制药分离工程复习题

2025-01-31 版权声明 我要投稿

制药分离工程复习题(推荐5篇)

制药分离工程复习题 篇1

1.分别给出生物制药、化学制药以及中药制药的含义。

生物药物是利用生物体、生物组织或其成分,综合各类学科的原理与方法进行加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗制品。

化学合成药物一般由化学结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得(称全合成);或由已知具有一定基本结构的天然产物经对化学结构进行改造和物理处理过程制得(称半合成)。

中药则以天然植物药、动物药和矿物药为主。2.试说明化学合成制药、生物制药和中药制药三种制药过程各自常用的分离技术以及各有什么特点。

3.试按照过程放大从易到难的顺序,列出常用的5种分离技术。

4.结晶、膜分离和吸附三种分离技术中,最容易放大的是哪一种?最不容易放大的又是哪一种?

5.在液液萃取过程选择萃取剂的理论依据和基本原则有哪些?

6.比较多级逆流萃取和多级错流萃取,说明两种方法的缺优点

多级错流萃取流程特点是萃取的推动力较大,萃取效果好。但所用萃取剂量较大,回收溶剂时能量消耗也较大,工业上也较少采用这种流程。

多级逆流萃取流程中,萃取相的溶质浓度逐渐升高,但因在各级中其分别与平衡浓度更高的物料进行解触,所以仍能发生传质过程。萃余相在最末级与纯的萃取剂接触,能使溶质浓度继续减少到最低程度。此流程萃取效果好且萃取剂消耗小,在生产中广泛应用。

7.如何判断采用某种溶剂进行分离的可能性与难易。

8.给出分配系数与选择性系数的定义。

分配系数K:是指溶质在互成平衡的萃取相和萃余相中的质量分率之比。选择性系数β:是指萃取相中溶质与稀释剂的组成之比和萃余相中溶质与稀释剂的组成之比的比值。K=1时,萃取操作可以进行,β=1时萃取操作不能进行 9.液液萃取的影响因素有哪些?

萃取剂的影响,操作温度的影响,原溶剂条件的影响(pH值、盐析、带溶剂),乳化和破乳

10.结合超临界二氧化碳的特性说明超临界二氧化碳萃取技术的优势与局限性。

11.试对超临界萃取应用于天然产物和中草药有效成分的提取的优势与局限性进行评价。

12.简述反胶团与胶团的定义

胶团:将表面活性剂溶于水中,当其浓度超过临界胶团浓度时,表面活性剂就会在水溶液中聚集在一起形成聚集集体,称为胶团

反胶团:若向有机溶剂中加入表面活性剂,当其浓度超过临界胶团浓度时,便会在有机溶剂中也形成聚集体。13.试说明反胶团萃取的原理及特点

反胶团萃取的萃取原理:反胶团萃取的本质仍然是液-液有机溶剂萃取。反胶团萃取利用表面活性剂在有机溶剂中形成反胶团,从而在有机相中形成分散的亲水微环境,使生物分子在有机相(萃取相)内存在于反胶团的亲水微环境中。

14.试说明双水相的基本原理和特点?

基本原理:依据物质在两相间的选择性分配,但萃取体系的性质不同。当物质进入双水相体系后,由于表面性质 电荷作用和各种力(如憎水键 氢键和离子键等)的存在和环境因素的影响,在上相和下相间进行选择性分配,这种分配关系与常规的萃取分配关系相比,表现出更大或更小的分配系数。

特点:1.易于放大 2.双水相系统之间的传质和平衡过程速度快,回收效率高 3.易于进行连续化操作,设备简单,且可直接与后续提纯工序相连接,无需进行特殊处理 4.相分离条件温和,因而会保持绝大部分生物分子活性,而且可直接用在发酵中 5.可以采用多种手段来提高选择性或提高收率 6.操作条件温和,整个操作过程在常温下进行。15.膜分离技术的特点是什么?(1)膜分离过程不发生相变化,与有相变化的分离法和其他分离法相比,能耗要低。

(2)膜分离过程是在常温下进行,因而特别适用于对热敏感的物质,假如汁、酶、药品等的分离、分级、浓缩与富集。

(3)膜分离技术不仅适用于有机物和无机物,从病毒、细菌到微粒的广泛分离的范围,而且还适用于很多特殊溶液体系的分离,如溶液中大分子与无机盐的分离、一些共沸物或近沸点物系的分离等。

(4)由于只是用压力作为膜分离的推动力,因此分离装置简单,操纵轻易,易自控、维修。

16.什么是浓差极化?它对膜分离过程有什么影响?

当溶剂透过膜,而溶质留在膜上时,膜面上溶质浓度增高,这种膜面上的溶质浓度高于主体中溶质浓度的现象叫浓差极化。浓差极化可造成膜的通量大大降低,对膜分离过程产生不良影响,因此,实际操作过程尽量减小膜面上溶质的浓差极化作用。为减少浓差极化,通常采用错流过滤。

17.膜组件主要有几种型式?简要说明各种膜组件的特点。

18.试比较反渗透 纳滤 超滤和微滤四种膜分离过程的特点。

反渗透特点:1.操作过程不需要热处理,故对热敏物质是安全的。2.没有相变化,能耗低。3.浓缩和纯化可以同时完成。4.分离过程不需加入化学试剂。5.设备和工艺较其他分离纯化方法简单,且生产效率高。

滤膜孔径均匀,具有很高的过滤精度;孔隙率高,一般可达80%左右,过滤通量大,过滤所需时间短;滤膜薄,过滤时液体被滤膜吸附造成的损失较小;膜孔结构对称,自膜上表面至下表面,膜孔孔径均匀一致;膜构连续,过滤时无介质脱落,无杂质溶出,滤液清洁; 超滤膜孔径不均匀;孔隙率,滤膜薄厚;膜孔结构是非对称结构,喇叭状,上小下大,上层为致密层,约占膜厚的5%~10%,起精密分离作用,下层为大孔层,仅起支撑作用;

19.吸附作用的机理是什么?

固体内部分子受到作用力的总和为零,分子处于平衡状态。而界面上的分子受到不相等的来自两相的分子作用力,作用力的合力指向固体内部,内从外界吸收分子、原子或离子,并且在其表面形成多分子或单分子层。20.吸附法有几种?各自有何特点?

一.根据操作方式的不同,可分为:(1)变温吸附分离,低温吸附,高温解吸,循环时间较长。(2)变压吸附分离,高压吸附,低压解吸。(3)变浓度吸附分离,热敏性物质在较高温度下容易聚合,因此不宜升温解吸,可用溶剂置换吸附分离。(4)色谱吸附分离,医药工业常用且高效的分离技术之一,按操作方法不同分为迎头分离操作、冲洗分离操作和置换分离操作等。(5)循环吸附分离技术。是一种固定吸附床,经热力学参数和移动项周期性的改变,来分离混合物的技术。

二.按作用力的本质即按吸附剂和吸附质的吸附作用的不同,吸附过程可分为3类。(1)物理吸附,吸附剂和吸附质通过分子间范德华力产生的吸附作用称为物理吸附。特点,吸附区域为自由界面,吸附层为多层,吸附是可逆性的,吸附的选择性较差。规律,易液化的气体易被吸附。焓遍较小。(2)化学吸附,固体表面原子的价态未完全饱和,还有剩余的呈键能力,导致吸附剂与吸附质之间发生化学反应而产生吸附作用,称为化学吸附。特点,吸附区域为未饱和的原子,吸附层数为单层,吸附过程是不可逆的,吸附的选择性较好。焓变较大。(3)交换吸附,吸附剂表面如果由极性分子或者离子组成,则会吸引溶液中带相反电荷的离子,形成双电层同时在吸附剂与溶液间发生离子交换,称为交换吸附。特点,吸附区域为极性分子或离子,吸附为单层或多层,吸附过程可逆,吸附的选择性较好。

21.影响吸附过程的因素有哪些?

(1)吸附剂的特性:组成结构,容量,稳定性等。(2)吸附物的性质:熔点,缔合,离解,氢键等。(3)溶剂,单,混吸附操作条件,温度,ph等 22.何为离子交换法?一般可分为哪几种?

离子交换法是应用合成的离子交换树脂等离子交换剂作为吸着剂,将溶液中的物质,依靠库仑力吸附在树脂上,发生离子交换过程后,再用合适的洗脱剂将吸附物从树脂上洗脱下来,达到分离浓缩提纯的目的,是一种利用离子交换剂与溶液中离子之间所发生的交换反应进行固-液分离的一种方法。

23.离子交换树脂的结构组成?按活性集团不同可分为哪几大类?

24.PH值是如何影响离子交换分离的?

25.各类离子交换树脂的洗涤 再生条件是什么?

强酸性阳离子树脂 :可在全PH范围内使用,采用过量稀酸进行再生后重复使用。

弱酸性阳离子树脂: 溶液PH越高,弱酸性树脂的交换容量就越高,易再生成氢型,耗酸量亦小。

强碱性阴离子交换树脂;在各种PH条件下使用,弱碱性阴离子交换树脂;通常在PH小于7的溶液中使用。用NaOH再生成羟型较容易,耗碱量也小,甚至可用NaOH进行再生。色谱分离过程

26.色谱分离技术有何特点,适用于哪些产品的生产过程?

应用范围广 从极性到非极性 离子型到非离子型 小分子到大分子 无机到有机及生物活性物质 热稳定到热不稳定的化合物都可用色谱方法分离。尤其在生物大分子分离和制备方面,是其他方法无法替代的。

分离效率高 特别适合于极复杂混合物的分离,且收率,产率和纯度较高.操作模式多样 可选择吸附色谱 分配色谱和亲和色谱等不同的色谱分离;可选择不同的固定相和流动相状态和种类;可选择间歇式和连续式色谱等。

高灵敏度在线检测 27.按移动相特点,色谱可以划分为哪两类?

28.最具工业应用价值的色谱技术有哪些?

中/高压液相色谱 SMBC DAC 29.如何理解动态轴向压缩色谱技术的重要性?

DAC 柱柱效高,重现性好,装填所用的时间短,可以采用粒径更小的填料,减小柱长,增加柱径,从而减小管壁效应,可以得到几乎接近分析柱的柱效,从而可以使纯化效率更高。DAC 柱尽管比传统的法兰式封端柱的一次性投入要大一些,但是由于 DAC 柱大大提高了产品的收率和纯度,延长了色谱柱的使用寿命,而且可以自己反复装填,从综合成本效应来说,成本反而更低。所以 DAC 柱可以提高生产效率,节约生产成本。

30.说明影响色谱分离效率的参数。保留值 分离度 柱效率 结晶过程

31.结晶技术的特点是什么?适合分离哪些混合物?

能从杂质含量相当多的溶液或多组分的熔融混合物中形成纯净的晶体。结晶过程可赋予固体产品以特定的晶体结构和形态 如:晶型 粒度分布 堆密度

能量消耗少,操作温度低,对设备材质要求不高,一般亦很少有“三废”排放,有利于环境保护。

结晶产品包装,运输,储存或使用都很方便。

32.什么是溶解度?如何根据溶解度曲线选择结晶工艺??

