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生物物质分离与纯化
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合成药物分离纯化技术
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双向流膜分离技术用于维生素B2纯化的研究
采​用​聚​偏​氟​乙​烯​中​空​纤​维​微​滤​膜​,​考​察​了​双​向​流​膜​分​离​工​艺​用​于​维​生​素​B提​取​工​艺​的​效​果​,​分​析​了​发​酵​液​温​度​和​跨​膜​压​差​对​膜​过​滤​速​率​的​影​响​.​结​果​表​明​,​发​酵​液​温​度​和​跨​膜​压​差​均​与​过​滤​速​度​近​似​呈​线​性​增​长​关​系​.​与​原​离​心​过​滤​工​艺​相​比​,​双​向​流​膜​过​滤​技​术​在​过​滤​精​度​方​面​具​有​明​显​的​优​越​性​,​膜​的​过​滤​速​率​稳​定​,​污​染​后​容​易​清​洗​,​且​膜​水​通​量​的​恢​复​率​可​达​到0%​.
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32中药提取分离纯化过程的自动化控制技术及装备
现代中药制药装备研究开发论坛论文集２００９年１１；中药提取分离纯化过程的自动化控制技术及装备；李建业１，沈晓平２，葛发欢２，李金华２；（１．海正药业（杭州）有限公司浙江台州３１１００；工程研究中心，广州５１０２４０）；摘要：目前国内中药厂家生产水平落后，如何赶上国际；关键词：中药提取分离纯化过程；自动化技术及装备；ｌ国内外技术现状与发展趋势；目前国内从事中药
现代中药制药装备研究开发论坛论文集２００９年１１月广州中药提取分离纯化过程的自动化控制技术及装备李建业１，沈晓平２，葛发欢２，李金华２（１．海正药业（杭州）有限公司浙江台州３１１００４；２冲药提取分离过程现代化国家工程研究中心，广州５１０２４０）摘要：目前国内中药厂家生产水平落后，如何赶上国际先进水平，已经成为当务之急。我们多年来从事中药提取分离纯化过程的自动化控制技术及装备的实际，论述了技术的发展趋势、中药提取分离纯化过程的自动化控制技术及装备的主要内容、关键技术与装备等。关键词：中药提取分离纯化过程；自动化技术及装备ｌ国内外技术现状与发展趋势目前国内从事中药提取的厂家众多，而其中大多数的生产厂家都是采用密集型的手工操作生产，生产设备落后，技术含量不高，对中药产品的产量和质量的稳定性造成了一定的影响，也是造成我国中药工业落后于国际天然药物制造业水平的主要原因。我国要在中药提取分离方面实现与国际提取技术接轨，那么，采用计算机控制技术对生产系统进行集成和优化，将是中药提取分离过程现代化的必经之路。目前我国一些制药厂家和相关人士以经充分认识到这一点，并且已经开始了行动。在浙江海正药业、广药汉方国家工程中心等中药生产线都开始推进自动化控制。可以预见在未来几年，国内一些有实力有远见的制药厂家也将开工建设自动化控制的中药生产线。２国内外技术发展趋势２．１中药生产自动化的迫切性现代中药是我国实施中药现代化发展战略的核心内容；现代中药产业国际化是我们的目标，目前日韩等国已经赶在我们前面。２．２现代中药生产急待解决的关键技术问题现代中药有效成分提取、分离、纯化、成型；现代中药工业装备的集成；现代中药产品质量标准化管理：产品质量的可控与溯源；计算机管理信息系统２．