『壹』 切向流過濾原理
切向流過濾原理:它是一種壓力驅動的,根據分子尺寸的膜分離過程。用TFF,樣本混合物不是像直流過濾那樣被強迫通過一個單一的通路來通過膜。而是流體通過多次再循環的方式,切向通過膜的表面。
這種由施加壓力帶來的清掃,降低了初始樣本在膜表面的積累。比膜截留分子量大的目標分子得到了保留,然而小分子和緩沖液通過了膜。
切向流過濾是一種濃縮和脫鹽10ml到幾千升樣本溶液的有效方法。它可以用來從小的生物分子中分離大的生物分子,捕獲細胞懸浮液以及澄清發酵液和細胞裂解物。TFF可以應用於一系列應用包括蛋白質化學,分子生物學,免疫學,生物化學和微生物學。
常規過濾是指在壓力的作用下,液體直接穿過濾膜進入下游,而大的顆粒或分子則被截留在膜的上游或內部,小的顆粒或分子透過膜進入下游。在這種操作方式下,液體的流動方向是垂直於膜表面進入下游。常規過濾的應用包括澄清過濾、除菌過濾和除病毒過濾等。
切向流過濾則是指液體的流動方向是平行於膜表面的,在壓力的作用下只有一部分的液體穿過濾膜進入下游,這種操作方式也有人稱之為「錯流過濾」(Cross Flow Filtration)。由於切向流在過濾過程中對膜包的表面進行不停的「沖刷」,所以在這種操作模式下有效的緩解了大的顆粒和分子在膜上的堆積,這就使得這種操作模式在很多應用中具有獨特的優勢。
切向流過濾中,泵推動流體通過濾膜表面,沖刷去除其上截留的分子,從而使濾膜表面的積垢程度降至最低。於此同時,切向流體也會產生垂直於濾膜的壓力,推動溶質和小分子通過濾膜。如此方能完成過濾。利用細分篩網分離沙子與鵝卵石的模擬試驗,有助於理解切向流過濾的機理:篩網眼象徵濾膜上的孔隙,而沙子與鵝卵石象徵待分離的分子,在直流過濾中,沙子-鵝卵石混合物被迫向著篩網眼方向移動,隨著一些較小的砂粒通過篩網眼落下,在篩網表面形成一個鵝卵石層,阻礙頂部砂粒向篩網方向移動並通過篩網眼,在直流過濾中,增加壓力,僅能對混合物施加壓力,而無助於分離的促進。
相比之下,在切向流過濾模式中,通過混合物的再循環防止限制層的形成,此再循環類似於:振動以去除阻塞篩網眼的鵝卵石,使得位於混合物頂部的砂粒落下並通過篩網眼。因此,利用切向流過濾進行生物分子分離,效率更高,濃縮或滲濾速度更為快捷。
『貳』 除去發酵液中蛋白質的常用方法有哪些
一。蛋白質沉澱方法
1.中性鹽鹽析法
⑴在一定的 pH值及溫度條件下,改變鹽的濃度(即離子強度)達到沉澱的目的,稱為「Ks」分級鹽析法。
(Ks鹽析:固定pH, 溫度,改變鹽濃度)
⑵在一定的離子強度下,改變溶液的pH值及溫度,達到沉澱的目的,稱為「β」分級鹽析法。
(β鹽析:固定離子強度,改變pH及溫度。)
2.等電點沉澱法
蛋白質等電點沉澱法是基於不同蛋白質離子具有不同等電點這一特性,依次改變溶液pH值的辦法,將雜蛋白沉澱除去,最後獲得目標產物。
3.有機溶劑沉澱法
許多能與水互溶的有機溶劑如乙醇、丙酮、甲醇和乙腈,常用於低鹽濃度下沉澱蛋白質。
4.非離子型聚合物沉澱法
20世紀60年代非離子型聚合物開始用於分離血纖維蛋白原和免疫球蛋白,從此高相對分子質量非離子聚合物沉澱蛋白質的方法被廣泛使用,如:聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、葡聚糖等。
5.金屬沉澱法
能與羧基、胺基等含氮化合物以及含氮雜環化合物強烈結合的金屬離子,如:Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+;
能與羧酸結合而不與含氮化合物結合的金屬離子,如:Ca2+、Ba2+、Mg2+、Pb2+;
與巰基化合物強烈結合的金屬離子,如:Hg2+、Ag+、Pb2+。
實際使用時,金屬離子的濃度常為0.02 mol/L。
6.親和沉澱
初始階段:將一個目標蛋白質與鍵合在可溶性載體上的親和配體絡合成沉澱;
所得沉澱物用一生中適當的緩沖溶液進行洗滌,洗去可能存在的雜質;
用一種適當的試劑將目標蛋白質從配體中離解出來。
7.選擇性變性沉澱法
(1)例如對於α-澱粉酶等熱穩定性好的酶,可以通過加熱進行熱處理,使大多數雜蛋白受熱變性沉澱而被除去。
(2)根據欲分離物質所含雜質的特性,通過改變pH值或加進某些金屬離子等使雜蛋白變性沉澱而被除去。
8.反膠束萃取蛋白質
菌體細胞提取
固液分離是生物產品生產中的重要單元操作。培養基、發酵液、某些中間產品和半成品等都需進行固液分離。發酵液由於種類多、粘度大及成分復雜,其固液分離最為困難。
固液分離的方法很多,生物工業中常規的方法有分離篩、重力沉降、浮選分離、離心分離和過濾等,其中用於發酵液固液分離的方法主要是離心分離和過濾。
二。超濾膜濾去。