藥物分離純化技術概述第

一節(jié)第一章緒論藥物的來源區(qū)分三大制藥生物制藥

從動物、植物、微生物等生物體中制取的各種天然生物活性物質(zhì)及其人工合成或半合成的天然物質(zhì)類似物。原料：以天然的生物材料為主，包括微生物、人體、動物、植物、海洋生物等。方法：采用生物學、生物化學、微生物學、免疫學、物理化學和藥學等原理與方法，如酶工程技術、細胞工程技術、基因工程技術等。目的產(chǎn)物：預防、治療、診斷制品，包括抗生素、氨基酸和植物次生代謝產(chǎn)物。如純化胰島素、甲狀腺素、腎上腺皮質(zhì)激素、尿激酶、花青素、青蒿素等。解決原料來源問題原料除去雜質(zhì)，符合藥典要求實現(xiàn)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化生物反應分離純化藥物制劑分離純化是實現(xiàn)從原料到產(chǎn)品的一個必須環(huán)節(jié)，是生物制藥實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關鍵和瓶頸。因此，將生物藥物分離純化技術這門課程定位為生物制藥技術專業(yè)的核心課程，培養(yǎng)分離純化工藝員。藥品生產(chǎn)過程藥物制劑

原料藥生產(chǎn)化學制藥

生物制藥中藥制藥藥物成分獲得藥物分離純化制藥工業(yè)第一階段第二階段（下游加工過程）

從含有藥物成分的混合物中，經(jīng)分離、純化并加工制成符合《中國藥典》規(guī)定的藥品生產(chǎn)技術成為藥物分離與純化技術。我們的學習重點？

分離、純化生物藥物分離純化技術：指從含目的產(chǎn)物的生物材料中，（發(fā)酵液、酶反應液、或者動植物細胞培養(yǎng)液）中提取、精制并加工高純度的、符合《中國藥典》規(guī)定要求的藥品生產(chǎn)技術。生物下游加工技術：一、藥物分離純化技術的概念分離：利用混合物的性質(zhì)差異如沸點、溶解性等的不同，把物質(zhì)分開并得到各單一純凈物的過程，稱為分離。純化：利用混合物的性質(zhì)差異，把混合物中的雜質(zhì)去除而得到目標物的過程，如熱原、色素、細菌等的去除過程。現(xiàn)用教材部分參考教材及資料教材選取以課程標準為指導，精選教學內(nèi)容。充分利用網(wǎng)絡資源，借助于形象的圖片、視頻及精品課程相關網(wǎng)站。提問：從青霉菌發(fā)酵，經(jīng)歷哪些步驟才能制備成藥品呢？青霉菌發(fā)酵液濾液

板框過濾乙酸丁酯萃取萃取液乙酸鈉-乙醇溶液青霉素鈉結(jié)晶鹽析結(jié)晶法原料藥2025/7/1

青霉素致敏

青霉素是屬于β-內(nèi)酰胺類抗生素，青霉素開環(huán)降解之后產(chǎn)生的青霉噻唑與蛋白質(zhì)結(jié)合，生成青霉噻唑蛋白，而青霉噻唑蛋白具有免疫原性，可以導致過敏反應。

青霉素本身不會導致過敏，導致過敏的是青霉素以外的雜質(zhì)。因此藥品質(zhì)量控制是關鍵，如果藥品質(zhì)量控制越嚴格，產(chǎn)生過敏的概率越小。

根據(jù)中國一些藥品研究的數(shù)據(jù)，青霉素注射液的雜質(zhì)平均在21.44μg/g時，過敏反應率只有0.2%；雜質(zhì)平均在51.24μg/g時，過敏反應率為0.43%；雜質(zhì)平均在76.7μg/g時，過敏反應率則提高到0.74%。青霉素發(fā)酵液預處理青霉素發(fā)酵液預處理技術由傳統(tǒng)的板框過濾工藝，到近期的超濾膜工藝。超濾工藝的優(yōu)勢：發(fā)酵液的質(zhì)量較好；超濾工藝的問題：但是產(chǎn)生大量不易處理的菌絲水，不宜進行環(huán)保處理，同時能耗比較高，企業(yè)的壓力比較大。

