(最新)吴梧桐主编生物制药工艺学学习笔记

(最新)吴梧桐主编生物制药工艺学学习笔记内容摘要：

质沉淀的速率开始时十分迅速，以后变慢，从起始沉淀到沉淀结束，形成具有尖峰的曲线。 透析结晶法：为了使蛋白质溶解度的变化缓慢而且连续，而进行透析的方法；在盐浓度缓慢降低的结晶情况下，进行透析。 第六章 吸附法 化学吸附与物理吸附的区别： 当吸附剂和吸附物之间作 用力是通过分子间引力（范德华力）产生的吸附称为物理吸附，最常见的一种吸附现象。 在吸附剂和吸附物之间有电子的转移，发生化学反应而产生化学键，这种吸附称为化学吸附。 物理吸附是可逆的，可以是单分子层吸附或多分子吸附，选择性较差。 物理吸附与吸附剂的表面积、孔分布和温度等因素有密切的关系。 化学吸附的选择性强，即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸附作用，只能形成单分子层吸附，吸附后较稳定，不易解吸，平衡慢。 项目 物理吸附 化学吸附 作用力 范德华 库仑力 吸附力 较小，接近液化热 较大，接近反应热 选择性 几 乎没有 有选择性 吸附速度 较快，需要活化能很小 慢，需要较高的活化能 吸附分子层 单分子层或多分子层 单分子层 吸附剂及被吸附物的极性对吸附的影响： 一般极性吸附剂易吸附极性物质，非极性吸附剂易吸附非极性物质。 极性吸附剂适宜从非极性溶剂中吸附极性物质，非极性吸附剂适宜从极性溶剂中吸附非极性物质。 如活性炭从水中吸附有机化合物；硅胶是极性的，适宜从有机溶剂中吸附极性物质。 吸附剂用量及吸附剂浓度对于吸附效果的影响： 一般吸附物浓度大时，吸附量也大。 由于杂质存在，浓度升高后，吸附的杂质量也上升 ，吸附选择性差。 提高吸附选择性，常将料液适当稀释。 吸附量是指单位重量吸附剂所吸附物质的量。 4 两种以上常用吸附剂的性质，用途。 活性炭：吸附能力很强的非极性吸附剂。 价格低，来源广。 除杂，生化药物的分离。 人造沸石： 人工合成的无机阳离子交换剂。 带正电荷。 与钠离子交换。 磷酸钙凝胶：吸附作用主要是钙离子与蛋白质负电基团结合。 白陶土：活性物质分离纯化的吸附剂，也可作为助滤剂与去除热原的吸附剂。 白陶土能吸附分子量较大的杂质，包括导致过敏的物质，常用它脱色。 ： 氧化铝：适用于亲脂性成分的分离价廉，再生容易，活性易 控制，操作不便，手续繁琐，处理量有限 硅胶：活性强弱与自由水的含量有关，自由水多，活性低，自由水少，活性高。 大网格高聚物吸附剂与传统吸附剂相比的优点： 选择性好、解吸容易，理化性质稳定，机械强度好，反复使用，流体吸力较小。 6 术语： 正吸附：吸附提取液中的有效成分。 负吸附：去除提取液中的杂质。 大网格高聚物吸附剂：与大孔网状离子交换树脂具有相同的大网状骨架，保留离子交换树脂的功能团，性质与活性炭、硅胶等吸附剂相似。 第七章 凝胶层析 公式 Ve=Vo+KdVi 各字母的含义，凝胶层析的原理。 Ve —— 淋出体积 Vo —— 粒尖体积 Vi —— 填料的孔体积 Kd——排阻系数或分配系数 凝胶层析原理：平衡排除理论 一个高聚物分子的流出体积是由在宏观的流动相和微观的孔体积中的平衡分配系数所决定的。 这里所谓的平衡是指扩散的平衡，即溶质分子扩散进入一个填料颗粒孔中且再出来所需要的时间远小于溶质区段在此停留的时间。 换言之，当溶质分子流过一个填料颗粒这段距离时，溶质分子已多次进出于填料的孔，达到平衡。 平衡条件只是在流速很慢时一个极端情况。 常用凝胶的名称、特点及用途。 名称 特点 用途 葡 聚 糖 凝 胶（ Sephadex G） 最常用，稳定，对阳离子轻微吸附，多次重复使用 分离 修饰葡聚糖凝胶 聚丙烯酰胺凝胶 化学稳定好，成分不易脱落，适用 pH 广，机械强度好，无带电基团，分辨率较高 琼脂糖类凝胶 多孔玻璃微球 化学稳定性高、强度大、高压下操作，好的流速；缺点是对糖类、葡萄糖吸附 疏水性凝胶 只适用分离分子量较小的物质 分离不溶水的有机物质 选择凝胶：选择何种凝胶及其型号、粒度，一方面是考虑凝胶的性质，包括凝胶的分离分子量范围，（渗入限与排阻限），理化稳定性、强度、非特异吸附性质 等；另一方面还要注意分离目的和样品的性质。 好的凝胶层析效果如何选柱、装柱。 选柱：层析柱的有效体积与柱比的选择必须根据样品的数量、性质及分离目的加以确定。 对于类分离，柱床体积一般微样品溶液体积的5 倍或略微多一些就够了，柱比 5： 1 或 10： 1，对于分级分离，要求柱床体积大于样品体积 25 倍以上，柱比在 25~100 之间。 底端支持物满足两个条件：不易阻塞，死腔小。 装柱：正式装柱前必须检查柱底的凝胶支持物是否符合要求。 要求不漏不堵，不吸附样品，且能保持一定的流速。 在装柱时，连续搅拌下小心装柱。 