超濾技術濃縮和分離鹼性蛋白酶
『壹』 濃縮乳清蛋白粉(WPC)和分離乳清蛋白(WPI)有什麼區別
1、製作方法不同
濃縮乳清蛋白粉:利用過濾的原理,將乳清原粉中的水分、乳糖回、礦物質過濾出答去,留下乳清蛋白粉的乾粉。
分離乳清蛋白:利用分子剝離的原理,將乳清蛋白從乳清原粉中分離出來,在濃縮乳清蛋白的基礎上經過進一步的工藝處理得到的高純度乳清蛋白。
2、乳清蛋白含量不同
濃縮乳清蛋白粉:將乳清直接烘乾後,得到乳清粉末,其中的乳清蛋白極低,一般為百分之十幾,不超過百分之三十。
分離乳清蛋白的純度可達90%以上,是濃縮乳清蛋白的2-3倍。
3、營養價值不同
分離乳清蛋白相比濃縮乳清蛋白,具有營養價值高、含有多種活性成分等特點,更容易消化吸收。
『貳』 超濾膜在凈水器中起到了什麼功能
起到了凈化功能。
超濾膜篩分過程,以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當原液流過膜表面時,超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液,而原液中體積大於膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側,成為濃縮液。
因而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。每米長的超濾膜絲管壁上約有60億個0.01微米的微孔,其孔徑只允許水分子、水中的有益礦物質和微量元素通過。
而已知世界最小細菌的體積在0.2微米,因此細菌以及比細菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機物等都能被超濾膜截留下來,從而實現了凈化過程。
(2)超濾技術濃縮和分離鹼性蛋白酶擴展閱讀
超濾膜在使用後必須要定時的清洗,不然就會影響超濾膜的使用性能與壽命,定時的清洗也能保持超濾膜具有良好的通透性,清洗的方法一般會根據超濾膜的性質與處理料液的性質來決定,不過大多數情況下是用清水來清洗,然後依據情況不同採用不同的化學制劑來清洗。
具體的可分為以下幾種情況,電塗料材料可以選用含離子的增溶劑來清洗;水溶性的塗料可採用「橋鍵」型溶劑清洗;食品工業蛋白質沉澱可以採用阮酶溶劑、磷酸鹽、硅酸鹽為基礎的鹼性去垢劑清洗;膜表面的無機鹽沉澱可利用EDTA之類的螯合劑、酸、鹼來清除。
『叄』 評價超濾膜分離技術在酶分離濃縮方面的效果
你好,在http://dspace.xmu.e.cn/dspace/handle/2288/3422
可下載pdf文件
超濾膜分離技術在植物酶分離濃縮方專面屬的效果
『肆』 超濾與濃縮的區別
超濾可以濃縮,濃縮不一定要用超濾撒。有的,濃水不就是濃縮液。
『伍』 如何破壞黃原膠粘性
黃原膠是一種類白色或淺米黃色粉末,是目前國際上集增稠、懸浮、乳化、穩定於一體,性能最優越的生物膠。黃原膠無味、無毒、食用安全、易溶於水,在水溶液中呈多聚陰離子,具有獨特的理化性質。具體表現為:
1、 粘度:低濃度溶液具有高粘度的特性(1%水溶液的粘度相當於明膠的100倍),是一種高效的增稠劑。
2、 抗剪切(假塑性):黃原膠溶液在靜態或低剪切作用下具有高粘度,在高剪切作用下表現為粘度下降,但分子結構不變。當剪切作用消失後粘度恢復正常。
3、 耐溫:在較大溫度范圍內(-18--120℃),其性能基本保持不變。
4、 抗鹽:在較高鹽濃度條件下,甚至在飽和鹽溶液中仍保持其溶解性而不發生沉澱和絮凝,其粘度幾乎不受影響。
5、 耐酸鹼:其溶液粘度在PH值1-12范圍內基本保持不變。
6、 兼溶性和協效性:與酸、鹼、鹽、防腐劑、天然的或合成的增稠劑在同一溶液體系中有良好的兼溶性。與瓜爾豆膠、刺槐豆膠等多糖膠可產生協合作用,使粘度倍增。
7、 抗氧化、酶解:黃原膠穩定的雙螺旋結構使其具有極強的抗氧化和抗酶解能力。
