生物制藥工藝技術(shù)基礎(chǔ)課件

第二章生物制藥工藝技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)生物材料與生物活性物質(zhì)一、生物材料的來(lái)源供生產(chǎn)生物藥物的生物資源主要有動(dòng)物、植物、微生物的組織、器官、細(xì)胞與代謝產(chǎn)物。應(yīng)用動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)與微生物發(fā)酵技術(shù)也是獲得生物制藥原料的重要途徑?；蚬こ碳夹g(shù)與細(xì)胞工程技術(shù)和酶工程技術(shù)更是開(kāi)發(fā)生物制藥資源的新途徑。（一）動(dòng)物臟器（1）胰臟（激素、酶、多肽、核酸、多糖、氨基酸等）（2）腦（腦磷脂、肌醇磷脂、神經(jīng)磷脂、神經(jīng)肽等）第二章生物制藥工藝技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)生物材料與生物活性物質(zhì)1（3）胃粘膜（胃蛋白酶、膠原蛋白酶、胃泌素、胃膜素）（4）肝臟（維生素、磷脂類(lèi)、膽固醇）（5）脾臟（免疫器官）（6）小腸（糖蛋白、核苷酸酶、溶菌酶、胃腸道激素）（7）腦垂體（各種激素）（8)心臟（細(xì)胞色素C、輔酶Q10）其它等（二）血液、分泌物和其它代謝物血液制品：人血制劑、抗凝血酶Ⅲ，凝血因子Ⅷ，纖維蛋白原，免疫球蛋白、人血漿、干擾素、白介素等。尿液、膽汁、蛇毒、蜂毒也是重要的生物材料，尿激酶，表皮生長(zhǎng)因子、HCG（3）胃粘膜（胃蛋白酶、膠原蛋白酶、胃泌素、胃膜素）2（三）海洋生物（1）海藻（2）腔腸動(dòng)物?？舅兀?）節(jié)肢動(dòng)物甲殼素（4)軟體動(dòng)物多糖、多肽、毒素（5）棘皮動(dòng)物海星、海膽、海參海參素抗癌（6）魚(yú)類(lèi)魚(yú)油、多種激素、毒素，硫酸軟骨素（7）爬行動(dòng)物龜滋陰養(yǎng)腎抗腫瘤（8）海洋哺乳動(dòng)物鯨魚(yú)魚(yú)肝油（四）植物生物堿、強(qiáng)心甙、黃酮、皂甙、揮發(fā)油、樹(shù)脂、鞣質(zhì)等。（三）海洋生物3（五）微生物1.細(xì)菌常用細(xì)菌發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸、醋酸、丙酮、丁醇。主要有：（1）氨基酸利用微生物酶可轉(zhuǎn)化對(duì)應(yīng)的α酮酸或羥基酸作用產(chǎn)生氨基酸。（2）有機(jī)酸檸檬酸、蘋(píng)果酸、乳酸（3）糖類(lèi)利用細(xì)菌可制取葡聚糖、聚果糖、聚甘露糖、脂多糖。（4）核苷酸類(lèi)用細(xì)菌可生產(chǎn)5‘－AMP，5’－肌苷酸（5）維生素VB1,VB2，VB6,Vc（6）酶淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、彈性蛋白酶（五）微生物42.放線菌放線菌是最重要的抗生素產(chǎn)生菌，已有1000多種抗生素約2/3產(chǎn)自放線菌。（1）氨基酸發(fā)酵法（2）核苷酸5-脫氧肌苷酸（3）維生素（4)酶3.真菌（1)酶（2）有機(jī)酸（3）氨基酸（4）核酸及有關(guān)物質(zhì)（5）維生素（6)促生素（7）多糖2.放線菌54.酵母菌（1）維生素（2）蛋白質(zhì)與多肽（3）核酸（六）開(kāi)發(fā)生物新資源（1）動(dòng)植物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)（2）應(yīng)用基因工程技術(shù)建立工程菌或工程細(xì)胞4.酵母菌6二、生物活性物質(zhì)的存在方式（一）生物活性物質(zhì)的存在方式與其生物功能根據(jù)生物活性物質(zhì)的生物功能推斷其存在部分和分布方式。生物活性物質(zhì)分為胞內(nèi)與胞外兩種存在部位。（二）生物分子間的作用力三、生物活性物質(zhì)的存在特點(diǎn)（一）生物材料組成的復(fù)雜性（二）生物活性物質(zhì)存在地特點(diǎn)生物活性物質(zhì)在生物材料中含量較低，雜質(zhì)含量很高，而且生理活性愈高，含量愈低。生物材料中的生化組成數(shù)量大，種類(lèi)多，分離純化比較困難。二、生物活性物質(zhì)的存在方式7四、生物材料的準(zhǔn)備生物材料的制造主要包括以下工藝過(guò)程：1)生物材料的選取與預(yù)處理；2)從生物材料中提取有效活性物質(zhì)；3)有效成分的分離，純化4)后處理及制劑（一）生物材料的選取1.有效成分的含量（1）生物品種根據(jù)目的物的分布，選擇富含有效成分的生物品種是選材的關(guān)鍵。（催乳素，哺乳動(dòng)物）四、生物材料的準(zhǔn)備8（2）合適的組織器官（胃蛋白酶，胃）（3）生物的生長(zhǎng)期生物的生長(zhǎng)期對(duì)生理活性物質(zhì)含量影響很大。2.雜質(zhì)情況難于分離的雜質(zhì)會(huì)增加工藝的復(fù)雜性，嚴(yán)重影響收率、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。3.來(lái)源應(yīng)選用來(lái)源豐富的材料，盡量不與其他產(chǎn)品爭(zhēng)原料，最好能一物多用，綜合利用。胰臟制備彈性蛋白酶和激肽釋放酶，胰島素與胰酶等。（2）合適的組織器官（胃蛋白酶，胃）9（二）生物材料的采集與保存生理活性物質(zhì)易失活與降解，采集時(shí)必須保持材料的新鮮。防止腐敗、變質(zhì)與微生物污染。如胰臟采摘后要立即速凍，防止胰島素活力下降。保存生物材料的主要方法有速凍、凍干、有機(jī)溶劑脫水，制成丙酮粉，或浸存于丙酮與甘油中等。（三）動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)與保存（四）微生物菌種的選育與保存1.菌種的分離微生物種類(lèi)繁多，易于培養(yǎng)，是工業(yè)化生產(chǎn)各種生物藥物的主要材料。（1）含菌樣品的收集根據(jù)微生物的生態(tài)特點(diǎn)，從自然界取樣，分離所需要菌種，如到堆積和腐爛纖維素的地方去取樣分離纖維素酶產(chǎn)生菌。（二）生物材料的采集與保存10到溫泉附近取樣分離高溫蛋白酶產(chǎn)生菌。一般可以從土壤中分離所需微生物，取樣時(shí)先將表土刮去2~3cm，在同一條件下選好2~5點(diǎn)土樣混在一起包好，表明采樣地點(diǎn)及日期備用。