超滤技术浓缩和分离碱性蛋白酶
『壹』 浓缩乳清蛋白粉(WPC)和分离乳清蛋白(WPI)有什么区别
1、制作方法不同
浓缩乳清蛋白粉:利用过滤的原理,将乳清原粉中的水分、乳糖回、矿物质过滤出答去,留下乳清蛋白粉的干粉。
分离乳清蛋白:利用分子剥离的原理,将乳清蛋白从乳清原粉中分离出来,在浓缩乳清蛋白的基础上经过进一步的工艺处理得到的高纯度乳清蛋白。
2、乳清蛋白含量不同
浓缩乳清蛋白粉:将乳清直接烘干后,得到乳清粉末,其中的乳清蛋白极低,一般为百分之十几,不超过百分之三十。
分离乳清蛋白的纯度可达90%以上,是浓缩乳清蛋白的2-3倍。
3、营养价值不同
分离乳清蛋白相比浓缩乳清蛋白,具有营养价值高、含有多种活性成分等特点,更容易消化吸收。
『贰』 超滤膜在净水器中起到了什么功能
起到了净化功能。
超滤膜筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液。
因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔,其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过。
而已知世界最小细菌的体积在0.2微米,因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来,从而实现了净化过程。
(2)超滤技术浓缩和分离碱性蛋白酶扩展阅读
超滤膜在使用后必须要定时的清洗,不然就会影响超滤膜的使用性能与寿命,定时的清洗也能保持超滤膜具有良好的通透性,清洗的方法一般会根据超滤膜的性质与处理料液的性质来决定,不过大多数情况下是用清水来清洗,然后依据情况不同采用不同的化学制剂来清洗。
具体的可分为以下几种情况,电涂料材料可以选用含离子的增溶剂来清洗;水溶性的涂料可采用“桥键”型溶剂清洗;食品工业蛋白质沉淀可以采用阮酶溶剂、磷酸盐、硅酸盐为基础的碱性去垢剂清洗;膜表面的无机盐沉淀可利用EDTA之类的螯合剂、酸、碱来清除。
『叁』 评价超滤膜分离技术在酶分离浓缩方面的效果
你好,在http://dspace.xmu.e.cn/dspace/handle/2288/3422
可下载pdf文件
超滤膜分离技术在植物酶分离浓缩方专面属的效果
『肆』 超滤与浓缩的区别
超滤可以浓缩,浓缩不一定要用超滤撒。有的,浓水不就是浓缩液。
『伍』 如何破坏黄原胶粘性
黄原胶是一种类白色或浅米黄色粉末,是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于一体,性能最优越的生物胶。黄原胶无味、无毒、食用安全、易溶于水,在水溶液中呈多聚阴离子,具有独特的理化性质。具体表现为:
1、 粘度:低浓度溶液具有高粘度的特性(1%水溶液的粘度相当于明胶的100倍),是一种高效的增稠剂。
2、 抗剪切(假塑性):黄原胶溶液在静态或低剪切作用下具有高粘度,在高剪切作用下表现为粘度下降,但分子结构不变。当剪切作用消失后粘度恢复正常。
3、 耐温:在较大温度范围内(-18--120℃),其性能基本保持不变。
4、 抗盐:在较高盐浓度条件下,甚至在饱和盐溶液中仍保持其溶解性而不发生沉淀和絮凝,其粘度几乎不受影响。
5、 耐酸碱:其溶液粘度在PH值1-12范围内基本保持不变。
6、 兼溶性和协效性:与酸、碱、盐、防腐剂、天然的或合成的增稠剂在同一溶液体系中有良好的兼溶性。与瓜尔豆胶、刺槐豆胶等多糖胶可产生协合作用,使粘度倍增。
7、 抗氧化、酶解:黄原胶稳定的双螺旋结构使其具有极强的抗氧化和抗酶解能力。
8、 悬浮性:对不溶性固体和油滴具有良好的悬浮作用。
由于以上优良特性使黄原胶广泛应用于食品、医药、化妆品、造纸、纺织、陶瓷、消防灭火剂、日用化工、石油开采等20多个行业数百种产品。
