生物药物成分的提取纯化技术

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1、第七章生物药物成分的提取纯化技术学习要点掌握几种基本的细胞破碎操作技术掌握超滤分离的操作技术掌握几种常用的沉淀分离操作技术掌握离子交换色谱的操作技术第一部分必备知识生物制药过程中，产物的分离纯化有如下特点：1、生物药物的有效成分在生物材料中浓度很低，有的只达到万分之一，甚至百万分之一，因此，分离操作步骤多，不易获得高收率。2、杂质的含量相对比较高，杂质的种类繁多，各种杂质的形状、大小、分子量和理化性质都各不相同，没有固定的去除方法;3、生产中得到的大多数目的药物都是具有生物活性的物质，对热、酸、碱、重金属及pH变化和各种理化因素都比较敏感，容易变性、钝化或破坏，分离

2、过程中必须十分小心地保护这些化合物的生理活性；4、生物制药的分离钝化的过程中，加工条件（温度、pH、离子强度）对产品质量影响较大。产物的初级分离阶段和纯化精制阶段分离纯化初期，由于粗品中的成分复杂，目的物浓度较低，与目的物理化性质相似的杂质多，所以不宜选择分辨能力较高的纯化技术，采用萃取、沉淀、吸附等一些分辨力低的方法较为有利。精制阶段，可采用高选择性的分离技术，如各种色谱技术、超滤技术等，将目的物与杂质分开，使产物纯度达到要求。第二部分操作技术第一节细胞破碎技术实践中选择破碎方法的原则是：最佳破碎方法与最佳破碎条件相结合，以达到高的产物释放率；与后面的分离纯化相结

3、合考虑，便于产物的提取；低能耗，降低成本。细胞的破碎方法很多，有物理方法、化学方法、生物方法等。一物理方法反复冻融法：置-15~-20℃冰箱内冻结，再置于室温下，如此反复冻融几次。动物性材料急热骤冷法：投入沸水浴中，在90℃左右几分钟，立即置于冰浴中迅速冷却。细菌及病菌材料超声波破碎法：为防止有效成分的变性，常在冰水或有外部冷却条件的容器中进行。微生物材料碾磨法：为提高碾磨效率，常加入细砂、石英粉或氧化铝等。适宜实验室使用组织捣碎法：为了防止发热和升温过高引起有效成分的变性，通常转10~20s，停10~20s。一般用于动物组织、植物肉质种子、柔嫩的叶芽等高压匀浆破碎

4、法：利用高压迫使细胞悬液高速通过针形阀，通过突然减压和高速冲击特制撞击环，达到细胞破碎的目的。细菌和部分酵母菌细胞高速搅拌珠磨法：将玻璃小珠与细胞悬液一起高速搅拌，带动玻璃小球撞击细胞，使细胞破碎的方法。酵母菌和胶束状微生物菌体二、化学方法酸碱法：用酸或碱处理微生物细胞可以溶解细胞壁使胞内产物溶出。大规模破碎中可与考虑用碱来溶解细胞。表面活性剂处理法：利用表面活性剂处理细胞，可增大细胞壁通透性，使细胞内产物容易释放出来。三、生物学方法自溶法：注意水解酶不仅可以使细胞壁和细胞膜破坏，同时也可能会把某些需要提取的有效成分分解。酶解法：利用酶先将细胞壁分解，再释放内含物。

5、第二节沉淀分离技术应用的分离技术时考虑以下几个因素采用的沉淀技术对目的物的分离有高的选择性；采用的分离条件不会破坏目的物的结构或活性；加入溶液中的沉淀剂容易获得，在后续的加工中容易去除；残留的沉淀剂对人体无害；沉淀剂对环境的污染小，易回收。一、盐析沉淀技术1.盐析操作最常用的是硫酸铵：价格便宜；溶解度大、尤其是在低温时仍有相当高的溶解度；分离效果好；不易引起变性，有稳定蛋白质和酶的作用；废液不污染环境。2.脱盐操作透析时，注意防止透析袋外的液体进入透析袋，引起膨胀。为加快透析速度，应不断的更换透析液，因透析所需时间较长，为防止酶或蛋白质变性，所以最好在低温中进行。透

6、析常用于脱除盐、少量有机溶剂、生物小分子杂质和浓缩样品等。二、等电点沉淀技术蛋白质、酶、氨基酸、核酸等都是两性电解质，当溶液在某一pH值时，这些生物大分子的所带的正负电荷相等而呈电中性，此时溶液的pH值称为等电点。等电点技术是利用这些生物大分子在其等电点的溶液中，溶解度最低，易发生沉淀，从而实现分离的方法。三、有机溶剂沉淀技术有机溶剂沉淀技术时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，使其沉淀析出。四、有机高聚合物沉淀技术有机高聚物沉淀技术是用有机高聚物作沉淀剂。五、结晶技术溶质以固体形式从溶液中分出，析出物为无定形固体时称为沉淀技术，析出物为

7、晶体时则称为结晶技术；它们共同的特征都是溶质从液相中析出，形成固相。第三节萃取分离技术萃取技术是利用目标药物在互不相溶的溶剂之间分配系数不同而得以纯化或浓缩的技术。一、溶剂萃取技术：是利用目的物在两种互不相溶的溶液中的溶解度不同，使其从一种溶液转移到另一种溶液中去，以达到浓缩和提纯的目的。二、双水相萃取技术：将两种不同水溶性的高聚物溶液混合，当高聚物的浓度达到一定值时，体系会自然地分成不相溶的两相，这就是双水相体系。三、超临界萃取技术它以超临界流体作为萃取剂，在超临界状态下，从物料中萃取待分离的组分，然后借助压力、温度的改变使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则