分離純化方法常見(jiàn)的有哪些？

　　分離純化由各種化學(xué)工程的單元操作組成。由于生物產(chǎn)品品種多，性質(zhì)各異，故用到的單元操作很多，其中如吸附、萃取、蒸餾、蒸發(fā)和干燥等屬傳統(tǒng)的單元操作，理論比較成熟。那分離純化方法常見(jiàn)的有哪些？

　　1、溶劑萃取法

　　當(dāng)生物活性物質(zhì)以不同的化學(xué)狀態(tài)(游離狀態(tài)或成鹽狀態(tài))存在時(shí)，在水及與水不互溶的溶劑中有不同的溶解度。如青霉素在酸性下成游離酸，在醋酸丁酯中溶解度較大或分配系數(shù)較大，則當(dāng)和發(fā)酵液相接觸，青霉素就從水相轉(zhuǎn)移到醋酸丁酯相中;而在中性下成鹽，在水中溶解度較大，能從醋酸丁酯轉(zhuǎn)移到水相，這樣反復(fù)萃取達(dá)到分離純化的目的。

　　2、離子交換分離法

　　利用離子交換樹(shù)脂和生物活性物質(zhì)之間的化學(xué)親和力，有選擇性地將生物活性物質(zhì)吸著上去，然后改變條件以較少量的洗脫劑將其洗脫下來(lái)，達(dá)到濃縮和提純的目的。利用此法，生物活性物質(zhì)必須是極性化合物，即在溶液中能形成離子的化合物。如抗生素為堿性，則可用酸性離子交換樹(shù)脂去提取;如抗生素為酸性，則可用堿性離子交換樹(shù)脂去分離純化。

　　3、吸附分離法

　　系利用吸附劑與生物活性物質(zhì)之間的分子引力而將生物活性物質(zhì)吸附在吸附劑上，然后再選用洗脫劑將其洗脫下來(lái)，達(dá)到分離純化的目的。

　　吸附劑有活性炭、白陶土、氧化鋁、各種離子交換樹(shù)脂等。其中以活性炭應(yīng)用Z廣，但有很多缺點(diǎn)，如性能不穩(wěn)定、選擇性不高、可逆性差、不能連續(xù)操作、勞動(dòng)強(qiáng)度較大等，因此該法曾幾乎被淘汰，只有對(duì)新抗生素分離或其他方法都不適用時(shí)才考慮用吸附法。但1966年后，隨著一種性能優(yōu)良的新型吸附劑——大孔網(wǎng)狀聚合物吸附劑的成功應(yīng)用，吸附法又被廣泛應(yīng)用。

　　4、沉淀分離法

　　通常加入一些無(wú)機(jī)、有機(jī)離子或整個(gè)分子，能與生物活性物質(zhì)形成不溶解的鹽或復(fù)合物而自發(fā)酵液中沉淀出來(lái)。例如四環(huán)類抗生素在堿性下能和鈣、鎂、鋇等重金屬離子或溴代十五烷基吡啶形成沉淀，青霉素可與N，N'-二芐基乙二胺形成沉淀，新霉素可和強(qiáng)酸性表面活性劑形成沉淀。另外，對(duì)于兩性抗生素(如四環(huán)素)可調(diào)pH至等電點(diǎn)而沉淀，弱酸性抗生素(如新生霉素)可調(diào)pH至酸性而沉淀。

　　一般發(fā)酵單位越高，利用沉淀分離法越有利。因殘留在溶液中的生物活性物質(zhì)濃度是一定的，故發(fā)酵單位越高，分離純化率就越高。

　　5、化學(xué)萃取法

　　與物理萃取不同，在許多液一液萃取過(guò)程中常伴隨有化學(xué)反應(yīng)，包括相內(nèi)反應(yīng)與相界面上的反應(yīng)。這類分離純化統(tǒng)稱為化學(xué)萃取(反應(yīng)萃取)。

　　化學(xué)萃取是伴有化學(xué)反應(yīng)的傳質(zhì)過(guò)程。根據(jù)溶質(zhì)與萃取劑之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制，大致可分為五類。即絡(luò)合反應(yīng)、陽(yáng)離子交換反應(yīng)、離子締合反應(yīng)、協(xié)同反應(yīng)、帶同萃取反應(yīng)等。

　　6、超臨界流體萃取法

　　對(duì)一般物質(zhì)，當(dāng)液相和氣相在常壓下達(dá)到平衡時(shí)，兩相的物理性質(zhì)如黏度、密度等相差很顯著，在較高壓力下，這種差別逐漸縮小，當(dāng)達(dá)到某一溫度與壓力時(shí)，兩相差別消失，合并成一相，這時(shí)稱為臨界點(diǎn)，其溫度和壓力分別稱為臨界溫度和臨界壓力。當(dāng)溫度與壓力略超過(guò)或靠近臨界點(diǎn)時(shí)，其性質(zhì)介于液體和氣體之間，稱為超臨界流體。例如二氧化碳的臨界溫度為31.1℃，臨界壓力為7.3MPa。

　　超臨界流體的密度和液體相近，黏度和氣體相近，溶質(zhì)在其中的擴(kuò)散速度可為液體的100倍，這是超臨界流體的萃取能力和萃取速度優(yōu)于一般溶劑的原因。而且流體的密度越大，萃取能力也越大。

　　變化溫度和壓力可改變萃取能力，使對(duì)某物質(zhì)具有選擇性。常用二氧化碳作為萃取劑，因其臨界壓力較低，操作較安全，且無(wú)毒，適用于萃取非極性物質(zhì)，對(duì)極性物質(zhì)萃取能力差，但可加入極性輔助溶劑(稱為夾帶劑，entrainer)來(lái)補(bǔ)救。

　　7、膜分離法

　　膜分離法(超濾法包括微濾、超濾、反滲透)是利用一定截留分子量的超濾膜進(jìn)行溶質(zhì)的分離純化。小于截留值的分子能通過(guò)膜，而大于截留值的分子不能通過(guò)膜，因而達(dá)到分離。這個(gè)過(guò)程不發(fā)生相變化，也不需加入化學(xué)試劑，消耗的能量也較少。適用于膜分離的物質(zhì)，分子量在500-1000000之間。

　　在小分子物質(zhì)的分離純化中，主要用于去除大分子雜質(zhì)。在大分子物質(zhì)的分離中，主要用于脫鹽、濃縮。膜分離法的主要缺點(diǎn)是濃差極化、膜的污染、壽命較短和通量低等。