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摘 要:目前我国的医学技术越来越发达,制药行业也随之得到很大的发展,很多更加先进的制药技术逐渐代替了传统的制药技术,提高了制药生产效率和质量。以西药制取中的蛋白质分离技术而言,就有很多种提取分离纯化技术可以应用在生产实践中。现通过分析提取分离纯化技术的应用现状,来谈谈其在西药制取中的具体应用。
关键词:提取技术;分离纯化技术;西药;应用
在西药的制备工艺中,常常会使用到提取技术或分离技术,这是保证药品纯度的关键环节。而在以往的西药制取工艺中,使用的分离技术多为离子交换技术,这种技术方法虽然可以在一定程度上将不同的物质分离出来,但是其提取的纯度并不很高,操作中也存在一定的不足。为此,业内学者都在不断的研发新的提取分离纯化技术。以下就其中几种新的技术方法进行分析探讨。
1 提取分离纯化技术在西药制取中的应用现状
在西药的制备过程中,之所以要进行提取分离,主要是为了保证药品的质量和纯度。而提取分离纯化技术实际上就是提取技术和分离纯化技术的配合应用,正是通过这两种的协调合作,来促使药品达到相关技术要求标准。目前,提取技术和分离纯化技术已经在药品制备中获得广泛应用,其应用现状分别如下所示:
1.1 提取技术的应用现状
无论是中药制备还是西药制备,在其生产环节中都会使用到提取技术。可以说,提取技术是药品制备的基本环节,也是一个非常关键的生产技术,这是因为提取环节一般是加工半成品,即将药材原材料中的有效药用成分提取出来,制成药品半成品,属于初级环节。若这一环节中药品的质量未得到保证,则后期药品的成品制备自然也很难得到有效保证。为此,各个制药企业都非常重视提取技术的应用。具体来讲,提取技术在实际的制药过程中的应用目的是为了实现有效药效成分的充分聚集,并尽可能的将无效成分或有害成分去除。因此无论采用哪种提取技术,都应该要保证药品的纯度。在以往的药品制备中,煎煮、蒸气和回流是最常使用的提取技术,但是其提取纯度并不高,很多有效的成分都白白流失,而一些无效成分则被保留其中,这样的提取技术已经无法适应现代药品质量需求。为此必须要结合当前快速发展的先进技术和先进设备来改善提取技术应用现状。也正因为如此,当前提取技术体系中已经形成了一些新的技术方法,如超临界流体萃取技术、各类生物提取技术、超声波提取技术等。这些都在现代科技的基础上发展形成的高效提取技术,将会在西药制取有非常大的应用前景。
1.2 分离纯化技术的应用现状
与提取技术的应用目的类似,分离纯化技术的应用也主要是为了提高药品的制备效率和质量。甚至可以说,分离纯化技术对药品成分的分离和提取精度要求更高,是提取技术的下一道环节,在分离纯化技术的应用环节,药品中的所有有害成分都要被分离出去,无效成分的含量也要控制在允许范围内。只有这样,才能为后期保证药品质量打下良好基础。也可以说,提取技术是初步的提纯,而分离纯化则是更精细的提取。自进入21世纪后,医药制取技术水平得到了飞速的提升,分离纯化技术的水平也越来越高。目前打孔吸附树脂技术、絮凝沉淀技术等高效先进的技术已经逐渐被应用在西药制取中,并取得了很好的经济效益。
2 提取分离纯化技术在西药制取中的应用
2.1扩张柱床吸附技术
当重组蛋白的表达为包涵体形式时,表达量高,是近年来热门的研究项目。但是包涵体需经过一个复杂的复性过程才可进行下一步的纯化工作。在复性过程中,溶液的体积放大了几十倍,同时还伴随有大量的不溶性悬浮物生成。当重组蛋白以分泌形式表达时,其发酵液中也存在着大量菌体碎片。这些含有不溶性悬浮物或菌体碎片的溶液的处理在传统工艺上都需要经过高速离心或者过滤。这不仅需要昂贵的离心设备,而且所费时间较长,往往成为基因工程产品下游工艺开发的限制瓶颈。最近问世的扩张柱床吸附层析技术及时地为解决这一问题提供了新的途径。扩张柱床吸附层析技术操作原理与一般的吸附层析相似,层析柱经过自下而上的扩张及平衡后,含菌体的发酵液或复性液从柱底部进至柱中。此时目标蛋白会吸附于凝胶上面,一些杂蛋、菌体和不溶性的颗粒会随液流从柱顶流出,而不会阻塞其中。再通过改变洗脱条件,目标蛋白便可从柱中洗下来。选择性地利用介质的性质,再加上合适的缓冲液和洗脱条件,产品可以进行一步澄清浓缩纯化。这不仅减少了样品预处理的损失,样品体积也不再是处理量的限制因素,在缩短纯化步骤的同时,省去了大笔去购买大处理量的高速离心机及大规模膜过滤和超滤系统的经费。由此可见,扩张柱床吸附层析技术针对基因工程产品,结合了澄清、浓缩及产品捕捉三个步骤为一体,突破性地直接从未经任何预处理的样品中捕获靶蛋白,极大地减少了损失,降低了生产成本,提高了经济效益。