黄原胶(Xamthan Gum)别名汉生胶,又称黄单胞多糖,是国际上70年代发展起来的新型发酵产品。它是由甘兰黑腐病黄单胞细菌(Xanthomonas campestris)以碳水化合物为主要原料,经通风发酵、分离提纯后得到的一种微生物高分子酸性胞外杂多糖。其作为新型优良的天然食品添加剂用途越来越广泛。
国际上,黄原胶开发及应用最早的是美国。美国农业部北方地区Peoria实验室于60年代初首先用微生物发酵法获得黄原胶。1964年,美国Merck公司Keco分部在世界上首先实现了黄原胶的工业化生产。1979年世界黄原胶总产量为2000t,1990年达4000t以上。在美国,黄原胶年产值约为5亿美元,仅次于抗生素和溶剂的年产值,在发酵产品中居第3位。
我国对黄原胶的研究起步较晚,进行开发研究的单位,如南开大学、中科院微生物研究所、山东食品发酵研究所等,均已通过中试鉴定。目前全国有烟台、金湖、五连等数家黄原胶生产厂,年产在200t左右,主要用作食品添加剂。我国生产黄原胶的淀粉用量一般在5%左右,发酵周期为72~96h,产胶能力30~40g/L,与国外比较,生产水平较低。随着黄原胶生产和应用范围的进一步发展,目前北京、四川、郑州、苏州、山东等地都有黄原胶生产新厂建成,预示着我国的黄原胶生产将呈现一个新的局面。
1.5.2 黄原胶的分子结构及其性质
1) 黄原胶的分子组成
黄原胶是以5分子糖为一单元,由与此相同的单元聚合而成的高分子多糖物质。每一单元由2分子葡萄糖,2分子甘露糖和1分子葡萄糖醛酸组成。其主链由β-葡萄糖通过1,4-糖苷键相连而成的2分子葡萄糖为单元,其结构与纤维素结构相同,相间在葡萄糖的C3上连有2分子甘露糖和1分子葡萄糖醛酸构成侧链。在侧链上有丙酮酸及竣酸侧基。因其侧链含酸性基团,在水溶液中呈多聚阴离子,构成黄原胶的三级立体结构:带阴离子的侧链缠绕主链形成螺旋结构,分子间靠氢键形成双股螺旋,而双股螺旋结构间又是靠微弱的非共价键维系,形成规则的"超级接合带状的螺旋聚合体”。
2) 黄原胶的性质
①典型的流变特性
随着剪切速率增加,因胶状网络遭到破坏,导致粘度降低,胶液变稀,但一旦剪切力消失,粘度又可恢复,因而使黄原胶具有良好的泵送和加工性能。利用这种特性在需要添加增稠剂的液体中加入黄原胶,不仅液体在输送过程中容易流动,而且静止后又能恢复到所需要的粘度,因此被广泛应用于饮料行业。
② 低浓度时的高粘性
含2%~3%黄原胶的液体,其粘度高达3~7Pa.s。黄原胶的高粘性使其具有广阔的应用前景,但同时又给生产上的后处理带来麻烦。
③ 耐热性
黄原胶在相当宽的温度范围内(-98~90℃)粘度几乎无变化。黄原胶即使在130℃的高温下保持36min后冷却,溶液的粘度也无明显变化。在经多次冷冻-融化循环后,胶液的粘度并不发生改变。在高温条件下若添加少量电解质如0。5%NaCI,可稳定胶液的粘度。
④ 耐酸、碱性
黄原胶水溶液的粘度几乎与pH值无关。这一独特性质是其他增稠剂如竣甲基纤维素(CMC)等所不具备的。
⑤相容性及溶解性
黄原胶可与绝大部分的常用食品增稠剂溶液溶混,特别是与藻酸盐类、淀粉、卡拉胶、瓜胶溶混后,溶液的粘度以叠加的形式增加。
黄原胶易溶于水,不溶于醇、酮等极性溶剂。在非常广的温度、pH和盐浓度范围内,黄原胶很容易溶解于水中,其水溶液可在室温下配制,搅动时应尽可能减少空气混人。如果将黄原胶预先与一些干物质如盐、糖、味精等混匀,然后用少量水湿润,最后加水搅拌,这样配制出的胶液其性能更好。
⑥ 分散性及保水性
黄原胶是食品添加剂中优良的悬浮剂和乳化稳定剂。黄原胶对食品具有良好的保水、保鲜作用。
1.5.3 黄原胶的生产
1) 工艺流程
菌种的扩培→发酵原料配比→发酵→发酵条件控制→分离→提纯→干燥
2) 菌种