（2）富集培養(yǎng)收集到的樣品若含所需要的菌較多，可直接分離。如含所需要的菌很少，就需要經(jīng)過(guò)富集培養(yǎng)，使所需要的菌大量生長(zhǎng)，以利于篩選。再配合控制溫度，pH或營(yíng)養(yǎng)成分即可達(dá)到目的。有時(shí)用能分解的底物作為生長(zhǎng)和誘導(dǎo)產(chǎn)生所須成分的培養(yǎng)基成分，以使所需要的菌種得到快速生長(zhǎng)，有利于進(jìn)一步分離。（3）菌種純化在自然條件下，各種類(lèi)型的菌混雜在一起生活，所以要進(jìn)行分離，以獲得純種。菌種純化的方法一般采用稀釋分離或劃線分離法。到溫泉附近取樣分離高溫蛋白酶產(chǎn)生菌。112.菌種的篩選（1）篩選對(duì)象的選擇篩選前，先要考慮哪些微生物是篩選的對(duì)象。如有報(bào)道，則根據(jù)文獻(xiàn)收集可能性最大的的微生物進(jìn)行篩選。（2）培養(yǎng)方式的確定微生物的培養(yǎng)方式，有固體培養(yǎng)與液體培養(yǎng)。3.菌株的選育從自然界直接分離得到的菌種，都不能立即適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)需要。只有通過(guò)誘變，選育才能使產(chǎn)量成倍，成百倍地提高。選育方法基本上可以分成兩類(lèi)：隨機(jī)選擇突變體；根據(jù)代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制選擇各種突變體。（1）隨機(jī)選擇法一般程序是采用誘變劑誘變處理微生物，增殖培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)稀釋涂布，隨機(jī)選擇部分或全部單菌落，逐個(gè)測(cè)定它們的2.菌種的篩選12生物活性。最后挑選出產(chǎn)量或其它性能比親代菌株優(yōu)秀的突變株。（2）根據(jù)代謝的調(diào)節(jié)機(jī)理選擇高產(chǎn)突變體根據(jù)代謝的調(diào)節(jié)機(jī)理選擇高產(chǎn)突變體。(抗性基因)4.菌種的保藏（1）菌種的退化與防止生產(chǎn)菌種本來(lái)在自然環(huán)境下生長(zhǎng)，所以在人工培養(yǎng)條件下，任何菌株通過(guò)一系列的轉(zhuǎn)接傳代都可能發(fā)生退化。退化—一般把菌株的生活力，產(chǎn)孢子能力的衰退和特殊產(chǎn)物產(chǎn)量的下降，成為退化。菌種退化現(xiàn)象：①單位容積中發(fā)酵液的活性物質(zhì)含量；②瓊脂平皿上的單菌落形態(tài)；③不同培養(yǎng)時(shí)期菌體細(xì)胞的形態(tài)和主要遺傳特征。如形成孢子能力；④發(fā)酵過(guò)程pH變動(dòng)情況；⑤發(fā)酵液的氣味、色澤。生物活性。最后挑選出產(chǎn)量或其它性能比親代菌株優(yōu)秀的突變株。13菌種退化防止措施：①防止基因突變，基因突變是菌種退化的一個(gè)主要原因，低溫保藏法可以減少突變得產(chǎn)生。②采用雙重缺陷型采用雙營(yíng)養(yǎng)缺陷標(biāo)志可間接而有效地防止突變。③制定科學(xué)管理制度制作平行菌種斜面；④分離單菌落；認(rèn)真進(jìn)行單菌落分離工作，再多做平行的菌種斜面；⑤選擇培養(yǎng)條件選擇有利于高產(chǎn)菌株而不利于低產(chǎn)菌株的培養(yǎng)條件。（2）常用的菌種保藏方法斜面保存法—將菌種轉(zhuǎn)接到新鮮的瓊脂斜面上，待生長(zhǎng)良好后，于4℃保存。根據(jù)具體情況，間隔一定時(shí)間后轉(zhuǎn)接。礦油法—在菌種斜面上覆蓋礦物油以隔絕空氣防止蒸發(fā)。索氏法—將小試管斜面的菌種放在大試管內(nèi)，大試管內(nèi)裝幾粒氫氧化鉀，管口加橡皮套，然后用石蠟包封。菌種退化防止措施：①防止基因突變，基因突變是菌種14干硅膠法—試管內(nèi)裝硅膠約半滿(mǎn)，180℃加熱滅菌1.5小時(shí)，置密封干燥器內(nèi)冷卻，接種菌液約1ml，塞好棉花，放入預(yù)置有色硅膠的大瓶中，蠟封瓶口，于低溫處保存。砂土管法—取普通黃沙，洗凈過(guò)60目篩，曬干，另取普通圓土研碎，過(guò)篩，曬干。兩者以6:4混合。分裝于安醅瓶或小試管中，然后在60℃干熱滅菌2小時(shí)，連續(xù)滅菌三次后即可使用。裝管時(shí)可吸取少許孢子懸浮液加入，待干燥后抽真空封口或用棉花塞緊后蠟封，低溫保藏。冷凍干燥法：將菌種懸浮于脫脂消毒牛奶中，快速冷凍，真空干燥。甘油冷凍保存法：將對(duì)數(shù)期菌體懸浮于新鮮培養(yǎng)基中，加入15%消毒甘油，混勻速凍，凍存于－70~－80℃.干硅膠法—試管內(nèi)裝硅膠約半滿(mǎn)，180℃加熱滅菌1.5小時(shí)，置15（五）組織與細(xì)胞的破碎組織與細(xì)胞的破碎方法有物理法、化學(xué)法與生物法。1.物理法（1）磨切法工業(yè)上常用的有絞肉機(jī)，刨胰機(jī)，球磨機(jī)、磨粉機(jī)。實(shí)驗(yàn)室常用的有勻漿機(jī)，研缽，高速組織搗碎機(jī)。（2）壓力法有壓榨法、高壓法和減壓法，滲透壓法。（3）超聲波法（4）反復(fù)凍融法2.化學(xué)法用稀酸、稀堿、濃鹽、有機(jī)溶劑或表面活性劑處理細(xì)胞，可破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)釋放出內(nèi)容物。（五）組織與細(xì)胞的破碎163.生物法（1）組織自溶法利用組織中自身溶解酶的作用改變、破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，釋放出目的物稱(chēng)為組織自溶法。(2)酶解法用外來(lái)酶處理生物材料，如用溶菌酶處理某些細(xì)菌，蝸牛酶等（3）噬菌體法用噬菌體感染細(xì)胞、裂解細(xì)胞，釋放出內(nèi)容物。（六）細(xì)胞器的分離為獲得結(jié)合在細(xì)胞器上的一些生化成分或酶系，常常要先得到細(xì)胞器再進(jìn)一步分離有效成分。方法是勻漿破碎細(xì)胞，差速離心。3.生物法17第二節(jié)生物活性物質(zhì)的提取提取是利用制備目的物的溶解特性，將目的物與細(xì)胞的固形物成分或其它結(jié)合成分分離，使其由固相轉(zhuǎn)入液相或從細(xì)胞生理狀態(tài)轉(zhuǎn)入特定溶液環(huán)境的過(guò)程。