药物分离与纯化的预处理技术

药物分离与纯化的预处理技术一、沉淀法去除杂质二、凝聚和絮凝三、流体特性的改变四、固液分离五、生物制药中的细胞破碎预处理利用某种沉淀剂或改变环境条件，使所需提取的物质或杂质在溶液中溶解度降低而形成无定形固体沉淀的过程。优点：设备简单、操作简单、成本低、兼备浓缩和分离双重作用。在产物浓度越高的溶液中，沉淀越有利，收率越高。缺点:过滤困难，形成的不定型固体颗粒，构成成分复杂，除含有目标分子外，还夹杂共存的杂质、盐和溶剂。所以沉淀的纯度远低于结晶。适用范围：抗生素、有机酸、蛋白质、酶、核酸一、沉淀法去除杂质1）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，称为等电点法。

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。注意：③目的药物成分对pH的要求。

④当单独使用等电点沉淀法效果不理想时，可以考虑几种方法结合来实现沉淀分离。一、沉淀法去除杂质2）盐析法在高浓度下，盐浓度增加使蛋白质的溶解度降低，当达到某一浓度时，蛋白质可以从溶液中析出，这种现象称为盐析。

影响因素如下：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。优点：操作简单，成本低，适用范围广，环境温和，不易造成蛋白质失活。缺点：分辨率低，纯化倍数低，沉淀中混杂盐分过多。常用盐析剂：硫酸铵、磷酸钾、硫酸钠、柠檬酸钠、硫酸镁一、沉淀法去除杂质3）有机溶剂沉淀法利用与水互溶的有机溶剂（如甲醇、乙醇、丙酮等）能使蛋白质在水中的溶解度显著降低的方法，称为有机溶剂沉淀。影响因素有：有机溶剂的选择、温度的控制、pH值、离子强度。优点：有机溶剂密度低，易于沉淀分离，与盐析相比，沉淀产品不需脱盐处理，沸点低易除去缺点：易使蛋白质变性，成本高一、沉淀法去除杂质4）变性沉淀法利用蛋白质的变性作用，出去混合液中杂蛋白质的方法称为变性沉淀法。

常用方法如下：加热加入化学试剂调节pH值5）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，此方法称为反应沉淀法。一、沉淀法去除杂质回到目录1）凝聚作用凝聚作用是指在某些电解质作用下，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，而使胶体粒子聚集的过程。影响凝聚的因素：无机盐种类、化合价及无机盐用量。2)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合在一起，形成粗大的松散絮团的过程。二、凝聚和絮凝影响絮凝的主要因素：

高分子絮凝剂的性质和结构、絮凝操作温度PH值、搅拌速率和时间3）凝聚剂与絮凝剂无机盐或无机阳离子类人工合成的阴离子型高分子絮凝剂非离子型聚电解质生物絮凝剂二、凝聚和絮凝回到目录1）降低液体粘度由流体力学基本知识可知，滤液通过滤饼的速率与液体的黏度成反比，所以降低液体黏度可有效提高过滤速率。常用方法如下：①加水稀释法：能有效降低液体黏度，但会增加悬浮液的体积，使后处理任务加大。②加热法：升高温度可有效降低液体黏度，从而提高过滤效率，常用于黏度随温度变化较大的流体。三、流体特性的改变2）调整pH值PH值直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质，适当调节PH值可改善过滤特性，是各种预处理技术中的重要影响因素之一。3）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。三、流体特性的改变回到目录1）原理①过滤：以某种多孔性物质作为介质，在外力作用下，悬浮液中的流体通过介质孔道，而固体颗粒被截留下来，从而实现固液分离的过程。②沉降：依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动，而实现固液分离的过程。四、固液分离2）影响因素①混合物中悬浮微粒的性质和大小

②混合液的黏度③操作条件④助滤剂的使用3）设备真空转鼓过滤机

碟片式离心机四、固液分离回到目录五、生物制药中的细胞破碎分类作用机理适用范围机法械高压匀浆法液体剪切作用可达到较高的破碎率和大规模操作，不适合丝状菌和革兰氏阳性菌珠磨法固体剪切作用可达到较高的破碎率和大规模操作，大分子目的药物易失活，浆液难分离超声破碎法液体剪切作用对酵母菌效果差，破坏过程升温剧烈，不适合大规模操作X-PRESS法固体剪切作用破碎率高，活性保留率高，对冷冻敏感的目的药物不适用非机械法酶解法酶分解作用有高度专一性，条件温和，浆液易分离，溶酶价格高，通用性差化学渗透法改变细胞膜渗透性有一定专一性，浆液易分离，释放率低，通用性差渗透压法渗透压剧烈改变破碎率低，常与其他方法结合冻结融化法反复冻结融化破碎率低，对冷冻敏感的目的药物不适用干燥法改变细胞膜渗透性条件变化剧烈，易引起大分子物质失活1）细胞破碎方法及原理2）常用的细胞破碎方法及设备①高压均匀浆器②高速珠磨机