中國藥科大學(xué)《生物制藥工藝學(xué)》上復(fù)習(xí)題整理.doc

第十章 離心技術(shù) 離心技術(shù):利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力代替重力，加速物質(zhì)的沉降速度,使具有不同沉降速度的物質(zhì)進(jìn)行分離的一種技術(shù)離心力： centrifugal force，F(xiàn)c 在一定角度速度下作圓周運動的任何物體都受到的向外的力。離心力（Fc）的大小等于離心加速度2r與顆粒質(zhì)量m的乘積，即：F=m2r相對離心力： relative centrifugal forceRCF顆粒在離心過程中的離心力相對于顆粒本身所受的重力。 沉降速度：即在離心力作用下，物質(zhì)粒子于單位時間內(nèi)沿離心力方向移動的距離沉降系數(shù)概念 ： 在單位離心力場中，顆粒的沉降速度謂之“沉降系數(shù)” 相對離心力的計算：影響沉降速度的因素：顆粒大小、顆粒密度、溶液黏度制備型離心機常用的轉(zhuǎn)子：角度轉(zhuǎn)子，水平轉(zhuǎn)子，區(qū)帶轉(zhuǎn)子，垂直管轉(zhuǎn)子，連續(xù)離心轉(zhuǎn)子，細(xì)胞洗脫轉(zhuǎn)子（適于自動植物培養(yǎng)液或發(fā)酵液中連續(xù)分離單細(xì)胞和菌體）角度轉(zhuǎn)子 水平轉(zhuǎn)子 離心時間 短 長 壽命 長 短 運轉(zhuǎn) 平穩(wěn) 低速易搖擺 壁效應(yīng) 適用 強差速離心 弱 密度梯度離心差分離心法：差分離心法亦稱為“差速離心法”，是依據(jù)不同大小和密度的顆粒在離心力場中沉降速度的不同進(jìn)行離心分離的一項技術(shù)速度區(qū)帶離心法：將樣品液置于連續(xù)或不連續(xù)，線性或非線性密度梯度液上（如蔗糖、甘油、KBr、CsCl等），控制離心時間，使具有不同沉降速度的粒子處于不同的密度梯度層內(nèi)分成一系列區(qū)帶，從而達(dá)到彼此分離的目的 特點：（1）介質(zhì)的密度亦須嚴(yán)格掌握：梯度最大值組分最小密度。 （2）樣品加于梯度介質(zhì)的頂部、離心時間須嚴(yán)格控制。 （3）樣品的密度梯度密度最小值。 （4）分離依據(jù)是各組分之沉降系數(shù)差。 （5）分辨率受組分沉降系數(shù)，離心時間，顆粒擴散系數(shù)，介質(zhì)粘度及梯度范圍和形狀的影響。（6）適于分離顆粒大小不同而密度相近或相同的組分，如DNA與RNA混合物、核蛋白體亞單位及線粒體、溶酶體及過氧化物酶體等等密度離心法：離心力作用下，不同密度的多組分顆粒在梯度介質(zhì)中“向上”或“向下”移動，當(dāng)移動至其密度與介質(zhì)密度相等的位置便不再移動，形成靜止區(qū)帶，即達(dá)到離心平衡，各組分按密度不同處于區(qū)帶的不同位置特點 ：（1）加樣位置不拘。 （2）離心平衡后，區(qū)帶的位置、形狀、不受離心時間影響。 （3）梯度的密度范圍應(yīng)包括樣品中所有組分顆粒之密度。 （4）分離依據(jù)是顆粒組分間密度的差異，與顆粒大小，形狀無關(guān)。 （5）離心力大小，組分顆粒的大小和形狀，介質(zhì)密度梯度的斜率和形狀，粘度影響離心時間和分辨率。分離法速率區(qū)帶離心法等密度區(qū)帶離心法原理以物質(zhì)沉降速度的不同進(jìn)行分離以物質(zhì)的密度不同進(jìn)行分離介質(zhì)密度小，如蔗糖、甘油、聚蔗糖密度大，如CsCl,Cs2SO4離心力場強，離心速度高，使被分離物質(zhì)易沉降稍強，速度相對低，使CsCl形成梯度，建立沉降擴散平衡離心過程樣品向離心管底沉降不論樣品起始時在什么位置，離心中樣品停留于介質(zhì)的等密度部位離心時間較短，一般為幾小時到幾十小時較長，十幾小時到數(shù)天密度梯度離心常用的介質(zhì)有哪幾類：鹽梯度介質(zhì)：小分子有機物如蔗糖：三碘化苯衍生物：有機高聚物：膠態(tài)二氧化硅密度梯度的制備方法：手工制備法 ：梯度混合儀制備法：離心形成法：反復(fù)凍融法梯度的回收方法：取代法、穿刺法、切割法、虹吸法第十一章 膜分離技術(shù)分子量截留值:各向異性膜:濃差極化現(xiàn)象：外源壓力迫使分子量較小的溶質(zhì)通過超濾膜，大分子溶質(zhì)被截留于膜表面，并逐漸形成濃度梯度水流量法:氣泡壓力法:納濾: 分離范圍介于反滲透和超濾之間，截 斷分子量范圍約為 MW3001000 ，能 截留透過超濾膜的那部分有機小分子，透 過無機鹽和水反滲透: 利用反滲透膜選擇性，以膜兩側(cè)靜壓差為推動力，實現(xiàn)對液體混合物進(jìn)行分離的過程。用于制作透析膜的材料所應(yīng)具有的特點。（1）具有一定孔徑 在溶劑介質(zhì)中形成分子篩薄膜（親水性）（2）化學(xué)惰性 不發(fā)生化學(xué)變化或溶解現(xiàn)象（3）良好的物理性能 膜分離技術(shù)的優(yōu)勢有哪些？高效：節(jié)能：過程簡單、容易操作和 控制 ：不污染環(huán)境透析裝置有哪些類型？旋轉(zhuǎn)透析器，平面透析器，連續(xù)透析器，淺流透析器透析過程中應(yīng)注意哪些事項？（1）透析前，對裝有試液的透析袋檢查是否有泄漏；（2）透析袋裝一半左右，防止膜外溶劑因濃度差滲入將袋漲裂或過度膨脹使膜孔徑改變；（3）攪拌；定期或連續(xù)更換外部溶劑可提高透析效果克服濃差極化現(xiàn)象的措施有哪些？震動、攪拌、錯流(cross flow) /切流(tangential flow)實驗用超濾器的類型？1，無攪拌式裝置,（2）攪拌或振動式裝置（3）小棒超濾器（4）淺道系統(tǒng)超濾裝置（5）中空纖維系統(tǒng)超濾器影響超濾流速和選擇性的因素有哪些？（1）溶質(zhì)分子性質(zhì)和濃度分子大小、形狀、帶電性質(zhì)（2）超濾膜的性質(zhì)膜的孔徑、結(jié)構(gòu)及吸附性質(zhì)（3）超濾裝置和操作條件膜或組合膜的構(gòu)造、超濾器的結(jié)構(gòu)、操作壓力、攪拌情況、液體物料的溫度、黏度、pH、離子強度等。膜孔徑檢測方法？何謂超濾技術(shù)：是一項分子級膜分離手段，以壓力差為推動力將不同分子量的物質(zhì)進(jìn)行選擇性分離。優(yōu)點：沒有相轉(zhuǎn)移，無需添加任何強烈化學(xué)物質(zhì)，可以低溫操作過濾速度快，便于無菌處理第十二章 制備型液相色譜容量因子：溶質(zhì)在固定相中的總摩爾數(shù)與流動相中總摩爾數(shù)之比分離度：在色譜過程中表示兩組分相互分離的程度,一般情況下,分離度大于1.5時稱分離完全.選擇性因子：（selectivity factor,）：相鄰兩組份的分配系數(shù)或容量因子之比。設(shè)k2k1，則k2/k1，所以又稱為相對保留時間。要使兩組分得到分離，必須使1制備型高效液相色譜與分析型高效液相色譜法的區(qū)別？輸液泵不同： 兩種泵設(shè)計的特點及其性能 色譜柱不同：規(guī)格主要是直徑，粒徑的大小高效液相色譜儀的基本組成？輸液系統(tǒng)，進(jìn)樣系統(tǒng)，分離系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)，收集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)制備型高效液相色譜的重要參數(shù)有哪些？Capacity:純化過程中，目標(biāo)物質(zhì)的上樣量。可以是體積也可以是質(zhì)量。Resolution:很關(guān)鍵，尤其是雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)和目的物結(jié)構(gòu)相似時。Speed:和分離度呈負(fù)相關(guān)。Recovery:產(chǎn)品貴重時此項很重要。根據(jù)分離機理色譜介質(zhì)可分為哪些類型？