生物制藥設(shè)備和分離純化技術(shù)

何梓萱，單 譯

（沈陽科技學(xué)院，遼寧 沈陽 110167）

生物制藥設(shè)備和分離純化技術(shù)

何梓萱，單 譯

（沈陽科技學(xué)院，遼寧 沈陽 110167）

生物制藥設(shè)備和分純化技術(shù)是將生物化學(xué)和分子生物學(xué)作為基礎(chǔ)，其中包含了普通化學(xué)、物理化學(xué)以及藥學(xué)當(dāng)方面的內(nèi)容，是一門比較復(fù)雜與綜合性極高的學(xué)科，同時(shí)也是將生物技術(shù)和藥物進(jìn)行結(jié)合的科學(xué)技術(shù)。本文對(duì)生物制藥設(shè)備與分離純化技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

生物制設(shè)備；分離純化技術(shù)；具體應(yīng)用

最近幾年中，我國生物技術(shù)正在快速發(fā)展，生物制藥是我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中關(guān)鍵的部分，其中生物制藥產(chǎn)業(yè)規(guī)模正在增大，其主要就是為了生物制藥而服務(wù)的。而分離純化就是使用物理以及化學(xué)等相關(guān)方式，經(jīng)過結(jié)合的形成將兩個(gè)或者是多個(gè)不同產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過程結(jié)合在一起。即為把一種物質(zhì)從比較復(fù)雜的混合物中分離出來，使用提純技術(shù)讓其能夠以純的方式而存在。對(duì)這兩個(gè)相輔相成的方面進(jìn)行研究，對(duì)我國的生物制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著很大的意義。

1 生物制藥設(shè)備

生物制藥設(shè)備是生物制藥產(chǎn)業(yè)中十分關(guān)鍵的存在，要進(jìn)行生物制藥就必須使用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作。其主要是使用生物體具有的生物功能，在體內(nèi)外經(jīng)過生化反應(yīng)或者是其自身的代謝獲得目標(biāo)產(chǎn)物的一種裝置。在進(jìn)行生物制藥的各個(gè)工序中存具著一些基本的設(shè)備：原材料在處理之前的設(shè)備，比如去除雜質(zhì)、粉碎以及輸送等；在中間部分的生物反應(yīng)器，也就是種子罐以及發(fā)酵罐等；后期的處理設(shè)備包含了過濾、濃縮以及結(jié)晶等。在這個(gè)過程中還有輔助性的生產(chǎn)設(shè)備。其中包含了無菌空氣系統(tǒng)以及蒸汽系統(tǒng)等。

而在發(fā)酵部分使用的設(shè)備中，一些相對(duì)比較專業(yè)的設(shè)備包含了生物反應(yīng)器以及糖化設(shè)備等等。而對(duì)于這些設(shè)備來講，若要使用在生物制藥中，就必須要具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：其一就是在常溫或者是低壓的環(huán)境中操作，要保障操作環(huán)境無菌。其二就是要在保障產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，也要讓生產(chǎn)的成本下降。

2 分離純化技術(shù)以及應(yīng)用

分離純化技術(shù)是生物制藥中十分關(guān)鍵的部分，在醫(yī)學(xué)技術(shù)逐漸成熟的情況下，對(duì)醫(yī)用純水方面的需求也相繼提升。傳統(tǒng)的分離純化技術(shù)有對(duì)溶解度不同的鹽析法，使用帶電性質(zhì)和荷電量不同的離子交換層析法等，不過這些方式在進(jìn)行純化時(shí)生產(chǎn)率不高，其在生產(chǎn)的時(shí)候要具備的控制條件比較嚴(yán)格。因?yàn)樯锼幬锲贩N很多，所以分離純化的方式也有一定的區(qū)別，為了結(jié)合其特點(diǎn)就要將各種技術(shù)進(jìn)行混合使用。所以，一些相對(duì)經(jīng)濟(jì)以及高效的新型分離純化技術(shù)被廣泛使用。

