制藥分離技術資料

1、溫馨提示：明天工程考生物制藥 化學合成制藥 中藥 藥劑 等的制藥分別技術及所需設備生物制藥分別技術、設備1、液-液萃取液液萃取是分別液體混合物的一種單元操作，其方法是選擇一種溶劑使混合物中欲分別的組分溶解與其中，其余組分則不溶或少溶而獲得分別。單級萃取、多級錯流萃取、多級逆流萃取、微分接觸式逆流萃取指：萃取相和萃余相逆流微分接觸，使兩相中的溶質濃度沿流淌方向發(fā)生連續(xù)的變化。多級錯流萃取與多級逆流萃取的比較：分別要求、溶劑肯定時：多級逆流萃取比多級錯流萃取板數(shù)少。板數(shù)肯定時：多級逆流萃取比多級錯流萃取溶劑用量少。生產(chǎn)上多承受逆流萃取操作。萃取設備設備的設計兩相的分散與聚并分散區(qū)：通常狀況下選擇被

2、萃物濃度低的一相作為連續(xù)相先注入設備的分散區(qū)內，啟動分散機制后再同時通入分散相和連續(xù)相。分散區(qū)的大小應滿足兩相實現(xiàn)要求傳質量的接觸時間(停留時間)。分散相分散粒徑越小，傳質面積越大，聚并將越困難。聚并區(qū)：在分散區(qū)內完成傳質過程的兩相需要在相對平穩(wěn)的區(qū)域內進展聚并分相，以便于兩相分別。聚并區(qū)的大小應滿足分散相完全遷移聚并的時間，并設置分散相的連續(xù)排出機制。多級萃取或反萃設備混合澄清槽微分萃取設備轉盤萃取塔、振動篩板塔2、反膠團萃取反膠束萃取技術的應用分別蛋白質混合物如用二烷基磷酸鹽/異辛烷反膠束溶液萃取分別溶菌酶和肌紅蛋白。濃縮 -淀粉酶如用 TOMAC/異辛烷反膠束溶液萃取水相中的 -淀粉酶，

3、以實現(xiàn) -淀粉酶的濃縮。3.直接提取細胞內酶如用CTAB/己醇-辛烷反膠束溶液直接從棕色固氮菌細胞內提取胞內脫氫酶，既不破壞菌細胞，也可保持酶的活性。4.從動植物資源中提取蛋白質可利用反膠束溶液直接從大豆、菜籽、蠶蛹等殘渣中提取分別有用的蛋白質。外表活性劑(雙親物質)在非極性有機溶劑中,并使其濃度超過臨界膠束濃度(CMC)，便會在有機溶劑內自發(fā)形成聚攏體,又稱為反膠團。在反膠束中，外表活性劑的非極性基團在外與非極性的有機溶劑接觸，而極性基團則排列在內形成一個極性核常用的外表活性劑：陰離子外表活性劑、陽離子外表活性劑參加肯定量的助溶劑。3、雙水相萃取主要用于生物物質、藥物的分別、提取、純化等，如

4、： (1)酶的提取與純化(2)核酸的分別及純化(3)藥物和抗生素類的分別和提取(4)病毒的分別及純化(5)從自然植物中提取有效藥用成分4、分子蒸餾技術：魚油中提取DHA 和EPA、以及自然及合成維生素 E 的提取分子蒸餾是一種在高真空條件下進展的非平衡分別的連續(xù)蒸餾過程分子蒸餾是依靠不同物質的分子在運動時的平均自由程的不同來實現(xiàn)組分分別的一種特別 液液分別技術?；旌弦褐休p組分分子的平均自由程較大，而重組分分子的平均自由程較小。分子蒸餾過程 分子由液相主體至冷凝面上冷凝的過程需經(jīng)受四個步驟：內集中自由蒸發(fā)飛射冷凝分子蒸餾器有靜止式、降膜式降膜式分子蒸餾器適用于中、低粘度液體混合物的分別、刮膜式和

