Основные приемы осуществления хроматографического процесса
Для хроматографического разделения смесей веществ используются различные технологические приемы, основанные на разных принципах взаимодействия компонентов разделяемой смеси с хроматографическими материалами (сорбентами). Наиболее часто используются:
– ионообменная хроматография (сорбент представляет собой твердый носитель, содержащий ионизируемые в водных растворах функциональные группы, с которыми связываются компоненты разделяемойсмеси);
– адсорбционная хроматография (сорбент представляет собойтвердый носитель, на котором происходит обратимая сорбция компонентов разделяемой смеси за счет дисперсионного взаимодействия их споверхностью твердой фазы. Разделение осуществляется за счет различия в константах равновесия связывания компонентов смеси с поверхностью сорбента);
– хроматография на молекулярных ситах (гель-проникающая хроматография, гель-фильтрация); сорбент представляет собой гранулы геля, имеющий поры определенного размера, в которые могут проникатьмолекулы компонентов с размером ниже размера пор и не могут проникать молекулы с большим размеров пор. Разделение достигается за счет
разной скорости перемещения частиц с разными размерами молекул,при этом частицы большего размера движутся с большей скоростью.
Такой вид хроматографии широко применяется при фракционированиикомпонентов клеточных экстрактов, и во многих случаях коэффициентспецифичности этой процедуры высок. Однако для направленного применения гель-фильтрации в биотехнологии опять-таки необходимо располагать дополнительной информацией о размерах частиц целевогопродукта;
|
|
|
– афинная хроматография (сорбент представляет собой твердыйноситель, к которому химически присоединены функциональные группы, избирательно связывающие какой-либо из компонентов разделяемой смеси (по принципу «замка–ключа»); остальные компоненты раствора не взаимодействуют с носителем, а свободно выходят из колонки.
Обычно к инертному носителю прикрепляют субстраты или ингибиторы ферментов. Например, для белка плазминогена субстратом является аминокислота лизин (рис. 6, а)– ее и закрепляют на твердом носителе.
Через колонку пропускают сыворотку крови, и только плазминоген наней закрепляется, а все остальные белки свободно проходят по колонке.Затем плазминоген смывают с колонки, используя аминокапроновую кислоту (рис. 6,б), которая также является субстратом для плазминогена, но отличается более высоком сродством.
Рис. 6. Афинная хроматография
После завершения очистки биотехнологических продуктов производят их обезвоживание и стабилизацию. Это необходимо для увеличения их сроков годности.
|
|
|
На эти заключительные стадии продукт поступает в виде более илименее разбавленного раствора, так что приходится решать задачу концентрирования этого раствора, которое представляет собой удалениеводы и низкомолекулярных компонентов. Наиболее простым методомявляется упаривание, однако оно не применимо в случае получениябиологически активных соединений. Таким образом, обычное упаривание применяется лишь для достаточно стабильных продуктов (низкомолекулярных продуктов биосинтеза, таких как аминокислоты и антибиотики). Во многих случаях оказывается необходимым получить продукт всухом виде. Для этого используются различные технологические приемы сушки. В зависимости от свойств продукта применяют различныеметоды высушивания. Сушка термостабильных препаратов осуществляется на подносах, ленточном конвейере, а также в кипящем слое. Особочувствительные к нагреванию препараты высушивают в вакуум-сушильных шкафах (при пониженном давлении и температуре) и в распылительных сушилках. В этом случае раствор продукта подают в специальный аппарат через форсунку, которая обеспечивает распылениераствора на капли малого размера. В направлении, противоположной подаче раствора продукта, подается турбулентный поток горячего воздуха.
К стабилизации свойств биотехнологических продуктов ведет добавление в качестве наполнителей различных веществ. Для стабилизации кормового белка добавляют отруби, кукурузную муку, обладающие дополнительной питательной ценностью. Для стабилизации ферментных препаратов используют глицерин и углеводы (КМЦ), которые препятствуют денатурации ферментов, а также ионы кобальта, магния, натрия и др.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 443; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!