溶解度:固体与其溶液达到固-液相平衡时,单位质量的溶剂所能溶解的固体的量,称为溶解度。溶解度的大小与溶质及溶剂的性质 温度及压强等因素有关。一般情况下,特定溶质在特定溶剂中的溶解度主要随温度变化。因此,溶解度数据通常用溶解度对温度所标绘的曲线来表示,该曲线称为溶解度曲线。溶解度特征对于结晶方法的选择起决定作用。对于溶解度随温度变化较大的物质,适用冷却结晶方法分离;对于溶解度随温度变化较小的物质,适用蒸发结晶法分离等。另外,根据不同温度下的溶解度数据还可以计算结晶过程的理论产量。

名词解释

1.生物药物:是利用生物体、生物组织或其成分,经过加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗制品。广义的生物药物包括从动物、植物、微牛物等生物体中制取的各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物。2.化学合成药物:一般由化学结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得(称全合成),或由已知具有一定基本结构的天然产物经对化学结构进行改造和物理处理过程制得(称半合成)。

3.中西药:中药人们为了同传入的西医、西药相区分,将中国传统医药分别称为中医、中药。西药主要系指“人工合成药”或从“天然药物”提取得到的化合物;中药则以天然植物药、动物药和矿物药为主。中药具有明显的特点,其形、色、气、味,寒热、温、凉,升、降、沉、浮是中医几千年来解释中药药性的依据。

4.萃取:利用原料液中组分在第三溶剂中溶解度的差异实现分离,是传质过程。5.液液分离(溶剂萃取):以液体溶剂为萃取剂,同时被处理的原料混合物也为液体的操作。6.物理萃取:溶质根据相似相溶原理在两相间达到分配平衡,萃取剂与溶质之间不发生化学反应。

7.化学萃取:通过萃取剂与溶质之间的化学反应(如离子交换或络合反应等)生成复合分子实现溶质向萃取相的分配。8.有效成分:指起主要药效的物质。

9.无效成分:指本身无效甚至有害的成分。

10.带溶剂:能和产物形成复合物,使产物更容易溶于有机溶剂相中,而该复合物在一定条件下又要容易分解的物质。

11.双水相体系;指某些有机物之间或有机物与无机盐之间在水中以适当的浓度溶解后形成互不相容的两相或多相水相体系。

12.超临界流体;当流体的温度和压力分别超过其临界温度和临界压力时,则称该状态下的流体为超临界流体(SCF)。

13夹带剂:夹带剂的作用主要有两点:一是可大大增加被分离组分在超临界流体中的溶解度;二是在加入与溶质起特定作用的适宜夹带剂时,可使该溶质的选择性(或分离因子)大大提高。

14.比表面积:单位质量多孔颗粒所具有的表面积,单位是:m2/m3或m2/g。15.孔隙度:颗粒之间的孔隙体积与其表观体积之比,通常用百分数表示。16.黏度;指液体分子间在外力作用下相对摩擦的摩擦阻力的大小。

17.表面张力:指通过液体表面上的任一单位长度,并与之相切的表面紧缩力。18.膜分离:膜分离过程是用天然的或合成的、具有选择透过性的薄膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时,原料侧液体或气体混合物中的某—或某些组分选择性地透过膜,以达到分离、分级、提纯或富集的目的。

19.纳滤:通过膜的渗透作用,借助外界能量或化学位差的推动,对两组分或多组分混合气体或液体进行分离、分级、提纯和富集。20.超滤:通过膜的筛分作用将溶液中大于膜孔的大分子溶质截留,使这些溶质与溶剂及小分子组分分离的膜过程。

21.微滤;利用微孔膜孔的筛分作用,在静压差推动下,将滤液中大于膜孔径的微粒、细菌及悬浮物质等截留下来,达到除去滤液中微粒与澄清溶液的目的。22.吸附:指流体与固体多孔物质接触时,流体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔内表面并附着在这些表面的过程。(固体物质称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质.吸附达到平衡时,流体的本体相主体称为吸余相,吸附剂内的流体称为吸附相。)

23.物理吸附:吸附剂和吸附质之间通过分子间力相互吸引,形成吸附现象。24.化学吸附:被吸附的分子和吸附剂表面的原子发生化学作用,在吸附质和吸附剂之间发生了电子转移、原子重排或化学键的破坏与生成现象。

25.离子交换:指能够解离的不溶性固体物质在与溶液接触时可与溶液中的离子发生离子交换反应。

26.色谱法:以试样组分在固定相和流动相间的溶解、吸附、分配、离子交换或其他亲和作用的差异为依据而建立起来的各种分离分析方法。分离原理:色谱分离过程的实质是溶质在不互溶的固定相和流动相之间进行的一种连续多次的交换过程,它借助溶质在两相间分配行为的差别而使不同的溶质分离.不同组分在色谱过程中的分离情况首先取决于各组分在而相间的分配系数、吸附能力、亲和力等是否有差异。

27.电泳:是指带电荷的供试品(蛋白质、核酸等)在惰性支持介质中(如酯、醋酸纤维素、琼脂糖凝胶、聚丙烯酸胺凝胶等),于电场作用下向其对应的电极方向按各自的速度进行泳动,使组分分离成狭窄区带,用适宜的检测方法记录其电泳区带图谱或计算其百分含量的方法。

28.电渗:在电场作用下液体对于固体支持物的相对移动。29.结晶:固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物中析出的过程。

简述

1、反胶团的概念、结构特征

概念:反胶团是两性表面活性剂分散于连续有机相中的一种自发形成的纳米级别的聚集体。结构特征:亲水基团(头)朝内,疏水基团(尾)朝外,含有水分子内核的纳米级别的集合型胶体。

2、临界胶束浓度的概念、在反胶团萃取工艺中确定临界胶束的意义

临界胶束浓度(CMC):是胶束形成时所需表面活性剂的最低浓度,这是体系特性,与表面活性剂的化学结构、溶剂温度和压力等因素有关。

在反胶团萃取工艺中确定临界胶束浓度义:在反胶团萃取工艺中必须确定临界胶束浓度,因为在水中的表面活性剂低浓度时呈分子状态,并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中,当浓度逐渐增大到CMC时,许多表面活性剂分子立刻结合成大基团,形成反胶束。临界胶束浓度是表面活性剂溶液性质发生显著变化的一个分水岭,当表面活性剂的度超过CMC后,才能形成反胶团结构。

3、反胶团萃取工艺解决的主要问题

主要有两点:① 解决了大分子物质萃取时的生物活性问题。常规液液萃取中的油相通常是有机溶剂,会使蛋白质等生物活性物质失活,而反胶团萃取过程中蛋白质因位于反胶团的内部而受到反胶团的保护;② 解决了蛋白质等亲水性物质的溶解度问题。由于反胶团内部的微水相环境,有利于蛋白质等亲水性物质的萃取。

4、超临界流体概念

超临界流体是指温度和压力同时超过临界值且密度接近液体的气体。

5、超临界流体的基本特性

① 密度和溶剂化能力接近液体 ②超临界流体的扩散系数介于气态和液态之间,其粘度接近气体;③当流体状态接近临界区时,蒸发热会急剧下降,至临界点处则气—液相界面消失,蒸发焓为零,比热容也变为无限大。②流体在临界点附近的压力或温度的微小变化会导致超临界流体密度相当大的变化,从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化。这是超临界萃取工艺的设计基础;

6、超临界萃取工艺流程中萃取器与分离器中的现象?引起现象的原因。萃取器中利用萃取剂接近的液体密度和溶剂化能力及低粘度特性将提取物溶解于超临界流体的萃取物。在分离器中通过减压阀进行节流膨胀以便降低超临界流体的密度,从而实现萃取物与溶剂的分离。原因是处于超临界的流体有较高的密度,同时可以通过调节温度和压力使溶剂的密度大大降低,从而降低其萃取能力,实现分离。

7、CO2作为超临界流体的特征

优势:①CO2 临界温度为31.30C,接近室温。在分离提取具有热敏性、易氧化分解的成分方面具有广阔的应用前景。②CO2临界压力为7.37MPa为中等压力。通常萃取条件的选择的适宜的对比压力区域(pr1~6)区域,目前的工业水平其超临界状态一般易于达到。③ CO2具有抗氧化、灭菌作用,有利于保证和提高天然物产品的质量④CO2 无毒、无味、无臭、不燃、不腐蚀、价格便宜、易于精制、易于回收等特点。SC-CO2萃取无溶剂残留问题,属于环境无害工艺。⑤CO2密度是常用萃取剂中最高的。超临界CO2流体对有机物有很强的溶解能力和良好的选择性。

缺点:与传统的有机溶剂萃取比较,超临界CO2流体萃取也存在一定的局限性:1)其对脂溶性成分的溶解能力较强而对水溶性成分的溶解能力较低;2)设备造价高,比较适用于高附加值产品的提取;3)更换产品时设备清洗较为困难。

8、夹带剂在哪些方面影响溶质在超临界CO2流体中的选择性和溶解性的?

① 夹带剂可以显著改变超临界CO2溶剂系统的极性,改善流体的溶剂换能力,提高被分离组分在超临界CO2流体中的溶解度,并相应地降低超临界CO2流体萃取过程的操作压力,从而大大拓宽超临界CO2流体在萃取天然物质方面的应用;

② 加入与溶质起特殊作用的夹带剂,可极大地提高超临界CO2流体对该溶质的选择性;

③ 提高溶质在超临界CO2流体中的溶解度对温度、压力的敏感程度,在萃取压力基本不变的情况下,通过单独改变温度来实现分离的目的;

④ 作为反应物参与反应,以提高产品的萃取率;

⑤ 改变溶剂的临界参数。当萃取温度受到限制时(如热敏性物质),溶剂的临界温度越接近于溶质的最高操作温度,溶质的溶解度越高,当用单组份溶剂不能满足这一要求时,可使用混合溶剂。

9、如何实现夹带剂与主萃取剂的分离

与单一组分的超临界萃取—分离过程相似,使用夹带剂的超临界萃取的分离也可通过降压、升温或恒温恒压吸附使溶质与SCF分离。只要保证降压或升温的程度足以使混溶态的SCF进入其气—液平衡区,以保证夹带剂变为液态后与萃取出的溶质在分离柱内与变成气态的主萃取溶剂分离。P92

10、按分离过程推动力类型的不同,膜分离可以分为哪些类型?

(1)以静压力差为推动力的过程:微滤、超滤、反渗透、纳滤。(2)以气体分压差为推动力的过程:气体膜分离、渗透汽化。(3)以浓度梯度差为推动力的过程——透析(4)以电位差为推动力的过程——电渗析

11、渗透汽化工艺简述

渗透汽化是一个既有质量又有热量通过膜的传递过程。离开膜的物料温度和浓度都与原加入料液不同。一般用均质膜和复合膜,起到分离作用的活性层为表面极薄的均质膜。分离机理通常用溶解—扩散模型来描述。

12、透析的基本原理 透析是穿过膜的选择扩散过程,可用于分离分子量大小不同的溶质,低于膜所截留阀值分子的物质可扩散穿过膜,高于膜截留阀值分子量的物质则被保留在半透膜的另一侧。

13、液液萃取(计算)

萃取液、萃余液 图解计算单级液液萃取的萃取剂S、E、E’、的流量、组成 图解计算多级错流、逆流的理论平衡级数 代数法计算液液萃取的萃取率

14、制药工业包括:生物制药、化学合成制药、中药制药;生物药物、化学药物与中药构成人类防病、治病的三大药源。原料药的生产包括两个阶段:第一阶段,将基本的原材料通过化学合成、微生物发酵或酶催化反应或提取而获得含有目标药物成分的混合物。第二阶段,常称为生产的下游过程,主要是采用适当的分离技术,将反应产物或中草药粗品中的药物或分纯化成为药品标准的原料药。分离操作通常分为机械分离和传质分离两大类。

15、萃取属于传质过程 浸取是中药有效成分的提取中最常用的。浸取操作的三种基本形式:单级浸取,多级错流浸取,多级逆流浸取。中药材中所含的成分:①有效成分 ②辅助成分 ③无效成分 ④组织物 浸取的目的:选择适宜的溶剂和方法,充分浸出有效成分及辅助成分,尽量减少或除去无效成分。对中药材的浸取过程:湿润、渗透、解吸、溶解及扩散、置换。