5、離心式四種型式。膜分別技術如下過濾如下離心分別 利用微粒所受離心力的作用將其從介質中分別。亦稱離心沉降。此法適用于較細的微粒懸浮體系。吸附分別 吸附過程 :當流體與多孔固體接觸時,流淌相中的一種或多種溶質向多孔固體顆粒外表選擇性被吸附和積存的過程。三類吸附過程 ：1變溫吸附、2變壓吸附、3變濃度吸附工業(yè)用吸附劑 自然的吸附劑如硅藻土、白土、自然沸石等。人工制作的吸附劑如活性炭、活性氧化鋁、硅膠、分子篩、有機樹脂吸附劑等。離子交換 抗生素能夠解離的不溶性固體物質在與溶液中的離子發(fā)生離子交換反響。利用離子交換劑與不同離子結合力的強弱，將某些離子從水溶液中分別出來，或者使不同的離子得到分別。離子交換

6、樹脂進展電解質分別有三類反響：分解鹽的反響、2)中和反響、3)離子交換反響離子交換樹脂分別過程有三種類型1)離子轉換或提取某種離子。2)脫鹽 3)不同離子的分別當溶液中各離子的選擇性相差不大時，用簡潔的離子轉換不能單獨將某種離子吸附而分別出來，此時需用類似吸附分餾或離子交換色譜法分別。離子交換分別過程有三步：料液與離子交換劑進展交換反響；離子交換劑的再生；再生后離子交換劑的清洗。設備有攪拌槽、流化床、固定床等形式。操作方法有間歇式、半連續(xù)和連續(xù)式三種。色譜分別技術 (原理如下)擴展床吸附色譜EBAEBA 色譜的應用細胞勻漿液中提取酶大規(guī)模質粒DNA 的提取沉淀分別技術 溶劑沉淀、鹽析沉淀、加熱

7、沉淀電泳 電泳是電泳涂料在陰陽兩極，施加于電壓作用下，帶電荷之涂料離子移動到陰極，并與陰極外表所產(chǎn)生之堿性作用形成不溶解物，沉積于工件外表。它包括四個過程：電解分解在陰極反響最初為電解反響，生成氫氣及氫氧根離子 OH ，此反響造成陰極面形成一高堿性邊界層，當陽離子與氫氧根作用成為不溶于水的物質，涂膜沉積，方程式為：H2OOH+H電泳動泳動、遷移陽離子樹脂及 H+ 在電場作用下，向陰極移動，而陰離子向陽極移動過程。電沉積析出在被涂工件外表，陽離子樹脂與陰極外表堿性作用，中和而析出不沉積物，沉積于被涂工件上。電滲脫水涂料固體與工件外表上的涂膜為半透亮性的，具有多數(shù)毛細孔，水被從陰極涂膜中排滲出來，

8、在電場作用下，引起涂膜脫水，而涂膜則吸附于工件外表，而完成整個電泳過程。結晶 抗生素、氨基酸 結晶過程：固體物質以晶體狀態(tài)從蒸汽、溶液或熔融物中析出的過程。結晶過程應盡量把握在介穩(wěn)區(qū)內進展，以得到平均粒度較大的結晶產(chǎn)品。不穩(wěn)區(qū)能自發(fā)產(chǎn)生晶核 。介穩(wěn)區(qū)不會自發(fā)地產(chǎn)生晶核由晶胚漸漸形成晶核再成為晶體。成核方式可分為初級成核和二次成核兩類。溶液結晶類型:冷卻結晶法、蒸發(fā)結晶法、真空冷卻結晶法、鹽析(溶析)結晶法向溶液中參加某些物質，以降低溶質在原溶劑中的溶解度，產(chǎn)生過飽和度的方法、反響結晶法。內循環(huán)式間壁冷卻結晶器、外循環(huán)式間壁冷卻結晶器、間壁換熱冷卻結晶過程的主要困難：在冷卻外表上常會有晶體結出，

