《制药分离工程》课程教学大纲
制药分离工程 第十二章 反应分离技术(66张)
第十二章 反应分离技术
第三节 离子交换色谱
八、离子交换树脂的分类 3.凝胶型 ——树脂仅含单体和引发剂成分，干态/湿态均为透明状
交换容量大、工艺简单、成本低 机械强度差、抗污染能力差
4.大孔型 ——树脂含单体、引发剂、致孔剂(不参与反应但于单体互 溶)成分,呈海绵多孔状，不透明，孔径(xnm~xxxµm)
第十二章 反应分离技术
第四节 酶反应分离技术
二、酶的分类 1.氧化还原酶类
——仅催化氧化、还原类反应 ——需电子供体和受体同时存在
1)氧化酶类 ——生成产物为H2O2或H2O ——一般需要FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)或FMN(黄素单核单核 苷)为辅基
2)脱氢酶类 ——对底物直接脱氢
第十二章 反应分离技术
示例： 如普通萃取、膜分离、电泳等分离方法难以将Cu2+跟Na+分离，通过 加入NaOH(即调节pH),将Cu2+转换成氢氧化物沉淀，再通过离心、沉 降、结晶等方式使得Cu2+跟Na+得到分离
第十二章 反应分离技术
第一节反应分离的概念及其原理
二、反应分离的经典表现
将重金属转换成氢氧化物沉淀更便于分离 使用离子交换树脂交换分离阴/阳离子 水中有机物通过微生物分解而去除 用特定酶消解特定蛋白以去除特定蛋白 用抗原与抗体反应结合，纯化、浓集特定抗体/蛋白
《制药分离工程》 第十二章 反应分离技术
第十二章 反应分离技术
教学目标：
✓ 掌握反应分离的技术原理 ✓ 掌握化学萃取、离子交换、酶反应、免疫反应等
主要的反应分离技术原理
第十二章 反应分离技术
重点难点：
✓ 化学萃取反应分离技术 ✓ 离子交换反应分离技术 ✓ 酶反应分离技术 ✓ 免疫亲和反应分离技术
中国药科大学高等制药分离工程3膜分离 Membrane Separation)
膜组件和膜系统
4. 膜污染和劣化 膜污染:由于在膜表面上形成了附着层(膜 孔堵塞)因素导致了膜性能变化，可采用清 洗方法，使膜性能得以恢复。 膜劣化:膜自身发生了不可逆转的变化等 内部因素导致了膜性能变化。 膜在使用过程中的最大问题是膜污染和 劣化。在压力、流速、温度和料液浓度都 一定时，膜污染使膜的渗透通量随操作时 间而迅速下降，使膜过程不能继续进行。
膜系统的操作方式
膜系统的操作方式
错流操作时，原料以一定组成进入膜组 件并平行流过膜表面，沿膜组件内不同位 置，原料组成逐渐变化。原料流被分为渗 透物流和截留物流。 错流操作有并流、逆流、渗透物全混错 流和完全混合四种方式。 逆流效果最好。错流系统有利于控制污 染，但回收率较低。
膜系统的操作方式
(3)孔流模型 流体通过膜孔的流动为毛细管内的层流
第五章 膜分离 （Membrane Separation） 四、分离膜应具备四个基本条件： (1)分离性——三个要点 ①分离膜必须对被分离的混合物具有选 择透过的能力(具有分离作用)。 ②分离能力要适度。根据被分离混合物 的原始状态和分离后要达到的目标来合理 确定。因为膜的分离性能和渗透性能是相 互关联的，分离性能提高，渗透量下降， 这样就提高操作费用。
膜的污染和劣化的分类及其成因
膜污染和劣化
化学性劣化 : 由于料液 pH 值超出膜的允 许范围而导致膜的水解或氧化反应等化学 因素造成的劣化； 物理性劣化 : 膜结构在很高的压力下导致 致密化或在干燥状态下发生不可逆转性变 形等物理因素造成的劣化。 生物性劣化 : 由于处理料液中的微生物的 存在导致膜发生生物降解反应等生物因素 造成的劣化。
膜的分离特性
4．膜的分离特性 分离效率、渗透通量和通量衰减系数。
制药分离工程-第一章绪论概要
环境污染
绿色化学、自然资源人工种植
1.2.2 制药分离工艺技术的选择
环境友好(绿色化学）：
Fe/HCl/H2O 1:1.5N NO2 NH2
3
Pd/C/H2/CH3CH2OH 1:0.05N NO2 NH2
1.2.2 制药分离工艺技术的选择
环境友好(人工栽培）： 人工栽培
3
（国家一级珍稀濒危保护植物）
产品的稳定性
成本
危害性、废水
产品形式
进料组成
1.2.3 制药分离原理与分类
制药分离过程主要是利用待分离的物系中的有效活性成 分与共存杂质之间在物理、化学及生物学性质上的差异
进行分离。
1.2.3 制药分离原理与分类
机械分离：过滤、重力沉降、离心分离等
分 离 操 作
传质分离
气体传质过程 气液传质过程
平衡分离过程
液固传质过程 液液传质过程 膜分离
速率分离过程
场分离
1.2.4 制药分离技术的进展
近年来，随着生物技术的发展以及人们对天然产品的青 睐，在传统分离技术的基础上，也派生出一些新技术以 适应生物加工或天然产物加工的特殊需求。如超临界萃 取、反胶团萃取、双水相萃取等。 3
小结
通过本堂课的学习，我们了解了《制药分离工程》 这门课程所讲述的内容；熟悉了制药分离纯化过程
1.2.2 制药分离工艺技术的选择
环境友好(人工合成）：
O OH OH
O O
醋酐
O
OH
3
O OH CO2/NaOH H2SO4 OH COOH O COOH
1.2.2 选择工艺技术的总体原则
1
采用步骤数量少
2 3
采用步骤的顺序相对合理
中药制药分离工程(全国中医药行业高等教育“十四五”规划教材)
第二节中药提取智 能制造关键技术及
应用
第一节智能制造总 体设计原则
第三节中药智能化 发展的挑战与机遇
