第一章 药物分离纯化技术 绪论
制药分离工程第一章绪论
基因药物:淋巴因子、生长因子、 激素和酶 ④ 其它医药业将得到不断改造和发展,
早期诊断技术转基因药材
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1.1.2 化学制药
化学合成药物
原料: 化学结构比较简单的化工原料 方法: 化学合成和物理处理过程（称全合成）
由已知具有一定基本结构的天然产物经对化学 结构进行改造和物理处理过程（称半合成）。 目的产物: 预防、诊断、治疗制品，
而进行的分离过程。 均相混合物=>两相 各组分在相间质量传递达到平衡
=>改变原混合物浓度。 使均相混合物分成两相一般需加入分离媒介（分离剂） 常用的分离媒介有两种：
能量媒介ESA和物质媒介MSA。 ESA：指的是传入或传出系统的热或功。 MSA：加入另外一种物质使混合物变成两相。
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如 蒸发加入热量——ESA；结晶加入冷量——ESA；
轴心的分子生物学理论和技术 两大体系已基本完成。
人类基因组计划已完成。
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1986年美国科学家达尔贝科提出的人类基因组 计划，1990年启动该计划。23对染色体30亿对 碱基，3.5万个基因进行测序。
美国承担54%，英33%，日7%，法2.8%,德2.2%, 中国1%。
2019年中国加入人类基因组计划，投资3亿元， 负责测定3号染色体3000万对碱基，2000年4月 完成。
制药分离过程分为： 机械分离：处理对象是由两相以上所组成的混合物，
分离过程只是简单地进行相分离。 如过滤、沉降、离心、旋风分离等。
传质分离：处理对象是多组分均相混合物， 其特点是发生质量传递现象。
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传质分离又分为平衡分离过程和速率分离过程 ： 平衡（扩散）分离过程： 是原料中的各组分在相平衡时在两个相中的分配不同
药物分离与纯化技术
石家庄中药厂
以岭药业
神威药业
2.制药过程
上游过程
下游过程
原料药生产
以制药工艺学为理论基础，制定 合理的化学合成或生化合成工艺 路线和确定出适当的反应条件， 设计或选用适当的反应器，获得 含药物成分的产物
以传质分离工程为理 论基础，采用适当的 分离技术，将药物成 分进行分离纯化
制剂生产
我们的学习重点？
COOH NO2
C2H5OH/H2SO4
NH2
NH2
（1）酯化反应操作
在干燥的100mL圆底瓶中加入对硝基苯甲酸6克，无水乙 醇24mL，逐渐加入浓硫酸2mL，振摇混合均匀，装上附有 氯化钙干燥管的球型冷凝器，在油浴上加热回流90分钟。 稍冷，在搅拌下，将反应液倾入到100mL水中，抽滤，滤 渣移至乳钵中，细研后，再加5%碳酸钠溶液10mL，研磨5 分钟，测pH值（检查反应物是否呈碱性），抽滤，用稀乙 醇洗涤，干燥，计算收率。
药学等原理与方法, 如酶工程技术、细胞工程技术、基因工程 技术等。 目的产物: 预防、诊断、治疗制品，包括抗生素、氨基酸和植物 次生代谢产物。如纯化胰岛素、甲状腺素、肾上腺皮质激素、 脑垂体激素、尿激酶、溶菌酶、天冬酰胺酶等
生物药物主要治疗哪些疾病？
造血功能障碍（造血药物）
EPO（促红细胞生成素） TPO（血小板生长因子）
2.苯佐卡因的制备工艺过程
本品作局部麻药，用于创面、溃疡面及痔疮的镇 痛。苯佐卡因在国内的合成路线有两条：一是以 对硝基苯甲酸为原料，经酯化，还原制得；二是 对硝基苯甲酸先还原再酯化制得。本实验采用路 线一。
COOH
C2H5OH/H
COOC2H5
Fe粉/NH4Cl
COOC2H5
NO2
药物分离纯化技术.
