生物药物分离技术

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1、第二章　表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度反胶团：表面活性剂的极性头朝内，疏水的尾部向外，中间形成极性的“核”。反胶团特异性功能：(1)具有分子识别并允许选择性透过的半透膜的功能；(2)在疏水性环境中具有使亲水性大分子如蛋白质等保持活性的功能。反胶团萃取优点：（1）有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性；（2）分离、浓缩可同时进行，过程简便；（3）能解决蛋白质（如胞内酶）在非细胞环境中迅速失活的问题；（4）由于构成反胶团的表面活性剂往往具有细胞破壁功效，因而可直接从完整细胞中提取具有活性的蛋白质和酶；（5）反胶团萃取技术的成本低，溶剂可反复使用等。吸附分离法吸附是利用吸

2、附剂对液体或气体中某一组分具有选择吸附的能力，使其富集在吸附剂表面，而从混合物中的分离的的过程。吸附法特点:(1)不用或少用有机溶剂（2）操作简便、安全、设备简单（3）生产过程pH变化小（4）从稀溶液分离溶质（5） 吸附剂对溶质的作用小（6） 吸附平衡为非线性（7）选择性较差吸附的类型：（1）物理吸附:放热，可逆，单分子层或多分子层，选择性差吸附速度较快，需要的活化能很小（2）化学吸附:放热量大，单分子，选择性强吸附速度慢，需要一定的活化能（3）交换吸附:吸附剂吸附后同时放出等当量的离子到溶液中活性炭是非极性吸附剂，在水中吸附能力大于有机溶剂中的吸附能力。对极性基团多的化合物的吸附力大于极性基

3、团少的化合物。活性炭种类颗粒大小表面积吸附力吸附量洗脱粉末活性炭小大大大难颗粒活性炭较小较大较小较小难锦纶活性炭大小小小易大网格吸附树脂适合于提取各种有机化合物。优点（1）选择性好（2）解吸容易（3）机械强度好（4）流体阻力小（5）反复使用（6）可适用于各种产品硅胶是极性吸附剂,具有微酸性，适用于分离酸性和中性物质.硅胶的活性与含水量有关：含水量高则吸附力减弱。当游离水含量17%以上时，吸附能力极低.亲和吸附分离是利用溶质和吸附剂之间特殊的化学作用，从而实现分离。吸附剂由载体（Carrier）和配位体(Ligand)组成亲和吸附的特点：a效率高：利用亲和吸附可以从粗提液中一次性分离得到高纯度的

4、活性物质。b分离精度高：可用于分离含量极低，结构相近的化合物c通用性较差，洗脱条件苛刻亲和吸附的载体通常是惰性的，往往不能直接与配基连接，偶联前需要先活化载体经活化后，就可以进行与配基的偶联反应。载体的活化:a溴化氰活化法：琼脂糖、葡聚糖引入亚氨基碳酸盐b高碘酸活化法：氧化多糖，生成烷基胺c环氧化法：多糖类载体与环氧氯丙烷作用生成环氧化合物，再与氨基偶联d甲苯磺酰氯法：双功能试剂法二乙烯砜配基偶联方法:碳二亚胺缩合法(脱水)酸酐法叠氮化法重氮化法固相析出分离法盐析：在高浓度的中性盐存在下，蛋白质（酶）等生物大分子物质在水溶液中的溶解度降低，产生沉淀的过程盐析法机理：1）破坏水化膜，分子间易碰撞

5、聚集，将大量盐加到蛋白质溶液中，高浓度的盐离子有很强的水化力，于是蛋白质分子周围的水化膜层减弱乃至消失，使蛋白质分子因热运动碰撞聚集。2）破坏水化膜，暴露出憎水区域，由于憎水区域间作用使蛋白质聚集而沉淀，憎水区域越多，越易沉淀。3）中和电荷，减少静电斥力，中性盐加入蛋白质溶液后，蛋白质表面电荷大量被中和，静电斥力降低，导致蛋白溶解度降低，使蛋白质分子之间聚集而沉淀。盐析中常用的盐：硫酸铵、硫酸钠、磷酸钾、磷酸钠硫酸铵是最常用的蛋白质盐析沉淀剂优点（1）价廉；（2）溶解度大，温度系数小，许多蛋白质可以盐析出来（3）硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好（4）不易引起蛋白质变性。缺点：（1）水解变酸；2）

6、高pH释氨，腐蚀；3）残留产品有影响影响盐析的因素：a溶质种类的影响：Ks和β值b溶质浓度的影响：蛋白质浓度大，盐的用量小，但共沉作用明显，分辨率低；蛋白质浓度小，盐的用量大，分辨率高；cpH值：影响蛋白质表面净电荷的数量通常调整体系pH值，使其在pI附近；d盐析温度：一般在高盐浓度下，温度升高，其溶解度反而下降盐析法特点:1成本低，不需要特别昂贵的设备。2操作简单、安全。3不会引起蛋白质变性，经透析去盐后，能得到保持生物活性的纯化蛋白质。4分离效果不理想，通常只是作为初步的分离纯化，还需要结合其它的纯化方法。有机溶剂沉淀法:在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂，降低溶质的溶解度，使其

7、沉淀析出。优点：1）分辨能力比盐析法高，即蛋白质等只在一个比较窄的有机溶剂浓度下沉淀；2）沉淀不用脱盐，过滤较为容易；缺点：1）对具有生物活性的大分子容易引起变性失活，2）操作要求在低温下进行。3）成本高有机溶剂沉淀法机理:A降低溶剂介电常数：减小溶剂的极性，从而削弱了溶剂分子与蛋白质分子间的相互作用力，增加了酶、蛋白质、核酸等带电粒子之间的作用力，因相互吸引而聚合沉淀。B破坏水化膜：有机溶剂与水