8、 懸浮性:對不溶性固體和油滴具有良好的懸浮作用。
由於以上優良特性使黃原膠廣泛應用於食品、醫葯、化妝品、造紙、紡織、陶瓷、消防滅火劑、日用化工、石油開采等20多個行業數百種產品。
黃原膠(Xamthan Gum)別名漢生膠,又稱黃單胞多糖,是國際上70年代發展起來的新型發酵產品。它是由甘蘭黑腐病黃單胞細菌(Xanthomonas campestris)以碳水化合物為主要原料,經通風發酵、分離提純後得到的一種微生物高分子酸性胞外雜多糖。其作為新型優良的天然食品添加劑用途越來越廣泛。
國際上,黃原膠開發及應用最早的是美國。美國農業部北方地區Peoria實驗室於60年代初首先用微生物發酵法獲得黃原膠。1964年,美國Merck公司Keco分部在世界上首先實現了黃原膠的工業化生產。1979年世界黃原膠總產量為2000t,1990年達4000t以上。在美國,黃原膠年產值約為5億美元,僅次於抗生素和溶劑的年產值,在發酵產品中居第3位。
我國對黃原膠的研究起步較晚,進行開發研究的單位,如南開大學、中科院微生物研究所、山東食品發酵研究所等,均已通過中試鑒定。目前全國有煙台、金湖、五連等數家黃原膠生產廠,年產在200t左右,主要用作食品添加劑。我國生產黃原膠的澱粉用量一般在5%左右,發酵周期為72~96h,產膠能力30~40g/L,與國外比較,生產水平較低。隨著黃原膠生產和應用范圍的進一步發展,目前北京、四川、鄭州、蘇州、山東等地都有黃原膠生產新廠建成,預示著我國的黃原膠生產將呈現一個新的局面。
1.5.2 黃原膠的分子結構及其性質
1) 黃原膠的分子組成
黃原膠是以5分子糖為一單元,由與此相同的單元聚合而成的高分子多糖物質。每一單元由2分子葡萄糖,2分子甘露糖和1分子葡萄糖醛酸組成。其主鏈由β-葡萄糖通過1,4-糖苷鍵相連而成的2分子葡萄糖為單元,其結構與纖維素結構相同,相間在葡萄糖的C3上連有2分子甘露糖和1分子葡萄糖醛酸構成側鏈。在側鏈上有丙酮酸及竣酸側基。因其側鏈含酸性基團,在水溶液中呈多聚陰離子,構成黃原膠的三級立體結構:帶陰離子的側鏈纏繞主鏈形成螺旋結構,分子間靠氫鍵形成雙股螺旋,而雙股螺旋結構間又是靠微弱的非共價鍵維系,形成規則的"超級接合帶狀的螺旋聚合體」。
2) 黃原膠的性質
①典型的流變特性
隨著剪切速率增加,因膠狀網路遭到破壞,導致粘度降低,膠液變稀,但一旦剪切力消失,粘度又可恢復,因而使黃原膠具有良好的泵送和加工性能。利用這種特性在需要添加增稠劑的液體中加入黃原膠,不僅液體在輸送過程中容易流動,而且靜止後又能恢復到所需要的粘度,因此被廣泛應用於飲料行業。
② 低濃度時的高粘性
含2%~3%黃原膠的液體,其粘度高達3~7Pa.s。黃原膠的高粘性使其具有廣闊的應用前景,但同時又給生產上的後處理帶來麻煩。
③ 耐熱性
黃原膠在相當寬的溫度范圍內(-98~90℃)粘度幾乎無變化。黃原膠即使在130℃的高溫下保持36min後冷卻,溶液的粘度也無明顯變化。在經多次冷凍-融化循環後,膠液的粘度並不發生改變。在高溫條件下若添加少量電解質如0。5%NaCI,可穩定膠液的粘度。
④ 耐酸、鹼性
黃原膠水溶液的粘度幾乎與pH值無關。這一獨特性質是其他增稠劑如竣甲基纖維素(CMC)等所不具備的。
⑤相容性及溶解性
黃原膠可與絕大部分的常用食品增稠劑溶液溶混,特別是與藻酸鹽類、澱粉、卡拉膠、瓜膠溶混後,溶液的粘度以疊加的形式增加。
黃原膠易溶於水,不溶於醇、酮等極性溶劑。在非常廣的溫度、pH和鹽濃度范圍內,黃原膠很容易溶解於水中,其水溶液可在室溫下配製,攪動時應盡可能減少空氣混人。如果將黃原膠預先與一些干物質如鹽、糖、味精等混勻,然後用少量水濕潤,最後加水攪拌,這樣配製出的膠液其性能更好。
⑥ 分散性及保水性
黃原膠是食品添加劑中優良的懸浮劑和乳化穩定劑。黃原膠對食品具有良好的保水、保鮮作用。
1.5.3 黃原膠的生產
