药物分离纯化技术Word文档格式.docx
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5,为了两相的充分混合,人们往往进行过度的搅拌（输入能力过大而造成分散相液滴的过细分散而导致乳化。
乳化剂使界面稳定的原因:
1,界面膜形成。
2,界面电荷的形成。
3,介质黏度。
HLB:
表示表面活性剂亲水与亲油程度的强弱。
HLB在3~6内能促进形成W/O（油包水型型乳化剂,而6~15范围内的表面活性剂是良好的O/W型乳化剂。
HLB越大,亲水性越强,形成O/W性乳化液;
HLB越小,亲油型越强,形成W/O型乳化液。
乳状液的消除:
1,加入表面活性剂2,电解质中和法3,吸附法破乳4,加热5稀释法
6,机械方法7,调节水相酸度
有效成分:
指中药材中起到主要药效的单体物质,他们具有一定的物理常数和确定的分子结构。
有效部位:
有效成分的群体物质称为有效部位。
无效成分:
指本身无明显生物活性的成分。
有害成分:
药物中一些有毒的成分影响疗效以及制剂的安全性。
中药提取中常见的杂质:
糖类有机酸植物色素鞣质树脂氨基酸,蛋白质和酶脂肪油
亲水性物质:
甲醇乙醇丙醇极性越大,与水互溶越好
亲脂性物质:
石油醚苯乙醚氯仿醋酸乙酯
相似相溶原理:
亲水性成分易溶于极性溶剂,亲脂性成分易溶于非极性溶液。
溶剂法提取中药的方法:
1,浸渍法:
将药材用适当的溶剂在常温或温热的条件下浸泡一定时间,浸出有效成分的一种方法。
适用于有效成分遇热易破坏,新鲜的,易于膨胀的以及芳香性药材;
不适用于贵重药材,毒性药材以及高浓度的制剂。
2,渗漉法:
将药材粗粉置于渗漉装置中,连续添加溶剂使之渗过药粉,自上而下流动,浸出有效成分的一种动态浸取方法。
适用于遇热易破坏的成分,因能保持良好的浓度差,故提取液效率高于浸渍法;
耗时多,溶剂消耗多。
3,煎煮法:
特点,适用于有效成分能溶于水且不易被高温破坏的中药提取。
4,回流提取法:
特点,溶剂消耗大,操作麻烦。
适用于脂溶性较强的中药化学成分。
5,连续回流提取法:
能少量溶剂进行连续循环回流提取,充分将有效成分浸出的方法。
适用于不同极性的溶剂梯度提取,应用广泛。
影响浸取过程的因素:
原料药的粒度,提取温度,提取时间,浸取压力,提取溶剂以及提取次数等。
常见浸出工艺:
单级浸出工艺,多级浸出工艺。
连续逆流浸出工艺等。
浸取计算P495054
微波辅助浸取:
利用微波能来提高提取效果的一种技术。
原理:
主要是利用其热特性。
1,试剂用量少,节能。
2,加热均匀,热效率高。
3,微波穿透能力强,快速浸取,物料的受热时间短,节约能源消耗。
4,操作简单,环境污染程度低。
影响因素:
溶剂温度与压力微波功率与萃取时间物料的含水量溶剂的PH。
应用:
多糖生物碱黄酮类醌类皂苷类挥发油类等的提取。
超声波提取:
又称超声波萃取,超声波辅助萃取,是利用超声波强烈振动所产生的机械效应,空化效应和热效应,通过增大介质分子的运动速度,增大介质的穿透力,使溶剂能快速渗透到药材细胞中,从而加速药材中的有效成分溶解于溶剂中,提高有效成分的浸出率。
1,无需高温。
2,提取效率高。
3,具有广泛性,实用性广。
4,常压下提取,安全性好。
5,减少能耗。
时间超声波频率温度超声波的凝聚机制。
应用:
生物碱苷类黄酮类醌类多糖等。
半仿生提取法:
一种将整体药物研究方法与分子药物研究方法相结合,从生物药剂学的角度,模拟口服给药及药物经胃肠道运转的原理,为经消化道给药的中药制剂设计了一种新的提取工艺。
特点:
主要针对口服给药的提取。
1,提取额过程符合中医配伍和临床用药的特点和口服药物在胃肠道转运吸收的特点。
