工藝開發放大

                  1.提?。海ń?、固液萃?。└鶕鞣N有效成分在溶劑中的溶解作用。對有效成分溶解度大,對不需要成分溶解度小的溶劑。浸提是通過溶劑與原料接觸,互相滲透、溶解、分配以及擴散等一系列復雜過程而完成。

                  浸出溶劑的選擇:溶劑可分為水、親水性有機溶劑和親脂性有機溶劑。

                  一些常見溶劑的

                  親脂性的強弱順序如下:石油醚>苯>氯仿>乙酸乙酯>丙酮>乙醇>甲醇>水

                  提取設備:操作方式:間歇式、半連續式、連續式

                  溶劑和固體原料接觸的方式:多級接觸和微分接觸。

                  選擇設備:固體原料的形狀、顆粒的大小、物理性質、處理難易等。

                  2萃取法(液-液萃?。?利用混合物中各成分在兩種互不相溶的溶劑中的分配系數的不同進行分離的方法??捎糜趶娜芤褐刑崛?、分離、濃縮有效成分或除去雜質。萃取時,各成分在兩相溶劑中分配系數相差越大則分離效率越高。萃取法的操作溫度低,適于對熱不穩定成分的分離;

                  3.微波提取法:利用微波能進行物質萃取的一種新技術;

                  微波提取的原理和特點:介于300MHz-30GHz(波長在1cm-1m,介于紅外和無線電波之間)之間的電磁波提取過程中,微波加熱導致植物細胞內的極性物質吸收微波能,產生熱量,破壞細胞膜和細胞壁。

                  特點:投資少、設備簡單、應用范圍廣、無污染等

                  微波提取的裝置和條件:裝置包括:微波爐裝置和提取容器:提取效益:微波提取頻率、和時間

                  4.超聲波提?。豪贸暡ǎl率高于20KHz )具有的機械效應、空化效應及熱效應,通過增大介質分子的運動速度、增大介質的穿透力以提取生物有效分成的方法。提取原理(1)機械效應:a.輻射壓強對物料有很強的破壞作用,使細胞組織變形、植物蛋白質變性;b.產生摩擦力,使生物分子解聚,使細胞壁上的有效成分更快地溶解于溶劑中 (2) 空化效應:介質內部溶解了一些微氣泡,這些氣泡在超聲波的作用下產生振動,當聲壓達到一定值時,氣泡由于定向擴散而增大,形成共振腔,然后突然閉合。產生的高壓,形成微激波,可造成植物細胞壁及整個生物體破裂,且在瞬間完成,利于有效成分的溶出。(3) 熱效應:聲能不斷被介質的質點吸收,介質將所吸收能量的全部或大部分轉變成熱能,從而導致介質本身和藥材組織溫度的升高,增大藥物有效成分的溶解度,加快有效成分的溶解速度。由于內部溫度的升高

                  是在瞬間完成,可以使被提取成分的結構和生物活性保持不變。

                  5.過濾利用多空性介質阻留固體而讓液體通過,是固體與液體分離的方法。

                  天然產物傳統分離純化方法.過濾設備:加壓葉濾機真空過濾機

                  6.蒸發濃縮:蒸發:溶液表面的水或溶劑分子獲得的動能超過溶液內分子間的吸引力之后,脫離表面進入空間的過程。影響因素:溫度、蒸發面積、蒸汽壓

                  7 沉淀

                  ①鹽析利用不同物質在高濃度的鹽溶液中溶解度不同來達到分離、提純的目的。

                  應用:蛋白質、多肽、多糖、核酸優點:成本低,操作簡便、安全,對許多生物活性物質具有穩定作用缺點:需脫鹽.影響鹽析的因素:離子強度、蛋白質的性質、pH、溫度鹽析方法加入固體鹽加入飽和溶液法透析平衡法