16、浸取溶剂选择的原则:①、对溶质的溶解度足够大,以节省溶剂用量。②、与溶剂之间有足够大的沸点差,以便于采用蒸馏等方法回收利用。③、溶质在统计中的扩散系数大和粘度小。④、价廉易得,无毒,腐蚀性小。浸取辅助剂的作用:①、提高浸取溶剂的浸取效能。②、增加浸取成分在溶剂中的溶解度。③、增加制品的稳定性。④、除去或减少某些杂质。

17、浸取过程的影响因素:①、药材的粒度。②、浸取的温度。③、溶剂的用量及提取次数。④、浸取的时间。⑤、浓度差。⑥、溶剂的PH值。⑦、浸取的压力。浸出的方法:浸渍、煎煮、渗漉。

18、超声波协助浸取,基本作用机理:热学机理、机械机理、空化作用。超声波的空化作用:大能量的超声波作用在液体里,当液体处于稀疏状态时,液体将会被撕裂成很多小的空穴,这些空穴一瞬间闭合,闭合时产生高达几千大气压的瞬间压力,即称为空化效应。微波协助浸取特点:浸取速度快、溶剂消耗量小。局限性:只适用于对热稳定的产物,要求被处理的物料具有良好的吸水性。

19、萃取分离的影响因素:①、随区级的影响与选择原则。②、萃取剂与原溶剂的互溶度。③、萃取剂的物理性质。④、萃取剂的化学性质。破乳的方法:①、顶替法(加入表面活性更强的物质)②、变型法(加入想法的界面活性剂)③、反应法 ④、物理法

20、超临界流体的主要特征:①、超临界的密度接近于液体。②、超临界流体的扩散系数介于气态与液体之间,其粘度接近气体。③、当流体接近临界区时,蒸发热会急剧下降,有利于传热和节能。④、流体在其临界点附近的压力或温度的微小变化都会导致流体密度相当大的变化,从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化。

21、二氧化碳作为萃取剂,这主要是由它的如下几个优异特性决定:

① 临界温度低(31.3℃),接近室温;该操作温度范围适合于分离热敏性物质,可防止热敏性物质的氧化和降解,使沸点高、挥发度低、易热解的物质远在其沸点之下被萃取出来。② 临界压力(7.38MPa)处于中等压力,就目前工业水平其超临界状态一般易于达到。③ 具有无毒、无味、不燃、不腐蚀、价格便宜、易于精制、易于回收等优点。因而,SC-CO2 萃取无溶剂残留问题,属于环境无害工艺。故SC-CO2萃取技术被广泛用于对药物、食品等天然产品的提取和纯化研究方面。④ SC-CO2还具有抗氧化灭菌作用,有利于保证和提高天然物产品的质量。

22、结晶过程的特点

1)能从杂质含量相当多的溶液或多组分的熔融混合物中形成纯净的晶体。有时用其他方法难以分离的混合物系,采用结晶分离更为有效。如同分异构体混合物、共沸物系、热敏性物系等。

2)固体产品有特定的晶体结构和形态(如晶形、粒度分布等)3)能量消耗少,操作温度低,对设备材质要求不高,三废排放少,有利于环境保护。

4)结晶产品包装、运输、储存或使用都很方便。

23、降低膜的污染和劣化的方法

1)预处理法:有热处理、调节pH值、加螯合剂(EDTA等)、氯化、活性炭吸附、化学净化、预微滤和预超滤等。

2)操作方式优化:膜污染的防治及渗透通量的强化可通过操作方式的优化来实现,3)膜组件结构优化:膜分离过程设计中,膜组件内流体力学条件的优化,即预选择料液操作流速和膜渗透通量,并考虑到所需动力,是确定最佳操作条件的关键。

4)膜组件清洗:膜的清洗方法有水力清洗、机械清洗、化学清洗和电清洗四种。

24、反胶团萃取的萃取原理:反胶团萃取的本质仍然是液-液有机溶剂萃取。反胶团萃取利用表面活性剂在有机溶剂中形成反胶团,从而在有机相中形成分散的亲水微环境,使生物分子在有机相(萃取相)内存在于反胶团的亲水微环境中。

25、浓差极化:在膜分离操作中,溶质均被透过液传送到膜表面上,不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用,在膜表面附近浓度升高,这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象。

26、凝胶极化:膜表面附近浓度升高,增大膜两侧的渗透压差,使有效压差减小,透过通量降低。当膜表面附近的浓度超过溶质的溶解度时,溶质会析出,形成凝胶层的现象。

27、反渗透 :反渗透过程就是在压力的推动下,借助于半透膜的截留作用,将溶液中的溶剂与溶质分离开来。反渗透现象:若在盐溶液的液面上方施加一个大于渗透压的压力,则水将由盐溶液侧经半透膜向纯水侧流动的现象。

28、电渗析:利用待分离分子的荷点性质和分子大小的差别,以外电场电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作.29、离子交换:能够解离的不溶性固体物质在与溶液中的离子发生离子交换反应。利用离子交换剂与不同离子结合力的强弱,将某些离子从水溶液中分离出来,或者使不同的离子得到分离。

30、均相初级成核:洁净的过饱和溶液进入介稳区时,还不能自发地产生晶核,只有进入不稳区后,溶液才能自发地产生晶核。这种在均相过饱和溶液中自发产生晶核的过程。

31、剪应力成核:当过饱和溶液以较大的流速流过正在生长中的晶体表面时,在流体边界层存在的剪应力能将一些附着于晶体之上的粒子扫落,而成为新的晶核。

32、接触成核:当晶体与其他固体物接触时所产生的晶体表面的碎粒。在过饱和溶液中,晶体只要与固体物进行能量很低的接触,就会产生大量的微粒。

33、二次成核:在已有晶体的条件下产生晶核的过程。二次成核的机理主要有流体剪应力成核和接触成核。

选择

超滤膜通常不以其孔径大小作为指标,而以截留分子量作为指标。所谓“分子量截留值” 是指阻留率达(B)的最小被截留物质的分子量。

A 80%以上 B90%以上 C 70%以上 D 95%以上

在凝胶过滤(分离范围是5000 400000)中,下列哪种蛋白质最先被洗脱下来(B)

A.细胞色素 C(13370)B.肌球蛋白(400000)C.过氧化氢酶(247500)D.血清清蛋白(68500)E.肌红蛋白(16900)“类似物容易吸附类似物”的原则,一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质(B)A.极性溶剂 B.非极性溶剂 C.水 D.溶剂

HPLC 是哪种色谱的简称(C)。

A.离子交换色谱 B.气相色谱 C.高效液相色谱 D.凝胶色谱

洗脱体积是(C)。

A.凝胶颗粒之间空隙的总体积 B、溶质进入凝胶内部的体积 C、与该溶质保留时间相对应的流动相体积 D、溶质从柱中流出时所用的流动相体积 分子筛层析纯化酶是根据(C)进行纯化。

A.根据酶分子电荷性质的纯化方法 B.调节酶溶解度的方法 C.根据酶分子大小、形状不同的纯化方法 D.根据酶分子专一性结合的纯化方法 用于蛋白质分离过程中的脱盐和更换缓冲液的色谱是(C)A.离子交换色谱 B.亲和色谱 C.凝胶过滤色谱 D.反相色谱 用活性炭色谱分离糖类化合物时,所选用的洗脱剂顺序为(D)A、先用乙醇洗脱,然后再用水洗脱 B、用甲醇、乙醇等有机溶剂洗脱 C、先用乙醇洗脱,再用其他有机溶剂洗脱 D、先用水洗脱,然后再用不同浓度乙醇洗脱 微滤膜所截留的颗粒直径为(A)A 0.02/10nm B 0.001/0.02nm C<2nm D < lnm 下列哪一项不是阳离子交换树脂(D)A 氢型 B 钠型 C 铵型 D 羟型

适合于亲脂性物质的分离的吸附剂是(B)。

A.活性炭 B.氧化铝 C.硅胶 D.磷酸鹆

气相色谱柱主要有(C)。

A 填充柱 B 毛细管柱 C A或B D A 或 B 及其他

关于分配柱层析的基本操作错误(D)A 装柱分干法和湿法两种 B 分配柱层析法使用两种溶剂,事先必须先使这两个相互相饱和 C 用硅藻土为载体,需分批小量地倒入柱中,用一端是平盘的棒把硅藻压紧压平D 分配柱层析适用于分离极性比较小、在有机溶剂中溶解度大的成分,或极性很相似的成分。

在酸性条件下用下列哪种树脂吸附氨基酸有较大的交换容量()A.羟型阴 B.氯型阴 C.氢型阳 D.钠型阳

超临界流体萃取法适用于提取(B)A、极性大的成分 B、极性小的成分 C、离子型化合物

D、能气化的成分 E、亲水性成分

分离纯化早期,由于提取液中成分复杂,目的物浓度稀,因而易采用(A)A、分离量大分辨率低的方法 B、分离量小分辨率低的方法 C、分离量小分辨率高的方法 D、各种方法都试验一下,根据试验结果确定 蛋白质类物质的分离纯化往往是多步骤的,其前期处理手段多采用下列哪类的方法。(B)A.分辨率髙 B.负载量大 C.操作简便 D.价廉

在选用凝胶层析柱时,为了提髙分辨率,宜选用的层析柱是(A)A、粗且长的 B、粗且短的 C、细且长的 D、细且短的

在萃取液用量相同的条件下,下列哪种萃取方式的理论收率最高()A.单级萃取 B.三级错 流萃取 C.三级逆流萃取 D.二级逆流萃取 磺酸型阳离子交换树脂可用于分离(E)A、强心苷 B、有机酸 C、醌类 D、苯丙素 E、生物碱

不能用于糖类提取后的分离纯化的方法是(B)A、活性炭柱色谱法 B、酸碱溶剂法 C、凝胶色谱法

D、分级沉淀法 E、大孔树脂色谱法

用大孔树脂分离苷类常用的洗脱剂是(B)A、水 B、含水醇 C、正丁醇 D、乙醚 E、氯 仿

综合

1.区分渗透与反渗透

答:渗透是由于存在化学势存在梯度而引起的自发扩散现象。因此,通常情况下,?其结果是水从纯水一侧透过半透膜向溶液侧渗透,使后者的液位抬高。如果在溶液一侧施加压力i,外界力做功使溶液中水的化学势升高,则纯水通过膜的渗透就会逐渐减小,并最终停止,此时的压力差就是溶液的渗透压。水将从溶液一侧向纯水一侧移动,此种渗透称之为反渗透。2.简述过饱和溶液形成的方法?

答:(1)热饱和溶液冷却(等溶剂结晶)适用于溶解度随温度升高而增加的体系;同时,溶解度随温度变化的幅度要适中;(2)部分溶剂蒸发法(等温结晶法)适用于溶解度随温度降低变化不大的体系,或随温度升高溶解度降低的体系;(3)真空蒸发冷却法 使溶剂在真空下迅速蒸发,并结合绝热冷却,是结合冷却和部分溶剂蒸发两种方法的一种结晶方法;(4)化学反应结晶 加入反应剂产生新物质,当该新物质的溶解度超过饱和溶解度时,即有晶体析出。3.简述结晶过程中晶体形成的条件?

答:结晶过程包括过饱和溶液的形成、晶核的形成及晶体的生长三个过程,其中溶液达到过饱和状态是结晶的前提,过饱和度是结晶的 推动力。4.简述凝胶色谱的分离原理?