2,在具体工艺选择上,既考虑活性混合成分又以单体成分作指标,有效成分损失少,这样不仅能充分发挥混合物的综合作用又能利用单体成分控制中药的质量。
3,生产周期短,生产中不需要特殊的设备,降低成本。
应用:
药材中有效成分的提取。
方剂煎煮中的药材组合。
超临界流体（SCF:
指处于临界温度和临界压力以上的流体。
性质:
如果某气体处于超临界状态,即使继续增大压力,气体也不会液化,只是密度会极大地增加,并具有类似于液体性质,但其黏度和扩散系数仍接近于气体。
1,超临界流体的密度比气体密度大数百倍,其在数值上接近于液体密度。
2,超临界流体的黏度仍接近于气体,而比液体小2个数量级;
其自扩散系数介于气体和液体之间,在数值上大约是气体自扩散系数的1/100,但比液体要大数百倍。
超临界流体萃取的原理:
由于超临界流体同时具有气体和液体的性质,它的密度接近于液体,而黏度和自扩散系数接近于气体,因此超临界流体不仅具有与液体溶剂相当的溶解能力,还有很好的流动性和优良的传质性能,有利于被提取物的扩散和传递。
超临界流体萃取的原理（XX答案:
是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。
在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。
当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,所以超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。
超临界二氧化碳流体的特点:
1,二氧化碳的临界温度接近于室温（31.3℃,临界压力也只有7.37MP,其临界条件易于实现,整个萃取过程可以在接近室温的条件下完成。
2,二氧化碳临界密度（448Kg/m³
是常用超临界萃取剂中最高的。
3,在超临界状态下,二氧化碳的渗透力强,并具有良好的流动性,所以溶质的传递速率较快,可大大缩短目标物质的提取时间。
4,二氧化碳无毒,无味,无臭,化学惰性,不污染环境和产品,同时超临界二氧化碳还具有抗氧化性,灭菌等作用,同时二氧化碳极易从萃取产物中分离出来,产品和残渣中均无溶剂残留,萃取产物的品质好,残渣无需处理就可使用,符合现代国际社会对生产过程及产品质量越来越高的要求。
5,二氧化碳价廉易得,不易燃,易爆,使用安全。
6,超临界二氧化碳流体萃取集萃取,分离于一体,可大大缩短工艺流程,操作简便。
7,检测,分离分析方便,能与GC,IR,MS,GC/MS等现代分析手段相结合,对萃取产品进行药物,化学或环境分析。
总之,超临界二氧化碳流体具有常温,无毒,环境友好,使用安全简便,萃取时间短,产品质量高等特点。
超临界二氧化碳流体对溶质的溶解性能的影响因素:
萃取压力萃取温度萃取时间二氧化碳流体流量原料粒度等均可影响。
夹带剂的加入对超临界二氧化碳流体萃取过程有如下影响:
1,改善流体的溶剂化能力,提高溶质在超临界二氧化碳流体中的溶解度,降低萃取压力。
2,与溶质有特殊作用的共溶剂,会增强超临界二氧化碳流体对溶质的选择性。
3,夹带剂可调节超临界二氧化碳流体中化学反应的反应速率和选择性。
4,夹带剂还可直接用作反应物。
5,加入夹带剂后,还有可能仅通过改变萃取温度分离过程来实现分离目标的目的。
夹带剂的作用机理:
1,夹带剂可显著改变超临界二氧化碳溶剂系统的极性,提高被分离组分在超临界二氧化碳流体中的溶解度,并相应的降低超临界二氧化碳流体萃取过程的操作压力,从而大大拓宽超临界二氧化碳流体在萃取天然产物方面的应用。
