【正文】 61 大型薄膜蒸發(fā)器示意 62 63 (二 )干燥 干燥是使物質(zhì)從固體或半固體狀經(jīng)除去存在的水分或其他溶劑，從而獲得干燥物品的過(guò)程 在生化制藥工藝中干燥目的在于：①提高藥物或藥劑的穩(wěn)定性，以利保存與運(yùn)輸；②使藥物或藥劑有一定的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)；③便于進(jìn)一步處理。 水在干燥的物料中，有三種存在形式：即表面水、毛細(xì)管中的水與細(xì)胞內(nèi)的水。表面水很容易通過(guò)汽化除去。毛細(xì)管中的水， 由于毛細(xì)管壁的作用，較難除去。細(xì)胞內(nèi)的水由于被細(xì)胞膜包圍封閉，如不擴(kuò)散到膜外則不容易蒸發(fā)除去。水分在固體物料中的存在情況可能是單一的，也可能是多樣的，因此，干燥應(yīng)緩慢進(jìn)行，使各種形成存在水能被逐步去除。干燥速度在溫度及壓力不變的條件下取決于液體到達(dá)表面的速度。物質(zhì)在空氣中的干燥度，常稱為物質(zhì)的平衡濕度，在一定條件下是一個(gè)定值。因此，除非改變大氣的溫度、濕度或壓力，否則即使無(wú)限地延長(zhǎng)干燥的時(shí)間也不能改變物質(zhì)干燥度 64 五、 生化物質(zhì)的分離純化 (一 )生物制藥中分離純化的特點(diǎn) 在生化分離技術(shù)中包括生化分離分析和生化 制備。前者主要對(duì)生物體內(nèi)各組分分離后進(jìn) 行定性、定量分析，它不一定要把某組分從 混合物中分離提取出來(lái)。而后者則主要是為 了獲得生物體內(nèi)某一單純組分 65 ① 生物材料組成非常復(fù)雜，一種生物材料常含成千上萬(wàn)種成分，各種化合物在形狀、相對(duì)分子質(zhì)量和理化性質(zhì)等方面都各不相同，且又相似，其中有不少化合物迄今還是未知物，而且生物活性物質(zhì)在分離過(guò)程中仍處于不斷代謝變化中，因此常無(wú)固定操作方法可循。 ②有些化合物在生物材料中含量極微，只有萬(wàn)分之一、十萬(wàn)分之一，甚至百萬(wàn)分之一。因此分離操作步驟多，不易獲得高收率。 ③生物活性成分離開(kāi)生物體后，易變性、失活，分離過(guò)程必須十分小心地保護(hù)這些化合物的生理活性，這也是生物制藥中分離、制備的難點(diǎn)。 66 ④ 生物制藥中的分離方法幾乎都在溶液中進(jìn)行，各種參數(shù) (溫度、 pH值、離子強(qiáng)度等 )對(duì)溶液中各種組分的綜合影響無(wú)固定性，以致許多實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論性不強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果常常帶有很大經(jīng)驗(yàn)成分。因此，實(shí)驗(yàn)要有一定的重現(xiàn)性，必須從材料、方法、條件及試劑藥品等嚴(yán)格地加以規(guī)定。 ⑤為了保護(hù)目的物的生理活性及結(jié)構(gòu)上的完整性，生物制藥中的分離方法多采用溫和的“多階式”方法進(jìn)行，即常說(shuō)的“逐級(jí)分離”方法。為了純化一種生化物質(zhì)常常要聯(lián)用幾個(gè)甚至十幾個(gè)步驟，并不斷變換各種不同類型的分離方法，才能達(dá)到目的。因而操作時(shí)間長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，效率不高。近年發(fā)展起來(lái)的親和層析法具有從復(fù)雜生物組成中專一“釣出”特異生化成分的特點(diǎn)，目前已在生物大分子，如酶、蛋白、抗體和核酸等的純化中得到廣泛應(yīng)用。 67 (二 )分離純化的基本原理 ① 根據(jù)分子形狀和大小不同進(jìn)行分離。如差迷離心與超速離心、膜分離 (透析，電滲析 )與超濾法、凝膠過(guò)濾法等。 ②根據(jù)分子荷電性質(zhì) (帶電性 )差異進(jìn)行分離。如離子交換法、電泳法、等電聚焦法等。 ③根據(jù)分子極性大小及溶解度不同進(jìn)行分離。如溶劑提取法、逆流分配法、分配層析法、鹽析法、等電點(diǎn)沉淀法及有機(jī)溶劑分級(jí)沉淀法。 ④ 根據(jù)物質(zhì)吸附性質(zhì)的不同進(jìn)行分離。如選擇性吸附與吸附層析法。 ⑤根據(jù)生物分子與其配體的特異親和性進(jìn)行分離。如親和層析法、親和沉淀法。 