Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 8 - Quá trình hấp phụ và kết tủa protein

Bài giảng Kỹ thuật thu hồi và hoàn thiện sản phẩm: Chương 8 - Quá trình hấp phụ và kết tủa protein được biên soạn với các nội dung chính sau đây: Quá trình kết tủa protein; Tính tan của protein; Quá trình hấp phụ protein; Ứng dụng salting out để kết tủa protein; Ảnh hưởng của dung môi đến tính tan củaprotein. Mời quý thầy cô và các em cùng tham khảo!

Quá trình hấp phụ kết tủa protein Câu hỏi ôn tập phần trích li Khái niệm trích li? Phân biệt trích li rắn lỏng, dung mơi, pha lỏng chứa nước Ứng dụng Phân biệt trích li ngược dòng, chéo dòng, đồng dòng Hệ số phân bố gì? Yếu tố tăng hiệu trích li? Các loại thiết bị trích li Quá trình kết tủa protein • Là q trình tinh bước đầu • Ưu điểm: rẻ, thiết bị đơn giản, thực liên tục, bảo quản lâu • Mục đích: đặc đơi tinh phần • Salting in – Nồng độ ion tăng làm tăng tính tan protein – Các ion chắn điện tích cho phép protein gấp nếp tạo cấu trúc (fold) • Salting out – Các ion cạnh tranh với nước để liên kết với protein Khi nồng độ muối cao protein kết tủa solubility Tính tan protein “salting in” “salting out” [salt] Hiện tượng Salting-in Hiện tượng Salting-in • Phân tử protein khơng tan khơng có muối pI thêm muối trở nên tan (euglobulin) • Một số protein lại tan nước dịch có nồng độ muối cao (albumin) Hiện tượng salting-out Ứng dụng salting out để kết tủa protein • Là pp phổ biến – để thu hồi protein từ hỗn hợp protein – Để thu hồi protein từ dịch ngoại bào • Cách dùng: – dùng muối vô (sulfat amon, sulphat natri ) – Dùng dung môi hữu cơ: axeton, etanol Fixed bed Dùng chất mang hấp phụ dạng hạt hay màng • Hạt: linh động cho tạo cấu hình khơng gian dễ tăng qui mơ • Màng: có khả chuyển khối tốt hơn, cố bị nén Stirred tank Ưu điểm – Chuyển khối nhanh – Dùng cho chất lỏng có chứa cặn (sẽ làm tắc fixed bed) – Có thể xử lí thể tích dịch lớn khoảng thời gian ngắn Nhược điểm: Chất hấp phụ Xử lý phức tạp yêu cầu khuấy trộn tách rắn lỏng Chu trình hấp phụ Hấp phụ Rửa Rửa giải Tái sinh Hấp phụ • Hấp phụ: đợi cân • Nồng độ sản phẩm cần phải lớn 1/Keq • Trong thưc tế đợi đến cân hạn chế q trình chuyển khối • Có thể vẽ phụ thuộc nồng độ SP dòng – thời gian Khi nồng độ SP vào→ ko có hấp phụ Rửa • Loại chất tan bám cột • Loại liên kết khơng đặc hiệu • Có thể sản phẩm Rửa giải • Thu sản phẩm • Có thể thay đổi pH • Có thể tăng lực ion Các dạng chất hấp phụ • Có dạng ngun liệu chính: nhựa polimer silica • Silica: có lớp vỏ bọc kị nước thường dùng cho sắc kí đảo pha • Nhựa polimer: thường dùng cho ứng dụng cho pha lỏng: trao đổi ion, liên kết kị nước, lực Nhựa Silica • Dùng cho hợp chất kị nước • Khơng bền pH cao hay thấp • Bề mặt hấp phụ lớn, kích thước hạt nhỏ, bền khơng vỡ áp suất cao • Có thể làm biến tính protein hay liên kết ko thuận nghịch Nhựa polimer • Dùng phổ biến • Ổn định rẻ • SX thơng qua q trình polimer hóa thêm liên kết ngang • Có kích thước lớn (10-100 m) nhựa silica (1-25 m) • Khơng bền nhựa silica ko chịu áp suất cao (>4 bar) Nhựa polimer tổng hợp • polimer tổng hợp hay dùng styrene divinylbenzene polyacrylamid • Là styrene divinylbenzene bền pH khắc nghiệt – Hay dùng cho nhựa trao đổi ion – Do mạch chinh kị nước nên xảy liên kết ko đặc hiệu – Rất bền • Polyacrylamide: dùng – Hay dùng cho sắc kí lọc gel Nhựa polimer tự nhiên • Agarose dextran: dùng cho áp suất thấp • Kị nước tự nhiên tương thích với protein vật liệu sinh học khác • Agarose tạo liên kết bền chịu áp suất bar • Dextran: bền giống polyacrylamide dùng sắc kí lọc gel – Có thể tạo lỗ lớn cho phân tử kháng thể hạt virut , tạo dẫn xuất với nhóm trao đổi ion, nhóm phenol, kháng thể, kim loại nặng, thuôc nhuộm epitop cho phép liên kết đặc hiệu với phân tử đích Nhựa trao đổi ion • Tạo dẫn xuất với nhóm ion • Các nhóm thường gặp là: sulphoxyl(SO3-)-strong acidic, Carboxyl (COO-)-weak acidic, Dimethylaminoethyl (DEAE)-weak basic, quaternary ethylamine (QAE)-strong basic • Thường dùng để tinh protein, peptit, nucleic acid… Sắc kí đảo pha • Ngược với sắc kí thường • Trong sắc kí thường: SP ưa nước hấp phụ nhiều • Sắc kí đảo pha: SP kị nước hấp phụ nhiều Sắc kí tương tác kị nước • Dùng để tách protein • Protein gắn vào bề mặt kị nước nồng độ muối cao hòa vào pha chuyển động nồng độ muối giảm • Khác với sắc kí đảo pha pha chuyển động nước Hấp phụ lực (Affinity adsorption) • Liên kết sinh học: kháng thể, kháng nguyên, thuốc nhuộm gắn vào nhựa polimer để lơi kéo protein đích từ hỗn hợp