1、未經(jīng)高溫殺菌2、無菌膜過濾3、硅藻土過濾2018年，習近平總書記在全國生態(tài)環(huán)保大會上指出，培育壯大節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、清潔生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)、清潔能源產(chǎn)業(yè)，推進資源全面節(jié)約和循環(huán)利用。這些重要論述為我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。二、生物藥物分離純化的特點與一般的化學分離技術相比，生物分離過程具有以下特點：1、生物材料組成非常復雜，所含的雜質(zhì)很高，目的產(chǎn)物濃度很低，致使分離操作步驟多，不易獲得高收率。2、生物活性成分離開生物體后，易變性、失活。在生物制品的制備過程中，所用的操作方法通用性較差，無固定的操作方法可循。通過各種方法獲得的含有目標藥物成分的混合物是一個復雜的多相系統(tǒng)，成分復雜，雜質(zhì)含量高，而有效成分濃度則很低，而且藥品質(zhì)量要求嚴格，導致了下游加工成本占整個制藥成本的大部分。可見，下游加工過程的質(zhì)量，往往決定了整個加工過程的成敗，設計合理的下游加工過程可以大大降低目標產(chǎn)物的生產(chǎn)成本，實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。藥物分離與純化的步驟多，周期長，影響因素復雜，使得藥品生產(chǎn)過程的不確定性大，難以嚴格控制，從而造成生產(chǎn)效率低、工藝重復性差。而且難以保證藥品的有效性、穩(wěn)定性、均一性和純凈度。部分產(chǎn)物不穩(wěn)定，要求分離純化條件工藝相對比較溫和，周期盡可能短。有些產(chǎn)品需要的純度比較高。生物藥物分離純化的整個主線分四個部分：1、發(fā)酵液的預處理（包括預處理、細胞破碎、過濾和離心4個單元操作）;2、初級分離（包括沉淀、萃取、膜分離和吸附4個單元操作）;3、產(chǎn)品純化（包括色譜分離和層析4個單元操作）;4、成品加工（包括結(jié)晶和干燥2個單元操作）2025/7/1

三、生物制藥一般分離工藝過程2025/7/1

發(fā)酵液預處理細胞分離細胞破碎細胞碎片分離初步純化胞外產(chǎn)物高度純化成品加工發(fā)酵液的預處理與固液分離二、分離純化的工藝流程2025/7/1

（一）混合物的預處理和固液分離1、預處理在生物發(fā)酵過程中，含有目標產(chǎn)物的發(fā)酵液黏度大，從中提取藥物黏度大，需經(jīng)預處理。目的：改變流體特性，以除去部分雜質(zhì)，利于固液分離。方法：酸化、加熱、加入絮凝劑、沉淀劑2025/7/1

（一）混合物的預處理和固液分離2、固液分離方法：沉降、過濾、離心、分離設備：板框壓濾機、鼓式真空過濾機、碟片式離心機2025/7/1

（二）細胞破碎和碎片分離1、細胞破碎方法：機械、生物、化學設備：高壓勻漿機、高壓珠磨機2、碎片分離方法：離心分離、雙水相萃取法2025/7/1

（三）初步純化（提取）目的：濃縮料液，除去大部分雜質(zhì)方法：沉淀法、離子交換法、萃取法、吸附法、膜分離法（四）高度純化（精制）目的：得到純度更高的產(chǎn)品方法：色譜分離技術、結(jié)晶法2025/7/1

（五）產(chǎn)品加工目的：得到符合藥品臨床應用和藥典質(zhì)量標準的產(chǎn)品方法：干燥、無菌過濾、粉碎過篩、制粒、包裝藥物分離與純化技術必備知識第二節(jié)第一章緒論藥物分離純化主要是利用待分離物系中的有效成分與共存雜質(zhì)之間存在物理、化學及生物學性質(zhì)上的差異進行分離。一、分離原理及分類過濾-抽濾過濾-離心傳質(zhì)分離過程的基本原理