1) 工藝流程
菌種的擴培→發酵原料配比→發酵→發酵條件控制→分離→提純→乾燥
2) 菌種
黃原膠生產有廣泛的微生物來源,黃單胞菌屬的許多種類菌株都能產生黃原膠。目前,國內外用於生產黃原膠的菌種大多是從甘蘭黑腐病病株上分離到的甘蘭黑腐病黃單胞菌,也稱野油菜黃單胞菌。另外生產黃原膠的菌種還有菜豆黃單胞菌(X. phaseoli)、錦葵黃單胞菌(X. Malvacearum)和胡蘿卜黃單胞菌(X. carotae)等。我國目前已開發出的菌株有南開-01、山大-152、008、L4和L5。這些菌株一般呈桿狀,革蘭氏染色陰性,產莢膜。在瓊脂培養基平板上可形成黃色粘稠菌落,液體培養可形成粘稠的膠狀物。
3) 發酵培養基
黃原膠發酵培養基的碳源一般是糖類、澱粉等碳水化合物。在黃單胞菌菌體內酶的作用下,1、6-糖苷鍵被打開,形成直鏈多糖,經進一步轉化,最終變成產物黃原膠。氮源一般以魚粉和豆餅粉為主。另外,還添加一些微量無機鹽,如鐵、錳、鋅等的鹽類。特別是輕質碳酸鈣以及NaH2PO4和MgSO4,它們對黃原膠的合成有明顯的促進作用。
例如南開大學的南開-01菌種所使用的搖瓶發酵培養基如下:玉米澱粉4%,魚粉蛋白腖0.5%,輕質碳酸鈣0.3%,自來水配製,pH7.0。在大罐生產中將魚粉蛋白腖改成魚粉直接配料,其他原料不變。國外用作黃原膠發酵的碳源多數是葡萄糖。
4) 發酵
①搖瓶發酵
搖瓶發酵條件:接種量1%~5%,旋轉式搖床轉速220r/min,培養溫度28℃,發酵72h左右。發酵結束,黃原膠產酸能力為20~30g/L,對碳源的轉化率在60%~70%。
② 工業化生產
接種量為5%~8%。由於培養基的高粘度,黃原膠生產屬高需氧量發酵,需大通風量,一般為1~0.6m3/(m3min)。發酵溫度為25~28℃。碳源的起始濃度一般在2%~5%。
黃原膠的收率取決於碳、氮源的種類和發酵條件。目前收率一般在起始糖量的40%~75%。黃單胞菌容易利用有機氮源,而不易利用無機氮源。有機氮源包括魚粉蛋白腖、大豆蛋白腖、魚粉、豆餅粉、谷糠等。其中以魚粉蛋白腖為最佳,它對產物的生成有明顯的促進作用,一般使用量為0.4%~0.6%。在氮源濃度較低時,隨氮源濃度的提高,細胞濃度也增加,黃原膠的合成速率加快,黃原膠得率也相應提高。起始氮源在中等濃度時,細胞濃度和黃原膠的合成速率均有提高,發酵時間被縮短,但黃原膠的得率卻降低,這是因為細胞生長過快,使用於細胞生長及維持細胞生命的糖量增加,用於合成黃原膠的糖反而減少,導致黃原膠得率下降。如果採用發酵後期流加糖的方法,使糖濃度始終維持在一定的水平,那麼,由於補加的糖只用於細胞維持生命及合成黃原膠,而沒有生長的消耗,從而得率就可比間歇發酵有較大提高。若起始氮源的濃度再提高,雖然細胞濃度有所增加,但黃原膠得率及合成速率卻降低了。其主要原因是"氧限制",高濃度細胞隨著發酵的進行,發酵液粘度不斷增大,體積傳質系數降低,造成氧供應能力逐漸下降,合成速率變慢,得率降低。
黃原膠發酵培養基的起始pH值一般控制在6.5~7.0,這有利於初期的細胞生長和後期的黃原膠合成。
5) 黃原膠的分離提取
黃原膠通常由玉米澱粉輔以氮源及微量元素經微生物發酵後製得。發酵醪中除含黃原膠(3%左右)外,還有菌絲體、未消耗完的碳水化合物、無機鹽及大量的液體。其中菌絲體等固形物佔20%,水溶性無機鹽佔10%。如果菌絲體等固形物混雜在黃原膠成品中,會造成產品的色澤差、味臭,從而限制了黃原膠的使用范圍。因此黃原膠的分離提取,其目的在於按產品質量規格的要求將發酵醪中的雜質不同程度地除去,通過純化、分離、濃縮和乾燥等手段獲得成品。黃原膠成品分食品級、工業級和工業粗製品3種。
① 溶劑沉澱法
先將發酵液用6mol/LHCI酸化,然後加入工業酒精使黃原膠沉澱。過濾後沉澱物先後用工業酒精和10%KOH洗滌,過濾,沉澱物乾燥後進行粉碎,經過篩製得成品。本法由於直接用HCl和工業酒精進行酸化沉澱,沒有去除掉菌體,因此僅能製得工業級黃原膠。