一、物質(zhì)性質(zhì)與提?。ㄒ唬┪镔|(zhì)的性質(zhì)與提取方法的選擇要取得好的提取效果，最重要的是要針對(duì)生物材料和目的物的性質(zhì)選擇合適的溶劑系統(tǒng)與提取條件。生物材料及其目的物與提取有關(guān)的一些性狀包括溶解性質(zhì)、分子量、等電點(diǎn)、存在方式、穩(wěn)定性、比重、粒度、粘度，目的物含量，主要雜質(zhì)種類(lèi)及溶解性質(zhì)，有關(guān)酶的特征等。其中最主要的是目的物與主要雜質(zhì)在溶解度方面的差異以及它們的穩(wěn)定性。操作者可根據(jù)文獻(xiàn)資料及本人的試驗(yàn)摸索獲得的有關(guān)信息，在提取過(guò)程中增加目的物的溶出度，盡可能減少雜質(zhì)的溶出度。第二節(jié)生物活性物質(zhì)的提取18（二）活性物質(zhì)的保護(hù)措施（1）采用緩沖鹽系統(tǒng)在生物藥物制備中，常用的緩沖鹽有磷酸緩沖鹽，檸檬酸緩沖鹽，Tris緩沖液，醋酸緩沖鹽，碳酸緩沖鹽，硼酸緩沖鹽和巴比妥緩沖鹽等。（2）添加保護(hù)劑防止某些生理活性物質(zhì)的活性基團(tuán)及酶的活性中心受到破壞，如巰基是許多活性蛋白質(zhì)和酶催化活性基團(tuán)，極易被氧化，故提取時(shí)，常添加某些還原劑如半胱氨酸，－巰基乙醇。對(duì)易受重金屬影響的，可添加EDTA。（3）抑制水解酶的作用（4）其它保護(hù)措施（冷、熱、酸、堿）（二）活性物質(zhì)的保護(hù)措施19二、物質(zhì)的性質(zhì)與溶解度（一）物質(zhì)溶解度的一般規(guī)律相似相溶（二）水在生化物質(zhì)提取中的作用水是提取生化物質(zhì)的常用溶劑。水分子的存在可使其它生物分子之間的氫鍵減弱，而與水分子形成氫鍵，水分子還能使溶質(zhì)分子的離子鍵解離，這就是所謂的水合作用。水合作用促使蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子與水形成了水合分子或水合離子從而促使它們?nèi)芙庥谒蛩芤褐?。三、提取效率二、物質(zhì)的性質(zhì)與溶解度20四、影響提取的因素（一）溫度多數(shù)物質(zhì)的溶解度隨提取溫度的升高而增加。另外較高的溫度可以降低物料的粘度，有利于分子擴(kuò)散和機(jī)械攪拌，所以對(duì)耐熱成分的提取可以用加熱的方法。對(duì)不耐熱的生物活性物質(zhì)的提取，一般在0~10℃進(jìn)行提取。(二)酸堿度多數(shù)生化物質(zhì)在中性條件下較穩(wěn)定，pH值一般應(yīng)控制在4～9范圍內(nèi)，為了增加目的物的溶解度，往往要避免目的物的等電點(diǎn)附近進(jìn)行提取。巧妙地選擇溶劑系統(tǒng)的pH值不但直接影響目的物與雜質(zhì)溶解度，還可以抑制有害酶類(lèi)的水解破壞作用，防止降解，提高收率。四、影響提取的因素21（三）鹽濃度鹽溶作用鹽析作用五、提取方法（一）用酸、堿、鹽水溶液提?。ǘ┍砻婊钚詣┨崛”砻婊钚詣┓肿蛹嬗杏H水與疏水基團(tuán)，分布于油水界面時(shí)，有分散、乳化和增溶作用。表面活性劑分陰離子型、陽(yáng)離子型與非離子型。離子型表面活性劑作用強(qiáng)，但是易引起蛋白質(zhì)等生物大分子的變性，非離子表面活性劑變性作用小，適合于用水、鹽系統(tǒng)無(wú)法提取的提取的蛋白質(zhì)或酶的提取。（三）鹽濃度22（三）有機(jī)溶劑提取1.固－液提取丙酮從動(dòng)物腦中提取膽固醇，溶劑分級(jí)提?。喝缦扔帽?，再用乙醇，最后用乙醚提取。石油醚，氯仿，乙酸乙酯，正丁醇，甲醇。丙酮粉2.液－液萃取液－液萃取是利用溶質(zhì)在兩個(gè)互不混溶的溶劑中溶解度的差異，將溶質(zhì)從一個(gè)溶劑相向另一個(gè)溶劑相轉(zhuǎn)移的操作。分配系數(shù)和溶劑用量溶劑萃取的注意事項(xiàng)：（1）pH在萃取操作中正確選擇pH值很重要。因?yàn)樵谒芤褐心承┧帷A物質(zhì)會(huì)解離，在萃取時(shí)改變了分配系數(shù)，直接影響提取效率。（三）有機(jī)溶劑提取23（2）鹽析加入中性鹽如硫酸銨，氯化鈉等可以使一些生化物質(zhì)的溶解度減少，這種現(xiàn)象成為鹽析。在提取液中加入中性鹽，可以促使生化物質(zhì)轉(zhuǎn)入有機(jī)相從而提高萃取率。（3）溫度一般在室溫下或低溫下進(jìn)行萃取操作。（4）乳化在液液萃取時(shí)，常發(fā)生乳化作用，使有機(jī)溶劑與水相分層困難。去乳化的常用方法有：過(guò)濾與離心，輕輕攪動(dòng)，改變兩相的比例；加熱，加電解質(zhì)，加吸附劑。液液萃取時(shí)溶劑的選擇：（1）選用的溶劑必須具有較高的選擇性，各種溶質(zhì)在所選的溶劑之間分配系數(shù)差異愈大愈好。（2）選用的溶劑，在萃取后，溶質(zhì)與溶劑要容易分離與回收。（2）鹽析24(3)兩種溶劑的密度相差不大時(shí)容易形成乳化，不利于萃取液的分離。（4）要選用無(wú)毒，不易燃燒的價(jià)廉易的溶劑。第三節(jié)生物活性物質(zhì)的濃縮與干燥一、生物活性物質(zhì)的濃縮（一）鹽析濃縮硫酸銨沉淀蛋白質(zhì)（二）有機(jī)溶劑沉淀濃縮在生物大分子的水溶液中，逐漸加入乙醇，丙酮等有機(jī)溶劑，可以使生化物質(zhì)的溶解度明顯降低，從溶液中沉淀出來(lái)。（三）用葡聚糖凝膠（Sephadex）濃縮（四）用聚乙二醇透析濃縮(3)兩種溶劑的密度相差不大時(shí)容易形成乳化，不利于萃取液的分25（五）超濾濃縮（六）真空減壓濃縮與薄膜濃縮真空減壓濃縮在藥物生產(chǎn)中使用較為普遍，具有生產(chǎn)規(guī)模較大，蒸發(fā)溫度較低，蒸發(fā)速度較快等優(yōu)點(diǎn)。薄膜濃縮器的加速蒸發(fā)的原理是增加汽化表面積。使液體形成薄膜而蒸發(fā)，成膜的液體具有較大的表面積，熱傳播快而均勻，沒(méi)有液體靜壓的影響，能較好地防止物料的過(guò)熱現(xiàn)象。二、干燥干燥的目的：提高藥物或藥劑的穩(wěn)定性，以利于保存和運(yùn)輸；達(dá)到規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)；便于進(jìn)一步處理。表面水，毛細(xì)管中的水，細(xì)胞內(nèi)的水（五）超濾濃縮26（一）減壓干燥（二）噴霧干燥（三）冷凍干燥第四節(jié)生化物質(zhì)的分離純化方法一、生物制藥中分離制備方法的特點(diǎn)生物制藥中分離、制備方法有以下特點(diǎn)：（1）生物材料組成非常復(fù)雜。