2,加热与溶剂起特殊作用的夹带剂,可极大的提高超临界二氧化碳流体对溶质的选择性。
3,提高溶质在超临界二氧化碳流体中的溶解度对温度,压力的敏感程度,在萃取压力基本不变的情况下,通过单独改变温度来实现分离目的。
4,作为反应物参与反应,例如煤的萃取可用四氢化萘作为反应夹带剂,以提高产品的萃取率。
5,改变溶剂的临界参数。
超临界二氧化碳流体萃取的基本流程主要包括两部分:
溶质由原料转移到二氧化碳流体中的萃取段以及溶质与二氧化碳流体分离及不同溶质间分离的分离段,超临界二氧化碳流体萃取工艺的变化主要体现在这两个工序。
超临界二氧化碳流体萃取系统的设备主要包括:
1,萃取系统主要包括二氧化碳加压,萃取,分离,温度及压力控制等部分。
2,萃取设备包括压缩机,高压泵,阀门,换热设备,萃取釜,分离釜,加料器和储罐等。
萃取釜的特点:
1,必须采用全镗开盖式萃取釜。
2,密封结构和密封材料必须适应超临界二氧化碳流体较强的溶解性能和很高的渗透能力。
1.双水相萃取分离技术有什么特点?
受哪些因素影响?
答:
作用条件温和,产品活性损失小,无有机溶剂残留,处理量大,分离步骤少,设备投资少,操
作简单,可持续操作,各种参数可以按照比例放大而不降低产物收率等特点。
①:
聚合物的影响②:
双水相系统物理化学性质的影响③:
体系中无机盐的影响④:
物质分子量的影响⑤:
温度⑥:
PH7:
外加电场⑧:
电解质。
2.目前有哪几种双水相体系应用比较广泛?
答;
①非离子型聚合物/非离子型聚合物形成的双水相体系②高分子电解质/非离子型聚合物形成的双水相体系③高分子电解质/高分子电解质形成的双水相体系④非离子型聚合物/低分子量化合物形成的双水相体系⑤非离子型聚合物/无机盐形成的双水相体系
3.温度诱导双水相分离有什么优点?
在温度诱导双水相分离中为什么温度会诱导体系再次分离?
（1优点:
可以实现聚合物循环利用。
（2因为形成的共聚物（EOPO有较低的浊点,在水溶液中,当温度超过其浊点时就会诱导体系分离形成新的两相。
4.普通有机溶剂双水相分离体系有什么优点?
价廉、低毒、较易挥发而无须反萃取和避免使用粘稠水溶性高聚物等优点。
1.与其他技术相比,色谱分离有哪些优点?
与萃取、蒸馏相比,色谱法有以下优点:
①分离效率高②灵敏度高③分析速度快④应用范围广。
2.简述色谱法的分类?
分类:
（1按流动相分为气相色谱法、液相色谱法和超临界液体三类。
（2按分离机制分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、凝胶色谱法、亲和色谱法和大孔吸附色谱法。
（3按使用领域分为分析用色谱,制备用色谱、流程色谱。
（4按固定相分为柱色谱、纸色谱、薄层色谱。
3.色谱中常用的参数有哪些?
分别代表什么意义?
①区域宽度:
即色谱峰的宽度。
②保留值:
各组分自色谱中滞留的数值。
③分配系数:
在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时的浓度比。
④容量因子:
在平衡状态下组分在固定相中的质量比⑤选择性因子:
为相邻两组分的分配系数或容量因子之比。
4.凝胶色谱的原理?
举例说明其应用。
如何进行凝胶的预处理、装柱及保存?
答:
利用葡萄糖凝胶等的分子筛效应（原理的一种色谱分离方法。
应用举例:
利用葡萄糖凝胶分离游离苦参碱及其脂质体。
凝胶的预处理:
须溶胀,使用前直接将干燥的凝胶用欲使用的洗脱液溶胀;
装柱:
必须均匀,装前除去过细粒子,装时要先将柱垂直固定加入少量的流动相;
保存:
湿态保存,将洗净后悬浮于蒸馏水或缓冲液中,加入防腐剂后于冰箱内短期保存。
5.简述高速逆流色谱原理和特点?