答:凝胶排阻色谱的分离介质(填料)具有均匀的网格结构,其分离原理是具有不同分子量的溶质分 子,在流经柱床是,由于大分子难以进入凝胶内部,而从凝胶颗粒之间流出,保留时间短;而小分子溶质可以进入凝胶内部,由于凝胶 多孔结构的阻滞作用,流经体积变大,保留时间延长。这样,分子量不同的溶质分子得以分离。

5.膜分离过程中,有那些原因会造成膜污染,如何处理?

制药分离工程复习题 篇2

《制药分离工程》是制药工程专业的必修课,是在物理化学、化工原理、生物化学、微生物学及制药工艺等课程的基础上,研究药物提取、分离、纯化的理论与技术的综合性课程。其研究的对象包括了化学合成药物、生物工程药物和天然药物等,涉及了化学与生物交叉领域,集成了化学分离与生物分离原理与技术。通过本课程的学习,要使学生掌握制药产品分离原理与技术的科学本质,在理解和掌握传统分离技术的基础上,接受新概念、新知识、新技术,为今后的科学研究、技术开发和工程应用作好理论准备[1]。现代制药业对制药人才知识结构和能力结构的需求,给制药工程专业课程的教学提出了新的课题。为了实现制药工程专业的培养目标,使学生毕业后能尽快胜任制药企业工程师的职位,结合专业特点进行《制药分离工程》课程的教学,培养合格的制药工程专业人才,满足社会发展和人才需求,我们在近几年《制药分离工程》的教学中,进行了探索性的改革与实践,受到了制药工程专业学生的广泛欢迎,获得了较好的教学效果。

1 制药工程专业制药分离工程教学中存在的问题

制药工程专业是1998年原教育部专业调整后的一个整合专业,属近年来国内外新开设的交叉学科型专业,目前,在课程设置、学科建设、专业教学和人才培养等方面还在不断的研究和探索之中。《制药分离工程》课程内容涵盖了分离技术的所有门类,内容丰富,种类较多。这些内容的设置有助于学生工程能力的提高,但由于其中绝大部分内容学生已在其它先行课程中学习过(如精馏和吸收、干燥等单元的内容都曾在《化工原理》中讲授过),因而相关内容的课时安排都远低于各门先行课程,对各部分内容都只是蜻蜓点水,没能进一步深入,原来没学懂的仍然不懂,原来学懂了的得不到提高,而对一些新型分离方法、新知识和前沿内容则介绍不够。

由于当今学生大多没有工厂生产经验,更没有工程体验,对制药生产的工艺流程没有印象,不知道所学的单元操作在药厂是如何进行的,提取分离的机械设备是如何串接的,理论计算对于生产应用有何意义等。所以,不论书本和教师如何讲授,这些实在具体的内容对于他们都是很抽象的,所学的理论知识枯燥死板,很难调动学生的学习兴趣,更谈不上激发创造潜能。再则《制药分离工程》各部分内容相对独立,学生虽然掌握了各单元过程的工艺设计与工程计算,但因缺乏工程的整体概念,不会综合运用各部分知识到工程实践中,当他们面对实际工程问题时,不知如何将其分解为单元过程,更不会运用所学的理论知识解决问题。

2《制药分离工程》教学改进

针对本课程教学中存在的上述问题,笔者对《制药分离工程》的教学内容和方法作了调整和改进,以相应的教学大纲所规定的教学目标为重点,参考了多部不同风格的制药分离工程教材(如天津大学孙彦编写的《生物分离工程》[2],严希康编的生化分离工程[3],李淑芬、姜忠义编的高等制药分离工程[4]等)编制了我们的教学方案。《制药分离工程》课程包括理论教学和实践教学两大环节,教学过程中要重视理论课教学,同时更要强化实践环节,增强学生的工程意识。要充分认识不同教学环节的特点,对各种教学法进行分析,综合运用,开创新的教学法,更好地培养学生运用理论分析和解决工程设计中各种实际问题能力。

2.1 教学内容的设计与优化

现今制药业发展很快,每年有大批新药上市。因此,制药工程专业的《制药分离工程》课程,其教学内容除了学习基本理论基础外,还应紧跟形势,使学生了解现代药物发展趋势,药品制造设备及部分药品的生产工艺流程。我们在教学计划中删减一些陈旧、适应性不强的内容,对基础课程中学过的理论仅作简要介绍,着重讲授研究成熟、应用性广的理论、方法和工艺流程。一方面通过查阅文献,掌握现代药物分离制备的最新动态,向学生介绍本学科不断涌现的新知识、新技术、新方法以及本学科与相关学科间的关系,使学生受到现代科学技术的熏陶,另一方面根据本课程应用性强的特点,强调理论联系实际,增加新型分离技术等教学内容,提出与制药工业生产实际联系密切的问题供大家讨论分析,让学生充分认识制药工业生产过程。根据学校和专业开出的基础课程内容,学科教学小组对《制药分离工程》课程的内容进行了增减。由于河南中医学院制药工程学科分属于药学院,依托于中药学及药物制剂等专业,工程基础课程开设相对较少,因此,在讲述各分离操作基本单元的工艺计算时,扩充了传递基本理论的内容,并在此基础上对药物生产常用的一些提取浓缩设备进行了全面的介绍,以满足学生具备工程基础的要求。我们将先期《化工原理》课程中基本的分离单元操作与《制药分离工程》中的分离工程原理内容整合衔接,避免了重复,同时增加《化工原理》中未讲述的分离方法。制药工程专业包括化学制药、生物制药和中药制药三个方向,方向的不同导致分离方法各不相同。我们突出中药制药方向特色,还注重介绍中药制药中的分离方法等。例如:液-固萃取、双水相萃取、液膜萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取、膜分离、吸附和离子交换分离、色谱分离、水蒸气蒸馏、分子蒸馏、电泳、亲和纯化、细胞破碎和分离、泡沫分离、沉淀以及中药分离常用的水提醇沉法、醇提水沉法和半仿生提取法等。

2.2 进一步改革课堂教学方式和手段

有效的教学手段和教学方法能大大提高教学效果。我们改革制药分离工程的教学手段和方法,构建和谐的课堂环境,提高了该课程的教学效果。首先,转变教学观念,调整更新《制药分离工程》课程的教学内容,强调教学内容的实践性;其次,强调理工结合,引导学生的思维方式从以科学、严谨、抽象、演绎为主的“理”与以综合、归纳、合理简化为主的“工”结合,建立用理论指导工程技术的观点及技术经济观点。在教学过程中,学生不仅应当掌握制药分离技术基本理论和方法,更重要的是要受到工程研究的思维方式和创新能力等综合素质的训练。利用理科理论知识与工科工程知识的结合,培养学生的创新意识、创新精神和创新能力;第三,改进教学方法,激发学生的学习热情和兴趣,改善教学效果,提高学生学习的主动性。

传统的教学模式“以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心”,这种方式导致师生双方缺少交流,教与学相互脱节,重教轻学,重理论轻实践,学生学习的积极性不高。多年的教学实践证实,启发式与讨论式教学相结合的方法,即“以学生为中心、以知识掌握为基础、以能力培养为主线、以素质培养为目标”的新型教学模式,更有助于提高学生的学习兴趣。这种新的教学模式避免单向的知识灌输,通过情境教学导入工程实践问题,围绕问题的解决教会学生应用理论知识。该教学方法运用教师讲授、课堂讨论、课下习题、自学思考相结合的教学形式,注重师生互动、生生互动,引导学生积极思考,培养学生独立分析问题、解决问题的能力,提高学生理论联系实际的能力和创新能力,使学生在课程的学习过程中,切实感受到解决实际应用问题的成就感,增强自信心,激发学习主动性和创造欲[5]。

2.3 现代教学手段与传统教学方法结合,改善课堂教学效果

《制药分离工程》涉及众多的传递理论、工程单元操作和分离工艺流程。在校学生大多未见过药物分离提取设备,对其缺乏基本的感性认识。长期以来,由于这些过程和设备无法在课堂上展示,在很大程度上造成了教学过程枯燥无味,给人以纸上谈兵的印象。另外,由于我国对制药企业实行GMP认证,因此,即使学生去企业进行认识实习,也难以进入洁净区参观和学习。为了使学生有身临其境的感受,在《制药分离工程》的教学中,我们采用多媒体技术,精心组织课堂教学的内容和过程,变抽象为形象,将传统教学手段难以展示的各分离单元操作及其设备工作原理用动画、影像、图像等方式在课堂上模拟演示,为学生提供了丰富的教学内容及翔实的教学资料,使得课堂教学活泼有趣,大大提高了学生学习《制药分离工程》课程的兴趣,使学生在轻松之中理解了原本枯燥的理论知识。

多媒体在教学中显现出了很大的优势,但作为教师教学活动的辅助手段,不是唯一的万应良药。因此,多媒体的使用应取决于课堂教学的内容,要根据具体内容进行传统板书与多媒体教学的合理结合,从而达到预期的教学目的。将现代教学技术和传统课堂教学方法有机结合,合理应用,促进了学生的感知与思维、理论与实践的结合,提高了学生的学习兴趣,激发了他们的学习热情,对学生创新意识的萌发、创新能力的培养和实践习惯的形成产生了重要的影响。如讲解固液萃取内容,利用三角形相图进行固液萃取的有关计算时,如果用多媒体教学,就不太容易讲清楚;而对于课程中所涉及的分离设备及工艺的讲解,若单凭传统板书加上老师的讲授,难于表述清晰,学生也很难理解,配上了分离设备及工艺图,教师一边播放多媒体,一边讲解,直观明了,则取得良好的效果。

总之,教学没有固定的模式,教师要善于根据社会需求、专业特点、学生情况,结合本专业的培养目标,合理地设计、调整、更新制药分离工程的教学内容,采用灵活多样的教学方式,在实践中不断积累经验、摸索和改良教学方法,提高制药分离工程教学质量,追踪现代制药分离工程技术前沿,为制药工程专业人才培养奠定良好的基础。

3 加强实践教学环节

实践教学是实现培养人才目标的重要方面,对提高学生的综合素质,培养学生的动手操作能力和动脑思考能力,提高学生创造性思维能力,使学生成为一个复合型人才具有不可替代的作用。

如前所述,尽管我国众多高校制药工程专业开设有《制药分离工程》课程,但该课程的整体实践教学水平还处于不成熟的阶段,传统意识中还是重理论、轻实践[6]。根据人才培养目标的要求,我们只有通过制药分离工程实验才能对课堂讲授的知识加深理解,从而提高学生的工程素质及分析、解决问题的能力。制药分离工程的实践内容要和相关课程相匹配,依附于课程教学,也有的独立于课程教学。

通过多年的实践教学,我们认为应从以下几个方面对《制药分离工程》实践教学进行探索与改革:

(1)调整理论教学与实践教学的比例。在坚持“厚基础、宽专业”的原则下,适当压缩一些理论教学课时,提高实践教学的比例。(2)增加实践教学的环节。实践教学形式可多样化,包括教学实验、实习课程设计、业务实习过程实践、社会调查研究、课外科技活动、科研训练、各类学科竞赛、参加生产实践等。通过开展第二课堂学习,学生在教师的指导下,尽早地接触实践,学习科研的方法,在不同程度上认识和掌握科研的基本知识和技能,调动学生学习的积极性和主动性;以课外兴趣小组的形式,让学生自主进行一些感兴趣的实验,自己去探索,从而形成独立思考,勇于创新的思维方式,培养学生独立工作能力。在实践教学中,充分尊重学生的主体地位,允许学生按照教学要求自行设计实验方案,发挥学生的想像力和创造力。(3)制订相对独立的实践教学计划。围绕学生必须具备的能力和技能来设计每学年实践教学环节,统筹安排,并用教学文件的形式固定下来。(4)建立现代的综合的实验教学模式。在实验内容上实现由验证性试验向综合性、设计性试验转变,突出创新性和实践性,以培养学生的专业基本操作为中心,鼓励学生自主设计分离路线,进行相关物质的纯化,培养学生利用所学知识分析问题、解决问题的能力。

4 结语

经过几年来对制药工程专业《制药分离工程》课程的教学改革和探索,我们已经初步建立了一套可行的教学方法,提高了学生分析问题和解决问题的能力,有利于学生工程素质的培养,使学生今后从事制药工程行业工作初步具有了一定的环境适应能力、技术改造能力和科技能力,切合了制药工程专业的培养目标。今后,我们还需要不断的完善和改进教学方法,积极研究和探索新的教学方法,使课程教学质量有更大的提高。

摘要:制药分离工程是制药工程专业的一门专业主干课程。为了培养合格的制药工程专业人才,结合制药工程专业的特点,依据社会需求,通过对该课程建设的实践,从教学内容、教学方法和实践教学等方面探索了制药分离工程教学的新思路。

关键词:制药工程,制药分离工程,教学方法

参考文献

[1]元英进,蒋建兰,赵广荣等.21世纪高校制药工程本科专业建设设想[J].药学教育,2002,18(3):1-4.

