生化制药基本技术

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第二章_生物制药工艺技术基础

第二章_生物制药工艺技术基础
反胶束是表面活性剂分散于连续的有机相中自发形成的 纳米尺度的一种聚集体,是一种液-液萃取方法。
3.有机溶剂提取
(1)固-液提取 常用于水不溶性的脂类、脂蛋白、脂蛋白结合酶等,生
原,免疫球蛋白、人血浆、干扰素、白介素等。
尿液、胆汁、蛇毒、蜂毒也是重要的生物材料
蜂毒
蜂毒是一种成分复杂的混合物,它除了含有大量水 分外,还含有苦干种蛋白质多肽类、酶类、组织胺、 酸类、氨基酸及微量元素等
蜂毒的临床应用
1.结缔组织疾病 (风温病和类风温性关节炎 ) 2.神经炎和神经痛 (坐骨神经痛、三叉神经痛、枕 神经痛、背神经根炎 )
②有机溶剂脱水法 适用于原料少而价值高、
有机溶剂不破坏的材料
③防腐剂保鲜法 适用于液体原料
第二节 生化活性物质的提取
(一)生化活性物质常用的提取方法
1.酸、碱、盐水溶液提取法 可以提取各种水溶性、盐溶性的生化物质,提供了一定
的离子强度、pH及相当的缓冲能力 2.表面活性剂与反胶束提取
表面活性剂分子兼有亲水与疏水基团,分布于油水界面 时,有分散、乳化和增溶作用。可分阴离子型、阳离子型 与非离子型。生物提取常用的表面活性剂的H.L.B多在10- 20之间,常用的有十二烷基硫酸钠、吐温类、Span和Trion 系列。
2.放线菌
放线菌是最重要的抗生素产生菌,已有1000多种抗生素约2/3产 自放线菌。
(1)氨基酸 (2)核苷酸
(3)维生素 (4) 酶
抗生素的主角就是大名鼎鼎的放线菌。 放线菌与人类的生产和生活关系极为密切,目前广泛应用的 抗生素约70%是各种放线菌所产生。一些种类的放线菌还能 产生各种酶制剂(蛋白酶、淀粉酶、和纤维素酶等)、维生 素(B12)和有机酸等。放线菌在自然界分布广泛,主要以 孢子或菌丝状态存在于土壤、空气和水中,尤其是含水量低、 有机物丰富、呈中性或微碱性的土壤中数量最多。土壤特有 的泥腥味,主要是放线菌的代谢产物所致。

2第二章--生物制药工艺基础

2第二章--生物制药工艺基础

第二节 微生物制药工艺技术基础
一、菌种的分离与筛选
1.含菌样品收集 2. 富集培养:“投其所好”,“取其所抗” 3. 菌种纯化:(1)平板划线法 (2)稀释平板法 4. 性能测定(菌种复筛)
(1)平板划线法
是将微生物样品在固体培养基表面多次作“由点到线”稀 释而达到分离的目的。固体培养基四区划法接种法步骤:
二、菌种的选育与保藏
1.自然选育
依据自发突变原理,通过不断分离、筛选,除去 衰变菌落,从中选择维持原有生产水平的菌株或高产 突变株,达到纯化、复壮、稳定生产目的。
单孢子菌悬液的制备→分离→单菌落培养→筛选
2.诱变育种
指有意识地将生物体暴露于物理的、化学的或生物的一种 或多种诱变因子,促使生物体发生突变,进而从突变体中 筛选具有优良性状的突变株的过程。
优点是生产规模大、蒸发温度低、速度快, 目的是除去挥发性溶剂,保持物料生物活性, 加速蒸发原理是使液体形成薄膜,增加气化表面
积。
世界上最大的具有80m2蒸发面 积的薄膜蒸发器。
实验室常用真空旋转蒸发仪。
薄膜蒸发器
2.干燥
使物质从固体或半固体状经除去存在的水分或它种 溶剂,从而获得干燥物品的过程。
第二章 生物制药工艺技术基础
Basis of biopharmaceutical technology
生化制药工艺技术基础 微生物制药工艺技术基础 生物技术制药工艺技术基础 生物制药中试放大工艺设计 生物药物的研究与新药申报
本章学习目标
掌握:生化活性物质的提取、分离和纯化; 微生物菌种选育和培养。
②pH;
③盐;
④表面活性剂。
四、生化活性物质浓缩与干燥
1.浓缩方法: 生化活性物质的热不稳定性 ①盐析,中性盐硫酸铵沉淀蛋白(酶); ②有机溶剂沉淀,生物大分子溶液