2.1 超濾

這種技術(shù)是將特殊的超濾膜作為分離介質(zhì)的，將膜兩邊的壓力差值作為推動(dòng)力，把不同分子量物質(zhì)實(shí)行分離。使用不同孔直徑的微孔膜，根據(jù)截留分子量代銷，能夠分離成為300D到1000kD的可融性分子物質(zhì)，在進(jìn)行生物制藥的時(shí)候能夠使用分離蛋白質(zhì)、抗生素以及多糖等，其具備的優(yōu)點(diǎn)是沒有相關(guān)轉(zhuǎn)移，不用再加入任何的化學(xué)物質(zhì)，在低溫的條件下也可以操作。其過濾的速度很快，方便做無菌上的處理。這些特點(diǎn)能夠讓分離操作變得更加簡(jiǎn)單，不會(huì)出現(xiàn)生物性物質(zhì)活力上的損失以及性質(zhì)變化，這是制藥工業(yè)中不能夠替代的技術(shù)。其主要是用在濃縮和脫鹽、分級(jí)分離、除菌以及去熱原等方面。超濾是是一種十分優(yōu)質(zhì)的冷滅菌方式，對(duì)一些不能夠進(jìn)行高溫消毒滅菌的制劑進(jìn)行除菌十分有效，其功效率比除菌漏斗高很多。而還有的就是一些分子量相對(duì)小的藥物，類似胰島素以及轉(zhuǎn)移因子等，能夠使用超濾方式去除其熱原。

2.2 親和色譜

這種方式是依據(jù)蛋白質(zhì)等相關(guān)生物分子可以經(jīng)過疏力水、空間以及靜電之間相互作用，和配位體特點(diǎn)、可逆的結(jié)合在一起，對(duì)復(fù)雜生物樣品中將對(duì)象產(chǎn)品分離開來。其主要是建設(shè)在生物大分子和配位體上具有的生物特性基礎(chǔ)上，具備著選擇性大以及純化效果高特點(diǎn)，和其他純化方式相比，其純化將近1000倍左右。最大的特點(diǎn)就是能使用其在粗提液中進(jìn)行簡(jiǎn)單處理之后就能夠得到需要的活性物質(zhì)。例如將胰島素作為配置基礎(chǔ)，其中珠狀瓊脂糖作為載體得到親和吸附劑，在肝臟均漿里面提取至胰島素受體，這種受體就在經(jīng)過處理之后就能夠被純化到800倍左右。當(dāng)前比較常見的親和色譜技術(shù)有以下幾個(gè)方面。

使用具有特殊親和性質(zhì)的染料，將其與蛋白質(zhì)能力結(jié)合，其會(huì)比生物親和吸附劑高10到100倍左右。染料配位體取范圍比較大，其結(jié)合容量也很大，其中穩(wěn)定性以及通用性十分高，能夠再生并且價(jià)格十分便宜，目前普遍使用在純化脫氫酶、蛋白酶以及氧化酶等方面。小分子配基親和色譜，類似天然大分子配位體，這種具有很高轉(zhuǎn)移性的物質(zhì)，具有十分理想的親和性質(zhì)。不過這種生物大分子親和配置所產(chǎn)生的成本相對(duì)較高，其穩(wěn)定性也比較差。針對(duì)這種情況，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)其分子進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)行有機(jī)的化學(xué)合成，和將組合化學(xué)作為基礎(chǔ)的分子庫結(jié)合，研究出能夠在制備中大規(guī)模生產(chǎn)的親和配置與親和介質(zhì)。其中大約有100多種相似的親和介質(zhì)與配基能夠選擇和使用。

3 討 論

綜上所述，在生物制藥中，分離純化技術(shù)是十分關(guān)鍵而又基本的技術(shù)，而生物制藥設(shè)備也是生物催化劑進(jìn)行生物技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)的裝置，其是在生物制藥過程中進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，也是十分關(guān)鍵的構(gòu)成部分。經(jīng)過對(duì)新技術(shù)的詳細(xì)闡述，呈現(xiàn)出了分離純化技術(shù)的多樣性與有效性，從而保障了生物制藥產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

[1]王錫鋒,曹宜生,陳煥勇.分離純化新技術(shù)在生物制藥中的應(yīng)用[C]//廣東省藥學(xué)會(huì)會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)年會(huì),2000.

[2]歐志敏,楊根生.高等學(xué)校生物制藥設(shè)備課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].化工高等教育,2013,30(4)：18-20.

本文編輯：吳宏艷

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ISSN.2095-6681.2016.36.142.01