[2]孙彦.生物分离工程[M].北京:化学工业出版社,2004.

[3]严希康.生化分离工程[M].北京:化学工业出版社,2001.

[4]李淑芬,姜忠义.高等制药分离工程[M].北京:化学工业出版社,2004.

[5]谢守勇.非电类工科专业《电子技术》课程教学改革的探究[J].西南农业大学学报:社会科学版,2006,4(4):288-290.

制药工程设备复习重点 篇3

第一章 绪论

1、制药设备分为8大类:①原料药机械及设备,②制剂设备,③药用粉碎机械,④饮片机械,⑤制药用水设备,⑥药品包装机械,⑦药物检测设备,⑧其他制药机械及设备。

2、GMP起源于美国;GMP在我国于1999年开始施行。

3、GMP对制药设备的要求:①有与生产相适应的设备能力和最经济、合理、安全的生产运行;②有满足制药工艺所要求的完善功能及多种适应性;③能保证药品加工品质的一致性;④易于操作和维修;⑤易于设备内外的清洗;⑥各种接口符合协调、配套、组合的要求;⑦易安装且易于移动、有利组合的可能;⑧进行设备验证(包括型式、结构、性能等)

4、制药工艺的复杂性决定了设备功能的多样化,制药设备的优劣也主要反映在能否满足使用要求和无环境污染上,一般应符合以下几方面要求:①功能的设计及要求;②结构设计要求;③外观设计及要求;④设备接口问题;⑤设备GMP验证。

第三章 设备材料

1、GMP对设备及管制材质的要求是:①凡是水、气系统中的管路、管件、过滤器、喷针等都应采用优质奥氏体不锈钢材料;②选用其他材料必须耐腐蚀、不生锈。

2、材料的性能包括材料的力学性能、物理性能、化学性能和加工性能。

3、力学性能:指材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力,有强度、硬度、弹性、塑性、韧性等。

强度:指材料抵抗外加负荷而不致失效破坏的能力。材料在常温下的强度指标有屈服强度和抗拉(压)强度。屈服强度和抗拉(压)强度之比称为屈强比。用屈强比比较小的材料制造的零件具有较高的安全可靠性,但若屈强比太低,则材料强度利用率会降低。过大或过小的屈强比都是不适宜的。

硬度:固体材料对外界物体机械作用的局部抵抗能力,它是反应材料弹性、强度和塑性的综合性能指标。

4、由95%以上的铁和0.05%~4%的碳以及1%左右的杂质元素所组成的合金称为“铁碳合金”。一般含碳量在0.02%~2%者称为钢,大于2%者称为铸铁,小于0.02%时称为纯铁,含碳量大于4.3%的铁极脆。

5、晶间腐蚀是在400~800℃的温度范围内,碳从奥氏体不锈钢中以碳化铬形式沿晶界析出,使晶界附近的合金元素(铬与镍)含铬量降低到耐腐蚀所需的最低含量(12%)以下,腐蚀就在此贫铬区产生。

6、药品包装材料的性能要求有哪些?(1)具有一定的物理性能,包括密度、吸湿性、阻隔性、导热性、耐热性和耐寒性等。(2)具有一定的力学性能,包括弹性、强度、塑性、韧性和脆性等。(3)有良好的加工性能。(4)化学性能稳定,不易发生化学作用(如老化、锈蚀等)的性能。(5)药品包装材料必须无毒、无菌或卫生、无放射性等。对人体不产生伤害、对药品无污染和影响,充分体现材料的生物惰性功能。(6)具有一定的防伪功能和美观性。(7)成本低廉、方便临床使用且不影响环境。

第四章 机械传动与常用机构

1、一台完整的机器一般由动力部分、执行部分、传动部分组成。

2、带传动的特点:①由于带传动具有弹性与挠性,故可缓和冲击与振动,运转平稳,噪声小;②可用于两轴中心距较大的传动;③由于它是靠摩擦力来传递运动的,当机器过载时,带在带轮上打滑,故能防止机器其他零件的破坏;④结构简单,便于维修;⑤带传动在正常工作时有滑动现象,它不能保证准确的传动比。另外,由于带摩擦起点,不宜用在有爆炸危险的地方;⑥带传动的效率低(与齿轮传动比较),约为87%~98%。

3、带传动的失效形式:打滑、带的疲劳破坏。

4、链传动的特点:①链传动与带传动相比,摩擦损耗小,效率高,结构紧凑,承载能力达,且能保持准确的平均传动比;②因有链条作中间挠性构件,与齿轮传动相比,具有能吸振缓冲并能使用于较大中心距传动的特点;③传递运动的速度不宜过高,只能在中、低速下工作,瞬时传动比不均匀,有冲击噪声。

5、链传动失效形式:①链条疲劳损坏;②链条铰链磨损;③多次冲击破坏;④胶合;⑤静力拉断。

6、传动比的概念:在机械传动系统中,其始端主动轮与末端从动轮的角速度或转速的比值。

7、齿轮轮齿的失效形式:①轮齿折断;②齿面磨损;③齿面点蚀;④齿面胶合。

8、简述齿轮传动的优缺点。优点:① 效率高;② 结构紧凑;③ 工作可靠、寿命长;④ 传动比稳定;⑤ 可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。缺点:① 制造安装精度要求高,因此成本高;② 不宜传动距离过大的场合。

9、平面四杆机构分为三种基本形式:曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

10、平面连杆机构的特点:①连杆机构中构件间以低副相连,低副两元素为面接触,承受同样载荷的条件下压强较低,因而可用来传递较大的动力;②构件运动形式具有多样性;③在主动件运动规律不变的情况下,只要改变连杆机构各构件的相对尺寸,就可以使从动件实现不同的运动规律和运动要求;④连杆曲线具有多样性;⑤在连杆机构的运动过程中,一些构件在作变速运动,连杆机构不适用于在高速场合;⑥连杆机构的累积误差比较大。

11、凸轮机构是由具有曲线轮廓或凹槽的构件,通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构。凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件所组成的一种高副机构。

12、常用的间歇运动机构有:棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、星轮机构、曲柄导杆机构等。

第五章 粉碎及分级设备

1、破碎比:粉碎前后固体物料的颗粒直径之比值:i = D/d,式中D表示粉碎前固体物料的颗粒直径。d表示粉碎后固体物料的颗粒直径。通常所说的破碎比系指平均破碎比。

2、锤式破碎机特点。

3、球磨机的临界转速:球磨机转动时,使物料和钢球不再脱离筒壁,而是贴壁随其一同旋转的最低转速称为临界转速。

4、颗粒分级是将颗粒按粒径大小分成两种或两种以上颗粒群的操作过程,可分为机械筛分与流体分级两大类。流体分级主要用于细颗粒粉体或超细粉体的分级。

5、制备乳状液或悬浮液的操作称为均化。目前制备乳剂的机械设备可分为四类:①机械搅拌;②均质机;③超声波均质机;④胶体磨。

第六章 混合与制粒设备

1、混合设备:混合机按照其对粉体施加的动能,可分为容器回转式、机械搅拌式、气流式以及组合式。具体设备:①三维运动混合机;②槽形混合机;③锥形混合机;④自动提升料斗混合机。

2、制粒的目的:①改善流动性;②防止各成分离析;③防止粉尘飞扬及器壁上的黏附;④调整堆密度,改善溶解性能;⑤改善片剂生产中压力的均匀传递;⑥便于服用,携带

方便,提高商品价值等

3、制粒设备:①摇摆式颗粒机;②高效混合制粒机;③流化制粒机。

4、高效混合制粒机是通过搅拌器混合及高速制粒刀切割而将湿物料制成颗粒的装置。其采用全封闭操作,在同容器内混合制粒,工艺缩减,无尘土飞扬,符合GMP要求。

5、流化制粒机又称沸腾制粒机,工作原理是用气体将粉末悬浮,再喷入黏合剂,使粉末凝结成颗粒。流化制粒的特点。

第七章 流体输送机械

1、常用的液体输送设备,按工作原理的不同分为:离心式、往复式、旋转式、流体动力作用式等。

2、泵的运动:A灌液,B启动,C停泵。灌液完之后,关闭出口阀,启动泵,这时所需的轴功率最低,启动电流较小,以保护电机,启动之后渐渐开启出口阀。停泵前,要先关闭出口阀后再停机,这样可避免排出管内的液体倒冲泵壳内叶轮、叶片以延长泵的使用寿命。

3、泵的扬程:又称压头,是泵的重要工作能参数。单位重量液体流经泵后获得的有效能量。单位是m。

4、由于空气的密度小于液体密度,产生的离心力小,因而,叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内。因此虽启动离心泵也不能输送液体,这种现象称为“气缚”。

5、往复泵的工作原理:①安装高度有一定限制;②有自吸作用;③使用场合:输送黏度很大的液体,不宜输送腐蚀性液体和有固体颗粒的悬浮液。

6、离心泵在制药生产中使用最广。它具有结构简单、紧凑、能与电动机直接相连,对安装基础要求不高,流量均匀,调节方便,可应用各种耐腐蚀的材料,适应范围广等优点。缺点是扬程不高、效率低、没有自吸能力。往复泵的优点是压头高、流量固定、效率较高。但其结构比较复杂,需要传动机构。因此,它只适宜在要求高扬程时使用。转子泵是依靠一个以上的转子的旋转来实现吸液和排液的,具有流量小、扬程高的特点,特别适用于输送高黏度液体。除上述几种类型泵以外,在某些特定的情况下,制药厂中常用的液体输送机械还有流体作用泵、旋涡泵、喷射泵等。流体作用泵是借助一种流体的动力作用而造成对另一种流体压送或抽吸,从而达到输送流体的目的。特点是没运动部件,结构简单,但效率很低。可用于输送腐蚀性、有毒的液体。

7、常用的气体输送设备有压缩机(终压在0.3MPa以上,压缩比大于4)、通风机(终压为0.015~0.3MPa以上,压缩比小于4)、鼓风机(终压大于0.015MPa以上)、真空泵(将低于大气压力的气体从容器或设备内抽至大气中)。