9、稱為晶疤或晶垢，使冷卻效果下降。典型的溶液結晶器強迫外循環(huán)結晶器、流化床結晶器、DTB 結晶器等。中藥分別技術及設備固液萃取浸取液固萃取，又稱浸取或浸出，為以液態(tài)溶劑為萃取劑，而被處理的原料為固體，如中藥有效成分的提取。植物藥一般浸取過程：浸潤、滲透階段解吸、溶解階段集中、置換階段常用的浸取溶劑水、乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、脂肪油浸取關心劑目的：提高浸取溶劑的浸取效能，增加浸取成分在溶劑中的溶解度。一、浸取方法包括浸漬法、煎煮法和滲漉法浸漬法適用于黏性藥物、無組織構造的藥材、穎及易于膨脹的藥材煎煮法將經(jīng)過處理的藥材，加適量的水加熱煮沸2-3 次，使其有效成分充分煎出，收集各次煎出液，分別異物或沉

10、淀過濾。低溫濃縮至規(guī)定濃度，再制成規(guī)定的制劑。適用于有效成分能溶于水，且對濕熱均較穩(wěn)定的藥材。對于有效成分尚未去除的中草藥或方劑進展劑型改革。滲漉法往藥材粗粉中不斷添加浸取溶劑使其滲過藥粉，從下端出口流出浸取液的一種浸出方法。二、浸取工藝單級浸出工藝單級浸出是指將藥材和溶劑一次參加提取設備中，經(jīng)肯定時間的提取后，放出浸出藥液，排出藥渣的整個過程。單級回流浸出工藝及溫浸法浸出工藝又稱索氏提取，主要用于酒提或有機溶劑如醋酸乙酯、氯仿浸出或石油醚脫脂浸取藥材及一些藥材脫脂。特點：最終提取液是濃縮液、生產(chǎn)周期一般約為10h、不適宜熱敏性藥材單級循環(huán)浸漬浸出工藝單級循環(huán)浸漬浸出是將浸出液循環(huán)流淌與藥材接

11、觸浸出固液兩相在浸出器中有相對運動，由于摩擦作用，使兩相間邊界層變薄或邊界層外表更快，從而加速了浸出過程，優(yōu)點：提取液的澄明度好，所損耗乙醇量較少缺點：液固比大，浸取劑用量較多多級浸出工藝浸取過程：將藥材置于浸出罐中，將肯定量的溶劑分次參加進展浸出；也可將藥材裝于一組浸出罐中，的溶劑分別先進入第一個浸出罐與藥材接觸浸出，浸出液放入其次浸出罐與藥材接觸浸出，這樣依次通過全部浸出罐成品或濃浸出液由最終一個浸出罐流入接收器中。半逆流多級浸出工藝連續(xù)逆流浸出工藝藥材與溶劑在浸出器中沿反向運動，并連續(xù)接觸提取。特點：浸出率高，浸出液濃度亦較高，單位重量浸出液濃縮時消耗的熱能少，浸出速度快。連續(xù)逆流具有穩(wěn)

12、定的濃度梯度，且固液兩相處于運動狀態(tài)，使兩相界面的邊界膜變薄，或邊 界層更快，從而加快了浸出速度。第三節(jié) 浸取設備設備分類：按操作方式：間歇式、半連續(xù)式、連續(xù)式按固體原料處理方式：固定床、移動床、分散接觸式按溶劑和固體原料接觸方式：多級接觸型、微分接觸型一、間歇式浸取器以多功能提取罐為典型二、連續(xù)浸取器有浸漬式、噴淋滲漉式和混合式 浸漬式連續(xù)逆流浸取器a U 形螺旋式浸取器適用于浸取輕質的、滲透性強的藥材。b U 形托鏈式連續(xù)逆流浸取器c 螺旋推動式浸取器d 肯尼迪式逆流浸取器可通過轉變漿的轉速和葉片數(shù)量來適應不同品種藥材的提取。噴淋滲漉式浸取器此類浸取器中液體溶劑均勻地噴淋到固體層外表，并過