為了製得食品級黃原膠,在上面的方法基礎上增加了離心除菌體和多次用酒精進行沉澱、洗滌的操作,從而提高了成品的純度。
溶劑沉澱法工藝簡單,產品質量高,大型化生產技術成熟,是目前國內採用的主要生產方法,但該方法溶劑用量大,需設置溶劑回收設備,投資較大,生產成本高。本法提取收率在97.7%。
② 鈣鹽-工業酒精沉澱法
在酸性條件下,黃原膠與氯化鈣形成黃原膠鈣凝膠狀沉澱;加入酸性酒精脫去鈣離子,使成短絮狀沉澱;過濾,在沉澱中加人酒精並用氫氧化鉀溶液調節pH值。
③ 絮凝法
絮凝劑與黃原膠作用產生絮狀沉澱,然後將沉澱物脫水,得到固型物含量為25%左右的濕濾餅;用多糖的非溶劑在適當條件下洗提上述濕濾餅,使其變為水溶性多糖。然後過濾,將水溶性濾餅乾燥;經粉碎、篩分後得到合格的黃原膠成品。
④ 直
頂(0)|砸(0)|回復|檢舉您已經評論過了!2樓い軍縂び 發表於 2009.07.08 16:44:20 接乾燥法
本法採用滾筒乾燥或噴霧乾燥等方法,直接將發酵液進行乾燥,從而製成工業粗製品級的黃原膠。該方法因為沒有分離提純工序,所以成品質量差,限於對黃原膠質量要求不高的場合使用,有利於降低產品成本。
⑤ 超濾脫鹽法
本法採用近代分離技術,對高分子的黃原膠與小分子的無機鹽和水進行超濾分離,將黃原膠發酵液濃縮至2.5%~5%,而無機鹽濃度從10%降低至0.5%~1%,然後再進行噴霧乾燥。本法與直接乾燥法相比,產品質量有所提高,達到工業精製品等級。
⑥ 酶處理-超濾濃縮法
本法用酶處理發酵液,將蛋白質水解,從而使發酵液變得澄清,簡化了離心過濾這一步工序。本法使用的酶包括鹼性蛋白酶,酸性或中性蛋白酶,或用復合酶共同進行作用。用酶處理後,不但發酵液澄清度提高,而且氮含量降低,過濾性能得到改善,在微孔過濾中過濾速度可提高3~20倍,成品質量也有提高。
綜上所述,黃原膠的分離提取方法很多,但在應用上都受到各自條件、特點的制約。比較而言,採用超濾濃縮純化發酵液的方法是比較理想的選擇。
6) 黃原膠的乾燥
為了便於保藏和運輸,一般都將黃原膠製成干品。黃原膠的乾燥有不同的處理方法:真空乾燥、滾筒乾燥、噴霧乾燥、流化床乾燥以及氣流乾燥。由於黃原膠是熱敏性物質,不能承受長時間的高溫處理,因此使用噴霧乾燥法會使黃原膠的溶解性變差。滾筒乾燥雖然熱效率較高,但機械結構較復雜,用於大型工業化生產目前還難實現。帶有惰性球的流化床乾燥,因兼有強化傳熱傳質以及研磨粉碎的功能,物料滯留時間也較短,所以適合像黃原膠那樣的熱敏性粘稠物料進行乾燥。
『陸』 透析技術與超濾技術在生物製品中去除雜質的優缺點對比
透析和超濾基本原理差不多,都是利用半透膜分離大小不同的分子。但是也有一些區別,主要是應用范圍不同。具體介紹如下:
透析
自Thomas Graham 1861年發明透析方法至今已有一百多年。透析已成為生物化學實驗室最簡便最常用的分離純化技術之一。在生物大分子的制備過程中,除鹽、除少量有機溶劑、除去生物小分子雜質和濃縮樣品等都要用到透析的技術。
透析只需要使用專用的半透膜即可完成。通常是將半透膜製成袋狀,將生物大分子樣品溶液置入袋內,將此透析袋浸入水或緩沖液中,樣品溶液中的大分子量的生物大分子被截留在袋內,而鹽和小分子物質不斷擴散透析到袋外,直到袋內外兩邊的濃度達到平衡為止。保留在透析袋內未透析出的樣品溶液稱為"保留液",袋(膜)外的溶液稱為"滲出液"或"透析液"。
透析的動力是擴散壓,擴散壓是由橫跨膜兩邊的濃度梯度形成的。透析的速度反比於膜的厚度,正比於欲透析的小分子溶質在膜內外兩邊的濃度梯度,還正比於膜的面積和溫度,通常是4℃透析,升高溫度可加快透析速度。
