第一篇:我國(guó)制藥分離工程現(xiàn)狀及發(fā)展方向
我國(guó)制藥分離純化技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展方向
引言:制藥分離過程主要利用待分離的物質(zhì)中的有效活性成分與共存雜質(zhì)之間在物理、化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)上的差異進(jìn)行分離,是一個(gè)復(fù)雜的過程。制藥工程的主要目標(biāo)是醫(yī)藥產(chǎn)品的高效生產(chǎn),分離和純化是最終獲得商業(yè)產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié),是各種新醫(yī)藥產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的必經(jīng)之路,在整個(gè)醫(yī)藥行業(yè)中具有舉足輕重的地位。近20年來,制藥分離技術(shù)取得了長(zhǎng)足發(fā)展,出現(xiàn)了許多新概念和新技術(shù)。有些技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)上得到了應(yīng)用,有的雖然還在研究中,但已經(jīng)顯示出良好的應(yīng)用前景。
一、現(xiàn)狀:近年來,我國(guó)的醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)雖然得了比較大的發(fā)展,但是分離純化技術(shù)的發(fā)展與其他生物技術(shù)的發(fā)展相比是不平衡的,與發(fā)達(dá)國(guó)家仍有很大的差距。其原因是多方面的,但最主要的原因來自于生產(chǎn)過程中的工藝技術(shù)和裝備問題,藥品提取分離純化過程作為醫(yī)藥生產(chǎn)過程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),自然而然的成為了首要原因。目前,在我國(guó)制藥領(lǐng)域,很多先進(jìn)的提取分離純化技術(shù)已經(jīng)得到了發(fā)展和應(yīng)用,但是依然是以傳統(tǒng)落后的提取技術(shù)為主導(dǎo),在制藥過程中存在著提取分離技術(shù)裝備簡(jiǎn)單,工藝流程單一等缺陷。我國(guó)目前的分離提取技術(shù)還存在很多不足。制藥提取分離技術(shù)及其裝備關(guān)系到三個(gè)問題:(1)能否最大限度地從藥材中提取有效成分,并保證無用的物質(zhì)不能被同時(shí)轉(zhuǎn)移。(2)能否盡量使所提取物質(zhì)的量相對(duì)平均;(3)能否在盡量滿足最大產(chǎn)能的情況下,把成本降到最低。簡(jiǎn)單來說是產(chǎn)率、工藝條件穩(wěn)定和效率三個(gè)問題。若這些問題如果能得到有效的解決,就能為后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)制提供良好的生產(chǎn)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)質(zhì)量的最終目的。目前,我國(guó)大部分所使用的傳統(tǒng)提取工藝和裝備都難以解決以上的幾個(gè)問題,集成優(yōu)化和高效節(jié)能的成套裝備雖然已經(jīng)開發(fā)出來,但是并沒有得到廣泛應(yīng)用。因此,充分利用各種先進(jìn)的提取分離純化技術(shù),先進(jìn)的裝備及自動(dòng)化控制與在線檢測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),開發(fā)出先進(jìn)、適用的中藥提取分離技術(shù)流程,并使其得到推廣和廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的分離純化方法主要有水提醇沉法(水醇法)、醇提水沉法(醇水法)、酸堿法、鹽析法、離子交換法和結(jié)晶法等。新的分離純化方法主要有絮凝沉淀法、大孔樹脂吸附法、超濾法、高速離心法等。這些新技術(shù)的推廣應(yīng)用,降低了生產(chǎn)成本、提高了產(chǎn)品質(zhì)量,推動(dòng)了醫(yī)藥的現(xiàn)代化進(jìn)程,為我國(guó)的醫(yī)藥行業(yè)走向國(guó)際市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)。
二、發(fā)展方向
1、生物藥物分離純化技術(shù)上的幾個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)與方向:生化產(chǎn)品的分離純化步驟繁雜,通常包括細(xì)胞工程--細(xì)胞收集、細(xì)胞破碎、產(chǎn)品粗分離、產(chǎn)品精制等。根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)和量的顯著差別一類是大宗的小分子物質(zhì)的分離,其特點(diǎn)是處理量大,對(duì)分離條件的要求較低,過程中借鑒化學(xué)工業(yè)的手段較多,如沉淀、過濾、蒸發(fā)、萃取、離子交換等。另一類是大分子,特別是蛋白質(zhì)類物質(zhì)的分離。其特點(diǎn)是處理量小年產(chǎn)量常不足,產(chǎn)值大,具有生物活性,對(duì)分離條件要求苛刻,常用生物化學(xué)中的特殊手段,如層析、膜過濾、凝膠過濾、電泳等進(jìn)行分離。多年來,我國(guó)生物技術(shù)的上游技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,積累了一大批的科研成果,如干擾素、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗、鏈激酶等。目前,生物分離純化技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化過程中問題較多,研究較活躍,應(yīng)當(dāng)引起我們高度重視的幾個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)如下: a、層析柱和凝膠過濾柱的放大技術(shù)。b、基因工程表達(dá)的蛋白藥物的處理。c、大規(guī)模分離過程的自動(dòng)控制。d、電泳分離、膜過濾等新技術(shù)、新裝備的研究開發(fā)。e、優(yōu)化生產(chǎn)工藝 ,減輕分離負(fù)荷。
2、中藥分離純化發(fā)展方向:中藥制劑的研究和生產(chǎn)從傳統(tǒng)原粉成型的膏、丹、丸、散到浸提型制劑,直至今天中藥制劑現(xiàn)代化,無一不體現(xiàn)了中藥制劑逐漸與世界藥物制劑接軌的特征。中藥成分復(fù)雜,既體現(xiàn)中醫(yī)藥理論指導(dǎo)的自身特色,保留中藥傳統(tǒng)制劑合理的本質(zhì),又完全符合現(xiàn)化中藥制劑的質(zhì)量要求,中藥提取工藝的研究和選擇是非常重要的。而中藥提取液的成份眾多,在合理的提取工藝基礎(chǔ)上,先進(jìn)的分離純化技術(shù)才是改變傳統(tǒng)中藥制劑“粗、大、黑”的關(guān)鍵,是保證制劑的藥理效應(yīng)、處方的量效關(guān)系均一和穩(wěn)定的前提。因此,分離純化技術(shù)在中藥制藥前處理工藝技術(shù)中是更為重要的。先進(jìn)的分離純化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)中藥制劑現(xiàn)代化的必然要求。近年來,一些新的分離的精制的方法如絮凝法、大孔吸附樹脂法、超濾法、高速離心法等,為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代中藥制劑工藝的要求相繼涌現(xiàn)。近年來一些新的提取分離技術(shù)已開始引入中藥提取、分離和純化的研究和開發(fā)中,如超臨界流體萃取(SFE)、超聲場(chǎng)強(qiáng)化、微波輔助誘導(dǎo)萃取技術(shù)、非線性振動(dòng)、臨界萃取技術(shù)、超高壓提取技術(shù)等。許多研究結(jié)果表明,與傳統(tǒng)方法相比,這些技術(shù)具有產(chǎn)率高、純度高、速度快、物耗能耗低等特點(diǎn),有著廣闊的研究和應(yīng)用前景。
3、近年來幾種新興的藥物分離純化技術(shù)及其在制藥行業(yè)的應(yīng)用:(1)微波強(qiáng)化萃取技術(shù)(ME)
又稱微波輔助提取,是在提取的前處理中利用微波場(chǎng)的特性來強(qiáng)化有效成分浸出提取法。如提取荊芥根總黃酮,平均回收率為98%,提取時(shí)間由常規(guī)法的2小時(shí)縮短到半小時(shí)荊芥根中總黃酮含量由常規(guī)法的0.71 mg/ml提高到0.75 mg/ml。ME可提高效率、節(jié)能降耗,減少溶劑用量及廢物,并可提高藥劑收率和純度。
(2)納濾(NF)是介于反滲透(RO)與超濾(UF)之間的一種膜技術(shù),應(yīng)用于有機(jī)相中時(shí),被稱為耐溶劑納濾(SRNF),它具有傳統(tǒng)分離技術(shù)(如蒸餾和結(jié)晶)不可比擬的優(yōu)點(diǎn):無需任何添加劑,分離過程無相變,在較溫和的溫度條件下操作物質(zhì)不易失活和降解,在較低壓力下就可回收有機(jī)溶劑,減輕了環(huán)境污染,并且可以顯著降低能耗。利用SRNF技術(shù)可以將抗生素、醫(yī)藥中間體和多肽及多肽化合物等從有機(jī)溶劑或 含有機(jī)溶劑的水溶液中分離與濃縮,不僅可以降低溶劑用量,而且還可以去除微量雜質(zhì),最終達(dá)到節(jié)能和提高產(chǎn)品質(zhì)量的效果。(3)超聲提取技術(shù) 超聲提取技術(shù)其原理主要是利用超聲波的空穴化作用加速植物有效成份的浸出提取。另外,超聲波的次級(jí)效應(yīng),如機(jī)械振動(dòng)、乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等也能加速欲提取成份的擴(kuò)散釋放并充分與溶劑混合,利于提取。與常規(guī)提取法(煎煮法,水蒸氣蒸餾法,滲濾等)相比,具有提取時(shí)問短(30min),提出率高(增大2—3倍),低溫提取有利于有效成份的保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
(4)酶工程技術(shù) 酶工程技術(shù)是近幾年來用于中藥工業(yè)的一項(xiàng)生物工程技術(shù)。選用恰當(dāng)?shù)拿福赏ㄟ^酶反應(yīng)較溫和地將植物組織分解,加速有效成份的釋放提取;選用相應(yīng)的酶可將影響液體制劑的雜質(zhì)如淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等分解去除,也可促進(jìn)某些極性低的脂溶性成份轉(zhuǎn)化為糖甙類易溶于水的成份而有利于提取。
(5)超速離心分離技術(shù)
是以超過重力速度上千倍的高速離心力使藥物沉降,用于中藥水提液澄清分離。結(jié)合運(yùn)用多級(jí)過濾法 , 注射劑生產(chǎn)中預(yù)濾。主要用于生物化學(xué)制品、抗生素發(fā)酵液等的固體與液體的分離。與水沉法相比,制備清熱解毒口服液,黃酮含量高、成品色澤深且澄明、有效成分損失少、工藝流程短、成本低。結(jié)合運(yùn)用多級(jí)過濾法,注射劑生產(chǎn)中預(yù)濾,極大地提高濾速效果,具有省時(shí)省力、藥液收率和純度雙高的特點(diǎn)。制劑質(zhì)量?jī)?yōu)于水醇法,沉降效果勝過重力沉降。
三、結(jié)束語: 隨著精細(xì)化工及醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)Ψ蛛x的要求越來越高,各種新型技術(shù)會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展??梢钥吹叫录夹g(shù)分離領(lǐng)域的發(fā)展很有潛力,而國(guó)內(nèi)的研究一直處于跟蹤的狀態(tài),我們應(yīng)加緊此方面的研究,以使我們自行研制的新型分離裝置早日產(chǎn)業(yè)化。
參考文獻(xiàn):
1.陳秦娥,梁金龍
中藥提取、分離與純化新技術(shù)進(jìn)展
醫(yī)藥工程
設(shè)計(jì)
2012.8 2.鄭逢春
有機(jī)相納濾傳遞機(jī)理的研究
北京化工大學(xué)博士學(xué)位論
文
2009.12
3.陳建宇,楊陽
提取分離純化技術(shù)在制藥過程中的應(yīng)用分析
科
技創(chuàng)業(yè)家
2011
4.張雪榮
藥物分離與純化技術(shù) [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社
2005(87)
5、冉懋雄
略述高額技術(shù)與現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展【J】.中藥研究與
信息
2001.3(7)
6.郭學(xué)鋒
膜分離技術(shù)在藥物分離純化中的應(yīng)用
藥學(xué)與臨床研究
2007 第15卷第2期
7、李云梅
中藥復(fù)方制劑工藝分離純化技術(shù)的現(xiàn)狀與展望
農(nóng)墾醫(yī)
學(xué) 2001.5
8、朱葉釗,盧定強(qiáng),萬紅貴
工業(yè)生物制藥的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨
勢(shì)
2004.12
9、任平國(guó),徐啟紅
《生物分離純化技術(shù)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐【J】
2009(26)
10、肖培根
中藥制藥必須走分離與純化技術(shù)道路
2004
11、顧覺奮
膜分離技術(shù)在微生物制藥中的應(yīng)用
中國(guó)抗生素雜志
2005.1
第二篇:制藥分離工程復(fù)習(xí)題
簡(jiǎn)答
1.分別給出生物制藥、化學(xué)制藥以及中藥制藥的含義。
生物藥物是利用生物體、生物組織或其成分,綜合各類學(xué)科的原理與方法進(jìn)行加工、制造而成的一大類預(yù)防、診斷、治療制品。
化學(xué)合成藥物一般由化學(xué)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的化工原料經(jīng)過一系列化學(xué)合成和物理處理過程制得(稱全合成);或由已知具有一定基本結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物經(jīng)對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造和物理處理過程制得(稱半合成)。
中藥則以天然植物藥、動(dòng)物藥和礦物藥為主。2.試說明化學(xué)合成制藥、生物制藥和中藥制藥三種制藥過程各自常用的分離技術(shù)以及各有什么特點(diǎn)。
3.試按照過程放大從易到難的順序,列出常用的5種分離技術(shù)。
4.結(jié)晶、膜分離和吸附三種分離技術(shù)中,最容易放大的是哪一種?最不容易放大的又是哪一種?
