制药分离工程课件

用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学等原
理与方法进行加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗制品，
广义的生物药物包括从动物、植物、微生物等生物体中制取的各
种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物。
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，目前应用现代生物制药技术如酶工
• 5.下游加工的特点
• （1）生物产品的稳定性差。在高温、pH、金属离子等环境下会变性 ，为满足其生物活性的要求，就增加了分离的难度。
• （2）培养液是多组份的混合物。原料液中常存在与目标分子形成难 分离的混合物，因此要求利用特殊高效分离技术纯化产品。
• （3）对最终产品的质量要求很高。很多情况下，特别是医药产品和 作为生物试剂用的产品，与人类生命息息相关，因此对其纯度的要求 很高。
第二章 固液萃取（浸取）
• 原理：相似相溶 • 目的：选择适宜溶剂和方法，充分浸出原料中有效成分。 • 浸取剂选择：对溶质溶解度大（用量少）
与溶质的沸点差异大（易回收） 溶质在溶剂中易扩散（粘度小） ④价廉易得，无毒，腐蚀性小（安全） • 常用浸取剂：水、乙醇、丙酮、氯仿、乙醚、脂肪油 辅助剂：酸、碱、表面活性剂、甘油 • 浸取方法：浸渍、煎煮、渗漉
原料药的生产一般包括两个阶段。 ——第一阶段是生产的上游过程，该阶段以制药工艺学为理论基础， 针对所需合成成分的分子结构、光学构象等要求，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，完成合成反应操作以获得含药物成分产物。
——第二阶段常称为生产的下游加工过程。该过程主要是采用适当的 分离技术，将药物成分进行分离纯化，以传质分离工程学为理论基础， 根据药物成分与杂质在物理和化学性质方面的差异，如溶解度、带电 离子、化学亲和力等的差别，选择合适的分离方法，制定合理的工艺 流程和操作条件，设计或选择适当的设备，完成分离纯化，使其成为 高纯度的、符合药品标准的原料药。
制药分离工程要点
• 题型： • 填空（50分/50空） • 讨论（30分/5道） • 计算（10分） • 设计题或判断题（10分）
• 1.制药工业
第一章 绪论
– 制药工业包括生物制药、化学合成制药和中药制药。
– 人类防病治病的三大药源：生物药物、化学药物与中药。
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生物药物：是利用生物体、生物组织或其成分，综合应
下游加工过程也即目标产物的提取、浓缩、纯化及成品化等过 程。是生物技术转化为生产力不可缺少的重要环节。正因为其重要性， 人们将生物技术比喻为一条河流，把制药分离工程称为下游加工过程。
• 3.下游加工技术的发展
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最早的生物技术可追溯到古老的酿造业，包括酿酒、制造酱油、醋、酸
奶、干酪等，从19世纪60年代起，人们搞清了微生物是引起发酵的原因，开
细胞破碎——有效成分流出（热效应） • 优点：无温差、迅速、热效率高 • 局限：热稳定物质、吸水性好才可用，选择性差（都溶出） • 要求：被提物适当粉碎、适当溶剂、浓度差、适当搅拌
程技术、细胞工程技术、基因工程技术生产抗生素、氨基酸和植
物次生代谢产物也获得很大发展。
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化学合成药物：一般由化学结构比较简单的化工原料经过
一系列化学合成和物理处理过程（称全合成），或由已知具有一定基
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制得（称半
合成）。如磺胺、扑热息痛、诺氟沙星等。
• （4）原料液中目标产物的浓度一般都很低，提取时所耗费的能量就 越多，费用也就越高，产品的价格也越高。
• 考题1：下游加工过程的四大步骤？wk.baidu.com
• （1）发酵液的预处理与固液分离 • （2）初步纯化 • （3）高度纯化 • （4）成品加工
• 考题2：下游加工（原料药）的特点？
• （1）生物产品的稳定性差。 • （2）培养液是多组份的混合物。 • （3）对最终产品的质量要求很高。 • （4）原料液中目标产物的浓度一般都很低。
是传统的丸、散、膏、丹类剂型，很难满足国际市场的需求。目前中
药在西方草药市场上仅能以食品名义进人，还不能以治疗药物为国际
社会所接受。
• 2.制药过程中的分离技术
--制药过程包括原料药的生产和制剂的生产两个阶段。
--原料药属于制药工业的中间产品，药物制剂是制药工业的终端产品。 制药工程主要研究原料药的生产过程，制剂工程主要研究制剂的生产 过程。
发了纯种培养技术，并逐步开发了发酵法生产酒精、丙酮等产品的生产技术
，生产以经验为主，称为手工业式的第一代生物技术；
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第二代生物技术产品出现在20世纪40年代，随着青霉素、链霉素等抗生
素工业生产的扩大、化工单元操作的引进，酿造业逐渐扩展成为发酵产业。
产品类型开始增多，不但有初级代谢产物，还出现了次级代谢产物，产品的
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中药：指中国传统医药。常以天然植物药、动物药和矿
物药为主。随着人们对化学药物的毒副作用的认识和了解，“回归自
然”使人们更倾向于采用天然植物药物，从而为中医药发挥其特长提
供了前所未有的机遇。然而，由于中药原料的地域性、组成的复杂性、
复方配伍的多样性等，再加之生产工艺落后，缺乏科学的、严格的工
艺操作参数及系统的量化指标，致使中药产品质量不稳定，产品仍多
多样性对分离纯化提出了更高的要求，出现了离子交换色谱及电泳技术；
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20世纪70年代中期以来，随着重组DNA技术即基因工程技术和细胞融合
技术等现代生物技术的飞速发展，推动了第三代生物技术的发展，使天然存
在的极微量的生物物质得以通过大量细胞培养进行商业规模生产，也使生物
产物从原料到产品的发展，由低成本、高收率地纯化目标产物成为现实。
• 浸取强化方法：超声提取 微波辅助
• 超声提取（20kHz以上） • 原理：机械、空化、热效应，增大介质分子的运动速度和
穿透力。 –机械效应——辐射压强，分子解聚 –空化效应——瞬间高压，破碎细胞 –热 效应——升温，促溶 • 优点：不需加热、物理过程、溶剂少、效果好 • 缺点：噪声
• 微波辅助（常用2450MHz） • 特点：仅作用于极性分子（含水才可用） • 原理：吸收微波——细胞内温度升高——胞内压过大——