开始装柱时， 避免胶粒直接冲击支持物，空柱种应约留1/5的水或溶剂。 所用的凝胶必须是用相应溶剂系统充分溶胀的。 为了防止柱中出现气泡，凝胶悬液温度必须与室温平衡并用水泵减压排气。 进胶过程必须连续、均匀，不要中断，并在不断搅拌下使胶粒均匀沉降，使不发生凝胶分层和胶面倾斜。 溶质通过色谱峰时造成的峰加宽效应包括： （ 1）分子扩散：使用颗粒度小而均匀的填料可以降低扰动作用。 （ 2）涡流扩散：涡流扩散对凝胶色谱峰的加宽比较重要。 应用小而均匀的填料紧密地装在内径适当的柱中可以减少由涡流扩散造成的峰加宽，提高效柱。 （ 3）流动相中 传质阻力造成的色谱峰加宽。 扩散速度越快，流速不平衡的影响就越小。 （ 4）固定相中传质阻力造成的色谱峰加宽。 填充介质粒度越小所造成的峰加宽效应也小。 溶液在柱外产生的峰加宽：（ 1）连接管路（ 2）检测池 利用凝胶层析测量蛋白质的分子量。 测定的依据是不同分子量的物质，只要在凝胶的分离范围内（渗透限与排阻限之间），洗脱体积 Ve 及分配系数 Kd 值随分子量增加而下降。 对于一个特定体系，待测定物质洗脱体积与分子量之间的关系：Ve=KlgM+C (1)求解法 以两个已知分子量的蛋白质过柱，求出 C和 K，将 待测物的 Ve 代入得到 M。 （ 2）标准曲线法 以多个已知分子量的标准蛋白过柱，测取各自的 Ve 值。 以 Ve 作纵坐标， lgM 作横坐标，制作标准曲线。 在同一测定体系中测取未知物质的 Ve，由标准曲线求得分子量。 7 术语 柱比：层析柱的长度与直径的比值 操作压：凝胶层析由于进出口之间液位差形成的对凝胶颗粒的压力 内水体积：柱中凝胶颗粒内部所含的液相体积。 外水体积：凝胶柱床中凝胶颗粒之间的液相体积。 类分离：分开样品分子中分子量悬殊较大的两类物质，并不要求分离分子量相近的组分。 分级分离：分开分子量不很悬殊的大分子物质。 排阻系数：表 征物质分子进入凝胶颗粒的程度。 全渗入： Kd=1 全排阻： Kd=0 分离限 ..分辨率： R=△Ve/(1/2(Wa +Wb))分辨率与洗脱体积的差值成正比，而与两物质的洗脱峰宽度成反比。 第 8 章 离子交换 离子交换常用洗脱方法： 从树脂上洗脱目的物的方法主要有两种： （ 1） 调节洗脱液的 pH，使目的物粒子在此 pH 下失去电荷，甚至带相反电荷，从而丧失与原离子交换树脂的结合力而被洗脱下来。 （ 2） 用高浓度的同性离子根据质量作用定律将目的物离子取代下来。 离子交换树脂的命名法。 举两种树脂骨架。 树脂命名编号：强酸类 1~100 号，弱酸类 101~200 号，强碱类 201~300号，弱碱类 301~400号，中强酸 401~500。 各种树脂除注明类别和编号外，还需标明载体的交联度。 书写交联度时，将百分号除去，写在树脂编号后并用乘号“ X”隔开。 强酸 1X7，交联度为 7%。 树脂骨架：（ 1）苯乙烯型离子交换树脂 （ 2）丙烯酸型阳离子交换树脂 （ 3）多乙烯多胺 —— 环氧氯丙烷树脂 （ 4）聚乙烯砒啶系离子交换树脂 （ 5）其他离子交换树脂 蛇笼树脂 选择性离子交换树脂 热再生离子交换树脂 离子交换的选择性的因素：一、离子化合价与水合半径的影响 二、离子化合价与离子浓度的影响 三 |、交换环境的影响 （ 1）溶液的pH （ 2）离子强度 （ 3）有机溶剂 四、树脂结构的影响 （ 1）树脂载体交联度 （ 2）辅助力 （ 3）其他结合力 五、偶极离子排斥作用。 偶极离子的交换特点：净电荷为零时，正电中心和负电中心并不重叠，遂成偶极。 钠型树脂，被吸附的氨基酸的羧基所带的负电荷与树脂磺酸基的负电荷产生排斥力。 偶极离子的排斥作用，所以使树脂对氨基酸的吸附量大大降低。 氢型树脂：由于氨基酸的解离度低，被取代之氢离子为羧基所固定，使被吸附的氨基酸不能形成偶极，故与 树脂磺酸基没有排斥力。 偶极离子的排斥力随氨基酸的 R 基碳链的加长而减弱。 适当增加溶液中离子强度，偶极排斥力减弱。 大孔、均孔树脂的特点：大孔型离子交换树脂的特征： 1 载体骨架交联度高，有较好的化学和物理稳定性及机械强度。 2 孔径大，不受环境条件的影响，动力学性能好，抗污染能力强，交换速度快。 3表面积大，表面吸附能力强，对大分子物质的交换容量大 4 孔隙率大，比重大，对小离子的体积交换量比凝胶型树脂小。 均孔树脂的特点：主要为阴离子交换树脂，骨架的交联度比较均匀，孔径大小一致，重量和体积交换容量都较高，膨胀度、相对 密度适中、机械强度好、抗污染和再生能力强。 离子交换纤维素的特点及洗脱。 离子交换纤维素为开放的长链骨架，大分子物质能自由地在其中扩散和交换，亲水性强，表面积大，易吸附大分子；交换基团稀疏，对分子的实际交换容量大；吸附力弱，交换和洗脱条件缓和，不易引起变。