分离纯化过程 :通过物理,化学或生物等手段,或将这些方法结合,将某混合物系分离纯化成两个或多个组成彼此不同的产物的过程。
分离纯化过程按原理分类可分为两类 :机械分离(相间无物质的传递 ,传质分离(相间有物质的传递回收率 :R=Q/Q0X100%(1%以上常量分析的回收率应大于 99%;痕量组的分离应大于 90%或 95%。
分离因子 :SA,B=RA/RB=(QA/QB /(Q0A/Q0B 分离因子的数值越大,分离效果越好。
萃取:将样品中的目标化合物选择性的转移到另一相中或选择性地保留在原来的相中(转移非目标产物 , 从而使目标化合物与原来的复杂基体相互分离的方法。
反萃取 :在溶剂萃取分离过程中,当完成萃取操作后,为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的正确,往往需要将目标产物转移到水相,这种调节水相条件,将目标产物从有机相转入水相的萃取操作。
物理萃取 :溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分离平衡。
特点:被萃取物在水相和有机相中都以中性分子的形式存在,溶剂与被萃取物之间没有化学结合,也不外加萃取剂,两种分子的大小与结构越相似, 他们之间的互溶性越大。
化学萃取 :也称为反应萃取,是利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性符合分子实现向有机相的分配。
分配定律 :即溶质的分配平衡规律,指在恒温恒压条件下,溶质在互不相容的亮相中达到分离平衡时,如果其在两相中的相对分子质量相等(不发生解离,缔合,配位等,溶质以同一分子形式存在 ,则其在两相中的平衡浓度之比为常数。
即C1/C2=A。
C1, C2为溶质在两相中分配达到平衡时的浓度,严格讲是活度。
应用条件:1,必须是稀溶液; 2,溶剂对溶质的互溶没有影响; 3,必须是同一种分子类型,即不发生缔合或解离。
萃取率 :表示一种溶剂对某种溶质的萃取能力, 在萃取过程中被萃取组分从原始料液相转移到萃取相的量。
萃取率 =萃取相中溶质总量 /原始料液中溶质总量X100%=M2V2/(M1V1+ M2V2 X100%=E/(E+1 萃取因素 E =萃取相中溶质的量 /萃余相中溶质的量 = M2V2/M1V1=A*V2/V1。
《药物分离与纯化技术》教案
《药物分离与纯化技术》教案第一节本课程的研究对象和内容一、药品生产过程药品生产过程包括原料药生产过程和药物制剂过程。
（一）原料药生产过程药物成分获得化学合成法针对所需合成药物成分的分子结构、光学构象等要求，制订合理的化学合成工艺路线和步骤，确定出适当的反应条件，设计或选用适当的反应器，完成合成反应操作以获得含药物成分的反应产物。
生物发酵法生物发酵则通过自然界的生物机体、组织、细胞，通过生长代谢合成含有具有预防、治疗和诊断功能药物成分的发酵液。
中药提取法通过对中药材有效成分的分析，选择适宜的提取方法，以获得含有药物成分的混合液。
药物分离获得的是含有药物成分的混合物，需要采用固—液分离技术、膜分离技术、液—液萃取技术等各种分离技术，将药物成分从复杂的混合物中分离浓缩。
药物纯化运用离子交换技术、吸附技术、除菌技术、结晶技术等各种纯化技术，对药物进行精制，获得较纯净的药物成分。
把混合物中性质差异比较大的(如固—液非均相混合物的固体和液体）物质的分开过程，溶液中用沉淀方法容易除去的杂质的溶液净化过程，药物成分含量很低的溶液的浓缩过程，都称为分离过程。
把混合物中性质相近的物质分开的过程，溶液中含量很低的杂质的去除过程，药液中热原、色素、细菌等的去除过程，从溶液中析出固体实现精制的过程，都称为纯化过程。
药物干燥最后通过热干燥或冷冻干燥、成品加工过程获得符合药典规定质量要求的原料药。
成品加工原料药在物理形态等方面还不能完全符合产品质量要求或达不到制剂要求，需要通过对其进行整粒、筛分等操作，使原料药的颗粒大小符合颗粒度要求。
（二）制药工业的特点技术密集型产业；生产工艺复杂；生产岗位分工明确；产品品种多；生产投入高；产品质量要求严格。
二、研究对象和内容药物分离与纯化技术：从含有药物成分的混合物中，经分离、纯化并加丁制成符合药典规定的药品生产技术。
研究内容：固—液分离技术、膜分离技术、液—液萃取技术、离子交换技术、吸附技术，除菌技术、结晶技术、干燥技术、药物的加工与包装技术等。
药物分离纯化技术
药物分离纯化技术
药物分离纯化技术是指将混合物中的目标药物分离出来，并进行纯化的过程。
常用的药物分离纯化技术包括以下几种：
1. 薄层色谱（TLC）：将混合物样品沿着薄层分离材料上均匀涂敷，然后用溶剂在材料上上升，通过不同药物的分区系数和吸附作用，将药物分离出来。
2. 柱层析：将混合物样品加入到柱层析柱中，利用不同药物在固定相和流动相间的分配系数和吸附作用，使药物在柱中分离。
