第二章-生化制药基本技术生化制药技术
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生化制药的六个阶段
1. 原料的选择和预处理 2. 固液分离 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. 精制/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.成品加工/浓缩、干燥及保存、制剂: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。
动物组织多在冰冻状态绞碎、溶浆。
• 2.物理法
• A、反复冻融法:把待破碎的样品冷至-20℃-15℃ ,使 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。
• B、冷热交替法:将材料投入沸水中,在90℃左右维持数 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。
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。
一、原料选择和预处理 (Raw Material Selecting and Pretreatment)
原料选择的基本准则: 1、在大量的信息资料和实践经验的基础上,选择目标原料。 2、选择有效成分含量高的新鲜材料; 3、来源丰富易得; 4、制造工艺简单易行; 5、成本比较低; 6、原料的采集不破坏生态环境, 选择对环境友好的原材料资
源,防止生物入侵。
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。
1、被提取物质溶解度的大小:一般极性对极性;非极性 对非极性;高温;远离等电点。
2、扩散作用的影响: 3、分配作用的影响:分ห้องสมุดไป่ตู้定律
四、分离纯化Separation and Purification
1、盐析法 利用不同的蛋白质在高浓度盐溶液中,溶解度不同程度
的降低来进行分离纯化。在低盐浓度下,溶解度随着盐浓 度升高而增加,称盐溶作用;当盐浓度不断升高时,不同 蛋白质的溶解度又以不同程度下降并先后析出沉淀,称盐 析作用。 优点:设备和条件要求低,安全应用范围广泛。在高盐情况 下,蛋白质不易发生变化,一般在室温下操作。 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。
B. 溶菌酶处理法:溶菌酶是专一地破坏细菌细胞壁的酶。 多用于微生物,对蜗牛酶、纤维酶及植物细胞也适用。如 用噬菌体感染大肠杆菌细胞制造DNA时,采用pH8.0的 0.1mol/L Tris-0.01mol/L EDTA 制成 2 亿/ml的细胞悬液, 然后加 入100μg~1mg的溶菌酶,在37 °C保温10min, 细菌胞壁即被破坏。
C、超声波处理法:多用于微生物材料,处理的效果与 样品浓度、使用频率有关。用大肠杆菌制备各种酶 时,常用50~100mg/L菌体浓度,在1~10KC频率下 处理10~15min。操作时注意避免溶液中气泡的存在。
D、加压破碎法:加气压或水压,达0.59~34.32MPa (210~350kgf/cm2)的压力时, 可使90%以上细胞被 压碎。多用于微生物酶制剂的工业制备。
问题:1、标准化方法? 2、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,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。
基本制造方法
• 1、提取法(Extraction) • 2、发酵法( Zymotechnics) • 3、化学合成(Chemical synthesize) • 4、组织培养法(Tissue culture) • 5、现代生物技术(Modern Biotechnics): • Gene engineering, Enzyme engineering, • Cell engineering , protein Engineering, • Fermentation engineering
提取条件的选择: 1、溶剂:常用水、稀盐、稀酸、稀碱,有机溶剂如乙醇、
丙酮、氯仿、四氯化碳、丁醇等。丁醇提取的pH、温度范围 较广(pH3-6, -2-40℃)。适用于动植物和微生物原料。
2、pH : 与溶解度和稳定性有很大关系,一般选择在 pI 的两侧。
3、温度:一般在5 ℃ 以下,但对温度耐受力较大的药物,可 适当的提高温度,使杂蛋白变性分离,有利于提取和纯化。 如胃蛋白酶、酵母醇脱氢酶及多肽激素类,选择37-50 ℃ 提 取,效果较好。 影响提取的因素:
• 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。
• 1.机械法:组织捣碎机、匀浆器、研钵、球磨机、万能粉碎 机、绞肉机、击碎机、刨片机。
C. 表面活性剂处理法:表面活性剂的分子中,兼有亲脂 性和亲水性基团,能降低水的界面张力,具有乳化、分散、 增溶作用。常用有:SDS、氯化十二烷基吡啶、去氧胆酸 钠。
三、提 取 Extraction
提取:也称抽提、萃取,就是利用一种溶剂对物质的不同溶解 度,从化合物中分离出一种或几种组分的过程。分为固体处 理(液—固萃取)和液体处理(液—液萃取)。
第三章 生物制药 的基本技术
Basic Technique For Biopharmacon
第二章 生物制药基本技术
• 生物制药是把生物体内的具有生物活性的基本物质,保 持原来的结构和功能,又能在含有多种物质的液相或固 相中较高纯度的分离出来。它是一项严格、细致、复杂 的工艺过程,涉及物理、化学、生物学、工程等方面的 知识和操作技术。