一種生物材料常含成千上萬(wàn)成分，各種化合物的形狀、大小、分子量和理化性質(zhì)都各不相同。沒(méi)有固定操作方法。（2）有些化合物在生物材料中含量極微，只達(dá)萬(wàn)分之一，甚至百萬(wàn)分之一。因此，分離操作步驟多，不易獲得高收率。（3）生物活性物質(zhì)離開(kāi)生物體后，易變性，破壞，分離進(jìn)程必須十分小心的保護(hù)這些化合物的生理活性。（難點(diǎn)）（一）減壓干燥27（4）生物制藥的分離方法幾乎都在溶液中進(jìn)行，各種參數(shù)（溫度，pH，離子強(qiáng)度）對(duì)溶液中各種組分的綜合影響常常無(wú)法固定，以致許多實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論性不強(qiáng)。（5）為了保護(hù)目的物的生理活性及結(jié)構(gòu)上的完整性，生物制藥中的分離方法多采用溫和的逐級(jí)分離方法。親和層析分離具有分離的專(zhuān)一性，高效性。（6）生物產(chǎn)品最后均一性的證明與化學(xué)純度的概念不完全相同，因生物分子對(duì)環(huán)境反應(yīng)十分敏感，結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系比較復(fù)雜。二、生物制藥中分離制備方法的基本原理生物大分子分離純化的主要原因：（1）根據(jù)分子形狀和大小不同進(jìn)行分離。如差速離心與超離心、膜分離（透析，電滲析）與超濾，凝膠過(guò)濾法。（2）根據(jù)分子電離性質(zhì)的差異性進(jìn)行分離。如離子交換法，電泳法，等電聚焦法。（4）生物制藥的分離方法幾乎都在溶液中進(jìn)行，各種參數(shù)（溫度，28（3）根據(jù)分子極性大小及溶解度不同進(jìn)行分離。如溶劑提取法，逆流分配法，分配層析法，鹽析法，等電點(diǎn)沉淀法，及有機(jī)溶劑分級(jí)沉淀法。（4）根據(jù)物質(zhì)吸附性質(zhì)的不同進(jìn)行分離。如選擇性吸附法與吸附層析法。（5）根據(jù)配體特異性進(jìn)行分離—親和層析法。三、分離純化的基本程序和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)生物體內(nèi)某一組分，特別是未知結(jié)構(gòu)的組分的分離制備設(shè)計(jì)大致上分為五個(gè)基本階段。（1）確定制備物的研究目的及建立相應(yīng)的分析鑒定方法。（2）制備物理化性質(zhì)穩(wěn)定性的預(yù)備試驗(yàn)。（3）材料處理及抽提方法的選擇。（4）分離純化方法的摸索。（5）產(chǎn)物均一性測(cè)定。（3）根據(jù)分子極性大小及溶解度不同進(jìn)行分離。如溶劑提取法，逆29提取是分離純化目的物的第一步，所選的溶劑應(yīng)對(duì)目的物具有最大的溶解度，并盡量減少雜質(zhì)進(jìn)入提取液。分離純化是生化制備的核心操作。分離策略：1.分離純化早期使用方法的選擇分離純化的早期，由于提取液中的成分復(fù)雜，目的物濃度較稀，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方法。早期分離純化用萃取，沉淀，吸附等一些分辨力低的方法較為有利，這些方法負(fù)荷能力大，分離量多兼有分離提純和濃縮的作用，為進(jìn)一步分離純化創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)。一個(gè)特異性方法的分辨力愈高，便意味著提純步驟愈簡(jiǎn)化，收率愈高。2.各種分離純化方法的使用程序提取是分離純化目的物的第一步，所選的溶劑應(yīng)對(duì)目的物具有最大的30生化物質(zhì)的分離都是在液相中進(jìn)行，故分離方法主要依據(jù)物質(zhì)的分配系數(shù)，分子量大小，離子電荷性質(zhì)及數(shù)量和外加環(huán)境條件的差別等因素為基礎(chǔ)。而每一種方法又都是在特定條件下發(fā)揮作用。因此，在相同或相似條件下連續(xù)使用同一種分離方法就不太適宜。在安排純化方法順序時(shí)，還要考慮到有利于減少工序，提高效率。（鹽析－吸附，吸附－鹽析）對(duì)于一未知物通過(guò)各種方法的交叉應(yīng)用，有助于進(jìn)一步了解目的物的性質(zhì)。3.分離后期的保護(hù)性措施在分離操作的后期必須注意避免產(chǎn)品的損失，主要損失途徑是器皿的吸附，操作過(guò)程樣品液體的殘留，空氣氧化和某些事先無(wú)法了解的因素。生化物質(zhì)的分離都是在液相中進(jìn)行，故分離方法主要依據(jù)物質(zhì)的分配31四、分離純化方法步驟優(yōu)劣的綜合評(píng)價(jià)每一個(gè)分離純化步驟的好壞，除了從分辨能力和重現(xiàn)性?xún)煞矫婵紤]，還要注意方法本身的回收率，特別是制備某些含量很少的物質(zhì)時(shí)，回收率的高低十分重要。對(duì)每一步驟方法的優(yōu)劣，體現(xiàn)在所得產(chǎn)品重量與活性平衡關(guān)系上。例如酶的分離純化，每一步驟產(chǎn)物重量與活性關(guān)系，通過(guò)測(cè)定酶的比活力及溶液中蛋白質(zhì)濃度的比例。五、制備物均一性的鑒定均一性是指所獲得的制備物只有一種完全相同的成分。（純度鑒定）生物分子純度的鑒定方法很多，常用的有溶解度法、化學(xué)組成分析法，電泳法，免疫學(xué)方法，離心沉降分析法，各種色譜法，生物功能測(cè)定法，以及質(zhì)譜法。四、分離純化方法步驟優(yōu)劣的綜合評(píng)價(jià)32第五節(jié)生物制藥中試放大工藝設(shè)計(jì)一、生物制藥中試放大工藝特點(diǎn)中試放大是由小試轉(zhuǎn)入工業(yè)化生產(chǎn)的過(guò)渡性研究工作，對(duì)小試工藝能否成功地進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn)至關(guān)重要。這些研究工作都是圍繞如何提高收率，改進(jìn)操作，提高質(zhì)量，形成批量生產(chǎn)等方面進(jìn)行。中試放大，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室工藝路線的可行性以及在實(shí)驗(yàn)室階段難以解決或尚未發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。