8、罗茨鼓风机的特点。

第八章 换热设备

1、换热设备按冷、热流体传热方法的不同可分为直接接触式换热器、间壁式换热器和蓄热式换热器。

2、由于管束和壳体结构不同,管壳式换热器进一步划分为:固定管板式、浮头式、填料函式和U形管式。管壳式换热器的具体结构。

3、浮头式换热器一端与管板与壳体固定,另一端管板可在壳体内移动,与壳体不相连的部分称为浮头。浮头式换热器管束可以拉出,容易清洗,管束的膨胀不受壳体约束。固定管板式换热器的封头与壳体用法兰连接,管束两端的管板与壳体焊接一起。具有壳体内所排列的管子多、结构简单、造价低等优点,但是管壳不易清洗,故要求走管壳的流体是干净、不易结垢的。

4、板式换热器是针对管式换热器单位体积的传热面积小、结构不紧凑、传热系数不高的不足之处。板式换热器主要有平板式换热器、螺旋板式换热器和板翅式换热器等。了解各种板式换热器的特点。

第九章 反应设备

1、对于搅拌机顶插式中心安装的立式圆筒,有三种基本流型:径向流、轴向流和切向流。

2、搅拌器的附件:挡板、导流筒。

3、发酵设备具体有:①机械搅拌式发酵罐;②自吸式发酵罐(不需要空气压缩机);③气升式发酵罐(不需要搅拌器);④塔式发酵罐

4、发酵罐设计时有哪些要求?① 结构可靠;② 有良好的气液接触和液固混合性能;③ 尽量减少机械搅拌和通气所消耗的动力;④ 有良好的传热性能;⑤ 减少泡沫的产生;⑥ 附有必要和可靠的检测及控制仪表。

5、机械搅拌式发酵罐有哪些主要部件组成,各部件有哪些设计要求或常见形式。①罐体,②搅拌装置,③通气装置,④传热装置,⑤机械消泡装置。了解各部件的特点。

6、轴封:轴封是安装在旋转轴与设备之间的部件,它的作用是阻止工作介质(液体、气体)沿转动轴伸出设备之处泄漏。机械轴封与填料函轴封相比有什么优缺点?机械轴封与填料函轴封相比优点是:①密封可靠,清洁,无死角,可以防止杂菌污染。②使用寿命长。③轴或轴套不受磨损。④擦功率耗损少。⑤适用范围广。缺点是:结构复杂,需要一定的加工精度和安装技术。

第十章 机械分离设备

1、常用的非均相分离方法有:过滤法、沉降法、离心分离法。

2、板框过滤机的结构。

3、制药生产中,进行分离的目的。常用的非均相分离方法。进行分离的目的是:在制药生产中,常会产生尘灰或雾沫的气体及产品悬浮在液体内的悬浮液。为了回收有用物料、获得产品、净化气体,都必须进行非均一相的分离操作。另外,非均相系的分离在环境保护、三废处理方面也具有重要意义。常用的非均相分离方法主要有以下三种:①过滤法。使非均相物料通过过滤介质,将颗粒截留在过滤介质上而得到分离。②沉降法。颗粒在重力场或离心力场内,借自身的重力或离心力使之分离。③离心分离。利用离心力的作用,使悬浮液中微粒分离。

4、转筒压滤机是一种连续式压滤机。转筒每旋转一周,过滤机完成一个循环周期。转筒在操作时可以分为如下几个区域:①过滤区;②吸干区;③洗涤区;④吹松区;⑤滤布复原区

5、碟式分离机按照分离原理分为离心澄清型和离心分离型两类。澄清型用于悬浮液中分散有微米和亚微米固体颗粒的分离,分离型用于乳浊液的分离,即液-液分离。

6、旋风分离器原理:利用气态非均相在作高速旋转时所产生的离心力将粉尘从气流中分离出来的干式气固分离设备。主要优点:构造简单,没有运动部件;操作不受温度、压力限制;可分离出小到5μm的微粒;操作弹性大。缺点:气体在器内流动阻力大,微粒对器壁有较严重的机械磨损;对气体流量的变动敏感;细粒子的灰尘不能充分除净。

7、袋式过滤器对1~5um细微粒分离效率可达99%以上,还可除去1um甚至0.1um的尘粒,但其过滤速度低、占地面积大、更换麻烦。

第十一章 萃取与浸出设备

1、液-液萃取设备包括三个部分:混合设备、分离设备、溶剂回收设备

2、浸出设备按浸出方法分类:①煎煮设备;②浸渍设备;③渗漉设备;④回流设备

3、超临界流体萃取技术是一种用超临界流体作溶剂对中药材所含成分进行萃取和分离的新技术。

4、超临界流体萃取法的优点:①萃取分离效率高、产品质量好;②适合于含热敏性组分的原料;③节省热能;④可以采用无毒无害气体作溶剂。

5、二氧化碳作萃取剂具有以下优点:① 化学性质稳定;② 临界温度应接近常温或操作温度;③ 临界压力低;④ 纯度高,溶解性能好;⑤ 货源充足,价格便宜,无毒。

6、通过添加极性不同的夹带剂,可以调节超临界二氧化碳的极性,以提高被萃取物质在二氧化碳中的溶解度。

7、夹带剂的作用:①增加目标组分在二氧化碳中的溶解度;②增加溶质在二氧化碳中的溶解度对温度、压力的敏感性;③提高溶质选择性;④可改变二氧化碳的临界参数

8、超声提取原理:①空化效应;②机械效应;③热效应

第十二章 膜分离设备

1、膜分离设备的特点:①是一个高效的分离过程;②能耗比较低;③工作温度在室温附近;④很少需要维护,可靠程度高;⑤规模和处理能力可以在很大的范围内变化,而它的效率、设备单价、运作费用变化都不大;⑥由于分离效率高,通常设备体积比较小,占地较少。

2、反渗透(RO)、纳滤(NF)和微滤(MF)的特性(课本160页表格)。

3、膜组件的构成。

第十三章 蒸发与结晶设备

1、管式薄膜蒸发器分为升膜式、降膜式、升降膜式等。

2、管式升膜式蒸发器浓缩物料时间很短,对热敏性物料质量影响很少,特别对于发泡性黏度较小的热敏性物料比较适用,但不适用于黏度较大的(0.05Pa·s以上)和受热后易产生积垢的,或浓缩后有结晶析出的物料。

3、降膜蒸发器可用于浓度和黏度大的溶液。

4、升膜式蒸发器的特点:①符合物料的要求,初进入蒸发器,物料浓度比较低,物料蒸发内阻小,蒸发速度较快,容易达到升膜的要求;②经升膜蒸发后的汽液混合物,进入降膜蒸发,有利于降膜的液体均匀分布,同时也加速物料的湍流和搅动,以进一步提

高降膜蒸发的传热系数;③用升膜来控制降膜的进料分配,有利于操作控制;④将两个浓缩过程串联,可以提高产品的浓缩比,减低设备高度。

5、薄膜蒸发器的类型和各自的特点。

6、按改变溶液浓度的方式不同,结晶方法大致分为三类:蒸发结晶法、冷却结晶法和加入第三种物质改变溶质溶解度结晶法。

第十四章 蒸馏和吸收设备

1、板式塔的选型原则:①处理易结垢或含有固体颗粒的物料,应选择板式塔。在板式塔内,气,液负荷都比较大,以高速通过塔板时有“清扫”功能,可防止堵塞;②液体负荷过大时,填料塔和板式塔的生产能力都会下降,但在板式塔中,可应用多溢流的方法予以避免;③液体负荷过小时,填料塔的填料表面不易被全部润湿。而在板式塔中可增加溢流堰的高度以保持较高的持液量,使气液能充分接触;④高压操作的蒸馏塔,推荐使用板式塔。如用填料塔,则因塔内气液比小等因素的影响,分离效果不是很好;⑤操作过程中有热量放出或吸入时,用板式塔较为有利;⑥塔内温度有周期性变化时,对板式塔影响较小,而在填料塔中,有些机械性能较差的填料将被挤坏;⑦要求便于检修与清洗时,优先选用板式塔。

2、填料塔的选型原则:①要求低压降时应选择填料塔,因为填料塔的自由截面积一般均大于50%,气体阻力小;②易发泡的物料在板式塔中易引起液泛,而填料在多数情况下能使泡沫破裂;③处理腐蚀性物料时,选用填料塔较为有利,因为填料的用材很广泛,而板式塔塔板材料一般以金属为主;④传质速率受气膜控制时,选用填料塔;⑤塔的直径小于800nm时,一般采用填料塔为宜,如果用板式塔则塔板的固定与密封都会有困难。

3、分子蒸馏指在极高的真空度下,依据混合物分子运动平均自由程的差别,使液体在远低于其沸点的温度下迅速得到分离。

第十五章 干燥设备

1、喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散成雾滴,并用热气体(空气、氮气或过热水蒸气)干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。流化床干燥的基本原理。

2、喷雾干燥的优缺点:优点:①喷雾干燥时间很短,一般在30s以内。而且物料温升不高,所以特别适用于热敏性物料的干燥;②喷雾干燥便于调节,可在较大范围内改变操作条件以控制产品质量;③喷雾干燥是将液体物料直接制成固体产品的操作,工艺过

程简单;④喷雾干燥过程容易实现机械化、自动化,改善了劳动环境;⑤喷雾干燥生产能力大,每小时喷雾量可达几百吨。缺点:①喷雾干燥在进气温度高、干燥室内有较大温降的情况下具有较高的热效率,但对不耐高温的物料,其容积传热系数低,所用设备就相应庞大,动力消耗也大;②对于细粉产品,需要选择高效分离装置分离,故设备费用较高。

3、真空冷冻干燥是将物料或溶液在较低的温度(如-10~-50℃)下冻结成固态,然后在真空下将其中水分不经液态直接升华成汽态而脱水的干燥过程。真空冷冻干燥方法的优点:①物料在低压下干燥,使物料中的易氧化成分不致氧化变质,同时因低压缺氧,能灭菌或抑制某些细菌的活力;②物料处于冷冻状态下干燥,水分以冰的状态直接升华为水蒸气,而物料的物理结构和分子结构变化极小;③物料在低温条件下进行干燥操作,使物料中热敏性成分保留不变;④由于物料在升华脱水前先经冻结,形成稳定的固体骨架,所以水分升华以后固体骨架基本不变,干制品不失原有的固体结构,多孔结构的制品具有很理想的速溶性和快速复水性;⑤由于物料中水分在预冻以后以冰晶状态存在,原来溶于水中的无机盐之类的溶解物质被均匀分配在物料之中。升华时溶于水中的溶解物质就地析出,避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象;⑥脱水彻底,质量轻,适合长途运输和长期保存。

4、冷冻干燥可分为:预冻、升华干燥、解析干燥三个阶段。

5、流化干燥的特点。

第十六章 制药用水生产设备

1、工艺用水即药品生产工艺中使用的水包括:饮用水、纯化水、注射用水。

2、离子交换循环操作包括返洗、再生、淋洗和交换几个步骤。

3、热原是指能引起恒温动物体温异常升高的致热物质。它包括细菌性热原、内源性高分子热原、内源性低分子热原及化学热原等。

第十七章 灭菌设备

1、灭菌法的分类:物理灭菌法(干热、湿热、辐射、过滤)、化学灭菌法(气体、化学药剂)、无菌操作法。

2、制药工业中普遍使用湿热灭菌法。

3、湿热灭菌法是利用饱和水蒸气或沸水来杀灭细菌的方法,其适用范围:凡能耐高压

蒸汽的药物制剂、玻璃容器、金属容器、瓷器、橡胶塞、膜过滤器等。

4、使用热压灭菌柜应注意以下几点:①灭菌柜的结构、被灭菌物品的体积、数量、排布均对灭菌的温度有一定的影响;②灭菌前应先检查压力表、温度计是否灵敏,安全阀是否正常,排气是否畅通;③排尽灭菌器内的冷空气,使蒸汽压与温度相符合;④灭菌时间必须使全部灭菌药物的温度真正达到所起要求的温度算起;⑤灭菌完毕应降压,以免压力骤降而冲开瓶塞,甚至玻瓶爆炸。