《生化制药基本技术》课件

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第四部分:基因工程技术在药物发中的 应用
1
基因工程技术的原理和方法
介绍基因工程技术的基本原理和常用方法。
2
基因工程技术在药物研发中的应用案例
分享基因工程技术在药物研发中的成功案例。
3
基因工程技术在生产中的应用
探索基因工程技术在药物生产过程中的应用。
第五部分:生化制药质量控制
1 质量控制的重要性
2 生化制药质量控制的方法和技术
强调在生化制药中质量控制的关键性。
介绍用于确保药物质量的方法和技术。
3 生化制药质量控制中的常见问题及解决方案
探索生化制药质量控制中常见的问题和应对策略。
结语
总结
回顾生化制药基本技术的要点和关键信息。
展望生化制药的未来
展望生化制药领域的发展前景和创新机会。
鼓励更多人加入生化制药行业的呼吁
激励更多人加入生化制药行业,为人类健康作出贡献。
药物筛选技术
介绍不同药物筛选技术的原理 及其在生化制药中的应用。
药物研发中的生物化学技 术
深入了解药物研发过程中所用 到的生物化学技术。
第三部分:生物制药
生物制药概述
生物制药的发展历程
简述生物制药的定义和基本原理。
回顾生物制药技术的发展历程和 重要里程碑。
生物制药中常用的生物材料
探索用于生物制药的常见生物材 料。
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# 生化制药基本技术
第一部分:介绍
生化制药的定义
ห้องสมุดไป่ตู้探索生物制药的基本概念和 定义。
生化制药对人类的重要 性
展示生化制药对人类健康的 积极影响。
生化制药的应用领域
介绍在医药行业中,生化制 药的广泛应用领域。

生物制药学——第二章 生物制药工艺学基础

生物制药学——第二章  生物制药工艺学基础
原料药(精制品)经精细加工制成片剂、针剂、冻干剂、 粉剂等供临床应用的各种剂型。
一、生物材料与生化活性物质
(一)生物制药的生物材料来源
生物资源:主要有动物、植物、微生物的组织、器 官、细胞与代谢产物。
开发新途径: 动植物细胞培养、微生物发酵、 基因工程、细胞工程、酶工程等。
一、生物材料与生化活性物质
红霉素 杀念珠菌素 Bialaphos FK506
(约8700种)
放线菌产生的多种多样的次生代谢产物
Hygromycin B
Kanamycin B
Rifamycin SV
Cephamycin C
Erythromycin streptomycin
Spinosyn A
Abamectin
Validamycin A
人源性生化药物 动物生化药物 植物生化药物 微生物源生化药物 海洋生物生化药物
生化制药的六个阶段:
1.原料的选择和预处理 2.原料的粉碎 3.提取:
从原料中经溶剂分离有效成分,制成粗品的工艺过程。 4.纯化:
粗制品经盐析、有机溶剂沉淀、吸附、层析、 透析、超 离心 、膜分离、结晶等步骤进行精制的工艺过程。 5.浓缩、干燥及保存 6.制剂:
生化成分:氨基酸、蛋白质、酶、激素、糖类、 脂类、维生素等。
新的有效生物药物逐年增加:天花粉蛋白、木瓜 蛋白酶、天麻多糖等。
5、微生物—细菌
常用细菌发酵法生产乳酸、醋酸、丙酮、丁醇。主 要发展领域有: (1)氨基酸:
利用微生物酶可转化对应的α酮酸或羟基酸产生 氨基酸。 (2)有机酸:柠檬酸、苹果酸、乳酸
生物材料来源
1、动物脏器 2、血液、分泌物和其他代谢产物 3、海洋生物 4、植物 5、微生物

生化制药的基本技术

生化制药的基本技术

盐析的原理
PH<PI,带正电荷, 又有水膜,是稳定的
亲水胶体
+ ++
+
+
+
+
+
+
+ ++
在等电点状态的 酶蛋白,水膜未脱, 是不稳定的亲水胶体
H+
+_
_+
_
OH- + _ +
PH>PI,带负电荷, 又有水膜是稳定的 亲水胶体
OH-
__ _
_
_
H+
__ _
1、中和电荷
中性盐 破坏水膜
中性盐 破坏水膜
↓4℃,3小时以上,使其充分沉淀
离心(3000rpm), 20分钟,弃上清,以生理盐水溶解沉淀至Xml。再逐滴 加饱和硫酸铵X/2ml
盐 析 法
↓置4℃,3小时以上[此时(NH4)2SO4的饱和度为33%)]

重复上述第二步过程1-2次。将末次离心后所得沉淀物以0.02M

PH7.4 PBS溶解至Xml装入透析袋。
1、盐的种类因素 2、盐浓度的影响 3、pH对盐析的影响 4、盐析温度的影响 5、溶质浓度的影响
血浆蛋白的分级盐析结果
硫酸铵饱和度/% 20
中性盐 破坏水膜
+
+
+ 中性盐中和其电荷
+
+
+ +
+ +
Hale Waihona Puke SO24- 等_ __
_ 中性盐中和其电荷
_
NH4+或Na+等
___
蛋白质沉淀

