擴(kuò)張床分離 吳慎劍

1、擴(kuò)張床分離擴(kuò)張床分離匯報(bào)人：吳慎劍匯報(bào)人：吳慎劍 日日 期：期：2012.11.7擴(kuò)張床吸附技術(shù)擴(kuò)張床吸附技術(shù)n概述概述n擴(kuò)張床的吸附原理擴(kuò)張床的吸附原理n擴(kuò)張床吸附基質(zhì)及裝置擴(kuò)張床吸附基質(zhì)及裝置n細(xì)胞及碎片對(duì)吸附劑性能的影響細(xì)胞及碎片對(duì)吸附劑性能的影響n擴(kuò)張床擴(kuò)張床 操作操作n擴(kuò)張床擴(kuò)張床 吸附存在的問(wèn)題及前景吸附存在的問(wèn)題及前景一、概述一、概述n它集過(guò)濾、濃縮和初步純化于一步完成，減少了操作它集過(guò)濾、濃縮和初步純化于一步完成，減少了操作步驟，縮短了操作時(shí)間，能提高收率和降低成本。步驟，縮短了操作時(shí)間，能提高收率和降低成本。 n發(fā)酵液或培養(yǎng)液的體積大、黏度高，故處理難、費(fèi)時(shí)發(fā)酵液或培養(yǎng)液的體

2、積大、黏度高，故處理難、費(fèi)時(shí)多，常使目標(biāo)蛋白質(zhì)受到蛋白酶、糖苷酶的作用而被多，常使目標(biāo)蛋白質(zhì)受到蛋白酶、糖苷酶的作用而被破壞。故第一步操作常常成為整個(gè)下游過(guò)程的制約步破壞。故第一步操作常常成為整個(gè)下游過(guò)程的制約步驟。驟。 n擴(kuò)張床吸附技術(shù)是一種集成化分離技術(shù)，即對(duì)已有的擴(kuò)張床吸附技術(shù)是一種集成化分離技術(shù)，即對(duì)已有的兩種單元操作進(jìn)行有效的組合，組成一種更有效的單兩種單元操作進(jìn)行有效的組合，組成一種更有效的單元操作，以達(dá)到提高產(chǎn)品收率，縮短純化步驟，降低元操作，以達(dá)到提高產(chǎn)品收率，縮短純化步驟，降低純化費(fèi)用和投資成本的目的。純化費(fèi)用和投資成本的目的。細(xì)胞懸浮液具有以下的特點(diǎn)細(xì)胞懸浮液具有以下的特點(diǎn)

3、n目標(biāo)產(chǎn)物濃度普遍比較低；目標(biāo)產(chǎn)物濃度普遍比較低；n組分非常復(fù)雜，是含有細(xì)胞、細(xì)胞碎片、蛋白組分非常復(fù)雜，是含有細(xì)胞、細(xì)胞碎片、蛋白質(zhì)、核酸、脂類、糖類和無(wú)機(jī)鹽類等多種物質(zhì)質(zhì)、核酸、脂類、糖類和無(wú)機(jī)鹽類等多種物質(zhì)的混合物；的混合物；n產(chǎn)物易失活，性質(zhì)不穩(wěn)定，易被空氣氧化、易產(chǎn)物易失活，性質(zhì)不穩(wěn)定，易被空氣氧化、易受微生物污染、易被蛋白酶水解受微生物污染、易被蛋白酶水解 二、擴(kuò)張床的吸附原理二、擴(kuò)張床的吸附原理 n發(fā)酵液內(nèi)含有大量的顆粒，這些顆粒要在進(jìn)行發(fā)酵液內(nèi)含有大量的顆粒，這些顆粒要在進(jìn)行層析前除去。目前除去固體顆粒最常用的方法層析前除去。目前除去固體顆粒最常用的方法是離心和過(guò)濾。是離心和過(guò)