黄原胶生产有广泛的微生物来源,黄单胞菌属的许多种类菌株都能产生黄原胶。目前,国内外用于生产黄原胶的菌种大多是从甘兰黑腐病病株上分离到的甘兰黑腐病黄单胞菌,也称野油菜黄单胞菌。另外生产黄原胶的菌种还有菜豆黄单胞菌(X. phaseoli)、锦葵黄单胞菌(X. Malvacearum)和胡萝卜黄单胞菌(X. carotae)等。我国目前已开发出的菌株有南开-01、山大-152、008、L4和L5。这些菌株一般呈杆状,革兰氏染色阴性,产荚膜。在琼脂培养基平板上可形成黄色粘稠菌落,液体培养可形成粘稠的胶状物。
3) 发酵培养基
黄原胶发酵培养基的碳源一般是糖类、淀粉等碳水化合物。在黄单胞菌菌体内酶的作用下,1、6-糖苷键被打开,形成直链多糖,经进一步转化,最终变成产物黄原胶。氮源一般以鱼粉和豆饼粉为主。另外,还添加一些微量无机盐,如铁、锰、锌等的盐类。特别是轻质碳酸钙以及NaH2PO4和MgSO4,它们对黄原胶的合成有明显的促进作用。
例如南开大学的南开-01菌种所使用的摇瓶发酵培养基如下:玉米淀粉4%,鱼粉蛋白胨0.5%,轻质碳酸钙0.3%,自来水配制,pH7.0。在大罐生产中将鱼粉蛋白胨改成鱼粉直接配料,其他原料不变。国外用作黄原胶发酵的碳源多数是葡萄糖。
4) 发酵
①摇瓶发酵
摇瓶发酵条件:接种量1%~5%,旋转式摇床转速220r/min,培养温度28℃,发酵72h左右。发酵结束,黄原胶产酸能力为20~30g/L,对碳源的转化率在60%~70%。
② 工业化生产
接种量为5%~8%。由于培养基的高粘度,黄原胶生产属高需氧量发酵,需大通风量,一般为1~0.6m3/(m3min)。发酵温度为25~28℃。碳源的起始浓度一般在2%~5%。
黄原胶的收率取决于碳、氮源的种类和发酵条件。目前收率一般在起始糖量的40%~75%。黄单胞菌容易利用有机氮源,而不易利用无机氮源。有机氮源包括鱼粉蛋白胨、大豆蛋白胨、鱼粉、豆饼粉、谷糠等。其中以鱼粉蛋白胨为最佳,它对产物的生成有明显的促进作用,一般使用量为0.4%~0.6%。在氮源浓度较低时,随氮源浓度的提高,细胞浓度也增加,黄原胶的合成速率加快,黄原胶得率也相应提高。起始氮源在中等浓度时,细胞浓度和黄原胶的合成速率均有提高,发酵时间被缩短,但黄原胶的得率却降低,这是因为细胞生长过快,使用于细胞生长及维持细胞生命的糖量增加,用于合成黄原胶的糖反而减少,导致黄原胶得率下降。如果采用发酵后期流加糖的方法,使糖浓度始终维持在一定的水平,那么,由于补加的糖只用于细胞维持生命及合成黄原胶,而没有生长的消耗,从而得率就可比间歇发酵有较大提高。若起始氮源的浓度再提高,虽然细胞浓度有所增加,但黄原胶得率及合成速率却降低了。其主要原因是"氧限制",高浓度细胞随着发酵的进行,发酵液粘度不断增大,体积传质系数降低,造成氧供应能力逐渐下降,合成速率变慢,得率降低。
黄原胶发酵培养基的起始pH值一般控制在6.5~7.0,这有利于初期的细胞生长和后期的黄原胶合成。
5) 黄原胶的分离提取
黄原胶通常由玉米淀粉辅以氮源及微量元素经微生物发酵后制得。发酵醪中除含黄原胶(3%左右)外,还有菌丝体、未消耗完的碳水化合物、无机盐及大量的液体。其中菌丝体等固形物占20%,水溶性无机盐占10%。如果菌丝体等固形物混杂在黄原胶成品中,会造成产品的色泽差、味臭,从而限制了黄原胶的使用范围。因此黄原胶的分离提取,其目的在于按产品质量规格的要求将发酵醪中的杂质不同程度地除去,通过纯化、分离、浓缩和干燥等手段获得成品。黄原胶成品分食品级、工业级和工业粗制品3种。
① 溶剂沉淀法
先将发酵液用6mol/LHCI酸化,然后加入工业酒精使黄原胶沉淀。过滤后沉淀物先后用工业酒精和10%KOH洗涤,过滤,沉淀物干燥后进行粉碎,经过筛制得成品。本法由于直接用HCl和工业酒精进行酸化沉淀,没有去除掉菌体,因此仅能制得工业级黄原胶。
为了制得食品级黄原胶,在上面的方法基础上增加了离心除菌体和多次用酒精进行沉淀、洗涤的操作,从而提高了成品的纯度。