在考查工藝條件的研究階段中，必須注意和解決：（1）原輔材料規(guī)格的過(guò)渡試驗(yàn)在小試時(shí)，一般采用的原輔材料（如原料，試劑，溶劑，純化載體）規(guī)格較高，目的是為了排除原料中所含雜質(zhì)的不良影響，從而保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。但是當(dāng)工藝路線確定之后，在進(jìn)一步考察工藝條件時(shí)，應(yīng)盡量改用大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)容易得到的原輔材料。過(guò)渡試驗(yàn)第五節(jié)生物制藥中試放大工藝設(shè)計(jì)332.設(shè)備選型與材質(zhì)質(zhì)量試驗(yàn)在小試階段，大部分實(shí)驗(yàn)是在小型玻璃儀器中進(jìn)行，但在工業(yè)生產(chǎn)中，物料要接觸到各種設(shè)備材料，如微生物發(fā)酵罐，細(xì)胞培養(yǎng)罐，固定化生物反應(yīng)器，多種層析材料以及產(chǎn)品后處理的過(guò)濾濃縮、結(jié)晶、干燥設(shè)備等。3.反應(yīng)條件限度試驗(yàn)反應(yīng)條件限度試驗(yàn)可以找到最適宜的工藝條件（如培養(yǎng)基種類(lèi)，反應(yīng)溫度，壓力，pH等），一般均有一個(gè)許可范圍。有些反應(yīng)對(duì)工藝條件要求很?chē)?yán)，超過(guò)一定限度后，就會(huì)造成重大損失。進(jìn)行工藝條件限度試驗(yàn)，全面掌握反應(yīng)規(guī)律。4.原輔材料、中間體及產(chǎn)品質(zhì)量分析方法研究5.下游工藝的研究盡量簡(jiǎn)化下游工藝操作，采用新工藝，新技術(shù)，新設(shè)備等。2.設(shè)備選型與材質(zhì)質(zhì)量試驗(yàn)34二、中試放大方法與內(nèi)容中試放大的方法有經(jīng)驗(yàn)放大法，相似放大法和數(shù)學(xué)模型放大法。經(jīng)驗(yàn)放大法主要憑借經(jīng)驗(yàn)通過(guò)逐級(jí)放大（實(shí)驗(yàn)裝置，中間裝置，中型裝置和大型裝置）來(lái)摸索反應(yīng)器的特征。中試放大程序可采用步步為營(yíng)或一竿子到底策略。中試放大的研究?jī)?nèi)容主要有：（1）工藝路線與各步反應(yīng)方法的最后確定（2）設(shè)備材質(zhì)與型號(hào)的選擇（3）反應(yīng)器的規(guī)模選擇及反應(yīng)攪拌器型式與攪拌速度的考查。（4）生產(chǎn)反應(yīng)條件的研究（5）工藝流程與操作方法的確定二、中試放大方法與內(nèi)容35（6）物料衡算（7）安全生產(chǎn)與三廢防治措施研究（8）原輔材料，中間體的物理性質(zhì)和化工常數(shù)的測(cè)定（9）原輔材料、中間體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定。（10）消耗定額，原料成本，操作工時(shí)與生產(chǎn)周期計(jì)算。生產(chǎn)工藝規(guī)程的制訂

（6）物料衡算36第二章生物制藥工藝技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)生物材料與生物活性物質(zhì)一、生物材料的來(lái)源供生產(chǎn)生物藥物的生物資源主要有動(dòng)物、植物、微生物的組織、器官、細(xì)胞與代謝產(chǎn)物。應(yīng)用動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)與微生物發(fā)酵技術(shù)也是獲得生物制藥原料的重要途徑?；蚬こ碳夹g(shù)與細(xì)胞工程技術(shù)和酶工程技術(shù)更是開(kāi)發(fā)生物制藥資源的新途徑。（一）動(dòng)物臟器（1）胰臟（激素、酶、多肽、核酸、多糖、氨基酸等）（2）腦（腦磷脂、肌醇磷脂、神經(jīng)磷脂、神經(jīng)肽等）第二章生物制藥工藝技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)生物材料與生物活性物質(zhì)37（3）胃粘膜（胃蛋白酶、膠原蛋白酶、胃泌素、胃膜素）（4）肝臟（維生素、磷脂類(lèi)、膽固醇）（5）脾臟（免疫器官）（6）小腸（糖蛋白、核苷酸酶、溶菌酶、胃腸道激素）（7）腦垂體（各種激素）（8)心臟（細(xì)胞色素C、輔酶Q10）其它等（二）血液、分泌物和其它代謝物血液制品：人血制劑、抗凝血酶Ⅲ，凝血因子Ⅷ，纖維蛋白原，免疫球蛋白、人血漿、干擾素、白介素等。尿液、膽汁、蛇毒、蜂毒也是重要的生物材料，尿激酶，表皮生長(zhǎng)因子、HCG（3）胃粘膜（胃蛋白酶、膠原蛋白酶、胃泌素、胃膜素）38（三）海洋生物（1）海藻（2）腔腸動(dòng)物?？舅兀?）節(jié)肢動(dòng)物甲殼素（4)軟體動(dòng)物多糖、多肽、毒素（5）棘皮動(dòng)物海星、海膽、海參海參素抗癌（6）魚(yú)類(lèi)魚(yú)油、多種激素、毒素，硫酸軟骨素（7）爬行動(dòng)物龜滋陰養(yǎng)腎抗腫瘤（8）海洋哺乳動(dòng)物鯨魚(yú)魚(yú)肝油（四）植物生物堿、強(qiáng)心甙、黃酮、皂甙、揮發(fā)油、樹(shù)脂、鞣質(zhì)等。（三）海洋生物39（五）微生物1.細(xì)菌常用細(xì)菌發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸、醋酸、丙酮、丁醇。主要有：（1）氨基酸利用微生物酶可轉(zhuǎn)化對(duì)應(yīng)的α酮酸或羥基酸作用產(chǎn)生氨基酸。（2）有機(jī)酸檸檬酸、蘋(píng)果酸、乳酸（3）糖類(lèi)利用細(xì)菌可制取葡聚糖、聚果糖、聚甘露糖、脂多糖。（4）核苷酸類(lèi)用細(xì)菌可生產(chǎn)5‘－AMP，5’－肌苷酸（5）維生素VB1,VB2，VB6,Vc（6）酶淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、彈性蛋白酶（五）微生物402.放線菌放線菌是最重要的抗生素產(chǎn)生菌，已有1000多種抗生素約2/3產(chǎn)自放線菌。（1）氨基酸發(fā)酵法（2）核苷酸5-脫氧肌苷酸（3）維生素（4)酶3.