制药分离工程 (5).pdf

第五章 沉淀分离 5.1 概述 5.2 盐析法 5.3 有机溶剂沉淀法 5.4 等电点沉淀法 5.5其他沉淀技术 思考题 学习目标 • 1. 在了解沉淀分离基本概念的基础上，掌握溶解 度降低分离原理、工艺基本流程及其影响主要因 素、工业应用范围及特点。 • 2. 熟悉几种沉淀分离技术特点和应用条件，理解 典型沉淀分离设备结构及操作技术。 • 3. 了解制药沉淀分离技术的发展趋势。 第一节 概 述 原理: • 沉淀分离又称沉析分离，是通过改变溶液的物理环 境而引起溶质溶解度降低，生成固体凝聚物的现象。 分类： 根据沉淀原理及应用对象和范围的差异，分为： ➢ 盐析法 ➢ 有机溶剂沉淀法 ➢ 等电点沉淀法 ➢ 高聚物沉淀法 ➢ 其他沉淀法等。 第二节 盐析法 盐析：蛋白质、多肽、氨基酸等两性电解质在高盐离子强度的 溶液中溶解度下降，发生沉淀析出的现象。 一、两性电解质表面特性 • 多肽、蛋白质等两性电解质因多肽链中的氨基酸残基疏水折 叠及所带电荷不同，其表面形成了疏水、亲水及荷电不同的 区域，由于静电引力作用使溶液中带反电荷的离子（称反离 子）被吸附在其周围，在界面上形成双电层。 双电层 蛋白质分子 的表面特性 有缘学习更多+谓ygd3076或关注桃报：奉献教育（店铺） 二、盐析原理 • 盐析机理： • 由于离子与蛋白质分子表面具相反电性的离子基团结合形 成离子对，因而盐离子部分中和了蛋白质的电性，使蛋白 质分子之间静电排斥作用减弱而能相互靠拢，聚集沉淀。 • 由于中性盐的亲水性比蛋白质大，盐离子在水中发生水化 而使蛋白质逐步脱去了表面的水化膜，暴露出疏水区域， 由于疏水作用相互聚集发生沉淀。 蛋白质的盐析原理示意图 （一）蛋白质的溶解度与盐浓度之间的关系 • 常用来描述该关系的是Cohn方程（Cohn equation）： LgS=β-Ks I （二）影响盐析的因素 ➢ 1. 溶质种类的影响 ➢ 2. 溶质浓度的影响 ➢ 3. pH值对盐析的影响 ➢ 4. 盐析温度的影响 ➢ 5. 盐的种类 • 案例分析 • 案例：盐析沉淀分离卵清蛋白 • 背景：目前，从鸡蛋清中分离卵清白蛋白的方法，主要采 用硫酸铵、硫酸钠和氯化钠等盐析法，经过脱盐和离心等 操作获得较高纯度的卵清白蛋白，或者盐析法结合离子交 换层析法进行分离纯化。 • 问题：查阅有关文献，根据卵清白蛋白的性质, 选定有效 的分离纯化方法，确定工艺路线，使技术上有可行性，体 现经济性。 • 几条工艺路线的分析比较： (1) 离子交换色谱法可获得较高纯度卵清白蛋白，纯度高 达92% ，但色谱法需复杂的层析分离设备和严格繁琐的层析分 离处理过程，才能获得高纯度卵清白蛋白，分离成本高。 (2) 卵白蛋白在蛋清中含量较大，采用硫酸铵、硫酸钠和 氯化钠等多步盐析法，具有处理量大、成本低、操作简便、对 蛋白质生物活性有稳定作用等优点，多步盐析法需要大量的盐 ，产品含盐量高，需多次脱盐和离心等操作才能获得较高纯度 的卵清白蛋白。 (3)可以采用盐析法与离子交换色谱法相结合，先用盐析法 初步分离卵清白蛋白，可减轻后续离子交换层析操作的压力， 从而获得高纯度的卵清白蛋白。 • 综合评价： • 盐析沉淀法因其经济、简便、安全等优点，广泛应用 于多种化合物的粗分离，实际操作中常与变性沉淀、等 电点沉淀、离子交换层析色谱等技术结合使用应用工业 生产中。 有缘学习更多+谓ygd3076或关注桃报：奉献教育（店铺） 盐析应用要点： ➢ （1）合适的盐饱和度可以选择性最大程度沉淀蛋白质。 ➢ （2）盐析操作