扩张床吸附技术可行性研究报告.docx

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扩张床吸附技术可行性研究报告

扩张床吸附技术

可行性研究报告

目录

一、选题的必要性3

1项目简述3

2项目所处技术领域产业政策4

3项目所处技术领域技术发展现状4

4项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用5

5项目目前进展情况6

二、技术方案论述6

1项目技术关键点或创新点论述，项目完成时达到的技术水平6

1.1技术关键点6

1.2创新点7

1.3项目完成时达到的技术水平8

2项目技术方案论述：

生产技术、工艺流程、主要技术参数8

2.1生产技术8

2.2工艺流程9

2.3主要技术参数9

3项目技术质量指标：

项目产品达到的主要技术性能指标、执行的质量标准、通过的国家相关行业许可认证等9

4分阶段描述项目执行过程中各阶段目标9

5、项目经费预算情况：

项目投资总额、项目已完成投资、项目须新增投资及投资构成和投资预算、申请科技三项经费的使用预算表10

5.1经费预算10

5.2新增投资11

5.3申请科技三项经费的使用预算13

三、项目实施支撑条件14

1、项目技术来源14

2、项目实验、检测条件14

3、项目申请单位人才资源情况：

技术人员总数、中高级技术人员比例14

4、项目组人员专业结构、职称结构14

5、项目新增投资筹集情况14

四、项目预期经济效益15

1预期市场需求15

2预期盈利水平15

3、预期产业化前景18

4、项目实施风险分析19

4.1技术风险19

4.2竞争风险19

4.3资金落实分析20

五、项目预计社会效益、环境效益21

1对社会发展的作用21

2对资源利用情况21

3、对人才培养情况21

4环境影响及效益21

六、附件目录23

一、选题的必要性

1项目简述

激肽释放酶（Kallikrein），又称激肽原酶（Kininogenase）或血管舒缓素（Kallidinogenase），是丝氨酸蛋白酶家族的一个亚类，是内切性蛋白水解酶，广泛存在于人和其他哺乳动物的腺体组织及其分泌物和排泄物中，以胰脏中含量最丰富。

工业上主要以动物胰脏为原料提取生产。

人体对激肽释放酶具有广泛生理效应，其药物制剂可用于治疗高血压、心脑血管疾病、糖尿病肾病、男性不育症，除此之外，还可用于治疗血管平滑肌收缩异常、心绞痛，血管痉挛，肢端感觉异常等症，而且在新兴保健品、抗衰老化妆品行业中也有广泛的用途。

据不完全统计，国内目前激肽释放酶原料的年需求量至少在3000亿KU以上，潜在市场在达到5000亿KU以上。

按目前市场价格120000元/亿KU计算，全国的激肽释放酶销售额达到3.6亿以上，潜在市场达到6.0亿元以上。

目前激肽释放酶在医药、保健品、抗衰老化妆品中的应用越来越深入，给激肽释放酶市场留下了巨大的市场空间。

我国是产猪大国，每年屠宰生猪约4.5亿头（其中我省年屠宰量在4000万头左右），充分利用我国的猪胰资源，可生产激肽释放酶产品33800-54000亿KU，完全可以满足国内的市场需求，目前我国激肽释放酶生产的“瓶颈”其实在于目前生产激肽释放酶工艺上的不足。

传统分离提取激肽释放酶的方法主要有有机溶剂和盐分级沉淀、凝胶过滤、亲和层析、离子交换法等，这些方法在上柱前需经过多步复杂的处理过程，如离心、过滤、超滤浓缩等步骤，且处理要求高，因此传统工艺存在生产步骤多、工艺复杂、生产周期长、能耗高、回收率低等缺点。

本项目在国内率先采用扩张床吸附技术和对-氨基苯甲咪亲和层析技术从猪胰脏中制备激肽释放酶。

扩张床吸附技术是20世纪90年代发展起来的新型蛋白质分离纯化技术，能处理含悬浮颗粒的液体，作为蛋白质初步分离方法，集固液分离、浓缩和初纯化于一体，它简化了工艺前处理步骤，缩短了操作时间，提高了产品回收率。