4、濾。n離心和過(guò)濾工藝的缺點(diǎn)：離心和過(guò)濾工藝的缺點(diǎn)：1.步驟多，累積損失大；步驟多，累積損失大；2.操作時(shí)間長(zhǎng)，目標(biāo)產(chǎn)物易失活；操作時(shí)間長(zhǎng)，目標(biāo)產(chǎn)物易失活；3.對(duì)微米以下的顆粒，特別是對(duì)細(xì)胞碎片很難有對(duì)微米以下的顆粒，特別是對(duì)細(xì)胞碎片很難有效除去；效除去；4.投入高速離心機(jī)和超濾設(shè)備，增加了生產(chǎn)成本。投入高速離心機(jī)和超濾設(shè)備，增加了生產(chǎn)成本。 離心、過(guò)濾：步驟多，累積損失大，操作時(shí)間長(zhǎng)，目標(biāo)產(chǎn)物易失活，對(duì)微米以下的顆粒難除去，設(shè)備成本高。相當(dāng)于一個(gè)平衡級(jí)，效率差空隙小，易造成堵塞，床層壓降增大返混嚴(yán)重平推流，空隙率大，壓降小，吸附劑利用率高平推流是理想狀態(tài)下在流動(dòng)方向上完全沒(méi)有返混，而在垂直于流

5、動(dòng)方向的平面上達(dá)到最大程度的混合。 n 上圖是全混釜、流化床、擴(kuò)張床和固定床的上圖是全混釜、流化床、擴(kuò)張床和固定床的操作模式的比較。其中全混釜上料液處于理想操作模式的比較。其中全混釜上料液處于理想混合時(shí)，只相當(dāng)于一個(gè)平衡級(jí)，其效率比固定混合時(shí)，只相當(dāng)于一個(gè)平衡級(jí)，其效率比固定床差。一般液固相分離主要采取固定床方式，床差。一般液固相分離主要采取固定床方式，料液流經(jīng)裝有層析介質(zhì)的柱時(shí)在介質(zhì)層中流動(dòng)料液流經(jīng)裝有層析介質(zhì)的柱時(shí)在介質(zhì)層中流動(dòng)基本上呈平推流，返混小，柱效高。但當(dāng)料液基本上呈平推流，返混小，柱效高。但當(dāng)料液中含有固體顆粒時(shí)，由于介質(zhì)問(wèn)的空隙很小，中含有固體顆粒時(shí)，由于介質(zhì)問(wèn)的空隙很小，顆粒

6、滯留在介質(zhì)間，造成堵塞，床層的壓降增顆粒滯留在介質(zhì)間，造成堵塞，床層的壓降增大，最終使吸附無(wú)法進(jìn)行，所以采用這種層析大，最終使吸附無(wú)法進(jìn)行，所以采用這種層析方法之前必須對(duì)原料液進(jìn)行固液分離。方法之前必須對(duì)原料液進(jìn)行固液分離。 幾個(gè)概念幾個(gè)概念1.最低流化速度最低流化速度 ：料液自下向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到某一速度：料液自下向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到某一速度時(shí)，床層開始擴(kuò)展，稱為最低流化速度時(shí)，床層開始擴(kuò)展，稱為最低流化速度 2.終點(diǎn)沉降速度：床層繼續(xù)隨流速的增大而不斷擴(kuò)張，終點(diǎn)沉降速度：床層繼續(xù)隨流速的增大而不斷擴(kuò)張，吸附劑間隙增大，懸浮顆粒能通過(guò)，吸附劑仍能保持吸附劑間隙增大，懸浮顆粒能通過(guò)，吸附劑仍能保持不

