提取分离纯化技术在西药制取过程中的应用分析_制取并纯化溴苯

时间：2019-05-29 03:28:13　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要：在当前科学发展的过程中，药品已成为保证人身体健康的主要手段。随着社会发展过程中各种病状的不断变化，人们对药品的需求也在逐步的增大之中。在医疗的过程中对各种药品的提纯程度的要求也在逐步的增加。本文通过蛋白质的分离提纯简要的阐述分离与纯化技术在西药支取过程中的应用和发展。
　　关键词：提取分离纯化;技术;西药品制取;应用分析
　　随着新技术的推广应用，生产设备的不断完善，综合利用和环保意识的逐步增强，我国蛋白质生产的产量、质量、定会有一个很大程度的提高。目前在工业生产中大多采用的还是离子交换分离技术。但是从相关报道的数量上来看，扩张柱床吸附技术、置换层析技术等研为热门。可见，新方法在操作、分离效率和能力等方面已经显现出相当的优势，相信一定会有良好的应用前景。
　　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(Expanded Bed Adsorption Chromatography Techniques)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. 径向膜层析技术
　　传统的层析技术往往采用长轴流向设计，虽然为广大的科技工作者运用，但依然存在许多缺点: (1) 流速较慢，层析耗时长效率低；(2) 层析过程中压降较大，增加了对设备的要求；(3) 层析条件不易放大，若想放大规模，需重新摸索分离条件，为重组蛋白的大规模分离纯化提出了难题。80年代中期国际上提出了一种称为径向层析(Radial Flow Chromatography)的新技术。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。由于这一原理，与传统的轴向层析柱相比，径向层析有以下几个优点: (1) 流向的截面积加大，即使在流速高时压降仍很低，因而纯化速度快处理量大。(2) 保持柱径不变，无需改变其它分离条件，仅增加柱长就可以增加上样量，因而有利于放大生产。
　　3. 灌注层析技术
　　液相层析技术是随着生物学和科学技术发展而产生的一种以液体作为流动相的层析方法与技术，是当前科学技术发展的产物，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。
　　4. 置换层析技术
　　置换层析是非线形层析技术中唯一可实际应用的技术，其基本原理是利用置换剂置换出吸附在层析柱的被分离组分。置换层析与传统洗脱层析都是利用样品组分对固定相的亲和能力不同将各组分分离，但两者的工作原理却大相径庭。传统的洗脱层析是由于各分离组分在流动相与固定相之间的分配平衡常数不同而引起的各组分在流动相的迁移速度不同达到分离目的。而置换层析的分离原理是被吸附的各组分对固定相吸附部位的直接竞争作用的结果，依据与固定相的亲和性不同在置换剂的推动下，形成一系列已分离的置换序列。重组蛋白质的纯化经常会遇到如下问题，即虽经过多次不同层析技术的分离，目标蛋白中仍有无法去除的杂蛋白，这些杂蛋白在分子量大小和所带电荷数均极为相似，有的甚至就是目标蛋白的折叠异构物。因而极难除去，常令纯化工作者头疼。
　　5. 金属螯合亲和层析的新运用
　　目前金属螯合亲和层析所采用的螯合剂主要有两种:一是亚氨基二乙酸(IDA)，另一个是次氨基三乙酸(NTA)。它们都可以有效地与Ni、Zn、Cu和Co等二价金属离子发生螯合作用，从而将金属离子牢固地结合在介质上。在层析过程中，这些二价金属离子又可以螯合溶液中蛋白质分子外露的组氨酸等氨基酸残基簇，将蛋白吸附在介质上。洗脱时，通过改变ｐＨ，加竞争的螯合试剂等方法，依据各蛋白组分与介质的亲和程度不同将目标蛋白与杂蛋白分离。因此具有分辨率高选择性好的特点，给分离蛋白质带来了很大方便。金属螯合亲和层析的另一个优点是层析过程既可以在常规的非变性条件下进行纯化又可以应用于含6M盐酸胍或8M尿素的变性条件。这一优点尤其对以包涵体形式表达的重组蛋白纯化尤为有利。但是在实际应用过程中金属螯合亲和层析也遇到一些问题。在过去，金属螯合亲和层析填料大都采用琼脂糖为介质，而琼脂糖颗粒表面较为粗糙，容易产生一些非特异性吸附现象。这一现象尤其出现在小量蛋白的分离或含疏水性蛋白多的情况中，而且也不适应快速分离蛋白，大大影响了金属螯合层析的分离效果。
　　近年来，人们还将基因重组技术与金属螯合层析结合起来，在基因水平上为蛋白质的分离纯化提供方便。其基本原理是在目的基因的Ｎ端或Ｃ端加上6个His，这样表达出的蛋白就可以直接用于金属螯合层析当中。依据蛋白质空间结构，从基因水平考虑重组蛋白的纯化为今后蛋白质分离纯化途径提供了新的思路和方向。也有些公司根据抗体与抗原的亲和作用，将抗原与目的蛋白组成的融合蛋白表达，再利用结合抗体的亲和柱分离目标蛋白也取得同样好的效果。

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