制药分离工程复习题

简答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 DAC29.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）。