技术资料--制药分离技术资料

温馨提示：明天工程考生物制药化学合成制药中药药剂等的制药分离技术及所需设备

生物制药分离技术、设备

1、液-液萃取液液萃取是分离液体混合物的一种单元操作，其方法是选择一种溶剂使混合物中欲分离的组分溶解与其中，其余组分则不溶或少溶而获得分离。

单级萃取、多级错流萃取、多级逆流萃取、微分接触式逆流萃取指：萃取相和萃余相逆流微分接触，使两相中的溶质浓度沿流动方向发生连续的变化。

多级错流萃取与多级逆流萃取的比较：

◆分离要求、溶剂一定时：多级逆流萃取比多级错流萃取板数少。◆板数一定时：多级逆流萃取比多级错流萃取溶剂用量少。

◆生产上多采用逆流萃取操作。

萃取设备

设备的设计

(1)两相的分散与聚并

分散区：通常情况下选择被萃物浓度低的一相作为连续相先注入设备的分散区内，启动分散机制后再同时通入分散相和连续相。分散区的大小应满足两相实现要求传质量的接触时间(停留时间)。分散相分散粒径越小，传质面积越大，聚并将越困难。

聚并区：在分散区内完成传质过程的两相需要在相对平稳的区域内进行聚并分相，以便于两相分离。聚并区的大小应满足分散相完全迁移聚并的时间，并设置分散相的连续排出机制。

(2)多级萃取或反萃设备混合澄清槽

(3)微分萃取设备

转盘萃取塔、振动筛板塔

2、反胶团萃取

反胶束萃取技术的应用

1.分离蛋白质混合物

如用二烷基磷酸盐/异辛烷反胶束溶液萃取分离溶菌酶和肌红蛋白。

2.浓缩α-淀粉酶

如用TOMAC/ 异辛烷反胶束溶液萃取水相中的α-淀粉酶，以实现a- 淀粉酶的浓缩。

3.直接提取细胞内酶

如用CTAB/ 己醇-辛烷反胶束溶液直接从棕色固氮菌细胞内提取胞内脱氢酶，既不破坏菌细胞，也可保持酶的活性。

4.从动植物资源中提取蛋白质

可利用反胶束溶液直接从大豆、菜籽、蚕蛹等残渣中提取分离有用的蛋白质。

表面活性剂(双亲物质)在非极性有机溶剂中，并使其浓度超过临界胶束浓度(CMC), 便会在有机溶剂内自发形成聚集体，又称为反胶团。

在反胶束中，表面活性剂的非极性基团在外与非极性的有机溶剂接触，而极性基团则排列在内形成一个极性核

常用的表面活性剂：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂(加入一定量的助溶剂)。

3、双水相萃取

主要用于生物物质、药物的分离、提取、纯化等，如： (1)酶的提取与纯化

(2)核酸的分离及纯化

(3)药物和抗生素类的分离和提取

(4)病毒的分离及纯化

(5)从天然植物中提取有效药用成分

4、分子蒸馏技术：鱼油中提取DHA 和EPA 、以及天然及合成维生素E 的提取

分子蒸馏是一种在高真空条件下进行的非平衡分离的连续蒸馏过程

分子蒸馏是依靠不同物质的分子在运动时的平均自由程的不同来实现组分分离的一种特殊液液分离技术。混合液中轻组分分子的平均自由程较大，而重组分分子的平均自由程较小。分子蒸馏过程分子由液相主体至冷凝面上冷凝的过程需经历四个步骤：

内扩散→自由蒸发→飞射→冷凝

分子蒸馏器有静止式、降膜式(降膜式分子蒸馏器适用于中、低粘度液体混合物的分离

)、刮膜式和离心式四种型式。

膜分离技术如下

过滤如下

离心分离利用微粒所受离心力的作用将其从介质中分离。亦称离心沉降。此法适用于较细的微粒悬浮体系。

吸附分离吸附过程：当流体与多孔固体接触时，流动相中的一种或多种溶质向多孔固体颗粒表面选择性被吸附和积累的过程。

三类吸附过程：1)变温吸附、2)变压吸附、3)变浓度吸附

工业用吸附剂天然的吸附剂如硅藻土、白土、天然沸石等。

人工制作的吸附剂如活性炭、活性氧化铝、硅胶、分子筛、有机树脂吸附剂等。

离子交换(抗生素)能够解离的不溶性固体物质在与溶液中的离子发生离子交换反应。利用离子交换剂与不同离子结合力的强弱，将某些离子从水溶液中分离出来，或者使不同的离子得到分离。