5、培养基连续消毒的概念和连续消毒的流程及设备。

第十八章 口服固体制剂生产专用设备

1、冲和模的概念,片剂崩解和崩解剂的概念。

2、胶囊剂生产过程:①空胶囊的排序与定向;②空胶囊的体帽分离;③填充药物;④剔除装置;⑤闭合装置;⑥出囊装置;⑦清洁装置。

第十九章 液体灭菌制剂生产专用设备

1、超声波安瓿洗瓶机的原理和清洗流程.2、安瓿灌封的工艺过程一般有:安瓿的排整、灌注、充氮、封口等。

3、充氮是为了防止药品氧化。封口是用火焰加热将已灌注药液且充氮后的安瓿颈部熔融后使其密封的,多采用拉丝封口工艺。

4、水针剂的生产联动流程和生产设备。

第二十章 药用包装设备

1、药品包装的作用:(1)保护药品:① 对药品质量起保护作用;② 应与药品的临床应用要求相配合;③ 便于分发和账务统计,便于贮运,保护药品不致于破碎损失。(2)方便流通和销售:① 适应生产的机械化、专业化和自动化的需要,符合药品社会化生产的要求;② 药品包装的尺寸、规格、形态应方便贮运和使用;③ 要适应流通过程中的仓储、货架、陈列的方便,也要适应临床过程中的摆设、室内的保管;④ 便于回收利用及绿色环保; ⑤ 促进销售,提高附加值。

2、泡罩包装机的工艺流程:薄膜输送、加热、凹泡成型、加料、印刷、打批号、密封、压痕、冲裁等。

3、泡罩包装机的形式。

第二十一章 制药工程设计

微生物制药中膜分离技术应用探析 篇4

摘要:在当代的生物制药分离工程技术中,膜分离技术已经被广泛应用,并且具有显著应用意义。本文就膜分离技术的应用展开讨论,主要包括在抗生素、氨基酸、酶类分离纯化等的应用进行了介绍,并且根据应用效果,对膜分离技术应用中存在的问题和针对问题的改进方法进行了阐述。

关键词:膜分离技术;生物制药;分离浓缩

膜分离技术是现代生物制药分离工程的一门新技术,主要针对生物分离、生物浓缩以及净化提纯技术,是当代广泛应用的技术之一,其技术特点是:节约能量、保护产品原有结构不被破坏、无污染、操作简便、常温下可持续操作、有专一性等[1]。而且在膜分离技术中有各种不同的机制,以便用于不同的分离要求,特备是在热敏性物质的分离过程中有显著的优势,因此在食品的深加工以及医药的分离过程中都具有深远的应用意义,具备独特性和实用性。

1、膜分离技术应用在抗生素、氨基酸和酶类分离纯化中。

1.1应用特点

与以往传统抗生素提炼工艺相比,膜分离技术程序更为简便,从传统的发酵液过滤、萃取、浓缩,简化为发酵液超滤、反渗透,之后经过脱色、干燥环节,就可直接生成产品。因此,膜分离技术不仅简化工艺、操作简单,而且投资少、运行费用低,更节省资源,对产品的结构和外观无破坏,且保证质量,材料分离效率和产品收成率均比较高。由于膜分离技术对溶剂量的要求极低,因此提纯、加工后的废液处理也更为简易。

1.2膜分离技术

膜分离技术主要用于发酵液后的处理,根据截留孔径的不同和分子量的大小,可将处理过程分成十余种,其中较为主要的是超滤、微滤、纳滤、反渗透、渗透蒸发、液膜分离、电渗析、气体分离等技术[2]。

超滤膜分离术截留孔径为2-50nm,采用压差和流速原理,在常温情况下,利用高分子薄膜渗透性,将小于膜孔径的低分子量物质过滤,而将高分子量物质截留,从而提升产品纯度。目前已开发出1000 - 100万分子量超滤膜,可根据分子大小及产品要求纯度对发酵液进行过滤处理,从而将酶、多糖、蛋白质、病毒等大分子物质截留,保证产品纯度。

微滤膜分离技术主要用于细胞收集、液固分离等技术环节,采用筛分原理,将直径0.01-10um以上的粒子截留,防止细菌、细胞、不溶物等物质进入发酵液中,是超滤之前重要的预处理过程。

纳滤膜分离技术截留孔径大约在2nm左右,可高度截留小分子物质,如抗生素、染料、双糖、合成药等小分子物质都会进行截留,而对于有机物、无机盐、水等小分子物质有益物质,可以通过,同时对产物起到浓缩作用,由于膜表明呈负电性,可抵制水垢污染,此膜分离技术获得较快发展。

反渗透分离技术采用溶解扩散原理,通过截留氨基酸、盐等小分子物质,而通过溶剂分子,从而利于有机物的浓缩,提高纯度。

液膜萃取技术,将萃取与反萃取相结合,利用液膜的选择透过性,将两个液相隔开,进行物质分离。液膜采用均质膜,其表面活性剂,具有传质速度快、分离率高、选择渗透性好,且分离、浓缩可同时进行等特点,为此近几年液膜萃取技术在活性物质的分离提取领域备受关注,如青霉素、红霉素等抗生素的提取就是液膜萃取技术应用的典型例子。但液膜萃取所需原料复杂、膜流动载体单一、易破裂、堵塞等缺点,也是该技术没能进行广泛退刚的原因。

2、技术缺陷及改进

由于在压力驱动下,料液透过膜过程中容易被截留,于是导致膜与本体溶液界面间的浓度越来越高,形成较强渗透压,容易在膜表面形成沉积,从而为物质通过造成阻力,使膜发生溶胀或使膜性能恶化,结晶析出,堵塞流道。此外,在物料处理中,由于粒子、溶质分子与膜之间的屋里化学反应,以及浓度极化导致的膜表面浓度超标,很难溶解,膜表面及孔内吸附、沉积引起孔径变小或阻塞,而使膜的透过性和分离性出现不可逆的破坏[3]。

针对以上技术问题,可采用以下方式进行改进:

(1)膜表面改性,可采用改变膜表面极性和电荷的方式,减轻污染;采用吸附力强的溶质吸附, 对于醋酸纤维膜可采用阳离子活性剂进行辐射嫁接,该表膜表面极性,此方法有助于膜表面改性处理,从而提升膜抗污染性及亲水性,增加溶液通量;

(2)有效清洗。针对长期存在的膜污染问题,可采用物理清洗和化学清洗方法进行处理,如果高速流动液体进行冲洗,或海绵球擦洗等,也可采用表面活性剂、螯合剂、过氧化氢、磷酸盐等清洗剂进行清洗,从而去除膜孔、膜面的污染物,增强膜面透过性,延长膜寿命;

(3)引进新型膜材料。陶瓷膜、玻璃膜、金属膜是近几年开发的新型膜材料,具有耐高温、耐溶剂、抗老化、耐细菌、再生性强等优点,且有助于膜截留性能改进,在业界受到广泛应用,是发展最快、最有前景的品种。

3、技术革新

在膜分离技术领域,膜萃取、膜反应、膜蒸馏、亲膜分离等技术在未来有更广阔的发展前景,也是膜分离技术的发展方向。这些技术将传统分离技术与现代膜分离技术相结合,取其精华,去除糟粕,将两种技术的.有点有效结合,从而提高膜技术的高分辨应用,促使蛋白质-病毒分离术、膜色谱、蛋白质切线流分离等技术更为纯熟,效果更好。这些膜技术的改进和发展,对今后生物制药的分离技术、以及现代生物制药的提纯过程有着重要的作用,是不可或缺的重要技术力量。为此,在未来膜技术领域,人们在关注膜分离渗透性及选择性的同时,也会更注重膜材料、性质、以及相关技术原理等内容,从而为膜分离技术的提升和跨越,提供更广阔的空间。

参考文献

[1]邬方宁.膜分离技术在药物分离中的应用[J].天津药学.(02):196.

[2]谷大建;徐巍.膜分离技术的应用及研究进展[J].中国药业.(06):237.

生物技术制药复习要点与重点 篇5

第一章 绪论

1.生物药物的概念及21世纪生物药物的分类

2.生物技术(Biotechnology)概念及现代生物技术的组成和特点

3.基因工程技术、细胞工程技术、酶工程技术、发酵工程技术定义

4.基因诊断、基因治疗概念

5.生物技术在药学应用中的两类方式

6.生物药物的两大来源及生物药物的特点

7.生物制药的特点、生物制药基本过程及生物制药基本方法

第五章 发酵工程制药

1.发酵定义及发酵类型

2.菌种的选育方法

3.培养基概念和培养基的配制原则

4.发酵的基本过程

5.微生物发酵方式

6.发酵过程影响因素及控制

7.代谢工程定义

8.简述发酵工程下游加工过程的的特点和一般程序

第二章 基因工程制药

1.基因的概念及基因的一般特性

2.基因工程药物的概念

3.基因工程药物制药的主要流程

4.基因工程药物建立分离纯化工艺的根据

5.基因工程药物分离纯化的一般流程

6.基因工程产品的质量控制内容

7.基因工程药物临床前安全性评价的特殊性

8.蛋白质工程的概念

第三章动物细胞工程制药

1.细胞定义、细胞的特征和细胞的化学组成2.细胞培养定义、细胞培养基本条件和基本过程

3.细胞融合技术定义和基本过程

4.细胞工程技术概念和动物细胞工程制药的基本概念

5.动物细胞培养的基本技术和动物细胞培养特点

6.细胞株、细胞系、原代培养和传代培养的概念

7.动物细胞的大规模培养方法

8.转基因动物概念(transgenic animal)及转基因的技术方法

9.转基因动物在医药行业中的应用

10.动物乳腺生物反应器(mammary gland bioreactor)概念

第四章植物细胞工程制药

1.植物细胞工程制药的两大内容

2.植物细胞的全能性定义和原理

3.植物细胞特点——外植体(explant)、脱分化(dedifferentiation)、再分化(redifferentiation)、愈伤组织(callus culture)概念

4.植物细胞的培养方法

5.转基因植物概念及主要方法

6.植物细胞工程制药应用于哪些方面

第六章 酶工程制药

1.酶工程概念和现代酶工程研究的主要内容

2.酶固定化概念、方法和固定化酶的特点

3.细胞固定化概念和固定化细胞的特点

4.酶反应器(Enzyme reactor)的概念

第七 章 新型生物制药技术

抗体工程制药

1.概念——抗体(antibody)、多克隆抗体(Polyclonal antibody,PcAb)、单克隆抗体(monoclonal

antibody)、杂交瘤细胞(hybridoma)技术、抗体工程

2.单抗制备的基本流程

3.HAT培养基的选择培养杂交瘤细胞的原理

4.单克隆抗体的鉴定与检测项目

5.基因工程抗体概念和基因工程抗体的类型———嵌合抗体(Chimeric Antibodies),改形抗

体(reshaped Antibodies),单链抗体(single chain antigen binding protein,ScFv)等

6.噬菌体抗体工程和转基因动物表达抗体的优点

7.反义核酸(ribozyme)、核酶(antisense nucleic acide)、RNA干扰(RNA interference,RNAi)

概念

8.核酸疫苗(nucleic acid vaccine)又称基因疫苗(gene caccine)或DNA疫苗(DNA vaccine)

概念和核酸疫苗的优点

9.基因治疗概念、基因治疗的必要条件和主要方式

10.干细胞、胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)的概念及应用生物芯片基因芯片,蛋白芯片