5.在液液萃取過程選擇萃取劑的理論依據(jù)和基本原則有哪些?
6.比較多級(jí)逆流萃取和多級(jí)錯(cuò)流萃取,說明兩種方法的缺優(yōu)點(diǎn)
多級(jí)錯(cuò)流萃取流程特點(diǎn)是萃取的推動(dòng)力較大,萃取效果好。但所用萃取劑量較大,回收溶劑時(shí)能量消耗也較大,工業(yè)上也較少采用這種流程。
多級(jí)逆流萃取流程中,萃取相的溶質(zhì)濃度逐漸升高,但因在各級(jí)中其分別與平衡濃度更高的物料進(jìn)行解觸,所以仍能發(fā)生傳質(zhì)過程。萃余相在最末級(jí)與純的萃取劑接觸,能使溶質(zhì)濃度繼續(xù)減少到最低程度。此流程萃取效果好且萃取劑消耗小,在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。
7.如何判斷采用某種溶劑進(jìn)行分離的可能性與難易。
8.給出分配系數(shù)與選擇性系數(shù)的定義。
分配系數(shù)K:是指溶質(zhì)在互成平衡的萃取相和萃余相中的質(zhì)量分率之比。選擇性系數(shù)β:是指萃取相中溶質(zhì)與稀釋劑的組成之比和萃余相中溶質(zhì)與稀釋劑的組成之比的比值。K=1時(shí),萃取操作可以進(jìn)行,β=1時(shí)萃取操作不能進(jìn)行 9.液液萃取的影響因素有哪些?
萃取劑的影響,操作溫度的影響,原溶劑條件的影響(pH值、鹽析、帶溶劑),乳化和破乳
10.結(jié)合超臨界二氧化碳的特性說明超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與局限性。
11.試對(duì)超臨界萃取應(yīng)用于天然產(chǎn)物和中草藥有效成分的提取的優(yōu)勢(shì)與局限性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
12.簡(jiǎn)述反膠團(tuán)與膠團(tuán)的定義
膠團(tuán):將表面活性劑溶于水中,當(dāng)其濃度超過臨界膠團(tuán)濃度時(shí),表面活性劑就會(huì)在水溶液中聚集在一起形成聚集集體,稱為膠團(tuán)
反膠團(tuán):若向有機(jī)溶劑中加入表面活性劑,當(dāng)其濃度超過臨界膠團(tuán)濃度時(shí),便會(huì)在有機(jī)溶劑中也形成聚集體。13.試說明反膠團(tuán)萃取的原理及特點(diǎn)
反膠團(tuán)萃取的萃取原理:反膠團(tuán)萃取的本質(zhì)仍然是液-液有機(jī)溶劑萃取。反膠團(tuán)萃取利用表面活性劑在有機(jī)溶劑中形成反膠團(tuán),從而在有機(jī)相中形成分散的親水微環(huán)境,使生物分子在有機(jī)相(萃取相)內(nèi)存在于反膠團(tuán)的親水微環(huán)境中。
14.試說明雙水相的基本原理和特點(diǎn)?
基本原理:依據(jù)物質(zhì)在兩相間的選擇性分配,但萃取體系的性質(zhì)不同。當(dāng)物質(zhì)進(jìn)入雙水相體系后,由于表面性質(zhì) 電荷作用和各種力(如憎水鍵 氫鍵和離子鍵等)的存在和環(huán)境因素的影響,在上相和下相間進(jìn)行選擇性分配,這種分配關(guān)系與常規(guī)的萃取分配關(guān)系相比,表現(xiàn)出更大或更小的分配系數(shù)。
特點(diǎn):1.易于放大 2.雙水相系統(tǒng)之間的傳質(zhì)和平衡過程速度快,回收效率高 3.易于進(jìn)行連續(xù)化操作,設(shè)備簡(jiǎn)單,且可直接與后續(xù)提純工序相連接,無需進(jìn)行特殊處理 4.相分離條件溫和,因而會(huì)保持絕大部分生物分子活性,而且可直接用在發(fā)酵中 5.可以采用多種手段來提高選擇性或提高收率 6.操作條件溫和,整個(gè)操作過程在常溫下進(jìn)行。15.膜分離技術(shù)的特點(diǎn)是什么?(1)膜分離過程不發(fā)生相變化,與有相變化的分離法和其他分離法相比,能耗要低。
(2)膜分離過程是在常溫下進(jìn)行,因而特別適用于對(duì)熱敏感的物質(zhì),假如汁、酶、藥品等的分離、分級(jí)、濃縮與富集。
(3)膜分離技術(shù)不僅適用于有機(jī)物和無機(jī)物,從病毒、細(xì)菌到微粒的廣泛分離的范圍,而且還適用于很多特殊溶液體系的分離,如溶液中大分子與無機(jī)鹽的分離、一些共沸物或近沸點(diǎn)物系的分離等。
(4)由于只是用壓力作為膜分離的推動(dòng)力,因此分離裝置簡(jiǎn)單,操縱輕易,易自控、維修。
16.什么是濃差極化?它對(duì)膜分離過程有什么影響?
當(dāng)溶劑透過膜,而溶質(zhì)留在膜上時(shí),膜面上溶質(zhì)濃度增高,這種膜面上的溶質(zhì)濃度高于主體中溶質(zhì)濃度的現(xiàn)象叫濃差極化。濃差極化可造成膜的通量大大降低,對(duì)膜分離過程產(chǎn)生不良影響,因此,實(shí)際操作過程盡量減小膜面上溶質(zhì)的濃差極化作用。為減少濃差極化,通常采用錯(cuò)流過濾。
17.膜組件主要有幾種型式?簡(jiǎn)要說明各種膜組件的特點(diǎn)。
18.試比較反滲透 納濾 超濾和微濾四種膜分離過程的特點(diǎn)。
反滲透特點(diǎn):1.操作過程不需要熱處理,故對(duì)熱敏物質(zhì)是安全的。2.沒有相變化,能耗低。3.濃縮和純化可以同時(shí)完成。4.分離過程不需加入化學(xué)試劑。5.設(shè)備和工藝較其他分離純化方法簡(jiǎn)單,且生產(chǎn)效率高。
濾膜孔徑均勻,具有很高的過濾精度;孔隙率高,一般可達(dá)80%左右,過濾通量大,過濾所需時(shí)間短;濾膜薄,過濾時(shí)液體被濾膜吸附造成的損失較小;膜孔結(jié)構(gòu)對(duì)稱,自膜上表面至下表面,膜孔孔徑均勻一致;膜構(gòu)連續(xù),過濾時(shí)無介質(zhì)脫落,無雜質(zhì)溶出,濾液清潔; 超濾膜孔徑不均勻;孔隙率,濾膜薄厚;膜孔結(jié)構(gòu)是非對(duì)稱結(jié)構(gòu),喇叭狀,上小下大,上層為致密層,約占膜厚的5%~10%,起精密分離作用,下層為大孔層,僅起支撐作用;
19.吸附作用的機(jī)理是什么?
固體內(nèi)部分子受到作用力的總和為零,分子處于平衡狀態(tài)。而界面上的分子受到不相等的來自兩相的分子作用力,作用力的合力指向固體內(nèi)部,內(nèi)從外界吸收分子、原子或離子,并且在其表面形成多分子或單分子層。20.吸附法有幾種?各自有何特點(diǎn)?
