生物藥物成分的提取純化技術(shù)

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1、第七章生物藥物成分的提取純化技術(shù)學(xué)習(xí)要點掌握幾種基本的細(xì)胞破碎操作技術(shù)掌握超濾分離的操作技術(shù)掌握幾種常用的沉淀分離操作技術(shù)掌握離子交換色譜的操作技術(shù)第一部分必備知識生物制藥過程中，產(chǎn)物的分離純化有如下特點：1、生物藥物的有效成分在生物材料中濃度很低，有的只達(dá)到萬分之一，甚至百萬分之一，因此，分離操作步驟多，不易獲得高收率。2、雜質(zhì)的含量相對比較高，雜質(zhì)的種類繁多，各種雜質(zhì)的形狀、大小、分子量和理化性質(zhì)都各不相同，沒有固定的去除方法;3、生產(chǎn)中得到的大多數(shù)目的藥物都是具有生物活性的物質(zhì)，對熱、酸、堿、重金屬及pH變化和各種理化因素都比較敏感，容易變性、鈍化或破壞，分離

2、過程中必須十分小心地保護(hù)這些化合物的生理活性；4、生物制藥的分離鈍化的過程中，加工條件（溫度、pH、離子強度）對產(chǎn)品質(zhì)量影響較大。產(chǎn)物的初級分離階段和純化精制階段分離純化初期，由于粗品中的成分復(fù)雜，目的物濃度較低，與目的物理化性質(zhì)相似的雜質(zhì)多，所以不宜選擇分辨能力較高的純化技術(shù)，采用萃取、沉淀、吸附等一些分辨力低的方法較為有利。精制階段，可采用高選擇性的分離技術(shù)，如各種色譜技術(shù)、超濾技術(shù)等，將目的物與雜質(zhì)分開，使產(chǎn)物純度達(dá)到要求。第二部分操作技術(shù)第一節(jié)細(xì)胞破碎技術(shù)實踐中選擇破碎方法的原則是：最佳破碎方法與最佳破碎條件相結(jié)合，以達(dá)到高的產(chǎn)物釋放率；與后面的分離純化相結(jié)

3、合考慮，便于產(chǎn)物的提??；低能耗，降低成本。細(xì)胞的破碎方法很多，有物理方法、化學(xué)方法、生物方法等。一物理方法反復(fù)凍融法：置-15~-20℃冰箱內(nèi)凍結(jié)，再置于室溫下，如此反復(fù)凍融幾次。動物性材料急熱驟冷法：投入沸水浴中，在90℃左右?guī)追昼姡⒓粗糜诒≈醒杆倮鋮s。細(xì)菌及病菌材料超聲波破碎法：為防止有效成分的變性，常在冰水或有外部冷卻條件的容器中進(jìn)行。微生物材料碾磨法：為提高碾磨效率，常加入細(xì)砂、石英粉或氧化鋁等。適宜實驗室使用組織搗碎法：為了防止發(fā)熱和升溫過高引起有效成分的變性，通常轉(zhuǎn)10~20s，停10~20s。一般用于動物組織、植物肉質(zhì)種子、柔嫩的葉芽等高壓勻漿破碎

4、法：利用高壓迫使細(xì)胞懸液高速通過針形閥，通過突然減壓和高速沖擊特制撞擊環(huán)，達(dá)到細(xì)胞破碎的目的。細(xì)菌和部分酵母菌細(xì)胞高速攪拌珠磨法：將玻璃小珠與細(xì)胞懸液一起高速攪拌，帶動玻璃小球撞擊細(xì)胞，使細(xì)胞破碎的方法。酵母菌和膠束狀微生物菌體二、化學(xué)方法酸堿法：用酸或堿處理微生物細(xì)胞可以溶解細(xì)胞壁使胞內(nèi)產(chǎn)物溶出。大規(guī)模破碎中可與考慮用堿來溶解細(xì)胞。表面活性劑處理法：利用表面活性劑處理細(xì)胞，可增大細(xì)胞壁通透性，使細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)物容易釋放出來。三、生物學(xué)方法自溶法：注意水解酶不僅可以使細(xì)胞壁和細(xì)胞膜破壞，同時也可能會把某些需要提取的有效成分分解。酶解法：利用酶先將細(xì)胞壁分解，再釋放內(nèi)含物。

5、第二節(jié)沉淀分離技術(shù)應(yīng)用的分離技術(shù)時考慮以下幾個因素采用的沉淀技術(shù)對目的物的分離有高的選擇性；采用的分離條件不會破壞目的物的結(jié)構(gòu)或活性；加入溶液中的沉淀劑容易獲得，在后續(xù)的加工中容易去除；殘留的沉淀劑對人體無害；沉淀劑對環(huán)境的污染小，易回收。一、鹽析沉淀技術(shù)1.鹽析操作最常用的是硫酸銨：價格便宜；溶解度大、尤其是在低溫時仍有相當(dāng)高的溶解度；分離效果好；不易引起變性，有穩(wěn)定蛋白質(zhì)和酶的作用；廢液不污染環(huán)境。2.脫鹽操作透析時，注意防止透析袋外的液體進(jìn)入透析袋，引起膨脹。為加快透析速度，應(yīng)不斷的更換透析液，因透析所需時間較長，為防止酶或蛋白質(zhì)變性，所以最好在低溫中進(jìn)行。透

6、析常用于脫除鹽、少量有機溶劑、生物小分子雜質(zhì)和濃縮樣品等。二、等電點沉淀技術(shù)蛋白質(zhì)、酶、氨基酸、核酸等都是兩性電解質(zhì)，當(dāng)溶液在某一pH值時，這些生物大分子的所帶的正負(fù)電荷相等而呈電中性，此時溶液的pH值稱為等電點。等電點技術(shù)是利用這些生物大分子在其等電點的溶液中，溶解度最低，易發(fā)生沉淀，從而實現(xiàn)分離的方法。三、有機溶劑沉淀技術(shù)有機溶劑沉淀技術(shù)時在含有溶質(zhì)的水溶液中加入一定量親水的有機溶劑，降低溶質(zhì)的溶解度，使其沉淀析出。四、有機高聚合物沉淀技術(shù)有機高聚物沉淀技術(shù)是用有機高聚物作沉淀劑。五、結(jié)晶技術(shù)溶質(zhì)以固體形式從溶液中分出，析出物為無定形固體時稱為沉淀技術(shù)，析出物為

7、晶體時則稱為結(jié)晶技術(shù)；它們共同的特征都是溶質(zhì)從液相中析出，形成固相。第三節(jié)萃取分離技術(shù)萃取技術(shù)是利用目標(biāo)藥物在互不相溶的溶劑之間分配系數(shù)不同而得以純化或濃縮的技術(shù)。一、溶劑萃取技術(shù)：是利用目的物在兩種互不相溶的溶液中的溶解度不同，使其從一種溶液轉(zhuǎn)移到另一種溶液中去，以達(dá)到濃縮和提純的目的。二、雙水相萃取技術(shù)：將兩種不同水溶性的高聚物溶液混合，當(dāng)高聚物的濃度達(dá)到一定值時，體系會自然地分成不相溶的兩相，這就是雙水相體系。三、超臨界萃取技術(shù)它以超臨界流體作為萃取劑，在超臨界狀態(tài)下，從物料中萃取待分離的組分，然后借助壓力、溫度的改變使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則