后又进一步采用对-氨基苯甲脒亲和层析技术纯化激肽释放酶，提高了产品的纯度，产品经江西省药品检验所检验，效价达到800KU/mg以上，比活超过1400KU/mg。

该工艺经江西省科技厅组织的专家鉴定，结论为先进、稳定、高效，属国内首创，居国内领先水平。

2项目所处技术领域产业政策

本项目技术属于生物技术领域中生化分离技术，是市政府重点支持的高新技术领域的新技术改造、提升传统产业技术项目；该项目充分利用我国的猪胰脏资源，制备具有高附加值的激肽释放酶产品，可增加农牧产品的附加值，提高资源利用度。

是国家产业政策鼓励和支持项目。

3项目所处技术领域技术发展现状

本项目技术是生物工程技术的下游技术—生化分离技术，传统分离技术有有机溶剂沉淀、盐析法、凝胶过滤、离子交换等方法，这些方法存在成本高，对材料的前处理要求高，工艺步骤多，分离效果不理想，工艺复杂等缺点，随着生物技术的发展，上世纪末出现了亲和层析技术、膜分离技术等新型的分离技术，这些技术在一定的程度上降低了生产成本，提高了分离效率，使产品纯度有所提高，但生产工艺步骤多，原料的前处理复杂，同时配基及载体的选择成了技术应用和发展的关健。

目前的超临界萃取法等还停留在实验阶段或极少地应用。

因此，寻找一种工艺步骤简单，生产成本低，分离效率高，易于工业化生产的生化分离技术，是当前技术领域发展的趋势。

4项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用

扩张床吸附（Expandedbedadsorption，EBA）技术是20世纪90年代发展起来的新型蛋白质分离纯化技术，由英国剑桥大学Chase教授于1990年提出。

扩张床吸附技术能处理含悬浮颗粒的液体，分离效率高，作为蛋白质的初步分离方法，集固液分离、浓缩和初步纯化于一体，具有提高回收率、降低投资费用、缩短操作时间等优点，是当前生物工程下游过程的一个研究热点。

对-氨基苯甲咪为化学合成物，价格便宜，性质稳定，特异性吸附强，而且吸附量大，与相应载体偶联技术也相当成熟，以对氨基苯甲咪作亲和层析的配基，具有特异性吸附强，操作条件温和，纯化倍数高等优点。

与传统技术相比，扩张床吸附技术和对-氨基苯甲脒亲和层析技术相结合应用于激肽释放酶原料产品的制备，具有操作步骤少，操作简单，分离效率高，生产成本低等优点。

该技术还可用于从其他动植物中提取天然活性蛋白质，促进蛋白质及其他生物活性物质分离纯化的产业技术进步和发展，推动我国生物技术的进步。

5项目目前进展情况

本项目为万华公司于2003年11月开始实施的科研课题，经过一年多的研究，本项目的小试成果“扩张床吸附技术制备高纯度胰激肽释放酶工艺研究”已于2005年05月25日通过了江西省科技厅组织的科技成果鉴定，与会专家一致认为该工艺先进、稳定、高效，属国内首创，居国内领先水平（见附件一：

科技成果鉴定证书）。

小试产品经江西省食品药品检验所检测，效价达800KU/mg，比活达1400KU/mg，并且已试销给国内外客户，取得客户的质量认可（见附件六：

产品销售相关证明）。

二、技术方案论述

1项目技术关键点或创新点论述，项目完成时达到的技术水平

1.1技术关键点

1.1.1猪胰脏粗处理技术

为了有效、充分地利用猪胰脏资源，提高激肽释放酶的提取率，本项目全面考虑影响猪胰脏提取效果的因素，如提取液pH值、激活剂浓度、提取时间及溶解比等，通过正交试验获得最佳提取条件及相关技术指标，大大减轻了后续工艺处理的难度。

1.1.2扩张床吸附技术

胰激肽释放酶的等电点为4.05-4.35，最佳pH为6-8，本项目选用Streamline-DEAE阴离子扩张床吸附技术，直接处理含悬浮颗粒的料液，自下而上进样，扩大柱床体积，提高吸附效果。

分别研究上样体积、上样缓冲液pH值、洗涤液、洗脱液及洗脱体积对纯化效果的影响，并获得相应的操作参数。

1.1.3亲和层析技术

获得对胰激肽释放酶具有最佳亲和作用的对-氨基苯甲脒亲和介质，然后分别对上样体积、上样缓冲液pH值、洗涤液、洗脱液及洗脱体积对纯化效果的影响进行研究，并获得相应的操作参数。