一、分離原理及分類分離劑（能量或物質(zhì)）

原料（兩個以上成分）

分離裝置兩個以上產(chǎn)品（濃度不同）

由原料、產(chǎn)品、分離劑、分離裝置組成了分離系統(tǒng)。傳質(zhì)分離：利用加入的分離劑使混合物分離成兩相，在某種推動力作用下，物質(zhì)從一相轉(zhuǎn)移到另一相，兩相間發(fā)生了物質(zhì)傳遞。既適用于均相混合物的分離，也適用于非均相混合物的分離。

1.平衡分離過程借助分離媒介（熱能、溶劑或吸附劑）將均相混合物變?yōu)閮上嗷旌衔铮僖曰旌衔镏懈鹘M分在兩相中分配關系的差異為依據(jù)實現(xiàn)分離。溶質(zhì)在兩相中的濃度與相平衡時的濃度差是過程中的推動力，如精餾、萃取、吸附、結(jié)晶等。一、分離原理及分類過程原料分離劑產(chǎn)物原理實例蒸發(fā)液體熱液體+蒸汽蒸汽壓不同中藥浸出液濃縮萃取液體不互溶液體兩種液體溶解度不同從中藥浸出液中萃取有效成分浸取固體液體液體和固體溶解度不同溶劑從中藥材中浸取有效成分凝膠過濾液體固體凝膠液體+固體凝膠分子大小不同蛋白質(zhì)的分離色譜液體固體或液體液體+固體吸附劑溶解度從混合物中分離單體化合物干燥含濕物料熱固體+蒸汽水分蒸發(fā)浸膏干燥傳質(zhì)分離過程舉例--平衡過程分離2.速率分離過程依據(jù)被分離的組分在均相中的傳質(zhì)速率差異而進行的分離。如溶液中分子、離子等遷移速度、擴散速度等不同，電泳。一、分離原理及分類傳質(zhì)分離過程舉例--速度控制分離過程過程原料分離劑產(chǎn)物原理實例電滲析液體電場+離子交換膜液體電荷不同水處理反滲透液體壓力+分離膜兩種液體滲透壓水處理超濾液體壓力+分離膜兩種液體分子大小多糖的分級（一）分離純化方法選擇的標準二、分離純化方法選擇的標準及其評價分離方法選擇是一項綜合性工作，需要考慮多方面因素：分離對象的性質(zhì)；分析和制備條件、現(xiàn)有的實驗條件（如儀器和設備）及操作者的經(jīng)驗等。（一）分離純化方法選擇的標準準則分離方法ABLLEDGCLSCLLCLECGPCPCEDLPIC親水的疏水的XBBBBAXXAAAX離子的非離子的XBBBBABXAXAB揮發(fā)的非揮發(fā)的BAABBBBBBBBX簡單的復雜的AABBBBBAAAAA定量的定性的ABAAAAABBBAA分析的制備的XBAAAAAAABXB主要分離方法的分類和六項準則二、分離純化方法選擇的標準及其評價（一）分離純化方法選擇的標準分離對象的性質(zhì)是選擇分離方法的重要依據(jù)這些性質(zhì)與組分分子的化學結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì)有關。包括相對分子質(zhì)量、分子體積與形狀、偶極距與極化率、分子電荷與化學反應性等。二、分離純化方法選擇的標準及其評價（二）分離純化方法的評價1.回收率（R）反映了被分離組分在分離過程中損失的量，代表了分離方法的準確性（可靠性）

R=Q/Q0×100%Q0、Q分別為分離富集前和富集后欲分離組分的量

對回收率要求是，1%以上常量分析的回收率應大于99%；痕量組分的分離應大于90%或95%。二、分離純化方法選擇的標準及其評價（二）分離純化方法的評價2.分離因子

兩種成分分離的程度分離因子的數(shù)值越大，分離效果越好二、分離純化方法選擇的標準及其評價藥物分離與純化技術的發(fā)展第三節(jié)