Bioseparations Engineering

作者:Ladisch, Michael R.

页数:760

出版时间:2001-3

价格:2084.00 元

isbn号码:9780471244769

具体描述

Multidisciplinary resource for graduate studies and the biotechnology industry

Knowledge of the genetic basis of biological functioning continues to grow at an astronomical rate, as do the challenges and opportunities of applying this information to the production of therapeutic compounds, specialty biochemicals, functional food ingredients, environmentally friendly biocatalysts, and new bioproducts from renewable resources. While genetic engineering of living organisms transforms the science of genomics into treatments for cancer, diabetes, and heart disease, or products for industry and agriculture, the science and technology of bioseparations are the keys to delivering these products in a purified form suitable for use by people.

The methods, theory, and materials that reduce the science of bioseparations to practice, whether in the laboratory or the plant, are the subjects of Bioseparations Engineering. Examples address purification of biomolecules ranging from recombinant proteins to gene therapy products, with footnotes detailing economics of the products. Mechanistic analysis and engineering design methods are given for:

* Isocratic and gradient chromatography

* Sedimentation, centrifugation, and filtration

* Membrane systems

* Precipitation and crystallization

Topics addressed within this framework are: stationary phase selection; separations development; modeling of ion exchange, size exclusion, reversed phase, hydrophobic interaction, and affinity chromatography; the impact of regulatory issues on chromatography process design; organization of separation strategies into logical sequences of purification steps; and bridges between molecular biology, combinatorial methods, and separations science.

A result of teaching and developing the subject matter over ten years, Bioseparations Engineering is an ideal text for graduate students, as well as a timely desk book for process engineers, process scientists, researchers, and research associates in the pharmaceutical, food, and life sciences industries.

用户评价

我拿到这本《Bioseparations Engineering》时，本以为能看到一套系统、前沿的生物分子纯化技术综述，特别是针对目前热门的单克隆抗体、重组蛋白等生物制品的下游工艺。我期待的是对连续分离技术，比如模拟移动床（SMB）或反应萃取等复杂分离手段有更细致的阐述，因为这些技术在降低成本和提高效率方面潜力巨大。然而，书中大部分篇幅似乎都在围绕经典的沉淀、过滤和初步的离子交换层析展开，这些知识点虽然重要，但对于行业内人士来说，显得有些陈旧和基础。比如，在介绍蛋白质溶解度和等电点沉淀时，它提供了一系列的相图和经验公式，但这与现代利用高通量筛选技术快速确定最佳沉淀条件的做法相去甚远。此外，对于细胞收获后澄清步骤中使用的离心机和深层过滤器的性能比较与选择标准，书中也只是轻描淡写地带过，缺乏关键的工程参数对比。总而言之，这本书更像是一本回顾性的教科书，而非引领未来技术发展的指南。

我花了好几个周末仔细研读了这本书中关于提取和预纯化的章节，尤其关注生物反应器收获液的前处理策略。我本希望这本书能详细介绍如何有效地利用固液分离技术（如澄清过滤、碟式离心机）来最大化回收率，同时将后续层析步骤的负载量损失降到最低。我对不同类型细胞培养体系（如哺乳动物细胞、酵母发酵）在收获阶段需要采取的差异化策略很感兴趣。遗憾的是，这本书对这些预处理环节的描述，更像是对标准操作手册的复述，缺乏对不同工艺路线之间成本效益分析的深入探讨。例如，它没有对比使用一次性袋式生物反应器与传统不锈钢反应器在下游分离成本上的结构性差异。对于目标分子稳定性较差的生物制品，如何设计温和、快速的捕获步骤，以最小化长时间停留时间带来的降解风险，这本书也没有提供详细的工程化思考路径。总体来说，这本书的广度尚可，但在关键的工程决策点上，深度和实用性均有欠缺。

作为一个在生物制药领域摸爬滚打多年的技术人员，我购买这本书的初衷是想深入了解不同分离介质在复杂生物体系中的行为机制，尤其是那些新型的疏水作用层析（HIC）或亲水作用层析（HILIC）的独特选择性原理及其在去除宿主细胞蛋白（HCP）和DNA方面的有效性。我希望能找到一些关于如何设计稳健的清除步骤的深入讨论，包括pH、盐浓度梯度对目标分子和杂质的差异化影响。然而，这本书对这些高阶选择性分离技术的讨论显得非常笼统，更多的是对传统离子交换层析（IEX）的原理进行详尽的重复。在处理高浓度目标产物时，如何管理层析柱的载量和再生效率是工业界非常关心的问题，但书中关于层析动态行为和柱床稳定性方面的篇幅少得可怜。我更愿意看到作者能够引入一些先进的计算流体力学（CFD）模型来预测流体在不同孔隙结构介质中的分布情况，而不是仅仅停留在简单的线性层析理论。

这本书的书名给我的期待是，它会深入讲解生物分离工程的核心概念和实际操作。我一直对下游处理过程中的关键技术很感兴趣，比如层析、膜分离以及如何优化这些步骤以提高纯度和收率。遗憾的是，这本书似乎把重点放在了更基础的生物化学原理上，而对于实际工程中的挑战，比如设备选型、放大效应以及过程控制的细节着墨不多。例如，在讨论层析时，我更希望看到关于固定相选择、洗脱液配方优化以及批次与连续操作模式的比较分析，但这本书更多地停留在理论模型和基础方程的推导上。我尝试在其中寻找一些解决工业规模难题的“秘籍”或案例研究，但感觉内容过于学术化，与我作为一名应用工程师的日常工作有些脱节。对于那些刚刚接触生物分离领域的研究生来说，它可能提供了一个很好的理论基石，但对于渴望将理论转化为高效生产流程的从业者而言，可能需要寻找其他更偏向应用和案例分析的资料来作为补充。我希望书中能有更多关于过程分析技术（PAT）在生物分离中的应用讨论，比如如何实时监测产品质量和过程状态，但这方面的内容几乎没有。

这本书的装帧和排版都给人一种严谨的学术气息，字体清晰，图表也比较规范。从这个角度来看，它似乎为初学者构建了一个扎实的理论框架。但是，当我试图将书中的内容应用于解决实际生产中遇到的具体问题时，我感到了强烈的挫败感。例如，在讨论膜分离技术时，我期待能看到关于超滤（UF）和渗滤（DF）过程中，膜污染的机理分析以及如何通过跨膜压（TMP）和错流速度（Cross-flow Velocity）的动态调控来维持通量。书中提供的膜选择性和截留率数据大多是理想状态下的静态测量值，缺乏实际操作中流体剪切力和浓差极化对性能影响的动态模型。对于如何选择合适的膜材料以避免蛋白质变性，书中的指导也显得过于宽泛，没有给出明确的风险评估矩阵或工程决策树。对于需要快速解决生产瓶颈的工程师来说，这本书提供的“工具箱”显得不够趁手。