论述提取分离纯化技术在西药制取过程中的应用

随着人们健康意识的提升和医疗保健事业的发展，我国制药产业竞争越来越激烈，制药企业在生产和经营中为了更好的保持市场立足点而不断提升企业竞争力，采用各种新技术、新设备来提高生产效率、简化制药体系、降低生产成本。提取分离纯化技术作为西药生产中的核心环节，它的应用情况很大程度上决定着西药生产效率和成本，也关系到西药未来发展情况，为此我们有必要对其进行研究和改进。 1、扩张柱床吸附技术 扩张柱吸附技术在当今西药制取生产中已经广泛应用，且经验也相对成熟。目前，这一技术已经被广泛的应用在多种药物生产领域，且因为它本身具备实用性强、操作方便的优势，我们可以预计在未来必然会得到更进一步的推广，目前这一技术主要是用于各种蛋白物质的提取和分离纯化。相关研究工作人员研究发现，在蛋白质分离提纯的时候，蛋白质通常都处于一个复杂的包涵体形式，这个时候就需要工作人员利用各种技术让蛋白质重组变成包涵体形式，这也需要一个复杂、特殊的纯化流程才能够实现，但由于这一环节本身操作难度大且容易产生杂质，不得不需要在提取完成之后再次采用离心设备来进行分离，不仅造成加工环节的更加复杂，而且大大提升了加工成本。 面对这种情况，以扩张柱吸附技术为主的新分离技术自诞生以来便得到业界的重视，它有效的改善了这一问题，它在应用中利用吸附层析离的原理，利用层析柱进行相应扩张，使得柱床在上下保持平衡状态的同时，各种杂质从柱底进入到柱体内部，这个时候想要提取的蛋白质便会逐渐吸附在柱体上，而杂质逐渐被排了出来，这个时候则有效的实现了提取分离的工作目的，减少了不必要的生产加工环节。 在具体的应用中，这一技术还能在提取分离的基础上改变原来的洗涤条件，让蛋白质自我分离出来的同时达到简化提纯的工作目的。这一技术不仅操作简单、经济性强，且简化生产环节，对于提高制药经济效益有着至关重要的意义。 2、径向膜层析技术 一直以来，层析技术在西药制取生产当中的应用都非常的普遍，其主要是用来对药品进行提取分离和纯化。但是在实际工作中，传统的径向膜层析技术在应用中还存在很大的缺陷，它主要表现在在具体的提纯分离中容易出现液体流速受限、提纯效率不高以及设备流程更复杂的现象，这使得在具体生产当中不仅需要耗费大量的时间和精力，而且造成生产成本的大幅度上升。另外，这种技术在应用中会造成很大的压力下降现象，必然给设备运行性能造成新的困扰，最终导致企业生产成本的上升。另外，传统技术在应用中条件难度很大，企业要想再进一步的扩大规模、优化生产，不得不耗费大量时间、精力和资源去对企业生产设备进行改善，并且要重组分离条件。正因为这些种种因素，我们有必要在对传统径向膜层析技术进行改进，改进后的膜层析技术在应用中利用了长轴流向设计标准，使得层析流向的面积更大，从而保证了纯化速度以及纯化处理量。并且径向膜层析过程中不会改变柱径，自然也无需改变其分离条件，因此只需要增大柱的长度，就可以实现生产规模的扩大。这对于提升西药制取效果来讲非常便利。由于径向膜层析技术的处理量较大，且经济可行，因此其已经被广泛应用在制药行业领域中。 3、置换层析技术 置换层析是非线形层析技术中(即被分离的物质在流动相与固定相之间不是线性关系而是呈其它函数关系)唯一可实际应用的技术，其基本原理是利用置换剂置换出吸附在层析柱的被分离组分。置换层析与传统洗脱层析都是利用样品组分对固定相的亲和能力不同将各组分分离，但两者的工作原理却大相径庭。传统的洗脱层析是由于各分离组分在流动相与固定相之间的分配平衡常数不同而引起的各组分在流动相的迁移速度不同达到分离目的。而置换层析的分离原理是被吸附的各组分对固定相吸附部位的直接竞争作用的结果，依据与固定相的亲和性不同在置换剂的推动下，形成一系列已分离的置换序列。重组蛋白质的纯化经常会遇到如下问题，即虽经过多次不同层析技术的分离，目标蛋白中仍有无法去除的杂蛋白，这些杂蛋白在分子量大小和所带电荷数均极为相似，有的甚至就是目标蛋白的折叠异构物。因而极难除去，常令纯化工作者头疼。利用置换层析这一具有高分辨率的方法常常可以起到特殊的效果。 4、金属螯合亲和层析的新运用 目前金属螯合亲和层析所采用的螯合剂主要有两种：一是亚氨基二乙酸(IDA)，另一个是次氨基三乙酸(NTA)。它们都可以有效地与Ni、Zn、Cu和Co等二价金属离子发生螯合作用，从而将金属离子牢固地结合在介质上。在层析过程中，这些二价金属离子又可以螯合溶液中蛋白质分子外露的组氨酸等氨基酸残基簇，将蛋白吸附在介质上。洗脱时，通过改变pH，加竞争的螯合试剂等方法，依据各蛋白组分与介质的亲和程度不同将目标蛋白与杂蛋白分离。因此具有分辨率高选择性好的特点，给分离蛋白质带来了很大方便。金属螯合亲和层析的另一个优点是层析过程既可以在常规的非变性条件下进行纯化又可以应用于含6M盐酸胍或8M尿素的变性条件。这一优点尤其对以包涵体形式表达的重组蛋白纯化尤为有利。但是在实际应用过程中金属螯合亲和层析也遇到一些问题。在过去，金属螯合亲和层析填料大都采用琼脂糖为介质，而琼脂糖颗粒表面较为粗糙，容易产生一些非特异性吸附现象。这一现象尤其出现在小量蛋白的分离或含疏水性蛋白多的情况中，而且也不适应快速分离蛋白，大大影响了金属螯合层析的分离效果。 近年来，人们还将基因重组技术与金属螯合层析结合起来，在基因水平上为蛋白质的分离纯化提供方便。其基本原理是在目的基因的N端或C端加上6个His，这样表达出的蛋白就可以直接用于金属螯合层析当中。依据蛋白质空间结构，从基因水平考虑重组蛋白的纯化为今后蛋白质分离纯化途径提供了新的思路和方向。也有些公司根据抗体与抗原的亲和作用，将抗原与目的蛋白组成的融合蛋白，再利用结合抗体的亲和柱分离目标蛋白也取得同样好的效果。 5、结束语 当然，在实际的西药制取过程中，可以采取的提取分离技术并不仅仅只有上述几种，还有很多其他的技术方法也正在不断的完善成熟，并逐渐被应用在西药制取生产领域中。但无论哪种提取分离纯化技术，在最开始应用的过程中肯定都会呈现一定的不足，这就要求我们在生产实践中不断对技术进行改进完善，从而促进我国西药制取技术水平的提升。

文章来源：《华西药学杂志》 网址: http://www.hxyxzz.cn/qikandaodu/2021/0202/402.html