分離純化方法的介紹

1、一、分離技術(shù)二、分離過程在生物、制藥生產(chǎn)中作用三、分離方法及原理四、分離技術(shù)的應(yīng)用五、本課程介紹的主要內(nèi)容1、生物技術(shù)生產(chǎn)的兩個過程 上游技術(shù)：把由生物學(xué)家從事的工作，包括分子生物學(xué)、生物化學(xué)、生物物理學(xué)以及遺傳、育種、細(xì)胞培養(yǎng)、代謝等技術(shù)，得到生物粗級制品。 下游技術(shù)：指把工程細(xì)胞、發(fā)酵液、反應(yīng)液、培養(yǎng)液等生物技術(shù)初級制品進(jìn)行分離、純化、精制得到最終生物產(chǎn)品。即分離純化過程。2、中藥制藥的分離純化過程 通過水或有機(jī)溶劑提取中藥材的提取液中，雖然包含了提取的目標(biāo)藥性的性質(zhì)，但包含很多其他水溶或脂溶性的物質(zhì)，因此必須進(jìn)行除雜后才能進(jìn)行下一步的生產(chǎn)，即純化。3、化學(xué)制藥的分離過程 1、生物制品、原

2、料藥生產(chǎn)的兩個階段2、分離純化過程的重要性 3、分離純化過程的特點(diǎn) 第一階段：制粗級產(chǎn)品 合成、提取、發(fā)酵等方法 第二階段：粗級產(chǎn)品加工精制過程得到符合質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品 分離純化、干燥等方法 分離過程是實(shí)現(xiàn)原料藥、初級生物制品產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵 過程復(fù)雜，難度大，原因有三 A、制藥合成產(chǎn)物或中草藥粗品中的藥物成分含量低，如酶含量為 0.1%0.5%，維生素B12為0.002%0.003%； B、成分的穩(wěn)定性較差，分離外界條件要求高，如溫度、酸堿度； C、人吃的，質(zhì)量要求與化工產(chǎn)品不一樣，增加分離難度。 成本高（以制藥生產(chǎn)為例） 生物制藥：分離成本占總的40%90%； 合成制藥：分離成本占50%80%

3、； 中藥制藥：分離成本40%70%。 機(jī)械分離分離純化方法傳質(zhì)分離過 濾沉降(重力、離心)輸送分離擴(kuò)散分離超濾、反滲透、電滲析、電泳、磁泳超濾、反滲透、電滲析、電泳、磁泳蒸餾、蒸發(fā)、吸收、萃取、吸附、結(jié)晶蒸餾、蒸發(fā)、吸收、萃取、吸附、結(jié)晶 機(jī)械分離機(jī)械分離：根據(jù)物質(zhì)的大小、密度的差異進(jìn)行分離。 傳質(zhì)分離傳質(zhì)分離：對均相體系進(jìn)行分離的方法，有質(zhì)量傳遞現(xiàn)象。 輸送分離輸送分離：溶質(zhì)在壓力差、電位差、磁強(qiáng)差等外力作用下產(chǎn) 生的移動速度差 異實(shí)現(xiàn)分離的方法。 擴(kuò)散分離擴(kuò)散分離：溶質(zhì)在濃度差的作用下產(chǎn)生分配差異而得到分離 的方法。 傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)方法：沉淀劑法、吸附法、萃取法、透析法、過濾法 鹽析 新的方

4、法新的方法：分子蒸餾、膜過濾法、大孔樹脂吸附法、色譜法 1、在化學(xué)制藥中的應(yīng)用2、在中藥制藥中的應(yīng)用3、在生物制藥中的應(yīng)用4、在藥物分析中的應(yīng)用1、萃取固液萃?。ㄎ⒉?、超聲波）液液萃取反膠團(tuán)萃取雙水相萃取2、超臨界萃取 3、膜分離 4、離子交換 5、色譜分離 6、分子蒸餾7、空調(diào)與制冷1、制藥分離工程 李淑芬 化學(xué)工業(yè)出版社 20092、分離純化工藝原理 顧覺奮 中國醫(yī)藥科技出版社 20013、化工分離過程 1、浸取 2、有機(jī)溶劑萃取 3、超聲波萃取 4、微波萃取 5、反膠團(tuán)萃取 6、雙水相萃取 7、超臨界萃取1、浸?。汗桃狠腿?、有機(jī)溶劑萃?。阂阂狠腿÷暡l率：1018KHz，大于18KHz