12.。。。

复习重点

基本概念

1.Biotechnology 以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科

学原理,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所

需产品或达到某种目的2.Fermentation Engineering 微生物工程是利用微生物制造工业原料与工业产品并提供服

务的技术.其特点: 发酵工程是以某种特定的产物为工艺的目

标,这就要求微生物细胞既能正常生长又能过量积累目的产物

3.Enzyme Engineering是酶学和工程学相互渗透结合发展而形成一门新的技术学科。它是

从应用的目的出发研究酶、应用酶的特异性催化功能,并通过工程

化将相应原料转化成有用物质的技术。

4.Gene Engineering 是将重组对象的目的基因插入载体,拼接后转入新的宿主细胞,构建

成工程菌(或细胞),实现遗传物质的重新组合,并使目的基因在工程

菌内进行复制和表达的技术。

5.蛋白质工程 以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基

因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质。

6.抗体工程利用单克隆抗体技术和基因工程技术进行天然抗体的生产和抗体改造以及研

制新型抗体.7.Metabolic engineering 利用多基因重组技术有目的的对细胞代谢途径进行修饰、改造,改变细胞特性,并与细胞基因调控、代谢调控及生化工程相结合,为实现构建新的代谢途径,生产特定目的产物而发展起来的一个新的学科领域。

8.biopharmaceutics是指运用生物学、医学、生物化学等的研究成果,从生物体、生物组

织、细胞、体液等中,综合利用物理学、化学、生物化学、生物技术

和药学等学科的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品

9.基因工程药物 是指以DNA重组技术生产的蛋白质、多肽、酶、激素、疫苗、单克隆抗

体和细胞生长因子类药物。

10.GeneDNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列,是遗传物质的最小功能单位。

11.Cell 细胞是一切生物体进行生命活动的基本结构和功能单位.细胞是有膜包围的能独立

进行繁殖的原生质。

12.Culture medium 是人工配制的适合于不同细胞生长繁殖或积累代谢产物的营养基质.其主要成份碳源、氮源、无机盐、生长因子、前体和水等几大类.13.hybridoma技术:将含有特异免疫信息的淋巴细胞与具有无限增殖的肿瘤细胞在诱导

剂作用下使其融合,产生一个具有特异活性细胞及其产物技术.14.monoclonal antibody由一个克隆产生只针对一种抗原决定簇的结构与功能完全相同的抗体.15.Chimeric Antibodies将人抗体的恒定区(C区)替代鼠源单抗的可变区(C区)而得到的抗体

16.immobilized enzyme固定化酶是指限制或固定于特定空间位置的酶,具体来说,是指经

物理或化学方法处理,使酶变成不易随水流失即运动受到限制,而

又能发挥催化作用的酶制剂。

17.Biosensors由生物识别物质(酶,微生物 动植物组织 抗体等)与换能器组成的分析系统,其基于酶(细胞)固定化技术

18.transgenic animal 采用基因工程技术把外源基因导入动物生殖细胞、胚胎干细胞和早

期胚胎,并在受体动物染色体上稳定整合,又经过各种发育途径能把外

源基因稳定传给子代的这种动物

19.gene knockout 用基因打靶技术定点灭活一个内源基因。

20.RNA interference(RNAi)是指对应于某种Mrna的正义RNA和反义RNA组成的双链

RNA(ds RNA)分子使mRNA发生特异性降解,导致其不能表达的转录后基因沉默现象

21.酶联免疫法(ELISA)以酶代替放射同位素对抗原或抗体进行标记,使酶与抗原抗体共

价连接,称之为酶联免疫吸附法。

22基因治疗 是指将正常的外基因导入生物体的靶细胞内,以弥补或纠正基因缺陷或异常表

达,从而达到治疗目的。

23.原代培养:从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。

24传代培养:将原代细胞从培养瓶中取出,配制成细胞悬浮液,分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养,称为传代培养

25细胞株:原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞,大部分细胞衰老死亡,少数细胞存

活到40~50代,这种传代细胞为细胞株。

26细胞系:细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态,只有部分细胞由于遗传物质的改变,使其在培养条件下可以无限制传代,这种传代细胞为细胞系。

27细胞株和细胞系的区别: 细胞系的遗传物质改变,具有癌细胞的特点,失去接触抑制,容易传代培养。

基本方法:

1.生物大分子的分离纯化主要方法 超滤和凝胶过滤、离子交换法、电泳和等电聚焦法,等电点沉淀法和有机溶媒分级沉淀法、亲和色谱法等

2.生物制药基本方法有提取法 发酵法 化学合成法 组织培养法 现代生物技术方法

3.测定蛋白质类药物分子量方法超速离心、凝胶色谱法、SDS_PAGE 生物质谱法等

4.酶和细胞固定化方法有载体偶联法、交联法、包埋法、新型固定法。

5.常用的菌种保藏方法① 斜面低温保藏法 ②石蜡油封存法 ③砂土管保藏法 ④ 麸皮保

藏法 ⑤甘油悬液保藏法 ⑥冷冻真空干燥保藏法 ⑦液氮超低温保藏法 ⑧宿主保藏法

6.基因工程操作中获得目的基因的方法 逆转录法、化学合成法、PCR等

7.基因诊断主要技术包括基因探针技术、PCR技术、单抗试剂等。

8.发酵工程制药中微生物发酵方式固体发酵、液体发酵

9.基因治疗中外源基因导入的方式。。

10.基本过程:

1.基因工程制药的基本流程 获得目的基因、组建重组质粒、构建工程菌(或细胞)、培养工程菌、产物分离纯化、除菌过滤、半成品检定、成品检

定、包装。

2.发酵的基本过程 菌种、种子制备、发酵、发酵液处理、提取精制。

3.单抗制备的基本流程抗原的制备、动物的免疫、抗体产生细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂

交瘤细胞、杂交瘤细胞的选择性培养、筛选能产生某一特异抗体的阳性克隆和克隆化、体外培养(动物腹腔接种培养)、大量制备单克隆抗体。

4.动物细胞培养的基本过程:取动物器官、和组织、剪碎组织、胰蛋白酶处理、单个细胞、细胞培养。

5.生物制药的基本过程1.原料的选择、预处理和保存 2.原料的粉碎3.提取4.分离纯化5.浓缩6.结晶7.干燥

6. PCR三个基本步骤 变性--退火--延伸

基本原理、组成、分类和特点

1.单抗制备的基本原理 制备单克隆抗体通过B淋巴细胞杂交瘤技术把能产生单一抗体的淋

巴细胞与有增殖能力的骨髓瘤细胞进行融合形成杂交瘤细胞,通过

有限稀释法及克隆化使杂交瘤细胞成为纯一的单克隆细胞系而产

生的只针对一个抗原决定簇、结构和特异性完全相同的高纯度抗体

2.植物细胞培养技术的理论基础 植物细胞的全能性。

3现代生物药物类型基因药物 , 重组药物,天然药物,合成、半合成药物。

4.现代生物技术主要组成基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程。

5.现代生物技术特点: 高效益、高智力、高投入、高竞争、高风险、高势能。

6.生物药物来源主要有两大类 ①以天然生物材料为主,②有目的的人工制备生物原料。7 基因工程抗体的类型有嵌合抗体、改型抗体、小分子抗体、多功能化抗体。

8.生物药物特点化学结构和组成比较复杂;相对分子量较大,一般不易化学合成;药理作

用针对性强,不良反应小;疗效确切,营养价值高;有的生物原料和生物

药物不能代替.9.固定化酶的特点具有生物催化剂的功能,又有固相催化剂的功能。①可多次使用 ②反

应后,酶底物产物易分开,产物中无残留酶,易纯化,产品质量高。③

反应条件易控制。④酶的利用效率高。⑤比水溶性酶更适合于多酶反应

10固定化细胞的特点有细胞特性,生物催化剂功能,固相催化剂特点。优点: ①无须进行

酶的分离纯化 ②保持酶的原始状态,酶回收率高③比固定化酶稳定性

高④细胞内酶附助因子可再生⑤细胞本身含多酶体系⑥抗污染能力强

11.影响大肠杆菌中外源蛋白表达的主要因素①外源基因密码子的使用,②mRNA结构,③表

达载体的构建,④培养条件

如何实现高表达…

12发酵工程制药特点 是以某种特定的产物为工艺的目标,这就要求微生物细胞既能正常生

长又能过量积累目的产物。

13.生物制药的特点(特殊性)1.生物原料组成成分非常复杂2.有效成分含量低3.易变性

及被破坏4.分离制备过程影响因素多相对“均一性”

13.发酵过程影响因素:温度、pH、溶解氧、菌体浓度、泡沫、营养浓度。如何控制…

14.微生物发酵生产药物主要种类抗生素类;氨基酸类;核苷酸类维生素类;甾体类激素;治

疗酶及酶抑制剂等。

15.细胞的特征:在结构上具有自我装配的能力, 在生理活动中具有自我调节的能力, 在增

殖上自我复制的能力。

16.生物技术在药学研究中两种基本作用方式 1作为生产工具----生物技术药物

2.作为研究手段----合理药物设计

17.单抗优点和局限性优点单克隆抗体的特性高度特异性高度的均一性和可重复性 高

度专一性:大量产生及稳定性:

局限性:固有的亲和性和局限的生物活性限制了它的应用范围反应

强度不如多克隆抗体、制备技术复杂、费时费工、价格较高

18生产用动物细胞类型贴壁依赖性细胞、非贴壁依赖性细胞、兼性贴壁细胞

19.动物细胞培养特点 无细胞壁,抗机械强度低,对剪切力敏感,适应环境差;倍增时间长,生

长缓慢,易污染,培养时必须加抗生素;培养过程需氧量少,有的需要

一定CO2;培养过程中细胞相互粘连以集群形式存在20.基因工程药物制备全程质量控制理念包括

一、原材料的质量控制(1.目的基因2.表达载体3.宿主细胞),二、培养过程的质量控制(1.生产用细胞库2.培养过程)

三、纯化工艺中的质量控制;四.目标产品的质量控制

21.选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料的原理(目的)这些组织或

器官上的细胞生命力旺盛,分裂能力强

22.基因治疗的必要条件1发病机制在DNA水平上已经清楚2要转移的基因已经克隆分离,其表达产物有详尽的了解 3该基因正常表达的组织可在体外进行

遗传操作

23.PCR原理 是体外酶促合成特异DNA片段的方法 反应特点1.特异性强2.灵敏度高 3.简便、快速。确保PCR获得目的基因序列正确应注意:1.使用高保真的DNA

聚合酶,和相对保守的PCR扩增条件.2.凡经PCR扩真制备的目的基因片段,克隆后必须要测序.24基因工程产品的质量控制内容:产品的鉴别、纯度、活性、安全性、稳定性、一致性。利用多学科的技术生物化学、免疫学、微生物学、细胞生物学和分子生物学。

25.基因工程药物包含上游下游过程

上游技术主要是分离目的基因、构建工程菌(细胞)。主要技术涉及

1、基因克隆载体:质粒载体,2、重组DNA技术的有关工具酶及其应用

3、核酸制备技术; 下游阶段:从工程菌的大量培养一直到产品的分离纯化和质量控制。主要包括工程菌大规模发酵最佳参数的确立,新型生物反应器的研制,高效分离介质及装置的开发,分离纯化的优化控制,高纯度产品的制备技术,生物传感器等一系列仪器仪表的设计和制造,电子计算机的优化控制等.26.基因工程中影响外源蛋白表达的主要因素

①外源基因密码子的使用,②mRNA结构,③表达载体的构建,④培养条件

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