7、被帶出的最大流速不被帶出的最大流速 3.床層空隙率：擴(kuò)張床高度與沉降高度之比。床層空隙率：擴(kuò)張床高度與沉降高度之比。三、擴(kuò)張床吸附基質(zhì)特性要求三、擴(kuò)張床吸附基質(zhì)特性要求 n吸附劑的尺寸和密度應(yīng)保證其終端流速與料液中需除吸附劑的尺寸和密度應(yīng)保證其終端流速與料液中需除去的固形顆粒間有明顯的差異；去的固形顆粒間有明顯的差異；n吸附劑必須有一定的粒徑和密度分布，在擴(kuò)張床中會(huì)吸附劑必須有一定的粒徑和密度分布，在擴(kuò)張床中會(huì)形成穩(wěn)定的分級(jí)，從而減小固液相問(wèn)的返混；形成穩(wěn)定的分級(jí)，從而減小固液相問(wèn)的返混；n吸附劑應(yīng)具有良好的孔道結(jié)構(gòu)，不易被料液中的脂類、吸附劑應(yīng)具有良好的孔道結(jié)構(gòu)，不易被料液中的脂類、核酸和雜

8、蛋白等生物物質(zhì)污染；核酸和雜蛋白等生物物質(zhì)污染；n吸附劑應(yīng)具有特異性吸附的配基，使吸附劑對(duì)目標(biāo)產(chǎn)吸附劑應(yīng)具有特異性吸附的配基，使吸附劑對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物具有較高的吸附容量；物具有較高的吸附容量；n吸附劑應(yīng)具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的機(jī)械強(qiáng)度，吸附劑應(yīng)具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的機(jī)械強(qiáng)度，其中較高的化學(xué)穩(wěn)定性可以保證吸附劑可以承受較苛其中較高的化學(xué)穩(wěn)定性可以保證吸附劑可以承受較苛刻的洗脫條件，而良好的機(jī)械強(qiáng)度可延長(zhǎng)吸附劑的使刻的洗脫條件，而良好的機(jī)械強(qiáng)度可延長(zhǎng)吸附劑的使用壽命；用壽命；n吸附劑應(yīng)具有良好的傳質(zhì)性能，在較高的流速下，可吸附劑應(yīng)具有良好的傳質(zhì)性能，在較高的流速下，可以保持較高的吸附量。以保持

9、較高的吸附量。 商品化的擴(kuò)張床商品化的擴(kuò)張床/流化床介質(zhì)流化床介質(zhì) 介質(zhì)名稱介質(zhì)名稱直徑直徑/ /umum密度密度/(/(g/mL)g/mL)表觀液體流速表觀液體流速( (cm/min)cm/min)瓊脂糖瓊脂糖- -石英石英100-300100-3001.151.153.0 3.0 瓊脂糖瓊脂糖- -金屬金屬80-16580-1651.31.34.3 4.3 瓊脂糖瓊脂糖- -不銹鋼不銹鋼20-4020-403.73.72.5 2.5 瓊脂糖瓊脂糖- -硅藻土硅藻土200-450200-4501.321.328.8 8.8 瓊脂糖瓊脂糖- -玻璃玻璃100-300100-3001.3-1.5

10、1.3-1.513.3 13.3 葡聚糖葡聚糖- -二氧化硅二氧化硅100-300100-3001.351.358.0 8.0 纖維素纖維素- -二氧化鈦二氧化鈦125-600125-6001.21.210.8 10.8 多孔玻璃多孔玻璃130-250130-2502.22.24.0 4.0 (1)共混包埋法共混包埋法n 將增重微粒均勻分散在天然親水性高分將增重微粒均勻分散在天然親水性高分子溶液中，通過(guò)溶解、結(jié)晶、再生等手子溶液中，通過(guò)溶解、結(jié)晶、再生等手段得到多孔基質(zhì)。瓊脂糖和纖維素都存段得到多孔基質(zhì)。瓊脂糖和纖維素都存在明顯的鏈聚集結(jié)晶區(qū)域，結(jié)晶再生時(shí)在明顯的鏈聚集結(jié)晶區(qū)域，結(jié)晶再生時(shí)能形

