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压生物处理技术应用领域广泛,为生物、医药和食品工程的科学研究、产品开发、工艺升级提供新的平台。
1.灭活;200~300Mpa压能破坏膜结构内部的非共价键结合。使膜衣壳蛋白亚单位之间解体,空间结构变化,构象转换,生物改变,从而使颗粒丧失。但压不破坏共价键,因此原的单个亚单位未被破坏,保持了免疫原性不变。用此方法可以获得没有而免疫原性不变的完整的颗粒。
2.制取疫苗;传统的制取疫苗方法均采用热力和化学处理灭活,这些方法存在很大弊端。例如灭活疫苗传统制备方法为化学方法。它使用化学试剂甲醛灭活,易使表面粒子受损,影响疫苗的免疫原性。同时甲醛具有刺激性和,接种后易引起人体反应。离心机和层析色谱技术使纯度大大,但儿童使用仍有不良反应。亚单位和表面原疫苗接种,虽然不良反应有所减少,但其免疫原性不如纯化的全粒疫苗。而压250Mpa灭活疫苗的方法,不保留全完整结构不被破坏,而且灭活,同时原的免疫原性不受影响,反而效价。它化学物质成分,使用。压灭具有广谱性,对于这种变异快,变种多的为适宜,它工艺简便,生产周期短,成本低。
3.处理血浆;目前已有多种方法应用于血液制品的灭活处理,如:巴斯德法、S/D法、亚甲兰光照法等。但现有的这些方法都有缺陷。S/D法只对有脂质包膜的,而且在给病人输血前须将灭活剂彻底清除。过滤法处理过程缓慢,价格昂贵,而且只对高纯度血液制品。加热处理会使蛋白质变性,需加入稳定剂。更重要的是目前所采用处理过程都有降低血液及血液制品中蛋白质治疗功能的可能性。压灭浆中的是一个物理过程,无化学品加入,也不同于高温处理,施压和泄压都是即时的,均匀的。它对致病微生物的杀灭有广谱效果。没有交叉污染。,适当的压对血液制品的成分无明显的损伤,是一种的、简洁的、的灭活方法,具有很好的应用前景。
4.生物提取;在压状态下不能化学反应,还可以改变一些物质的表面状态、分子排列以及物理性能。在生物提取过程中压能加快反应速度,缩短提取时间,产品收率。例如:从竹叶中提取黄酮素、从茶叶中提取茶多酚等,压不缩短提取时间,而且得率10%。
5.生物制药;在生物制药工艺中过程中,很多生理成分对温度敏感,如芦荟、苦瓜、螺旋藻、海参提取物等,一旦温度过60℃,其成分即遭到破坏,因此不适于高温;采用压低温能充分成分不遭破坏。
6.中药制取;中药的传统工艺是煎制和萃取。但是很多天然药材对温度敏感,高温下药性受到影响,采用压处理工艺,能完整地保留原有的成分,疗效。
压生物处理技术的工作原理
正像物质颗粒微细到纳米级时会发生质的变化一样,液体压力几千个大气压时物质也会发生质的变化,例如:在压和高温条件下,石墨、叶蜡矿石及助溶剂能合成人造金刚石;在压的挤压下,无金属光泽的白磷由不导电变成能导电有金属光泽的黑磷;一些金属在压挤压下其导电、导热、屈服强度、弹性模量等物理性能和力学性能均发生变化;压聚合的乙稀具有优良的缘性和耐腐性。压在生物工艺过程中,也同样发挥重要的作用。根据以下原理,生物分子在压条件下,将发生变化。
1、生物分子在压作用下的变化
一般认为压力过100Mpa就是压,在压条件下,生物体高分子立体结构中的氢键结合、疏水结合、离子结合等非共有结合发生变化,使蛋白质变性,淀粉糊化,酶失活,细胞膜破裂,菌体内成分泄漏,生命活动停止,微生物菌体破坏而亡。蛋白质的氨基酸的缩氨结合、维生素、香气成分等低分子化合物是共有结合,在压下不会破坏、得以完整地保留。