正相色譜：流動相極性小于固定相反相色譜：常加入TFA離子交換色譜：陰離子交換色譜（DEAE二乙基氨基乙基，Q季胺鹽）陽離子交換色譜（CM羧甲基S磺酸基）凝膠過濾色譜：疏水色譜：苯基，辛基等。金屬螯合色譜：鎳、銅等親合色譜 : 如何進(jìn)行分離條件的優(yōu)化？良好的分離選擇性:選擇性是分離的本質(zhì) 物質(zhì)的性質(zhì),介質(zhì)的性質(zhì),流動相(組成,pH，添加劑)，溫度 ，合適的容量因子k ，足夠的柱效N 實驗條件的選擇包括哪些方面？色譜柱的選擇與填裝，柱填料，流動相選擇，檢測器的選擇，儀器設(shè)備第十三章 生化藥物制造工藝生化藥物概念：生物體中提取分離純化獲得天然存在的生化活性物質(zhì)特點：藥理活性高，針對性強，營養(yǎng)價值高，毒副作用小，生理副作用常有發(fā)生（免疫原性，過敏反應(yīng)）；含量低，雜質(zhì)多，工藝復(fù)雜，收率低，技術(shù)要求高結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物活性受空間結(jié)構(gòu)嚴(yán)格限制，穩(wěn)定性差，易染菌，腐??；天然生化藥物是新型生物藥物的先導(dǎo)物。種類：氨基酸類，多肽與蛋白質(zhì)類，核酸類，酶類，糖類，脂類，維生素及輔酶類，胰島素氨基酸類酶轉(zhuǎn)換法氨基酸輸液蛋白類：種類（舉例）制造方法合成中氨基酸的保護基因工程法提取，純化核酸類藥物：分類方法發(fā)酵生產(chǎn)重要核酸類藥物制備糖類：粘多糖的特點提取方法肝素工藝（理解） 酶類：提取，純化，結(jié)晶（2個實例）胰島素：工藝概況第十四章微生物的藥物制造工藝宏基因組(Metagenome)：生境中全部微小生物遺傳物質(zhì)的總和微生物藥物：微生物在其生命活動過程中產(chǎn)生的生理活性物質(zhì)及其衍生物，包括抗生素，酶抑制劑，免疫調(diào)節(jié)劑等一類化學(xué)物質(zhì)的總稱抗生素：微生物在其代謝過程中所產(chǎn)生的、具有抑制它種微生物生長及活動甚至殺滅它種微生物性能的化學(xué)物質(zhì)-內(nèi)酰胺酶抑制劑：克拉維酸 舒巴坦-內(nèi)酰胺類抗生素：青霉素、頭孢菌素、硫霉素、亞胺培南氨基糖苷類抗生素：鏈霉素、新霉素、卡那霉素、慶大霉素大環(huán)內(nèi)酯類抗生素 ： 紅霉素、螺旋霉素、麥迪霉素 -內(nèi)酰胺類抗生素，氨基糖苷類抗生素，大環(huán)內(nèi)酯類抗生素結(jié)構(gòu)上有什么特點？熟悉其代表品種的理化性質(zhì)。 1，羧基有弱酸性： 影響溶解度 ，-內(nèi)酰胺環(huán)不穩(wěn)定,青霉素理化性質(zhì)：溶解性：受pH影響 游離酸：易溶于有機溶劑，難溶于水 鹽：易溶于水，幾乎不溶于有機溶劑 pH值 一般從濾液萃取到醋酸丁酯時，pH選擇2.02.5，而從丁酯反萃取到水相時，pH選擇6.87.2之間。 溫度 要求提取在低溫(10以下)條件下進(jìn)行較為有利。在設(shè)備上要考慮用冷鹽水進(jìn)行冷卻，以降低溫度，特別是酸化崗位，溫度要求更低些，時間 酸化時速度應(yīng)快些。堿化時速度可放慢些，因青霉素在中性下半衰期要長些，破壞要緩和些，故以能分離得清為原則。 萃取方式和濃縮比 萃取劑和萃取方式選擇 目前生產(chǎn)上采用二級逆流萃取方式。濃縮比的選擇也很重要，因為丁酯的用量與收率和質(zhì)量都有關(guān)系。丁酯用量為濾液體積的2530% 時，色素相對含量低，濃縮比為1.52.5倍。2，鏈霉素的理化性質(zhì)：1、溶解性：易溶于水，難溶于有機溶劑2、酸堿性：強堿性 3、穩(wěn)定性：較穩(wěn)定 pH47溶液數(shù)周內(nèi)穩(wěn)定pH4.04.5最穩(wěn)定 降解反應(yīng)：酸、堿條件下水解出鏈霉胍等 4、醛基反應(yīng)： 與伯胺形成席夫堿 ,提取工藝：P5853，紅霉素的主要性質(zhì)：1、酸堿性：二甲氨基呈堿