11、成穩(wěn)定的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并能將增能形成穩(wěn)定的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并能將增重材料包埋其中。重材料包埋其中。3.擴(kuò)張床吸附基質(zhì)的制備擴(kuò)張床吸附基質(zhì)的制備 如將含纖維素的黃原膠溶液與含微米級(jí)如將含纖維素的黃原膠溶液與含微米級(jí)TiO2顆顆粒的水溶液共混，升溫溶解，然后在甲醇溶液粒的水溶液共混，升溫溶解，然后在甲醇溶液中再生，即得到混合型的基質(zhì)，但由于機(jī)械強(qiáng)中再生，即得到混合型的基質(zhì)，但由于機(jī)械強(qiáng)度不夠，需要進(jìn)行后交聯(lián)反應(yīng)增強(qiáng)基質(zhì)的強(qiáng)度。度不夠，需要進(jìn)行后交聯(lián)反應(yīng)增強(qiáng)基質(zhì)的強(qiáng)度。由于基質(zhì)是經(jīng)過(guò)研磨后篩分而得，形狀并不一由于基質(zhì)是經(jīng)過(guò)研磨后篩分而得，形狀并不一致，這會(huì)影響擴(kuò)張時(shí)的流體力學(xué)特性。另外，致，這會(huì)影響擴(kuò)

12、張時(shí)的流體力學(xué)特性。另外，TiO2微粒隨機(jī)分散在纖維素骨架的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，微粒隨機(jī)分散在纖維素骨架的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，也會(huì)影響蛋白質(zhì)分子的傳質(zhì)效果。也會(huì)影響蛋白質(zhì)分子的傳質(zhì)效果。n (2)反相懸浮聚合法反相懸浮聚合法 采用反相懸浮聚合法將親水性的不銹鋼、二氧采用反相懸浮聚合法將親水性的不銹鋼、二氧化鈦、二氧化鋯等增重內(nèi)核或微核包埋在親水化鈦、二氧化鋯等增重內(nèi)核或微核包埋在親水性的天然高分子骨架中。例如使用石蠟油作分性的天然高分子骨架中。例如使用石蠟油作分散相、散相、Span85作乳化劑，將不銹鋼微珠分散作乳化劑，將不銹鋼微珠分散在瓊脂糖的水溶液中，控制攪拌速度以獲得不在瓊脂糖的水溶液中，控制攪拌速度以

13、獲得不同的瓊脂糖厚度，逐步降溫冷卻可獲得高密度同的瓊脂糖厚度，逐步降溫冷卻可獲得高密度核殼型基質(zhì)。如果在水相中加入交聯(lián)劑核殼型基質(zhì)。如果在水相中加入交聯(lián)劑(如環(huán)如環(huán)氧氯丙烷氧氯丙烷)，則可實(shí)現(xiàn)反相懸浮交聯(lián)，基質(zhì)的，則可實(shí)現(xiàn)反相懸浮交聯(lián)，基質(zhì)的強(qiáng)度進(jìn)一步提高，而孔隙率并不受到明顯的影強(qiáng)度進(jìn)一步提高，而孔隙率并不受到明顯的影響。響。n(3)懸浮聚合法懸浮聚合法n 將增重用的親水性不銹鋼、二氧化鈦等無(wú)機(jī)將增重用的親水性不銹鋼、二氧化鈦等無(wú)機(jī)物進(jìn)行表面改性處理，利用懸浮聚合將其包埋物進(jìn)行表面改性處理，利用懸浮聚合將其包埋于高分子共聚物中。由于共聚的單體是有機(jī)親于高分子共聚物中。由于共聚的單體是有機(jī)親油