真菌（1)酶（2）有機(jī)酸（3）氨基酸（4）核酸及有關(guān)物質(zhì)（5）維生素（6)促生素（7）多糖2.放線菌414.酵母菌（1）維生素（2）蛋白質(zhì)與多肽（3）核酸（六）開(kāi)發(fā)生物新資源（1）動(dòng)植物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)（2）應(yīng)用基因工程技術(shù)建立工程菌或工程細(xì)胞4.酵母菌42二、生物活性物質(zhì)的存在方式（一）生物活性物質(zhì)的存在方式與其生物功能根據(jù)生物活性物質(zhì)的生物功能推斷其存在部分和分布方式。生物活性物質(zhì)分為胞內(nèi)與胞外兩種存在部位。（二）生物分子間的作用力三、生物活性物質(zhì)的存在特點(diǎn)（一）生物材料組成的復(fù)雜性（二）生物活性物質(zhì)存在地特點(diǎn)生物活性物質(zhì)在生物材料中含量較低，雜質(zhì)含量很高，而且生理活性愈高，含量愈低。生物材料中的生化組成數(shù)量大，種類(lèi)多，分離純化比較困難。二、生物活性物質(zhì)的存在方式43四、生物材料的準(zhǔn)備生物材料的制造主要包括以下工藝過(guò)程：1)生物材料的選取與預(yù)處理；2)從生物材料中提取有效活性物質(zhì)；3)有效成分的分離，純化4)后處理及制劑（一）生物材料的選取1.有效成分的含量（1）生物品種根據(jù)目的物的分布，選擇富含有效成分的生物品種是選材的關(guān)鍵。（催乳素，哺乳動(dòng)物）四、生物材料的準(zhǔn)備44（2）合適的組織器官（胃蛋白酶，胃）（3）生物的生長(zhǎng)期生物的生長(zhǎng)期對(duì)生理活性物質(zhì)含量影響很大。2.雜質(zhì)情況難于分離的雜質(zhì)會(huì)增加工藝的復(fù)雜性，嚴(yán)重影響收率、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。3.來(lái)源應(yīng)選用來(lái)源豐富的材料，盡量不與其他產(chǎn)品爭(zhēng)原料，最好能一物多用，綜合利用。胰臟制備彈性蛋白酶和激肽釋放酶，胰島素與胰酶等。（2）合適的組織器官（胃蛋白酶，胃）45（二）生物材料的采集與保存生理活性物質(zhì)易失活與降解，采集時(shí)必須保持材料的新鮮。防止腐敗、變質(zhì)與微生物污染。如胰臟采摘后要立即速凍，防止胰島素活力下降。保存生物材料的主要方法有速凍、凍干、有機(jī)溶劑脫水，制成丙酮粉，或浸存于丙酮與甘油中等。（三）動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)與保存（四）微生物菌種的選育與保存1.菌種的分離微生物種類(lèi)繁多，易于培養(yǎng)，是工業(yè)化生產(chǎn)各種生物藥物的主要材料。（1）含菌樣品的收集根據(jù)微生物的生態(tài)特點(diǎn)，從自然界取樣，分離所需要菌種，如到堆積和腐爛纖維素的地方去取樣分離纖維素酶產(chǎn)生菌。（二）生物材料的采集與保存46到溫泉附近取樣分離高溫蛋白酶產(chǎn)生菌。一般可以從土壤中分離所需微生物，取樣時(shí)先將表土刮去2~3cm，在同一條件下選好2~5點(diǎn)土樣混在一起包好，表明采樣地點(diǎn)及日期備用。（2）富集培養(yǎng)收集到的樣品若含所需要的菌較多，可直接分離。如含所需要的菌很少，就需要經(jīng)過(guò)富集培養(yǎng)，使所需要的菌大量生長(zhǎng)，以利于篩選。再配合控制溫度，pH或營(yíng)養(yǎng)成分即可達(dá)到目的。有時(shí)用能分解的底物作為生長(zhǎng)和誘導(dǎo)產(chǎn)生所須成分的培養(yǎng)基成分，以使所需要的菌種得到快速生長(zhǎng)，有利于進(jìn)一步分離。（3）菌種純化在自然條件下，各種類(lèi)型的菌混雜在一起生活，所以要進(jìn)行分離，以獲得純種。菌種純化的方法一般采用稀釋分離或劃線分離法。到溫泉附近取樣分離高溫蛋白酶產(chǎn)生菌。472.菌種的篩選（1）篩選對(duì)象的選擇篩選前，先要考慮哪些微生物是篩選的對(duì)象。如有報(bào)道，則根據(jù)文獻(xiàn)收集可能性最大的的微生物進(jìn)行篩選。（2）培養(yǎng)方式的確定微生物的培養(yǎng)方式，有固體培養(yǎng)與液體培養(yǎng)。3.菌株的選育從自然界直接分離得到的菌種，都不能立即適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)需要。只有通過(guò)誘變，選育才能使產(chǎn)量成倍，成百倍地提高。選育方法基本上可以分成兩類(lèi)：隨機(jī)選擇突變體；根據(jù)代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制選擇各種突變體。（1）隨機(jī)選擇法一般程序是采用誘變劑誘變處理微生物，增殖培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)稀釋涂布，隨機(jī)選擇部分或全部單菌落，逐個(gè)測(cè)定它們的2.菌種的篩選48生物活性。最后挑選出產(chǎn)量或其它性能比親代菌株優(yōu)秀的突變株。（2）根據(jù)代謝的調(diào)節(jié)機(jī)理選擇高產(chǎn)突變體根據(jù)代謝的調(diào)節(jié)機(jī)理選擇高產(chǎn)突變體。(抗性基因)4.菌種的保藏（1）菌種的退化與防止生產(chǎn)菌種本來(lái)在自然環(huán)境下生長(zhǎng)，所以在人工培養(yǎng)條件下，任何菌株通過(guò)一系列的轉(zhuǎn)接傳代都可能發(fā)生退化。退化—一般把菌株的生活力，產(chǎn)孢子能力的衰退和特殊產(chǎn)物產(chǎn)量的下降，成為退化。菌種退化現(xiàn)象：①單位容積中發(fā)酵液的活性物質(zhì)含量；②瓊脂平皿上的單菌落形態(tài)；③不同培養(yǎng)時(shí)期菌體細(xì)胞的形態(tài)和主要遺傳特征。如形成孢子能力；④發(fā)酵過(guò)程pH變動(dòng)情況；⑤發(fā)酵液的氣味、色澤。生物活性。最后挑選出產(chǎn)量或其它性能比親代菌株優(yōu)秀的突變株。49菌種退化防止措施：①防止基因突變，基因突變是菌種退化的一個(gè)主要原因，低溫保藏法可以減少突變得產(chǎn)生。②采用雙重缺陷型采用雙營(yíng)養(yǎng)缺陷標(biāo)志可間接而有效地防止突變。