68 (三 )分離純化的基本程序和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ① 確定制備物的研究目的及建立相應(yīng)的分析鑒定方法； ②通過(guò)文獻(xiàn)了解制備物的理化性質(zhì)，進(jìn)行穩(wěn)定性的預(yù)備試驗(yàn)； ③材料處理及抽提方法的選擇； ④分離純化方法的摸索； ⑤產(chǎn)物的均一性測(cè)定。 69 在分離純化的早期，由于提取液中的成分復(fù)雜，目的物濃度較稀，與目 的物理化性質(zhì)相似的雜質(zhì)多，所以不宜選擇分辨能力較高的純化方法。 因?yàn)樵陔s質(zhì)大量存在情況下，被分離的目的物難于集中在一個(gè)區(qū)域，所 以分離純化的早期常用萃取、沉淀、吸附等一些分辨力低、負(fù)荷能力大 的方法較為有利。這些方法多兼有分離、提純和濃縮作用，為進(jìn)一步分 離純化創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)?？傊?，早期分離方法的選擇原則是低分辨能力、 大負(fù)荷量者為合適。但隨著許多新技術(shù)的建立，一種特異性方法的分辨 力愈高，便意味著提純步驟愈簡(jiǎn)化、收率愈高、生化物質(zhì)的變性危險(xiǎn)愈 少，因此親和層析法、纖維素離子交換色譜法、連續(xù)流動(dòng)電泳、連續(xù)流 動(dòng)等電聚焦等在一定條件下，也可用于從粗提取液中分離制備小量目的 物。 70 2．各種分離純化方法的使用程序 生化物質(zhì)的分離都是在液相中進(jìn)行，分離方法主要根據(jù)物質(zhì)的分配系數(shù)、相對(duì)分子質(zhì)量大小、離子電荷性質(zhì)及數(shù)量和外加環(huán)境條件的差別等因素為基礎(chǔ)，而每一種方法又都在特定條件下發(fā)揮作用。因此，不適宜在相同或相似條件下連續(xù)使用同一種分離方法。例如純化某一兩性物質(zhì)時(shí)，前一步已利用該物質(zhì)的陰離子性質(zhì)，使用了陰離子交換色譜法，下一步提純時(shí)再用陽(yáng)離子性質(zhì)作色譜層析或電泳分離便會(huì)取得較好分離效果。各種分離方法的交叉使用對(duì)于除去大量理化性質(zhì)相近的雜質(zhì)是較為有效的。如某些雜質(zhì)在各種條件下帶電荷性質(zhì)可能與目的物相似，但其分子形狀、大小與目的物相差較大，而另一些雜質(zhì)的分子形狀與大小可能與目的物相似，但在某條件下與目的物的電荷性質(zhì)又不同。 71 3．分離后期的保護(hù)性措施 在分離操作的后期必須注意避免產(chǎn)品的損失，主要損失途徑是器皿的吸附、操作過(guò)程樣品液體中的殘留、空氣的氧化和不可預(yù)知的因素。為了取得足夠量的樣品，常常需要加大原材料的用量，并在后期純化工序中注意保持樣品溶液有較高的濃度，以防止制備物在稀溶液中的變性，有時(shí)常加入一些電解質(zhì)以保護(hù)生化物質(zhì)的活性，減少樣品溶液在器皿中的殘留量。 72 (四 )分離純化工藝優(yōu)劣的綜合評(píng)價(jià) 每一個(gè)分離純化步驟的好壞，除了從分辨能力和重現(xiàn)性兩方面考慮外，還要注意方法本身的回收率，特別是制備某些含量很少的物質(zhì)時(shí)，回收率的高低十分重要。但不同物質(zhì)的穩(wěn)定性不同，分離難易不同，回收率也不同。對(duì)每一步驟方法的優(yōu)劣的記錄，體現(xiàn)在所得產(chǎn)品質(zhì)量及活性關(guān)系上。這一關(guān)系，可通過(guò)每一步驟的分析鑒定求出。 73 例如酶的分離純化，可通過(guò)測(cè)定每一步驟產(chǎn)物質(zhì)量與活性關(guān)系。其他活性物質(zhì)也可通過(guò)測(cè)定總活性的變化與樣品質(zhì)量或體積的變化，列表進(jìn)行對(duì)比分析，算出每步的提純倍數(shù)及回收率。在這種情況下，先用分子篩，離心或膜過(guò)濾法除去相對(duì)分子質(zhì)量相差較大的雜質(zhì)，然后在一定 pH值和離子強(qiáng)度范圍下，使目的物變成合適的離子狀態(tài)，便能有效地進(jìn)行色譜分離。當(dāng)然，這兩種步驟的先后順序反過(guò)來(lái)應(yīng)用也會(huì)得到同樣效果。 74 在安排純化方法順序時(shí)，還應(yīng)考慮有利于減少工序，提高效率，如在鹽析后采取吸附法，必然會(huì)因離子過(guò)多而影響吸附效果，如增加透析除鹽，則使操作大大復(fù)雜化。如倒過(guò)來(lái)進(jìn)行，先吸附，后鹽析，就比較合理。對(duì)于未知物通過(guò)各種方法的交叉應(yīng)用，有助于進(jìn)一步了解目的物的性質(zhì)。不論是已知物或未知物，當(dāng)條件改變時(shí)，連續(xù)使用一種分離方法是允許的，如分級(jí)鹽析和分級(jí)有機(jī)溶劑沉淀等