每一種生物物質在結構、理化性質、生物學性質上千差萬別，加之原材料的來源、最終產品的用途等也有所不同。因此，不同的生物物質有多種不同的分離純化手段，即便是同一種物質，不同技術路線或生產線也可采取不同的分離純化工藝。但大多數生物物質的分離純化有一個基本框架，即常常按生產過程的順序分為以下幾個步驟。
原材料的預處理
該步驟的目的是將目標產物從起始原材料（如器官、組織或細胞）中釋放出來，同時保護目標產物的生物活性。
顆粒性雜質的去除
由于技術和經濟原因，在這一步驟中能選用的單元操作相當有限，過濾和離心是基本的單元操作。為了加速固-液兩相的分離，可同時采用凝聚和絮凝技術；為了減少過濾介質的阻力，可采用錯流膜過濾技術，但這一步對產物濃縮和產物質量的改善作用不大。
可溶性雜質的去除和目標產物的初步純化
如果產物在濾液中，若要求通過這一步驟能去除與目標產物性質有很大差異的可溶性雜質，使產物濃度和質量都有顯著提高，常需經過一個復雜的多級加工程序，單靠一個單元操作是不可能完成的。這步可選的單元操作范圍較廣，如吸附、萃取和沉淀。
目標產物的精制
該步驟僅有有限的幾類單元操作可選用，但這些技術對產物有高度的選擇性，用于除去有類似化學功能和物理性質的可溶性雜質，典型的單元操作有色譜分析、電泳和沉淀等。
目標產物的成品加工
產物的最終用途和要求決定了最終的加工方法，濃縮和結晶常常是操作的關鍵，大多數產品必須經過干燥處理，有些還需進行必要的后加工處理（如修飾、加入穩定劑）以保護目標產物的生物活性。
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