离子交换树脂进行电解质分离有三类反应：

1)分解盐的反应、2)中和反应、3)离子交换反应

离子交换树脂分离过程有三种类型

1)离子转换或提取某种离子。2)脱盐3)不同离子的分离

当溶液中各离子的选择性相差不大时，用简单的离子转换不能单独将某种离子吸附而分离出来，此时需用类似吸附分馏或离子交换色谱法分离。

离子交换分离过程有三步：

①料液与离子交换剂进行交换反应；②离子交换剂的再生；③再生后离子交换剂的清洗。设备有搅拌槽、流化床、固定床等形式。

操作方法有间歇式、半连续和连续式三种。

色谱分离技术(原理如下)

扩展床吸附色谱EBA EBA色谱的应用

(1)细胞匀浆液中提取酶

(2)大规模质粒DNA 的提取

沉淀分离技术(溶剂沉淀、盐析沉淀、加热沉淀)

电泳电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。

它包括四个过程：

1 ) 电解 ( 分解)

在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子OH, 此反应造成阴极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程式为：H2O→OH+H 2)电泳动(泳动、迁移)

阳离子树脂及 H+ 在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。

3)电沉积(析出)

在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物，沉

积于被涂工件上。

4)电渗(脱水)

涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从阴极涂

膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件表面，而

完成整个电泳过程。

结晶(抗生素、氨基酸) 结晶过程：固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物中析出的过程。结晶过程应尽量控制在介稳区内进行，以得到平均粒度较大的结晶产品。不稳区能自发产生晶核。

介稳区不会自发地产生晶核由晶胚慢慢形成晶核再成为晶体。

成核方式可分为初级成核和二次成核两类。

溶液结晶类型：冷却结晶法、蒸发结晶法、真空冷却结晶法、盐析(溶析)结晶法(向溶液中加入某些物质，以降低溶质在原溶剂中的溶解度，产生过饱和度的方法)、反应结晶法。

内循环式间壁冷却结晶器、外循环式间壁冷却结晶器、

间壁换热冷却结晶过程的主要困难：在冷却表面上常会有晶体结出，称为晶疤或晶垢，使冷却效果下降。

典型的溶液结晶器强迫外循环结晶器、流化床结晶器、 DTB 结晶器等。

中药分离技术及设备

固液萃取(浸取)液固萃取，又称浸取或浸出，为以液态溶剂为萃取剂，而被处理的原料为固体，如中药有效成分的提取。

植物药一般浸取过程：

(1)浸润、渗透阶段(2)解吸、溶解阶段(3)扩散、置换阶段

常用的浸取溶剂

水、乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、脂肪油

浸取辅助剂

目的：提高浸取溶剂的浸取效能，增加浸取成分在溶剂中的溶解度。

一、浸取方法

包括浸渍法、煎煮法和渗漉法

1.浸渍法

适用于黏性药物、无组织结构的药材、新鲜及易于膨胀的药材

2.煎煮法

将经过处理的药材，加适量的水加热煮沸2-3次，使其有效成分充分煎出，收集各次煎出液，分离异物或沉淀过滤。低温浓缩至规定浓度，再制成规定的制剂。

适用于有效成分能溶于水，且对湿热均较稳定的药材。对于有效成分尚未清除的中草药或方剂进行剂型改革。

3.渗漉法

往药材粗粉中不断添加浸取溶剂使其渗过药粉，从下端出口流出浸取液的一种浸出方法。

二、浸取工艺

1.单级浸出工艺

单级浸出是指将药材和溶剂一次加入提取设备中，经一定时间的提取后，放出浸出药液，排出药渣的整个过程。

2.单级回流浸出工艺及温浸法浸出工艺

又称索氏提取，主要用于酒提或有机溶剂(如醋酸乙酯、氯仿浸出或石油醚脱脂)浸取药材及一些药材脱脂。