③制定科學(xué)管理制度制作平行菌種斜面；④分離單菌落；認(rèn)真進(jìn)行單菌落分離工作，再多做平行的菌種斜面；⑤選擇培養(yǎng)條件選擇有利于高產(chǎn)菌株而不利于低產(chǎn)菌株的培養(yǎng)條件。（2）常用的菌種保藏方法斜面保存法—將菌種轉(zhuǎn)接到新鮮的瓊脂斜面上，待生長(zhǎng)良好后，于4℃保存。根據(jù)具體情況，間隔一定時(shí)間后轉(zhuǎn)接。礦油法—在菌種斜面上覆蓋礦物油以隔絕空氣防止蒸發(fā)。索氏法—將小試管斜面的菌種放在大試管內(nèi)，大試管內(nèi)裝幾粒氫氧化鉀，管口加橡皮套，然后用石蠟包封。菌種退化防止措施：①防止基因突變，基因突變是菌種50干硅膠法—試管內(nèi)裝硅膠約半滿(mǎn)，180℃加熱滅菌1.5小時(shí)，置密封干燥器內(nèi)冷卻，接種菌液約1ml，塞好棉花，放入預(yù)置有色硅膠的大瓶中，蠟封瓶口，于低溫處保存。砂土管法—取普通黃沙，洗凈過(guò)60目篩，曬干，另取普通圓土研碎，過(guò)篩，曬干。兩者以6:4混合。分裝于安醅瓶或小試管中，然后在60℃干熱滅菌2小時(shí)，連續(xù)滅菌三次后即可使用。裝管時(shí)可吸取少許孢子懸浮液加入，待干燥后抽真空封口或用棉花塞緊后蠟封，低溫保藏。冷凍干燥法：將菌種懸浮于脫脂消毒牛奶中，快速冷凍，真空干燥。甘油冷凍保存法：將對(duì)數(shù)期菌體懸浮于新鮮培養(yǎng)基中，加入15%消毒甘油，混勻速凍，凍存于－70~－80℃.干硅膠法—試管內(nèi)裝硅膠約半滿(mǎn)，180℃加熱滅菌1.5小時(shí)，置51（五）組織與細(xì)胞的破碎組織與細(xì)胞的破碎方法有物理法、化學(xué)法與生物法。1.物理法（1）磨切法工業(yè)上常用的有絞肉機(jī)，刨胰機(jī)，球磨機(jī)、磨粉機(jī)。實(shí)驗(yàn)室常用的有勻漿機(jī)，研缽，高速組織搗碎機(jī)。（2）壓力法有壓榨法、高壓法和減壓法，滲透壓法。（3）超聲波法（4）反復(fù)凍融法2.化學(xué)法用稀酸、稀堿、濃鹽、有機(jī)溶劑或表面活性劑處理細(xì)胞，可破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)釋放出內(nèi)容物。（五）組織與細(xì)胞的破碎523.生物法（1）組織自溶法利用組織中自身溶解酶的作用改變、破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，釋放出目的物稱(chēng)為組織自溶法。(2)酶解法用外來(lái)酶處理生物材料，如用溶菌酶處理某些細(xì)菌，蝸牛酶等（3）噬菌體法用噬菌體感染細(xì)胞、裂解細(xì)胞，釋放出內(nèi)容物。（六）細(xì)胞器的分離為獲得結(jié)合在細(xì)胞器上的一些生化成分或酶系，常常要先得到細(xì)胞器再進(jìn)一步分離有效成分。方法是勻漿破碎細(xì)胞，差速離心。3.生物法53第二節(jié)生物活性物質(zhì)的提取提取是利用制備目的物的溶解特性，將目的物與細(xì)胞的固形物成分或其它結(jié)合成分分離，使其由固相轉(zhuǎn)入液相或從細(xì)胞生理狀態(tài)轉(zhuǎn)入特定溶液環(huán)境的過(guò)程。一、物質(zhì)性質(zhì)與提?。ㄒ唬┪镔|(zhì)的性質(zhì)與提取方法的選擇要取得好的提取效果，最重要的是要針對(duì)生物材料和目的物的性質(zhì)選擇合適的溶劑系統(tǒng)與提取條件。生物材料及其目的物與提取有關(guān)的一些性狀包括溶解性質(zhì)、分子量、等電點(diǎn)、存在方式、穩(wěn)定性、比重、粒度、粘度，目的物含量，主要雜質(zhì)種類(lèi)及溶解性質(zhì)，有關(guān)酶的特征等。其中最主要的是目的物與主要雜質(zhì)在溶解度方面的差異以及它們的穩(wěn)定性。操作者可根據(jù)文獻(xiàn)資料及本人的試驗(yàn)摸索獲得的有關(guān)信息，在提取過(guò)程中增加目的物的溶出度，盡可能減少雜質(zhì)的溶出度。第二節(jié)生物活性物質(zhì)的提取54（二）活性物質(zhì)的保護(hù)措施（1）采用緩沖鹽系統(tǒng)在生物藥物制備中，常用的緩沖鹽有磷酸緩沖鹽，檸檬酸緩沖鹽，Tris緩沖液，醋酸緩沖鹽，碳酸緩沖鹽，硼酸緩沖鹽和巴比妥緩沖鹽等。（2）添加保護(hù)劑防止某些生理活性物質(zhì)的活性基團(tuán)及酶的活性中心受到破壞，如巰基是許多活性蛋白質(zhì)和酶催化活性基團(tuán)，極易被氧化，故提取時(shí)，常添加某些還原劑如半胱氨酸，－巰基乙醇。對(duì)易受重金屬影響的，可添加EDTA。（3）抑制水解酶的作用（4）其它保護(hù)措施（冷、熱、酸、堿）（二）活性物質(zhì)的保護(hù)措施55二、物質(zhì)的性質(zhì)與溶解度（一）物質(zhì)溶解度的一般規(guī)律相似相溶（二）水在生化物質(zhì)提取中的作用水是提取生化物質(zhì)的常用溶劑。水分子的存在可使其它生物分子之間的氫鍵減弱，而與水分子形成氫鍵，水分子還能使溶質(zhì)分子的離子鍵解離，這就是所謂的水合作用。水合作用促使蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子與水形成了水合分子或水合離子從而促使它們?nèi)芙庥谒蛩芤褐?。三、提取效率二、物質(zhì)的性質(zhì)與溶解度56四、影響提取的因素（一）溫度多數(shù)物質(zhì)的溶解度隨提取溫度的升高而增加。另外較高的溫度可以降低物料的粘度，有利于分子擴(kuò)散和機(jī)械攪拌，所以對(duì)耐熱成分的提取可以用加熱的方法。對(duì)不耐熱的生物活性物質(zhì)的提取，一般在0~10℃進(jìn)行提取。(二)酸堿度多數(shù)生化物質(zhì)在中性條件下較穩(wěn)定，pH值一般應(yīng)控制在4～9范圍內(nèi)，為了增加目的物的溶解度，往往要避免目的物的等電點(diǎn)附近進(jìn)行提取。巧妙地選擇溶劑系統(tǒng)的pH值不但直接影響目的物與雜質(zhì)溶解度，還可以抑制有害酶類(lèi)的水解破壞作用，防止降解，提高收率。四、影響提取的因素57（三）鹽濃度鹽溶作用鹽析作用五、提取方法（一）用酸、堿、鹽水溶液提?。ǘ┍砻婊钚詣┨崛”砻婊钚詣┓肿蛹嬗杏H水與疏水基團(tuán)，分布于油水界面時(shí)，有分散、乳化和增溶作用。表面活性劑分陰離子型、陽(yáng)離子型與非離子型。