14、性的，而增重劑都是無(wú)機(jī)親水性的，兩者相油性的，而增重劑都是無(wú)機(jī)親水性的，兩者相溶性較差，聚合過(guò)程中易發(fā)生相分離，對(duì)增重溶性較差，聚合過(guò)程中易發(fā)生相分離，對(duì)增重劑有機(jī)化表面改性的效果直接決定了能否較大劑有機(jī)化表面改性的效果直接決定了能否較大地提高顆粒的密度。地提高顆粒的密度。n (4)表面改性法表面改性法1.化學(xué)改性：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)改變聚合物的化學(xué)改性：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)改變聚合物的物理、化學(xué)性質(zhì)的方法。物理、化學(xué)性質(zhì)的方法。2.共聚物改性共聚物改性4.擴(kuò)張床吸附裝置擴(kuò)張床吸附裝置n基本結(jié)構(gòu)與固定床一樣基本結(jié)構(gòu)與固定床一樣n上下分布器要求：分布器只上下分布器要求：分布器只能讓流體垂直向上流過(guò)能讓流體垂直

15、向上流過(guò) ；剪；剪應(yīng)力控制在最小的范同內(nèi)，應(yīng)力控制在最小的范同內(nèi)，以防止產(chǎn)物變性以防止產(chǎn)物變性 ；細(xì)胞或細(xì)；細(xì)胞或細(xì)胞碎片不易滯留；方便清洗胞碎片不易滯留；方便清洗 。n吸附柱設(shè)計(jì)吸附柱設(shè)計(jì) 要求：減小液相要求：減小液相返混程度返混程度 5.細(xì)胞及碎片對(duì)吸附劑性能的細(xì)胞及碎片對(duì)吸附劑性能的影響及評(píng)價(jià)影響及評(píng)價(jià) 研究表明，若細(xì)胞或細(xì)胞碎片等生物顆粒吸附在介研究表明，若細(xì)胞或細(xì)胞碎片等生物顆粒吸附在介質(zhì)上，將嚴(yán)重影響介質(zhì)對(duì)目標(biāo)物的吸附。下表列出了一些質(zhì)上，將嚴(yán)重影響介質(zhì)對(duì)目標(biāo)物的吸附。下表列出了一些生物顆粒在不同吸附介質(zhì)表面的吸附情況，可見(jiàn)主要是靜生物顆粒在不同吸附介質(zhì)表面的吸附情況，可見(jiàn)主要是靜

16、電力在起作用。電力在起作用。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該考慮把生物顆粒的影響引入到擴(kuò)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該考慮把生物顆粒的影響引入到擴(kuò)張床的過(guò)程設(shè)計(jì)中，在過(guò)程開發(fā)的早起就同時(shí)兼顧張床的過(guò)程設(shè)計(jì)中，在過(guò)程開發(fā)的早起就同時(shí)兼顧“目標(biāo)目標(biāo)物的吸附物的吸附”和和“生物顆粒順吸附劑互相作用生物顆粒順吸附劑互相作用”，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除生物顆粒的負(fù)面影響，確保擴(kuò)張床吸附過(guò)程的順利并排除生物顆粒的負(fù)面影響，確保擴(kuò)張床吸附過(guò)程的順利實(shí)施。實(shí)施。生物顆粒生物顆粒StreamlineStreamline擴(kuò)張床吸附劑擴(kuò)張床吸附劑基質(zhì)基質(zhì)苯基苯基陰離子陰離子陽(yáng)離子陽(yáng)離子強(qiáng)化陰強(qiáng)化陰離子離子染料親染料親和和蛋白蛋白A A親親

17、和和面包酵母面包酵母一一一一一一十十十十一一一一十十十十一一一一面包酵母勻漿液面包酵母勻漿液一一一一一一十十一一一一十十十十一一一一大腸桿菌大腸桿菌一一一一一一一一一一十十一一一一大腸桿菌勻漿液大腸桿菌勻漿液一一一一十十一一一一十十一一一一一一一一葡萄球菌葡萄球菌一一一一一一十十一一一一十十十十一一一一雜交瘤細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞一一一一十十十十十十十十十十十十一一一一十十十十十十一一一一生物顆粒在不同吸附劑表面的吸附生物顆粒在不同吸附劑表面的吸附n親和力種類：靜電引力；疏水性作用。親和力種類：靜電引力；疏水性作用。n危害：危害：1.使吸附劑發(fā)生聚集使吸附劑發(fā)生聚集 2.破壞擴(kuò)張床的穩(wěn)定分級(jí)結(jié)構(gòu)破壞擴(kuò)

