药物分离纯化前的预处理技术

1、药物分离纯化前药物分离纯化前 的预处理技术的预处理技术 三、流体特性的改变 二、凝聚和絮凝 四、固液分离 五、生物制药中的细胞破碎 一、沉淀法去除杂质 预处理技术预处理技术 一、沉淀法去除杂质 1.等电点沉淀法等电点沉淀法：利用蛋白质在等电点时溶解度最低的特性，向含 有目的药物成分的混合液中加入酸或碱，调整其pH值，使蛋白质 沉淀析出的方法。 等电点沉淀法应注意以下： 1.）不同的蛋白质，具有不同的等电点。 2.）同一种蛋白质在不同条件下，等电点不同。 3.）目的药物成分对pH值的要求。 4.）单独使用等电点沉淀法效果不理想时，几种方法结合 2.变性沉淀法变性沉淀法：利用蛋白质的变性作用，除去

2、混合液中杂蛋白的方 法。常用的方法如下： 1.）加热 只适用于对热较稳定的目的药物成分 2.）加入化学试剂 金属盐、表面活性剂、某些有机酸、酚等 3.）调节pH值 3.盐析法：在高盐浓度下，盐浓度增加反而使蛋白质的溶解度降低， 当达到某一浓度时，蛋白质可从溶液中析出。 影响盐析沉淀的因素： 盐析剂的性质和加入量、pH值、蛋白质类化合物的性质、蛋白质 类化合物溶液的浓度、温度 加入盐析剂的两种方式：一种是直接加入固体粉末；另一种是加 入盐的饱和溶液。 4.有机溶剂沉淀法有机溶剂沉淀法：利用与水互溶的有机溶剂能使蛋白质在水中的 溶解度显著降低而沉淀的方法。 影响有机溶剂沉淀的主要因素如下： 有机溶

3、剂的选择、温度的控制、pH值、离子强度 5.反应沉淀法反应沉淀法：根据预处理液中所含杂质的特点，加入某些不影响 目的药物的化学反应试剂，使其与杂质发生反应，生成不溶性沉 淀的方法。 生产中常用的反应沉淀试剂：金属盐类、有机酸类、表面活性剂、 离子型或非离子型的多聚物、变性剂及其他一些化合物。 二、凝聚和絮凝 凝聚和絮凝的主要作用是增大混合液中悬浮粒子的体积，提高固液 分离速率，同时可除去一些杂质。 1.凝聚作用凝聚作用：指在某些电解质下，使胶粒之间双电层的排斥作用降 低，电位下降，吸引作用加强，破坏胶体系统的分散状态，而是 胶体粒子聚集的过程。 影响凝聚作用的主要因素：无机盐的种类、化合价及无

4、机盐用量等 常用的凝聚剂： AlCl36H2O、Al2(SO4)318H2O、FeCl3、ZnSO4和MgCO3等 2.絮凝作用絮凝作用：利用带有多种官能团的高分子线状化合物能在分子上 吸附多个微粒的能力，通过架桥作用将许多微粒聚集在一起，形 成粗大的松散絮团的过程。 根据絮凝剂所带电性的不同，分为阴离子型、阳离子型和非离子 型三类。对于负电性的微粒，加入阳离子型絮凝剂，具有降低电 子排斥电位和产生吸附架桥作用的双重作用机制；而非离子型和 阳离子型絮凝剂，通过分子间引力和氢键等作用产生吸附架桥。 影响絮凝作用的主要因素如下： 1.）高分子絮凝剂的性质和结构 絮凝剂的分子量越大、线型分子 链越长