                  ②有機溶劑沉淀:能與水互溶的有機溶劑對許多能溶于水的小分子天然產物以及

                  核酸、多糖、蛋白質等生物大分子都發生能沉淀作用。

                  優點:不用脫鹽,過濾比較容易;分辨能力比鹽析法高;生化制品生產中應用比較廣泛。缺點:對某些具有生物活性的分子(如酯)容易引起變性失活,操作常得在低溫下進行。生化制品沉淀首先是能和水混溶,使用較多的是甲醇、乙醇、丙酮等。核酸、核苷酸、糖類和氨基酸等物質,最常用的是乙醇,核酸的沉淀,異丙醇等也常被采用。蛋白質和酶的沉淀,甲醇、乙醇和丙酮都可以。

                  ③鉛鹽沉淀法:(堿式)醋酸鉛在水及醇溶劑中能與多種植物成分生成難溶的鉛鹽。

                  中性醋酸鉛有機酸、蛋白質、氨基酸、酸性皂苷或部分黃酮類化合物等

                  堿式醋酸鉛除了上述能被中性醋酸鉛沉淀的成分外,還可以沉淀某些苷類、糖類及一些生物堿等堿性成分。

                  ④酸堿沉淀法:利用某些成分在酸(或堿)中溶解、在堿(或酸)中沉淀的性質達到分離的方法。如橙皮苷、蘆丁、甘草皂苷,均易溶于堿性溶液,當加入酸后,可使之沉淀析出。物堿不溶于水,但遇酸可生成鹽類而溶于水中,再加堿堿化會重新生成游離的生物堿,從溶液中析出。其他方法:等電點沉淀、重金屬鹽沉淀等

                  8.結晶:物質從液態或氣態形成晶體的過程。生成結晶的過程叫結晶生長。

                  從比較不純的結晶,再通過結晶作用精制得到較純的結晶,這一過程叫再結晶。

                  結晶是在降低物質溶解(度)量的基礎上。

                  結晶方法在原理上常分為兩大類:第一類:除去一部分溶劑;第二類:加入沉淀劑及降低溫度等方法。大致可分為:a.鹽析法:用于大分子蛋白質、酶等;b.有機溶劑結晶法:小分子氨基酸等;c.等電點結晶法:多用于兩性物質;d.其他:溫差法,加入金屬離子法等。

                  9.干燥:

                  氣流干燥:利用熱空氣與粉狀或顆粒狀濕物料在流動過程中充分接觸,氣體與固體物料間進行傳熱與傳質,從而使濕物料達到干燥的目的。

                  氣流干燥特點:干燥時間極短,一般1-5s。干燥強度大,生產能力大。天然產物傳統分離純化方法

                  沸騰干燥:利用流態化技術,即利用熱空氣使孔板上的粒狀物料呈流化沸騰狀態,使水分迅速汽化達到干燥目的。怎樣才能使粒子處于流態化?干燥時,使氣流速度與顆粒的沉降速度相等,當壓力降與流動層單位面積的質量達到平衡時(此時壓力損失變成恒定),粒子就在氣體中呈懸浮狀態,并在流動層中自由地轉動,流動層猶如正在沸騰。

                  沸騰造粒干燥:利用流化介質(空氣)與料液間很高的相對氣流速度,使溶液帶進流化床就迅速霧化。這時液滴與原來在沸騰床內的晶體結合,就進行沸騰干燥,故也可看作是噴霧干燥與沸騰干燥的結合。

                  成粒:自我成粒、涂布成粒、粘結成粒

                  噴霧干燥:利用不同的噴霧器,將懸浮液和黏滯的液體噴成霧狀,形成具有較大表面積的分散微粒同熱空氣發生強烈的熱交換,迅速排除本身的水分,在幾秒至幾十秒內獲得干燥。

                  霧化系統:壓力式噴霧、氣流式噴霧、離心式噴霧

                  色譜分離技術

                  固定相:是色譜分離過程的一個固定介質。

                  流動相:在層析過程中,推動固定相上待分離的物質朝著一個方向移動的液體、氣體或超臨界流體等都稱為流動相。柱層析中一般稱為洗脫劑;薄層層析稱為展層劑。它是層析分離中的重要影響因素之一。

