純化(purify)就是采取物理、化學(xué)、或生物等方面的措施，將某種介質(zhì)中的其他成分去除掉從而得到更高純度的該介質(zhì)的過程。

1、分子蒸餾法

分子蒸餾法是根據(jù)混合物各組分的分子在高真空條件下分子平均自由程差異而達(dá)到純化的目的。在特定的溫度和壓力下，不同的分子由于有效直徑不同，從而它們的平均自由程不同，分子蒸餾就是利用不同分子的平均自由程不同這一性質(zhì)來對(duì)混合脂肪酸進(jìn)行純化。

在分子蒸餾術(shù)純化花椒籽試驗(yàn)中，蒸餾溫度低于120.0℃時(shí)，隨著溫度的升高，輕組分比例逐漸增多，重組分中的輕組分比例減少，α-亞麻酸在產(chǎn)品中的純度逐漸增加。在確定的操作壓力下，蒸餾溫度過高對(duì)產(chǎn)品純度的影響是不利的。

有學(xué)者認(rèn)為蒸餾溫度和蒸餾壓力是影響該工藝最主要因素，降低蒸餾壓力使α-亞麻酸純度不斷增加，純化效果愈加顯著。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)選擇低壓蒸餾。

分子蒸餾法操作是物理純化過程，可以很好地保護(hù)被純化物質(zhì)不被外來物質(zhì)污染，可連續(xù)化生產(chǎn)，更適用于現(xiàn)代工業(yè)化。但最終產(chǎn)品純度較低，且設(shè)備能耗較高，投資成本大。單獨(dú)應(yīng)用時(shí)存在著局限性。

2、冷凍結(jié)晶法

冷凍結(jié)晶法是在低溫的條件下，依據(jù)混合脂肪酸各組分的凝固點(diǎn)差異進(jìn)行純化，進(jìn)而達(dá)到純化多不飽和脂肪酸的目的。將混合脂肪酸溶解在丙酮或乙醇中，置于低溫下，在溶液中短鏈脂肪酸較長(zhǎng)鏈脂肪酸的溶解度低，飽和脂肪酸較不飽和脂肪酸的溶解度低，這種溶解度差異隨溫度降低表現(xiàn)更為顯著。

冷凍結(jié)晶法工藝原理簡(jiǎn)單，操作方便，有效成分不易發(fā)生變性反應(yīng)。但其操作過程中溫度要求苛刻，需要回收大量的有機(jī)溶劑，純化效率不高，這限制了大規(guī)模的生產(chǎn)，但可以用于生產(chǎn)低成本的保健品類，從而滿足中低層消費(fèi)者的需求。

3、尿素包合法

尿素分子在結(jié)晶過程中與飽和脂肪酸或單不飽和脂酸形成較穩(wěn)定的晶體包合物析出，而多價(jià)不飽和脂肪酸由于雙鍵較多、碳鏈彎曲，具有一定的空間構(gòu)型，不易被尿素包合。采用過濾的方法除去飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸與尿素形成的包合物，就可得到較高純度的多價(jià)不飽和脂肪酸。

尿素包合法工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本低廉，操作溫度較低，適合規(guī)?；a(chǎn)，是富集各種不飽和脂肪酸的理想方法。但這種方法不能將碳鏈長(zhǎng)度不同而飽和度相同或相近的脂肪酸分開，所以產(chǎn)物純度低，還需與其他方法相結(jié)合才能提高產(chǎn)品純度。

4、銀離子絡(luò)合法

銀離子絡(luò)合法是根據(jù)脂肪酸碳碳雙鍵數(shù)目不同來實(shí)現(xiàn)純化的?；阢y離子與碳碳雙鍵、脂肪酸雙鍵越多，絡(luò)合作用則越強(qiáng)的原理。

用銀離子絡(luò)合法提取核桃油中不飽和脂肪酸的試驗(yàn)，以硝酸銀濃度為2mol/L，在0.0℃條件下絡(luò)合萃取2h的條件下，最高提取純度達(dá)到96.30%。此方法為工業(yè)生產(chǎn)不飽和脂肪酸提供了理論依據(jù)，有著廣泛的應(yīng)用前景。