2.2 径向膜层析技术
20世纪80年代中期国际上提出了一种称为径向层析的新技术。20世纪80年代后期,径向层析又结合膜分离处理量大的优点,发展成径向膜层析技术,在原理上解决了上述问题。径向膜层析柱常采用螺旋卷式膜组件结构,流动的方向是从层析柱的圆周流向柱的圆心,即径向流动。
2.3 灌注层析技术
液相层析技术是生物分子分离纯化的重要工具,而其中分离介质尤为重要。在过去几十年里,人们一直在提高液相层析的分离能力,以达到最好的分离效果。谱带扩展是影响层析效率的主要因素之一,它主要源于流动相的粒子内部扩散、纵向扩散和溶质扩散这3个因子,影响了固定相和流动相之间的传质和交换平衡速度。通常人们解决这一问题的方法是减小介质颗粒的大小。比如介质Mini系列和Mono系列就是采用这一策略,显著地提高了层析柱床的分辨效率。然而当颗粒达到3~5μm时,再提高分辨率就不太实际了。由于灌注层析技术的原理只是增强了传质的动力学过程而不改变层析的分离原理,因此它可以运用于除凝胶排阻层析之外的所有层析技术中。鉴于灌注层析技术的快速高效性能,它的推广是蛋白质纯化技术发展的必然趋势。
结束语
随着人们越来越注重自身的身体健康,对医药事业的发展也提出了更大的挑战。在此情况下,制药行业也必须不断的提高自身的生产水平,为人们制备更多放心药和特效药,同时,又可以为自己带来较大的经济效益。而这就需要其不断的改进生产技术,仅提取分离纯化技术一项就有很大的发展改进空间,相关领域的研究人员还应该在今后的工作中,不断完善这一技术,促进西药提取分离纯化生产技术水平的提高。
参考文献
[1]三达2004年分离纯化技术暨应用交流研讨会在厦热烈召开[J]. 中国医药工业杂志,2004(10).
[2]许奋勇,黄训瑞.中药提取分离新技术研究进展[J].中国中医药信息杂志,2009(S1).
[3]朱小娟,安小宁.中药有效成分的提取分离技术研究进展[J].广州化工,2008(04).
关键词:提取技术;分离纯化技术;西药;应用
在西药的制备工艺中,常常会使用到提取技术或分离技术,这是保证药品纯度的关键环节。而在以往的西药制取工艺中,使用的分离技术多为离子交换技术,这种技术方法虽然可以在一定程度上将不同的物质分离出来,但是其提取的纯度并不很高,操作中也存在一定的不足。为此,业内学者都在不断的研发新的提取分离纯化技术。以下就其中几种新的技术方法进行分析探讨。
1 提取分离纯化技术在西药制取中的应用现状
在西药的制备过程中,之所以要进行提取分离,主要是为了保证药品的质量和纯度。而提取分离纯化技术实际上就是提取技术和分离纯化技术的配合应用,正是通过这两种的协调合作,来促使药品达到相关技术要求标准。目前,提取技术和分离纯化技术已经在药品制备中获得广泛应用,其应用现状分别如下所示:
1.1 提取技术的应用现状
无论是中药制备还是西药制备,在其生产环节中都会使用到提取技术。可以说,提取技术是药品制备的基本环节,也是一个非常关键的生产技术,这是因为提取环节一般是加工半成品,即将药材原材料中的有效药用成分提取出来,制成药品半成品,属于初级环节。若这一环节中药品的质量未得到保证,则后期药品的成品制备自然也很难得到有效保证。为此,各个制药企业都非常重视提取技术的应用。具体来讲,提取技术在实际的制药过程中的应用目的是为了实现有效药效成分的充分聚集,并尽可能的将无效成分或有害成分去除。因此无论采用哪种提取技术,都应该要保证药品的纯度。在以往的药品制备中,煎煮、蒸气和回流是最常使用的提取技术,但是其提取纯度并不高,很多有效的成分都白白流失,而一些无效成分则被保留其中,这样的提取技术已经无法适应现代药品质量需求。为此必须要结合当前快速发展的先进技术和先进设备来改善提取技术应用现状。也正因为如此,当前提取技术体系中已经形成了一些新的技术方法,如超临界流体萃取技术、各类生物提取技术、超声波提取技术等。这些都在现代科技的基础上发展形成的高效提取技术,将会在西药制取有非常大的应用前景。