3. 溶剂萃取：利用不同药物在不同溶剂中的溶解度差异，通过多次萃取步骤将目标药物从混合物中分离出来。
4. 结晶分离：选择适当的溶剂和结晶条件，将目标药物从混合物中结晶出来，然后通过过滤或离心分离固体药物。
5. 膜分离技术：利用膜的分子筛选性能，通过溶质在膜上的迁移速率差异将药物分离出来。
6. 超滤技术：通过膜的筛选作用，去除混合物中的大分子物质，将目标药物分离出来。
7. 蒸馏技术：利用混合物中不同成分的沸点差异，将目标药物通过升温、蒸发然后冷凝的方式分离出来。
以上只是一些常见的药物分离纯化技术，具体应根据不同药物的特性和需求选择合适的方法。
药物分离纯化技术
药物分离纯化技术嘿，朋友们！今天咱来聊聊药物分离纯化技术。
这玩意儿啊，就好比是在一堆乱糟糟的杂物里找出宝贝一样重要！你想想看，药物就像是一个大杂烩，里面有各种各样我们需要的有效成分，但也有好多杂质混在里面呢。
这时候，药物分离纯化技术就闪亮登场啦！它就像一个神奇的魔法师，能把那些我们真正想要的东西给变出来，把杂质统统赶跑。
比如说，有些药物成分就像调皮的小孩子，藏在角落里不愿意出来，这可咋办呢？那咱就得想办法把它们哄出来呀！用各种巧妙的方法，让它们乖乖地现身。
这过程可不简单，得有耐心，还得有技术。
有时候，就像是在大海捞针一样困难。
但咱可不能退缩，得鼓起勇气往前冲！咱得仔细研究，找到最合适的方法，把那一点点珍贵的成分给分离出来。
再打个比方，这药物分离纯化技术就像给药物做一次超级精细的“美容”。
把那些不好看的、多余的东西去掉，只留下最精华、最有用的部分。
让药物变得干干净净、漂漂亮亮的，这样才能更好地发挥作用呀！你说，要是没有这技术，那我们吃的药里面不就有好多乱七八糟的东西啦？那可不行，咱得对自己的身体负责呀！所以说，这药物分离纯化技术真的是太重要啦！而且哦，这技术可不是一成不变的。
它也在不断进步，不断创新呢！就像我们的生活一样，每天都有新的变化。
科学家们一直在努力，让这个技术变得越来越厉害，能分离出更纯、更好的药物成分。
你想想，以后我们吃的药效果越来越好，副作用越来越小，那得多棒啊！这可都得感谢药物分离纯化技术的不断发展呀！总之，药物分离纯化技术就是药物领域里的大功臣，没有它可不行！咱可得好好重视它，让它为我们的健康保驾护航！这可不是开玩笑的事儿，这是关乎我们每个人生命和健康的大事儿啊！所以啊，大家都要了解了解这个神奇的技术，说不定哪天就能派上大用场呢！。
生物制药中的分离纯化技术
生物制药中的分离纯化技术生物制药是一种通过生物学过程生产的药物，利用微生物、植物和动物等生物系统生产出的生物制剂，在临床治疗中具有极高的价值。
但是，由于不同来源的生物制剂中含有大量的复杂成分，如蛋白质、核酸、多糖等，在生产的过程中需要通过分离纯化技术来提取所需的成分，从而达到纯化和提纯的目的。
一、生物制药的分离纯化技术概述生物制药的分离纯化技术是指通过化学、物理等方法对发酵产生的混合物进行处理，将所需的成分分离和纯化。
分离纯化技术主要包括：1. 溶液层析技术溶液层析是一种通过分子结构、大小、电荷等特性，通过静态或动态的方式，利用吸附剂将混合物中的不同化合物分离开的技术。
溶液层析广泛应用于蛋白质、核酸等大分子生物制品的分离和纯化中。
2. 凝胶过滤技术凝胶过滤是一种利用孔径大小分离分子的技术。
通过将混合物在凝胶柱中进行过滤，大分子会被阻挡在凝胶柱表面，而小分子则可以通过凝胶柱被洗脱。
凝胶过滤主要应用于分离纯化大分子的蛋白质、多肽和核酸等。
3. 离子交换层析技术离子交换层析是一种利用有机或无机离子交换体作为固定相，通过可控制的盐度梯度和pH值来分离混合物的不同成分的技术。
离子交换层析广泛应用于蛋白质、核酸等带电性物质的分离和纯化中。
4. 亲合层析技术亲合层析是一种通过将特定物质负载在固定相上，与混合物中的目标分子发生特异性结合，分离纯化目标分子的技术。
亲合层析一般应用于蛋白质、核酸等生物大分子结构的分离和纯化中。
以上四种分离纯化技术，在生物制药的分离纯化过程中经常使用。
不同的技术适用于不同的生物制品，生产过程会考虑到最终产品的纯度、产量以及经济成本等方面。
二、现代生物制药分离纯化技术的进展当前，随着现代生物技术的发展，生物制药的分离纯化技术也得到了不断的进步和完善。
新的技术和方法不断涌现，不仅可以提高生产效率，而且还可以提高产品的纯度和质量，降低产品的成本。
以下是一些新技术的介绍。
1. 前体蛋白纳米管系统前体蛋白纳米管系统是利用基因工程技术，将生物分子直接吸附在纳米管表面，从而实现分离的目的。
第一章 分离与纯化概论
生物药物的分离纯化技术
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• 1、需要对目标产物的快速分离纯化 • 2、需要对原料液进行高度浓缩 • 3、需要借助新型的分离技术和材料 • 4、需要除去有害人类健康的物质 • 5、采用利于保持目标产物产品质量的操作条件 • 6、产品要求高质量、高纯度