第二章 生化制药基本技术生化制药技术

第二章 生化制药基本技术生化制药技术
一般介质不能截留的细菌和微粒。膜的孔径在0.2-10 μ m。 (4)超精密过滤:以聚乙烯醇为主体的中空多孔滤膜,分级性 能在超滤膜与微孔滤膜之间。为0.01~0.2 μ m。用于水的精制、 循环水的净化、除悬浮固体粒子以及糖液、酶液的精制。
5、离子交换层析 采用不溶性高分子化合物作为离子交换剂,分离纯化各 种生化物质。 基本原理:离子交换树脂在水中能溶胀,溶胀后,其分子中
缺点:分级分离能力不高。
常用的中性盐:硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、磷酸钠。
盐析时应注意的几个问题: (1)盐饱和度:由于蛋白质的结构和性质不同,盐析 要求的饱和度也不同。要按工艺要求,正确计算饱和度。
(2)pH 值的选择:蛋白质在pI时的溶解度最小。因此,
进行盐析时的pH,要选择在被分离蛋白质的pI 附近。 (3)蛋白质浓度:在相同条件下,蛋白质浓度越大越 易沉淀,使用盐的饱和度极限也愈低。蛋白质浓度愈高, 其他蛋白质共沉作用也愈强,这是不希望的。选择适当的
预处理方法: 1、动物组织先要剔除结缔组织、脂肪组织等非活性部分; 植物种子去壳除脂;微生物要进行菌体与发酵液分离等 基本操作。便于贮存和运输。 2、冷冻法预处理:有些材料要冷冻保存或低温保存,以便 抑制微生物和酶的作用。 3、有机溶剂除去部分水分:用丙酮或乙醇进行脱水和脱脂,
有利于贮存。
• 原料的粉碎:在提取前先将大块的原料粉碎或 绞碎成适度的粒度,或将细胞破碎,使胞内活 性物质充分释放到溶液中,有利于提取或吸附。 • 动物脏器组织:常用绞肉机机械法粉碎; • 植物肉质组织:常用磨碎法; • 微生物:常用自溶、冷热交替、加砂研磨、 超声、加压等 处理方法。
3.
生化及化学法:
A. 自溶法:将新鲜的生物材料存放在一定的pH和适当温 度下,利用组织细胞中自身的酶系将细胞破坏,使细胞内含 物释放出来的方法。自溶的温度,动物材料在0-4℃ ,微生 物在室温下。自溶时,需加少量的防腐剂,甲苯、氯仿,以 防止外界细菌的污染。 * 由于自溶时间较长,不易控制,故制造具有活性的核酸 和蛋白质时比较少用。

第三章 生物制药的基本技术

第三章  生物制药的基本技术

C、超声波处理法 多用于微生物材料,处理的效果与 超声波处理法:多用于微生物材料 超声波处理法 多用于微生物材料, 样品浓度、 样品浓度、使用频率有 关。用大肠杆菌制备各种酶 菌体浓度, 时,常用50~100mg/L菌体浓度,在1~10KC频率下 常用 菌体浓度 频率下 处理10~15min。操作时注意避免溶液中气泡的存在。 。操作时注意避免溶液中气泡的存在。 处理 D、加压破碎法:加气压或水压,达0.59~34.32MPa 、加压破碎法:加气压或水压, (210~350kgf/cm2)的压力时, 可使 的压力时, 可使90%以上细胞被 的压力时 以上细胞被 压碎。多用于微生物酶制剂的工业制备。 压碎。多用于微生物酶制剂的工业制备。
1、标准化方法? 、标准化方法? 2、如何发现或研制新药? 、如何发现或研制新药?
对于一个新研制的生物药物,从查阅文献开始, 对于一个新研制的生物药物,从查阅文献开始,到探索实 验、条件考察(记录客观)、总结制定工艺规程、制定分析鉴 条件考察(记录客观)、总结制定工艺规程、 )、总结制定工艺规程 定方法,再进行中试放大,全面考察工艺是否成熟, 定方法,再进行中试放大,全面考察工艺是否成熟,是否稳定 等。
3.
生化及化学法: 生化及化学法
自溶法:将新鲜的生物材料存放在一定的pH pH和 A. 自溶法:将新鲜的生物材料存放在一定的pH和 适当温度下,利用组织细胞中自身的酶系将细胞破 适当温度下, 坏,使细胞内含物释放出来的方法。自溶的温度, 使细胞内含物释放出来的方法。自溶的温度, 动物材料在0-4℃ ,微生物在室温下。自溶时,需 微生物在室温下。自溶时, 动物材料在0 加少量的防腐剂,甲苯、氯仿, 加少量的防腐剂,甲苯、氯仿,以防止外界细菌的 污染。 研钵、球磨机、万能粉碎机、 1.机械法:组织捣碎机、匀浆器、研钵、球磨机、万能粉碎机、 机械法 组织捣碎机、 绞肉机、击碎机、刨片机。 绞肉机、击碎机、刨片机。 动物组织多在冰冻状态绞碎、溶浆。 动物组织多在冰冻状态绞碎、溶浆。 2.物理法 2.物理法 把待破碎的样品冷至A、反复冻融法:把待破碎的样品冷至-20℃-15℃ ,使 反复冻融法 把待破碎的样品冷至 20℃ 15℃ 之凝固,然后缓慢的溶解,如此反复操作, 之凝固,然后缓慢的溶解,如此反复操作,大部分动物性 细胞及细胞内的颗粒可以破碎。 细胞及细胞内的颗粒可以破碎。 B、冷热交替法:将材料投入沸水中,在90℃左右维持数 冷热交替法:将材料投入沸水中, 90℃ 分钟,立即置于冰浴中,使之迅速冷却, 分钟,立即置于冰浴中,使之迅速冷却,绝大部分细胞 被破坏。此法多用于细菌或病毒中提取蛋白和核酸。 被破坏。此法多用于细菌或病毒中提取蛋白和核酸。