透析膜可用動物膜和玻璃紙等,但用的最多的還是用纖維素製成的透析膜,目前常用的是美國Union Carbide (聯合碳化物公司)和美國光譜醫學公司生產的各種尺寸的透析管,截留分子量MwCO(即留在透析袋內的生物大分子的最小分子量,縮寫為MwCO)通常為1萬左右。商品透析袋製成管狀,其扁平寬度為23 mm~50 mm不等。為防乾裂,出廠時都用10%的甘油處理過,並含有極微量的硫化物、重金屬和一些具有紫外吸收的雜質,它們對蛋白質和其它生物活物質有害,用前必須除去。可先用50%乙醇煮沸1小時,再依次用50%乙醇、0.01 mol/L碳酸氫鈉和0.001 mol/L EDTA溶液洗滌,最後用蒸餾水沖洗即可使用。實驗證明,50%乙醇處理對除去具有紫外吸收的雜質特別有效。使用後的透析袋洗凈後可存於4℃蒸餾水中,若長時間不用,可加少量NaN2,以防長菌。洗凈涼乾的透析袋彎折時易裂口,用時必須仔細檢查,不漏時方可重復使用。
新透析袋如不作如上地殊處理,則可用沸水煮五至十分鍾,再用蒸餾水洗凈,即可使用。使用時,一端用橡皮筋或線繩扎緊,也可以使用特製的透析袋夾夾緊,由另一端灌滿水,用手指稍加壓,檢查不漏,方可裝入待透析液,通常要留三分之一至一半的空間,以防透析過程中,透析的小分子量較大時,袋外的水和緩沖液過量進入袋內將袋漲破。含鹽量很高的蛋白質溶液透析過夜時,體積增加50%是正常的。為了加快透析速度,除多次更換透析液外,還可使用磁子攪拌。透析的容器要大一些,可以使用大燒杯、大量筒和塑料桶。小量體積溶液的透析,可在袋內放一截兩頭燒園的玻璃棒或兩端封口的玻璃管,以使透析袋沉入液面以下。
檢查透析效果的方法是:用1% BaCl2檢查(NH4)2SO4,用1% AgNO3 檢查NaCl、KCl等。
為了提高透析效率,還可以使用各種透析裝置。使用者也可以自行設計與製作各種簡易的透析裝置。美國生物醫學公司(Biomed Instruments Inc.)生產的各種型號的Zeineh 透析器,由於使用對流透析的原理,使透析速度和效率大大提高。
超濾
超過濾即超濾,自20年代問世後,直至60年代以來發展迅速,很快由實驗室規模的分離手段發展成重要的工業單元操作技術。超濾現已成為一種重要的生化實驗技術,廣泛用於含有各種小分子溶質的各種生物大分子(如蛋白質、酶、核酸等)的濃縮、分離和純化。
超濾是一種加壓膜分離技術,即在一定的壓力下,使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑地制的薄膜,而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾根據所加的操作壓力和所用膜的平均孔徑的不同,可分為微孔過濾、超濾和反滲透三種。微孔過濾所用的操作壓通常小於4×104 Pa,膜的平均孔徑為500埃~14微米(1微米=104埃),用於分離較大的微粒、細菌和污染物等。超濾所用操作壓為4×104 Pa~7×105 Pa,膜的平均孔徑為10-100埃,用於分離大分子溶質。反滲透所用的操作壓比超濾更大,常達到35×105 Pa~140×105 Pa,膜的平均孔徑最小,一般為10埃以下,用於分離小分子溶質,如海水脫鹽,制高純水等。
超濾技術的優點是操作簡便,成本低廉,不需增加任何化學試劑,尤其是超濾技術的實驗條件溫和,與蒸發、冰凍乾燥相比沒有相的變化,而且不引起溫度、pH的變化,因而可以防止生物大分子的變、失活和自溶。
在生物大分子的制備技術中,超濾主要用於生物大分子的脫鹽、脫水和濃縮等。
超濾法也有一定的局限,它不能直接得到乾粉制劑。對於蛋白質溶液,一般只能得到10~50%的濃度。