因此，生物分离过程往往成本很高，在某些产品的生产过程中，分离 成本可能占到总成本的80％以上。
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2.调节pH • pH值直接影响发酵液中某些物质的电离度
和电荷性质，适当调节pH值可改善其过滤 特性。
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3.凝聚与絮凝 • 采用凝聚和絮凝技术能有效改变细胞、细
胞碎片及溶解大分子物质的分散状态，使 其聚结成较大的颗粒，便于提高过滤速率。 另外，还能有效地除去杂蛋白和固体杂质， 提高滤液质量。
生物污染、蛋白酶水解等作用的影响。
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改善发酵液过滤特性的物理化学方法
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• 调酸（等电点）、热处理、电解质处理、 添加凝聚剂、添加表面活性物质、添加反 应剂、冷冻-解冻及添加助滤剂等。
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1.降低液体粘度 • 根据流体力学原理，滤液通过滤饼的速率
与液体的粘度成反比，降低液体粘度（加 水稀释法和加热法等）可有效提高过滤速 率。注意加热温度与时间，不影响产物活 性和细胞的完整性。
② 在枯草杆菌发酵液中，加入氯化钙和磷酸氢二 钠，两者生成庞大的凝胶，把蛋白质、菌体及 其他不溶性粒子吸附并包裹在其中除去。
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思考题 1.生物分离技术的特点有哪些？ 2.为什么要进行发酵液预处理？ 3.絮凝和凝聚的定义和区别。常用的絮凝剂
有哪些？
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• 生成的沉淀能防止菌丝体粘结，使菌丝具有块状 结构，沉淀本身可作为助滤剂，且能使胶状物和
药物分离纯化技术-制备色谱分离技术
适用范围广
制备色谱分离技术适用于各种类型的 混合物，包括有机物、无机物、生物 大分子等。
可重复性高
制备色谱分离技术具有较高的可重复 性，能够保证分离结果的稳定性和可 靠性。
制备色谱分离技术的缺点
01
02
03
成本较高
制备色谱分离技术需要使 用专门的仪器和耗材，成 本较高。
需要专业操作
制备色谱分离技术需要专 业人员进行操作和维护， 操作难度较大。
适用范围广
制备色谱分离技术适用于各种 类型的药物，包括小分子化合 物、大分子蛋白质、多糖等。
操作简便
制备色谱分离技术的操作相对 简单，易于实现自动化和规模
化生产。
制备色谱分离技术的未来展望
新型材料的研发
随着材料科学的不断发展，未来将会有更多新型的色谱填 料和介质被研发出来，进一步提高制备色谱分离技术的效 果和效率。
可能造成样品损失
在制备色谱分离过程中， 可能会造成目标成分的损 失或降解，影响产物的纯 度和产量。
制备色谱分离技术的发展趋势
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新型固定相的开发
随着材料科学的不断发展，新型固定相的研发和 应用将进一步提高制备色谱分离技术的效率和纯 度。
连续色谱分离技术
连续色谱分离技术能够实现连续进样和分离，提 高分离效率，是未来发展的重要趋势。
智能化和自动化
未来制备色谱分离技术将更加智能化和自动化，能够实现 实时监测、自动控制和调整，提高生产效率和产品质量。
绿色环保
随着环保意识的不断提高，未来制备色谱分离技术将更加 注重绿色环保，减少对环境的污染和资源消耗。
联合应用
未来制备色谱分离技术将与其他分离技术联合应用，形成 多级分离流程，进一步提高药物的纯度和收率。
《药物分离与纯化技术》说课
《药物分离与纯化技术》说课作者：石锐来源：《经济技术协作信息》 2018年第33期一、课程定位《药物分离与纯化技术》是生物制药技术专业在第三学期开设的课程。
本课程的教学目标是培养学生熟练地进行生物药物分离纯化工作，具备从发酵液、动植物细胞培养液或动植物体等原料中提取和精制生物药物的能力。
因此本课程在构建学生职业工作能力过程中起支柱作用，在生物制药技术专业课程体系中处于重要的地位，是专业主干课程。
是生物制药的专业核心课程，是必修课程。
在课程体系中的定位：该课程的前期课程为生物制药基础、微生物检验技术、生物化学技术。
这些课程为该课程的开设提供了技术理论基础。