18、張床的穩(wěn)定分級(jí)結(jié)構(gòu) 3.削弱分離效果削弱分離效果 4.床層的崩潰床層的崩潰 n評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)方法 ：生物顆粒靜態(tài)吸附法、生物顆粒：生物顆粒靜態(tài)吸附法、生物顆粒脈沖響應(yīng)法和停留時(shí)間分布脈沖響應(yīng)法和停留時(shí)間分布(RTD)分析法。分析法。n生物顆粒靜態(tài)吸附法：生物顆粒靜態(tài)吸附法：n生物顆粒脈沖響應(yīng)法。生物顆粒脈沖響應(yīng)法。nRTD分析法。分析法。 擴(kuò)散系數(shù)擴(kuò)散系數(shù)表示氣體（或固體）擴(kuò)散程度的物理量。表示氣體（或固體）擴(kuò)散程度的物理量。擴(kuò)散系數(shù)是指當(dāng)濃度為一個(gè)單位時(shí)擴(kuò)散系數(shù)是指當(dāng)濃度為一個(gè)單位時(shí),單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的氣體量。單位面積的氣體量。6.擴(kuò)張床操作擴(kuò)張床操作n平衡平衡(equil

19、ibration)、n吸附吸附(adsorption)、n沖洗沖洗(washing)、n洗脫洗脫(elution)n在位清洗在位清洗(clean in place) n1)平衡平衡n 擴(kuò)張床在首次吸附操作前須用平衡緩沖液擴(kuò)張，逐擴(kuò)張床在首次吸附操作前須用平衡緩沖液擴(kuò)張，逐漸增大流速，讓擴(kuò)張床擴(kuò)張到一定程度，大約漸增大流速，讓擴(kuò)張床擴(kuò)張到一定程度，大約30min后達(dá)到平衡。后達(dá)到平衡。n擴(kuò)張率過(guò)低，會(huì)造成料液中固體顆粒通過(guò)的困難；擴(kuò)擴(kuò)張率過(guò)低，會(huì)造成料液中固體顆粒通過(guò)的困難；擴(kuò)張率過(guò)高，會(huì)造成配基對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的吸附效率下降。張率過(guò)高，會(huì)造成配基對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的吸附效率下降。n擴(kuò)張床的吸附操作中最適宜的

20、擴(kuò)張率為擴(kuò)張床的吸附操作中最適宜的擴(kuò)張率為23。流速。流速300 cmh-1時(shí)，用緩沖液擴(kuò)張到固定床高度兩倍的擴(kuò)時(shí)，用緩沖液擴(kuò)張到固定床高度兩倍的擴(kuò)張床吸附性能較好。擴(kuò)張床內(nèi)吸附劑的填充高度在張床吸附性能較好。擴(kuò)張床內(nèi)吸附劑的填充高度在10 cm以上，可以消除進(jìn)口區(qū)域不均勻流化的影響，得到以上，可以消除進(jìn)口區(qū)域不均勻流化的影響，得到穩(wěn)定的床層和較低的返混程度。操作過(guò)程中，層析柱穩(wěn)定的床層和較低的返混程度。操作過(guò)程中，層析柱必須保持垂直，否則易發(fā)生不同層次之間的混合。必須保持垂直，否則易發(fā)生不同層次之間的混合。 n 2)吸附吸附 在吸附前，需先用平衡液將沉積的吸附劑流態(tài)化，建在吸附前，需先用平衡