优选生化制药基本技术

优选生化制药基本技术

细胞悬浮液 大规模处理
细胞悬浮液
90%
和植物细胞 的大规模处

<50%
细胞悬浮液 小规模处理
2. 非机械法:酶溶法、化学渗透法、反复冻融法、干燥 法等
酶溶法的缺点在于酶的价格昂贵限制了在大规模 生产中的使用,虽然条件温和、具有选择性。细胞悬 浮液中加入酶能迅速和细胞壁反应并破坏它们。酶选 择性的催化细胞壁反应,不破坏细胞内的其它物质。
机械法和非机械法破碎的比较
比较项目
破碎机理 碎片大小 内含物释放
粘度 时间,效率
设备 通用性
经济 应用范围
机械法
切碎细胞 碎片细小
全部 高(核酸多) 时间短,效率高
需专用设备 强
成本低 工业规模,实验室
非机械法
溶解局部壁,膜 细胞碎片较大 部分 低(核酸少)
时间长,效率低 不需专用设备
差(专一性强) 成本高
固体凝聚物的现象。 根据沉淀机理不同,可分为盐析法、有机溶剂沉淀法和 等电点沉淀法等。
一、盐析法
水溶液中蛋白质的溶解度一般在生理离子强度范围 内(0.15~0.2mol/L)最大,低于或高于此范围时溶解 度均降低。蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低, 发生沉淀的现象称为盐析。不同蛋白质盐析时所需的盐 的浓度不同,因此调节盐的浓度,可以使混合蛋白质溶 液中的蛋白质分段析出,达到分离纯化的目的。
浸取常用的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、丁醇等极性溶 剂和乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂。 无论采用哪种溶剂系统对目的物进行提取,在提取过程 中都要尽量增加目的物的溶出度,并尽可能减少杂质的 溶出度,同时充分重视目的物在提取过程中的活性变化。
三、细胞破碎技术
植 物 细 胞 模 式 图

《生化制药基本技术》课件

《生化制药基本技术》课件
采用先进的生产设备,提高设备的效率和可靠性,降 低能耗和物耗。
流程再造
对生产流程进行重新设计,简化操作步骤,降低生产 成本。
清洁生产
推行清洁生产技术,减少废弃物产生,降低环境污染 。
新技术的引入与应用
01
生物技术
利用基因工程、细胞工程等技术 ,提高微生物和细胞培养的效率 和产物产量。
酶工程
02
03
细胞培养技术
细胞培养技术是利用生物反应器 在体外培养细胞,以生产所需的
生物制品或进行研究的方法。
细胞培养的关键在于选择适宜的 细胞系、培养基、培养条件和工 艺参数,以保证细胞的生长和代
谢,并获得目标产物。
细胞培养技术广泛应用于疫苗、 单克隆抗体、细胞因子等的生产 ,以及药物筛选、毒理学研究等
领域。
是21世纪初,随着基因组学、蛋白质组学 等新兴学科的崛起,生化药物的研究和制备
进入了一个全新的时代。
生化制药的应用领域
总结词:详尽阐述
详细描述:生化制药的应用领域非常广泛,包括治疗 疾病、预防疾病、诊断疾病和促进健康等。在治疗方 面,生化药物可以用于治疗癌症、糖尿病、肝炎等多 种疾病。在预防方面,生化药物可以用于疫苗的制备 和免疫预防。在诊断方面,生化药物可以用于检测和 治疗遗传性疾病、肿瘤等。此外,生化药物还可以用 于促进伤口愈合、提高免疫力等方面。
02
生化制药技术基础
分离纯化技术
分离纯化技术是生化制药过程中的重要环节,通过物理、 化学或生物的方法将原料中的有效成分分离出来并进行纯 化,以提高产品的纯度和收率。
根据不同物质的性质和分离原理,有多种分离纯化技术可 供选择,如沉淀、离心、过滤、萃取、蒸馏、色谱等。
分离纯化技术的选择应根据具体原料和目标产物的性质进 行优化,以达到最佳的分离效果和经济效益。

生化制药基本技术共55页

生化制药基本技术共55页

46、我们若已接受最坏的,就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会,使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首,不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功,谁就会和我一样成功。——莫扎特
生化制药基本技术
11、用道德的示范来就一个人,显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的,对谁都一视同仁。在每件事上,她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由,因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样,法律和法律都是相互依存的。——伯克