一.根據(jù)操作方式的不同,可分為:(1)變溫吸附分離,低溫吸附,高溫解吸,循環(huán)時(shí)間較長(zhǎng)。(2)變壓吸附分離,高壓吸附,低壓解吸。(3)變濃度吸附分離,熱敏性物質(zhì)在較高溫度下容易聚合,因此不宜升溫解吸,可用溶劑置換吸附分離。(4)色譜吸附分離,醫(yī)藥工業(yè)常用且高效的分離技術(shù)之一,按操作方法不同分為迎頭分離操作、沖洗分離操作和置換分離操作等。(5)循環(huán)吸附分離技術(shù)。是一種固定吸附床,經(jīng)熱力學(xué)參數(shù)和移動(dòng)項(xiàng)周期性的改變,來分離混合物的技術(shù)。
二.按作用力的本質(zhì)即按吸附劑和吸附質(zhì)的吸附作用的不同,吸附過程可分為3類。(1)物理吸附,吸附劑和吸附質(zhì)通過分子間范德華力產(chǎn)生的吸附作用稱為物理吸附。特點(diǎn),吸附區(qū)域?yàn)樽杂山缑?,吸附層為多層,吸附是可逆性的,吸附的選擇性較差。規(guī)律,易液化的氣體易被吸附。焓遍較小。(2)化學(xué)吸附,固體表面原子的價(jià)態(tài)未完全飽和,還有剩余的呈鍵能力,導(dǎo)致吸附劑與吸附質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生吸附作用,稱為化學(xué)吸附。特點(diǎn),吸附區(qū)域?yàn)槲达柡偷脑?,吸附層?shù)為單層,吸附過程是不可逆的,吸附的選擇性較好。焓變較大。(3)交換吸附,吸附劑表面如果由極性分子或者離子組成,則會(huì)吸引溶液中帶相反電荷的離子,形成雙電層同時(shí)在吸附劑與溶液間發(fā)生離子交換,稱為交換吸附。特點(diǎn),吸附區(qū)域?yàn)闃O性分子或離子,吸附為單層或多層,吸附過程可逆,吸附的選擇性較好。
21.影響吸附過程的因素有哪些?
(1)吸附劑的特性:組成結(jié)構(gòu),容量,穩(wěn)定性等。(2)吸附物的性質(zhì):熔點(diǎn),締合,離解,氫鍵等。(3)溶劑,單,混吸附操作條件,溫度,ph等 22.何為離子交換法?一般可分為哪幾種?
離子交換法是應(yīng)用合成的離子交換樹脂等離子交換劑作為吸著劑,將溶液中的物質(zhì),依靠庫侖力吸附在樹脂上,發(fā)生離子交換過程后,再用合適的洗脫劑將吸附物從樹脂上洗脫下來,達(dá)到分離濃縮提純的目的,是一種利用離子交換劑與溶液中離子之間所發(fā)生的交換反應(yīng)進(jìn)行固-液分離的一種方法。
23.離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)組成?按活性集團(tuán)不同可分為哪幾大類?
24.PH值是如何影響離子交換分離的?
25.各類離子交換樹脂的洗滌 再生條件是什么?
強(qiáng)酸性陽離子樹脂 :可在全PH范圍內(nèi)使用,采用過量稀酸進(jìn)行再生后重復(fù)使用。
弱酸性陽離子樹脂: 溶液PH越高,弱酸性樹脂的交換容量就越高,易再生成氫型,耗酸量亦小。
強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂;在各種PH條件下使用,弱堿性陰離子交換樹脂;通常在PH小于7的溶液中使用。用NaOH再生成羥型較容易,耗堿量也小,甚至可用NaOH進(jìn)行再生。色譜分離過程
26.色譜分離技術(shù)有何特點(diǎn),適用于哪些產(chǎn)品的生產(chǎn)過程?
應(yīng)用范圍廣 從極性到非極性 離子型到非離子型 小分子到大分子 無機(jī)到有機(jī)及生物活性物質(zhì) 熱穩(wěn)定到熱不穩(wěn)定的化合物都可用色譜方法分離。尤其在生物大分子分離和制備方面,是其他方法無法替代的。
分離效率高 特別適合于極復(fù)雜混合物的分離,且收率,產(chǎn)率和純度較高.操作模式多樣 可選擇吸附色譜 分配色譜和親和色譜等不同的色譜分離;可選擇不同的固定相和流動(dòng)相狀態(tài)和種類;可選擇間歇式和連續(xù)式色譜等。
高靈敏度在線檢測(cè) 27.按移動(dòng)相特點(diǎn),色譜可以劃分為哪兩類?
28.最具工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的色譜技術(shù)有哪些?
中/高壓液相色譜 SMBC DAC 29.如何理解動(dòng)態(tài)軸向壓縮色譜技術(shù)的重要性?
DAC 柱柱效高,重現(xiàn)性好,裝填所用的時(shí)間短,可以采用粒徑更小的填料,減小柱長(zhǎng),增加柱徑,從而減小管壁效應(yīng),可以得到幾乎接近分析柱的柱效,從而可以使純化效率更高。DAC 柱盡管比傳統(tǒng)的法蘭式封端柱的一次性投入要大一些,但是由于 DAC 柱大大提高了產(chǎn)品的收率和純度,延長(zhǎng)了色譜柱的使用壽命,而且可以自己反復(fù)裝填,從綜合成本效應(yīng)來說,成本反而更低。所以 DAC 柱可以提高生產(chǎn)效率,節(jié)約生產(chǎn)成本。
30.說明影響色譜分離效率的參數(shù)。保留值 分離度 柱效率 結(jié)晶過程
31.結(jié)晶技術(shù)的特點(diǎn)是什么?適合分離哪些混合物?
能從雜質(zhì)含量相當(dāng)多的溶液或多組分的熔融混合物中形成純凈的晶體。結(jié)晶過程可賦予固體產(chǎn)品以特定的晶體結(jié)構(gòu)和形態(tài) 如:晶型 粒度分布 堆密度
能量消耗少,操作溫度低,對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求不高,一般亦很少有“三廢”排放,有利于環(huán)境保護(hù)。
結(jié)晶產(chǎn)品包裝,運(yùn)輸,儲(chǔ)存或使用都很方便。
32.什么是溶解度?如何根據(jù)溶解度曲線選擇結(jié)晶工藝??
溶解度:固體與其溶液達(dá)到固-液相平衡時(shí),單位質(zhì)量的溶劑所能溶解的固體的量,稱為溶解度。溶解度的大小與溶質(zhì)及溶劑的性質(zhì) 溫度及壓強(qiáng)等因素有關(guān)。一般情況下,特定溶質(zhì)在特定溶劑中的溶解度主要隨溫度變化。因此,溶解度數(shù)據(jù)通常用溶解度對(duì)溫度所標(biāo)繪的曲線來表示,該曲線稱為溶解度曲線。溶解度特征對(duì)于結(jié)晶方法的選擇起決定作用。對(duì)于溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì),適用冷卻結(jié)晶方法分離;對(duì)于溶解度隨溫度變化較小的物質(zhì),適用蒸發(fā)結(jié)晶法分離等。另外,根據(jù)不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)還可以計(jì)算結(jié)晶過程的理論產(chǎn)量。
名詞解釋
1.生物藥物:是利用生物體、生物組織或其成分,經(jīng)過加工、制造而成的一大類預(yù)防、診斷、治療制品。廣義的生物藥物包括從動(dòng)物、植物、微牛物等生物體中制取的各種天然生物活性物質(zhì)及其人工合成或半合成的天然物質(zhì)類似物。2.化學(xué)合成藥物:一般由化學(xué)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的化工原料經(jīng)過一系列化學(xué)合成和物理處理過程制得(稱全合成),或由已知具有一定基本結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物經(jīng)對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造和物理處理過程制得(稱半合成)。
3.中西藥:中藥人們?yōu)榱送瑐魅氲奈麽t(yī)、西藥相區(qū)分,將中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)藥分別稱為中醫(yī)、中藥。西藥主要系指“人工合成藥”或從“天然藥物”提取得到的化合物;中藥則以天然植物藥、動(dòng)物藥和礦物藥為主。中藥具有明顯的特點(diǎn),其形、色、氣、味,寒熱、溫、涼,升、降、沉、浮是中醫(yī)幾千年來解釋中藥藥性的依據(jù)。
4.萃取:利用原料液中組分在第三溶劑中溶解度的差異實(shí)現(xiàn)分離,是傳質(zhì)過程。5.液液分離(溶劑萃取):以液體溶劑為萃取劑,同時(shí)被處理的原料混合物也為液體的操作。6.物理萃?。喝苜|(zhì)根據(jù)相似相溶原理在兩相間達(dá)到分配平衡,萃取劑與溶質(zhì)之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
7.化學(xué)萃?。和ㄟ^萃取劑與溶質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)(如離子交換或絡(luò)合反應(yīng)等)生成復(fù)合分子實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)向萃取相的分配。8.有效成分:指起主要藥效的物質(zhì)。
9.無效成分:指本身無效甚至有害的成分。
10.帶溶劑:能和產(chǎn)物形成復(fù)合物,使產(chǎn)物更容易溶于有機(jī)溶劑相中,而該復(fù)合物在一定條件下又要容易分解的物質(zhì)。
11.雙水相體系;指某些有機(jī)物之間或有機(jī)物與無機(jī)鹽之間在水中以適當(dāng)?shù)臐舛热芙夂笮纬苫ゲ幌嗳莸膬上嗷蚨嘞嗨囿w系。
12.超臨界流體;當(dāng)流體的溫度和壓力分別超過其臨界溫度和臨界壓力時(shí),則稱該狀態(tài)下的流體為超臨界流體(SCF)。
13夾帶劑:夾帶劑的作用主要有兩點(diǎn):一是可大大增加被分離組分在超臨界流體中的溶解度;二是在加入與溶質(zhì)起特定作用的適宜夾帶劑時(shí),可使該溶質(zhì)的選擇性(或分離因子)大大提高。