后续课程是药物分离纯化实训和学生在相应岗位上的顶岗实习，是对本课程学习内容的实际应用。
在就业岗位中的定位：生物制药技术专业对于的岗位群有发酵工、GMP自检员、药物制剂工、提取工、品管员等。
药物分离与纯化技术课程对应的岗位是药物提取工。
二、教学内容以“工学结合，项目导向”的人才培养方案为指导，根据企业相关岗位的行业标准和任务，遵循学生学习知识时循序渐进的原则，依据与课程相关的新知识、新技能的应用，确定理论和实践教学内容。
本课程的课程设计思路为：1以就业为导向，服务生物制药企业的原则。
根据企业的需求，要求学生掌握生物药韧分离纯化工艺的关键操作技术，最终使学生具备完成药物分离纯化的操作技能以及解决工艺中出现问题的能力。
2以生化产品分离纯化工职业资格标准为依据。
根据生化产品分离纯化工国家职业资格四级标准的技能要求、专业知识要求来培养学生的职业能力。
3以企业生物药物提取工岗位所需要的预处理、初步纯化、高度纯化和成品加工等职业能力为核心。
4采用任务驱动、项目化教学的课程设计理念。
在深入行业调查的基础上，以生产过程为依据，按照生产流程固有的顺序，选择生产过程典型工作技能为培养内容，结合职业教育规律，循序渐进安排教学进程。
根据岗位需求整合课程内容，设立4个学习情境，12个学习任务，并根据职业能力要求设计了单项技能项目和综合技能项目，将必须够用的基本概念、基本理论和实践教学有机结合，突出职业能力的培养。
生物分离与纯化技术-绪论（邱玉华版）
⽣物分离与纯化技术-绪论（邱⽟华版）第⼀章绪论第⼀节⽣物分离纯化的概念与原理学习⽬标熟悉⽣物物质的概念、种类和来源；了解分离纯化技术并掌握其基本原理。
突飞猛进，⽇益成熟的现代⽣物技术，正在成为推动世界新技术⾰命的重要⼒量，其产业化发展必将对⼈类社会的经济发展和⽣活⽅式产⽣越来越⼤的影响。
⽣物技术产业主要制备具有⽣活活性的⽣物物质并使其商品化，利⽤专门的设备和技术将⽣物物质从⽣物原料中分离纯化出来并保持其活性，其中以复杂、周期长、影响因素多。
分离纯化技术是现代⽣物技术产业下游⼯艺过程的核⼼，是决定产品的安全、效⼒、收率和成本的技术基础，在⽣物技术产业中起着重要的作⽤。
⼀、⽣物物质及其来源1.⽣物物质“⽣物物质”这个词汇是在20世纪末随着⽣物技术的发展逐渐出现的，它指的是来源于⽣物中天然的或利⽤现代⽣物⼯程技术以⽣物为载体合成的，从氨基酸、多肽等低分⼦化合物到病毒、微⽣物活体制剂等具有复杂结构和成分的⼀类物质。
它们存在于⽣物体内直接参与⽣物机体新陈代谢过程，并能与⽣物各种机能产⽣⽣物活化效应，因此也称为⽣物活性物质，⽽在产业中的⽣物物质的制成品被称为⽣物产品。
⽣物物质的种类繁多，分布⼴。
按照其化学本质和特性分类，常见的有如下⼀些类型。
（1）氨基酸及其衍⽣物类主要包括天然氨基酸及其衍⽣物，这是⼀类结构简单、分⼦量⼩、易制备的⽣物物质，约有60多种。
⽬前主要⽣产的品种有⾕氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、精氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和⾊氨酸等，其中⾕氨酸的产量最⼤，约占氨基酸总量的80%左右。
（2）活性多肽类活性多肽是由多种氨基酸按⼀定顺序连接起来的多肽链化合物，分⼦量⼀般较⼩，多数⽆特定空间构像。
多肽在⽣物体内浓度很低，但活性很强，对机体⽣理功能的调节起着⾮常重要的作⽤，主要有多肽类激素，⽬前应⽤于临床的多肽药物已达20多种以上。
（3）蛋⽩质类这类⽣物物质主要由简单蛋⽩和结合蛋⽩（包括糖蛋⽩、脂蛋⽩、⾊蛋⽩等）。
生物制药分离纯化技术绪论ppt课件
分别纯化方法的选择
1、初步分别纯化方法的选择 2、多种分别纯化方法交替运用
Thank you!
第一节 发酵液的预处置
一.生化分别工程的工艺流程：
生物制药工艺学
生物制药分别纯化技术绪论
生物药物制备方案设计线路简介
研讨目的
文献综述
目的物研讨进展
机械法、物理法 化学法、生物法
溶剂萃取 水相萃取
提取
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
透析、凝胶过滤
冷冻枯燥
资料选择 细胞破碎
固液分别 浓缩
色谱分别 脱盐冻干 产品分析
建立分析方法
电泳或等电聚焦
五、生物制药下游技术的特点
1、培育液〔或发酵液〕中所含欲分别的生物 药物浓度很低，杂质含量高，需进展多步分别 操作。 2、稳定性较差，加热、pH、有机溶剂等可引起 失活或分解。 3、生物变异性大 4、留意生物平安问题
生物药物的分别纯化原那么
在分别纯化的设计中需求思索的要素：
1、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。 2、使目的产物成分有较高的纯度，降低对人体有害的 非目的成分的含量。 3、保证生物药物的平安、有效。留意每个消费环节的 时效性，对每一步骤的质量进展监控。 4、尽能够优化分别纯化工艺，减少分别步骤，降低生 产本钱。