３中药生产自动化的优势稳定和提高产品质量：精确、连续的检测、分析、操作；严格按工艺参数实施控制；人机分离减少污染源提高生产效率：生产线高度协调运转；生产流程的计算机监视、控制；生产数据自动记录：生产报表自动生成、打印提高生产的安全性：计算机自动监视、报警；减少防爆车间操作人员２１４现代中药制药装备研究开发论坛论文集２００９年ｌ１月广州３中药提取分离纯化过程自动化控制的主要内容在中药生产线基础之上，结和国内中药提取生产线自动控制方面的经验与教训，我们对自动控制方面的控制系统、仪表检测和执行机构进行评估、研究和开发。主要研究内容：自动控制系统完成对如下设备单元操作或过程的控制：提取罐组；提取液贮罐；大孔吸附树脂；配醇罐；酸、碱配制罐；双效蒸发机组；浓缩液贮罐；酒精回收罐；醇沉罐；薄膜浓缩。计算机图形化过程控制包括了：控制系统提供计算机图形化过程监控功能，操作人员可通过计算机屏幕观察生产线各自控设备单元的单元操作过程（例如：生产品种、批号设备所处的操作阶段，温度、压力、液位、密度、时间等数据）和物料输送情况。（１）．趋势曲线存储及历史趋势查询：存储各批次产品在不同工艺阶段的温度、压力、密度等趋势曲线，提供方便的查询手段。（２）．控制／调节回路的ＰＩＤ整定：各控制回路的ＰＩＥ）整定计算机域面，既可进行实时在线参数整定，也可观察各调节回路工作情况。（３）．产品的工艺路线管理和控制参数管理：不同品种产品的生产，其工艺参数腔制参数可能各不相同，系统提供对每种产品的工艺参数输入、存贮、修改功能。（４）．过程报警及报警查询控制系统提供现场声音报警和计算机显示报警，并提供报警确认、报警记录、报警查询功能。报警记录包括：报警时间、报警原因、报警确认和操作者姓名。（５）．控制过程的手动操作操作人员可通过操作计算机鼠标启动／停止生产线的任一单元设备的单元操作过程和两个单元设备间的料液传输过程，还可暂停这些操作，进行人工干预，而后恢复正常控制，也可对各控制环节和整个控制系统实施复位操作。（６）．泵、阀等执行器的点动操作在授权允许情况下，可通过操作计算机鼠标，控制生产线的任何自控阀门、泵和电机等。（７）．计算机批量生产数据管理及报表打印控制系统可采集各批次产品在各工艺阶段的生产过程数据，存储于数据库，并按要求打印各批次产品在整个工艺过程的监控数据报表。例如：提取阶段报表、浓缩阶段报表和醇沉阶段报表等。（根据以后生产情况可能增加其它在线和离线的数据，并在同一报表上及趋势图上显示并打印）。（８）．向工厂计算机管理系统提供网络和数据接口控制系统采集的生产过程数据，保存到通用的关系型数据库（微软的ＡＣＣＥＳＳ数据库）中，通过以态网向管理计算机网输送数据。（９）．手动操作记录控制系统自动记录操作人员的手动操作过程，以便于故障原因的查找和判断。４关键技术与装备４．１主要关键技术（１）多功能提取罐组、双效、醇沉、单效等设备的单元操作和物料传输图形化过程监控；（２）显示和记录批量生产数据：（３）报警、报警确认、报警记录、报警查询；（４）生产过程的启动控制操作：（５）泵、阀、单元操作和物料传输的手动操作及其它人工干预；（６）过程数据和批量数据存储、查询及报表打印；（７）与工厂计算机管理系统的数据通讯；（８）管理和存储控制参数；（９）操作者授２１５现代中药制药装备研究开发论坛论文集２００９年１１月广州权：（１０）操作站功能．４．２关键装备的控制４．２．１提取罐组控制本生产线的提取罐组控制自动化系统没有针对单一或几个品种而设计，而是几乎可以满足任意品种的任意提取方式。