Highly Selective Separations in Biotechnology

موفقیت در مواجهه با چالش تولید محصولات تجاری پیش بینی شده با بهره برداری از فرآیندهای بیولوژیکی به ارائه پروتکل های جداسازی موثر بستگی دارد. اثربخشی را می توان از نظر گزینش پذیری، خلوص، وضوح و موفقیت اعتبارسنجی اندازه گیری کرد. مشکلات عمده پردازش با بازیابی انتخابی مولکول هایی که در غلظت های پایین از مخلوط های پیچیده وجود دارند یا حذف انتخابی آلاینده ها از مولکول مورد نظر مرتبط است. در تکامل فرآیندهایی که این تقاضا را برآورده می کنند، الزامات نظارتی اعمال شده توسط دولت ها بر خلوص یک محصول، به ویژه در بازار مراقبت های بهداشتی، محوری است. شیمیدانان آلی مصنوعی به طور فزاینده ای انجام یک یا چند مرحله را با استفاده از تبدیل زیستی آنزیمی که در آن مولکول هایی با یک استریوشیمی یا کایرالیتی منفرد و ثابت مورد نیاز است، مفید می دانند. اصول اساسی در پس روش‌ها، تکنیک‌ها و فرآیندهایی که در حال حاضر به صورت تجاری مورد استفاده و توسعه قرار می‌گیرند، به ماهیت و خواص زیستی خاص مولکول مورد نظر متکی هستند. وقتی این عوامل با تکنیک‌های سنتی‌تر بارش، کروماتوگرافی، استخراج مایع-مایع و فرآیندهای غشایی ترکیب می‌شوند، ابزارهای قدرتمندی ظاهر می‌شوند که امکان طراحی جداسازی‌های بسیار انتخابی را فراهم می‌کنند. گسترش منطقی این ترکیبات به کارگیری تکنیک‌های مهندسی ژنتیک برای تأثیرگذاری بر جداسازی‌ها در سطحی اساسی‌تر و ساختاری‌تر از طریق اصلاح پروتئین هدف در منبع، در طول سنتز آن، برای تسهیل جداسازی آن به شیوه‌ای معین و انتخابی است که منجر به متمایز می‌شود. امکان تولید برنامه های جداسازی "طراح".

Success in meeting the challenge to produce the commercial products anticipated by the exploitation of biological processes depends upon provid­ ing effective separation protocols. Effectiveness can be measured in terms of selectivity, purity, resolution and validatory success. The major processing problems are associated with either the selective recovery of molecules which are present in low concentrations from complex mixtures or the selective removal of contaminants from the desired molecule. Central to the evolution of processes satisfying this demand are the regulatory requirements being imposed by governments on the purity of a product, especially in the health care market. Synthetic organic chemists are increasingly finding it advantageous to conduct one or more steps using either enzymic biotransformations where molecules with a single and consistent stereochemistry or chirality are required. The underlying princi­ ples behind the methods, techniques and processes currently being used and developed commercially rely upon the biospecific nature and properties of the desired molecule. When these factors are married to the more traditional techniques of precipitation, chromatography, liquid-liquid extraction and membrane processes, powerful tools emerge, allowing highly selective separations to be designed. The logical extension of these combinations is to apply genetic engineering techniques to influence the separations at a more fundamental and structural level by modifying the target protein at source, during its synthesis, to facilitate its separation in a given, selective manner, leading to the distinct possibility of producing 'designer' separation programmes.