                  表示。保留時間:待分離物質從進樣開始到組分流出濃度最大時所經過的時間,用t

                  R

                  保留體積:待分離物質從進樣開始到組分流出濃度最大時所用洗脫液的體積,稱為該組分的保留體積。

                  死時間:非保留溶質從進樣開始到流出色譜柱所經歷的時間,稱為死時間;

                  死體積:非保留溶質從進樣開始到流出色譜柱所用的洗脫液的體積,稱為死體積;調整保留時間:某種物質扣除死時間后的在色譜柱上的保留時間。

                  調整保留體積:某種物質扣除死體積后的在色譜柱上洗脫所用的洗脫劑的體積。

                  容量因子:某一溶質在色譜柱中任意位置達到平衡后,該溶質在固定相中量和在流動相中的量之比。

                  分配系數:在一定的條件下,某種組分在固定相和流動相中含量(濃度)的比值,常用K 表示。

                  遷移率(比移值):在一定條件下,在相同的時間內某一組分在固定相移動的距離與流動相本身移動的距離之比值,常用R f 表示。

                  遷移率和分配系數的關系?

                  塔板理論色譜柱的理論塔板數越大,塔板高度越小,色譜柱的分離效率越高。 分辨率(分離度):相鄰兩個峰的分開程度。

                  Rs=0.8:兩峰的分離程度可達89% Rs=1:分離程度98%Rs=1.5:達99.7%(相鄰兩峰完全分離的標準)

                  操作容量(交換容量):在一定條件下,某種組分與固定相反應達到平衡時,存在固定相上的飽和容量。

                   

                  根據流動相和固定相的極性程度,分為正相和反相色譜。

                  正相色譜:流動相的極性小于固定相的極性,適用于極性化合物的分離。其流出順序是極性小的先流出,極性大的后流出。

                  反相色譜:流動相的極性大于固定相的極性。它適用于非極性化合物的分離,其流出順序與正相色譜恰好相反。

                  根據流動相的形式分類:液相層析:流動相為液體的層析;氣相層析:流動相為氣體的層析;

                   

                  色譜分離技術--吸附色譜法原理吸附色譜為固定相與流動相相對移動過程中,溶質和溶劑分子在吸附劑表面上的活性位點相互競爭的吸附過程。

                  簡單的說:依據吸附劑對混合物中各成分吸附性能的不同,使各成分得到分離。液-固吸附用得最多。

                  氧化鋁:由氫氧化鋁直接在高溫下脫水制得。

                  氧化鋁的吸附機理:表面有鋁醇基(Al-OH )羥基的氫鍵作用而吸附化學物質。氧化鋁的活性與含水量密切相關:

                  活化:在高溫下去除水分,含水量低,活性增強,稱為活化;

                  去活化:加入一定量的水,含水量高,活性降低。

                  硅膠通常用SiO 2 · xH 2O 表示,是一種堅硬、無定型鏈狀和網狀結構的硅酸聚合物顆

                  粒。內部--硅氧交聯結構--多孔結構表面--硅醇基-氫鍵作用--吸附活性中心與極性化合物或不飽和化合物形成氫鍵;吸附的強弱與硅醇基的多少有關

                  色譜分離技術--吸附色譜法;硅醇基能通過氫鍵形成吸附水分,硅膠的吸附力隨吸水量的增加而降低;吸水量超過17%,吸附力較低不能用作吸附劑。

                  活化:一般指將硅膠在110℃加熱30min ,增強吸附能力。但當溫度升高至500℃時,硅膠表面的硅醇基脫水縮合轉變為硅氧烷鍵,而喪失因氫鍵吸水的活性。

                  硅膠是一種酸性吸附劑,適用于中性或酸性成分的層析,如酚類、甾體和萜類等粒度越小,均勻性越好,分離效率越高;硅膠表面積越大,與樣品間的相互作用越強,吸附力越強;同時硅膠又是一種弱酸性陽離子交換劑,其表面上的硅醇基能釋放弱酸