以往的手动生产有很大的灵活性，而自动控制往往在灵活性方面受到限制，针对这一情况，我们在软件编程方面加大了开发力度，最终要达到满意的效果。４．２．２大孔吸附树脂拄首次实现大孔树脂拄吸附、洗脱自动控制，并实现了自动再生过程控制。大孔吸附树脂是一种不溶于酸、碱及各种有机溶剂的有机高分子聚合物，具有物理化学稳定性高、比表面积大、吸附容量大、选择性好、吸附速度快、解吸条件温和、再生处理方便、使用周期长、宜于构成闭路循环、节省费用等诸多优点。由于树脂与被分离成分之间的吸附为物理吸附，使得被吸附的物质较易洗脱下来，同时树脂本身容易再生，因此大孔吸附树脂的应用技术已成为中药现代生产关键技术之一。大孔树脂的自动控制过程是药液流速的控制过程。由于大孔树脂在吸附和洗脱过程中，树脂的吸附和洗脱都要求药液保持一种恒定、缓慢的流动过程，在此过程中还要求对树脂吸附过程中产生的堵塞现象进行及时有效的处理。这种复杂的生产状况要求对树脂柱各项参数的控制有很高的精确度，在仪表选型和控制的方式上有非常高的要求，特别是对整个树脂柱的吸附、洗脱、反冲过程的自控程序编写要求非常复杂。４．２．３浓缩过程密度控制中药药液浓缩过程中，由于浓缩液在换热器与蒸汽进行剧烈的热交换，加上蒸发室浓缩液不断地晃动，使得整个在浓缩器内的药液产生大量的气泡，正是这个原因，使得密度计的选型存在一定的难度。目前国内在线密度检测方面，使用得比较多的检测方法中，常用的有音叉式液体密度传感器。但是音叉式密度计存在一个缺点，就是当液体有气泡干扰时，其检测出来的数值就会存在偏差。所以在浓缩器中采用音叉式液体密度传感器，其密度值会出现不规则性的曲线，不能将密度值真实反映出来，甚至是整个测量过程是失败的在这种情况下，我们采用振动管式质量流量计及特殊的安装方法来实现密度的准确检测。根据质量流量计的工作原理，我们对浓缩器的密度取样方式进行了调整，当药液流过质量流量计时，质量流量计根据检测原理计算出药液密度，数据通过自身变送器传送至下位机，从而实现了在线密度的检测。这一技术运用是国内首创，通过实际应用，该方法确实能克服泡沫影响，检测精度高。４．２．４双效浓缩器蒸发室液位控制双效浓缩器在工作时，浓缩器在真空状态下对蒸发室的药液进行减压浓缩。浓缩液在不断蒸发的同时，浓缩液在蒸发室内不断旋转，形成一定的漩涡。在换热器经过热交换后向蒸发室喷射出来的药液，与蒸发室内的旋转的药液撞击，使得旋转的药液形成不规则的浪涌，使得浓缩液在旋转的同时还不断地上下晃动。正是这种复杂的工作状况，使得蒸发室内的药液检测不能采取常规的压力或雷达、红外等检测方式来实现浓缩液位的动态检测，如果采用以上方法检测浓缩器液位，其检测结果在上位机显示出来的将是不断上下跳动的液位，也就出现了液位的不真实性，这对浓缩的进料控制将产生很大的困难。针对这样的情况，我们采用了磁浮子液位计，其工作原理：液位计根据浮力原理，浮子在测量管内随液位的升降而上、下移动，浮子内的永久磁钢通过磁耦合作用，驱动红、白色翻柱翻转，液位计上升时，翻柱由白色转为红色，下降时由红色转为白色，从而实现液位的指示，在浮子液位计２１６现代中药制药装备研究开发论坛论文集２００９年１１月广州上安装交送器，与数字显示仪表或计算机联接，达到远传目的。由于磁浮子液位计上下接口与蒸发室连通，相当于一个连通器，这就保证其与蒸发室是在相同工作状况下的，但由于其有自己的筒体，浮子在其筒体内浮动，不受蒸发室的液位晃动的干扰，经实际运用后，其液位检测相当稳定，也解决了蒸发室在蒸发过程中，液位不断晃动产生的干扰，使得液位能够准确、动态地显示出来。４．２．