《生化制药基本技术》PPT课件

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1、生化制药的基本技术第一节原料的选择、处理及有效成分的提取生化药物的提取与分离方法因原材料、药物的种类和性质不同而存在很大差异。总的来说，其提取纯化一般分为五个步骤：预处理、固液分离、提取、精制和成品加工（包括干燥、制丸、挤压、造粒、制片等步骤），如图所示：生物材料、发酵或培养液↓预处理（清洗、加热、调pH、凝聚、絮凝）↓细胞分离（沉降、离心、过滤）↓细胞↓细胞破碎（高压均质处理、研磨、溶菌处理）↓收集上清液↓初步纯化（沉淀、吸附、萃取、过滤）↓高度纯化（离子交换色谱、亲和色谱、疏水色谱、吸附色谱及电泳等）↓成品

2、加工（无菌过滤、超滤、浓缩、冷冻干燥、喷雾干燥、结晶等）图2-1生化药物提取的一般工艺流程上清液（含胞外产品）一、原料的选取与保存选择原则：①有效成分含量高，原料新鲜；②原料来源丰富，易得，原料成本低；③原料中杂质含量较少等。植物材料确定后，要选择合适的季节、地点、时间后采集并就地去除不用的部分，将有用的部分保鲜处理。保存生物材料的方法主要方法有冷冻法，常用-40℃速冻；有机溶剂脱水法；防腐剂保鲜法。二、生化药物提取1.物理性质与提取提取是利用目的物的溶解特性，将其与细胞的固形成分或其它结合成分分离，使其由固相

3、转入液相或从细胞内的生理状态转入特定溶液环境的过程。许多生化药物具有生物活性，其稳定性受pH、温度、离子强度、金属离子、提取过程中所使用的溶剂等环境因素的影响。2.提取的溶剂系统（1）对水溶性、盐溶性生物物质的提取可用酸、碱、盐水溶液为提取剂。（2）对水、盐系统无法提取的蛋白质或酶的提取可用表面活性剂或有机溶剂提取，用有机溶剂作为提取试剂时，根据产物存在的状态可分为液-液提取和固-液提取。①液-液提取也即萃取，也是利用溶质在互不相溶的两相中分配系数不同而进行的提取分离的方法。杂质溶质原溶液萃取剂Lightpha

4、seHeavyphase萃取相原溶液tC在一定温度和压力下，溶质分配在两个互不相溶的溶剂中达到平衡后，溶质在这两相的浓度比为一常数K，此常数称为分配系数。在常温下Ｋ为常数；Ｃ的单位通常用mol/L或质量单位/mL。工业生产中常用的萃取溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。表2青霉素在不同萃取剂中的分配系数溶剂pH2.5（溶剂/水）pH7.0（溶剂/水）乙酸戊酯45/11/235乙酸丁酯47/11/186乙酸乙酯39/11/260氯仿39/11/220三氯乙烯21/11/260乙醚12/11/190物理化

5、学方面有足够的容量与水溶液不互溶，不发生乳化对产物有高的分配系数低黏度在密度上同水有大的差别生物学方面在消毒过程中热稳定经济和毒理方面对生物催化剂、酶或活细胞无毒性低成本能大批供应对人员无毒不易燃表1在生物转化中萃取溶剂的选择准则②固-液提取也称为浸取。为了高效、快速地从固体中将目的物浸取出来，同时尽可能将杂质留在固体中，选择合适的溶剂很重要，溶剂选择的主要依据是“相似相溶”原理。浸取常用的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、丁醇等极性溶剂和乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂。无论采用哪种溶剂系统对目的物进行提取，在提取过程中

6、都要尽量增加目的物的溶出度，并尽可能减少杂质的溶出度，同时充分重视目的物在提取过程中的活性变化。三、细胞破碎技术植物细胞模式图1.机械法：包括球磨法、高压匀浆法、超声破碎法、X-press等。JJ-2组织捣碎匀浆机超声波破碎仪2.非机械法：酶溶法、化学渗透法、反复冻融法、干燥法等酶溶法的缺点在于酶的价格昂贵限制了在大规模生产中的使用，虽然条件温和、具有选择性。细胞悬浮液中加入酶能迅速和细胞壁反应并破坏它们。酶选择性的催化细胞壁反应，不破坏细胞内的其它物质。四、固液分离固液分离的方法很多，有重力沉降、离心分离和过

7、滤等。离心：借助离心机旋转所产生的离心力的作用，促使不同大小，不同密度的粒子分离的技术。过滤：在一定的压力差下，利用多孔性介质截留固液悬浮液中的固体粒子，进行固液分离的方法称为过滤。第二节沉淀技术沉淀：是物理环境的变化引起溶质的溶解度降低、生成固体凝聚物的现象。根据沉淀机理不同，可分为盐析法、有机溶剂沉淀法和等电点沉淀法等。一、盐析法水溶液中蛋白质的溶解度一般在生理离子强度范围内（0.15～0.2mol/L）最大，低于或高于此范围时溶解度均降低。蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低，发生沉淀的现象称为盐析。不同

8、蛋白质盐析时所需的盐的浓度不同，因此调节盐的浓度，可以使混合蛋白质溶液中的蛋白质分段析出，达到分离纯化的目的。常用的盐析用盐包括硫酸铵、硫酸钠、硫酸镁、氯化钠、磷酸二氢钠等。二、有机溶剂沉淀法向水溶液中加入一定量亲水性的有机溶剂、降低溶质的溶解度，使其沉淀析出的分离纯化方法称为有机溶剂沉淀法。许多能与水互溶的有机溶剂如乙醇、丙酮、甲醇和乙腈，常用于低盐浓度下沉淀蛋白质。三、等电点沉淀法