14.比表面積:單位質(zhì)量多孔顆粒所具有的表面積,單位是:m2/m3或m2/g。15.孔隙度:顆粒之間的孔隙體積與其表觀體積之比,通常用百分?jǐn)?shù)表示。16.黏度;指液體分子間在外力作用下相對(duì)摩擦的摩擦阻力的大小。
17.表面張力:指通過液體表面上的任一單位長(zhǎng)度,并與之相切的表面緊縮力。18.膜分離:膜分離過程是用天然的或合成的、具有選擇透過性的薄膜為分離介質(zhì),當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動(dòng)力(如壓力差、濃度差、電位差、溫度差等)時(shí),原料側(cè)液體或氣體混合物中的某—或某些組分選擇性地透過膜,以達(dá)到分離、分級(jí)、提純或富集的目的。
19.納濾:通過膜的滲透作用,借助外界能量或化學(xué)位差的推動(dòng),對(duì)兩組分或多組分混合氣體或液體進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集。20.超濾:通過膜的篩分作用將溶液中大于膜孔的大分子溶質(zhì)截留,使這些溶質(zhì)與溶劑及小分子組分分離的膜過程。
21.微濾;利用微孔膜孔的篩分作用,在靜壓差推動(dòng)下,將濾液中大于膜孔徑的微粒、細(xì)菌及懸浮物質(zhì)等截留下來,達(dá)到除去濾液中微粒與澄清溶液的目的。22.吸附:指流體與固體多孔物質(zhì)接觸時(shí),流體中的一種或多種組分傳遞到多孔物質(zhì)外表面和微孔內(nèi)表面并附著在這些表面的過程。(固體物質(zhì)稱為吸附劑,被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì).吸附達(dá)到平衡時(shí),流體的本體相主體稱為吸余相,吸附劑內(nèi)的流體稱為吸附相。)
23.物理吸附:吸附劑和吸附質(zhì)之間通過分子間力相互吸引,形成吸附現(xiàn)象。24.化學(xué)吸附:被吸附的分子和吸附劑表面的原子發(fā)生化學(xué)作用,在吸附質(zhì)和吸附劑之間發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移、原子重排或化學(xué)鍵的破壞與生成現(xiàn)象。
25.離子交換:指能夠解離的不溶性固體物質(zhì)在與溶液接觸時(shí)可與溶液中的離子發(fā)生離子交換反應(yīng)。
26.色譜法:以試樣組分在固定相和流動(dòng)相間的溶解、吸附、分配、離子交換或其他親和作用的差異為依據(jù)而建立起來的各種分離分析方法。分離原理:色譜分離過程的實(shí)質(zhì)是溶質(zhì)在不互溶的固定相和流動(dòng)相之間進(jìn)行的一種連續(xù)多次的交換過程,它借助溶質(zhì)在兩相間分配行為的差別而使不同的溶質(zhì)分離.不同組分在色譜過程中的分離情況首先取決于各組分在而相間的分配系數(shù)、吸附能力、親和力等是否有差異。
27.電泳:是指帶電荷的供試品(蛋白質(zhì)、核酸等)在惰性支持介質(zhì)中(如酯、醋酸纖維素、瓊脂糖凝膠、聚丙烯酸胺凝膠等),于電場(chǎng)作用下向其對(duì)應(yīng)的電極方向按各自的速度進(jìn)行泳動(dòng),使組分分離成狹窄區(qū)帶,用適宜的檢測(cè)方法記錄其電泳區(qū)帶圖譜或計(jì)算其百分含量的方法。
28.電滲:在電場(chǎng)作用下液體對(duì)于固體支持物的相對(duì)移動(dòng)。29.結(jié)晶:固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸汽、溶液或熔融物中析出的過程。
簡(jiǎn)述
1、反膠團(tuán)的概念、結(jié)構(gòu)特征
概念:反膠團(tuán)是兩性表面活性劑分散于連續(xù)有機(jī)相中的一種自發(fā)形成的納米級(jí)別的聚集體。結(jié)構(gòu)特征:親水基團(tuán)(頭)朝內(nèi),疏水基團(tuán)(尾)朝外,含有水分子內(nèi)核的納米級(jí)別的集合型膠體。
2、臨界膠束濃度的概念、在反膠團(tuán)萃取工藝中確定臨界膠束的意義
臨界膠束濃度(CMC):是膠束形成時(shí)所需表面活性劑的最低濃度,這是體系特性,與表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)、溶劑溫度和壓力等因素有關(guān)。
在反膠團(tuán)萃取工藝中確定臨界膠束濃度義:在反膠團(tuán)萃取工藝中必須確定臨界膠束濃度,因?yàn)樵谒械谋砻婊钚詣┑蜐舛葧r(shí)呈分子狀態(tài),并且三三兩兩地把親油基團(tuán)靠攏而分散在水中,當(dāng)濃度逐漸增大到CMC時(shí),許多表面活性劑分子立刻結(jié)合成大基團(tuán),形成反膠束。臨界膠束濃度是表面活性劑溶液性質(zhì)發(fā)生顯著變化的一個(gè)分水嶺,當(dāng)表面活性劑的度超過CMC后,才能形成反膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。
3、反膠團(tuán)萃取工藝解決的主要問題
主要有兩點(diǎn):① 解決了大分子物質(zhì)萃取時(shí)的生物活性問題。常規(guī)液液萃取中的油相通常是有機(jī)溶劑,會(huì)使蛋白質(zhì)等生物活性物質(zhì)失活,而反膠團(tuán)萃取過程中蛋白質(zhì)因位于反膠團(tuán)的內(nèi)部而受到反膠團(tuán)的保護(hù);② 解決了蛋白質(zhì)等親水性物質(zhì)的溶解度問題。由于反膠團(tuán)內(nèi)部的微水相環(huán)境,有利于蛋白質(zhì)等親水性物質(zhì)的萃取。
4、超臨界流體概念
超臨界流體是指溫度和壓力同時(shí)超過臨界值且密度接近液體的氣體。
5、超臨界流體的基本特性
① 密度和溶劑化能力接近液體 ②超臨界流體的擴(kuò)散系數(shù)介于氣態(tài)和液態(tài)之間,其粘度接近氣體;③當(dāng)流體狀態(tài)接近臨界區(qū)時(shí),蒸發(fā)熱會(huì)急劇下降,至臨界點(diǎn)處則氣—液相界面消失,蒸發(fā)焓為零,比熱容也變?yōu)闊o限大。②流體在臨界點(diǎn)附近的壓力或溫度的微小變化會(huì)導(dǎo)致超臨界流體密度相當(dāng)大的變化,從而使溶質(zhì)在流體中的溶解度也產(chǎn)生相當(dāng)大的變化。這是超臨界萃取工藝的設(shè)計(jì)基礎(chǔ);
6、超臨界萃取工藝流程中萃取器與分離器中的現(xiàn)象?引起現(xiàn)象的原因。萃取器中利用萃取劑接近的液體密度和溶劑化能力及低粘度特性將提取物溶解于超臨界流體的萃取物。在分離器中通過減壓閥進(jìn)行節(jié)流膨脹以便降低超臨界流體的密度,從而實(shí)現(xiàn)萃取物與溶劑的分離。原因是處于超臨界的流體有較高的密度,同時(shí)可以通過調(diào)節(jié)溫度和壓力使溶劑的密度大大降低,從而降低其萃取能力,實(shí)現(xiàn)分離。
7、CO2作為超臨界流體的特征
優(yōu)勢(shì):①CO2 臨界溫度為31.30C,接近室溫。在分離提取具有熱敏性、易氧化分解的成分方面具有廣闊的應(yīng)用前景。②CO2臨界壓力為7.37MPa為中等壓力。通常萃取條件的選擇的適宜的對(duì)比壓力區(qū)域(pr1~6)區(qū)域,目前的工業(yè)水平其超臨界狀態(tài)一般易于達(dá)到。③ CO2具有抗氧化、滅菌作用,有利于保證和提高天然物產(chǎn)品的質(zhì)量④CO2 無毒、無味、無臭、不燃、不腐蝕、價(jià)格便宜、易于精制、易于回收等特點(diǎn)。SC-CO2萃取無溶劑殘留問題,屬于環(huán)境無害工藝。⑤CO2密度是常用萃取劑中最高的。超臨界CO2流體對(duì)有機(jī)物有很強(qiáng)的溶解能力和良好的選擇性。
缺點(diǎn):與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑萃取比較,超臨界CO2流體萃取也存在一定的局限性:1)其對(duì)脂溶性成分的溶解能力較強(qiáng)而對(duì)水溶性成分的溶解能力較低;2)設(shè)備造價(jià)高,比較適用于高附加值產(chǎn)品的提??;3)更換產(chǎn)品時(shí)設(shè)備清洗較為困難。
8、夾帶劑在哪些方面影響溶質(zhì)在超臨界CO2流體中的選擇性和溶解性的?
① 夾帶劑可以顯著改變超臨界CO2溶劑系統(tǒng)的極性,改善流體的溶劑換能力,提高被分離組分在超臨界CO2流體中的溶解度,并相應(yīng)地降低超臨界CO2流體萃取過程的操作壓力,從而大大拓寬超臨界CO2流體在萃取天然物質(zhì)方面的應(yīng)用;
② 加入與溶質(zhì)起特殊作用的夾帶劑,可極大地提高超臨界CO2流體對(duì)該溶質(zhì)的選擇性;
③ 提高溶質(zhì)在超臨界CO2流體中的溶解度對(duì)溫度、壓力的敏感程度,在萃取壓力基本不變的情況下,通過單獨(dú)改變溫度來實(shí)現(xiàn)分離的目的;
④ 作為反應(yīng)物參與反應(yīng),以提高產(chǎn)品的萃取率;
⑤ 改變?nèi)軇┑呐R界參數(shù)。當(dāng)萃取溫度受到限制時(shí)(如熱敏性物質(zhì)),溶劑的臨界溫度越接近于溶質(zhì)的最高操作溫度,溶質(zhì)的溶解度越高,當(dāng)用單組份溶劑不能滿足這一要求時(shí),可使用混合溶劑。
9、如何實(shí)現(xiàn)夾帶劑與主萃取劑的分離
與單一組分的超臨界萃取—分離過程相似,使用夾帶劑的超臨界萃取的分離也可通過降壓、升溫或恒溫恒壓吸附使溶質(zhì)與SCF分離。只要保證降壓或升溫的程度足以使混溶態(tài)的SCF進(jìn)入其氣—液平衡區(qū),以保證夾帶劑變?yōu)橐簯B(tài)后與萃取出的溶質(zhì)在分離柱內(nèi)與變成氣態(tài)的主萃取溶劑分離。P92
10、按分離過程推動(dòng)力類型的不同,膜分離可以分為哪些類型?
