生物制药设备和分离纯化技术

生物制药设备和分离纯化技术

作者：何梓萱单译

来源：《中西医结合心血管病电子杂志》2016年第36期

【摘要】生物制药设备和分纯化技术是将生物化学和分子生物学作为基础，其中包含了普通化学、物理化学以及药学当方面的内容，是一门比较复杂与综合性极高的学科，同时也是将生物技术和药物进行结合的科学技术。本文对生物制药设备与分离纯化技术进行了详细阐述。

【关键词】生物制设备；分离纯化技术；具体应用

【中图分类号】R642.0 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095-6681.2016.36..01

最近几年中，我国生物技术正在快速发展，生物制药是我国高新技术产业中关键的部分，其中生物制药产业规模正在增大，其主要就是为了生物制药而服务的。而分离纯化就是使用物理以及化学等相关方式，经过结合的形成将两个或者是多个不同产业的生产过程结合在一起。即为把一种物质从比较复杂的混合物中分离出来，使用提纯技术让其能够以纯的方式而存在。对这两个相辅相成的方面进行研究，对我国的生物制药产业发展有着很大的意义。

1 生物制药设备

生物制药设备是生物制药产业中十分关键的存在，要进行生物制药就必须使用相关设备进行操作。其主要是使用生物体具有的生物功能，在体内外经过生化反应或者是其自身的代谢获得目标产物的一种装置。在进行生物制药的各个工序中存具着一些基本的设备：原材料在处理之前的设备，比如去除杂质、粉碎以及输送等；在中间部分的生物反应器，也就是种子罐以及发酵罐等；后期的处理设备包含了过滤、浓缩以及结晶等。在这个过程中还有辅助性的生产设备。其中包含了无菌空气系统以及蒸汽系统等。

而在发酵部分使用的设备中，一些相对比较专业的设备包含了生物反应器以及糖化设备等等。而对于这些设备来讲，若要使用在生物制药中，就必须要具有以下几个方面的特点：其一就是在常温或者是低压的环境中操作，要保障操作环境无菌。其二就是要在保障产品质量的情况下，也要让生产的成本下降。

2 分离纯化技术以及应用

分离纯化技术是生物制药中十分关键的部分，在医学技术逐渐成熟的情况下，对医用纯水方面的需求也相继提升。传统的分离纯化技术有对溶解度不同的盐析法，使用带电性质和荷电量不同的离子交换层析法等，不过这些方式在进行纯化时生产率不高，其在生产的时候要具备的控制条件比较严格。因为生物药物品种很多，所以分离纯化的方式也有一定的区别，为了结

合其特点就要将各种技术进行混合使用。所以，一些相对经济以及高效的新型分离纯化技术被广泛使用。

2.1 超滤

这种技术是将特殊的超滤膜作为分离介质的，将膜两边的压力差值作为推动力，把不同分子量物质实行分离。使用不同孔直径的微孔膜，根据截留分子量代销，能够分离成为300D到1000kD的可融性分子物质，在进行生物制药的时候能够使用分离蛋白质、抗生素以及多糖等，其具备的优点是没有相关转移，不用再加入任何的化学物质，在低温的条件下也可以操作。其过滤的速度很快，方便做无菌上的处理。这些特点能够让分离操作变得更加简单，不会出现生物性物质活力上的损失以及性质变化，这是制药工业中不能够替代的技术。其主要是用在浓缩和脱盐、分级分离、除菌以及去热原等方面。超滤是是一种十分优质的冷灭菌方式，对一些不能够进行高温消毒灭菌的制剂进行除菌十分有效，其功效率比除菌漏斗高很多。而还有的就是一些分子量相对小的药物，类似胰岛素以及转移因子等，能够使用超滤方式去除其热原。

2.2 亲和色谱

这种方式是依据蛋白质等相关生物分子可以经过疏力水、空间以及静电之间相互作用，和配位体特点、可逆的结合在一起，对复杂生物样品中将对象产品分离开来。其主要是建设在生物大分子和配位体上具有的生物特性基础上，具备着选择性大以及纯化效果高特点，和其他纯化方式相比，其纯化将近1000倍左右。最大的特点就是能使用其在粗提液中进行简单处理之后就能够得到需要的活性物质。例如将胰岛素作为配置基础，其中珠状琼脂糖作为载体得到亲和吸附剂，在肝脏均浆里面提取至胰岛素受体，这种受体就在经过处理之后就能够被纯化到800倍左右。当前比较常见的亲和色谱技术有以下几个方面。

使用具有特殊亲和性质的染料，将其与蛋白质能力结合，其会比生物亲和吸附剂高10到100倍左右。染料配位体取范围比较大，其结合容量也很大，其中稳定性以及通用性十分高，能够再生并且价格十分便宜，目前普遍使用在纯化脱氢酶、蛋白酶以及氧化酶等方面。小分子配基亲和色谱，类似天然大分子配位体，这种具有很高转移性的物质，具有十分理想的亲和性质。不过这种生物大分子亲和配置所产生的成本相对较高，其稳定性也比较差。针对这种情况，使用计算机技术，对其分子进行设计，进行有机的化学合成，和将组合化学作为基础的分子库结合，研究出能够在制备中大规模生产的亲和配置与亲和介质。其中大约有100多种相似的亲和介质与配基能够选择和使用。

3 讨论

综上所述，在生物制药中，分离纯化技术是十分关键而又基本的技术，而生物制药设备也是生物催化剂进行生物技术产品生产的装置，其是在生物制药过程中进行生物化学反应的场

所，也是十分关键的构成部分。经过对新技术的详细阐述，呈现出了分离纯化技术的多样性与有效性，从而保障了生物制药产业的健康发展。

参考文献

[1] 王锡锋，曹宜生，陈焕勇.分离纯化新技术在生物制药中的应用[C]//广东省药学会会员代表大会暨学术年会，2000.

[2] 欧志敏，杨根生.高等学校生物制药设备课程教学改革与实践[J].化工高等教育，2013，30（4）：18-20.

本文编辑：吴宏艳