5、，絮凝效果越好；但分子量增大，溶解度降低 2.）絮凝操作温度 一般为2030C 3.）pH值 阳离子型在酸性或中性环境中使用；阴离子型在中性或 碱性环境中使用 4.）搅拌速率和时间 搅拌速率为4080r/min，不要超过 100r/min;搅拌时间以24min为宜，不超过5min。 混凝：絮凝剂与无机电解质絮凝剂搭配在一起 3.凝聚剂与絮凝剂 根据组成不同分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和生物絮凝剂；根据 所带电荷性质的不同分为高分子 、低分子、阳离子型和非离子型 絮凝剂等 常用的凝聚与絮凝剂： 1.）无机盐或无机阳离子类 常用的无机盐类AlCl36H2O、 Al2(SO4)318H2O、K2SO4

6、 Al2(SO4)3 24H2O、FeCl3 6H2O等 2.）人工合成的阴离子型高分子絮凝剂：是一类含有带正 电荷的氨基、亚氨基或季铵基的水溶性多聚物。 常用的有二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物或 均聚物、聚二烯基咪唑啉等。 3.）非离子型聚电解质 4.）生物絮凝剂 主要有蛋白质、黏多糖、纤维素和核酸 等。 特点：高效、无毒、无二次污染 三、流体特性的改变 1.降低流体黏度降低流体黏度 降低流体黏度常用的方法有加水稀释法和加热法。 加水稀释法可有效降低流体黏度，但会增加悬浮液的体积。 升高温度可有效降低流体黏度，从而提高过滤速率，常用于黏 度随温度变化较大的流体。 2.调整调整pH值值

7、 可改善其过滤特性 细胞、细胞碎片及某些胶体物质等在某个pH值下也可能趋于 絮凝而成为较大颗粒，有利于固液分离。 3.酶解法酶解法 酶解法可将混合液中的不溶性多糖物质酶解，使其转化为溶解度 较大的单糖，从而改变流体的流动特性，提高过滤速率。 如：万古霉素 四、固液分离 1.固液分离原理固液分离原理 机械方法 按其所涉及的流动方式和作用力的不同，可分为过滤、沉降 和离心分离。 过滤可分为常压过滤、真空过滤和离心过滤。 常用于分离固体量较大的悬浮液。 沉降分为重力沉降和离心沉降。 主要用于固体粒子含量较少、颗粒细小的悬浮液的分离。 在药品生产中，真空抽滤和离心分离应用较多。 2.影响固液分离的因素

8、影响固液分离的因素 1.）混合物中悬浮微粒的性质和大小 一般情况下，悬浮微粒越 大，粒子越坚硬，大小越均匀，固液分离越分离。 2.）混合液的黏度 流体黏度越大，固液分离越困难 3.）操作条件 温度升高，流体黏度降低；调整pH值，也可改变 流体黏度，从而使固液分离效率得到提高。 4.）助滤剂的使用 两种方法：一种是在过滤介质表面预涂助滤 剂；另一种是直接加入到混合液中；也可两种方法同时兼用。 选择和使用助滤剂时应考虑几方面：根据目的药物的性质选 择、根据过滤介质和过滤情况选择、粒度选择、用量的确定、固 液分离设备和技。 3.固液分离设备 常用的有真空转鼓过滤机、碟片式离心机等。 1.）真空转鼓过

9、滤机 特点：自动化程度高、操作连续、处理量大 2.）碟片式离心机 分离因数为100020000，适合于含细菌、 酵母菌、放线菌等多种微生物细胞的悬浮液及细胞碎片悬浮液的 分离。 4.常见问题 1.）对工艺改进和新工艺了解少 2.）操作条件不合理 3.）关键部件的选择不科学 4.）对新技术和新设备的应用持观望态度 五、生物制药中的细胞破碎 细胞破碎的目的：破坏细胞外围，使胞内物质释放出来。 1.细胞破碎方法及原理 按照是否使用外加作用力，可分为机械法和非机械法两大类。 各种细胞破碎方法、作用机理及适用范围见P17 2.常用的细胞破碎方法及设备 1.）高压匀浆器 高压匀浆适用于酵母和大多数细菌细胞的破碎， 料液细胞浓度可达到20%左右 影响高压匀浆器细胞破碎效果的主要因素有压力、温度和通过匀 浆器的次数等