超濾技術的關鍵是膜。膜有各種不同的類型和規格,可根據工作的需要來選用。早期的膜是各向同的均勻膜,即現在常用的微孔薄膜,其孔徑通常是0.05mm 和0.025mm。近幾年來生產了一些各向異的不對稱超濾膜,其中一種各向異擴散膜是由一層非常薄的、具有一定孔徑的多孔"皮膚層"(厚約0.1mm ~1.0mm ),和一層相對厚得多的(約1mm )更易通滲的、作為支撐用的"海綿層"組成。皮膚層決定了膜的選擇,而海綿層增加了機械強度。由於皮膚層非常薄,因此高效、通透好、流量大,且不易被溶質阻塞而導致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纖維或硝酸纖維或此二者的混合物製成。近年來為適應制葯和食品工業上滅菌的需要,發展了非纖維型的各向異膜,例如聚碸膜、聚碸醯胺膜和聚丙烯腈膜等。這種膜在pH 1~14都是穩定的,且能在90℃下正常工作。超濾膜通常是比較穩定的,若使用恰當,能連續用1~2年。暫時不用,可浸在1%甲醛溶液或0.2% 疊氮化鈉NaN3中保存。
超濾膜的基本能指標主要有:水通量(cm3/(cm2·h));截留率(以百分率%表示);化學物理穩定(包括機械強度)等。
超濾裝置一般由若干超濾組件構成。通常可分為板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式四種主要類型。由於超濾法處理的液體多數是含有水溶生物大分子、有機膠體、多糖及微生物等。這些物質極易粘附和沉積於膜表面上,造成嚴重的濃差極化和堵塞,這是超濾法最關鍵的問題,要克服濃差極化,通常可加大液體流量,加強湍流和加強攪拌。
國外生產超濾膜和超濾裝置最有名的廠家是美國的Milipore公司和德國的Sartorius公司。國內主要的研究機構和生產廠家是:中科院生態環境研究中心、杭州淡化和水處理開發中心、蘭州膜科學技術研究所、無錫化工研究所、上海醫葯工業研究所、天津膜分離工程研究所、北京化工廠、常熟膜分離實驗廠、無錫市超濾設備廠、無錫純水設備廠、天津超濾設備廠、湖北沙市水處理設備廠等。從膜的品種,以及從某些研究工作的深度方面看,我國與世畀先進國家的差距不很大,但在膜的質量能及商品化方面尚有較大差距。
在生物製品中應用超濾法有很高的經濟效益,例如供靜脈注射的25%人胎盤血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸銨鹽析法、透析脫鹽、真空濃縮等工藝制備的,該工藝流程硫酸銨耗量大,能源消耗多,操詐時間長,透析過程易產生污染。改用超濾工藝後,平均回收率可達97.18%;吸附損失為1.69%;透過損失為1.23%;截留率為98.77%。大幅度提高了白蛋白的產量和質量,每年可節省硫酸銨6.2噸,自來水16000噸。
超濾技術的應用有很好的前景,應引起足夠的重視。
『柒』 超濾技術應用蛋白質的分離有何優勢
來優勢:血漿蛋白分離採用超濾技源術能使得生產工藝設計和設備單簡化;縮短了生產周期;減少污染;大大降低生產成本,提高了效益。
正超濾具備了純化和濃縮雙重作用,所以在血漿蛋白分離上被廣泛應用於脫鹽、脫醇、濃縮,分離提純,去熱原等方面。
『捌』 蛋白酶加工廠,體系含雜質,需要先進行澄清和除雜,後進行濃縮。請問有什麼好的辦法
目前,抄蛋白酶的傳統純化方襲法主要為板框和離心,主要存在收率低、生產效率低下和和分離精度低等缺點。膜分離技術具有過程簡單、無化學相變、冷態過濾和節能環保的優點,已被廣泛應用於生物醫葯的分離和濃縮。考察到體系內雜質較多,容易膜污染,建議使用陶瓷膜技術。工藝段可以設計為:陶瓷超濾膜先進行預處理,去除雜質,具有分離精度高和工藝穩定的特點。然後,用陶瓷納濾膜,孔徑在2~5nm左右,進行目標產物蛋白酶的濃縮。
『玖』 蛋白質層析、超濾常用技術手段
在分離分析特別是蛋白質分離分析中,層析是相當重要、且相當常見的一種技術,其原理較為復雜,對人員的要求相對較高,這里只能做一個相對簡單的介紹。
一、 吸附層析
1、 吸附柱層析
吸附柱層析是以固體吸附劑為固定相,以有機溶劑或緩沖液為流動相構成柱的一種層析方法。
2、 薄層層析
薄層層析是以塗布於玻板或滌綸片等載體上的基質為固定相,以液體為流動相的一種層析方法。這種層析方法是把吸附劑等物質塗布於載體上形成薄層,然後按紙層析操作進行展層。
