[理学]膜的亲和过滤课件.ppt

1、第七章第七章 膜亲和过滤法膜亲和过滤法 概述概述n膜分离是根据分子大小不同来实现分离的，一膜分离是根据分子大小不同来实现分离的，一般相对般相对分子质量相差分子质量相差10倍以上倍以上的物系才具有分的物系才具有分离作用，因此它还远远不能满足生化分离的需离作用，因此它还远远不能满足生化分离的需要。而生物亲和作用也存在载体价格昂贵要。而生物亲和作用也存在载体价格昂贵; 色色谱柱易堵塞和污染等许多难以克服的缺点。亲谱柱易堵塞和污染等许多难以克服的缺点。亲和膜分离技术，综合了两种方法的优点，而且和膜分离技术，综合了两种方法的优点，而且相互互补克服缺点，具有传质阻力小、压降低、相互互补克服缺点，具有传质阻

2、力小、压降低、设备体积小、配基利用率高等优点。但在使用设备体积小、配基利用率高等优点。但在使用过程中存在着膜的污染和膜孔堵塞等现象，这过程中存在着膜的污染和膜孔堵塞等现象，这些现象的出现会使膜的分离效率下降、寿命缩些现象的出现会使膜的分离效率下降、寿命缩短。短。两个分支：两个分支：概述7.1.17.1.1亲和膜的基本过程和操作方式亲和膜的基本过程和操作方式（一）亲和膜的分离过程（一）亲和膜的分离过程（1）特异性配基：）特异性配基：这类配基只与其对应的分子发生特这类配基只与其对应的分子发生特异性结合，如抗原、抗体、抑制剂、激素、激素受体异性结合，如抗原、抗体、抑制剂、激素、激素受体等等;（2）通

3、用型配基：）通用型配基：这类配基能与某一类物质结合，如这类配基能与某一类物质结合，如烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+ )辅酶能与许多需要这辅酶能与许多需要这种辅酶的酶结合。此外，由于活性染料的分子形状、种辅酶的酶结合。此外，由于活性染料的分子形状、大小以及电荷分布在某种程度上与辅酶相似，使之成大小以及电荷分布在某种程度上与辅酶相似，使之成为较常用的通用型配基之一，比较常见的染料配基是为较常用的通用型配基之一，比较常见的染料配基是三嗪类染料三嗪类染料。亲和膜的作用机理亲和膜的作用机理膜表面要有膜表面要有足够多并可利用的化学基团足够多并可利用的化学基团(一般为一般为一一OH基基)

4、，使其能进行活化，接上合适的间隔臂，使其能进行活化，接上合适的间隔臂和配基。和配基。 要有足够数量可利用的化学基团则必需有足够要有足够数量可利用的化学基团则必需有足够高的表面积，以便于让生物大分子自由地出入膜，高的表面积，以便于让生物大分子自由地出入膜，必需有足够大的孔径。必需有足够大的孔径。 7.1.3 操作方式操作方式7.1.4 亲和膜组件的形式亲和膜组件的形式7.1.5 亲和膜分离技术的应用亲和膜分离技术的应用7.1.6 亲和膜分离研究热点亲和膜分离研究热点概述概述(Affinity filtration) n亲和亲和- 膜过滤技术既充分利用了膜过滤技术既充分利用了载体上的配基对目标载体

5、上的配基对目标组分的专一的可逆的亲和吸附作用组分的专一的可逆的亲和吸附作用和超滤膜分离易于和超滤膜分离易于实现大规模生产的优点实现大规模生产的优点，又克服了，又克服了超滤膜超滤膜分离技术分离技术对分子质量相近的大分子无法实现分离的缺点对分子质量相近的大分子无法实现分离的缺点，在生在生物工程下游产品纯化过程中具有广阔的应用前景。物工程下游产品纯化过程中具有广阔的应用前景。亲和亲和膜过滤过程及其关键问题膜过滤过程及其关键问题n亲和载体：亲和载体：亲和载体的结构包括一个由对生物亲和载体的结构包括一个由对生物分子分子无特异吸附性的物质组成的内核无特异吸附性的物质组成的内核以及内核以及内核表面上连接的表

6、面上连接的某些特定基团某些特定基团，这些基团必须对，这些基团必须对所所提取的蛋白质有一定的特异吸附性。提取的蛋白质有一定的特异吸附性。n分类：分类：水溶性大分子载体水溶性大分子载体水不溶性微载体水不溶性微载体水溶性大分子载体水溶性大分子载体 优点优点: :亲和载体与目标蛋白在均相体系中反应速率快亲和载体与目标蛋白在均相体系中反应速率快, ,达到吸附或洗脱平衡的时间极短达到吸附或洗脱平衡的时间极短, ,吸附容量大。吸附容量大。水不溶性微载体水不溶性微载体 非水溶性载体的种类较多非水溶性载体的种类较多, ,据报道可用的非据报道可用的非水溶性基质有各种菌类的完整细胞水溶性基质有各种菌类的完整细胞(

7、(酵母、芽孢酵母、芽孢杆菌、链球菌等细胞杆菌、链球菌等细胞) )。纳米硅石微粒、琼脂糖、纳米硅石微粒、琼脂糖、凝胶、脂质体凝胶、脂质体等也均被作为基质使用过。等也均被作为基质使用过。亲和载体与目标分子的结合亲和载体与目标分子的结合n在亲和在亲和- -膜过滤过程中膜过滤过程中, ,亲和载体与目标分亲和载体与目标分子之间的结合可能存在弱的共价键、离子子之间的结合可能存在弱的共价键、离子键、分子键和配位键的作用。键、分子键和配位键的作用。亲和亲和- -膜过滤应用膜过滤应用n亲和亲和- 膜过滤技术应用在分离和纯化蛋白质、酶膜过滤技术应用在分离和纯化蛋白质、酶方面已经有很多成功的例子。方面已经有很多成功

8、的例子。朱家文等用朱家文等用DextranT2000 ，经环氧氯丙烷交联，经环氧氯丙烷交联并氧化产生部分羧基，偶联对氨基苯甲脒制得水并氧化产生部分羧基，偶联对氨基苯甲脒制得水溶性亲和载体，来纯化的尿激酶。溶性亲和载体，来纯化的尿激酶。孙彦等研究了脂质体的制备，并利用对氨基苯甲孙彦等研究了脂质体的制备，并利用对氨基苯甲脒修饰的脂质体有效地纯化了胰蛋白酶。脒修饰的脂质体有效地纯化了胰蛋白酶。热杀死酵母热杀死酵母细胞作为载体细胞作为载体截断相对分子量截断相对分子量 106n随着生物医药工业的发展随着生物医药工业的发展, ,生物医药的分离纯生物医药的分离纯化成为一个研究热点化成为一个研究热点, ,亲和亲和- -超滤膜分离技术超滤膜分离技术在手性药物、抗生素等的分离与纯化方面得在手性药物、抗生素等的分离与纯化方面得到了一定程度的应用。到了一定程度的应用。n例如：以例如：以D- -丙氨酰丙氨酰- -丙胺酸为配基连接到水丙胺酸为配基连接到水溶性的聚合物葡聚糖上溶性的聚合物葡聚糖上, ,将其作为亲和载体来将其作为亲和载体来分离糖肽抗生素分离糖肽抗生素- -万古霉素。万古霉素。发展前景发展前景思考题思考题