離子型表面活性劑作用強(qiáng)，但是易引起蛋白質(zhì)等生物大分子的變性，非離子表面活性劑變性作用小，適合于用水、鹽系統(tǒng)無(wú)法提取的提取的蛋白質(zhì)或酶的提取。（三）鹽濃度58（三）有機(jī)溶劑提取1.固－液提取丙酮從動(dòng)物腦中提取膽固醇，溶劑分級(jí)提?。喝缦扔帽儆靡掖?，最后用乙醚提取。石油醚，氯仿，乙酸乙酯，正丁醇，甲醇。丙酮粉2.液－液萃取液－液萃取是利用溶質(zhì)在兩個(gè)互不混溶的溶劑中溶解度的差異，將溶質(zhì)從一個(gè)溶劑相向另一個(gè)溶劑相轉(zhuǎn)移的操作。分配系數(shù)和溶劑用量溶劑萃取的注意事項(xiàng)：（1）pH在萃取操作中正確選擇pH值很重要。因?yàn)樵谒芤褐心承┧?、堿物質(zhì)會(huì)解離，在萃取時(shí)改變了分配系數(shù)，直接影響提取效率。（三）有機(jī)溶劑提取59（2）鹽析加入中性鹽如硫酸銨，氯化鈉等可以使一些生化物質(zhì)的溶解度減少，這種現(xiàn)象成為鹽析。在提取液中加入中性鹽，可以促使生化物質(zhì)轉(zhuǎn)入有機(jī)相從而提高萃取率。（3）溫度一般在室溫下或低溫下進(jìn)行萃取操作。（4）乳化在液液萃取時(shí)，常發(fā)生乳化作用，使有機(jī)溶劑與水相分層困難。去乳化的常用方法有：過(guò)濾與離心，輕輕攪動(dòng)，改變兩相的比例；加熱，加電解質(zhì)，加吸附劑。液液萃取時(shí)溶劑的選擇：（1）選用的溶劑必須具有較高的選擇性，各種溶質(zhì)在所選的溶劑之間分配系數(shù)差異愈大愈好。（2）選用的溶劑，在萃取后，溶質(zhì)與溶劑要容易分離與回收。（2）鹽析60(3)兩種溶劑的密度相差不大時(shí)容易形成乳化，不利于萃取液的分離。（4）要選用無(wú)毒，不易燃燒的價(jià)廉易的溶劑。第三節(jié)生物活性物質(zhì)的濃縮與干燥一、生物活性物質(zhì)的濃縮（一）鹽析濃縮硫酸銨沉淀蛋白質(zhì)（二）有機(jī)溶劑沉淀濃縮在生物大分子的水溶液中，逐漸加入乙醇，丙酮等有機(jī)溶劑，可以使生化物質(zhì)的溶解度明顯降低，從溶液中沉淀出來(lái)。（三）用葡聚糖凝膠（Sephadex）濃縮（四）用聚乙二醇透析濃縮(3)兩種溶劑的密度相差不大時(shí)容易形成乳化，不利于萃取液的分61（五）超濾濃縮（六）真空減壓濃縮與薄膜濃縮真空減壓濃縮在藥物生產(chǎn)中使用較為普遍，具有生產(chǎn)規(guī)模較大，蒸發(fā)溫度較低，蒸發(fā)速度較快等優(yōu)點(diǎn)。薄膜濃縮器的加速蒸發(fā)的原理是增加汽化表面積。使液體形成薄膜而蒸發(fā)，成膜的液體具有較大的表面積，熱傳播快而均勻，沒(méi)有液體靜壓的影響，能較好地防止物料的過(guò)熱現(xiàn)象。二、干燥干燥的目的：提高藥物或藥劑的穩(wěn)定性，以利于保存和運(yùn)輸；達(dá)到規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)；便于進(jìn)一步處理。表面水，毛細(xì)管中的水，細(xì)胞內(nèi)的水（五）超濾濃縮62（一）減壓干燥（二）噴霧干燥（三）冷凍干燥第四節(jié)生化物質(zhì)的分離純化方法一、生物制藥中分離制備方法的特點(diǎn)生物制藥中分離、制備方法有以下特點(diǎn)：（1）生物材料組成非常復(fù)雜。一種生物材料常含成千上萬(wàn)成分，各種化合物的形狀、大小、分子量和理化性質(zhì)都各不相同。沒(méi)有固定操作方法。（2）有些化合物在生物材料中含量極微，只達(dá)萬(wàn)分之一，甚至百萬(wàn)分之一。因此，分離操作步驟多，不易獲得高收率。（3）生物活性物質(zhì)離開(kāi)生物體后，易變性，破壞，分離進(jìn)程必須十分小心的保護(hù)這些化合物的生理活性。（難點(diǎn)）（一）減壓干燥63（4）生物制藥的分離方法幾乎都在溶液中進(jìn)行，各種參數(shù)（溫度，pH，離子強(qiáng)度）對(duì)溶液中各種組分的綜合影響常常無(wú)法固定，以致許多實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論性不強(qiáng)。（5）為了保護(hù)目的物的生理活性及結(jié)構(gòu)上的完整性，生物制藥中的分離方法多采用溫和的逐級(jí)分離方法。親和層析分離具有分離的專(zhuān)一性，高效性。（6）生物產(chǎn)品最后均一性的證明與化學(xué)純度的概念不完全相同，因生物分子對(duì)環(huán)境反應(yīng)十分敏感，結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系比較復(fù)雜。二、生物制藥中分離制備方法的基本原理生物大分子分離純化的主要原因：（1）根據(jù)分子形狀和大小不同進(jìn)行分離。如差速離心與超離心、膜分離（透析，電滲析）與超濾，凝膠過(guò)濾法。（2）根據(jù)分子電離性質(zhì)的差異性進(jìn)行分離。如離子交換法，電泳法，等電聚焦法。（4）生物制藥的分離方法幾乎都在溶液中進(jìn)行，各種參數(shù)（溫度，64（3）根據(jù)分子極性大小及溶解度不同進(jìn)行分離。如溶劑提取法，逆流分配法，分配層析法，鹽析法，等電點(diǎn)沉淀法，及有機(jī)溶劑分級(jí)沉淀法。（4）根據(jù)物質(zhì)吸附性質(zhì)的不同進(jìn)行分離。如選擇性吸附法與吸附層析法。（5）根據(jù)配體特異性進(jìn)行分離—親和層析法。三、分離純化的基本程序和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)生物體內(nèi)某一組分，特別是未知結(jié)構(gòu)的組分的分離制備設(shè)計(jì)大致上分為五個(gè)基本階段。（1）確定制備物的研究目的及建立相應(yīng)的分析鑒定方法。（2）制備物理化性質(zhì)穩(wěn)定性的預(yù)備試驗(yàn)。（3）材料處理及抽提方法的選擇。（4）分離純化方法的摸索。（5）產(chǎn)物均一性測(cè)定。（3）根據(jù)分子極性大小及溶解度不同進(jìn)行分離。如溶劑提取法，逆65提取是分離純化目的物的第一步，所選的溶劑應(yīng)對(duì)目的物具有最大的溶解度，并盡量減少雜質(zhì)進(jìn)入提取液。分離純化是生化制備的核心操作。分離策略：1.分離純化早期使用方法的選擇分離純化的早期，由于提取液中的成分復(fù)雜，目的物濃度較稀，與