壓生物處理技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,為生物、醫(yī)藥和食品工程的科學(xué)研究、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工藝升級(jí)提供新的平臺(tái)。
1.滅活;200~300Mpa壓能破壞膜結(jié)構(gòu)內(nèi)部的非共價(jià)鍵結(jié)合。使膜衣殼蛋白亞單位之間解體,空間結(jié)構(gòu)變化,構(gòu)象轉(zhuǎn)換,生物改變,從而使顆粒喪失。但壓不破壞共價(jià)鍵,因此原的單個(gè)亞單位未被破壞,保持了免疫原性不變。用此方法可以獲得沒(méi)有而免疫原性不變的完整的顆粒。
2.制取疫苗;傳統(tǒng)的制取疫苗方法均采用熱力和化學(xué)處理滅活,這些方法存在很大弊端。例如滅活疫苗傳統(tǒng)制備方法為化學(xué)方法。它使用化學(xué)試劑甲醛滅活,易使表面粒子受損,影響疫苗的免疫原性。同時(shí)甲醛具有刺激性和,接種后易引起人體反應(yīng)。離心機(jī)和層析色譜技術(shù)使純度大大,但兒童使用仍有不良反應(yīng)。亞單位和表面原疫苗接種,雖然不良反應(yīng)有所減少,但其免疫原性不如純化的全粒疫苗。而壓250Mpa滅活疫苗的方法,不保留全完整結(jié)構(gòu)不被破壞,而且滅活,同時(shí)原的免疫原性不受影響,反而效價(jià)。它化學(xué)物質(zhì)成分,使用。壓滅具有廣譜性,對(duì)于這種變異快,變種多的為適宜,它工藝簡(jiǎn)便,生產(chǎn)周期短,成本低。
3.處理血漿;目前已有多種方法應(yīng)用于血液制品的滅活處理,如:巴斯德法、S/D法、亞甲蘭光照法等。但現(xiàn)有的這些方法都有缺陷。S/D法只對(duì)有脂質(zhì)包膜的,而且在給病人輸血前須將滅活劑徹底清除。過(guò)濾法處理過(guò)程緩慢,價(jià)格昂貴,而且只對(duì)高純度血液制品。加熱處理會(huì)使蛋白質(zhì)變性,需加入穩(wěn)定劑。更重要的是目前所采用處理過(guò)程都有降低血液及血液制品中蛋白質(zhì)治療功能的可能性。壓滅漿中的是一個(gè)物理過(guò)程,無(wú)化學(xué)品加入,也不同于高溫處理,施壓和泄壓都是即時(shí)的,均勻的。它對(duì)致病微生物的殺滅有廣譜效果。沒(méi)有交叉污染。,適當(dāng)?shù)膲簩?duì)血液制品的成分無(wú)明顯的損傷,是一種的、簡(jiǎn)潔的、的滅活方法,具有很好的應(yīng)用前景。
4.生物提取;在壓狀態(tài)下不能化學(xué)反應(yīng),還可以改變一些物質(zhì)的表面狀態(tài)、分子排列以及物理性能。在生物提取過(guò)程中壓能加快反應(yīng)速度,縮短提取時(shí)間,產(chǎn)品收率。例如:從竹葉中提取黃酮素、從茶葉中提取茶多酚等,壓不縮短提取時(shí)間,而且得率10%。
5.生物制藥;在生物制藥工藝中過(guò)程中,很多生理成分對(duì)溫度敏感,如蘆薈、苦瓜、螺旋藻、海參提取物等,一旦溫度過(guò)60℃,其成分即遭到破壞,因此不適于高溫;采用壓低溫能充分成分不遭破壞。
6.中藥制取;中藥的傳統(tǒng)工藝是煎制和萃取。但是很多天然藥材對(duì)溫度敏感,高溫下藥性受到影響,采用壓處理工藝,能完整地保留原有的成分,療效。
壓生物處理技術(shù)的工作原理
正像物質(zhì)顆粒微細(xì)到納米級(jí)時(shí)會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化一樣,液體壓力幾千個(gè)大氣壓時(shí)物質(zhì)也會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化,例如:在壓和高溫條件下,石墨、葉蠟礦石及助溶劑能合成人造金剛石;在壓的擠壓下,無(wú)金屬光澤的白磷由不導(dǎo)電變成能導(dǎo)電有金屬光澤的黑磷;一些金屬在壓擠壓下其導(dǎo)電、導(dǎo)熱、屈服強(qiáng)度、彈性模量等物理性能和力學(xué)性能均發(fā)生變化;壓聚合的乙稀具有優(yōu)良的緣性和耐腐性。壓在生物工藝過(guò)程中,也同樣發(fā)揮重要的作用。根據(jù)以下原理,生物分子在壓條件下,將發(fā)生變化。
1、生物分子在壓作用下的變化
一般認(rèn)為壓力過(guò)100Mpa就是壓,在壓條件下,生物體高分子立體結(jié)構(gòu)中的氫鍵結(jié)合、疏水結(jié)合、離子結(jié)合等非共有結(jié)合發(fā)生變化,使蛋白質(zhì)變性,淀粉糊化,酶失活,細(xì)胞膜破裂,菌體內(nèi)成分泄漏,生命活動(dòng)停止,微生物菌體破壞而亡。蛋白質(zhì)的氨基酸的縮氨結(jié)合、維生素、香氣成分等低分子化合物是共有結(jié)合,在壓下不會(huì)破壞、得以完整地保留。