(1)以靜壓力差為推動(dòng)力的過程:微濾、超濾、反滲透、納濾。(2)以氣體分壓差為推動(dòng)力的過程:氣體膜分離、滲透汽化。(3)以濃度梯度差為推動(dòng)力的過程——透析(4)以電位差為推動(dòng)力的過程——電滲析
11、滲透汽化工藝簡(jiǎn)述
滲透汽化是一個(gè)既有質(zhì)量又有熱量通過膜的傳遞過程。離開膜的物料溫度和濃度都與原加入料液不同。一般用均質(zhì)膜和復(fù)合膜,起到分離作用的活性層為表面極薄的均質(zhì)膜。分離機(jī)理通常用溶解—擴(kuò)散模型來描述。
12、透析的基本原理 透析是穿過膜的選擇擴(kuò)散過程,可用于分離分子量大小不同的溶質(zhì),低于膜所截留閥值分子的物質(zhì)可擴(kuò)散穿過膜,高于膜截留閥值分子量的物質(zhì)則被保留在半透膜的另一側(cè)。
13、液液萃取(計(jì)算)
萃取液、萃余液 圖解計(jì)算單級(jí)液液萃取的萃取劑S、E、E’、的流量、組成 圖解計(jì)算多級(jí)錯(cuò)流、逆流的理論平衡級(jí)數(shù) 代數(shù)法計(jì)算液液萃取的萃取率
14、制藥工業(yè)包括:生物制藥、化學(xué)合成制藥、中藥制藥;生物藥物、化學(xué)藥物與中藥構(gòu)成人類防病、治病的三大藥源。原料藥的生產(chǎn)包括兩個(gè)階段:第一階段,將基本的原材料通過化學(xué)合成、微生物發(fā)酵或酶催化反應(yīng)或提取而獲得含有目標(biāo)藥物成分的混合物。第二階段,常稱為生產(chǎn)的下游過程,主要是采用適當(dāng)?shù)姆蛛x技術(shù),將反應(yīng)產(chǎn)物或中草藥粗品中的藥物或分純化成為藥品標(biāo)準(zhǔn)的原料藥。分離操作通常分為機(jī)械分離和傳質(zhì)分離兩大類。
15、萃取屬于傳質(zhì)過程 浸取是中藥有效成分的提取中最常用的。浸取操作的三種基本形式:?jiǎn)渭?jí)浸取,多級(jí)錯(cuò)流浸取,多級(jí)逆流浸取。中藥材中所含的成分:①有效成分 ②輔助成分 ③無效成分 ④組織物 浸取的目的:選擇適宜的溶劑和方法,充分浸出有效成分及輔助成分,盡量減少或除去無效成分。對(duì)中藥材的浸取過程:濕潤(rùn)、滲透、解吸、溶解及擴(kuò)散、置換。
16、浸取溶劑選擇的原則:①、對(duì)溶質(zhì)的溶解度足夠大,以節(jié)省溶劑用量。②、與溶劑之間有足夠大的沸點(diǎn)差,以便于采用蒸餾等方法回收利用。③、溶質(zhì)在統(tǒng)計(jì)中的擴(kuò)散系數(shù)大和粘度小。④、價(jià)廉易得,無毒,腐蝕性小。浸取輔助劑的作用:①、提高浸取溶劑的浸取效能。②、增加浸取成分在溶劑中的溶解度。③、增加制品的穩(wěn)定性。④、除去或減少某些雜質(zhì)。
17、浸取過程的影響因素:①、藥材的粒度。②、浸取的溫度。③、溶劑的用量及提取次數(shù)。④、浸取的時(shí)間。⑤、濃度差。⑥、溶劑的PH值。⑦、浸取的壓力。浸出的方法:浸漬、煎煮、滲漉。
18、超聲波協(xié)助浸取,基本作用機(jī)理:熱學(xué)機(jī)理、機(jī)械機(jī)理、空化作用。超聲波的空化作用:大能量的超聲波作用在液體里,當(dāng)液體處于稀疏狀態(tài)時(shí),液體將會(huì)被撕裂成很多小的空穴,這些空穴一瞬間閉合,閉合時(shí)產(chǎn)生高達(dá)幾千大氣壓的瞬間壓力,即稱為空化效應(yīng)。微波協(xié)助浸取特點(diǎn):浸取速度快、溶劑消耗量小。局限性:只適用于對(duì)熱穩(wěn)定的產(chǎn)物,要求被處理的物料具有良好的吸水性。
19、萃取分離的影響因素:①、隨區(qū)級(jí)的影響與選擇原則。②、萃取劑與原溶劑的互溶度。③、萃取劑的物理性質(zhì)。④、萃取劑的化學(xué)性質(zhì)。破乳的方法:①、頂替法(加入表面活性更強(qiáng)的物質(zhì))②、變型法(加入想法的界面活性劑)③、反應(yīng)法 ④、物理法
20、超臨界流體的主要特征:①、超臨界的密度接近于液體。②、超臨界流體的擴(kuò)散系數(shù)介于氣態(tài)與液體之間,其粘度接近氣體。③、當(dāng)流體接近臨界區(qū)時(shí),蒸發(fā)熱會(huì)急劇下降,有利于傳熱和節(jié)能。④、流體在其臨界點(diǎn)附近的壓力或溫度的微小變化都會(huì)導(dǎo)致流體密度相當(dāng)大的變化,從而使溶質(zhì)在流體中的溶解度也產(chǎn)生相當(dāng)大的變化。
21、二氧化碳作為萃取劑,這主要是由它的如下幾個(gè)優(yōu)異特性決定:
① 臨界溫度低(31.3℃),接近室溫;該操作溫度范圍適合于分離熱敏性物質(zhì),可防止熱敏性物質(zhì)的氧化和降解,使沸點(diǎn)高、揮發(fā)度低、易熱解的物質(zhì)遠(yuǎn)在其沸點(diǎn)之下被萃取出來。② 臨界壓力(7.38MPa)處于中等壓力,就目前工業(yè)水平其超臨界狀態(tài)一般易于達(dá)到。③ 具有無毒、無味、不燃、不腐蝕、價(jià)格便宜、易于精制、易于回收等優(yōu)點(diǎn)。因而,SC-CO2 萃取無溶劑殘留問題,屬于環(huán)境無害工藝。故SC-CO2萃取技術(shù)被廣泛用于對(duì)藥物、食品等天然產(chǎn)品的提取和純化研究方面。④ SC-CO2還具有抗氧化滅菌作用,有利于保證和提高天然物產(chǎn)品的質(zhì)量。
22、結(jié)晶過程的特點(diǎn)
1)能從雜質(zhì)含量相當(dāng)多的溶液或多組分的熔融混合物中形成純凈的晶體。有時(shí)用其他方法難以分離的混合物系,采用結(jié)晶分離更為有效。如同分異構(gòu)體混合物、共沸物系、熱敏性物系等。
2)固體產(chǎn)品有特定的晶體結(jié)構(gòu)和形態(tài)(如晶形、粒度分布等)3)能量消耗少,操作溫度低,對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求不高,三廢排放少,有利于環(huán)境保護(hù)。
4)結(jié)晶產(chǎn)品包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存或使用都很方便。
23、降低膜的污染和劣化的方法
1)預(yù)處理法:有熱處理、調(diào)節(jié)pH值、加螯合劑(EDTA等)、氯化、活性炭吸附、化學(xué)凈化、預(yù)微濾和預(yù)超濾等。
2)操作方式優(yōu)化:膜污染的防治及滲透通量的強(qiáng)化可通過操作方式的優(yōu)化來實(shí)現(xiàn),3)膜組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化:膜分離過程設(shè)計(jì)中,膜組件內(nèi)流體力學(xué)條件的優(yōu)化,即預(yù)選擇料液操作流速和膜滲透通量,并考慮到所需動(dòng)力,是確定最佳操作條件的關(guān)鍵。
4)膜組件清洗:膜的清洗方法有水力清洗、機(jī)械清洗、化學(xué)清洗和電清洗四種。
24、反膠團(tuán)萃取的萃取原理:反膠團(tuán)萃取的本質(zhì)仍然是液-液有機(jī)溶劑萃取。反膠團(tuán)萃取利用表面活性劑在有機(jī)溶劑中形成反膠團(tuán),從而在有機(jī)相中形成分散的親水微環(huán)境,使生物分子在有機(jī)相(萃取相)內(nèi)存在于反膠團(tuán)的親水微環(huán)境中。
25、濃差極化:在膜分離操作中,溶質(zhì)均被透過液傳送到膜表面上,不能完全透過膜的溶質(zhì)受到膜的截留作用,在膜表面附近濃度升高,這種在膜表面附近濃度高于主體濃度的現(xiàn)象。
26、凝膠極化:膜表面附近濃度升高,增大膜兩側(cè)的滲透壓差,使有效壓差減小,透過通量降低。當(dāng)膜表面附近的濃度超過溶質(zhì)的溶解度時(shí),溶質(zhì)會(huì)析出,形成凝膠層的現(xiàn)象。
27、反滲透 :反滲透過程就是在壓力的推動(dòng)下,借助于半透膜的截留作用,將溶液中的溶劑與溶質(zhì)分離開來。反滲透現(xiàn)象:若在鹽溶液的液面上方施加一個(gè)大于滲透壓的壓力,則水將由鹽溶液側(cè)經(jīng)半透膜向純水側(cè)流動(dòng)的現(xiàn)象。
28、電滲析:利用待分離分子的荷點(diǎn)性質(zhì)和分子大小的差別,以外電場(chǎng)電位差為推動(dòng)力,利用離子交換膜的選擇透過性,從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作.29、離子交換:能夠解離的不溶性固體物質(zhì)在與溶液中的離子發(fā)生離子交換反應(yīng)。利用離子交換劑與不同離子結(jié)合力的強(qiáng)弱,將某些離子從水溶液中分離出來,或者使不同的離子得到分離。
30、均相初級(jí)成核:潔凈的過飽和溶液進(jìn)入介穩(wěn)區(qū)時(shí),還不能自發(fā)地產(chǎn)生晶核,只有進(jìn)入不穩(wěn)區(qū)后,溶液才能自發(fā)地產(chǎn)生晶核。這種在均相過飽和溶液中自發(fā)產(chǎn)生晶核的過程。
31、剪應(yīng)力成核:當(dāng)過飽和溶液以較大的流速流過正在生長(zhǎng)中的晶體表面時(shí),在流體邊界層存在的剪應(yīng)力能將一些附著于晶體之上的粒子掃落,而成為新的晶核。
32、接觸成核:當(dāng)晶體與其他固體物接觸時(shí)所產(chǎn)生的晶體表面的碎粒。在過飽和溶液中,晶體只要與固體物進(jìn)行能量很低的接觸,就會(huì)產(chǎn)生大量的微粒。
33、二次成核:在已有晶體的條件下產(chǎn)生晶核的過程。二次成核的機(jī)理主要有流體剪應(yīng)力成核和接觸成核。
選擇
超濾膜通常不以其孔徑大小作為指標(biāo),而以截留分子量作為指標(biāo)。所謂“分子量截留值” 是指阻留率達(dá)(B)的最小被截留物質(zhì)的分子量。
A 80%以上 B90%以上 C 70%以上 D 95%以上
在凝膠過濾(分離范圍是5000 400000)中,下列哪種蛋白質(zhì)最先被洗脫下來(B)
A.細(xì)胞色素 C(13370)B.肌球蛋白(400000)C.過氧化氫酶(247500)D.血清清蛋白(68500)E.肌紅蛋白(16900)“類似物容易吸附類似物”的原則,一般極性吸附劑適宜于從何種溶劑中吸附極性物質(zhì)(B)A.極性溶劑 B.非極性溶劑 C.水 D.溶劑
HPLC 是哪種色譜的簡(jiǎn)稱(C)。
A.離子交換色譜 B.氣相色譜 C.高效液相色譜 D.凝膠色譜
洗脫體積是(C)。
A.凝膠顆粒之間空隙的總體積 B、溶質(zhì)進(jìn)入凝膠內(nèi)部的體積 C、與該溶質(zhì)保留時(shí)間相對(duì)應(yīng)的流動(dòng)相體積 D、溶質(zhì)從柱中流出時(shí)所用的流動(dòng)相體積 分子篩層析純化酶是根據(jù)(C)進(jìn)行純化。
A.根據(jù)酶分子電荷性質(zhì)的純化方法 B.調(diào)節(jié)酶溶解度的方法 C.根據(jù)酶分子大小、形狀不同的純化方法 D.根據(jù)酶分子專一性結(jié)合的純化方法 用于蛋白質(zhì)分離過程中的脫鹽和更換緩沖液的色譜是(C)A.離子交換色譜 B.親和色譜 C.凝膠過濾色譜 D.反相色譜 用活性炭色譜分離糖類化合物時(shí),所選用的洗脫劑順序?yàn)椋―)A、先用乙醇洗脫,然后再用水洗脫 B、用甲醇、乙醇等有機(jī)溶劑洗脫 C、先用乙醇洗脫,再用其他有機(jī)溶劑洗脫 D、先用水洗脫,然后再用不同濃度乙醇洗脫 微濾膜所截留的顆粒直徑為(A)A 0.02/10nm B 0.001/0.02nm C<2nm D < lnm 下列哪一項(xiàng)不是陽離子交換樹脂(D)A 氫型 B 鈉型 C 銨型 D 羥型
適合于親脂性物質(zhì)的分離的吸附劑是(B)。
A.活性炭 B.氧化鋁 C.硅膠 D.磷酸鵒
氣相色譜柱主要有(C)。
