疏水层析分离蛋白质药物的具体步骤

超滤是一种分子水平的膜过滤方法。超滤膜作为一种分离介质,以膜两侧的压差为驱动力,选择性地分离不同分子量的溶质。超滤过程一般在常温低压下进行,最适合分离热敏、保味、易化学物质。主要用于大分子物质的分类、分离、脱盐和浓缩,小分子物质的纯化,医药生化制剂的热原去除。

1热原去除

一般来说,制剂中的热原是通过用活性炭反复吸附来去除的,这种方法劳动强度大、成本高且产率低。超滤除热原的原理是利用分子量小于热原的超滤膜截留热原。该方法已通过美国美国食品药品监督管理局认证,具有劳动强度低、产品成品率高、产品质量好的优点。

上海第四制药有限公司利用小型卷式超滤装置,用分子量为20000的膜进行硫酸链霉素的热原去除试验。试验结果表明,用超滤代替传统活性炭吸附热原生产硫酸链霉素是可行的。上海达夫制药有限公司使用截留分子量为10000的磺化聚醚砜膜(SPES)对黄芪注射液的热原进行超滤,再用活性炭吸附,使产品热原合格率由原来的100%上下波动。上海楚天味精厂采用截留分子量为1000的SPES超滤膜去除丙氨酸、谷氨酸和赖氨酸等氨基酸溶液中的热原。鲎试验结果均为阴性。

由于药液的有效成分(如黄酮类、生物碱类、总苷类等。),它们的分子量都在1000以下。因此,对于药物制剂,尤其是注射剂,采用超滤法去除热原是最合适的。空军北京医院药房采用超滤法制备了复方丹参、尹志华和生脉三种复方中药注射剂。所得超滤产品具有良好的澄清度,放置3个月后没有出现沉淀。用化学分析法测定注射液中鞣质、蛋白质和淀粉的含量。结果表明,超滤产品中上述杂质含量均低于卫生标准,除杂效果很好。实验表明,超滤处理后的热原注射液不会损失原处方的有效成分。如复方丹参超滤产品测得的281nm光密度较高,TLC检出有原儿茶醛斑点,可见斑点及其荧光斑点多而清晰。张采用超滤法去除人参皂苷热原。结果表明,超滤能有效去除热原,减少人参总皂苷的损失。该方法简便、可靠、有效,可用于人参皂苷热原的去除。

北京中医药大学制药厂对活性炭和超滤两种工艺进行了比较,发现两种工艺对清开灵注射液的热原去除都是可行的,但超滤法得到的产品黄岑苷含量高,颜色浅,颗粒数明显少。用超滤膜过滤川参通注射液、管叔注射液、松梅乐注射液和输液中的热原。实验表明,超滤后热原去除率令人满意,达到药典要求,热原去除可靠。超滤不仅可以去除热原,还可以去除大于膜孔的大分子物质,提高注射液的澄明度和稳定性。而且超滤膜的孔径越小,脱色效果越明显。

2小分子精制

对于抗生素的小分子物质,传统的生产工艺要经过过滤、提取、浓缩、结晶等过程,存在流程长、收率低、能耗高等缺点。此外,精制过程中还有微量大分子杂质,如蛋白质、核酸、多糖等,可能对人体有副作用。超滤膜可以去除大分子杂质,简化了操作过程。

青霉素是热敏性物质,其活性单位受环境影响很大。稍高的温度或较长的处理时间会导致活性单元的降解。因此,青霉素的提纯要求在65438±05℃以下快速完成。目前青霉素精制过程中,需要加入十五烷基溴化吡啶作为破乳剂,有毒且价格昂贵。超滤法用于去除发酵副产物和残渣以及一些可溶性蛋白质,无需添加破乳剂,工艺简单快速。

超滤系统已应用于红霉素、青霉素、头孢菌素、四环素、林可霉素、庆大霉素、利福霉素等抗生素的过滤生产。美国默克公司用截留分子量为24000的超滤膜过滤头霉素发酵液。产量比带助滤剂层的转鼓真空过滤机高2%,达到98%,材料成本降低2/3,设备投资成本降低20%。另外,头孢菌素C的发酵液可以通过超滤膜进行有效处理,不堵塞、不结垢,提高了回收率,使浓缩液中头孢菌素C的浓度高于原发酵液中的浓度。韩等人用超滤膜纯化螺旋霉素,发现截留分子量为5000的芳香族聚酰胺超滤膜可以去除蛋白质等大分子杂质,起到纳滤预处理的作用。