1.2 分离纯化技术的应用现状
与提取技术的应用目的类似,分离纯化技术的应用也主要是为了提高药品的制备效率和质量。甚至可以说,分离纯化技术对药品成分的分离和提取精度要求更高,是提取技术的下一道环节,在分离纯化技术的应用环节,药品中的所有有害成分都要被分离出去,无效成分的含量也要控制在允许范围内。只有这样,才能为后期保证药品质量打下良好基础。也可以说,提取技术是初步的提纯,而分离纯化则是更精细的提取。自进入21世纪后,医药制取技术水平得到了飞速的提升,分离纯化技术的水平也越来越高。目前打孔吸附树脂技术、絮凝沉淀技术等高效先进的技术已经逐渐被应用在西药制取中,并取得了很好的经济效益。
2 提取分离纯化技术在西药制取中的应用
2.1扩张柱床吸附技术
当重组蛋白的表达为包涵体形式时,表达量高,是近年来热门的研究项目。但是包涵体需经过一个复杂的复性过程才可进行下一步的纯化工作。在复性过程中,溶液的体积放大了几十倍,同时还伴随有大量的不溶性悬浮物生成。当重组蛋白以分泌形式表达时,其发酵液中也存在着大量菌体碎片。这些含有不溶性悬浮物或菌体碎片的溶液的处理在传统工艺上都需要经过高速离心或者过滤。这不仅需要昂贵的离心设备,而且所费时间较长,往往成为基因工程产品下游工艺开发的限制瓶颈。最近问世的扩张柱床吸附层析技术及时地为解决这一问题提供了新的途径。扩张柱床吸附层析技术操作原理与一般的吸附层析相似,层析柱经过自下而上的扩张及平衡后,含菌体的发酵液或复性液从柱底部进至柱中。此时目标蛋白会吸附于凝胶上面,一些杂蛋、菌体和不溶性的颗粒会随液流从柱顶流出,而不会阻塞其中。再通过改变洗脱条件,目标蛋白便可从柱中洗下来。选择性地利用介质的性质,再加上合适的缓冲液和洗脱条件,产品可以进行一步澄清浓缩纯化。这不仅减少了样品预处理的损失,样品体积也不再是处理量的限制因素,在缩短纯化步骤的同时,省去了大笔去购买大处理量的高速离心机及大规模膜过滤和超滤系统的经费。由此可见,扩张柱床吸附层析技术针对基因工程产品,结合了澄清、浓缩及产品捕捉三个步骤为一体,突破性地直接从未经任何预处理的样品中捕获靶蛋白,极大地减少了损失,降低了生产成本,提高了经济效益。
2.2 径向膜层析技术
20世纪80年代中期国际上提出了一种称为径向层析的新技术。20世纪80年代后期,径向层析又结合膜分离处理量大的优点,发展成径向膜层析技术,在原理上解决了上述问题。径向膜层析柱常采用螺旋卷式膜组件结构,流动的方向是从层析柱的圆周流向柱的圆心,即径向流动。
2.3 灌注层析技术
液相层析技术是生物分子分离纯化的重要工具,而其中分离介质尤为重要。在过去几十年里,人们一直在提高液相层析的分离能力,以达到最好的分离效果。谱带扩展是影响层析效率的主要因素之一,它主要源于流动相的粒子内部扩散、纵向扩散和溶质扩散这3个因子,影响了固定相和流动相之间的传质和交换平衡速度。通常人们解决这一问题的方法是减小介质颗粒的大小。比如介质Mini系列和Mono系列就是采用这一策略,显著地提高了层析柱床的分辨效率。然而当颗粒达到3~5μm时,再提高分辨率就不太实际了。由于灌注层析技术的原理只是增强了传质的动力学过程而不改变层析的分离原理,因此它可以运用于除凝胶排阻层析之外的所有层析技术中。鉴于灌注层析技术的快速高效性能,它的推广是蛋白质纯化技术发展的必然趋势。
结束语
随着人们越来越注重自身的身体健康,对医药事业的发展也提出了更大的挑战。在此情况下,制药行业也必须不断的提高自身的生产水平,为人们制备更多放心药和特效药,同时,又可以为自己带来较大的经济效益。而这就需要其不断的改进生产技术,仅提取分离纯化技术一项就有很大的发展改进空间,相关领域的研究人员还应该在今后的工作中,不断完善这一技术,促进西药提取分离纯化生产技术水平的提高。
参考文献
[1]三达2004年分离纯化技术暨应用交流研讨会在厦热烈召开[J]. 中国医药工业杂志,2004(10).
[2]许奋勇,黄训瑞.中药提取分离新技术研究进展[J].中国中医药信息杂志,2009(S1).
[3]朱小娟,安小宁.中药有效成分的提取分离技术研究进展[J].广州化工,2008(04).