A 填充柱 B 毛細(xì)管柱 C A或B D A 或 B 及其他
關(guān)于分配柱層析的基本操作錯(cuò)誤(D)A 裝柱分干法和濕法兩種 B 分配柱層析法使用兩種溶劑,事先必須先使這兩個(gè)相互相飽和 C 用硅藻土為載體,需分批小量地倒入柱中,用一端是平盤的棒把硅藻壓緊壓平D 分配柱層析適用于分離極性比較小、在有機(jī)溶劑中溶解度大的成分,或極性很相似的成分。
在酸性條件下用下列哪種樹脂吸附氨基酸有較大的交換容量()A.羥型陰 B.氯型陰 C.氫型陽 D.鈉型陽
超臨界流體萃取法適用于提?。˙)A、極性大的成分 B、極性小的成分 C、離子型化合物
D、能氣化的成分 E、親水性成分
分離純化早期,由于提取液中成分復(fù)雜,目的物濃度稀,因而易采用(A)A、分離量大分辨率低的方法 B、分離量小分辨率低的方法 C、分離量小分辨率高的方法 D、各種方法都試驗(yàn)一下,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定 蛋白質(zhì)類物質(zhì)的分離純化往往是多步驟的,其前期處理手段多采用下列哪類的方法。(B)A.分辨率髙 B.負(fù)載量大 C.操作簡(jiǎn)便 D.價(jià)廉
在選用凝膠層析柱時(shí),為了提髙分辨率,宜選用的層析柱是(A)A、粗且長(zhǎng)的 B、粗且短的 C、細(xì)且長(zhǎng)的 D、細(xì)且短的
在萃取液用量相同的條件下,下列哪種萃取方式的理論收率最高()A.單級(jí)萃取 B.三級(jí)錯(cuò) 流萃取 C.三級(jí)逆流萃取 D.二級(jí)逆流萃取 磺酸型陽離子交換樹脂可用于分離(E)A、強(qiáng)心苷 B、有機(jī)酸 C、醌類 D、苯丙素 E、生物堿
不能用于糖類提取后的分離純化的方法是(B)A、活性炭柱色譜法 B、酸堿溶劑法 C、凝膠色譜法
D、分級(jí)沉淀法 E、大孔樹脂色譜法
用大孔樹脂分離苷類常用的洗脫劑是(B)A、水 B、含水醇 C、正丁醇 D、乙醚 E、氯 仿
綜合
1.區(qū)分滲透與反滲透
答:滲透是由于存在化學(xué)勢(shì)存在梯度而引起的自發(fā)擴(kuò)散現(xiàn)象。因此,通常情況下,?其結(jié)果是水從純水一側(cè)透過半透膜向溶液側(cè)滲透,使后者的液位抬高。如果在溶液一側(cè)施加壓力i,外界力做功使溶液中水的化學(xué)勢(shì)升高,則純水通過膜的滲透就會(huì)逐漸減小,并最終停止,此時(shí)的壓力差就是溶液的滲透壓。水將從溶液一側(cè)向純水一側(cè)移動(dòng),此種滲透稱之為反滲透。2.簡(jiǎn)述過飽和溶液形成的方法?
答:(1)熱飽和溶液冷卻(等溶劑結(jié)晶)適用于溶解度隨溫度升高而增加的體系;同時(shí),溶解度隨溫度變化的幅度要適中;(2)部分溶劑蒸發(fā)法(等溫結(jié)晶法)適用于溶解度隨溫度降低變化不大的體系,或隨溫度升高溶解度降低的體系;(3)真空蒸發(fā)冷卻法 使溶劑在真空下迅速蒸發(fā),并結(jié)合絕熱冷卻,是結(jié)合冷卻和部分溶劑蒸發(fā)兩種方法的一種結(jié)晶方法;(4)化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶 加入反應(yīng)劑產(chǎn)生新物質(zhì),當(dāng)該新物質(zhì)的溶解度超過飽和溶解度時(shí),即有晶體析出。3.簡(jiǎn)述結(jié)晶過程中晶體形成的條件?
答:結(jié)晶過程包括過飽和溶液的形成、晶核的形成及晶體的生長(zhǎng)三個(gè)過程,其中溶液達(dá)到過飽和狀態(tài)是結(jié)晶的前提,過飽和度是結(jié)晶的 推動(dòng)力。4.簡(jiǎn)述凝膠色譜的分離原理?
答:凝膠排阻色譜的分離介質(zhì)(填料)具有均勻的網(wǎng)格結(jié)構(gòu),其分離原理是具有不同分子量的溶質(zhì)分 子,在流經(jīng)柱床是,由于大分子難以進(jìn)入凝膠內(nèi)部,而從凝膠顆粒之間流出,保留時(shí)間短;而小分子溶質(zhì)可以進(jìn)入凝膠內(nèi)部,由于凝膠 多孔結(jié)構(gòu)的阻滯作用,流經(jīng)體積變大,保留時(shí)間延長(zhǎng)。這樣,分子量不同的溶質(zhì)分子得以分離。
5.膜分離過程中,有那些原因會(huì)造成膜污染,如何處理?
答:(1)膜污染主要有兩種情況:一是附著層被濾餅、有機(jī)物凝膠、無機(jī)物水垢膠體物質(zhì)或微生物等吸附于表面;另一種是料液中溶質(zhì) 結(jié)晶或沉淀造成堵塞。(3 分)(2)膜污染是可以預(yù)防或減輕的,措施包括料液預(yù)處理、膜性質(zhì)的改善、操作條件改變等方式。(2 分)(3)膜污染所引起的通量衰減往往是不可逆的,只能通過清洗的處理方式消除,包括物理方法沖洗和化學(xué)藥品溶液清洗等。(2 分)
第三篇:制藥分離工程
第一章 緒論
1.舉例說明制藥分離工程原理與分類。
答:原理:利用待分離的物質(zhì)中的有效活性成分與共存雜質(zhì)之間在物質(zhì)、化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)上的差異進(jìn)行分離 分類:(1)機(jī)械分離:過濾,重力沉降,離心分離,旋風(fēng)分離和靜電除光等;
(2)傳質(zhì)分離:①速度分離工程:
1、膜分離:超濾;
2、場(chǎng)分離:電泳。
②平衡分離工程:
1、氣體傳質(zhì)過程:吸收氣體的增濕與減濕;
2、氣液傳質(zhì)過程:精餾;
3、液液傳質(zhì)過程:液液萃取;
4、液固傳質(zhì)過程:浸??;
5、氣固傳質(zhì)過程:固體干燥。2.工業(yè)上常用的傳質(zhì)分離過程包括?舉例說明它們的特點(diǎn)。答:(1)平衡分離過程:借助分離媒介(如熱能,溶劑或吸附劑)使均相混合物系變?yōu)閮上到y(tǒng),再以混合物中各組分在處于平衡的兩相中分配關(guān)系的差異為依據(jù)而實(shí)現(xiàn)分離。其傳質(zhì)推動(dòng)力為偏離平衡態(tài)的濃度差。
(2)速率分離:在某種推動(dòng)力(如濃度差,壓力差,溫度差,電位梯度和磁場(chǎng)梯度等)作用下,有時(shí)在選擇性透過膜的配合下,利用更組分?jǐn)U散速率的差異實(shí)現(xiàn)組分的分離。這類過程的特點(diǎn)是所處理的物料盒產(chǎn)品通常屬于同一相態(tài),僅有組成差別。
第二章 固液萃取
1.試結(jié)合固液提取速率公式說明提高固液提取速率的措施包括哪些? 答:速率方程J=[1/(k-1+L/D)](C1-C3)=K*△C
浸出的總傳質(zhì)系數(shù):K=1/(k-1+L/D)
措施(1)藥材的粒度:藥材粉碎細(xì)些,與浸取的溶劑的接觸面愈大,擴(kuò)散面愈大,故擴(kuò)散速率越快,浸出的效果愈好;
(2)浸取溫度:溫度的升高能使植物組織軟化,促進(jìn)膨脹,增加可溶性成分的溶解和擴(kuò)散速率,促進(jìn)有效成分的浸出;
(3)浸取的時(shí)間:浸取時(shí)間與浸取量程正比;
(4)濃度差:濃度差越大,浸取速率越快,適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用和擴(kuò)大浸取過程的濃度差,有助于加速浸取過程和提高浸取速率;
(5)浸取的壓力:適當(dāng)提高浸取壓力會(huì)加速浸潤(rùn)過程,提高提取速率。2.選擇浸取溶劑的基本原則有哪些?試對(duì)常用的水和乙醇溶劑的適用范圍進(jìn)行說明。答:基本原則:(1)對(duì)溶質(zhì)的溶解度足夠大,以節(jié)省溶劑用量;
(2)與溶劑之間有足夠大的沸點(diǎn)差,以便于采取蒸餾等方法回收利用;
(3)溶質(zhì)在溶劑中的擴(kuò)散系數(shù)大和粘度??;
(4)價(jià)廉易得,無毒,腐蝕性小等。
適用范圍:水作為有機(jī)溶劑經(jīng)濟(jì)易得,而且極性大,溶解范圍廣。藥材中的生物堿鹽類,苷,苦味質(zhì)。有機(jī)酸鹽,鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖、樹胺、色毒、多糖類(果膠、黏液質(zhì)、菊糖、淀粉等)以及酶和少量的揮發(fā)油都能被水浸出;
乙醇是一種半極性溶劑。由于乙醇溶解性能介于極性與非極性之間。所以乙醇能溶解水中溶解的某些成分,同時(shí)也能溶解非極性溶劑所能溶解的一些成分,只是溶解度不同。例如:乙醇含量在90%以上時(shí),適于浸取揮發(fā)油,有機(jī)酸,樹脂,葉綠素等;乙醇含量在50%~70%時(shí),適用于浸取生物堿,苷類等;乙醇含量在50%以下時(shí),適于浸取苦味質(zhì),蒽醌類化合物等。3.簡(jiǎn)述超聲協(xié)助浸取的作用原理及影響因素。
答:作用原理:超聲波熱學(xué)機(jī)理,超聲波機(jī)械機(jī)制,超聲波空化作用;
影響因素:超聲波的頻率、強(qiáng)度、溶劑(張力、粘度、蒸汽壓)。系統(tǒng)靜壓及液體中氣體種類及含量等。
4.簡(jiǎn)述微波協(xié)助的作用原理及影響因素。
答:作用原理:一方面是利用微波透過萃取劑達(dá)到物料內(nèi)部,由于物料腺細(xì)胞系統(tǒng)含水量高,水分子吸收微波能產(chǎn)生大量的熱量,所以能加速被加熱時(shí)細(xì)胞內(nèi)溫度迅速升高,液態(tài)水氣化產(chǎn)生的壓力將細(xì)胞膜和細(xì)胞壁沖破。形成微小的孔洞,進(jìn)一步加熱導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部和細(xì)胞壁水分減少,細(xì)胞收縮,表面出現(xiàn)裂紋孔洞或裂紋的存在使胞外溶劑容易進(jìn)入細(xì)胞中,固體表面的液膜通常是由極性強(qiáng)的萃取劑所組成的,在微波輻射作用下,強(qiáng)極性分子將瞬時(shí)極化并以2.45*109次/s的速度做極性變性運(yùn)動(dòng),這就可能對(duì)液膜產(chǎn)生一定的微觀“擾動(dòng)”影響,使附在固相周圍的液膜變薄,溶劑與溶質(zhì)之間的結(jié)合力受到一定程度的削弱,從而使固液浸取的擴(kuò)散過程所受到的阻力減小。
影響因素:萃取劑的選擇;Ph值得影響;物料中水含量的影響;微波劑量;萃取時(shí)間;基本物質(zhì)。
第三章 液液萃取
1.固液浸取與液液萃取各有何特點(diǎn)?在操作過程中的影響因素有何相同與不同點(diǎn)? 答:(1)特點(diǎn):固液浸取以液態(tài)溶劑為萃取劑,被處理的原料為固體,利用混合物在溶劑中溶解度的差異分離物質(zhì);液液萃取以液態(tài)溶劑為萃取劑,被處理的原料為液體,利用溶質(zhì)在兩個(gè)相之間的不同分配實(shí)現(xiàn)分離;
(2)相同點(diǎn):都需考慮操作溫度,Ph,反應(yīng)時(shí)間
不同點(diǎn):固液浸取還需考慮:藥材的粒度,溶劑及用量及提取次數(shù),濃度差,浸取壓力;
液液萃取需考慮:萃取劑的選擇,原溶劑的條件,鹽析,帶溶劑,乳化和破乳。
2.試給出分配系數(shù)與選擇性系數(shù)β的定義。答:分配系數(shù)kA表示原料液中加入萃取劑后形成平衡的兩個(gè)液相,溶質(zhì)A在萃取相E與萃余相R中的分配關(guān)系。kA=A在E中的濃度/ A在E中的濃度=yA/xA。
選擇性系數(shù)β表示萃取劑的選擇性 β= kA/kB=溶質(zhì)A在E,R相中的分配系數(shù)/稀釋劑B在E,R相中的分配系數(shù)。
3.在液液萃取過程,選擇萃取劑的理論依據(jù)和基本原則有哪些? 答:理論依據(jù):溶質(zhì)在兩個(gè)液相之間的不同分配。
基本原則:①萃取劑的選擇性與選擇性系數(shù);②萃取劑與原溶劑的互溶度;
③萃取劑的物理性質(zhì);
④萃取劑的化學(xué)性質(zhì);
⑤萃取劑的回收;
⑥萃取劑的價(jià)格,對(duì)設(shè)備腐蝕性小和安全性好。
4.給出液泛的定義,如何避免液泛?