13、濾而下與固體物相接觸浸取其可溶物波爾曼式連續(xù)提取器 、平轉式連續(xù)提取器混合式連續(xù)浸取器在浸取器中有浸漬過程，也有噴淋過程。浸取強化技術：超聲波幫助浸取 超聲波提取技術的根本原理主要是利用超聲波的空化作用來增大物質分子的運動頻率和速度，從而增加溶劑的穿透力，提高被提取成分的溶出速度。此外，超聲波的次級效應，如熱效應、機械效應等也能加速被提取成分的集中并充分與溶劑 混合，因而也有利于提取。微波萃取微波是一種非電離的電磁輻射,被輻射物質的極性分子在微波電磁場中可快速轉向并定向排列,由此產(chǎn)生的撕裂和相互摩擦將引起物質發(fā)熱 ,馬上電能轉化為熱能,從而產(chǎn)生猛烈的熱效應。因此，微波加熱過程實質上是介質分子獲

14、得微波能并轉化為熱能的過程。在微波萃取過程中，高頻電磁波穿透萃取介質，到達被萃取物料的內部，微波能快速轉化為熱能而使細胞內部的溫度快速上升。當細胞內部的壓力超過細胞的承受力量時,細胞就會裂開,有效成分即從胞內流出，并在較低的溫度下溶解于萃取介質，再通過進一步過濾分別， 即可獲得被萃取組分。微波萃取指在自然藥物有效成分的提取過程中(或提取的前處理)參加微波場，利用微波場的特點來強化有效成分浸出的型提取技術超臨界流體萃取以非極性的CO2 最為常用為提超群臨界CO2 對溶質的溶解度和選擇性，可適量參加另一種適宜的極性或非極性溶劑， 這種溶劑稱為夾帶劑。參加夾帶劑的目的，一是為了提高被分別組分在超臨界

15、流體中的溶解 度，二是為了提超群臨界流體對被分別組分的選擇性。按溶質與萃取劑的分別方法不同，超臨界流體萃取有變壓萃取、變溫萃取和吸附萃取三種典型流程，其中以變壓萃取流程的應用最為廣泛。萜類和揮發(fā)油的提取黃酮類及醌類化合物的提取生物堿的提取苯丙素類化合物的提取苷及糖類物質的提取雙水相萃取如上水蒸氣蒸餾：應用：中藥提取和純化揮發(fā)油。合成藥提取高沸點有機物。原理：不互溶液體的獨立蒸氣壓原理。假設將水蒸氣直接通入被分別物系，則當物系中各組分的蒸氣分壓與水蒸氣的分壓之和等于體系的總壓時，體系便開頭沸騰。此時，被分別組分的蒸氣將與水蒸氣一起蒸出。蒸出的氣體混合物經(jīng)冷凝后去掉水層即得產(chǎn)品。水蒸氣蒸餾的主要優(yōu)

16、點就是能夠降低蒸餾溫度。水蒸氣蒸餾有兩種根本的形式1.過熱水蒸氣 2.飽和水蒸氣蒸餾體系的沸騰溫度低于各組分的沸點溫度，這是水蒸氣蒸餾的突出優(yōu)點分子蒸餾技術：提取自然辣椒紅色素膜分別技術 膜分別過程原理：以選擇性透膜為分別介質，通過在膜兩邊施加一個推動力如濃度差、壓力差或電壓差等時，使原料側組分選擇性地透過膜，以到達分別提純的目的。典型的膜分別技術有微孔過濾(MF)、超濾(UF)、反滲透(RO)、納濾(NF)、滲析(D)、電滲析(ED)、液膜(LM)及滲透蒸發(fā)( PV)等。工業(yè)上應用的膜組件主要有中空纖維式、管式、螺旋卷式、板框式等四種型式。管式和中空纖維式組件也可以分為內壓式和外壓式兩種。離