５薄膜浓缩控制首次实现双效薄膜浓缩自动控制。薄膜浓缩特点：①浸提液的浓缩速度快，受热时间短；②不受液体静压和过热影响，成分不易被破坏；③能连续操作，可在常压或减压下进行；④能将溶剂回收重复使用。薄膜浓缩蒸发器适于蒸发浓度较高、粘度较大的药液，由于降膜式没有液体静压强作用，沸腾传热系数与温度差无关，即使在较低传热温度差下，传热系数也较大，对热敏性药液的浓缩更有益。薄膜浓缩的自动控制重点在于浓缩液位与浓缩流量的动态平衡调节。薄膜浓缩过程中，药液经过药液储罐、一效浓缩器、二效浓缩器、再回到药液储罐，药液就是在这种不断循环的过程中进行蒸发浓缩，所以整个浓缩过程都是动态循环的。要实现自动控制，就要求在这个过程中同时采集药液流量值、动态密度值、动态液位值还有温度和真空度等相关参数。在解决了上述参数的采集难题后，整个动态控制过程的软件控制也显得非常重要。与同行业同类企业相比，以上工作将体现出技术上的先进性：本生产线为自动化生产线；安全性能高，在所有易燃、易爆、易损坏设备和易跑料的控制点都有安全联锁停车功能。本生产线工艺要求高，涉及设备种类多，将为以后的新生产线积累丰富的经验。本生产线的自动化系统没有针对单一或几个品种而设计，可以满足多种品种的提取方式。并且工艺路径可以多种选择、设备可以多种组合。２１７中药提取分离纯化过程的自动化控制技术及装备作者：作者单位：李建业， 沈晓平， 葛发欢， 李金华李建业(海正药业(杭州)有限公司 浙江台州 311004)， 沈晓平,葛发欢,李金华(中药提取分离过程现代化国家工程研究中心,广州 510240) 相似文献(10条)1.会议论文 夏建军.施荣富.杨益忠.王春红 高选择性吸附树脂在中药有效成分分离纯化中的应用 2006本文研究了高选择性吸附树脂的结构设计方法,调节树脂孔结构、骨架性质、功能基、引入多重弱相互作用的协同效应,以期达到制备高纯度提取物以及单体组分分离的目的.研究结果表明,高选择性吸附树脂在多种有效成分(如黄酮类、生物碱类、皂甙类)的分离纯化中具有重要的作用,可成功制备多种高纯度提取物,所建立的提取工艺适用于工业化生产,具有广泛的应用前景.2.会议论文 许汉林.陈军.张赤志 D301大孔树脂分离纯化大黄总葸醌的研究 2005本文对D301大孔树脂分离纯化大黄总葸醌进行了研究。结果表明，D301树脂交换吸附大黄总蒽醌的纯化方法可取,具有良好的应用前景。3.学位论文 姜东 黄芪多糖的提取、分离、纯化及其生物学活性研究 2006黄芪是一种常用的中药。含有多糖、蛋白质、生物碱、氨基酸、黄酮类、甙类、微量元素等多种生物活性物质，其中黄芪多糖(Astragaluspolysaccharides，APS)是黄芪主要生物活性成分。黄芪多糖具有增强机体的免疫功能，强心降压、降血糖、抗应激、抗肿瘤、抗病毒、抗辐射、抗氧化等多种药理功效。由于黄芪多糖的多种生物活性及良好的临床效果，多年来在国内外已成为中药提取及中草药现代化研究的焦点之一。
巨噬细胞在宿主防御反应中起了重要的作用，是天然免疫应答的主要参与者。激活的巨噬细胞能抑制多种肿瘤细胞和病原微生物的生长。另外，巨噬细胞还可作为抗原呈递细胞与T细胞相互作用来调节适当的免疫应答。巨噬细胞还参与胚胎期组织再塑、创伤修复、凋亡细胞的清除以及血细胞的生成。研究表明黄芪多糖具有免疫调节作用。但对黄芪多糖的研究都是以总的多糖为研究对象，而尚未见对黄芪多糖进行分离，然后研究其对巨噬细胞细胞因子生成和释放的报道。