3、 聚醯胺薄膜層析
聚醯胺對極性物質的吸附作用是由於它能和被分離物之間形成氫鍵。這種氫鍵的強弱就決定了被分離物與聚醯胺薄膜之間吸附能力的大小。層析時,展層劑與被分離物在聚醯胺膜表面競爭形成氫鍵。因此選擇適當的展層劑使分離在聚醯胺膜表面發生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的連續過程,就能導致分離物質達到分離目的。
二、 離子交換層析
離子交換層析是在以離子交換劑為固定相,液體為流動相的系統中進行的。離子交換劑是由基質、電荷基團和反離子構成的。離子交換劑與水溶液中離子或離子化合物的反應主要以離子交換方式進行,或藉助離子交換劑上電荷基團對溶液中離子或離子化合物的吸附作用進行。`
三、 凝膠過濾
凝膠過濾又叫分子篩層析,其原因是凝膠具有網狀結構,小分子物質能進入其內部,而大分子物質卻被排除在外部。當一混合溶液通過凝膠過濾層析柱時,溶液中的物質就按不同分子量篩分開了。
四、 親和層析
親和層析的原理與眾所周知的抗原一抗體、激素一受體和酶一底物等特異性反應的機理相類似,每對反應物之間都有一定的親和力。正如在酶與底物的反應中,特異的廢物(S')才能和一定的酶(E)結合,產生復合物(E-S')一樣。在親和層析中是特異的配體才能和一定的生命大分子之間具有親和力,並產生復合物。而親和層析與酶一底物反應不同的是,前者進行反應時,配體(類似底物)是固相存在;後者進行反應時,底物呈液相存在。實質上親和層析是把具有識別能力的配體L(對酶的配體可以是類似底物、抑制劑或輔基等)以共價鍵的方式固化到含有活化基團的基質M(如活化瓊脂糖等)上,製成親和吸附劑M-L,或者叫做固相載體。而固化後的配體仍保持束縛特異物質的能力。因此,當把圍相載體裝人小層析柱(幾毫升到幾十毫升床體積)後,讓欲分離的樣品液通過該柱。這時樣品中對配體有親和力的物質S就可藉助靜電引力、范德瓦爾力,以及結構互補效應等作用吸附到固相載體上,而無親和力或非特異吸附的物質則被起始緩沖液洗滌出來,並形成了第一個層析峰。然後,恰當地改變起始緩沖 液的PH值、或增加離子強度、或加人抑③劑等因子,即可把物質S從固相載體上解離下來,並形成了第M個層析峰(見圖6-2)。顯然,通過這一操作程序就可把有效成分與雜質滿意地分離開。如果樣品液中存在兩個以上的物質與固相載體具有親和力(其大小有差異)時,採用選擇性緩沖液進行洗脫,也可以將它們分離開。用過的固相載體經再生處理後,可以重復使用。
上面介紹的親和層析法亦稱特異性配體親和層析法。除此之外,還有一種親和層析法叫通用性配體親和層析法。這兩種親和層析法相比,前者的配體一般為復雜的生命大分子物質(如抗體、受體和酶的類似底物等),它具有較強的吸附選擇性和較大的結合力。而後者的配體則一般為簡單的小分子物質(如金屬、染料,以及氨基酸等),它成本低廉、具有較高的吸附容量,通過改善吸附和脫附條件可提高層析的解析度。
五、 聚焦層析
聚焦層析也是一種柱層析。因此,它和另外的層析一樣,照例具有流動相,其流動相為多緩沖劑,固定相為多緩沖交換劑。
聚焦層析原理可以從PH梯度溶液的形成、蛋白質的行為和聚焦效應三方面來闡述。
1、PH梯度溶液的形成
在離子交換層析中,PH梯度溶液的形成是靠梯度混合儀實現的。例如,當使用陰離子 劑進行層析時,制備PH由高到低呈線性變化的梯度溶液的方法是,在梯度儀的混合室(這層析柱者)中裝高PH溶液,而在另一室裝低PH極限溶液,然後打開層析柱的下端出口,讓洗脫液連續不斷地流過柱體。這時從柱的上部到下部溶液的PH值是由高到低變化的。而在聚焦層析中,當洗脫液流進多緩沖交換劑時,由於交換劑帶具有緩沖能力的電荷基團,故PH梯度溶液可以自動形成。例如,當柱中裝陰離子交換劑PBE94(作固定相)時,先用起始緩沖液(配方見表了一2)平衡到PHg,再用含PH6的多緩沖劑物質(作流動相)的淋洗液通過柱體,這時多緩沖劑中酸性最強的組分與鹼性陰離子交換對結合發生中和作用。隨著淋洗液的不斷加人,住內每點的PH值從高到低逐漸下降。照此處理J段時間,從層析柱頂部到底部就形成了PH6~9的梯度。聚焦層析柱中的PH梯度溶液是在淋洗過程中自動形成的,但是隨著淋洗的進行,PH梯度會逐漸向下遷移,從底部流出液的PH卻由9逐漸降至6,並最後恆定於此值,這時層析柱的PH梯度也就消失了。
