提取工艺是合成生物发酵的下游，一般可分为提取与精制两个部分。提取部分又包括发酵液灭活与预处理，洗涤或者浸泡，过滤分离、萃取分离、结晶离心分离等具体步骤；精制部分又包括浓缩、脱色、过柱、结晶、干燥等具体步骤。选择不同的步骤及步骤间不同的先后排列就构成了不同的提取工艺路线，不同的提取工艺路线又对应不同各关键工艺控制点及不同的提取设备，最终也对应不同的收率与产品质量。提取工艺开发是合成生物学项目的一重要组成部分，是有些项目的难点所在，甚至是有些项目的成败关键。

       提取工艺开发，一般地先弄通提取物及目标物的性质，再在物性基础上考虑工艺设计；但往往实际情况是，特别是对于一些新产物，很难先弄清楚各物性；而是在实验及工艺开发过程中随着物质分离而逐步获得真实的物性，所以实际的提取工艺开发应该是边摸索提取工艺边熟悉提取物及中间态性质的过程。故此提取工艺开发策略及细节尤为重要。笔者认为，提取工艺开发至少要做到几个"对应"：①工艺路线与难点系统性对应；②工艺工序与收率质量分步对应；③工序分析与产品检测严格对应；④检测方法一致性对应。结合一些经验与教训，抛砖引玉，展开如下阐述。

       一、工艺路线与难点系统性对应。就是说需要抓住提取物与目标物的主要矛盾，有个反面的例子是，二相萃取发酵体系的发酵液粘度较大，普通离心时物料分3层，上层是乳化层中间层是水相底层是菌泥。如果提取工艺开发时，先不直接面对乳化难题，而是先以舍弃相当一部分的目标物以弱化乳化问题，而进行后面的产品提取，最终的小试工艺必然是放大不适用或者需要推倒重来。直面乳化，先分析比较酸化、碱化、升温、絮凝等是否可以破乳，哪种效果好；还有是否需要考虑二次萃取或者是采用膜稀释萃取，二次乳化又如何破解，拿出各种对比数据。第一步就直面关键"难点"，避免后续围绕核心难点而推翻开发的整体提取工艺路线。还有，考虑后续的工艺放大，在前期的工艺开发时还需要提前站在产业化的"难点"上考虑，比如如果是利用海水直接生物发酵的发酵液，肯定首先得考虑盐的处理，一是因为在细胞破碎后，高浓度的盐会导致蛋白质、类蛋白质等沉淀，改变萃取剂及目标物的分配系数；二是因为现在的工艺废水的环保除盐本身也是"难点"，其也是工艺对比整体考量的一个方面。

       二、工艺工序与收率质量分步对应。就是说在提取工艺开发时每步工序需要有对应的收率及目标物质量指标，不能因为发酵液的质量波动导致批间差异而轻视，不能因为这对实验人员自身操作及设备系统要求较高而"偷工减料"。比如，发酵液预处理后均匀取样需要搅匀而为了下一步操作又需要静置，这样就有效率的矛盾，应该妥善处理。通过不同步骤的收率与质量的比较分析方可决定其步骤的取舍及路线的排列组合，最后出来的总收率与质量情况与整体工艺路线对应，这是提取工艺开发的必须，这也是物料平衡思维的体现，为后续的丰富工艺包参数打下坚实的基础。

       三、工序分析与产品检测严格对应。这点一般提取工艺开发人员都理解并容易做到，为何在此强调？实际工作中因为数据量大、涉及人员多，如果没有很好地执行实验规范，还真不可能完全避免基础性错误。举个反面的例子吧，有次对杂质进行差异分析时，GC检测结果与GC-MS检测结果无法对应，经查后知道GC图谱对应的样品与GC-MS图谱对应的样品根本就不是同一批次样品。很多初学者一般认为都差不多，其实提取工艺开发时最最忌讳"差不多"，不同批次之间的差异及不同工艺路线的差异需要分开。不同的批次、不同的工序，其产品检测应该对应；不同的检测，如GC与GC-MS等，其样品应该对应。

       四、检测方法一致性对应。提取过程中是哪个层面的事就在哪个层面处理，例如杂质比较过程中，该是确定HPLC条件下的固定RRT杂质大小比较，那就比较大小；提取工艺开发过程中，可以通过质谱与结构鉴定来确定杂质结构，反馈、优化纯化路线，那就确定杂质结构。两个层面的事情不可搅浑，这个涉及到检测方法的深层次理解。所以千万不可在工艺开发过程只用结构鉴定的方法，而交接出去后才是通用方法。一般地工艺确定后最终还是得落实到确定HPLC条件下的固定RRT杂质上来的。

       对比于上游合成生物发酵有目标物从无到有的生成过程，提取工艺开发主要是以适当牺牲目标物的数量为代价，而获得目标物纯度及含量逐步提升，直至最终达到商品、药品的标准；其采用不同的工序模块组合对应不同的收率与质量，影响相当大一部分的效率与成本，提取工艺开发是项目放大非常重要的一部分。提取工艺开发过程也是非常专业及细化的一个领域，需要注意综上四点"对应"。在此基础上再谈工艺比较与放大，就可事半功倍。

       作者简介：@sdsmliao，男，高级工程师，生物技术专业，在工艺技术创新路上摸爬滚打近20年，曾获得“十佳”、“优秀”科技工作者等荣誉，获得多项工艺方面的发明专利。经历工段长、车间主任、车间工艺员、公司技术主管、质量主管、技术主任、技术副总等岗位；经历车间转产及扩产改造，经历项目放大到大生产技术转移，经历新项目的设计与建设，经历新公司的筹建。目前深耕项目放大方向萜烯类放大项目。