生化制药工艺技术基础

生化制药工艺技术基础
第一节 概 述
天然生物材料制备生化药物的过程大体为:
①原料的选样和预处理;②原料的粉碎;③ 提取,即从原料中经溶剂分离有效成分,制成 粗品的工艺过程;④纯化,即粗制品经盐析、 有机溶剂沉淀、吸附、层析、透析、超离心、 膜分离、结晶等步骤进行精制的工艺过程;⑤ 干燥及保存;⑥制剂,即原料药经精细加工制 成片剂、针剂、冻干剂等供临床应用的各种剂 型。
溶解度差异而分离的方法,称有机溶剂沉淀法。 乙醇和丙酮是最常用的有机溶剂。
有机溶剂沉淀法比盐析法分辨力强,沉淀也 好过滤,但对有些生物活性物质能引起失活和 变性。应用时还应注意防止溶剂挥发和火灾等。
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第五节 分 离 纯 化
有机溶剂沉淀时应注意的问题 1 控制工艺过程的温度; 2 防止溶剂局部浓度过高; 3 及时处理沉淀物; 4 pH值的选择; 5 比盐析法条件严格;
16
第五节 分 离 纯 化
四、膜分离法
3.微孔滤膜
由高分子材料制成的薄膜过滤介质,可以 过滤一般介质不能截留的细菌和微粒。膜的 微孔径在0.2一l0µm之间。过滤器有板式和 管式两种。广泛应用于滤除微粒和微生物, 如滤除大输液和水针剂中的污染微粒;还有 热敏性药物的除菌,如胰岛素、C0A、ATP、 血清蛋白、丙种球蛋白、激素等。
加入方式:分步固体盐或饱和溶液
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第五节 分 离 纯 化
一、盐析法 4.盐析时应注意的问题 (1) 盐饱和度的影响;(2) pH的选择; (3)蛋白质浓度的影响;(4)温度的影响; (5)盐析沉淀物的脱盐;
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第五节 分 离 纯 化
二、有机溶剂沉淀法 利用不同蛋白质在不同浓度的有机溶剂中的

第二章生物制药工艺技术基础1

第二章生物制药工艺技术基础1

(二)生物材料的准备
1、生物材料的选择 生化药物生产原料的选择原则是:有效成分含量高, 原料新鲜、无污染;来源丰富、易得;原料产地较 近,价格低廉;原料中杂质含量少,便于分离纯化等。
(1)有效成分的含量
①生物品种 根据目的物的分布,选择富含有效成分的生物品 种是选材的关键。
②合适的组织器官。
另外动物的年龄、性别、营养状况、产地、季节 对活性物质的含量也有影响。植物原料要注意采集 地点、季节,微生物原料要注意其对数生长期时间 与活性成分的关系。 (2)杂质情况 选材时,应避免与目的物性质相似的杂质对纯化 过程的干扰。
④酶。放线菌能产生众多品种的酶。
(3)真菌
①酶
②有机酸。
③氨基酸。
④核酸及其有关物质。
⑤维生素。
⑥促生素。⑦多糖。
(4)酵母菌
①维生素。 ②蛋白质与多肽。 ③核酸。 6、开发生物新资源 (1)动植物细胞的大规模培养 利用动植物细胞大规 模培养产生生物药品是细胞工程技术的一大应用领域。
(2)应用基因重组技术建立“工程菌”或“工程细 胞”,使所需要的基因在宿主细胞内表达,制造各种 生物活性物质,是生物制药工业的重要发展领域。
1、动物脏器
以动物组织器官为原料可以综合利用制备 100 多 种生化药品。动物组织器官的主要来源是猪,其次是 牛、羊、家禽和鱼类等的脏器。 l)胰脏 胰脏是动物体内不可替代的实质性腺体之 一。它兼有其他器官所没有的内分泌和外分泌两种功 能。 2)脑 脑组织富含脂质。脑组织中脂类占13.5%,蛋 白质占8%~10%,还有少量黏多糖 脑组织中的主要脂类物质是脑磷脂、肌醇磷脂、 神经磷脂、脑苷脂、神经节苷脂和胆固醇。还有神 经递质和多种神经肽。
3、有机溶剂提取