答:定義:分散相和連續(xù)相在萃取塔內(nèi)做逆向流動(dòng)時(shí),兩相之間的流動(dòng)阻力隨兩相流速的增加而增加,當(dāng)流速增加到一定程度時(shí),兩流體相互之間會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重夾帶而造成的液體倒流現(xiàn)象。
避免方法:①控制適當(dāng)?shù)囊簹獗龋虎诳刂七m當(dāng)?shù)呢?fù)荷;③保證液體清潔,不易發(fā)泡;④保證塔板清潔無垢。
5.給出液體返混的定義,如何避免返混?
答;定義:塔內(nèi)有一部分液體的流動(dòng)滯后于主體流動(dòng),或者向相反方向運(yùn)動(dòng),或者產(chǎn)生不規(guī)則的漩渦運(yùn)動(dòng)。
避免方法:①減小液體與塔壁之間的摩擦,增大靠近塔壁連續(xù)相液體的流速;②使分散相液滴大小均勻;③避免塔內(nèi)產(chǎn)生局部漩渦運(yùn)動(dòng)。
第四章 超臨界流體萃取
3.試對(duì)超臨界萃取中夾帶劑的作用機(jī)理,優(yōu)點(diǎn)和問題進(jìn)行討論。
答:作用機(jī)理:①溶劑的密度;②溶劑與夾帶劑分子間的相互作用。
優(yōu)點(diǎn):①可大大增加被分離組分在超臨界流體中的溶解度;
②在加入與溶質(zhì)起特定作用的適宜夾帶劑時(shí),可使該溶劑的選擇性(或分離因子)大大提高。
問題:①萃取段需要夾帶劑與溶質(zhì)的相互作用能改善溶質(zhì)的溶解度和選擇性;
②溶劑分離段,夾帶劑與超臨界溶劑應(yīng)能較易分離,同時(shí)夾帶劑應(yīng)與目標(biāo)產(chǎn)物也能容易分離;
③在食品,醫(yī)藥工業(yè)中應(yīng)用還應(yīng)考慮夾帶劑的毒性等問題,使用的夾帶劑不能對(duì)原料和物品造成污染。
4.試對(duì)超臨界萃取應(yīng)用于天然產(chǎn)物和中藥有效成分提取的優(yōu)勢(shì)與局限性進(jìn)行評(píng)價(jià)。答:優(yōu)勢(shì):①萃取能力高;②操作參數(shù)易于控制;③溶劑可循環(huán)使用(回收方便);④特別適于熱敏性物質(zhì),且能實(shí)現(xiàn)無溶劑殘留;⑤反應(yīng)時(shí)間快,周期短;⑥流程簡(jiǎn)單,操作方便。
局限性:①投資較大,對(duì)工作人員素質(zhì)要求較高,因而投資風(fēng)險(xiǎn)大;
②主要適用于高附加值,熱阻性成分的萃取分離;
③天然產(chǎn)物組分復(fù)雜,近似組分多,單獨(dú)使用超臨界萃取技術(shù)滿足不了對(duì)產(chǎn)品純度的要求,常與其他先進(jìn)技術(shù)結(jié)合。
5.影響超臨界萃取傳質(zhì)速率的因素有哪些?
答:①萃取溫度;②萃取壓力;③萃取時(shí)間;④溶劑流速;⑤溶劑與物料的流量比等。
第四篇:制藥工程發(fā)展方向00
研發(fā)人員:在藥廠、大學(xué)、研究所的研究部門,從事藥物研發(fā)工作;
生產(chǎn)、技術(shù)人員:在藥廠,從事藥品生產(chǎn)、技術(shù)工作
質(zhì)檢化驗(yàn)人員:在藥廠、食品廠、藥檢所,從事食品藥品質(zhì)檢化驗(yàn)工作
管理人員:在藥廠,從事藥物的生產(chǎn)技術(shù)管理等工作營(yíng)銷人員:在藥廠、醫(yī)藥營(yíng)銷公司,從事藥品營(yíng)銷、內(nèi)勤等工作
藥劑師:在醫(yī)院藥劑科,從事制劑、質(zhì)檢、臨床藥學(xué)等工作;在藥店、醫(yī)藥營(yíng)銷公司,從事藥品使用指導(dǎo)咨詢等工作
藥檢人員:在藥檢所從事藥物的質(zhì)量鑒定和制定相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
公司職員:在醫(yī)藥貿(mào)易公司或制藥企業(yè)從事藥品流通及國(guó)內(nèi)外貿(mào)
考研:報(bào)考生命科學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)及相關(guān)專業(yè)的研究生
第五篇:制藥分離工程考試題目
制藥工業(yè)包括:生物制藥、化學(xué)合成制藥、中藥制藥;生物藥物、化學(xué)藥物與中藥構(gòu)成人類防病、治病的三大藥源。原料藥的生產(chǎn)包括兩個(gè)階段:第一階段,將基本的原材料通過化學(xué)合成、微生物發(fā)酵或酶催化反應(yīng)或提取而獲得含有目標(biāo)藥物成分的混合物。第二階段,常稱為生產(chǎn)的下游過程,主要是采用適當(dāng)?shù)姆蛛x技術(shù),將反應(yīng)產(chǎn)物或中草藥粗品中的藥物或分純化成為藥品標(biāo)準(zhǔn)的原料藥。分離操作通常分為機(jī)械分離和傳質(zhì)分離兩大類。
萃取屬于傳質(zhì)過程
浸取是中藥有效成分的提取中最常用的。浸取操作的三種基本形式:?jiǎn)渭?jí)浸取,多級(jí)錯(cuò)流浸取,多級(jí)逆流浸取。中藥材中所含的成分:①有效成分 ②輔助成分 ③無效成分 ④組織物 浸取的目的:選擇適宜的溶劑和方法,充分浸出有效成分及輔助成分,盡量減少或除去無效成分。對(duì)中藥材的浸取過程:濕潤(rùn)、滲透、解吸、溶解及擴(kuò)散、置換。浸取溶劑選擇的原則:①、對(duì)溶質(zhì)的溶解度足夠大,以節(jié)省溶劑用量。②、與溶劑之間有足夠大的沸點(diǎn)差,以便于采用蒸餾等方法回收利用。③、溶質(zhì)在統(tǒng)計(jì)中的擴(kuò)散系數(shù)大和粘度小。④、價(jià)廉易得,無毒,腐蝕性小。浸取輔助劑的作用:①、提高浸取溶劑的浸取效能。②、增加浸取成分在溶劑中的溶解度。③、增加制品的穩(wěn)定性。④、除去或減少某些雜質(zhì)。浸取過程的影響因素:①、藥材的粒度。②、浸取的溫度。③、溶劑的用量及提取次數(shù)。④、浸取的時(shí)間。⑤、濃度差。⑥、溶劑的PH值。⑦、浸取的壓力。浸出的方法:浸漬、煎煮、滲漉。超聲波協(xié)助浸取,基本作用機(jī)理:熱學(xué)機(jī)理、機(jī)械機(jī)理、空化作用。超聲波的空化作用:大能量的超聲波作用在液體里,當(dāng)液體處于稀疏狀態(tài)時(shí),液體將會(huì)被撕裂成很多小的空穴,這些空穴一瞬間閉合,閉合時(shí)產(chǎn)生高達(dá)幾千大氣壓的瞬間壓力,即稱為空化效應(yīng)。微波協(xié)助浸取特點(diǎn):浸取速度快、溶劑消耗量小。局限性:只適用于對(duì)熱穩(wěn)定的產(chǎn)物,要求被處理的物料具有良好的吸水性。萃取分離的影響因素:①、隨區(qū)級(jí)的影響與選擇原則。②、萃取劑與原溶劑的互溶度。③、萃取劑的物理性質(zhì)。④、萃取劑的化學(xué)性質(zhì)。破乳的方法:①、頂替法(加入表面活性更強(qiáng)的物質(zhì))②、變型法(加入想法的界面活性劑)③、反應(yīng)法 ④、物理法
超臨界流體的主要特征:①、超臨界的密度接近于液體。②、超臨界流體的擴(kuò)散系數(shù)介于氣態(tài)與液體之間,其粘度接近氣體。③、當(dāng)流體接近臨界區(qū)時(shí),蒸發(fā)熱會(huì)急劇下降,有利于傳熱和節(jié)能。④、流體在其臨界點(diǎn)附近的壓力或溫度的微小變化都會(huì)導(dǎo)致流體密度相當(dāng)大的變化,從而使溶質(zhì)在流體中的溶解度也產(chǎn)生相當(dāng)大的變化。
1二氧化碳作為萃取劑,這主要是由它的如下幾個(gè)優(yōu)異特性決定:
① 臨界溫度低(Tc=31.3℃),接近室溫;該操作溫度范圍適合于分離熱敏性物質(zhì),可防止熱敏性物質(zhì)的氧化和降解,使沸點(diǎn)高、揮發(fā)度低、易熱解的物質(zhì)遠(yuǎn)在其沸點(diǎn)之下被萃取出來。② 臨界壓力(7.38MPa)處于中等壓力,就目前工業(yè)水平其超臨界狀態(tài)一般易于達(dá)到。③ 具有無毒、無味、不燃、不腐蝕、價(jià)格便宜、易于精制、易于回收等優(yōu)點(diǎn)。因而,SC-CO2 萃取無溶劑殘留問題,屬于環(huán)境無害工藝。故SC-CO2萃取技術(shù)被廣泛用于對(duì)藥物、食品等天然產(chǎn)品的提取和純化研究方面。④ SC-CO2還具有抗氧化滅菌作用,有利于保證和提高天然物產(chǎn)品的質(zhì)量。2分子蒸餾過程的特點(diǎn)