溶剂沉淀法工艺简单,产品质量高,大型化生产技术成熟,是目前国内采用的主要生产方法,但该方法溶剂用量大,需设置溶剂回收设备,投资较大,生产成本高。本法提取收率在97.7%。
② 钙盐-工业酒精沉淀法
在酸性条件下,黄原胶与氯化钙形成黄原胶钙凝胶状沉淀;加入酸性酒精脱去钙离子,使成短絮状沉淀;过滤,在沉淀中加人酒精并用氢氧化钾溶液调节pH值。
③ 絮凝法
絮凝剂与黄原胶作用产生絮状沉淀,然后将沉淀物脱水,得到固型物含量为25%左右的湿滤饼;用多糖的非溶剂在适当条件下洗提上述湿滤饼,使其变为水溶性多糖。然后过滤,将水溶性滤饼干燥;经粉碎、筛分后得到合格的黄原胶成品。
④ 直
顶(0)|砸(0)|回复|检举您已经评论过了!2楼い军縂び 发表于 2009.07.08 16:44:20 接干燥法
本法采用滚筒干燥或喷雾干燥等方法,直接将发酵液进行干燥,从而制成工业粗制品级的黄原胶。该方法因为没有分离提纯工序,所以成品质量差,限于对黄原胶质量要求不高的场合使用,有利于降低产品成本。
⑤ 超滤脱盐法
本法采用近代分离技术,对高分子的黄原胶与小分子的无机盐和水进行超滤分离,将黄原胶发酵液浓缩至2.5%~5%,而无机盐浓度从10%降低至0.5%~1%,然后再进行喷雾干燥。本法与直接干燥法相比,产品质量有所提高,达到工业精制品等级。
⑥ 酶处理-超滤浓缩法
本法用酶处理发酵液,将蛋白质水解,从而使发酵液变得澄清,简化了离心过滤这一步工序。本法使用的酶包括碱性蛋白酶,酸性或中性蛋白酶,或用复合酶共同进行作用。用酶处理后,不但发酵液澄清度提高,而且氮含量降低,过滤性能得到改善,在微孔过滤中过滤速度可提高3~20倍,成品质量也有提高。
综上所述,黄原胶的分离提取方法很多,但在应用上都受到各自条件、特点的制约。比较而言,采用超滤浓缩纯化发酵液的方法是比较理想的选择。
6) 黄原胶的干燥
为了便于保藏和运输,一般都将黄原胶制成干品。黄原胶的干燥有不同的处理方法:真空干燥、滚筒干燥、喷雾干燥、流化床干燥以及气流干燥。由于黄原胶是热敏性物质,不能承受长时间的高温处理,因此使用喷雾干燥法会使黄原胶的溶解性变差。滚筒干燥虽然热效率较高,但机械结构较复杂,用于大型工业化生产目前还难实现。带有惰性球的流化床干燥,因兼有强化传热传质以及研磨粉碎的功能,物料滞留时间也较短,所以适合像黄原胶那样的热敏性粘稠物料进行干燥。
『陆』 透析技术与超滤技术在生物制品中去除杂质的优缺点对比
透析和超滤基本原理差不多,都是利用半透膜分离大小不同的分子。但是也有一些区别,主要是应用范围不同。具体介绍如下:
透析
自Thomas Graham 1861年发明透析方法至今已有一百多年。透析已成为生物化学实验室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、除少量有机溶剂、除去生物小分子杂质和浓缩样品等都要用到透析的技术。
透析只需要使用专用的半透膜即可完成。通常是将半透膜制成袋状,将生物大分子样品溶液置入袋内,将此透析袋浸入水或缓冲液中,样品溶液中的大分子量的生物大分子被截留在袋内,而盐和小分子物质不断扩散透析到袋外,直到袋内外两边的浓度达到平衡为止。保留在透析袋内未透析出的样品溶液称为"保留液",袋(膜)外的溶液称为"渗出液"或"透析液"。
透析的动力是扩散压,扩散压是由横跨膜两边的浓度梯度形成的。透析的速度反比于膜的厚度,正比于欲透析的小分子溶质在膜内外两边的浓度梯度,还正比于膜的面积和温度,通常是4℃透析,升高温度可加快透析速度。
