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双水相萃取技术在生物制药中的应用分析

点击次数:1333 发布时间:2016-07-12

双水相萃取技术是一项较为先进的生物技术,这一技术继基因工程的建设、蛋白质技术的研究以及细胞培养体系的构建等建设性技术推广体系的完善而出现,改变了当今的生物制药格局,因此被广大科研型医疗人员所发现并广泛实践在生物制药领域,在经过了一段时间的发展之后相应的应用成果已经对生物制药这一产业起到了较具革新意义的改变,但是作为一种新型技术体系,双水相萃取技术在实际的应用环节还是存在一定的弊端,因此需通过一定的解决措施将其顺利规避,但我们首先要对这一技术体系以及其与生物制药的结合情况有一个的了解。

1 双水相萃取技术概述

双水相萃取技术是指把两种聚合物或一种聚合物与一种盐的水溶液混合在一起,由于聚合物与聚合物之间或聚合物与盐之间的不相溶性形成两相,是近年来引人注目,极有前途的新型分离技术。双水相萃取是1896年由Beijerinck早发现的,1956年瑞典Lund大学的Albertsson*次用来提取生物物质,1979年德国的Kula等人将双水相萃取用于生物产品分离纯化。此后,双水相体系的研究和应用逐步展开,并取得很大进展。该技术由于操作方便,分离效率高,不会导致被分离物质的破坏和失活,目前广泛应用于生物大分子物质的分离和纯化,相信随着该技术的进一步完善,其应用将更加广泛。

被分离物质进入双水相体系后由于表面性质、电荷间作用和各种作用力等因素的影响,在两相间的分配系数不同,导致其在上下相的浓度不同达到分离目的。常见的双水相体系主要有五类:聚合物/聚合物/水;高分子电解质/聚合物/水;高分子电解质/高分子电解质/水;聚合物/低分子量组分/水;聚合物/无机盐。目前应用广泛的的双水相体系是聚乙二醇/无机盐体系。双水相体系萃取分离技术具有其独特的特点。首先反应条件比较温和,因此对被分离物质不会起到破坏作用,特别适合对具有生物活性的物质进行分离提纯。其次,双水相萃取技术操作方便,设备简单,并且能够直接与后续提纯工艺连接,不用进行特殊处理。双水相萃取技术的回收率也比较高,如果选择的体系合适,能够达到百分之八九十以上,并且分离速度也十分迅速。

2 双水相萃取技术在生物制药领域的具体应用

2.1 分离提纯蛋白质、酶

双水相萃取技术这一技术能够切实地将纯度极高并且具备一定的生物活力的蛋白质切实地从实体中分离出来,而在此之前,这一类蛋白质的分离性提取一直是较为艰巨的,而蛋白质作为一种商品,其在市场上的价值极为昂贵,因此相关的提纯工序所产生的经济效益是十分巨大的。而双水相萃取技术对于高纯度蛋白质的分离来说具备强而有力的优势。这一体系是在液态化的环境进行,此环境的含水量极高,而这刚好符合蛋白质的存活所需的环境条件,而双水相萃取技术的执行条件并不粗暴,反之极度温和,因此在这一操作环境下的实际操作过程中蛋白质的活性能够得到充分的保证。而双水相萃取技术的实际执行层面的张力还能够进一步降低,而这一张力越低对于物质之间的质量传递的阻力就越小,有助于传递的进行,而双水相萃取技术还能够使相应执行体系之间的更为紧密,并在此基础上使实际操作的步骤放大,进而有助于操作的顺利进行。

2.2 从天然物中提取成分

天然的产物是制药系统的重要资源,因此需要对天然产物进行一定程度的培养,并且保证在实际的制药体系中能够依据需要而取用相关的资源。但是天然产物的弱势在于其内部的成分的稳固性差,所以经过传统的萃取的天然产物的所的物质的大半成分都已经被破坏,不能起到萃取的作用。而双水相萃取技术经前文分析其实际的操作环境要比传统的萃取大环境温和,进而在此基础上所进行的萃取工作有利于天然产物中的成分保持,进而保证天然产物萃取物的活性,并且使天然产物经过萃取之后的利用率达到大化。而双水相萃取技术体系内部的相也尤为重要,通过对相这一部分的结构性变化调整能够改变所得萃取物的质量,而这也是在对萃取物进行精度要求时的必备控制环节。这一技术在对植物类精油质、酶类物质、黄酮素、以及皂苷的萃取环节中得到了广泛而深入的使用。

2.3 推动抗生素的制备

双水相萃取技术对抗生素的适用性较强,在实际的抗生素萃取层面双水相萃取技术几乎可被运用于各类抗生素的实际萃取,而传统的萃取方法在对抗生素进行萃取时工作效率低下,并且实际的萃取率也不理想,因此双水相萃取技术与传统的萃取方式相较而言,更具性,并且还能够进一步对双水相萃取技术的执行环节所使用的能源进行较为合理的节约。与此同时,这一做法还在手性药物的的过的层面起到了一定的进展。手性药物的获得一般能够通过手性源合成法、不对称合成法和外消旋体拆分法。现有的各种分离方法成本较高且繁琐,探索新的方法具有十分重要的意义。研究人员利用双水相手性萃取技术拆分扁桃酸外消旋体;邢建敏利用双水相体系为手性识别体系,研究了异丙醇/盐和TritonX-114温度双水相体系中扁桃酸的分配行为,通过以L-酒石酸正戊酯和环糊精作为手性识别剂,优选出了佳的分离体系。

结束语

总而言之,双水相萃取技术这一类新型萃取技术在实际的药品萃取层面的优势明显,并且效率极高同时还能够对能源进行较为深入的节约,但实际的工业化应用层面依旧存在这一定的问题,因此需要在实际的应用环节通过一定的研究将这些问题进行全面的规避,进而在此基础上,使双水相萃取技术有一个更具前景的发展方向,并在此基础上,以之进一步推动我国的生物制药技术的发展与进步,以此来全新时代下的经济发展潮流。

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