生物药物的提取纯化技术 ppt课件

高效液相色谱法本是分析化学的常用手段，现已 将其扩展到生物药物的分离纯化的应用中。有些设 备不仅可进行分析，也可进行分离纯化，在新药开 发的过程中，缩短了分离纯化所需时间。与层析技 术同步发展的各种分离介质是层析分离的技术保障， 商品化的预装柱、缓冲剂、计算机程序控制使操作 变得简单易学。置换层析与洗脱层析不同，是指吸 附在层析柱上的一种组分被另一种置换剂(与层析上 的介质的亲和力大于原被吸附的组分)置换出来的层 析技术。该技术有上样量高，分辨率高的特点。被 分离的样品在分离过程中还有浓缩作用。总之，随 着科技的发展，新的分离、提取、纯化技术将不断 得到改进。
根据主要分离因素排列的单元操作分离范围见表7-1。
三、提取纯化单元操作技术的特点
分离纯化技术的特点之一是各种技术 相互交叉，新型的分离纯化方法不断涌现。 如沉淀技术和亲和技术相结合，形成了亲 和沉淀技术；超滤和亲和技术相结合，形 成了亲和超滤技术；萃取与载体膜相结合， 形成了液膜载体萃取法。这些新方法取长 补短，使分离纯化过程更加科学合理、快 速有效、经济实用。
生物药物提取纯化技术的另一特点是注 重新材料的研制开发，如膜分离介质，层 析介质，亲和配基，新型萃取剂等在最近 几十年来发展非常快。提取纯化设备方面 推陈出新，在设备的计算机控制及生产自 动化、连续化及GMP规范化等方面取得了 很大的成就。
膜过滤技术发展很快，分为微滤、超滤和纳滤， 不仅用于细胞的分离，还用于蛋白质的浓缩。超滤 技术的主要特点是节能，对生物大分子类药物无破 坏作用。液-液萃取广泛应用于抗生素及小分子量药 物的提取。溶剂选择的余地大，且易实现大规模生 产。高速离心式液体萃取机是目前效率最高，使用 最广的装置。液-液萃取技术还衍生出许多新的萃取 技术，如双水相萃取，亲和萃取，超临界萃取等。 双水相萃取蛋白质类药物是大规模提取高纯度蛋白 质类药物的有效技术。而超临界萃取利用超临界流 体的物理特性，即通过压力和温度的改变控制溶质 在溶剂中的分子扩散能力，控制溶质的溶解度，从 而实现分离。
六、纯化工艺过程的质量控制
生物药物纯化工艺技术要求高，应尽 可能选用高质量的设备，并要求有清洁的 各级GMP厂房。纯化方法的设计应考虑 到尽可能去除污染病毒、核酸、宿主细胞 杂蛋白、糖及其他杂质，要防止纯化过程 中带入有害物质。
关于纯度的要求，可视产品的来 源、用途和用法而制定，例如经反复 多次使用的真核细胞表达的制品，要 求纯度达到98％以上；多次使用的 原核细胞表达的制品要达95％以上； 外用制品的纯度可降低要求。
二、提取纯化的单元操作和基本工艺流程
生物药物的提取和纯化可分为5个主要步 骤：预处理、固液分离、浓缩、纯化和产 品定型(干燥，制丸，挤压，造粒，制片)。 每一步骤都可采用各种单元操作。在提取 纯化过程中，要尽可能减少操作步骤，因 为每一操作步骤都不可避免带来损失。生 物药物提取工艺流程的基本模式如图7-1所 示。
五、生物药物生产的屏蔽防护技术 (Containment technology)
一些药物(如抗癌药)往往对生物活细胞具有毒 性，因此必须对中试或大生产的全过程设置屏蔽 防护装置。其基本要求是：人员进出口要加以控 制；在工作场所保持负压(一级、二级或三级生物 密封室)；空气的排放必须通过HEPA过滤器；对 有烟雾产生的设备要有附加的屏蔽防护装置；有 适当的个人防护措施；生产过程中所排放的废物 要有生物学或化学的除污方法；对工作人员进行 医疗监测；环境监测。
第七章 生物药物的提取纯化技术
第一节 概 述 第二节 预处理及固液分离技术 第三节 沉 淀 第四节 萃取(Extraction) 第五节 吸附(Sorption) 第六节 亲和层析 第七节 新型层析分离纯化装置及介质
第一节 概 述
一. 生物药物的特点
生物药物的稳定性受pH、温度、离子强度 、提取过程所使用的溶剂和表面活性剂、金属 离子等方面的影响，生物药物对剪切力也很敏 感，分子量越大，稳定性就越差。因此，在分 离纯化过程中，条件应当越温和。许多生物药 物组分的浓度非常低，但生物药物产品的纯度 却要求很高，含量要达到95％甚至98％以上， 最好是结晶态产品。另外，生物药物还应具有 正常的颜色、稳定性和溶解速率。
四、提取纯化的工艺论证
1994年开始了各项GMP验证，其中工艺论证 是一个不可缺少的组成部分。产品的纯化是生 产过程中关键的一步。这涉及到药物的质量。 所谓工艺验证，就是通过系统的方法得到关于 生产工艺的书面材料，证明并保证生产过程能 始终如一地生产出特定的高质量的产品。提取 纯化处理工艺验证的范围包括：厂房设施、工 程仪表、机械设备、生产环境、工艺条件、计 算机软件、介质、原材料、半成品、成品、操 作人员素质和测试方法等。
层析(色谱)技术是最近几十年来发展最快的纯化 技术。层析装置的种类很多，且分离纯化机理也各 不相同，适应于许多药物产品的分离纯化。离子交 换色谱是应用最广，且易于实现大规模生产的方法。 应用于抗生素、氨基酸、核苷酸、蛋白质的提取和 纯化。分子筛层析根据分子量大小不同的原理，适 应于蛋白质类药物的纯化。层析分离技术的最高层 次当属基于分子识别的技术，如亲和层析。这一技 术已衍生出一大批新的技术，如免疫亲和层析、染 料亲和层析、金属离子螯合层析。疏水性层析是基 于分子的疏水性能来分离纯化的。
纯化工艺的每一步均应测定纯度， 计算ห้องสมุดไป่ตู้纯倍数和收率等。纯化工艺过 程中应尽量避免加入对人体有害的物 质，若不得不加入，应设法除尽；并 在最终产品中检测残留量，残留量应 远远低于危害剂量，还要考虑到多次 使用的积蓄作用。
以上各个部分都要有验证材料或试验数据，根 据这些材料和数据写出验证报告。当工艺的某一 部分有较大变动 (大修、工艺条件变化)时，要进 行重新验证（再验证）。再验证是针对某一部分 的行动，而不是整个工艺过程的验证，因此比较 简单、快速、易行。验证的实施过程包括以下步 骤：提出验证要求、组织验证小组、制定验证方 案、实施验证试验、写出验证报告和再验证。