Последующая обработка - Downstream processing

Последующая обработка относится к восстановлению и очистке продуктов биосинтеза, в частности фармацевтических препаратов, из природных источников, таких как ткани животных или растений или ферментация бульон, включая переработку вторсырья, а также надлежащую обработку и утилизацию отходов. Это важный этап в производстве фармацевтических препаратов, таких как антибиотики, гормоны (например, инсулин и гормон роста человека), антитела (например, инфликсимаб и абциксимаб) и вакцины; антитела и ферменты, используемые в диагностике; промышленные ферменты; и натуральные ароматизаторы и ароматизаторы. Последующая обработка обычно считается специализированной областью в биохимическая инженерия, сама специализация внутри химическая инженерия, хотя многие ключевые технологии были разработаны химиками и биологами для лабораторного разделения биологических продуктов.

Последующая обработка и аналитическое биоразделение относятся к разделению или очистке биологических продуктов, но в разных масштабах операций и для разных целей. Последующая обработка подразумевает производство очищенного продукта, пригодного для конкретного использования, как правило, в товарных количествах, в то время как аналитическое биоразделение относится к очистке с единственной целью измерения компонента или компонентов смеси и может иметь дело с размерами пробы размером от одной ячейка.

Этапы

Широко признанная эвристика для категоризации операций последующей обработки делит их на четыре группы, которые применяются для того, чтобы вывести продукт из его естественного состояния в качестве компонента ткани, клетки или ферментационного бульона путем постепенного улучшения чистоты и концентрации.

Удаление нерастворимых веществ является первым шагом и включает улавливание продукта в виде растворенного вещества в жидкости без твердых частиц, например, отделение клетки, остатки клеток или другие твердые частицы из ферментационного бульона, содержащего антибиотик. Типичные операции для достижения этого: фильтрация, центрифугирование, осаждение, атмосферные осадки, флокуляция, электроосаждение, и гравитационное осаждение. В эту группу обычно входят дополнительные операции, такие как измельчение, гомогенизация или выщелачивание, необходимые для извлечения продуктов из твердых источников, таких как ткани растений и животных.

Изоляция продукта это удаление тех компонентов, свойства которых значительно отличаются от желаемого продукта. Для большинства продуктов вода является основной примесью, и этапы изоляции предназначены для удаления большей ее части, уменьшения объема материала, с которым необходимо работать, и концентрации продукта. Растворитель добыча адсорбция, ультрафильтрация и атмосферные осадки - это некоторые из задействованных единичных операций.

Очистка продукта делается для отделения тех загрязнений, которые очень похожи на продукт по физическим и химическим свойствам. Следовательно, шаги на этом этапе дороги в выполнении и требуют чувствительного и сложного оборудования. Этот этап составляет значительную часть всех затрат на последующую обработку. Примеры операций: сродство, исключение размера, обращенная фаза. хроматография, ионообменная хроматография, кристаллизация и фракционное осаждение.

Полировка продукта описывает заключительные этапы обработки, которые заканчиваются упаковкой продукта в стабильную, легко транспортируемую и удобную форму. Кристаллизация, высыхание, лиофилизация и распылительная сушка - типичные единичные операции. В зависимости от продукта и его предполагаемого использования, полировка может также включать операции по стерилизации продукта и удалению или деактивации следовых примесей, которые могут поставить под угрозу безопасность продукта. Такие операции могут включать удаление вирусов или депирогенизация.

Можно рассмотреть несколько методов восстановления продукта для объединения двух или более стадий. Например, адсорбция в расширенном слое (Веннапуса и другие. 2008) выполняет удаление нерастворимых веществ и выделение продукта за один этап. Аффинная хроматография часто выделяет и очищает за один этап.

Смотрите также

использованная литература

  • Ладиш, Майкл Р. (2001). Инженерия биосепараций: принципы, практика и экономика. Вайли. ISBN  0-471-24476-7.
  • Харрисон, Роджер Дж .; Пол В. Тодд; Скотт Р. Радж; Деметри Петридес (2003). Наука и техника биосепараций. Издательство Оксфордского университета. ISBN  0-19-512340-9.
  • Кришна Прасад, Нуралабетту (2010). Последующая переработка - новый горизонт в биотехнологии. Prentice Hall of India Pvt. Ltd, Нью-Дели. ISBN  978-81-203-4040-4.