中国药科大学《生物制药工艺学》上复习题整理.doc

第十章 离心技术 离心技术:利用旋转产生的离心力代替重力，加速物质的沉降速度,使具有不同沉降速度的物质进行分离的一种技术离心力： centrifugal force，Fc 在一定角度速度下作圆周运动的任何物体都受到的向外的力。离心力（Fc）的大小等于离心加速度2r与颗粒质量m的乘积，即：F=m2r相对离心力： relative centrifugal forceRCF颗粒在离心过程中的离心力相对于颗粒本身所受的重力。 沉降速度：即在离心力作用下，物质粒子于单位时间内沿离心力方向移动的距离沉降系数概念 ： 在单位离心力场中，颗粒的沉降速度谓之“沉降系数” 相对离心力的计算：影响沉降速度的因素：颗粒大小、颗粒密度、溶液黏度制备型离心机常用的转子：角度转子，水平转子，区带转子，垂直管转子，连续离心转子，细胞洗脱转子（适于自动植物培养液或发酵液中连续分离单细胞和菌体）角度转子 水平转子 离心时间 短 长 寿命 长 短 运转 平稳 低速易摇摆 壁效应 适用 强差速离心 弱 密度梯度离心差分离心法：差分离心法亦称为“差速离心法”，是依据不同大小和密度的颗粒在离心力场中沉降速度的不同进行离心分离的一项技术速度区带离心法：将样品液置于连续或不连续，线性或非线性密度梯度液上（如蔗糖、甘油、KBr、CsCl等），控制离心时间，使具有不同沉降速度的粒子处于不同的密度梯度层内分成一系列区带，从而达到彼此分离的目的 特点：（1）介质的密度亦须严格掌握：梯度最大值组分最小密度。 （2）样品加于梯度介质的顶部、离心时间须严格控制。 （3）样品的密度梯度密度最小值。 （4）分离依据是各组分之沉降系数差。 （5）分辨率受组分沉降系数，离心时间，颗粒扩散系数，介质粘度及梯度范围和形状的影响。（6）适于分离颗粒大小不同而密度相近或相同的组分，如DNA与RNA混合物、核蛋白体亚单位及线粒体、溶酶体及过氧化物酶体等等密度离心法：离心力作用下，不同密度的多组分颗粒在梯度介质中“向上”或“向下”移动，当移动至其密度与介质密度相等的位置便不再移动，形成静止区带，即达到离心平衡，各组分按密度不同处于区带的不同位置特点 ：（1）加样位置不拘。 （2）离心平衡后，区带的位置、形状、不受离心时间影响。 （3）梯度的密度范围应包括样品中所有组分颗粒之密度。 （4）分离依据是颗粒组分间密度的差异，与颗粒大小，形状无关。 （5）离心力大小，组分颗粒的大小和形状，介质密度梯度的斜率和形状，粘度影响离心时间和分辨率。分离法速率区带离心法等密度区带离心法原理以物质沉降速度的不同进行分离以物质的密度不同进行分离介质密度小，如蔗糖、甘油、聚蔗糖密度大，如CsCl,Cs2SO4离心力场强，离心速度高，使被分离物质易沉降稍强，速度相对低，使CsCl形成梯度，建立沉降扩散平衡离心过程样品向离心管底沉降不论样品起始时在什么位置，离心中样品停留于介质的等密度部位离心时间较短，一般为几小时到几十小时较长，十几小时到数天密度梯度离心常用的介质有哪几类：盐梯度介质：小分子有机物如蔗糖：三碘化苯衍生物：有机高聚物：胶态二氧化硅密度梯度的制备方法：手工制备法 ：梯度混合仪制备法：离心形成法：反复冻融法梯度的回收方法：取代法、穿刺法、切割法、虹吸法第十一章 膜分离技术分子量截留值:各向异性膜:浓差极化现象：外源压力迫使分子量较小的溶质通过超滤膜，大分子溶质被截留于膜表面，并逐渐形成浓度梯度水流量法:气泡压力法:纳滤: 分离范围介于反渗透和超滤之间，截 断分子量范围约为 MW3001000 ，能 截留透过超滤膜的那部分有机小分子，透 过无机盐和水反渗透: 利用反渗透膜选择性，以膜两侧静压差为推动力，实现对液体混合物进行分离的过程。用于制作透析膜的材料所应具有的特点。（1）具有一定孔径 在溶剂介质中形成分子筛薄膜（亲水性）（2）化学惰性 不发生化学变化或溶解现象（3）良好的物理性能 膜分离技术的优势有哪些？高效：节能：过程简单、容易操作和 控制 ：不污染环境透析装置有哪些类型？旋转透析器，平面透析器，连续透析器，浅流透析器透析过程中应注意哪些事项？（1）透析前，对装有试液的透析袋检查是否有泄漏；（2）透析袋装一半左右，防止膜外溶剂因浓度差渗入将袋涨裂或过度膨胀使膜孔径改变；（3）搅拌；定期或连续更换外部溶剂可提高透析效果克服浓差极化现象的措施有哪些？震动、搅拌、错流(cross flow) /切流(tangential flow)实验用超滤器的类型？1，无搅拌式装置,（2）搅拌或振动式装置（3）小棒超滤器（4）浅道系统超滤装置（5）中空纤维系统超滤器影响超滤流速和选择性的因素有哪些？