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1、生物物质的分离技术概述,陈诗妍,第四章,2019/9/2,本章内容,4.1 生物技术与生物分离 4.2 生物分离过程的特点 4.3 生物分离技术和原理,2019/9/2,参考教材： 生物分离工程第二版 孙彦编著,2019/9/2,1.生物技术,生物技术（biotechnology）即有机体的操作和应用有机体生产有用物质、改善人类生存环境的技术。,2019/9/2,生物技术的历史进程,1953年，Watson和Crick提出DNA双螺旋结构 1972年，美国斯坦福大学构建了第一个重组DNA分子 1996年，克隆羊“多利”诞生在英国的罗斯林研究所 1990-2006，人类基因组计划,2019/9/
2、2,现在,迎来了生物技术后基因组时代，蛋白质组学、药物基因组学、生物信息学、系统生物学等研究蓬勃兴起，为生物技术的发展注入了巨大的升级和活力。,2019/9/2,2.生物分离,生物技术的主要目标是生物物质的高效生产，而分离纯化是生物产品工程（bioproduct engineering）的重要环节。 因此，生物分离（bioseparation）是生物技术的重要组成部分。,2019/9/2,在生物技术领域，一般讲生物产品的生产过程称为生物加工过程（bioprocess），包括优良生物物种的选育、基因工程、细胞工程、生物反应过程（酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等）及目标产物的分离纯化过程，后者
3、又称为下游加工过程（downstream processing）。,2019/9/2,生物加工过程,优良生物物种的选育 生物反应生产粗原料 目标产物的分离纯化过程,基因工程 遗传与育种,生物反应工程 发酵工程,生物分离工程,2019/9/2,下游加工过程的沿革,第一代（传统产业） 19世纪60年代-20世纪50年代 酒精，丙酮，丁醇 第二代生物技术产品 20世纪40年代 抗生素，氨基酸，有机酸，酶制剂，单细胞蛋白 第三代 20世纪70年代中期 动物细胞培养 植物细胞培养 基因工程发酵产品,2019/9/2,生物产品生产过程示意图,2019/9/2,生物分离过程,包括：目标产物的提取（isola
4、tion）、浓缩（concentration）、纯化（purification）及成品化（product polishing）等过程。 其特征主要体现在生物产物的特殊性、复杂性和对生物产品要求的严格性上，其结果导致分离过程成本往往占整个生产过程成本的大部分。,2019/9/2,例子： 大多数工业酶的分离过程成本约占生产过程的70%（天冬酰胺酶85%，基因重组蛋白质药物85-90%） 小分子生物产物的分离成本较低，（青霉素50%，乙醇14%）,高效分离技术，设计合理 降低成本,2019/9/2,3.生物物质,生物物质种类繁多，包括小分子化合物、生物大分子、细胞和具有复杂结构与构成成分的生物体组织
5、，在大小、形态和性质上具有广泛的分布。,2019/9/2,生物医药 诊断试剂,生物物质来源包括自然界存在的各种生物资源，但现代生物技术主要通过生物反应过程生产各种有用生物物质。,精细生物化学品 大宗生物化学品,生物材料 生物能源,人工器官 药物输送载体,功能食品,添加剂、饲料、 化妆品,功能食品,添加剂、饲料、 化妆品,人工器官 药物输送载体,功能食品,添加剂、饲料、 化妆品,2019/9/2,生物制品,抗生素 有机酸 氨基酸、多肽、蛋白质（酶、抗体） 核苷酸、聚核苷酸、核酸 病毒 糖类 脂类 生物碱 糖苷,2019/9/2,现代生物技术产品的主体是蛋白质药物。,细胞因子：干扰素、生长因子、红细胞生成素 激素：胰岛素、生长激素 抗体药物：单克隆抗体、抗体片断、基因工程抗体 酶类药物 溶血栓药物：尿激酶、组织纤溶酶原激活剂,2019/9/2,在功能基因组学和蛋白质组学研究的推动下，蛋白质药物将获得更大的发展。 近年来，基因工程疫苗、反义核酸药物和核酸疫苗研究进展迅速，为治疗和预防各种疑难疾病开辟了新的发展空间。,2019/9/2,4.1 生物技术与生物分离 结束,THANK YOU,