《生化制藥基本技術(shù)》ppt課件

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1、生化制藥的基本技術(shù)第一節(jié)原料的選擇、處理及有效成分的提取生化藥物的提取與分離方法因原材料、藥物的種類和性質(zhì)不同而存在很大差異。總的來說，其提取純化一般分為五個步驟：預(yù)處理、固液分離、提取、精制和成品加工（包括干燥、制丸、擠壓、造粒、制片等步驟），如圖所示：生物材料、發(fā)酵或培養(yǎng)液↓預(yù)處理（清洗、加熱、調(diào)pH、凝聚、絮凝）↓細胞分離（沉降、離心、過濾）↓細胞↓細胞破碎（高壓均質(zhì)處理、研磨、溶菌處理）↓收集上清液↓初步純化（沉淀、吸附、萃取、過濾）↓高度純化（離子交換色譜、親和色譜、疏水色譜、吸附色譜及電泳等）↓成品加工（無菌過濾、

2、超濾、濃縮、冷凍干燥、噴霧干燥、結(jié)晶等）圖2-1生化藥物提取的一般工藝流程上清液（含胞外產(chǎn)品）一、原料的選取與保存選擇原則：①有效成分含量高，原料新鮮；②原料來源豐富，易得，原料成本低；③原料中雜質(zhì)含量較少等。植物材料確定后，要選擇合適的季節(jié)、地點、時間后采集并就地去除不用的部分，將有用的部分保鮮處理。保存生物材料的方法主要方法有冷凍法，常用-40℃速凍；有機溶劑脫水法；防腐劑保鮮法。二、生化藥物提取1.物理性質(zhì)與提取提取是利用目的物的溶解特性，將其與細胞的固形成分或其它結(jié)合成分分離，使其由固相轉(zhuǎn)入液相或從細胞內(nèi)的生理狀態(tài)轉(zhuǎn)入

3、特定溶液環(huán)境的過程。許多生化藥物具有生物活性，其穩(wěn)定性受pH、溫度、離子強度、金屬離子、提取過程中所使用的溶劑等環(huán)境因素的影響。2.提取的溶劑系統(tǒng)（1）對水溶性、鹽溶性生物物質(zhì)的提取可用酸、堿、鹽水溶液為提取劑。（2）對水、鹽系統(tǒng)無法提取的蛋白質(zhì)或酶的提取可用表面活性劑或有機溶劑提取，用有機溶劑作為提取試劑時，根據(jù)產(chǎn)物存在的狀態(tài)可分為液-液提取和固-液提取。①液-液提取也即萃取，也是利用溶質(zhì)在互不相溶的兩相中分配系數(shù)不同而進行的提取分離的方法。雜質(zhì)溶質(zhì)原溶液萃取劑LightphaseHeavyphase萃取相原溶液tC在一定溫

4、度和壓力下，溶質(zhì)分配在兩個互不相溶的溶劑中達到平衡后，溶質(zhì)在這兩相的濃度比為一常數(shù)K，此常數(shù)稱為分配系數(shù)。在常溫下Ｋ為常數(shù)；Ｃ的單位通常用mol/L或質(zhì)量單位/mL。工業(yè)生產(chǎn)中常用的萃取溶劑有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。表2青霉素在不同萃取劑中的分配系數(shù)溶劑pH2.5（溶劑/水）pH7.0（溶劑/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物理化學(xué)方面有足夠的容量與水溶液不互溶，不發(fā)生乳化對產(chǎn)物有高的分配系數(shù)

5、低黏度在密度上同水有大的差別生物學(xué)方面在消毒過程中熱穩(wěn)定經(jīng)濟和毒理方面對生物催化劑、酶或活細胞無毒性低成本能大批供應(yīng)對人員無毒不易燃表1在生物轉(zhuǎn)化中萃取溶劑的選擇準則②固-液提取也稱為浸取。為了高效、快速地從固體中將目的物浸取出來，同時盡可能將雜質(zhì)留在固體中，選擇合適的溶劑很重要，溶劑選擇的主要依據(jù)是“相似相溶”原理。浸取常用的有機溶劑有甲醇、乙醇、丙酮、丁醇等極性溶劑和乙醚、氯仿、苯等非極性溶劑。無論采用哪種溶劑系統(tǒng)對目的物進行提取，在提取過程中都要盡量增加目的物的溶出度，并盡可能減少雜質(zhì)的溶出度，同時充分重視目的物在提取過

6、程中的活性變化。三、細胞破碎技術(shù)植物細胞模式圖1.機械法：包括球磨法、高壓勻漿法、超聲破碎法、X-press等。JJ-2組織搗碎勻漿機超聲波破碎儀2.非機械法：酶溶法、化學(xué)滲透法、反復(fù)凍融法、干燥法等酶溶法的缺點在于酶的價格昂貴限制了在大規(guī)模生產(chǎn)中的使用，雖然條件溫和、具有選擇性。細胞懸浮液中加入酶能迅速和細胞壁反應(yīng)并破壞它們。酶選擇性的催化細胞壁反應(yīng)，不破壞細胞內(nèi)的其它物質(zhì)。四、固液分離固液分離的方法很多，有重力沉降、離心分離和過濾等。離心：借助離心機旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的作用，促使不同大小，不同密度的粒子分離的技術(shù)。過濾：在

7、一定的壓力差下，利用多孔性介質(zhì)截留固液懸浮液中的固體粒子，進行固液分離的方法稱為過濾。第二節(jié)沉淀技術(shù)沉淀：是物理環(huán)境的變化引起溶質(zhì)的溶解度降低、生成固體凝聚物的現(xiàn)象。根據(jù)沉淀機理不同，可分為鹽析法、有機溶劑沉淀法和等電點沉淀法等。一、鹽析法水溶液中蛋白質(zhì)的溶解度一般在生理離子強度范圍內(nèi)（0.15～0.2mol/L）最大，低于或高于此范圍時溶解度均降低。蛋白質(zhì)在高離子強度的溶液中溶解度降低，發(fā)生沉淀的現(xiàn)象稱為鹽析。不同蛋白質(zhì)鹽析時所需的鹽的濃度不同，因此調(diào)節(jié)鹽的濃度，可以使混合蛋白質(zhì)溶液中的蛋白質(zhì)分段析出，達到分離純化的目的。常

8、用的鹽析用鹽包括硫酸銨、硫酸鈉、硫酸鎂、氯化鈉、磷酸二氫鈉等。二、有機溶劑沉淀法向水溶液中加入一定量親水性的有機溶劑、降低溶質(zhì)的溶解度，使其沉淀析出的分離純化方法稱為有機溶劑沉淀法。許多能與水互溶的有機溶劑如乙醇、丙酮、甲醇和乙腈，常用于低鹽濃度下沉淀蛋白質(zhì)。三、等電點沉淀法