藥物分離與純化的預處理技術

藥物分離與純化的預處理技術一、沉淀法去除雜質二、凝聚和絮凝三、流體特性的改變四、固液分離五、生物制藥中的細胞破碎預處理利用某種沉淀劑或改變環(huán)境條件，使所需提取的物質或雜質在溶液中溶解度降低而形成無定形固體沉淀的過程。優(yōu)點：設備簡單、操作簡單、成本低、兼?zhèn)錆饪s和分離雙重作用。在產物濃度越高的溶液中，沉淀越有利，收率越高。缺點:過濾困難，形成的不定型固體顆粒，構成成分復雜，除含有目標分子外，還夾雜共存的雜質、鹽和溶劑。所以沉淀的純度遠低于結晶。適用范圍：抗生素、有機酸、蛋白質、酶、核酸一、沉淀法去除雜質1）等電點沉淀法利用蛋白質在等電點時溶解度最低的特性，向含有目的藥物成分的混合液中加入酸或堿，調整其pH值，使蛋白質沉淀析出的方法，稱為等電點法。

①不同的蛋白質，具有不同的等電點。

②同一種蛋白質在不同條件下，等電點不同。注意：③目的藥物成分對pH的要求。

④當單獨使用等電點沉淀法效果不理想時，可以考慮幾種方法結合來實現(xiàn)沉淀分離。一、沉淀法去除雜質2）鹽析法在高濃度下，鹽濃度增加使蛋白質的溶解度降低，當達到某一濃度時，蛋白質可以從溶液中析出，這種現(xiàn)象稱為鹽析。

影響因素如下：鹽析劑的性質和加入量、pH值、蛋白質類化合物的性質、蛋白質類化合物溶液的濃度、溫度。優(yōu)點：操作簡單，成本低，適用范圍廣，環(huán)境溫和，不易造成蛋白質失活。缺點：分辨率低，純化倍數(shù)低，沉淀中混雜鹽分過多。常用鹽析劑：硫酸銨、磷酸鉀、硫酸鈉、檸檬酸鈉、硫酸鎂一、沉淀法去除雜質3）有機溶劑沉淀法利用與水互溶的有機溶劑（如甲醇、乙醇、丙酮等）能使蛋白質在水中的溶解度顯著降低的方法，稱為有機溶劑沉淀。影響因素有：有機溶劑的選擇、溫度的控制、pH值、離子強度。優(yōu)點：有機溶劑密度低，易于沉淀分離，與鹽析相比，沉淀產品不需脫鹽處理，沸點低易除去缺點：易使蛋白質變性，成本高一、沉淀法去除雜質4）變性沉淀法利用蛋白質的變性作用，出去混合液中雜蛋白質的方法稱為變性沉淀法。

常用方法如下：加熱加入化學試劑調節(jié)pH值5）反應沉淀法

根據(jù)預處理液中所含雜質的特點，加入某些不影響目的藥物的化學反應試劑，使其與雜質發(fā)生反應，生成不溶性沉淀，此方法稱為反應沉淀法。一、沉淀法去除雜質回到目錄1）凝聚作用凝聚作用是指在某些電解質作用下，使膠粒之間雙電層的排斥作用降低，電位下降，吸引作用加強，破壞膠體系統(tǒng)的分散狀態(tài)，而使膠體粒子聚集的過程。影響凝聚的因素：無機鹽種類、化合價及無機鹽用量。2)絮凝作用：

利用帶有多種官能團的高分子線狀化合物能在分子上吸附多個微粒的能力，通過架橋作用將許多微粒聚合在一起，形成粗大的松散絮團的過程。二、凝聚和絮凝影響絮凝的主要因素：

高分子絮凝劑的性質和結構、絮凝操作溫度PH值、攪拌速率和時間3）凝聚劑與絮凝劑無機鹽或無機陽離子類人工合成的陰離子型高分子絮凝劑非離子型聚電解質生物絮凝劑二、凝聚和絮凝回到目錄1）降低液體粘度由流體力學基本知識可知，濾液通過濾餅的速率與液體的黏度成反比，所以降低液體黏度可有效提高過濾速率。常用方法如下：①加水稀釋法：能有效降低液體黏度，但會增加懸浮液的體積，使后處理任務加大。②加熱法：升高溫度可有效降低液體黏度，從而提高過濾效率，常用于黏度隨溫度變化較大的流體。三、流體特性的改變2）調整pH值PH值直接影響發(fā)酵液中某些物質的電離度和電荷性質，適當調節(jié)PH值可改善過濾特性，是各種預處理技術中的重要影響因素之一。3）酶解法

可將混合液中的不溶性多糖物質酶解，使其轉化為溶解度較大的單糖，從而改變流體的流動特性，提高過濾速率。三、流體特性的改變回到目錄1）原理①過濾：以某種多孔性物質作為介質，在外力作用下，懸浮液中的流體通過介質孔道，而固體顆粒被截留下來，從而實現(xiàn)固液分離的過程。②沉降：依靠外力的作用，利用分散物質與分散介質的密度差異，使之發(fā)生相對運動，而實現(xiàn)固液分離的過程。四、固液分離2）影響因素①混合物中懸浮微粒的性質和大小

②混合液的黏度③操作條件④助濾劑的使用3）設備真空轉鼓過濾機

碟片式離心機四、固液分離回到目錄五、生物制藥中的細胞破碎分類作用機理適用范圍機法械高壓勻漿法液體剪切作用可達到較高的破碎率和大規(guī)模操作，不適合絲狀菌和革蘭氏陽性菌珠磨法固體剪切作用可達到較高的破碎率和大規(guī)模操作，大分子目的藥物易失活，漿液難分離超聲破碎法液體剪切作用對酵母菌效果差，破壞過程升溫劇烈，不適合大規(guī)模操作X-PRESS法固體剪切作用破碎率高，活性保留率高，對冷凍敏感的目的藥物不適用非機械法酶解法酶分解作用有高度專一性，條件溫和，漿液易分離，溶酶價格高，通用性差化學滲透法改變細胞膜滲透性有一定專一性，漿液易分離，釋放率低，通用性差滲透壓法滲透壓劇烈改變破碎率低，常與其他方法結合凍結融化法反復凍結融化破碎率低，對冷凍敏感的目的藥物不適用干燥法改變細胞膜滲透性條件變化劇烈，易引起大分子物質失活1）細胞破碎方法及原理2）常用的細胞破碎方法及設備①高壓均勻漿器②高速珠磨機