为了探索黄芪多糖各级分对巨噬细胞细胞因子生成和释放的影响，本课题通过提取、分离、纯化得到不同分子量的黄芪多糖，然后将各级分黄芪多糖直接作用于巨噬细胞，运用酶联免疫吸附实验(ELISA)的方法，观察其对巨噬细胞细胞因子IL_1β、TNF-α和GM-CSF分泌的影响。同时将上述不同分子量级分黄芪多糖进行整体动物实验，通过酶联免疫吸附实验检测血清中细胞因子IL_1β、TNF-α和GM-CSF的含量，体内实验和体外实验相结合，进一步阐明黄芪多糖对巨噬细胞功能的影响以及增强机体免疫功能的机理。黄芪多糖的制备结果显示：100g黄芪饮片通过水浴浸提，浓缩(浓缩液体积50ml，糖浓度为0.06g/ml，含糖量为60％)，醇沉后所得的粗多糖，经超滤分离为分子量小于3万、3万到5万之间、大于5万三个不同组分，质量分别为1.4g、1.6g、1.45g，硫酸―苯酚法测定糖含量，三部分分别含糖0.7g、1.12g、1.17g，其中分子量3万到5万之间和大于5万两个组分中糖的含量较高，含糖量分别为70％、81％。ELISA实验结果显示：分子量3万到5万，大于5万和总的黄芪多糖均能显著促进巨噬细胞分泌IL-1β，而分子量3万到5万组还能显著促进巨噬细胞分泌TNF-α和GM-CSF。本实验结果表明：用超滤的方法分离纯化黄芪多糖，所得的分子量3万到5万、大于5万两个组分含糖量较高，二者均能促进巨噬细胞分泌IL-1β，3万到5万级分还能促进巨噬细胞分泌TNF-α和GM-CSF。4.期刊论文 许明淑.罗明芳.邢新会.黄璐琦 酶法强化中药提取的研究进展 -中国中医药信息杂志)
近年来,全球兴起了利用天然产物的有效成分治疗和预防疾病的热潮,中药日益受到关注.由于中药成分十分复杂且很多贵重有效成分含量很低,为微量甚至痕量,因此,有效成分的提取与分离纯化是中药开发中的关键工序.但传统的提取分离方法(如煎煮法、浸渍法、渗滤法、回流法等)存在有效成分提取率不高、杂质清除率低等问题,这些根本问题制约着中药开发的进程.目前,如何快速有效地从中药材中提取分离和纯化低含量成分并保持高活性的技术己成为天然产物提取研究的重点.5.学位论文 许云峰 银杏内生菌纤维素酶的分离、纯化及其在银杏总黄酮提取中的应用研究 2009本文通过分离银杏内生菌，筛选高产纤维素酶菌株并优化产酶条件，建立发酵液应用于银杏黄酮提取的辅助技术，同时，对银杏内生菌纤维素酶进行了分离纯化，对产酶内生菌开展了分子鉴定，我们的研究为内生菌在中药提取中的应用提供了方法和技术参考。内生菌纤维素酶在黄酮提取中的辅助应用为我们首次报道。首先对银杏内生菌进行了分离纯化，共分离出71株菌株，再通过刚果红染色及发酵液酶活测定最终筛选出1株高产纤维素酶菌株，暂定编号为Y2菌。筛选和优化了真菌Y2的产酶培养基及产酶条件，最终确定培养基：马铃薯20％，葡萄糖2％，KH2PO40.3％，MgSO40.15％，维生素B110 mg/L，酵母膏0.5％。发酵最佳条件：温度28℃，转速150 rpm，装液量200 mL/500 mL，该条件下培养6 d后测定酶活达4.47 U/mL。我们对分离到的活性真菌Y2进行了形态学观察及分子鉴定，经过玻片小培养、光学显微观察，基本确认为青霉属真菌。为进一步了解该菌，又进行了DNA的提取及rDNA的ITS(Internal Transcribed Space)区段分子鉴定，DNA提取采用真菌常用的CTAB法，提取的DNA符合质量标准，PCR扩增条件经过筛选为：94℃预变性3 min→94℃40 s52℃1.0 min→72℃1.0 min，30个循环后72℃8 min。取5 mL产物于1.5％的琼脂糖凝胶100 V电泳，在紫外灯下观察结果，PCR产物单一，条带清晰。