生化药品生产技术1

生化药品生产技术1

核酸类药物
核酸是生命的物质基础,它不仅是携带各种生物所特
有的遗传信息,而且影响生物的蛋白质合成和脂肪、糖类 的代谢。
核酸
核苷酸
磷酸 碱基
嘌呤 嘧啶
除以上以天然的形式存在的外,尚有它们的类似物、
衍生物或它们的聚合物亦均属于核苷类药物,主要在干 扰抗肿瘤代谢、干扰抗病毒代谢、放射病、血小板减少 症、白细胞减少症、急慢性肝炎、心脑血管、肌肉萎缩、 代谢障碍等疾病中发挥作用。
抑制有害酶类的水解破坏作用,防止降 解,提高收率。
3、盐浓度
盐溶作用:盐离子作用于生物大分子表 面,增加了表面电荷,使之极性增加, 水合作用增强,促使其形成稳定的双电 层,此现象为盐溶作用。 盐析作用:指溶液中加入无机盐类而使 某种物质溶解度降低而析出的过程
(四)提取方法
1、用酸、碱、盐水溶液提取
蛋白质是构成生物体的一类最重要的有机含氮化合物, 是塑造一切细胞和组织的基本材料,是生命的物质基础。
随着现代生物技术的深入发展,生命的奥秘已经逐步被 揭开,用重组技术生产的蛋白质药物正以惊人的速度突飞猛 进。FDA已批准30多个重组药物,如insulin、rhGH、 rTPA、干扰素-2a、α -2b、a-N3、β-1b、r、r-1b;EPO-a、 β;1L-2、GSF、GM-CSF……2005年,全球为600多亿美 元,从原占医药的4%迅速提高至11%。
2、种类多、含量低
红豆杉——紫杉醇含量 0.003%,约从 38 000棵 紫杉树中方可分离提纯得 到 99%纯度的紫杉醇约 25kg, 2000美元/克
3、种属特性
活性
猪胰岛素 低
抗原性