如何选择高速逆流色谱的溶剂系统?
（1原理:
利用单向流体动力学平衡现象。
（2特点:
①应用广泛、适用性好②操作简便、易于掌握③重现性好收率高④分离效率高、分离量较大⑤产品纯度高。
（3选择溶剂时要尽量选择挥发性强的溶剂,还要考虑样品的极性、溶解度、电荷态和形成复合物的能力。
6.制备薄层色谱中常用的吸附剂有哪些?
各有什么特点?
实验时如何选择展开剂?
制备薄层操作包括哪些步骤?
请具体说明。
（1常用吸附剂:
①硅胶:
具有惰性、吸附量大和易制成各种类型的硅胶②氧化铝:
具有广泛的应用范围,吸附能力等级鲜明③聚酰胺:
亲水和亲脂性能较好,分子内存在较多的酰胺基,易形成氢键吸附能力因氢键能力的不同而异同。
（2展开剂的选择:
主要根据样品中各组分的的极性、溶剂对于样品中各组分溶解度及吸附剂的活性等因素来选择。
（3制备薄层色谱的操作的步骤包括:
薄层板的制备与活化、上样、展开、显色、收集样品。
7.请简述常压柱色谱的操作方法:
分为装柱、加样、洗脱、收集、鉴定。
8.如何对高压制备液相色谱的样品进行预处理?
上柱前对样品可进行萃取、过滤、结晶、固相萃取等简单的分离方法作为预处理。
9.简述亲和色谱的原理及载体的现在原则。
举例说明其操作的基本原理。
（1亲和色谱的原理:
利用亲和吸附作用（可逆性特异结合来分离纯化生物物质。
（2载体的选择原则:
①不溶性:
不溶于水②渗透性:
疏松网状结构,容许大分子自由通过③有一定硬度,最好为均一的珠状④具有大量可供反应的化学基团,能与大量配基共价连接⑤非特异性吸附能力极低⑥能抗微生物和酶的侵蚀⑺有较好的化学稳定⑧亲水性。
（3举例说明:
2-胰凝乳蛋白酶的提纯:
选择琼脂糖为载体,须在碱性条件下引入活泼基团将载体活化,再以α-胰蛋白酶的抑制剂作为配基与载体偶联。
最后分离及洗脱后产生柱的再生。
1.简述大孔吸附树脂分离化合物的基本原理。
大孔吸附树脂分离化合物是通过物理吸附从溶液中有选择性的吸附有机物质,从而达到分离提纯的目的,利用了吸附性和分子筛原理。
2.吸附树脂分离效果的影响因素有哪些?
除了树脂和化合物本身的性质外,树脂和样品的预处理方法、解吸剂的种类、浓度、PH、解吸时的温度和流速等都为影响其分离效果的因素。
3.在药物分离的实际操作中,如何确定大孔吸附树脂的最佳分离工艺条件?
应从以下几个方面进行考察:
①大孔树脂的泄漏曲线和吸附容量的考察②大孔树脂的解吸曲线与解吸率③大孔树脂的再生④树脂分离工艺验证试验。
4.举例说明大孔树脂在药物的分离纯化方面有哪些实际应用?
（1在中药化学成分分离纯化中的应用,如:
皂苷类化合物、黄酮类化合物和生物碱类的分离（2在中药复方精制中的应用:
制现代中药制剂（3在微生物药物分离纯化的应用:
如抗生素生产中的应用。
5.目前大孔吸附树脂在药物的分离纯化应用中存在哪些问题及相应的解决办法是什么?
