七、生物分离方法选择的基本原则
生物分离与纯化的工艺过程，首先要考虑产品的性质，如产品的位置、分子结构、在原料中的浓度等。在遵循产品性质规律的前提下，生物分离过程还要注意方法选择的以下一些基本原则：
（一）生产成本要低
分离与纯化所需的费用占产品总成本的很大比例，尤其对于基因工程药物，有时分离与纯化费用占到生产成本的80％～90％。因此，成本是分离纯化工艺设计的首要考虑因素，要尽可能选择简单、低耗、高效、快速的分离方法和工艺。
（二）分离步骤尽可能少
所有的分离纯化过程都有多个步骤和多个单元操作，步骤越多产品回收率越低，而且步骤越多，设备投入大，人员物资消耗大，生产周期长，操作成本会上升。要避免相同原理的分离技术多次重复出现，比如分子筛和超滤技术按分子量大小分离，重复应用两次以上，意义就不大了。
（三）合理的分离步骤次序
在对生物产品进行分离纯化时，要根据产品的特点设计各个步骤的先后次序，也可以通过每种方法在分离纯化中所起的作用来确定使用各种方法的先后次序。原则：先低选择性，后高选择性；先高通量，后低通量；先粗分，后精分；先低成本，后高成本。比如：沉淀能处理大量的物质，且受干扰物质的影响小，因此首先使用沉淀操作；亲和色谱的纯化效率很高，对目的物纯度也有较高的要求，通常在流程的后阶段使用。
（四）尽量减少新化合物进入待分离的溶液
分离过程中不可避免要引入新的一些化合物，在选择添加这些化合物时要慎重，注意尽量避免引起新的化学污染，避免引起蛋白质的变性失活。
八、生物分离过程的特点
生物分离过程的处理对象是发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液，它们都是具有生理活性的复杂的多相体系，且溶质浓度很低。在使溶质保持生物活性和功能的前提下，将其从复杂体系中分出具有很大的难度。因此，生物分离纯化过程与化学分离过程相比有许多特殊之处。
（一）生物产品的特点
1.应用面广，生物产品涉及医药卫生、环保、动植物生长调节、食品和试剂等。
2.种类繁多。分子量范围大，结构功能复杂，生物活性各异。如分子量小于1000的生物产品有抗生素、有机酸、aa、多肽类等，分子量大于1000的生物产品有酶、抗原、抗体、多肽、蛋白质等。
3.产品的质量要求高，最终产品要求的纯度很高，特别是药品。用作医药、食品和化妆品的生物产物与人类生命息息相关，要求最终产品的质量必须符合药典、试剂标准和食品规范等国家标准。因此，要求分离与纯化过程必须除去原料液中的热原及具有免疫原性的异体蛋白等有害人体健康的物质，并且防止这些物质在操作过程中从外界混入。如成品青霉素对其强致敏原——青霉噻唑蛋白必须控制放射免疫测定值小于100（1.5×10-6），蛋白类药物杂质一般要求小于2％、重组胰岛素中杂蛋白含量要小于0.01％。
4.生物活性物质的稳定性低。易变质、易失活、易变性，对温度、pH值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等非常敏感。外部条件不稳定或急剧发生变化，容易引起生物活性的降低或丧失。因此，为维持生物物质的活性，对分离与纯化过程的操作条件有严格的限制。
（二）原料液的特点
1.生物分离与纯化处理的原料液体系十分复杂，含有微生物细胞、菌体、代谢产物、未耗用的培养基以及各种降解目标产物的杂质（如蛋白酶等）。
2.原料液中常存在与目标分子在结构等理化性质上极其相似的分子及异构体，形成用普通方法难以分离的混合物。
3.除少数特定的生化反应系统，原料液是产物浓度很低的水溶液，目的产物在初始物料中的含量一般都很低，有时甚至是极微量的。如发酵液中青霉素（4.2％）、庆大霉素（0.2％）、干扰素（＜50ug/mL）。
（三）生产成本特殊
据各种资料统计，分离与纯化过程所需的费用占产品总成本的很大比例，尤其对于基因工程药物，有时分离与纯化费用占生产成本的比例可达80％~90％。产品价格与产物浓度成反比。对现有生物产品的调查显示，产品的价格通常与其在生物反应器溶液中的浓度成反比，即产品初始浓度越低，该产品的最终售价越高。
（四）工艺设计特殊
1.为保持目标产物的生物活性和功能，必须设计合理的分离过程、优化单元操作条件，实现目标产物的快速分离纯化，获得高活性目标产物。
2.为实现性质相似产物的分离需利用具有高度选择性的分子识别技术或高效液相色谱分离技术纯化目标产物，并且采用多种分离技术和多个分离步骤完成一个目标产物的分离纯化。
3.为提高产品回收率，必须优化设计分离过程和各个单元操作，并努力开发和应用新型高效的分离纯化技术。
4.为与生物工程上游技术相衔接，要求分离纯化过程有一定弹性，能够处理各种条件下的原料液，特别是染菌的发酵液。
5.单元操作：因为生物产品的种类和性质都呈多样性，所以用到的单元操作也是多种多样的；同一单元操作可以在不同的工艺阶段使用；为获得最佳分离效率，不同的单元操作可以组合。
总而言之，生物技术产品的特点给生物分离工程提出了特殊的要求，生物工程产业没有生物分离工程的配套就不可能实现工业化生产。没有生物分离工程的发展，就不可能有工业化生产的经济效益。
九、生物分离工程的发展趋势
生物技术产业是21世纪的支柱产业之一，生物工程技术是21世纪高新技术革命的核心内容，生物分离工程是生物工程技术的重要组成部分，在生物技术研究和产业发展中发挥着重要作用。生物科学的研究进展，为生物分离工程技术的发展打下坚实的理论基础，而生物工程技术实践又为生物科学研究成果转化为生产力提供了广阔的操作平台。生物技术要走向产业化，上下游过程必须兼容、协调，以使全过程能优化进行。与上游过程相比，下游处理过程是一个多步骤、高能耗、低效率的过程。由于历史的原因，生物技术发展初期，绝大多数的投资是在上游过程的开发，而下游处理过程的研究投入要比上游过程少得多，因而使得下游处理过程的研究明显落后，已成为生物技术整体优化的瓶颈，严重地制约了生物技术工业的发展。因此，当务之急是要充实和强化下游处理过程的研究，以期有更多的积累和突破，使下游处理过程，尽快达到和适应上游过程的技术水平和要求。
（一）新型、高效分离纯化技术的研究和开发
1.新型分离介质的研究开发：分离介质的性能对提高分离效率起到关键的作用，介质的机械强度、对目标物的选择性是工艺设计时要考虑的重要因素。色谱分离技术已成为最有效和应用最广泛的分离技术，但是以凝胶和天然糖类为骨架的色谱分离介质，由于其强度较弱，难以实现工业化的大规模生产。因此，进行新型、高效的分离介质的研制是生物分离与纯化工艺改进的一个热点。
2.分离技术的研究开发：如由溶剂萃取技术衍生出一大批生化分离技术（超临界CO2萃取、反胶团萃取、液膜分离）。