与人胰岛素

结构相似性
牛胰岛素 高 高 小

化工制药知识点

化工制药知识点

化工制药知识点化工制药是一门关于化学工程与药学相结合的学科,涉及到制药工艺、药物合成、药物分析等方面的知识。

下面我将为您介绍一些化工制药的重要知识点。

一、制药工艺制药工艺是指药物从原料选用到最终成品的整个生产过程。

它包括原料的准备、药物的合成、制剂的制备等环节。

制药工艺的优化对药物的质量和产量有着关键影响。

1. 原料准备原料准备是制药工艺的第一步,它关乎着后续制剂的品质。

原料包括药物原料、辅料和溶剂等。

合理选择原料,确保其纯度和质量,能够提高产品的稳定性和疗效。

2. 药物合成药物合成是制药工艺中最核心的环节之一。

它涉及到化学反应、合成路径的设计与优化。

合成路径通常包括原料的选择、反应条件的调整以及产物的提取与纯化等过程。

3. 制剂制备制剂制备是指将活性药物与某种载体相结合,形成有固定剂型和规格的药物表达形式。

常见的制剂形式有片剂、胶囊、注射液等。

制剂制备的关键在于保持药物的稳定性和可控释药性能。

二、药物合成药物合成是制药领域的核心技术之一,它研究药物合成路径和反应条件的优化。

药物合成通常包括有机合成和生物合成两种方法。

1. 有机合成有机合成是指利用有机化学反应进行药物分子的合成。

它包括底物的选择、反应物的加成、消除和取代等反应类型。

有机合成需要考虑反应的选择性、收率和纯度等因素。

2. 生物合成生物合成是利用微生物或细胞中的酶系统合成药物化合物。

它可以利用微生物代谢途径中的中间产物合成目标物质。

生物合成具有步骤少、反应条件温和的优点,被广泛应用于制药工艺中。

三、药物分析药物分析是制药过程中的重要环节,它包括对原料、中间体和终产品的质量检测,确保药物的有效成分和质量符合标准。

1. 质量分析质量分析是指对药物的有效成分进行定量分析,以验证药物的含量和纯度。

常用的质量分析方法包括高效液相色谱法、气相色谱法和紫外-可见分光光度法等。

2. 质量控制质量控制是制药过程中的一项重要任务,它包括对原料和药品的生产过程进行监控和调控,以确保最终产品符合药典标准。

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浸取常用的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、丁醇等极性溶 剂和乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂。 无论采用哪种溶剂系统对目的物进行提取,在提取过程 中都要尽量增加目的物的溶出度,并尽可能减少杂质的 溶出度,同时充分重视目的物在提取过程中的活性变化。
三、细胞破碎技术
植 物 细 胞 模 式 图
1. 机械法:包括球磨法、高压匀浆法、超声破碎法、Xpress等。
表2 青霉素在不同萃取剂中的分配系数
溶 剂 pH2.5(溶剂/水) 45/1 47/1 39/1 39/1 21/1 pH7.0(溶剂/水) 1/235 1/186 1/260 1/220 1/260
乙酸戊酯 乙酸丁酯 乙酸乙酯 氯仿 三氯乙烯
乙醚
12/1
1/190
工业生产中常用的萃取溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸 乙酯、乙酸丁酯等。
一、原料的选取与保存
选择原则:①有效成分含量高,原料新鲜; ②原料来源丰富,易得,原料成本低;
③原料中杂质含量较少等。
植物材料确定后,要选择合适的季节、地点、时间后采集 并就地去除不用的部分,将有用的部分保鲜处理。 保存生物材料的方法主要方法有冷冻法,常用-40℃速冻; 有机溶剂脱水法;防腐剂保鲜法。
3. 凝胶色谱的应用
(1)脱盐及除去小分子杂质和溶液的浓缩。 (2)浓缩。利用凝胶颗粒的吸水性可对大分子样品溶 液进行浓缩。 (3)生物大分子的纯化及生化药物中热源物质的去除。 (4)分子量测定。在一定范围内,各个组分的洗脱体 积Ve与其分子量的对数成线性关系。
五、离子交换色谱
固定相:阴离子离子交换树脂或阳离子离子交换树脂;
流动相:阴离子离子交换树脂作固定相,采用酸性水溶液; 阳离子离子交换树脂作固定相,采用碱性水溶液;
基本原理:组分在固定相上发生的反复离子交换反应;组 分与离子交换剂之间亲和力的大小与离子半径、电荷、存 在形式等有关。亲和力大,保留时间长; 应用:离子及可离解的化合物,氨基酸、核酸等。
六、亲和色谱
JJ-2组织捣碎匀浆机
超声波破碎仪
2. 非机械法:酶溶法、化学渗透法、反复冻融法、干燥 法等 酶溶法的缺点在于酶的价格昂贵限制了在大规模 生产中的使用,虽然条件温和、具有选择性。细胞悬 浮液中加入酶能迅速和细胞壁反应并破坏它们。酶选 择性的催化细胞壁反应,不破坏细胞内的其它物质。
四、固液分离
固液分离的方法很多,有重力沉降、离心分离和过滤等。 离心:借助离心机旋转所产生的离心力的作用,促使不同大 小,不同密度的粒子分离的技术。 过滤:在一定的压力差下,利用多孔性介质截留固液悬浮液 中的固体粒子,进行固液分离的方法称为过滤。
第五节
一、电泳原理与分类
电泳
将某种分子放到特定的电场中,它就会以一定的速 度向适当的电极移动。某物质在电场作用下的迁移速度 叫作电泳的速率,它与电场强度成正比,与该分子所携 带的净电荷数成正比,而与分子的磨擦系数成反比(分 子大小、极性、介质的粘度系数等)。
电泳的类型
电泳主要有区带电泳、等电点电泳和等速电泳等。
Light phase 杂质
溶质
萃取剂
原溶液
C
Heavy phase
萃取相
原溶液
t
在一定温度和压力下,溶质分配在两个互不相溶的溶剂中 达到平衡后,溶质在这两相的浓度比为一常数K,此常数称 为分配系数。
C1 萃取相浓度 K0 C2 萃余相浓度
在常温下K为常数;C的单位通常用mol/L或质量单位/mL。
蒸发法是使溶液加压、常压或减压下加热,蒸发除去 部分溶剂达到过饱和的结晶方法。
(3)化学反应结晶法
通过加入反应剂或调节pH生成一个新的溶解度更低的物质, 当其浓度超过它的溶解度时,就结晶析出。
(4)盐析法
2. 晶核的形成