〔1〕种类鉴定； 〔2〕防止污染与感染； 〔3〕选择富集目的物资料； 〔4〕冷冻保管
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．外表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
〔二〕提取方法与优化 1.溶剂选择 2.选择添加剂 ①维护剂； ②酶抑制剂 3.提取条件 ①温度； ②pH； ③盐； ④外表活性剂
药物分离纯化技术
药物分离纯化技术1. 引言药物分离纯化技术是制药过程中的关键步骤之一。
它涉及到从天然产物或合成产物中提取和纯化目标化合物的过程。
药物的分离纯化不仅能够提高药物的纯度和活性，还可以去除不需要的杂质，确保药物的安全性和有效性。
本文将介绍几种常见的药物分离纯化技术及其原理。
2. 色谱技术色谱技术是一种常见的药物分离纯化技术，它根据物质在固定相（静相）和流动相（动相）之间的相互作用力的差异，使物质分离成不同的组分。
2.1. 液相色谱液相色谱（Liquid chromatography，简称LC）是一种基于物质在固定相（如硅胶、石英等）和流动相（溶液）之间的相互作用力差异进行分离的技术。
液相色谱可以根据分离原理的不同分为多种类型，如高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography，简称HPLC）和反相液相色谱等。
2.2. 气相色谱气相色谱（Gas chromatography，简称GC）是一种将混合物中的化合物通过在固定相中的分配和吸附过程进行分离的技术。
气相色谱主要适用于挥发性物质和热稳定性较好的化合物的分离。
气相色谱的分离原理是根据化合物在固定相和流动相之间的分配系数差异实现。
3. 薄层色谱技术薄层色谱（Thin-layer chromatography，简称TLC）是一种将混合物中的化合物通过在薄层固定相上的分配和吸附过程进行分离的技术。
薄层色谱具有简单、快速、成本低等特点，常用于快速检验和预筛某种化合物是否存在于混合物中。
4. 萃取技术萃取技术是一种基于溶解度差异将混合物中的化合物转移到另一个溶剂中的方法。
根据溶剂的选择和使用方式的不同，萃取技术又可以分为固相萃取、液液萃取等。
4.1. 固相萃取固相萃取（Solid-phase extraction，简称SPE）是一种通过将混合物通过固定相进行分配、吸附和洗脱的方法。
固相萃取通常利用固体填料（如吸附树脂、硅胶等）进行分离纯化。
药物分离技术-绪论第一节
药物分离技术
化学制药专业
2021/6/5
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教学要求：
总学时102学时，考试课 考核方法：平时成绩占30%，期末70%， 平时成绩：实验课，课堂测验，出勤
2021/6/5
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第一节 本课程研究对象和内容
一、药品生产过程
1.原料药的生产过程
固液分离、膜分离；离子交换、吸附技术
药物成分的获得→药物分离纯化→药物干燥→成品加工
化学合成法生物发酵发中药提取法
2.药物制剂的生产过程
2021/6/5
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二、研究内容和对象
药物分离与纯化技术是综合应用物理、化学、生物 等基础知识，分析研究各种分离纯化技术的基本原理、 工艺过程及主要影响因素，理解和认识分离纯化设备的 结构和操作，为学习药品生产工艺和从事药品分离与纯 化岗位工作奠定基础。
ห้องสมุดไป่ตู้
2021/6/5
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三、地位和作用
对药品质量起到保证作用 提高药物疗效，降低毒性---长春新碱、紫杉醇 三废处理，生态平衡
费用较高：化学药60~80%；
生物药80~90%；
药品生产的原料的多样化，生产过程中遇到的混合 物种类多种多样，性质千差万别，一次分离过程是 一个复杂的过程，需要多种分离技术结合才能完成
2021/6/5
4
药物分离的特点
1．药物的品种繁多，结构复杂 2．以天然形式存在或生物来源的药物，通常含量较低，
杂质的量远远大于有效成分的量。 3．多数药物成分和生物活性物质稳定差、易分解、易
变性 4. 从研究到生产，分离在量上的差别很大，小到以鉴定、