分子鉴定PCR扩增片段，经测序获得亚基，共564个碱基，GenBank核酸序列数据库中进行blast搜索结果，序列与草酸青霉有100％的同源性，结合形态学观察确定为草酸青霉菌(Penicillium oxalicum)。对草酸青霉菌纤维素酶进一步进行了蛋白分离和纯化，通过硫酸铵分级沉淀、透析、DEAE-Sephadex A-25阴离子交换层析、Sephadex G-75分子筛凝胶过滤层析获得了电泳纯的纤维素酶CMCase组分，并对该组分酶学性质进行考察。纯化后蛋白质总量下降了89.87％，总酶活下降了30.65％，酶的比活力达到466.59 U/mg，提高到原来的6.67倍，酶的总回收率为10.13％，该酶的分子量约为34.2 kD。该纤维素酶纯化组分最佳酶解温度为50℃，最佳酶解pH为5.0。Fe3+、Fe2+、Al3+离子对酶活有一定的激活作用，Zn2+、Cu2+、Hg2+对酶活有很强的抑制作用，在酶的稳定性研究中表明该酶最佳保存温度为低于50℃，最佳保存pH为5.0。该纤维素酶Km值为2.13 mg/mL，Vmax为0.22 mg/mL/min。建立了HPLC法测定银杏总黄酮(槲皮素、山奈酚、异鼠李素)的方法，确定色谱条件：色谱柱为.Agilent C18柱(4.6 mm×250/mm，5μm)；流动相为甲醇:0.4％磷酸溶液=59:41；流速为1.0 mL/min；柱温为30℃；进样量为20μL：检测波长为360 nm。我们还研究了银杏鞣质对纤维素酶活性的抑制，并筛选了去除该类抑制剂的有效吸附剂胶原纤维。同时，优化了纤维素酶发酵液辅助提取银杏黄酮的条件，通过单因素试验和正交试验，得出纤维素酶发酵液酶解银杏叶的最佳条件为：酶料比15:1加入银杏干粉中，在pH5.0、温度50℃下，酶解处理3h，该条件下的银杏黄酮提取率达到了1.33％，比常规醇提法提高了18.75％。本研究从银杏中筛选出一株高产纤维素酶的内生菌，经分子鉴定为草酸青霉菌。我们分离和纯化了草酸青霉纤维素酶，确定了该酶的生化性质。通过该菌株培养条件的优化，成功地利用该菌的发酵液辅助提取银杏总黄酮，有效地提高了银杏黄酮提取率。本研究为内生菌研究和中药提取提供了新思路，也为中药材酶法提取的大规模应用提供了可能。6.期刊论文 侯飞燕.李菁.Hou Fei-yan.LI jing 中药提取现代新技术研究进展 -中医药导报)从超临界液体萃取、酶工程及其联用、超声提取、高速逆流色谱分离、大孔吸附树脂分离纯化、微波提取、半仿生提取、分子蒸馏8个方面综述了中药提取现代新技术在中药有效成分提取中的应用研究进展,认为现代技术使得中药有效成分的提取更高效和简便.7.学位论文 黄伟 ARIs筛选模型的建立及相关药物的筛选 2009糖尿病是一种伴有诸多严重并发症的疾病，在退行性糖尿病并发症病变的发生和发展过程中，多元醇代谢通路（PP通路）起了十分重要的作用。醛糖还原酶（AR）是多元醇代谢通路中的关键限速酶，是治疗糖尿病并发症的靶位酶，该酶以NADPH为辅酶，使葡萄糖还原为不易透过细胞膜的山梨醇，引起细胞的渗透性损伤，是糖尿病并发症发生的重要原因。由于目前可用于治疗糖尿病并发症的药物不足以满足临床需要，现有的醛糖还原酶抑制剂索比包含各类专业文献、外语学习资料、高等教育、文学作品欣赏、中学教育、各类资格考试、32中药提取分离纯化过程的自动化控制技术及装备等内容。　
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