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生物分离纯化技术在生物技术中的地位和作用

发布时间:2021-04-26      点击次数:616

       混合物中各组分的分离是化学科学中的一项重要内容,但某些经典的化学分离方法如蒸馏、熔炼等,对具有特殊生物活性物质的分离是不适合的.许多生物活性物质如蛋白质、酶、核酸等的分离已给经典的化学分离方法带来了新的课题,并有力地推动了化学分离技术向另一分支—生物分离纯化技术发展。
        由生物界自然产生的或由微生物菌体发醉、动植物细胞组织培养、醉反应等各种生物工业生产过程获得的生物原料,经提取、分离、加工并精制目的成分,,zui终使其成为产品的技术,通常称为生物分离纯化技术。生物分离纯化技术是生物技术转化为生产力时所不可缺少的重要环节,它的进步对于保持和提高各国在生物技术领域内的经济竞争力是至关重要的。为表明其在生物技术中的旅要地位和作用,常称它为生物技术下游加工过程,也称为下游技术或下游工程。
        随着生物技术成果的不断积累和生物技术产业化进程的不断推进,生物分离纯化技术正日益受到普退重视,其研究开发也随之变得活跃并得到加强。
生物分离纯化技术在生物技术中的地位和作用
       1986年,《中国生物技术政策纲要》曾将生物技术定义为:以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需新产品或达到某种目的。“先进的工程技术手段”指基因工程、酶工程、细胞工程、发醉工程等新技术;“生物体”包括动物、植物、微生物品系,“生物原料”包括生物体的一部分或生物生产出所需新产品”则包括粮食、医药、食品、能源、化工原料、金属及其他材料等;而“某种目的”则包括疾病预防、诊断与治疗,环境污染物监测、环境污染治理与控制、环境修复等。生物技术在形成产品过程中,按其技术分类,通常分为上游、中游、下游三个阶段。上游主要包括基因贡组、杂交瘤技术和新型菌株(细胞株)构建方面的研究及开发工作,中游主要包括菌株的发醉与细胞的大址培养等方面的研究开发,下游主要包括产物的分离纯化和后处理加工工程等方面的研究开发。生物技术上、中、下游的关系如图1-1所示。
                     

                                                       图1-1生物技术五大工程与下游技术的关系
       中、下游是生物技术与化学工程等多学科发展与结合的产物,渗透了生物学、化学、医药学、工程学等许多学科领城.上游是墓础,下游是支撑,实现生物技术产品商品化和产业化,必须上、下游结合,优先发展支撑技术。近十儿年来,我国的生物分离纯化技术已经取得了令人鼓舞的发展,某些局部上也有了一定的突破。但长期以来,我国生物技术界存在着“上游靠自己,下游靠引进”的发展思想,对生物技术产品产业化所必需的下游分离纯化技术和设备的研究开发重视不够,生物技术的支撑技术及产业培育、发展不够,投人也严重不足。上、下游的研究开发比例,国外是3=7,而我国是7=3,这是极不协调的,在很大程度上影响和限制了产业化步伐。上游培养菌种水平很高,但下游分离纯化技术及设备跟不上,仍无法进行工业化生产。
       生物分离纯化的目的是从微生物发醉液、酶反应产物、动植物细胞培养物或生物体本身中分离纯化对人类有用的、符合质址要求的各种生物产品。生物产品的生产不同于一般的化学产品的生产,生物产品的分离纯化具有生物学的特点,因此有其特殊的要求。例如,生物合成的发醉液(或反应液)是很复杂的多相体系,它含有微生物细胞、代谢产物、未用完的培养基等,杂质含足较高,有的还具有非常相似的化学结构及理化性能,有的为生物活性物质,极不稳定,遇热或遇某些化学试剂极易失活或分解。有的要求无菌操作等,而zui后的产品通常都是要求高纯度的.要从复杂的混合体系中获得高质量并符合使用要求的产品,唯有经过分离纯化等下游加工过程。因此,产品的分离纯化是生物技术工业化的必需手段,具有不可取代的作用。

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