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黑色素瘤细胞是一种常用的分化诱导实验模 型，具有独特的优点，黑色素生成能力增加， 克隆形成能力降低以及形态改变作为分化标记。
夏丽娟等人研究了Rh2对B16细胞的分化诱导作 用机理： a.Rh2对B16细胞有较强的分化诱导作用，表现为： 形态向正常上皮样细胞分化；细胞呈网状结构； 黑色素颗粒增加，黑色素生成能力明显增加；生 长变缓慢。 作用机理：络氨酸是黑色素合成的限速酶，控制 黑色素的合成。细胞动力学表明，人参皂苷Rh2 使B16细胞阻断在G1期。药物作用后G1期细胞明 显增多，而S期细胞明显减少，说明Rh2可诱导 B16细胞向正常色素细胞分化。
二、分离纯化方法的分类： 1、按分离纯化过程中初始相与第二相的状态 进行分类。P4表1-2 2、按分离过程的原理分类： （1）机械分离：P4表1-3 （2）传质分离： a.平衡分离过程 b.速率分离过程 P4表1-4
第三节 分离纯化方法选择的标准及其评价
一、分离纯化方法选择的标准 P5表1-5 二、分离纯化方法的评价 常用的评价分离纯化方法的指标有： 回收率、分离因子、富集倍数、准确性 和重现性 1、回收率：（R） R=Q/Q 0 ×100%
c. Rh2对B16细胞的高转移株B16-B26细胞的抗肿 瘤侵袭作用，Rh2能明显的抑制癌细胞的侵袭和 转移，这在防止肿瘤转移方面的应用有积极意义。 d.Rh2可以拮抗化学抗癌药物的毒副作用：Rh2对
用环磷酰胺诱发的小鼠外周血液中白细胞减少有
显著的升高作用，表明Rh2可以拮抗化学抗癌药
物的毒副作用，在化疗的同时使用Rh2，可以增
b.Rh2对B16移植性肿瘤具有诱导再分化作用： 文献报道：Rh2对诱发性小鼠肿瘤有明显的抑制作用， 其潜伏时间、荷瘤数、荷瘤体积均与对照组有显著差异， 动物口服的外观情况、进食、活动力均好于对照组，存 活时间显著长于对照组，R和的抑瘤作用与其浓度呈明 显的量效关系。 作用机理：Rh2可使B16细胞阻断在G1期和S期，使G2期、 M期细胞数减少，细胞周期变化显著，细胞核缩小，胞 浆体积肿大，显示Rh2具有诱导分化作用，说明在肿瘤 的术前和术后应用Rh2，可以提高和巩固治疗效果。
④Rh2在体外和裸鼠实验中对人卵巢癌细胞 （HRA）的生长抑制作用。 日本学者研究发现，Rh2在体外浓度为 10~60umol/L时能够抑制人卵巢癌细胞的增殖， 且有明显的量效关系。 每日口服Rh2时， 与CDDP（顺铂）治疗相
比，肿瘤生长被明显抑制，生存时间明显延长。
⑤Rh2分子作用机制研究：
（2）人参皂苷的人工合成：
对人参皂苷的全合成石非常困难的，目前还 没有相关报道。
国外有报道对Rh2用不同方法进行半合成， 另外，对已阐明活性和结构的人参皂苷进行结 构修饰语改造，以获得活性更强的化合物，同 时可以改善人参皂苷的某些性质，增加其生物 利用度 （3）发展趋势（自学）
二、红景天苷
地下块根及根茎入药，可提取红景天苷
①人参皂苷对谷氨酸（Glu）兴奋毒引起神经细胞 损伤的保护作用：
Glu对神经细胞的毒性作用：
Glu是中枢兴奋性氨基酸递质，它与神经细胞的作 用过程为，正常情况下，Giu与突触后膜NMDA （N-甲基-D-门冬氨酸）受体结合，引起Ca+内流， 然后通过神经末梢质膜上的摄取系统，从突触间 隙内摄取释放Glu，也可通过Ca+、Na+、K+ATP酶转运系统试Ca+从细胞内流出，终止Glu作 用。
过量的Glu促使突触前过量的蛋白激酶C（PKC）
向细胞膜转移并活化，从而过度激活突触后膜
的Glu受体-NMD受体，促使Ca+内流。
细胞内Ca+浓度上升又激活细胞内的硫蛋白酶，
引起细胞内骨架蛋白-fordrin降解，使膜上Giu
结合位点数量明显增加，导致胞内Ca+超载， 出现迟发型损害。
b.人参皂苷的保护作用：
一、分离纯化的原理 1、分离纯化系统的组成
分离剂 原料 分离纯化装置 产物
2、药物分离的特点： （1）根据不同药品种类和来源，采用的分离技术原理 和方法也不同。 （2）分离过程需要多种方法联合使用，使有效成分的 含量不断提高。 （3）采用适当的分离方法和条件，以保证产品的稳定 性。 （4）从药品研究到药品生产，分离在量上的差别很大， 小到含量为10 -6 g级，用以鉴定，大到生产的吨级纯化。 （5）药品的质量必须达到国家的标准，生产环境需要 达到一定的洁净度，防止环境对产品的污染。
药物分离纯化 技术
第一章 绪论
主要内容
一、药物分离纯化技术的研究内容及
重要性
二、分离纯化的原理与方法
三、分离纯化方法选择的标准及其评价
第一节 药物分离纯化技术的研究内容及重要性 一、分离纯化的研究内容和意义 1、分离纯化过程： 通过物理、化学或生物等手段，或将这些 方法结合起来，把某混合物分离纯化成几个组 成彼此不同的产物的过程。 2、分离纯化技术： （1）定义：在工业中通过适当的技术手段与装 备，耗费一定的能量来实现混合物的分离过程， 研究实现这一分离纯化过程的科学技术称为分 离纯化技术。