由于硝酸絡(luò)合不需要很多的有機(jī)溶劑，且純化效果好、純度高，此方法在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用較多。但其產(chǎn)量小、成本高，難于進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，工業(yè)化生產(chǎn)也會(huì)帶來重金屬污染和殘留的問題，因此推廣應(yīng)用受到一定條件的限制。

5、超臨界CO2萃取法

超臨界CO2萃取是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對(duì)超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。通過改變系統(tǒng)的壓力和溫度，使混合脂肪酸各組分在超臨界CO2流體中溶解度不同從而達(dá)到純化目的。

用超臨界CO2萃取分為4步：

①將CO2由常溫常壓狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界狀態(tài);

②將超臨界狀態(tài)下的CO2導(dǎo)入萃取釜內(nèi)，使其與物料充分接觸，溶解出目標(biāo)成分;

③將含有目標(biāo)組分的超臨界CO2流體導(dǎo)入到分離釜內(nèi)，減壓、降溫，使目標(biāo)組分與流體分離;

④收集得到目標(biāo)組分，最后通過加壓循環(huán)利用流體。

近些年，對(duì)超臨界CO2萃取法研究較多，其具有操作簡(jiǎn)單、快捷、萃取率高、無雜質(zhì)殘留的優(yōu)點(diǎn)。但目前超臨界流體萃取的實(shí)際應(yīng)用還很有限，主要是設(shè)備投資用度大，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足。所以，研究者還需進(jìn)一步突破局限，以便用于大規(guī)模的生產(chǎn)當(dāng)中。

在蛋白質(zhì)純化過程中超濾純化技術(shù)有兩大應(yīng)用：一方面應(yīng)用超濾純化技術(shù)去除細(xì)胞破裂釋放的大量核酸和內(nèi)毒素等小分子雜質(zhì)，另一方面用于蛋白溶液的濃縮，脫鹽，脫醇，分級(jí)純化等。

超濾純化技術(shù)特點(diǎn)就是：①操作簡(jiǎn)單，方便，可以快速的進(jìn)行下游純化。②去除小分子雜質(zhì)，提高了純化樹脂的利用率，節(jié)約原材料成本。③處理量大，速度快，蛋白回收率高。

1、去除內(nèi)毒素

有學(xué)者在重組大腸桿菌表達(dá)的Bere1純化工藝中去除內(nèi)毒素效果研究實(shí)驗(yàn)中采用采用親和層析法、超濾法和離子交換法聯(lián)合應(yīng)用以及TritonX-114萃取法與親和層析法聯(lián)合應(yīng)用，比較這兩個(gè)方法去除重組蛋白溶液中的內(nèi)毒素效果的優(yōu)劣。

結(jié)果兩個(gè)方法對(duì)內(nèi)毒素的去除率均為99.99%，內(nèi)毒素含量均符合中國(guó)藥典規(guī)定，但第一種方法蛋白回收率為42.8%，第二種方法蛋白回收率為26.1%?？梢姵瑸V純化技術(shù)在去除內(nèi)毒素中發(fā)揮了重要作用，而且能提高蛋白回收率。

2、脫鹽、脫醇、濃縮

在蛋白質(zhì)的純化過程中應(yīng)用超濾純化技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行脫鹽和濃縮，此方法的特點(diǎn)是適合幾百到幾千升的大量液體處理，操作簡(jiǎn)單、節(jié)省時(shí)間，而且蛋白回收率高。

有學(xué)者應(yīng)用超濾濃縮技術(shù)純化鹿茸中胰島素樣生長(zhǎng)因子1，摸索出最優(yōu)工藝條件。在此方法下，PES膜IGF-1回收率達(dá)到68.32%，蛋白質(zhì)回收率達(dá)到69.20%;改性PES膜IGF-1回收率達(dá)到57.17%，蛋白質(zhì)回收率達(dá)到87.43%。

有學(xué)者應(yīng)用超濾純化技術(shù)將丙種球蛋白制品中的沉淀劑-乙醇直接脫去，并最終濃縮成終產(chǎn)品。

有學(xué)者應(yīng)用超濾純化技術(shù)濃縮人血白蛋白，使用此方法脫醇速度快，截留率大，產(chǎn)量高，純度和醇含量均合格。

有學(xué)者應(yīng)用超濾純化技術(shù)對(duì)酸溶性三文魚皮膠原蛋白進(jìn)行脫鹽，當(dāng)料液初始濃度為1.2%，溫度為30℃，壓力為0.3MPa，超濾7次時(shí)，氯離子脫除率可達(dá)到74.4%。