透析膜可用动物膜和玻璃纸等,但用的最多的还是用纤维素制成的透析膜,目前常用的是美国Union Carbide (联合碳化物公司)和美国光谱医学公司生产的各种尺寸的透析管,截留分子量MwCO(即留在透析袋内的生物大分子的最小分子量,缩写为MwCO)通常为1万左右。商品透析袋制成管状,其扁平宽度为23 mm~50 mm不等。为防干裂,出厂时都用10%的甘油处理过,并含有极微量的硫化物、重金属和一些具有紫外吸收的杂质,它们对蛋白质和其它生物活物质有害,用前必须除去。可先用50%乙醇煮沸1小时,再依次用50%乙醇、0.01 mol/L碳酸氢钠和0.001 mol/L EDTA溶液洗涤,最后用蒸馏水冲洗即可使用。实验证明,50%乙醇处理对除去具有紫外吸收的杂质特别有效。使用后的透析袋洗净后可存于4℃蒸馏水中,若长时间不用,可加少量NaN2,以防长菌。洗净凉干的透析袋弯折时易裂口,用时必须仔细检查,不漏时方可重复使用。
新透析袋如不作如上地殊处理,则可用沸水煮五至十分钟,再用蒸馏水洗净,即可使用。使用时,一端用橡皮筋或线绳扎紧,也可以使用特制的透析袋夹夹紧,由另一端灌满水,用手指稍加压,检查不漏,方可装入待透析液,通常要留三分之一至一半的空间,以防透析过程中,透析的小分子量较大时,袋外的水和缓冲液过量进入袋内将袋涨破。含盐量很高的蛋白质溶液透析过夜时,体积增加50%是正常的。为了加快透析速度,除多次更换透析液外,还可使用磁子搅拌。透析的容器要大一些,可以使用大烧杯、大量筒和塑料桶。小量体积溶液的透析,可在袋内放一截两头烧园的玻璃棒或两端封口的玻璃管,以使透析袋沉入液面以下。
检查透析效果的方法是:用1% BaCl2检查(NH4)2SO4,用1% AgNO3 检查NaCl、KCl等。
为了提高透析效率,还可以使用各种透析装置。使用者也可以自行设计与制作各种简易的透析装置。美国生物医学公司(Biomed Instruments Inc.)生产的各种型号的Zeineh 透析器,由于使用对流透析的原理,使透析速度和效率大大提高。
超滤
超过滤即超滤,自20年代问世后,直至60年代以来发展迅速,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。超滤现已成为一种重要的生化实验技术,广泛用于含有各种小分子溶质的各种生物大分子(如蛋白质、酶、核酸等)的浓缩、分离和纯化。
超滤是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径地制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤根据所加的操作压力和所用膜的平均孔径的不同,可分为微孔过滤、超滤和反渗透三种。微孔过滤所用的操作压通常小于4×104 Pa,膜的平均孔径为500埃~14微米(1微米=104埃),用于分离较大的微粒、细菌和污染物等。超滤所用操作压为4×104 Pa~7×105 Pa,膜的平均孔径为10-100埃,用于分离大分子溶质。反渗透所用的操作压比超滤更大,常达到35×105 Pa~140×105 Pa,膜的平均孔径最小,一般为10埃以下,用于分离小分子溶质,如海水脱盐,制高纯水等。
超滤技术的优点是操作简便,成本低廉,不需增加任何化学试剂,尤其是超滤技术的实验条件温和,与蒸发、冰冻干燥相比没有相的变化,而且不引起温度、pH的变化,因而可以防止生物大分子的变、失活和自溶。
在生物大分子的制备技术中,超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等。
超滤法也有一定的局限,它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10~50%的浓度。