3、开发与利用： （1）人参稀有皂苷的研究开发： 稀有人参皂苷包括人参皂苷Rh2、Rh1、Rh3、 和Rg5等，它们只存在于红参和野山参中。
它们具有很高的生理活性，但在人参中的含 量只有十万分之几，因此从人参中直接提取不 符合实际。一般用酶法通过改变人参中二醇类 皂苷的糖基，使之定向转化为人参稀有皂苷。
（13）TSPG对人早期造血生长因子IL-3基因表达的影响：
①研究方法：采用逆转录聚合酶链反应（RT-PCR），核 酸分子原位杂交法。
②实验结果：
a.未经诱导的人T淋巴细胞株Jurkat细胞RNA提取物的 RFPCR扩增产物只能够未见IL-3条带，而经TSPG诱导后 则产生IL-3条带。 b.经TSPG诱导的胎儿胸腺细胞，脾细胞IL-3mRNA表达的 阳性率及阳性强度均较对照组明显提高。 TSPG能诱导人淋巴细胞表达IL-3mRNA，从而促进早期血 细胞发生。
2、分离因子： 表示两种组分分离的程度。
S A ,B =
RA RB
=
QA /Q
Q
0 ,A
B
/ Q 0,B
（8）人参皂苷Rh2抑制肿瘤作用：
Rh2是人参中的稀有皂苷，它可由人参二醇 类皂苷经酶法改变其皂苷糖基而生成，由苷元 人参二醇和一分子葡萄糖组成。
①人参皂苷Rh2体外对小鼠黑色素瘤B16细胞的 分化诱导作用。
1、主要有效化学成分： 红景天苷及其苷元，即对酪醇、黑蚁素、 藏红花醛。
2、药理学作用： （1）对神经系统的作用 ①中枢神经抑制作用 ②双向调节作用 （2）抗疲劳作用 （3）强心作用 （4）抗炎作用 （5）抑制血糖升高作用 （6）抗氧化作用 （7）抗微波辐射作用
（8）毒性小 （9）对免疫系统影响 （10）抗衰老作用 （11）对内分泌系统的影响 （12）抗辐射作用 （13）抗毒和抗病毒作用 （14）抗肿瘤作用 （15）抗缺氧作用 （16）对物质代谢的影响
神经节苷酯可以防护PKC与膜的结合于 活化，从而阻断过量PKC反应。 人参皂苷可使原代培养的神经细胞的神 经节苷酯含量大约增加1.5倍，从而可 对兴奋毒引起的神经细胞损伤起到保护 作用。
②通过减低神经细胞Ca+浓度，使细胞 内Ca+积聚，浓度上升，引起神经元损 伤、死亡。 人参皂苷与神经细胞温育10min后，可选 择性地降低胞内Ca+浓度，可能是因为 人参皂苷能特异性地抑制Glu被摄取进入 大脑突触体中，相应减少过量Glu的兴奋 毒损伤作用。
未纯化的Rh2在体外培养的Morris肝癌细胞中诱发表型 地转录，而且扣留人肝癌细胞的细胞周期，通过蛋白水 解caspase-3的底物（ADP-核糖）多聚酶，激活caspase3诱发人肝癌细胞SK-HEP-1细胞的凋亡；
纯化的Rh2在G1期和S期抑制B16黑色素瘤细胞的细胞 周期过程，激发黑色素生成，诱发不能转录的表型的表 达； Rh2抑制了人类血液中淋巴细胞的姊妹染色体交换的 形成；
二、药物分离纯化的重要性 1、天然产物中的活性成分、化学药物和生物 产品中的有效成分都需要采用适当的分离纯化 技术来获得。 2、在制药工业中，分离过程的装备和能量消 耗占主要地位。 3、制药工业中产生的“三废”（废气、废水、 废渣）需要分离纯化技术加以处理，才能达到 国家对“三废”的排放要求。
第二节 分离纯化的原理与方法
强化疗效果。
②Rh2对C6胶质瘤细胞的增殖抑制和诱导凋亡作用. 李殿友等人用流式细胞术探讨了Rh2对C6胶质瘤细胞的作 用：
A.Rh2在浓度为2umol/L,8umol/L时对C6胶质瘤有增殖抑制 作用，且呈明显的量效关系，在实验剂量范围内没有明显 的细胞毒性。 B.Rh2作用72h后，浓度为4umol/L时对C6胶质瘤诱导凋亡 作用最为明显。 d. Rh2作用后，G0/G1 期细胞百分率明显下降，而S期细 胞百分率显著增加。 e. 通过流式细胞仪检测到由于核小体间DNA断裂形成的凋 亡峰表明Rh2在一定浓度范围内通过诱导细胞凋亡而非细 胞毒作用。
（10）人参皂苷对乙酸铅胚胎发育毒性 的拮抗作用（自学） （11）人参皂苷对脐血细胞凋亡的抑制 作用（自学）
（12）人参皂苷的免疫增强作用： ①人参皂苷促进NK细胞活性的可能机理： GS直接作用于NK细胞；通过诱生IFN-r间接增强NK细 胞活性；通过诱生IL-2间接增强NK细胞活性。 另外，杨中辉等人应用外源ACTH（促肾上腺皮激素） 诱发Swiss小鼠肾上腺皮质酮分泌的增加，同时也导致小 鼠NK细胞的活性。 T细胞转化活性的抑制，这种抑制与皮层酮升高水平呈正 相关性。 应用GS可以抑制外源ACTH所致的肾上腺皮质分泌的增加， 促进NK细胞及T细胞活性恢复。 表明人参皂苷可以通过调整垂体（ACTH）——肾上腺 （皮质酮）轴的活动参与机体免疫功能的调节。
③人参皂苷Rh2诱导人肝癌细胞SK-HEP-1的细胞 凋亡研究：