1.1.4超滤浓缩和冷冻干燥

采用截留分子量为10KD的超滤膜超滤浓缩后，进行冷冻干燥。

操作过程中对冷冻干燥原液的浓度（干物质的含量、糖类的含量、水的含量等）、保护剂的种类等因素进行实验，确定最终操作参数。

1.2创新点

1.2.1生产工艺创新

本项目针对传统工艺的设备要求复杂、工艺繁琐、生产周期长、成本高、纯化效率低等缺点，采用扩张床吸附技术和亲和层析技术两步层析工艺制备激肽释放酶。

扩张床吸附技术，集固液分离、浓缩和初步纯化于一体，简化了生产工艺；而亲和层析技术特异性吸附激肽释放酶，使产品的纯度及效价远远超过部颁标准的要求。

而且经过整个纯化工艺后，激肽释放酶的活性回收率平均达到90%。

经国家知识产权局查新，结果表明：

国内未检索到采用扩张床吸附技术制备激肽释放酶专利文献。

因此本纯化工艺不涉及专利保护问题（见附件五：

国家知识产权局专利检索中心检索报告）。

同时经上海科技情报研究所查新，结果表明：

本项目建立的激肽释放酶纯化工艺在国内文献中未见报道（见附件四：

上海科学技术情报研究所查新报告）。

1.2.2产品性能、指标上的创新

本项目以猪胰脏为原料，制备激肽释放酶产品比部颁标准规定的相应产品的质量要求更高。

产品中激肽释放酶生物效价超过800KU/mg，比活超过1400KU/mg.p，在国内处于领先水平（见附件二：

产品检验报告）。

1.3项目完成时达到的技术水平

项目生产工艺属于国内领先水平，生产工艺先进、稳定、高效，产品活性物质的回收率平均达到90%（见附件一：

科技成果鉴定证书）。

项目完成时预计建立稳定、高效、年生产能力为75亿KU激肽释放酶原料产品的生产线，产品的活性回收率达到80%以上，产品的质量符合企业标准的要求。

2项目技术方案论述：

生产技术、工艺流程、主要技术参数

2.1生产技术

本项目采用扩张床吸附技术从猪胰脏粗处理液中提取激肽释放酶，并进一步用亲和层析技术纯化。

其技术原理和特点分别如下：

扩张床吸附（Expandedbedadsorption，EBA）技术是20世纪90年代发展起来的新型蛋白质分离纯化技术。

扩张床吸附技术能处理含悬浮颗粒的液体，分离效率高，作为蛋白质的初步分离方法，集固液分离、浓缩和初步纯化于一体，具有提高回收率、降低投资费用、缩短操作时间等优点，

亲和层析技术主要是根据生物分子与特定的固相化配基之间的亲和力而使生物分子得到分离，这种有选择性地结合主要归结于固相化配基与亲和互补物二者之间的生物学特性和特异的化学结构以及空间构象。

具有特异性强、操作条件温和、纯化倍数高等优点。

2.2工艺流程

2.3主要技术参数

猪胰脏预处理过程中pH值（6.0左右）、激活剂种类及浓度（5%Ca2+）、上扩张床前pH值及缓冲液（pH6.0，0.01MPB）、平衡亲和柱pH值及缓冲液（pH7.0，0.01MPB）和洗脱液种类及浓度（0.03MPB-0.3NaCl，pH6.0）等参数。

3项目技术质量指标：

项目产品达到的主要技术性能指标、执行的质量标准、通过的国家相关行业许可认证等

项目产品达到的主要技术性能指标为激肽释放酶生物活性达到800KU/mg以上，比活超过1400KU/mg﹒p，其它指标均符合《企业标准》的规定。

执行的质量标准按万华公司激肽释放酶的《企业标准》执行。

万华公司现已通过ISO9001：

2000国际标准认证。

4分阶段描述项目执行过程中各阶段目标

本项目计划在两年内完成，分四个阶段完成，各阶段目标如下：

第一阶段

2005.07-2005.11

共需5个月，投入资金53万元。

完成项目申报和工艺的改进及定型，并完成工艺的设计工作，进行激肽释放酶项目相关的员工岗位培训。

第二阶段

2005.12-2006.06

共需7个月，投入资金140.6万元。

完成试