3、蛋白分級(jí)純化

在蛋白質(zhì)的純化上，超濾純化技術(shù)雖取得廣泛的應(yīng)用。但也有一定的局限性，兩種產(chǎn)品的分子量小于等于5倍，無法純化或者分析效果很差。相反分子量差值越大，純化效果越好。

有學(xué)者應(yīng)用萃取-超濾兩步法從過期的人血中提純?nèi)搜t蛋白，經(jīng)15%SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳結(jié)果顯示確定了血紅蛋白蛋白質(zhì)的亞基組成及分子量，電泳遷移率與對(duì)照品完全一致，純化效果較好。

對(duì)于多糖的純化過程就是將分離的到的混合多糖純化為單一的多糖。以下是對(duì)常用的多糖純化方法進(jìn)行的說明。

1、分步沉淀法

多糖根據(jù)分子量的不同會(huì)表現(xiàn)出在乙醇或丙酮中溶解度不同，分步沉淀法就是依據(jù)多糖的這個(gè)特性進(jìn)行純化的，分子量越大的多糖在乙醇或丙酮中的溶解度越小，逐步增加乙醇或丙酮的量可以將不同分子量的多糖分別沉淀。

分步沉淀的關(guān)鍵就是控制靠乙醇或丙酮的濃度，避免共沉淀的發(fā)生。目前，分步沉淀法因?yàn)榉椒ê?jiǎn)單而常常被應(yīng)用于保健品的開發(fā)中。

2、鹽析法

鹽析法是利用在一定濃度的鹽溶液中不同分子量的多糖溶解度不同的性質(zhì)，對(duì)多糖進(jìn)行純化的一種方法。次方法多用于蛋白的提純，早期是云芝多糖就是用此方法純化的。此方法雖然成本低但是容易產(chǎn)生共沉淀。

3、有機(jī)鹽沉淀法和季銨鹽沉淀法

有機(jī)鹽沉淀法可用于植物和微生物中粘多糖和蛋白多糖的提取。主要原理是利用單寧酸與多糖可形成有機(jī)鹽復(fù)合物而沉淀析出。季銨鹽沉淀法跟有利于純化酸性多糖及中星高分子量多糖。主要原理是利用長(zhǎng)鏈季銨鹽可與多糖形成絡(luò)合物的性質(zhì)。

4、金屬絡(luò)合物法

銅鹽絡(luò)合法和氫氧化鋇絡(luò)合法是多糖的純化中最常用的方法，主要是利用多糖能與銅、鋇、鈣和鉛離子形成絡(luò)合物的性質(zhì)。

5、柱層析法

多糖的純化最多用的方法就是柱層析法，目前常用的柱層析法有纖維素柱層析、離子交換柱層析、凝膠柱層析和親和層析。

6、超離心法

在強(qiáng)大的離心力場(chǎng)的作用下，不同分子量的多糖有不同的沉降速度而將不同的多糖純化。

7、超濾法

是利用分子篩的原理，使強(qiáng)壓力下不同大小和形狀的多糖通過超濾膜，從而實(shí)現(xiàn)不同多糖的純化。但由于超濾膜對(duì)多糖的吸附嚴(yán)重，一般將此方法應(yīng)用于多糖的純化。

多糖的純化很復(fù)雜，方法也很多，在實(shí)踐中根據(jù)實(shí)際情況選擇最優(yōu)的方法最為重要。

純化水為蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的方法制得供藥用的水，不含任何附加劑。普通的水含有多種離子，如鈉離子、氯離子等，一些在化學(xué)或物理領(lǐng)域需要極其純...[查看全部]

分離純化由各種化學(xué)工程的單元操作組成。由于生物產(chǎn)品品種多，性質(zhì)各異，故用到的單元操作很多，其中如吸附、萃取、蒸餾、蒸發(fā)和干燥等屬傳統(tǒng)的單元操作，理論比較成熟。一般說來，分離純化可分為四個(gè)階段：①發(fā)酵液的預(yù)處理和固液分離;②初步分離(提取);③高度純化(精制);④成品加工。