21、液將沉積的吸附劑流態(tài)化，建立一個(gè)穩(wěn)定的床層。然后，將平衡液切換成原料液，立一個(gè)穩(wěn)定的床層。然后，將平衡液切換成原料液，由于原料液的黏度、密度和固體顆粒含量與平衡緩沖由于原料液的黏度、密度和固體顆粒含量與平衡緩沖液不同，若維持原來(lái)的操作條件不變，床的擴(kuò)張率會(huì)液不同，若維持原來(lái)的操作條件不變，床的擴(kuò)張率會(huì)增大。為了保持一定的擴(kuò)張率，起先需降低流速以保增大。為了保持一定的擴(kuò)張率，起先需降低流速以保持床高；而在吸附操作的后期，由于介質(zhì)吸附的蛋白持床高；而在吸附操作的后期，由于介質(zhì)吸附的蛋白質(zhì)、細(xì)胞、核酸等生物物質(zhì)，密度會(huì)有所增加，此時(shí)質(zhì)、細(xì)胞、核酸等生物物質(zhì)，密度會(huì)有所增加，此時(shí)需要提高流速來(lái)維持原來(lái)

22、的擴(kuò)張率。在實(shí)際的吸附操需要提高流速來(lái)維持原來(lái)的擴(kuò)張率。在實(shí)際的吸附操作中，也可以采用維持流體流速，根據(jù)擴(kuò)張高度的變作中，也可以采用維持流體流速，根據(jù)擴(kuò)張高度的變化，調(diào)節(jié)擴(kuò)張床內(nèi)的高度調(diào)節(jié)器?；{(diào)節(jié)擴(kuò)張床內(nèi)的高度調(diào)節(jié)器。 n3)沖洗沖洗n目的：除去床層間滯留的細(xì)胞和細(xì)胞碎片；除去非結(jié)目的：除去床層間滯留的細(xì)胞和細(xì)胞碎片；除去非結(jié)合或弱結(jié)合性的可溶雜蛋白。合或弱結(jié)合性的可溶雜蛋白。n除去顆粒雜質(zhì)沖洗時(shí)，流向與吸附時(shí)相同，采用的流除去顆粒雜質(zhì)沖洗時(shí)，流向與吸附時(shí)相同，采用的流體開始時(shí)大多使用平衡緩沖液。整個(gè)沖洗過(guò)程一般需體開始時(shí)大多使用平衡緩沖液。整個(gè)沖洗過(guò)程一般需要要520倍沉降床體積的緩沖液

23、。倍沉降床體積的緩沖液。n洗滌液的黏度或密度較低，會(huì)使床層不穩(wěn)定。用洗滌液的黏度或密度較低，會(huì)使床層不穩(wěn)定。用25甘油溶液洗滌，效果較好，由于其黏度和密度較大，甘油溶液洗滌，效果較好，由于其黏度和密度較大，洗滌液呈活塞流，能有效地將細(xì)胞顆粒洗出而對(duì)床層洗滌液呈活塞流，能有效地將細(xì)胞顆粒洗出而對(duì)床層的穩(wěn)定性無(wú)影響。流出液中觀測(cè)不到固體雜質(zhì)時(shí)可繼的穩(wěn)定性無(wú)影響。流出液中觀測(cè)不到固體雜質(zhì)時(shí)可繼續(xù)保持?jǐn)U張床方式，也可改用固定床方式，因?yàn)椴捎美m(xù)保持?jǐn)U張床方式，也可改用固定床方式，因?yàn)椴捎脭U(kuò)張床流體速度限制在最小流化和夾帶速度之間，固擴(kuò)張床流體速度限制在最小流化和夾帶速度之間，固定床的低速不受限制，此時(shí)緩

