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第二章天然生物材料的提取制药生化药物概述氨基酸类药物的生产多肽和蛋白质类药物的生产核酸类药物的生产酶类药物的生产糖类药物的生产脂类药物的生产维生素和辅酶类药物的生产第二节氨基酸类药物的生产一．氨基酸类药物的常用生产方法二．氨基酸类药物的常用提取分离方法三．典型氨基酸药物的生产实例四．氨基酸类药物的检测氨基酸类药物的常用生产方法氨基酸类药物的常用生产方法蛋白水解提取法直接发酵法微生物发酵法微生物转化法化学合成法酶合成法蛋白水解提取法1、蛋白水解提取法原料：毛发、血粉、废蚕丝等。基本过程：分离、精制、结晶。优点：原料来源丰富，投产比较容易。缺点：产量低，成本高。产品：胱、亮、酪氨酸蛋白水解提取法（1）酸水解法方法：在蛋白质原料中加入约4倍质量的6mol/L盐酸或8mol/L硫酸，于110℃加热回流16～24h，或加压下于120℃水解12h，使氨基酸充分析出，除酸即得氨基酸混合物。优点：水解完全，不发生消旋作用，所得氨基酸均为L-氨基酸。缺点：部分氨基酸被破坏，产生黑色物质。蛋白水解提取法（2）碱水解法方法：在蛋白质原料中加入6mol/L氢氧化钠或4mol/L氢氧化钡，于100℃加热水解6h，得氨基酸混合物。（3）酶水解法方法：利用胰酶、胰浆或微生物蛋白酶等，在常温下水解蛋白质制备氨基酸。优点：反应条件温和，氨基酸不被破坏，不发生消旋作用，所需设备简单，无环境污染。缺点：水解不完全，中间产物多，水解时间长。主要用于蛋白胨和水解蛋白，在氨基酸生产上比较少用。■氨基酸类药物的常用生产方法2、微生物发酵法直接发酵法：以糖为碳源、以氨或尿素为氮源，通过微生物的发酵繁殖，直接生产氨基酸的方法。微生物转化法：利用菌体的酶系，加入前体物质合成特定氨基酸的方法。基本过程：菌种的培养、接种发酵、产品提取、分离纯化菌种：细菌、酵母、基因工程菌（苏氨酸、色氨酸）。产品：谷氨酸、谷氨酰胺、丝、酪氨酸。优点：直接生产L-型氨基酸，原料丰富，成本低。缺点：产物浓度低，生产周期长，设备投资大，有副产物，单晶体氨基酸的分离比较复杂。■氨基酸类药物的常用生产方法3、化学合成法是利用有机合成和化学工程相结合的技术生产氨基酸。优点：可以采用多种原料和多种工艺路线，特别是以石油化工产品为原料时，成本较低，生产规模大，适合工业化生产，产品易分离纯化。缺点：生产工艺复杂，形成消旋体，需拆分。产品：蛋氨酸、甘氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、脯氨酸等。■氨基酸类药物的常用生产方法4、酶合成法也称酶工程技术，是化学合成法和发酵法的基础上发展建立起来的一种新生产工艺。以化学合成的、生物合成的或天然存在的氨基酸前体为原料，将含特定酶的微生物、植物或动物细胞进行固定化处理，通过酶促反应制备氨基酸。固定化处理：通过载体将酶进行限制或固定于特定的空间位置，使之变成不易随水流失即运动受限制、而又能发挥催化作用的酶制剂。优点：产物浓度高，副产物少，成本低，周期短，收率高固定化酶或细胞可连续仿佛使用，节省能源。产品：天冬氨酸、丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸、色氨酸、异亮氨酸等。■氨基酸类药物的常用提取分离方法1.溶解度和等电点法2.特殊沉淀剂法3.离子交换法4.结晶与干燥溶解度和等电点法溶解度法是根据不同氨基酸在水和乙醇中的溶解度不同，而将氨基酸彼此分离。例如：胱氨酸和酪氨酸均难溶于水，酪氨酸在热水中的溶解度较大，而胱氨酸则无多大差别，故将胱氨酸、酪氨酸与其他氨基酸及彼此分开。另外，氨基酸在等电点时溶解度最小，易沉淀析出，故利用溶解度制备氨基酸时，常与氨基酸等电点沉淀法结合并用。氨基酸在不同溶剂中溶解度不同这一特性，不仅用于氨基酸的分离纯化，还可用于氨基酸的结晶。中性氨基酸5～6.3酸性氨基酸2.8～3.2碱性氨基酸7.6～10.8■特殊沉淀剂法氨基酸可以和一些有机化合物或无机化合物生产具有特殊性质的结晶性衍生物，利用这一性质可分离纯化某些氨基酸。例如：精氨酸＋苯甲醛→苯亚甲基精氨酸↓苯亚甲基精氨酸＋盐酸→精氨酸盐酸盐＋苯甲醛↑优点是操作简便，针对性强。缺点是沉淀剂比较难以除去。■离子交换法利用离子交换剂对不同氨基酸的吸附能力不同而分离纯化氨基酸的方法。氨基酸为两性电解质，在一定条件下，不同氨基酸的带电性质及解离状态不同，对同一种离子交换剂的吸附力也不同，故可对氨基酸混合物进行分组或单一成分的分离。例如：在pH5～6的溶液中，碱性氨基酸带正点，酸性氨基酸带负电，中性氨基酸呈电中性，选择适宜离子交换树脂，然后用不同pH缓冲液洗脱。若要分离酸性氨基酸，应选用什么离子交换树脂？阴离子交换树脂■结晶与干燥结晶是溶质以晶体状态从溶液中析出的过程。结晶方法：样品达到一定的纯度、较高的浓度，pH值在pI附近，低温条件下使其结晶析出。结晶器及其工作原理胱氨酸结晶酪氨酸结晶亮氨酸结晶结晶与干燥干燥方法：常压干燥、减压干燥、喷雾干燥、冷冻干燥常压干燥：电热鼓风干燥箱减压干燥：真空干燥箱，旋转蒸发仪喷雾干燥：喷雾干燥器，是目前中药制药中最佳的干燥技术之一。冷冻干燥：冷冻干燥器■思考题1.氨基酸的生产方法有哪些？2.氨基酸类药物常用的提取方法是什么？3.常压干燥、减压干燥、喷雾干燥、冷冻干燥用仪器是什么？特点如何？离子交换法电热鼓风干燥箱真空干燥箱旋转蒸发仪抽滤装置喷雾干燥器冷冻干燥器