生物學(xué)科的發(fā)展日新月異，基因工程、動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)、傳統(tǒng)發(fā)酵工程和酶工程等新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮，這些新產(chǎn)品的獲得均離不開各種分離手段的應(yīng)用。隨著對(duì)產(chǎn)品純度和質(zhì)量愈來愈高的要求以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，分離純化技術(shù)也不斷得到發(fā)展。

1、古代釀造業(yè)

古代釀造業(yè)包括釀酒，制醬(油)、醋、酸奶和干酪等，技術(shù)原始，多屬家庭式作坊，產(chǎn)物基本不經(jīng)過后處理而直接使用，基本無下游技術(shù)。

2、第一代生物技術(shù)

主要指19世紀(jì)60年代~20世紀(jì)40年代青霉素等抗生素出現(xiàn)之前的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。這期間發(fā)現(xiàn)了發(fā)酵的本質(zhì)是微生物的作用，掌握了純種培養(yǎng)技術(shù)，生物技術(shù)進(jìn)入近代釀造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展階段。

到20世紀(jì)上半葉，逐漸開發(fā)形成了發(fā)酵法生產(chǎn)酒精、丙酮、丁醇等微生物發(fā)酵工業(yè)(主要是厭氧發(fā)酵)，其產(chǎn)品相對(duì)簡(jiǎn)單，基本上是無活性的小分子。此時(shí)開始引入過濾、蒸餾、精餾等近代分離技術(shù)。

3、第二代生物技術(shù)

以20世紀(jì)40年代出現(xiàn)的青霉素產(chǎn)品分離純化技術(shù)為代表。開發(fā)了無菌空氣制備技術(shù)、大型好氧發(fā)酵裝置，一大批通風(fēng)發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)品相繼投入了工業(yè)生產(chǎn)，如抗生素(如鏈霉素)、氨基酸(如谷氨酸)、有機(jī)酸(如檸檬酸)、酶制劑(如淀粉酶)、微生物多糖和單細(xì)胞蛋白等。產(chǎn)品多樣性決定了分離方法的多樣性。此階段借鑒和引進(jìn)吸收了大量近代化學(xué)工業(yè)的分離技術(shù)，如沉淀、離子交換、萃取、結(jié)晶等。

4、第三代生物技術(shù)

以20世紀(jì)70年代末崛起的DNA重組技術(shù)及細(xì)胞融合技術(shù)為代表。生物技術(shù)在其主要領(lǐng)域(如基因工程、酶工程、細(xì)胞工程和微生物發(fā)酵工程)取得了長(zhǎng)足

蛋白質(zhì)純化是蛋白質(zhì)研究中不可缺少的環(huán)節(jié)，只有了解蛋白質(zhì)的分子量、溶解性、等電點(diǎn)以及穩(wěn)定性等基本性質(zhì)，才能達(dá)到有效純化。根據(jù)目標(biāo)蛋白的物理或化學(xué)性質(zhì)的不同，可以有針對(duì)性地采取不同的蛋白質(zhì)純化方法。

蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是生物體內(nèi)的功能性大分子。隨著分子生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、基因組學(xué)等研究的不斷深入，人們意識(shí)到僅靠基因組的序列分析來闡明生命活動(dòng)的現(xiàn)象和本質(zhì)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有從蛋白質(zhì)組學(xué)的角度來研究蛋白質(zhì)，才能更好地把握生命現(xiàn)象和規(guī)律，揭示其本質(zhì)。

要研究蛋白質(zhì)，首先要得到高純度的、具有生物學(xué)活性的、相對(duì)穩(wěn)定的目的蛋白質(zhì)，然后才能對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行研究，進(jìn)而才可能大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用，以造福人類。而蛋白質(zhì)在組織或細(xì)胞中一般都是以復(fù)雜的混合物的形式存在，不同類型的細(xì)胞中含有不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)，這就使得蛋白質(zhì)純化成為一項(xiàng)精細(xì)而復(fù)雜的任務(wù)。因此，高效的蛋白純化技術(shù)和手段是蛋白質(zhì)研究的基礎(chǔ)和關(guān)鍵之一。