维生素C是人体必需的营养素,广泛应用于医学和营养学。目前生产维生素C的方法主要有两种:莱尔法和两步发酵法。其中两步发酵是由中国科技人员首创的生产工艺。在此过程中,常采用加热沉淀的方法除去杂质,不仅消耗能源,而且造成有效成分古龙酸的损失,收率低。采用超滤膜系统去除发酵液中的菌丝体、蛋白质和悬浮颗粒等杂质,代替加热沉淀法,省去了预处理、加热和离心,节约了能耗,提高了古龙酸的产量。

中药中大多数有效成分的分子量小于1000,而淀粉、多糖、蛋白质、树脂等杂质等无效成分的相对分子量在50000以上。因此,适当截留分子量的超滤膜很容易将它们分离。与传统的化学分离方法相比,膜分离方法不仅效率高、操作简单,而且成本低、经济效益好,越来越被人们所采用。

3大分子精制

随着生物技术的发展,大型药物的数量急剧增加。由于这类产品的热不稳定性,超滤的低温快速过滤特性成为精制这类物质的重要方法。

采用截留分子量为20,000 PS的管式超滤膜系统浓缩植酸酶发酵液的实验表明,植酸酶的浓缩倍数可达6.53倍,浓缩收率为99.69%,截留率为99.93%。

用PAN超滤膜从藏牦牛血中分离纯化凝血酶的实验表明,凝血酶的平均比活为38.24IU/mg,比传统方法提高了2倍。

超滤膜纯化猪血SOD的方法有三个优点:①去除大量小分子杂质;②浓缩SOD可以节省后续沉淀SOD所需的溶剂;③可大大提高后续热变性和纯化的效果,SOD总回收率达到62%,比活达到5000U/mg。

超滤技术应用于丙种球蛋白产品生产中的脱醇及蛋白质浓缩。

采用超滤技术对人血白蛋白进行浓缩脱醇。

超滤浓缩分离免疫初乳中的抗体,这些应用都取得了良好的浓缩效果。

通过超滤分离高分子多糖制备具有特殊药理作用的药物,使不同分子量的中药成分用于不同的治疗目的,实现药物的综合利用,是膜分离的重要功能。

选用截留分子量为50000的PS超滤膜代替醇沉法处理板蓝根水提液,实现了高效节能。

采用CA超滤膜浓缩银耳提取液,产品得率比常规浓缩方法提高了22.4%,且浓缩时间缩短。

采用超滤-渗漉法改进香菇多糖的提取纯化工艺,提高产品收率,降低生产成本。

用超滤代替透析去除海洋真菌多糖提取物中的小分子杂质。结果表明,超滤得到的产品得率和多糖含量均高于透析对照组,多糖中大部分色素被超滤膜吸附,有利于提高粗多糖含量。

中空纤维超滤膜能有效提取六味地黄汤中的活性多糖,工艺简单,生产周期短。

4膜蒸馏

膜蒸馏是利用疏水性微孔膜分离两种不同温度的水溶液。在膜两侧水蒸气压力差的作用下,热侧的水蒸气通过膜孔进入冷侧,在冷侧冷凝。膜蒸馏与常规蒸馏中的蒸发-传输-冷凝过程相同。两者都是基于气液平衡,需要蒸发潜热来实现相变。与常规分离工艺相比,其优点是:①理论上分离100%的离子、大分子、胶体、细胞等非挥发性物质;②操作温度低于传统蒸馏工艺;③操作压力低于工艺;(4)对膜的机械性能要求低;⑤适用于特殊物质的分离,可分离浓度极高的物质,甚至产生晶体;⑥高效。膜蒸馏可以用来浓缩热敏性物质,可以充分发挥其低温浓缩特性。青霉素作为一种抗生素,在临床上已经使用了50年。一般采用溶剂萃取法提取,但提取工艺复杂。直接接触膜蒸馏的青霉素水溶液浓度相对稳定。益母草和白芍是临床常用中药,水苏碱和芍药苷都是指标成分,都是水溶性的,沸点比水高。真空膜蒸馏浓缩益母草和芍药提取液是可行的,具有效率高、能耗低、操作方便等优点,有效成分截留率为100%。