生物制药分离纯化设计

关于生物制药分离纯化设计文献综述目标物研究进展生物药物制备方案设计线路简介研究目的材料选择细胞破碎建立分析方法预备实验固液分离浓缩色谱分离脱盐冻干产品分析沉降离心过滤机械法、物理法化学法、生物法沉淀、吸附、超滤离心浓缩吸附色谱离子交换色谱凝胶色谱亲和色谱疏水色谱逆流色谱提取溶剂萃取水相萃取溶解性能溶液稳定性固体稳定性物理性质化学性质生物活性、酶活力、比活组成和纯度分析分子量、pI其它理化性质分析透析、凝胶过滤冷冻干燥第2页,共31页，2024年2月25日，星期天

一、原材料选择的原则：

原料有效成分含量高、来源丰富、产地较近、杂质含量少、成本低。

生物药物提取、分离、纯化技术基础第3页,共31页，2024年2月25日，星期天

生物材料的选择：

1．生物活性物质存在部位：胞内、胞外、胞浆、质膜、器膜、周质

2．生物材料的采集与质控（1）品种鉴定；（2）防止污染与感染；（3）选择富集目的物材料；（4）冷冻保存

第4页,共31页，2024年2月25日，星期天第5页,共31页，2024年2月25日，星期天第6页,共31页，2024年2月25日，星期天第7页,共31页，2024年2月25日，星期天第8页,共31页，2024年2月25日，星期天第9页,共31页，2024年2月25日，星期天

二、生物药物常用的提取方法与优化

（一）几种常用提取方法

1．酸、碱、盐水溶液提取方法

2．表面活性剂提取方法与反胶束提取方法

3．有机溶剂提取

4.双水相萃取法

5．超临界萃取法

第10页,共31页，2024年2月25日，星期天（二）提取方法优化

1.溶剂选择

2.选择添加剂①保护剂；②酶抑制剂

3.提取条件①温度；②pH；③盐；④表面活性剂第11页,共31页，2024年2月25日，星期天三．浓缩与干燥

1.浓缩方法：①盐析；②有机溶剂沉淀；③高分子脱水④超滤；⑤真空浓缩或薄膜浓缩；

第12页,共31页，2024年2月25日，星期天2.干燥：

①低温真空干燥；

②喷雾干燥；

③冷冻干燥

第13页,共31页，2024年2月25日，星期天四、分离纯化1.生化制药工艺中分离纯化特点:

(1)生物材料组成复杂

(2)目的物含量低

(3)易变性、失活

(4)分离方法有很大经验成分

(5)步骤多，逐级分离

(6)产品验证与化学上纯度概念不完全相同第14页,共31页，2024年2月25日，星期天2.分离纯化原理

(1)根据分子形状与分子大小

(2)根据电荷差异

(3)根据分子极性与溶解度大小

(4)根据吸附特性

(5)根据生物配基特性第15页,共31页，2024年2月25日，星期天3.分离纯化方法选择原则（1）粗品分离：大处理量,相对低分辨率盐析，分级沉淀，萃取，超滤（2）精制：高分辨率多种色谱层析法,亲和层析，HPLC，FPLC，电泳或等电聚焦第16页,共31页，2024年2月25日，星期天4、在分离纯化的设计中需要考虑的因素：抑制宿主细胞或分泌产物中相应的酶活性，防止其消化降解待提纯产物。使目标产物成分有较高的纯度，降低对人体有害的非目标成分的含量。保证生物药物的安全、有效。注意每个生产环节的时效性，对每一步骤的质量进行监控。尽可能优化分离纯化工艺，减少分离步骤，降低生产成本。第17页,共31页，2024年2月25日，星期天第二部分

天然产物的提取分离鉴定第18页,共31页，2024年2月25日，星期天

水亲水性有机溶剂亲脂性有机溶剂一、提取方法超临界流体萃取法（SFE）水蒸气蒸馏法溶剂提取法升华法压榨法溶剂第19页,共31页，2024年2月25日，星期天溶剂提取的方法连续回流提取法回流提取法煎煮法（煎中药）渗漉法浸渍法（泡药酒）第20页,共31页，2024年2月25日，星期天

影响溶剂提取法的因素（1）生物材料的粉碎度材料细，面积大，扩散快，效果好。但是太细，吸附作用大，易糊化，扩散慢，同时植物细胞也会遭受破坏，大量蛋白质、淀粉被提出，产生沉淀或胶束状，影响提取。花、叶可适当粗些，皮、茎、根宜细些。第21页,共31页，2024年2月25日，星期天

（2）提取温度一般使用常温，在不破坏有效成分的条件下加热不要超过80˚C。

温度低提取时的杂质少，温度高时提取效率高；但含淀粉、粘液质较多的材料，水提时避免热提。第22页,共31页，2024年2月25日，星期天

（3）提取时间以提完为准，是否完全可以提取也做定性实验，或薄层层析检测，或以液体颜色判断。根据检测结果确定是否需要延长提取时间。第23页,共31页，2024年2月25日，星期天

（4）浓度差根据扩散原理，造成提取液的浓度差可以提高提取的效率。可采取的措施有：搅拌、更换溶剂。第24页,共31页，2024年2月25日，星期天

（5）新技术的使用超声波、微波促提技术的应用，可以加快提取速度，提高提取效率。第25页,共31页，2024年2月25日，星期天二、天然产物的分离与精制方法溶剂萃取法色谱法：纸色谱、柱色谱、薄层色谱沉淀法：乙醇沉淀法、酸碱沉淀法、铅盐沉淀法盐析法透析法结晶、重结晶和分步结晶第26页,共31页，2024年2月25日，星期天螺旋藻多糖提取第27页,共31页，2024年2月25日，星期天三、天然产物的鉴定鉴定天然产物所需做的工作1、元素分析由哪些元素组成，各占多少。2、物理常数熔、沸点3、比旋光度4、分子量、凝胶过滤法、光散射法、粘度测定法5、结构测定法：红外光谱、核磁共振（13C谱、1H谱和二维谱）第28页,共31页，2024年2月25日，星期天鉴定常用方法化学方法仪器方法1、紫外光谱：用于是否含有共轭体系的鉴定2、红外光谱：测定分子中存在的官能团种类3、质谱：确定分子量4、氢核磁共振谱：确定氢的个数及相互关系5、旋光光谱：具有旋光性的天然产物，测定其构型和构象6、元素分析：测定C、H、N、S元素含量。7、核磁共振谱：确定分子骨架。第29页,共31页，2024年2月25日，星期天

酚UV280nm，IR1500~1600、3300cm-1，溶于NaOH黄酮

黄色或淡黄结晶，UV240~285nm及300~400nm各一峰，IR在1500~1700cm-1有吸收。皂甙1H谱在高场有山峰形及几个