超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格,可根据工作的需要来选用。早期的膜是各向同的均匀膜,即现在常用的微孔薄膜,其孔径通常是0.05mm 和0.025mm。近几年来生产了一些各向异的不对称超滤膜,其中一种各向异扩散膜是由一层非常薄的、具有一定孔径的多孔"皮肤层"(厚约0.1mm ~1.0mm ),和一层相对厚得多的(约1mm )更易通渗的、作为支撑用的"海绵层"组成。皮肤层决定了膜的选择,而海绵层增加了机械强度。由于皮肤层非常薄,因此高效、通透好、流量大,且不易被溶质阻塞而导致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纤维或硝酸纤维或此二者的混合物制成。近年来为适应制药和食品工业上灭菌的需要,发展了非纤维型的各向异膜,例如聚砜膜、聚砜酰胺膜和聚丙烯腈膜等。这种膜在pH 1~14都是稳定的,且能在90℃下正常工作。超滤膜通常是比较稳定的,若使用恰当,能连续用1~2年。暂时不用,可浸在1%甲醛溶液或0.2% 叠氮化钠NaN3中保存。
超滤膜的基本能指标主要有:水通量(cm3/(cm2·h));截留率(以百分率%表示);化学物理稳定(包括机械强度)等。
超滤装置一般由若干超滤组件构成。通常可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种主要类型。由于超滤法处理的液体多数是含有水溶生物大分子、有机胶体、多糖及微生物等。这些物质极易粘附和沉积于膜表面上,造成严重的浓差极化和堵塞,这是超滤法最关键的问题,要克服浓差极化,通常可加大液体流量,加强湍流和加强搅拌。
国外生产超滤膜和超滤装置最有名的厂家是美国的Milipore公司和德国的Sartorius公司。国内主要的研究机构和生产厂家是:中科院生态环境研究中心、杭州淡化和水处理开发中心、兰州膜科学技术研究所、无锡化工研究所、上海医药工业研究所、天津膜分离工程研究所、北京化工厂、常熟膜分离实验厂、无锡市超滤设备厂、无锡纯水设备厂、天津超滤设备厂、湖北沙市水处理设备厂等。从膜的品种,以及从某些研究工作的深度方面看,我国与世畀先进国家的差距不很大,但在膜的质量能及商品化方面尚有较大差距。
在生物制品中应用超滤法有很高的经济效益,例如供静脉注射的25%人胎盘血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸铵盐析法、透析脱盐、真空浓缩等工艺制备的,该工艺流程硫酸铵耗量大,能源消耗多,操诈时间长,透析过程易产生污染。改用超滤工艺后,平均回收率可达97.18%;吸附损失为1.69%;透过损失为1.23%;截留率为98.77%。大幅度提高了白蛋白的产量和质量,每年可节省硫酸铵6.2吨,自来水16000吨。
超滤技术的应用有很好的前景,应引起足够的重视。
『柒』 超滤技术应用蛋白质的分离有何优势
来优势:血浆蛋白分离采用超滤技源术能使得生产工艺设计和设备单简化;缩短了生产周期;减少污染;大大降低生产成本,提高了效益。
正超滤具备了纯化和浓缩双重作用,所以在血浆蛋白分离上被广泛应用于脱盐、脱醇、浓缩,分离提纯,去热原等方面。
『捌』 蛋白酶加工厂,体系含杂质,需要先进行澄清和除杂,后进行浓缩。请问有什么好的办法
目前,抄蛋白酶的传统纯化方袭法主要为板框和离心,主要存在收率低、生产效率低下和和分离精度低等缺点。膜分离技术具有过程简单、无化学相变、冷态过滤和节能环保的优点,已被广泛应用于生物医药的分离和浓缩。考察到体系内杂质较多,容易膜污染,建议使用陶瓷膜技术。工艺段可以设计为:陶瓷超滤膜先进行预处理,去除杂质,具有分离精度高和工艺稳定的特点。然后,用陶瓷纳滤膜,孔径在2~5nm左右,进行目标产物蛋白酶的浓缩。
『玖』 蛋白质层析、超滤常用技术手段
在分离分析特别是蛋白质分离分析中,层析是相当重要、且相当常见的一种技术,其原理较为复杂,对人员的要求相对较高,这里只能做一个相对简单的介绍。
一、 吸附层析
1、 吸附柱层析
吸附柱层析是以固体吸附剂为固定相,以有机溶剂或缓冲液为流动相构成柱的一种层析方法。
2、 薄层层析
薄层层析是以涂布于玻板或涤纶片等载体上的基质为固定相,以液体为流动相的一种层析方法。这种层析方法是把吸附剂等物质涂布于载体上形成薄层,然后按纸层析操作进行展层。