（1）溶质分子性质和浓度分子大小、形状、带电性质（2）超滤膜的性质膜的孔径、结构及吸附性质（3）超滤装置和操作条件膜或组合膜的构造、超滤器的结构、操作压力、搅拌情况、液体物料的温度、黏度、pH、离子强度等。膜孔径检测方法？何谓超滤技术：是一项分子级膜分离手段，以压力差为推动力将不同分子量的物质进行选择性分离。优点：没有相转移，无需添加任何强烈化学物质，可以低温操作过滤速度快，便于无菌处理第十二章 制备型液相色谱容量因子：溶质在固定相中的总摩尔数与流动相中总摩尔数之比分离度：在色谱过程中表示两组分相互分离的程度,一般情况下,分离度大于1.5时称分离完全.选择性因子：（selectivity factor,）：相邻两组份的分配系数或容量因子之比。设k2k1，则k2/k1，所以又称为相对保留时间。要使两组分得到分离，必须使1制备型高效液相色谱与分析型高效液相色谱法的区别？输液泵不同： 两种泵设计的特点及其性能 色谱柱不同：规格主要是直径，粒径的大小高效液相色谱仪的基本组成？输液系统，进样系统，分离系统，检测系统，收集系统，数据处理系统制备型高效液相色谱的重要参数有哪些？Capacity:纯化过程中，目标物质的上样量。可以是体积也可以是质量。Resolution:很关键，尤其是杂质的结构和目的物结构相似时。Speed:和分离度呈负相关。Recovery:产品贵重时此项很重要。根据分离机理色谱介质可分为哪些类型？正相色谱：流动相极性小于固定相反相色谱：常加入TFA离子交换色谱：阴离子交换色谱（DEAE二乙基氨基乙基，Q季胺盐）阳离子交换色谱（CM羧甲基S磺酸基）凝胶过滤色谱：疏水色谱：苯基，辛基等。金属螯合色谱：镍、铜等亲合色谱 : 如何进行分离条件的优化？良好的分离选择性:选择性是分离的本质 物质的性质,介质的性质,流动相(组成,pH，添加剂)，温度 ，合适的容量因子k ，足够的柱效N 实验条件的选择包括哪些方面？色谱柱的选择与填装，柱填料，流动相选择，检测器的选择，仪器设备第十三章 生化药物制造工艺生化药物概念：生物体中提取分离纯化获得天然存在的生化活性物质特点：药理活性高，针对性强，营养价值高，毒副作用小，生理副作用常有发生（免疫原性，过敏反应）；含量低，杂质多，工艺复杂，收率低，技术要求高结构复杂，生物活性受空间结构严格限制，稳定性差，易染菌，腐败；天然生化药物是新型生物药物的先导物。种类：氨基酸类，多肽与蛋白质类，核酸类，酶类，糖类，脂类，维生素及辅酶类，胰岛素氨基酸类酶转换法氨基酸输液蛋白类：种类（举例）制造方法合成中氨基酸的保护基因工程法提取，纯化核酸类药物：分类方法发酵生产重要核酸类药物制备糖类：粘多糖的特点提取方法肝素工艺（理解） 酶类：提取，纯化，结晶（2个实例）胰岛素：工艺概况第十四章微生物的药物制造工艺宏基因组(Metagenome)：生境中全部微小生物遗传物质的总和微生物药物：微生物在其生命活动过程中产生的生理活性物质及其衍生物，包括抗生素，酶抑制剂，免疫调节剂等一类化学物质的总称抗生素：微生物在其代谢过程中所产生的、具有抑制它种微生物生长及活动甚至杀灭它种微生物性能的化学物质-内酰胺酶抑制剂：克拉维酸 舒巴坦-内酰胺类抗生素：青霉素、头孢菌素、硫霉素、亚胺培南氨基糖苷类抗生素：链霉素、新霉素、卡那霉素、庆大霉素大环内酯类抗生素 ： 红霉素、螺旋霉素、麦迪霉素 -内酰胺类抗生素，氨基糖苷类抗生素，大环内酯类抗生素结构上有什么特点？熟悉其代表品种的理化性质。 1，羧基有弱酸性： 影响溶解度 ，-内酰胺环不稳定,青霉素理化性质：溶解性：受pH影响 游离酸：易溶于有机溶剂，难溶于水 盐：易溶于水，几乎不溶于有机溶剂 pH值 一般从滤液萃取到醋酸丁酯时，pH选择2.02.5，而从丁酯反萃取到水相时，pH选择6.87.2之间。 温度 要求提取在低温(10以下)条件下进行较为有利。在设备上要考虑用冷盐水进行冷却，以降低温度，特别是酸化岗位，温度要求更低些，时间 酸化时速度应快些。碱化时速度可放慢些，因青霉素在中性下半衰期要长些，破坏要缓和些，故以能分离得清为原则。 萃取方式和浓缩比 萃取剂和萃取方式选择 目前生产上采用二级逆流萃取方式。浓缩比的选择也很重要，因为丁酯的用量与收率和质量都有关系。丁酯用量为滤液体积的2530% 时，色素相对含量低，浓缩比为1.52.5倍。2，链霉素的理化性质：1、溶解性：易溶于水，难溶于有机溶剂2、酸碱性：强碱性 3、稳定性：较稳定 pH47溶液数周内稳定pH4.04.5最稳定 降解反应：酸、碱条件下水解出链霉胍等 4、醛基反应： 与伯胺形成席夫碱 ,提取工艺：P5853，红霉素的主要性质：1、酸碱性：二甲氨基呈碱