在工业结晶中,有3种不同的起晶方法: 一种是自然起晶法,即在一定温度下使溶液进入不稳定 区,形成符合要求的晶核后加入稀溶液使溶液进入亚稳 定区,溶质在晶核表面长大。
结晶
3. 晶核:在过饱和溶液中,最先析出的微小颗粒就是 以后结晶的中心,称为晶核。
结晶的过程
1. 形成过饱和溶液。
2. 晶核的形成。
3. 晶体的生长。
其中,溶液达到过饱和 状态是结晶的前提,过饱和 度是结晶的推动力。
二、结晶的过程
1. 过饱和溶液的形成 (1)热饱和溶液冷却 适合溶解度随着温度降低而显著减小的情况。 (2)部分溶剂蒸发法
第三节
色谱技术
色谱:也称层析,是根据混合物中溶质在互不相溶的两 相之间分配行为的差别,引起迁移速度不同而进行分离 的方法。 固定相:固定相是色谱的一个基质。它可以是固体物质 (如吸附剂,凝胶,离子交换剂等),也可以是液体物 质(如固定在硅胶或纤维素上的溶液),这些基质能与 待分离的化合物进行可逆的吸附,溶解,交换等作用。
1.凝胶过滤色谱的分离机理 固定相:凝胶(具有一定大小孔隙分布); 原理:按分子大小分离。凝胶为三维网状结构,可对大 小流动产生不同的阻滞作用。小分子可以扩散到凝胶空 隙,由其中通过,出峰最慢;中等分子只能通过部分凝 胶空隙,中速通过;而大分子被排斥在外,出峰最快; 溶剂分子小, 故在最后出峰。
2. 凝胶的种类和性质
流动相:在色谱过程中,推动固定相上待分离的物质朝 着一个方向移动的液体、气体等,都称为流动相。柱色 谱中一般称为洗脱剂,薄层色谱时称为展层剂。
一、色谱技术的分类
色谱技术根据流动相的物态不同可以分为气相色谱 法、液相色谱法和超临界流体色谱法。根据固定相的形 状不同,色谱法可分为柱色谱法、纸色谱法和薄层色谱 法。根据分离的机理,可分为吸附色谱法、分配色谱法、 离子交换色谱法、凝胶色谱法和亲和色谱法。
(1)对水溶性、盐溶性生物物质的提取 可用酸、碱、盐水溶液为提取剂。 (2)对水、盐系统无法提取的蛋白质或酶的提取
可用表面活性剂或有机溶剂提取,用有机溶剂作为提 取试剂时,根据产物存在的状态可分为液-液提取和固-液 提取。
①液-液提取也即萃取,也是利用溶质在互不相溶的两 相中分配系数不同而进行的提取分离的方法。
常用的盐析用盐包括硫酸铵、硫酸钠、硫酸镁、氯 化钠、磷酸二氢钠等。
二、有机溶剂沉淀法
向水溶液中加入一定量亲水性的有机溶剂、降低溶 质的溶解度,使其沉淀析出的分离纯化方法称为有机溶 剂沉淀法。
许多能与水互溶的有机溶剂如乙醇、丙酮、甲醇和 乙腈,常用淀法
两性电解质在溶液pH处于等电点时,分子表面电 荷为零,导致赖以稳定的电荷层及水化膜的削弱或破坏, 分子间引力增加,溶解度降低。 调节溶液pH值,使两性溶质溶解度下降,析出沉 淀的操作称为等电点沉淀法。
表1
在生物转化中萃取溶剂的选择准则
有足够的容量 与水溶液不互溶,不发生乳化 对产物有高的分配系数 低黏度 在密度上同水有大的差别
物理化学方面
生物学方面 经济和毒理方面
在消毒过程中热稳定
对生物催化剂、酶或活细胞无毒性 低成本 能大批供应 对人员无毒 不易燃
②固-液提取也称为浸取。为了高效、快速地从固体中将 目的物浸取出来,同时尽可能将杂质留在固体中,选择合 适的溶剂很重要,溶剂选择的主要依据是“相似相溶”原 理。
生化制药的基本技术
第一节 原料的选择、处理及有效成分的提取
生化药物的提取与分离方法因原材料、药物的种类和性 质不同而存在很大差异。总的来说,其提取纯化一般分为五 个步骤:预处理、固液分离、提取、精制和成品加工(包括 干燥、制丸、挤压、造粒、制片等步骤),如图所示:
生物材料、发酵或培养液 ↓ 预处理(清洗、加热、调pH、凝聚、絮凝) ↓ 细胞分离(沉降、离心、过滤) 上清液(含胞外产品) ↓ 细胞 ↓ 细胞破碎(高压均质处理、研磨、溶菌处理) ↓ 收集上清液 ↓ 初步纯化(沉淀、吸附、萃取、过滤) ↓ 高度纯化(离子交换色谱、亲和色谱、疏水色谱、吸附色谱及电泳等) ↓ 成品加工(无菌过滤、超滤、浓缩、冷冻干燥、喷雾干燥、结晶等) 图2-1 生化药物提取的一般工艺流程
二、柱色谱装置和操作
柱色谱一般由进样器、色谱柱、检测 器、记录仪及部分收集器等部分组成。
柱的分离效率与柱高成正比,与直径 成反比。
柱色谱操作
(1) 装柱。根据欲分离的物质性质选择适宜的色谱介质, 装柱时,将洗脱剂与一部分缓冲液调成浆料后边搅拌边慢慢 加入,一次用完。然后用几倍柱床体积的缓冲液平衡色谱柱。 (2)加样。将平衡后的色谱柱从柱顶部或底部进样。
第二节
沉淀技术
沉淀:是物理环境的变化引起溶质的溶解度降低、生成 固体凝聚物的现象。
根据沉淀机理不同,可分为盐析法、有机溶剂沉淀法和 等电点沉淀法等。
一、盐析法
水溶液中蛋白质的溶解度一般在生理离子强度范围 内(0.15~0.2mol/L)最大,低于或高于此范围时溶解 度均降低。蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低, 发生沉淀的现象称为盐析。不同蛋白质盐析时所需的盐 的浓度不同,因此调节盐的浓度,可以使混合蛋白质溶 液中的蛋白质分段析出,达到分离纯化的目的。
(1)葡聚糖凝胶 商品名为Sephadex,由葡聚糖和环氧氯丙烷在碱性条件 下交联而成。主要型号是G-10~G-200。数字是凝胶的吸 水量(每克干胶膨胀时吸水的毫升数)的10倍。 (2)聚丙烯酰胺凝胶 商品名为Bio-gel-P。主要型号有Bio-gel-P-2 ~Bio-gelP-300等10种。后面的数字基本代表它们的排阻极限(不 能扩散到凝胶网络内部的最小分子的分子量)的10-3,所 以数字越大,可分离的分子量也就越大。 (3)琼脂糖凝胶 (4)其他 多孔玻璃珠和多孔硅胶等。
① 杂质
② 搅拌 ③ 温度 ④ 过饱和度
三、晶体质量控制
晶体的质量主要指晶体的大小、形状和纯度三个方面。 重结晶是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度的溶 解度不同,将晶体用合适的溶剂溶解,再次结晶,使其纯 度提高的操作。
四、结晶的应用
工业结晶技术广泛应用于红霉素、四环素、制霉菌素 等抗生素及谷氨酸、赖氨酸等氨基酸的纯化精制。
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