分子蒸餾在極高的真空度下進(jìn)行,且蒸發(fā)面與冷凝面距離很小,因此在蒸發(fā)分子由蒸發(fā)面飛射至冷凝面的進(jìn)程中彼此發(fā)生碰撞幾率小
2分子蒸餾過程中,蒸汽分子由蒸發(fā)面逸出后直接飛射至冷凝面上,理論上沒有返回蒸發(fā)面的可能,故分子蒸餾過程為不可逆過程③分子蒸餾的分離能力不但與各組分間的相對(duì)揮發(fā)度有關(guān),而且與各組分的分于量有關(guān)。④分子蒸餾是液膜表面的自由蒸發(fā)過程,沒有鼓泡、沸騰現(xiàn)象。3結(jié)晶過程的特點(diǎn)
1)能從雜質(zhì)含量相當(dāng)多的溶液或多組分的熔融混合物中形成純凈的晶體。有時(shí)用其他方法難以分離的混合物系,采用結(jié)晶分離更為有效。如同分異構(gòu)體混合物、共沸物系、熱敏性物系等。2)固體產(chǎn)品有特定的晶體結(jié)構(gòu)和形態(tài)(如晶形、粒度分布等)。3)能量消耗少,操作溫度低,對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求不高,三廢排放少,有利于環(huán)境保護(hù)。
4)結(jié)晶產(chǎn)品包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存或使用都很方便。4 降低膜的污染和劣化的方法
1)預(yù)處理法 ;有熱處理、調(diào)節(jié)pH值、加螯合劑(EDTA等)、氯化、活性炭吸附、化學(xué)凈化、預(yù)微濾和預(yù)超濾等。
2)操作方式優(yōu)化; 膜污染的防治及滲透通量的強(qiáng)化可通過操作方式的優(yōu)化來實(shí)現(xiàn),3)膜組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化 ; 膜分離過程設(shè)計(jì)中,膜組件內(nèi)流體力學(xué)條件的優(yōu)化,即預(yù)先選擇料液操作流速和膜滲透通量,并考慮到所需動(dòng)力,是確定最佳操作條件的關(guān)鍵。膜組件清洗; 膜的清洗方法有水力清洗、機(jī)械清洗、化學(xué)清洗和電清洗四種。
1電泳是指帶電荷的供試品(蛋白質(zhì)、核苷酸等)在惰性支持介質(zhì)中(如紙、醋酸纖維素、瓊脂糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠等),于電場(chǎng)作用下向其對(duì)應(yīng)得電極方向按各自的速度進(jìn)行泳動(dòng),使組分分離成狹窄區(qū)帶,用適宜的檢測(cè)方法記錄其電泳區(qū)帶圖譜或計(jì)算其百分含量的方法。
2超聲波的空化效應(yīng)
當(dāng)空穴閉合或微泡破裂時(shí),會(huì)使介質(zhì)局部形成幾百到幾千K的高溫和超過數(shù)百個(gè)大氣壓的高壓環(huán)境,并產(chǎn)生很大的沖擊力,起到激烈攪拌的作用,同時(shí)生成大量的微泡,這些微泡又作為新的氣核,使該循環(huán)能夠繼續(xù)下去,這就是空化效應(yīng)。
3微波協(xié)助浸取的 原理
微波是一種非電離的電磁輻射,被輻射物質(zhì)的極性分子在微波電磁場(chǎng)中可快速轉(zhuǎn)向并定向排列,由此產(chǎn)生的撕裂和相互摩擦將引起物質(zhì)發(fā)熱,即將電能轉(zhuǎn)化為熱能,從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱效應(yīng)。因此,微波加熱過程實(shí)質(zhì)上是介質(zhì)分子獲得微波能并轉(zhuǎn)化為熱能的過程。
4反膠團(tuán)萃取的萃取原理:
反膠團(tuán)萃取的本質(zhì)仍然是液-液有機(jī)溶劑萃取。反膠團(tuán)萃取利用表面活性劑在有機(jī)溶劑中形成反膠團(tuán),從而在有機(jī)相中形成分散的親水微環(huán)境,使生物分子在有機(jī)相(萃取相)內(nèi)存在于反膠團(tuán)的親水微環(huán)境中。
5高分子膜制備 L-S法(相轉(zhuǎn)化法)(1)高分子材料溶于溶劑中并加入添加劑配制成膜液。(2)成型。(3)膜中的溶劑部分蒸發(fā)。(4)膜浸漬在水中。(5)膜的預(yù)壓處理
6熱致相分離法(1)高分子-稀釋劑均相溶液的制備; 稀釋劑室溫下是固態(tài)或液態(tài),常溫下與高分子不溶,高溫下能與高分子形成均相溶液。(2)將上述溶液制成所需要的形狀(3)冷卻(4)脫出稀釋劑 溶劑萃取或減壓蒸餾等方法(5)干燥 7濃差極化:在膜分離操作中,溶質(zhì)均被透過液傳送到膜表面上,不能完全透過膜的溶質(zhì)受到膜的截留作用,在膜表面附近濃度升高,這種在膜表面附近濃度高于主體濃度的現(xiàn)象。
8凝膠極化:膜表面附近濃度升高,增大膜兩側(cè)的滲透壓差,使有效壓差減小,透過通量降低。當(dāng)膜表面附近的濃度超過溶質(zhì)的溶解度時(shí),溶質(zhì)會(huì)析出,形成凝膠層的現(xiàn)象。
9反滲透 :反滲透過程就是在壓力的推動(dòng)下,借助于半透膜的截留作用,將溶液中的溶劑與溶質(zhì)分離開來。反滲透現(xiàn)象:若在鹽溶液的液面上方施加一個(gè)大于滲透壓的壓力,則水將由鹽溶液側(cè)經(jīng)半透膜向純水側(cè)流動(dòng)的現(xiàn)象。
10電滲析:利用待分離分子的荷點(diǎn)性質(zhì)和分子大小的差別,以外電場(chǎng)電位差為推動(dòng)力,利用離子交換膜的選擇透過性,從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作.11離子交換:
能夠解離的不溶性固體物質(zhì)在與溶液中的離子發(fā)生離子交換反應(yīng)。利用離子交換劑與不同離子結(jié)合力的強(qiáng)弱,將某些離子從水溶液中分離出來,或者使不同的離子得到分離。
12多效蒸發(fā)逆流加料特點(diǎn):1.前后不能自動(dòng)流動(dòng),需送料泵;2.無自蒸發(fā);3.各效粘度變化不明顯;4.適宜于粘度隨溫度和濃度變化較大的溶液的蒸發(fā),不適用于熱敏性物料的蒸發(fā)。
13熱泵蒸發(fā)是指通過對(duì)二次蒸氣的絕熱壓縮,以提高蒸氣的壓力,從而使蒸氣的飽和溫度有所提高,然后再將其引至加熱室用作加熱蒸氣,以實(shí)現(xiàn)二次蒸氣的再利用。
14分子蒸餾是一種在高真空條件下進(jìn)行的非平衡分離的連續(xù)蒸餾過程,又稱為短程蒸餾。分子蒸餾原理 分子蒸餾是依靠不同物質(zhì)的分子在運(yùn)動(dòng)時(shí)的平均自由程的不同來實(shí)現(xiàn)組分分離的一種特殊液液分離技術(shù)?;旌弦褐休p組分分子的平均自由程較大,而重組分分子的平均自由程較小。
15分子蒸餾應(yīng)滿足的兩個(gè)條件:①輕、重分子的平均自由程必須要有差異,且差異越大越好;②蒸發(fā)面與冷凝面間距必須小于輕分子的平均自由程。
16分子蒸餾設(shè)備的組成 : 一套完整的分子蒸餾設(shè)備主要由進(jìn)料系統(tǒng)、分子蒸餾器、餾分收集系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等部分組成。
17同離子效應(yīng):增加溶液中電解質(zhì)的正離子(或負(fù)離子)濃度,會(huì)導(dǎo)致電解質(zhì)溶解度的下降的現(xiàn)象。
18均相初級(jí)成核:潔凈的過飽和溶液進(jìn)入介穩(wěn)區(qū)時(shí),還不能自發(fā)地產(chǎn)生晶核,只有進(jìn)入不穩(wěn)區(qū)后,溶液才能自發(fā)地產(chǎn)生晶核。這種在均相過飽和溶液中自發(fā)產(chǎn)生晶核的過程。
19剪應(yīng)力成核:當(dāng)過飽和溶液以較大的流速流過正在生長(zhǎng)中的晶體表面時(shí),在流體邊界層存在的剪應(yīng)力能將一些附著于晶體之上的粒子掃落,而成為新的晶核。
20接觸成核:當(dāng)晶體與其他固體物接觸時(shí)所產(chǎn)生的晶體表面的碎粒。在過飽和溶液中,晶體只要與固體物進(jìn)行能量很低的接觸,就會(huì)產(chǎn)生大量的微粒。
21二次成核:在已有晶體的條件下產(chǎn)生晶核的過程。二次成核的機(jī)理主要有流體剪應(yīng)力成核和接觸成核。