3、 聚酰胺薄膜层析
聚酰胺对极性物质的吸附作用是由于它能和被分离物之间形成氢键。这种氢键的强弱就决定了被分离物与聚酰胺薄膜之间吸附能力的大小。层析时,展层剂与被分离物在聚酰胺膜表面竞争形成氢键。因此选择适当的展层剂使分离在聚酰胺膜表面发生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的连续过程,就能导致分离物质达到分离目的。
二、 离子交换层析
离子交换层析是在以离子交换剂为固定相,液体为流动相的系统中进行的。离子交换剂是由基质、电荷基团和反离子构成的。离子交换剂与水溶液中离子或离子化合物的反应主要以离子交换方式进行,或借助离子交换剂上电荷基团对溶液中离子或离子化合物的吸附作用进行。`
三、 凝胶过滤
凝胶过滤又叫分子筛层析,其原因是凝胶具有网状结构,小分子物质能进入其内部,而大分子物质却被排除在外部。当一混合溶液通过凝胶过滤层析柱时,溶液中的物质就按不同分子量筛分开了。
四、 亲和层析
亲和层析的原理与众所周知的抗原一抗体、激素一受体和酶一底物等特异性反应的机理相类似,每对反应物之间都有一定的亲和力。正如在酶与底物的反应中,特异的废物(S')才能和一定的酶(E)结合,产生复合物(E-S')一样。在亲和层析中是特异的配体才能和一定的生命大分子之间具有亲和力,并产生复合物。而亲和层析与酶一底物反应不同的是,前者进行反应时,配体(类似底物)是固相存在;后者进行反应时,底物呈液相存在。实质上亲和层析是把具有识别能力的配体L(对酶的配体可以是类似底物、抑制剂或辅基等)以共价键的方式固化到含有活化基团的基质M(如活化琼脂糖等)上,制成亲和吸附剂M-L,或者叫做固相载体。而固化后的配体仍保持束缚特异物质的能力。因此,当把围相载体装人小层析柱(几毫升到几十毫升床体积)后,让欲分离的样品液通过该柱。这时样品中对配体有亲和力的物质S就可借助静电引力、范德瓦尔力,以及结构互补效应等作用吸附到固相载体上,而无亲和力或非特异吸附的物质则被起始缓冲液洗涤出来,并形成了第一个层析峰。然后,恰当地改变起始缓冲 液的PH值、或增加离子强度、或加人抑③剂等因子,即可把物质S从固相载体上解离下来,并形成了第M个层析峰(见图6-2)。显然,通过这一操作程序就可把有效成分与杂质满意地分离开。如果样品液中存在两个以上的物质与固相载体具有亲和力(其大小有差异)时,采用选择性缓冲液进行洗脱,也可以将它们分离开。用过的固相载体经再生处理后,可以重复使用。
上面介绍的亲和层析法亦称特异性配体亲和层析法。除此之外,还有一种亲和层析法叫通用性配体亲和层析法。这两种亲和层析法相比,前者的配体一般为复杂的生命大分子物质(如抗体、受体和酶的类似底物等),它具有较强的吸附选择性和较大的结合力。而后者的配体则一般为简单的小分子物质(如金属、染料,以及氨基酸等),它成本低廉、具有较高的吸附容量,通过改善吸附和脱附条件可提高层析的分辨率。
五、 聚焦层析
聚焦层析也是一种柱层析。因此,它和另外的层析一样,照例具有流动相,其流动相为多缓冲剂,固定相为多缓冲交换剂。
聚焦层析原理可以从PH梯度溶液的形成、蛋白质的行为和聚焦效应三方面来阐述。
1、PH梯度溶液的形成
在离子交换层析中,PH梯度溶液的形成是靠梯度混合仪实现的。例如,当使用阴离子 剂进行层析时,制备PH由高到低呈线性变化的梯度溶液的方法是,在梯度仪的混合室(这层析柱者)中装高PH溶液,而在另一室装低PH极限溶液,然后打开层析柱的下端出口,让洗脱液连续不断地流过柱体。这时从柱的上部到下部溶液的PH值是由高到低变化的。而在聚焦层析中,当洗脱液流进多缓冲交换剂时,由于交换剂带具有缓冲能力的电荷基团,故PH梯度溶液可以自动形成。例如,当柱中装阴离子交换剂PBE94(作固定相)时,先用起始缓冲液(配方见表了一2)平衡到PHg,再用含PH6的多缓冲剂物质(作流动相)的淋洗液通过柱体,这时多缓冲剂中酸性最强的组分与碱性阴离子交换对结合发生中和作用。随着淋洗液的不断加人,住内每点的PH值从高到低逐渐下降。照此处理J段时间,从层析柱顶部到底部就形成了PH6~9的梯度。聚焦层析柱中的PH梯度溶液是在淋洗过程中自动形成的,但是随着淋洗的进行,PH梯度会逐渐向下迁移,从底部流出液的PH却由9逐渐降至6,并最后恒定于此值,这时层析柱的PH梯度也就消失了。