17、子交換技術 生物堿、黃酮 原理如上色譜分別技術色譜分別過程的實質是溶質在不互溶的固定相和流淌相之間進展的一種連續(xù)屢次的交換過程，它借助溶質在亮相間安排行為的差異而使不同的溶質分別。按固定相及流淌相的狀態(tài)分類：液相色譜、氣相色譜按固定相外形性質分類：柱色譜、紙色譜、薄層色譜按色譜過程的機理分類：吸附色譜：用固體吸附劑作固定相，利用組分在吸附劑上吸附力的不同，因而吸附平衡常數(shù)不同而將組分分別安排色譜：用液體作固定相，利用組分在液相中的溶解度不同，因而安排系數(shù)不同進展分別離子交換色譜：利用離子交換原理排阻色譜：利用分子大小不同電色譜：利用帶電物質在電場作用下移動速度不同進展分別典型制備色譜工藝及應用

18、模擬移動床色譜 SMB 有利于分別熱敏性及難以分別的物系等優(yōu)點,在制備色譜技術中最適用于進展連續(xù)性大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。制備型超臨界流體色譜Pre-SFC) Pre-SFC 的應用分別純化EPA-EE分別極性化合物黃酮類化合物、生物堿混合體系過濾 使懸浮體系通過過濾介質，將微粒截留在過濾介質上而獲得分別。一、過濾方式1深層過濾又稱澄清過濾。條件：懸浮液含顆粒小，而含量少液體中顆粒的體積 0.1%時，可用床層較厚的過濾介質進展過濾。濾餅過濾適用于顆粒含量較多有“架橋現(xiàn)象”；阻力大，要加助濾劑。過濾操作的方式 1.恒壓過濾、恒速過濾、先恒速后恒壓過濾設備：板框過濾機、袋濾器、轉筒真空過濾機、加壓葉濾機

19、化學合成制藥1、 膜分別技術膜分別過程原理：以選擇性透膜為分別介質，通過在膜兩邊施加一個推動力如濃度差、壓力差或電壓差等時，使原料側組分選擇性地透過膜，以到達分別提純的目的。通常膜原料側稱為膜上游，透過側稱為膜下游。典型的膜分別技術有微孔過濾(MF)、超濾(UF)、反滲透(RO)、納濾(NF)、滲析(D)、電滲析(ED)等。其中微濾適用于懸浮粒子，包括細菌、病毒等；超濾適用于大分 子，包括蛋白質、酶等；納濾適用于糖、維生素、二價鹽，游離酸等的分別；反滲透適用于非游離酸、單價鹽的分別等；滲析用于小分子有機物；電滲析用于蛋白質 和離子的分別。膜分別裝置：膜組件的構造及型式取決于膜的外形,工業(yè)上應用

20、的膜組件主要有中空纖維式、管式、螺旋卷式、板框式等四種型式。膜分別技術應用中需留意的幾個問題：膜材料的選擇、膜孔徑或截留分子量的選擇、膜構造選擇、組件構造選擇、溶液 pH 把握、 溶液溫度影響、溶質濃度，料液流速與壓力的把握。2、 離子交換技術一般承受的離子交換樹脂，依據(jù)活性基團的不同，可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。離子交換分別過程有三步：料液與離子交換劑進展交換反響；離子交換劑的再生；再生后離子交換劑的清洗。設備有攪拌槽、流化床、固定床等形式。操作方法有間歇式、半連續(xù)和連續(xù)式三種離子交換樹脂技術在化學制藥中主要用于水處理，用以滿足水的軟化和去離子水的制備的需要。3、 吸附技術吸附操作：用多孔固體有選擇地吸附流體中的一個或幾個組分，從而使混合物分別的操作方法。它是分別、純化氣體和液體混合物的重要單元操作