级分离纯化的第一步，
也是一个重要环节，它直接影响了产物的加收率 及纯度
不同类型的细胞分泌目标产物的 类型：
动物细胞: 多分泌到细胞外培养液 植物细胞: 多为胞内产物 微生物（细菌/真菌）: 胞内、胞外
二、核酸类制品的分离纯化方法
❖核酸类药物生产方法主要有提取法和发酵法 。提取法生产DNA和RNA，先提取核酸和蛋 白质复合物，再解离核酸与蛋白质，然后分离 RNA与DNA。发酵法主要用于生产单核苷酸 。
三、糖类制品的分离纯化方法
由于各种糖类制品的性质和原料来 源不同，没有统一规范的提取和纯化工 艺。这里只介绍多糖和粘多糖的一般分 离纯化方法。
❖物理破碎法的分类
温度差破碎法
物理破碎法
压力差破碎法
超声波破碎法
超声波细胞破碎机
❖化学破碎方法
化学破碎方法：通过化学试剂的作用，使细胞 膜的结构改变或破坏，使细胞膜的透过性改变。
常用的化学试剂可分为有机溶剂和表面活性剂 两大类。
十二烷基硫酸钠：SDS 聚乙二醇辛基苯基醚: TritonX-100
①选择提取试剂。提取试剂主要有：水、缓冲
溶液、盐溶液、乙醇、其他有机溶剂（如氯仿、丙 酮等）。
②考虑提取溶剂的用量及提取次数、提取时 间。
③注意提取的温度、pH、变性剂等因素。
第二节 各类生物制品的分离纯化方法 一、蛋白质类制品的分离纯化方法
包括蛋白质、多肽和酶类等药物。分离纯化方法有：
1.沉淀法：蛋白质、酶的初步纯化往往用沉淀法。原理是使蛋白质 胶体颗粒破坏，从而沉淀蛋白质。常用的有盐析法、有机溶剂 沉淀法、等电点沉淀法、选择性沉淀法等。
自溶作用：改变其生长环境（温度、ｐＨ、缓冲液）， 可以诱发产生过剩的这种酶或激发产生其它的自溶酶， 以达到自溶目的。
缺点：易引起所需蛋白质的变性，自溶后细胞悬浮液 粘度增大，过滤速度下降。
（2）提取（extraction）
生物组织与细胞破碎后要立即进行提取。提取时 ，首先要根据活性物质的性质，
❖酶学破碎方法
酶学破碎方法：利用溶解细胞壁的酶(外加的或 细胞本身存在的酶)处理菌体细胞，使细胞壁受 到破坏后，再利用渗透压、冲击等方法破坏细 胞膜
分为：外加酶制剂和自溶法。
自溶作用
自溶作用是利用生物体自身产生的酶来溶胞，而不需 外加其他的酶。
在微生物代谢过程中，大多数都能产生一种能水解细 胞壁上聚合物的酶，以便生长过程继续下去。
电学性质进行分离的方法有离子交换层析、电 泳法、等电点聚焦法等。
（4）亲和层析法
➢大部分生物活性物质都有其作用的靶物质，如酶与 底物（或抑制剂）、抗原与抗体、激素与受体等，它 们之间有特异的亲合作用，利用该性质设计的特异层 析分离技术称为亲和层析。
➢亲和层析分离专一性强，操作简便，是当前应用很 广泛的分离方法之一。