2.蛋白质的行为
蛋白质所带电荷取决于它的等电点(PI)和层析柱中的PH值。当柱中的PH低于蛋白质的PI时,蛋白质带正电荷,且不与阴离于交换剂结合。而随着洗脱剂向前移动,固定相中的PH值是随着淋洗时间延长而变化的。当蛋白质移动至环境PH高于其PI时,蛋白质由带正电行变为带负电荷,并与阴离子交换剂结合。由于洗脱剂的通过,蛋白质周围的环境PH 再次低于PI时,它又带正电荷,并从交换剂解吸下来。随着洗脱液向柱底的迁移,上述过程将反复进行,于是各种蛋白质就在各自的等电点被洗下来,从而达到了分离的目的。
不同蛋白质具有不同的等电点,它们在被离子交换剂结合以前,移动之距离是不同的,洗脱出来的先后次序是按等电点排列的。
供静脉注射的25%人胎盘血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸铵盐析法、透析脱盐、真空浓缩等工艺制备的,该工艺流程硫酸铵耗量大,能源消耗多,操作时间长,透析过程易产生污染。改用超滤工艺后,平均回收率可达97.18%;吸附损失为1.69%;透过损失为1.23%;截留率为98.77%。大幅度提高了白蛋白的产量和质量,每年可节省硫酸铵6.2吨,自来水16000吨。目前国外生产超滤膜和超滤装置最有名的厂家是美国的Milipore公司和德国的Sartorius公司。
随着现代生物技术的发展, 通过基因工程生产蛋白质药物在治疗人类面临的重大疾病如癌症等方面展示出巨大的潜力. 为满足生物技术产品工业化生产的需要, 开发高通量、低成本、高效的分离纯化方法已引起人们的高度关注. 超滤技术由于具有通量高, 操作条件温和, 易于放大等特点, 特别适合生物活性大分子的分离. 在生物技术领域, 超滤技术目前已广泛应用于细胞收集分离、除菌消毒、缓冲液置换、分级( fract ionatio n) 、脱盐及浓缩[ 1] . 近年来越来越多的研究表明, 通过选择适当的膜或膜表面改性,以及对分离过程进行优化, 充分利用和调控膜—蛋白质以及蛋白质—蛋白质之间的静电相互作用, 可以实现分子量相近的两种蛋白质的高选择性超滤分离[2- 7] .
为克服常规蛋白质超滤分离过程优化中存在的实验蛋白质消耗多、工作量大、费时以及费用高等缺点, 我们相继开发了脉冲进样技术( Pulsed sampleinject ion technique ) [8]和参数连续变化超滤技术( Parameter scanning ultraf ilt ration) [9]. 并以此为基础, 结合载体相超滤技术( Carrier phase ult rafil—t rat ion) [10]进一步提出了一种蛋白质超滤分离快速优化新方法[11], 实现了人血浆白蛋白—免疫球蛋白[12]、人源化单克隆抗体( A lemtuzumab) 单体— 二聚体[13]的超滤分离过程快速优化和高选择性分离,并在膜的筛选及其适用性快速评估方面展现出巨大的潜力. 该方法的主要特征是与AKTA Prime 系统联用, 采用脉动进样技术显著减少了蛋白质的用量;而利用双缓冲体系( 类似梯度洗脱) 的参数连续变化超滤技术, 在pH 或离子强度连续变化的情况下考查pH 或离子强度对蛋白质透过率或截留率的影响, 进一步缩短了实验时间, 降低了蛋白质的用量,极大地减少了实验量, 加快了过程优化进程; 另外,载体相超滤技术的应用则可保证超滤分离自始至终在设定的条件下进行, 从而最大限度地保证超滤过程的稳定性.