24、沖液流向取決于操作方定床的低速不受限制，此時(shí)緩沖液流向取決于操作方式。注意調(diào)節(jié)上部速率分布器的位置比床層上界面高式。注意調(diào)節(jié)上部速率分布器的位置比床層上界面高出出0.51.0 cm。 n 4)洗脫洗脫n固定床方式洗脫是緩沖液從擴(kuò)張床頂泵入，以固定床方式洗脫是緩沖液從擴(kuò)張床頂泵入，以固定床方式向下洗脫；固定床方式向下洗脫；n優(yōu)點(diǎn)：減少洗脫緩沖液的用量，增加產(chǎn)物濃度，優(yōu)點(diǎn)：減少洗脫緩沖液的用量，增加產(chǎn)物濃度，減少殘留在床內(nèi)的細(xì)胞對(duì)產(chǎn)物的污染，減少殘留在床內(nèi)的細(xì)胞對(duì)產(chǎn)物的污染，n缺點(diǎn)：洗脫時(shí)間比較長(zhǎng)，洗脫操作復(fù)雜，需缺點(diǎn)：洗脫時(shí)間比較長(zhǎng)，洗脫操作復(fù)雜，需要調(diào)節(jié)高度調(diào)節(jié)器和反向進(jìn)樣；操作時(shí)膨脹要調(diào)節(jié)高

25、度調(diào)節(jié)器和反向進(jìn)樣；操作時(shí)膨脹介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生聚集，影響其再度膨脹，造成在位介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生聚集，影響其再度膨脹，造成在位清洗的困難；床層壓降高，對(duì)介質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)清洗的困難；床層壓降高，對(duì)介質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度要求高。度要求高。n擴(kuò)張床方式洗脫是緩沖液從擴(kuò)張床底部擴(kuò)張床方式洗脫是緩沖液從擴(kuò)張床底部泵入，進(jìn)行向上洗脫。泵入，進(jìn)行向上洗脫。n優(yōu)點(diǎn)：洗脫方式簡(jiǎn)單，洗脫迅速；優(yōu)點(diǎn)：洗脫方式簡(jiǎn)單，洗脫迅速；可減少返壓；不會(huì)造成吸附劑顆粒的可減少返壓；不會(huì)造成吸附劑顆粒的聚集，提高清洗效率；洗脫設(shè)備簡(jiǎn)單；聚集，提高清洗效率；洗脫設(shè)備簡(jiǎn)單；可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)?？蓪?shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。 n 5)清洗清洗 n包括吸附劑的再生包括吸附劑的再生

26、(Regeneration)和擴(kuò)張床和擴(kuò)張床的消毒的消毒(Sanitization)。n再生是維持吸附劑的吸附能力和確保所有雜質(zhì)再生是維持吸附劑的吸附能力和確保所有雜質(zhì)都被清除的必要環(huán)節(jié)都被清除的必要環(huán)節(jié) n雜質(zhì)的危害：降低介質(zhì)的吸附容量，特別是反雜質(zhì)的危害：降低介質(zhì)的吸附容量，特別是反復(fù)使用的介質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致吸附劑的集聚，復(fù)使用的介質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致吸附劑的集聚，出現(xiàn)溝流，影響擴(kuò)張床的混合特性出現(xiàn)溝流，影響擴(kuò)張床的混合特性 n小分子小分子n鏈霉素發(fā)酵液的不過(guò)濾直接用離子交換分離提取，其鏈霉素發(fā)酵液的不過(guò)濾直接用離子交換分離提取，其分離過(guò)程是鏈霉素發(fā)酵結(jié)束后僅先酸化后中和，而不分離過(guò)程是鏈霉素發(fā)酵結(jié)束后僅先酸化后中和，而不過(guò)濾除去菌絲及固形物，直接從交換柱的下部，以表過(guò)濾除去菌絲及固形物，直接從交換柱的下部，以表觀流速觀流速115146 cmh叫送入柱中進(jìn)行吸附，含菌絲叫送入柱中進(jìn)行吸附，含菌絲及固形物的殘液從柱上部流及固形物的殘液從柱上部流H，待穿透后切斷進(jìn)料，待穿透后切斷進(jìn)