蛋白質(zhì)純化的目的通常是為了獲得純品蛋白質(zhì)，以便深入研究蛋白質(zhì)的活性位點(diǎn)、活性機(jī)制、空問結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，所以蛋白質(zhì)純化的意義在于：

1、研究生命本質(zhì)的需要從生物材料中純化制備蛋白質(zhì)，研究其結(jié)構(gòu)與功能，對(duì)于了解生命活動(dòng)的規(guī)律，闡明生命現(xiàn)象的本質(zhì)有重大意義。

2、工業(yè)生產(chǎn)的需要食品、發(fā)酵、紡織、皮革等工業(yè)需要大量高活力的酶制劑。如用淀粉酶制造葡萄糖、麥芽糖、糊精以及糖漿等。

3、醫(yī)療的需要許多蛋白質(zhì)是安全有效的藥品，如蛋白水解酶復(fù)劑作為消化藥物被廣泛使用尿激酶可以治療各種血栓性疾病等。

4、基因工程的需要對(duì)具有生理活性的蛋白質(zhì)和酶進(jìn)行基因工程改造，以提高其生理活性、酶活力和蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性等，必須首先得到純化的蛋白質(zhì)，在純品蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行改造，如定點(diǎn)突變等。

1、基于分子大小差異的蛋白質(zhì)純化技術(shù)

①凝膠層析

凝膠層析又稱為凝膠

純化水為蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的方法制得供藥用的水，不含任何附加劑。普通的水含有多種離子，如鈉離子、氯離子等，一些在化學(xué)或物理領(lǐng)域需要極其純凈的不能含任何離子的水，普通水無法滿足一些化學(xué)反應(yīng)的需要，于是通過一些設(shè)備將水中的離子去掉，這就是純化水。

通常，純化水系統(tǒng)的作業(yè)方式為24小時(shí)持續(xù)生產(chǎn)，由此，要求純化水系統(tǒng)具有非常高的持續(xù)運(yùn)行能力。在對(duì)持續(xù)生產(chǎn)過程進(jìn)行制時(shí)，主要包含兩個(gè)方面，一是實(shí)時(shí)控制層面，包含實(shí)施生產(chǎn)管理、生產(chǎn)過程互連鎖、攻順序的過程控制等，一是生產(chǎn)管理層面，包含準(zhǔn)備各生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度方案等。

1、原水

原水罐、原水進(jìn)水閥以及原水泵共同組成了原水部分，主要的功能是預(yù)處理原水，并將理之后的原水供給純化水系統(tǒng)，在原水自動(dòng)控制系統(tǒng)中，包含原水罐液位和原水進(jìn)水閥鎖操作，以便于保證原水管液位的數(shù)值與運(yùn)行要求相符合。

2、預(yù)處理

預(yù)處理系統(tǒng)部分是純化水原水處理的重要環(huán)節(jié)，主要由多介質(zhì)過濾器、軟化器等部分構(gòu)成，根據(jù)不同制藥工程藥品生產(chǎn)實(shí)際情況的差異，所用設(shè)備可能有所不同。

這一部分的主要功能在于通過一系列的物理手段，對(duì)進(jìn)入正式膜純化處理前的原水進(jìn)行初步的處理，由于市政自來水系統(tǒng)在自來水的效度過程中會(huì)使用氯化物進(jìn)行消毒，并且原水中本身也可能存在一些其他化學(xué)成分或較大顆粒物。

在預(yù)處理過程中，要對(duì)原水的化學(xué)成分進(jìn)行過濾或消除，并要對(duì)酸堿值進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，同時(shí)還要盡可能降低其硬度、池度及污染指數(shù)，使其滿足膜純化處理的基本要求。這一階段的自動(dòng)控制，主要是進(jìn)出水閥門與管道壓力的監(jiān)控，以及對(duì)預(yù)處理設(shè)備的自動(dòng)控制與管理。

3、制備過程

純化制備部分是純化水系統(tǒng)自動(dòng)控制的最主要環(huán)節(jié)，也是原水純化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)中，主要是通過膜純化技術(shù)對(duì)經(jīng)過預(yù)處理的原水進(jìn)行純化處理，生產(chǎn)出適用于藥品生產(chǎn)的純化水。

純化制備部分的構(gòu)成因制藥企業(yè)的生產(chǎn)條件不