5、的波長原理： A、超聲波熱學(xué)機(jī)理：超聲能轉(zhuǎn)化為熱能，在瞬時 使溶液內(nèi)部溫度升高，加速有效成分的溶解； B、超聲波的機(jī)械機(jī)理：輻射壓強(qiáng)和超聲壓強(qiáng)引起騷動和摩擦，使組織變形，碳原子之間鍵斷裂，分子解聚。 C、超聲波空化作用：大能量的超聲波作用在液體里，當(dāng)液體處于稀疏狀態(tài)下時，液體會被撕裂成很多小的空穴，空穴瞬時閉合，閉合時產(chǎn)生高達(dá)幾千大氣壓的瞬時壓力為空化效應(yīng)。 應(yīng)用及特點(diǎn)：提取生物堿、黃酮、蒽醌、多糖、皂苷等 目前處于小試和中試階段。 頻率：300300000 MHz之間的超高頻電磁波。 原理：一方面為細(xì)胞破碎技術(shù)，它利用微波加熱導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì)，尤其是水分子吸收微波能，產(chǎn)生大量的熱量，使胞

6、內(nèi)溫度迅速上升。液態(tài)水汽化產(chǎn)生的壓力將細(xì)胞膜和細(xì)胞壁沖破，形成微小孔洞。另一方面，微波使固體表面的溶劑瞬時極化，溶劑分子作極性比變換運(yùn)動，液膜便薄，擴(kuò)散阻力減小，加強(qiáng)了萃取。 應(yīng)用及特點(diǎn)：干燥、萃取多糖、黃酮、有機(jī)酸、揮發(fā)油 等 快速、高效、限于熱穩(wěn)物質(zhì)，被處理物料有良好的吸水性。定義：定義：指當(dāng)油相中表面活性劑的濃度超過臨界膠束濃度后，其分子在非極性溶劑中自發(fā)形成的親水基向內(nèi)、疏水基向外的具有極性內(nèi)核(polar core)的多分子聚集體。 萃取過程：萃取過程： 溶質(zhì)通過表面液膜從水相達(dá)到相界面：在界面處溶質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)；含有溶質(zhì)的反膠團(tuán)擴(kuò)散進(jìn)入有機(jī)相 。應(yīng)用應(yīng)用 萃取蛋白質(zhì)：分離、濃縮、提取

7、酶 在日化行業(yè)中的應(yīng)用：從植物中提取油和蛋白質(zhì)和萃取氨 基酸及維生素等功能性添加劑。 在藥物中的應(yīng)用：各種蛋白、抗體、抗生素的萃取。 定義：指某些有機(jī)物之間或有機(jī)物與無機(jī)物之間，在水中以適當(dāng)?shù)臐舛热芙夂笮纬苫ゲ幌嗳艿膬上嗷蚨嘞囿w系。 類型：高聚物高聚物水；高聚物鹽水；普通有機(jī)物乙醇類無機(jī)鹽水；表面活性劑混合液形成的雙水相 例子：PEG（聚乙二醇）與葡聚糖及水混合形成互不相溶的兩相，上相富含PEG，下相富含葡聚糖，萃取胞內(nèi)蛋白酶，胞內(nèi)酶集中在上相，而下相主要是細(xì)胞粒子、雜蛋白、核酸等。 定義：是利用超臨界狀態(tài)下的流體為萃取劑，從液體或固體中萃取有效成分并進(jìn)行分離的方法。 原理：利用超臨界流體的溶

8、解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度變化對超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地萃取其中某一組分，然后利用減壓、升溫的方法，使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則完全或基本析出，從而達(dá)到分離提純的目的。 特點(diǎn)：操作溫度低 ；適用親脂性；缺乏物性參數(shù)；裝置費(fèi)用高。 應(yīng)用：1、定義：以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，以壓力、濃度、電位、溫度之差為推動力，依靠膜的選擇性將液體中的組分進(jìn)行分離的方法。 2、分類及其性質(zhì)（見表2）3、特點(diǎn)：無相變化，能耗低；無需加入外界物質(zhì)，節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境；可使分離與濃縮、分離與反應(yīng)同時實(shí)現(xiàn)，提高了分離效率；分離條件溫和；操作可規(guī)模化。4、應(yīng)用 1、概念：指流體與固體多孔物質(zhì)接觸時，流體中的一種或多種組分傳遞到多孔物質(zhì)外表面和微孔表面并附著例子：制備軟水、各種抗生素（大孔網(wǎng)狀樹脂）的制備等2、交換原理：應(yīng)用合成的離子交換樹脂作為載體，將溶液中的物質(zhì)，依靠庫侖力吸附在樹脂上，然后用合適的洗脫劑將吸附物從樹脂上洗脫下來，達(dá)到反應(yīng)、分離、濃縮、提純的目的。3、離子交換樹脂的組成具有網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)，含有高分子活性基團(tuán)的高分子聚