                  性的氫離子,當遇到較強的堿性化合物,則可因離子交換反應而吸附堿性化合物。

                  聚酰胺:由有機酸和有機胺經聚而成的高分子材料。聚酰胺分子上有許多酰胺基團,形成活性中心。吸附屬于氫鍵吸附,極性物質和非極性物質都適用?;瘜W性質很穩定,不溶于水、醇、丙酮、氯仿、苯、正己烷等各種極性的與非極性的溶劑中。特別適合于對黃酮、酚類、醌類等物質的分離

                  常用的有機溶劑極性由小到大的順序排列:

                  正己烷<石油醚<環己烷<四氯化碳<苯<甲苯<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<丙酮<乙醇<甲醇<水<乙酸<甲酸

                  流動相:單一溶劑二元、三元甚至多元溶劑組分

                  裝柱過程:關閉層析柱出水口,裝入1/3柱高的溶劑作緩沖液,并將處理好的吸附

                  劑等緩慢倒入柱中,使其沉降約3cm高。打開出水口,控制適當流速,使吸附劑等均勻沉降,并不斷加入吸附劑溶液。注意:不可干柱、分層,否則需要重新裝柱。

                  柱層析基本操作收集、鑒定及保存洗脫峰不一定能代表一個純凈的組分。在合并一個峰的各管溶液之前,還要進行鑒定。

                  基質的再生各種基質的再生方法都有各自的方法根據不同的處理方法處理基質再生。

                  吸附薄層層析薄層層析用的吸附劑與其選擇原則:和柱層析相同

                  主要區別在于:薄層層析要求吸附劑的粒度更細,一般應小于10um,粒度均勻,用于薄層層析的吸附劑或預制薄層一般活度要求不宜過高。

                  大孔吸附樹脂:是一種不含交換基團的、具有大孔結構的高分子吸附劑??孜綐渲酁榘咨那驙铑w粒,分為非極性、中性和極性三大類。常用的為苯乙烯型和丙烯腈型,在樹脂合成時根據需要引入極性基團則成為極性樹脂從而增強吸附能力。大孔吸附樹脂的分離原理:由于吸附和篩選原理,有機化合物根據吸附力的不同及分子量的大小,在大孔吸附脂上經一定的溶劑洗脫而分開。

                  分配色譜:基于混合物各組分在固定相與流動相之間的分配性質不同而實施分離的

                  一種層析方法。分離各種化合物的本質是化合物在兩相中因結構不同而產生分配系數的差異。

                  固定相:一般用一種液體或多孔物質牢固吸附和化學鍵結合的一種液膜作為固定相。色譜分離技術—分配層析法

                  紙層析固定相:濾紙纖維及其結合的水。流動相:有機溶劑

                  遷移率和分配系數的關系?

                  雙向紙層析:適用于樣品所含溶質較多或某些組分在單相紙層析中的Rf比較接近。

                  反相層析:固定相的極性小于流動相,化合物流出色譜柱的順序是從大到小的色譜

                  過程稱為反相色譜,該色譜通常為分配色譜。固定相:一般以硅膠為基質,鍵合C18等烷烴的非極性固定相。流動相:甲醇、乙腈、水等。

                  液滴逆流層析基本原理:多個首尾相連的分配萃取管中填充固定相液,而使流動相形成液滴通過此固定相液,在細的分配萃取管中與固定相液有效地接觸,不斷形成新的表面,從而促進待分離混合物各組分在兩相溶劑之間的分配。

                  離子交換層析:以離子交換劑為固定相,依據流動相中的組分離子與交換劑上的平

                  衡離子進行可逆交換時的結合力大小的差別而進行分離的一種層析方法。廣泛應用于各種生化物質如氨基酸、蛋白、核苷酸等的分離純化。

                  離子交換層析的原理:依據各種離子或離子化合物與離子交換劑的結合力不同而進

                  行分離純化的。固定相:離子交換劑,它是由一類不溶于水的惰性高分子聚合物基質通過一定的化學反應共價結合上某種電荷基團形成的。

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