Separacin y Procesos Biotecnolgicos

BT56A-IQ742

ClasesCATEDRA LUNES 12:00-13:30 VIERNES 12:00-13:30 AUXILIAR Mircoles 14:30-16:00Ejercicios todas las clases

FECHA DE CONTROLES:CONTROL 1: Mircoles 30 de agosto CONTROL 2: Mircoles 4 de Octubre CONTROL 3: Mircoles 8 de Noviembre

ProgramaRecuperacin de Protenas Separacin Slido-Lquido:CentrifugacinFiltracinCoagulacinFloculacinProcesos de MembranaMicro filtracinUltra filtracinDilisis

Rompimiento de Clulas Mtodos MecnicosHomogenizadoresMolinos de BolasMtodos No MecnicosSolventeslcalisEnzimticosConcentracin de ProtenasPrecipitacinSelectivaNo selectiva Extraccin Lquido-Lquido

Purificacin de ProtenasTcnicas Cromatogrficas Adsorcin, Adsorcin en ColumnasTeora de Cromatografa de ProtenasCromatografa de Filtracin por GelesCromatografa de Intercambio InicoCromatofocusingCromatografa de Interaccin HidrofbicaCromatografa de Fase reversaCromatografa de AfinidadCromatografa de lecho expandidoTcnicas ElectroforticasElectroforesisIsoelectroenfoque

Diseo de Procesos de SeparacinCultivo de Clulas Animales y VegetalesProcesos BiotecnolgicosIndustria Biotecnolgica de Protenas

Material del CursoEn U_ Cursos

Evaluacin

3 Controles y Examen (Nc)Ejercicios y Tareas (Ne)

NF = 0.85 Nc+0.15 Ne

Bibliografa

1. Scope R.K "Protein Purification: Principles and Practice" 3er Edicin, Spingerm 19942. Harris E.L. and Angal S. "Protein purification methods: A practical approach" 1 Edicin, IRL Press, 19893. Belter P., Cussler E.L. and Hu Wei Shou "Bioseparations : Dowstream Processing for Biotechnology":, John Wiley and Sons , 1988.4. Doran M." Bioprocess Engineering Principles", Academic Press, 1995.5. Asenjo J.A. "Separation processes in Biotechnology", Marcel Dekker, 19906. Tejeda, R.M.Montesinos, R.Guzman "Bioseparaciones", Editorial Unison, 1995.7. Ahuja S Handbook of Bioseparations, Academic Press, 2000.

Clases

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Presentar la materiaHacer Ejercicios para aplicarla

Introduccin

INTRODUCCION

La biotecnologa ha avanzado en los ltimos aos. La oferta de empresas en el rea de ingeniera gentica son generalmente reportados en las pginas financieras,

=> Esto implica un futuro promisorio para el rea.

Produccin Mundial y Valores de Mercado de Productos Protenicos Tpicos

La biotecnologa se refiere a cultivos:

MicrobianosClulas animalesPlantas Virus

Para producir productos tiles para los humanos y que generen ganancias a los inversionistas

ANTECEDENTES

Los primeros productos biotecnolgicos se conocen desde 4000 a.C. cuando se producan pan, queso y yogurt.

La definicin de biotecnologa proviene de aproximadamente 100 aos atrs. Se orienta principalmente a productos orgnicos generados por fermentaciones. Acetona (Industria de municiones I Guerra Mundial).cido ctrico y glutmico. Antibiticos acapar toda la atencin, resultando el producto ms importante de la biotecnologa, este metabolito secundario produjo grandes beneficios.

Esquema general de la produccin de productos biotecnolgicosDownstream processing (DSP)

Protenas 60 - 70 g/l

Agua

Desechos

Fermentacin

Cosecha

Disrupcin

Separacin

Concentracin

Pulimento

Purificacin de alta resolucin

Preacondicionamiento

Caractersticas de la bioseparacin

La separacin de los productos biotecnolgicos resulta relativamente ms difcil que las separaciones en la ingeniera qumica convencional, ya que las molculas que se separar resultan ser extremadamente frgiles y de propiedades fisicoqumicas y bioqumicas muy similares entre ellas. Cualquier empresa que trabaje en la produccin de bioproductos, trabaja con alrededor de 200 compuestos diferentes, mientras que la empresa petroqumica slo trabaja con alrededor de 10 compuestos.

Parmetros tpicos relacionados con DSP

Composicin de una Corriente de Entrada a DSP

Productos Biotecnolgicos de Inters Biomasa Levadura HongosBacteriasVirus Adenovirus Herpes virus Retrovirus Baculo virus Adenoasociados Metabolitos Alcoholes Antibiticos cidos Protenas

PProcesos de Produccin de Bioproductos Qu se desea?Desde una suspensin diluda se desea un productos biotecnolgico con:

- Mximo rendimiento R = Pf/Pi Pf: Concentracin Producto FinalPi : Concentracin producto inicial

- Mxima PurezaPureza = Pf / S P

S P: Sumatoria de la concentracin de todos los compuestos presentes- - Producto con propiedades funcionalesCumpliendo las condiciones de: Costo Razonable, dado que los costos de proceso son muy caros, siendo un porcentaje bastante significativo los equipos.

Diseo del Proceso de recuperacin y purificacin (Downstream processing DSP)Para el diseo del DSP se debe conocer las respuestas a las siguientes preguntas: Cul es el precio del producto? Cul es el nivel de produccin? Dnde est el producto en cada etapa?Cules son las propiedades fisicoqumicas y/o bioqumicas que diferencian al producto de sus contaminantes?Cul es el costo de las diferentes alternativas del DSP?cul es la eficiencia de cada etapa?

Proceso de produccin de BiomasaCrecimiento de la Biomasa (Fermentacin)Separacin de la biomasa del medio de cultivo.Secado y post-tratamientosAlmacenamiento de la biomasa

Proceso de produccin de VirusCrecimiento de Clulas empaquetadorasInfeccin de Clulas empaquetadorasCrecimiento de Clulas empaquetadoras infectadasRecuperacin de Clulas empaquetadorasRompimiento de las clulas (segn virus)Separacin de los debris celularesPurificacin de los virusAlmacenamiento de los virus

Produccin y Purificacin de Adenovirus

Mtodo Tradicional de Purificacin : CsCl Gradiente + Dilisis

Adenovirus PuroCromatografa deIntercambio InicoPEGSal+Recuperacin AdenovirusMtodo Propuesto de PurificacinDos Fase acuosas + Cromatografa

Proceso de produccin de MetabolitosCrecimiento de la Biomasa (Fermentacin)Separacin del metabolito de la biomasa.Tratamiento y purificacin del metabolitoAlmacenamiento del metabolito

Produccin de cido Ctrico

Proceso de produccin de protenas

50-90% Costo de Produccin

Efecto de la eficiencia de cada etapa