2.蛋白質的行為
蛋白質所帶電荷取決於它的等電點(PI)和層析柱中的PH值。當柱中的PH低於蛋白質的PI時,蛋白質帶正電荷,且不與陰離於交換劑結合。而隨著洗脫劑向前移動,固定相中的PH值是隨著淋洗時間延長而變化的。當蛋白質移動至環境PH高於其PI時,蛋白質由帶正電行變為帶負電荷,並與陰離子交換劑結合。由於洗脫劑的通過,蛋白質周圍的環境PH 再次低於PI時,它又帶正電荷,並從交換劑解吸下來。隨著洗脫液向柱底的遷移,上述過程將反復進行,於是各種蛋白質就在各自的等電點被洗下來,從而達到了分離的目的。
不同蛋白質具有不同的等電點,它們在被離子交換劑結合以前,移動之距離是不同的,洗脫出來的先後次序是按等電點排列的。
供靜脈注射的25%人胎盤血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸銨鹽析法、透析脫鹽、真空濃縮等工藝制備的,該工藝流程硫酸銨耗量大,能源消耗多,操作時間長,透析過程易產生污染。改用超濾工藝後,平均回收率可達97.18%;吸附損失為1.69%;透過損失為1.23%;截留率為98.77%。大幅度提高了白蛋白的產量和質量,每年可節省硫酸銨6.2噸,自來水16000噸。目前國外生產超濾膜和超濾裝置最有名的廠家是美國的Milipore公司和德國的Sartorius公司。
隨著現代生物技術的發展, 通過基因工程生產蛋白質葯物在治療人類面臨的重大疾病如癌症等方面展示出巨大的潛力. 為滿足生物技術產品工業化生產的需要, 開發高通量、低成本、高效的分離純化方法已引起人們的高度關注. 超濾技術由於具有通量高, 操作條件溫和, 易於放大等特點, 特別適合生物活性大分子的分離. 在生物技術領域, 超濾技術目前已廣泛應用於細胞收集分離、除菌消毒、緩沖液置換、分級( fract ionatio n) 、脫鹽及濃縮[ 1] . 近年來越來越多的研究表明, 通過選擇適當的膜或膜表面改性,以及對分離過程進行優化, 充分利用和調控膜—蛋白質以及蛋白質—蛋白質之間的靜電相互作用, 可以實現分子量相近的兩種蛋白質的高選擇性超濾分離[2- 7] .
為克服常規蛋白質超濾分離過程優化中存在的實驗蛋白質消耗多、工作量大、費時以及費用高等缺點, 我們相繼開發了脈沖進樣技術( Pulsed sampleinject ion technique ) [8]和參數連續變化超濾技術( Parameter scanning ultraf ilt ration) [9]. 並以此為基礎, 結合載體相超濾技術( Carrier phase ult rafil—t rat ion) [10]進一步提出了一種蛋白質超濾分離快速優化新方法[11], 實現了人血漿白蛋白—免疫球蛋白[12]、人源化單克隆抗體( A lemtuzumab) 單體— 二聚體[13]的超濾分離過程快速優化和高選擇性分離,並在膜的篩選及其適用性快速評估方面展現出巨大的潛力. 該方法的主要特徵是與AKTA Prime 系統聯用, 採用脈動進樣技術顯著減少了蛋白質的用量;而利用雙緩沖體系( 類似梯度洗脫) 的參數連續變化超濾技術, 在pH 或離子強度連續變化的情況下考查pH 或離子強度對蛋白質透過率或截留率的影響, 進一步縮短了實驗時間, 降低了蛋白質的用量,極大地減少了實驗量, 加快了過程優化進程; 另外,載體相超濾技術的應用則可保證超濾分離自始至終在設定的條件下進行, 從而最大限度地保證超濾過程的穩定性.