首先,中药复方通过多成分、多靶点起作用,其有效成分分属于各类化学物质,理化性质差别大,但大孔树脂对各类成分的吸附特征一般不同,吸附量差别很大,很难用一种树脂将所有有效成分分离出来,常需多种树脂联合应用,这就增加了工艺的复杂性和成本;
而且,中药中某些多糖类有效成分和多肽类有效成分用大孔树脂吸附技术精制效果不好。
其次,大孔树脂的吸附容量有待提高。
再次,大孔树脂在使用过程中会因衰化而以碎片形式脱落,进入药液中产生二次污染,严重影响产品的安全性,需采用一定的技术除去脱落的树脂碎片,以提高药品的安全性。
因此,运用大孔吸附树脂精制中药的关键在于保证应用的安全性、有效性、稳定性及可控性。
6.简述穿透曲线、吸收曲线和解吸曲线的作用?
答（1穿透曲线的作用:
（2吸收曲线的作用:
同一物质在一定温度下的吸收光谱是一定的,因此物质的吸收光谱可以做为定性依据。
b.用光度法做定量分析时,利用吸收光谱确定最佳测定波长。
（3解吸曲线的作用:
分子印记技术:
是指为获得在空间结构和结合位点上与某一分子（印记分子完全匹配的聚合物的实验制备技术。
分子印迹技术的原理:
①印迹分子与具有适当功能基团的功能单体通过共价键、氢键、离子作用或疏水作用,在一定条件下形成主客体复合物。
②通过光引发或热引发在大量交联剂存在下进行自由基聚合反应,将主客体配合物固定在高度交联的高分子母体中,制的高聚物。
③通过一定的方法洗去印记分子,得到在高聚物中留下一个与印记分子在空间结构上完全匹配,并含有印记分子专一结合的功能基团的三维空穴,这个三维空穴可以选择地重新与印迹分子结合,它与模板分子表现出特效的选择性和识别能力。
分子印迹技术的方法:
共价法,非共价法,准共价分子印迹。
分子印迹技术的特点:
①分子印迹技术合成的聚合物具有很好的物理和化学稳定性。
对各种不同的目标化合物都显示良好的专一性。
能够抵抗很强的机械作用力,高温、高压下不会改变分子印迹聚合物的性质。
能抵抗酸、碱,高离子强度以及各种有机溶剂的作用,即使在复杂的化学环境中也能保持稳定。
②MIP可以保存较长的时间并维持其专一的亲和能力,反复使用百次以上其亲和能力没有明显衰减。
③MIP的选择性很强。
分子印迹聚合物制备成本低廉,容易实现大规模生产。
印迹聚合物对底物分子识别过程主要包括模板分子进入印迹聚合物的空穴,然后与聚合物的空穴中功能基团结合即印迹反应。
分子印迹技术的应用:
在色谱分析中的应用:
样品前处理（分离、提纯、浓缩、手性物质的分离。
用于手性拆分。
固相萃取。
用作生物传感器的敏感材料。
催化方面。
膜分离。
抗体和受体模拟物。
模拟酶。
分子印迹技术的未来发展方向:
蛋白质、多肽、酶等生物大分子甚至整个细胞的印迹研究。
离子交换:
是不溶性固体物质（通常为树脂上能够解离成离子的部分,与溶液中的离子发生交换的一种反应。
离子交换树脂:
是具有特殊网状结构的高分子化合物。
离子交换过程包括的五个步骤:
①A离子从溶液扩散到树脂表面。
②A离子从树脂颗粒表面再扩散到内部的活性中心。
③A离子与平衡离子B离子交换,即与树脂RB发生复分解反应。
④解吸离子B离子从树脂内部的活性中心扩散到树脂表面。
⑤B离子从树脂表面扩散到溶液中。
分子蒸馏:
又称短程蒸馏,是一种在高真空度条件下进行的非平衡蒸馏,具有特殊的传质传热机理的连续蒸馏过程,该过程中,蒸馏物料分子从蒸发液面挥发至冷凝所经过的行程小于其分子运动平均自由程,不同物质分子由于运动平均自由程的差别,而在液液状态下得到分离。
