生化制药基本技术.ppt

生化制药的基本技术
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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：
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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）
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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。
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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。
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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。
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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
Light phase
Heavy phase
萃取相
原溶液
t
C
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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。
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工业生产中常用的萃取溶剂有甲醇、乙醇、***、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 （溶剂/水） （溶剂/水）
乙酸戊酯 45/1 1/235
乙酸丁酯 47/1 1/186
乙酸乙酯 39/1 1/260
***仿 39/1 1/220
三***乙烯 21/1 1/260
*** 12/1 1/190
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物理化学方面
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
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