分子运动自由程:
一个分子在相邻两次分子碰撞之间所经过的路程。
与传统蒸馏相比,分子蒸馏有以下特点:
操作温度低、真空度高、受热时间短、分离能力高、不可逆过程。
分子蒸馏的原理:
从统计学观点上看,不同种类的分子逸出液面后不与其他分子碰撞的飞行距离是不同的,轻分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小,如果冷凝面与蒸发面的间距小于轻分子的平均自由程,而大于重分子的平均自由程,这样轻分子达不到冷凝面被冷却收集,从而破坏了轻分子的动态平衡,使轻分子不断逸出,重分子因达不到冷凝面互相碰撞而返回液面,很快趋于动态平衡不再从混合液中逸出,从而实现了物料的分离。
影响分子蒸馏的因素:
压强:
当蒸馏温度一定时,压强越小（真空度越高,物料的沸点越低,分子平均自由程越大,轻分子从蒸发面到冷凝面的阻力越小,分离效果越好。
温度:
最适蒸发温度。
被蒸馏物质的性质:
相对挥发度越大,也就是相对分子质量之比（M1/M2和待分离的轻、重组分分子的蒸汽分压之比越大,则两者越易分离。
蒸发液膜的覆盖面积、厚薄、均匀度:
蒸发液膜越薄、越均匀、覆盖面积越大,蒸馏效果越好。
进料速度:
进料时物料流速太快,待分离组分还未蒸发就流到蒸发面底部,起不到分离作用,物料流速太慢,影响分离效率。
携带剂的使用:
对携带剂要求沸点高,对物料有较好的溶解性,不与物料发生化学反应,并且易于分离出去。
分子蒸馏装置主要包括蒸发、物料输出输入、加热、真空和控制。
1反渗透:
在只有溶剂能通过的渗透膜的两侧,形成大于渗透压的压力差,就可以使溶剂发生倒流,使溶液达到浓缩的效果,这种操作成为反渗透。
2超滤:
凡是能截留相对分子量在500以上的高分子膜分离过程称为超滤,它主要是用于从溶剂或小分子溶质中将大分子筛分出来。
3微孔膜过滤:
又称"
精密过滤"
是最近20多年发展起来的一种薄膜过滤技术,主要用于分离亚微米级颗粒,是目前应用最广泛的一种分离分析微细颗粒和超净除菌的手段。
4微滤:
以压力差为推动力,截留水中粒径在0.02~10m之间的颗粒物的膜分离技术。
5截留分子量:
对有孔材料孔径大小的一种描述。
在能自由通过某种有孔材料的分子中最大分子的分子量即为该材料的截留分子量。
大于截留分子量的分子,被材料截留;
小于截留分子量的分子,则可自由通过。
截留分子量是凝胶过滤介质、半透膜、超滤膜等材料的重要技术参数。
6截留率:
指溶液经超滤处理后,被膜截留的溶质量占溶液中该溶质总量的百分率。
7膜的渗透通量:
膜分离过程中,单位时间内单位膜面积上的物质透过量。
8膜污染:
指由于膜表面形成了吸附层或莫孔堵塞等外部因素导致膜性能下降的现象。
9比较微滤和超滤分离过程的原理和应用的异同点。
原理（相同点:
都是通过筛孔的筛分作用将料液中大于膜孔的大分子溶液进行截留,使这些溶质与溶剂及小分子组分分离的膜分离过程,都有膜表面的机械截留作用;
（不同点:
微滤:
a.是膜的物理结构起决定性作用,膜的吸附和电性能等因素也有一定的影响,b.微孔膜截留作用可分为膜的表面截留和膜内部截留两类;
超滤:
a.孔膜的大小和形状对分离起主要作用,膜表面的化学性质也也有一定的影响,b.过程中溶质的截留有膜表面的机械截留作用（筛分作用、在膜孔中滞留而被去除（阻塞作用或在膜表面及膜孔内的吸附。
应用（不同点:
主要
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