第一节智能制造总体设计原则
一中药提取智能制造的发展趋势 二智能制造相关概念 三智能制造总体设计
第二节中药提取智能制造关键技术及应用
一关键工艺技术 二在线检测技术 三 MES与EMS 四产业化节能新技术
一中药制药分离技术的选择 二中药制药分离技术选择的工业生产影响因素 三中药制药分离技术选择的优化
第三节中药制药分离工程的环保、卫生与安全
一 EHS管理体系 二中药制药分离过程的环境保护 三中药制药分离过程的职业卫生和生产安全
第四节中药制药分离工程技术发展趋势
一中药制药分离工程技术的发展趋势 二中药制药分离工程技术的耦合（集成）
第三节化学萃取技术
一化学萃取原理 二化学萃取剂及其应用 三化学萃取基本流程及应用
第二节常用的膜技 术
第一节概述
第三节膜技术应用 中的相关问题
第四节膜技术 在中药制药领 域中的应用与
展望
习题
第一节概述
一膜技术发展简史 二膜的分类与膜材料 三膜组件
第二节常用的膜技术
一微滤 二超滤 三纳滤 四反渗透 五膜蒸馏 六渗透汽化 七电渗析 八其他膜技术
第二节溶剂回收
一溶剂回收的依据 二溶剂回收的基本原则 三溶剂回收工艺 四溶剂回收工艺的验证
第一节常用干燥技术 及设备
第二节干燥在中药生 产中的应用
第三节沙参麦冬颗粒 临床前研究中用到的 干燥技术
习题
第一节常用干燥技术及设备
一传统干燥方法 二现代常用干燥方法
第二节干燥在中药生产中的应用
一药材及饮片的干燥 二料液的干燥 三固体的干燥
《分离工程》课程教学大纲(本科)
分离工程（Separation Engineering）课程代码：13410101学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：32 实验学时：0 上机学时：0 课程实践学时：0 ）先修课程：数学、物理化学、化工原理、化工热力学、传质过程原理、计算机技术适用专业：化学工程与工艺教材：《化工分离过程》，陈洪钫、刘家祺，化学工业出版社，2014年第二版。
一、课程性质和课程目标（一）课程性质本课程是高等学校本科化学工程与工艺专业的一门必修课，是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学等技术基础知识后的一门专业主干课。
化工分离工程是研究过程工业中物质分离和纯化的工程技术学科。
本课程讲授传质与分离工程的原理和应用，以及化工分离过程中一些主要分离单元操作和分离工程领域的研究进展。
它利用前期课程中介绍的有关相平衡、热力学等知识，以及三种传递的理论来研究化工生产实际中复杂物系的分离和提纯技术。
（二）课程目标通过本课程的理论教学与训练，使学生具备下列能力：课程目标1：掌握各种常用分离过程的基本理论，操作特点并能够识别和判断复杂化学工程问题的关键环节；课程目标2：掌握各种常用分离过程的简捷和严格的计算方法和强化改进操作的途径，并能够将其应用于解决具体的化学工程问题；课程目标3：能运用单级和多级平衡分离过程中的基本理论去证实解决复杂化工工程问题方案的合理性。
（三）、课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点2-1、2-3、2-4。
1.毕业要求2-1：能运用所学的科学原理，识别和判断复杂化学工程问题的关键环节。
2.毕业要求2-3：能认识到解决工程问题有多种可选择方案，并能研究文献寻找可替代的解决方案。
3.毕业要求2-4：能运用基本原理，证实解决复杂工程问题方案的合理性并得到有效结论。
课程目标课程目标1 课程目标2 课程目标3 毕业要求指标点毕业要求2-1 ✓毕业要求2-3 ✓毕业要求2-4 ✓二、课程内容与教学要求第一章绪论（一）课程内容1. 分离操作在化工生产中的重要性；2. 传质分离过程的分类和特征A. 平衡分离过程包括精馏、吸收、萃取、干燥等；B. 速率分离过程包括超滤、反渗透、渗析等。
制药分离工程实验指导讲义
四川理工学院制药分离工程实验指导第一版制药工程系编二○一二年制药分离工程实验目录目录实验一细胞SOD的提取和分离.............................................................................................. - 1 - 实验二大枣中多糖的提取分离.. (3)实验三有机溶剂沉淀法制备大豆脲酶 (5)实验四柱层析法对色素的提取与分离 (7)实验五质粒的提取及电泳分离 (9)实验六八角茴香油的提取与检识 (11)实验七秦皮中七叶苷和七叶内酯的提取、分离与鉴定 (14)实验八大孔吸附树脂分离纯化白头翁皂苷 (16)实验九重结晶及过滤 (18)实验十简单蒸馏及分馏 (3)实验一细胞SOD的提取和分离一、实验目的1．掌握有机溶剂沉淀法的原理和基本操作。
2．掌握SOD酶提取分离的一般步骤。
二、实验原理超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)是一种具有抗氧化、抗衰老、抗辐射和消炎作用的药用酶。
它可催化超氧负离子(O2-)进行歧化反应，生成氧和过氧化氢。
大蒜蒜瓣和悬浮培养的大蒜细胞中含有较丰富的SOD，通过组织或细胞破碎后，可用pH7.8的磷酸缓冲溶液提取出来。
由于SOD不溶于丙酮，可用丙酮将其沉淀析出。
有机溶剂沉淀的原理是有机溶剂能降低水溶液的介电常数，使蛋白质分子之间的静电引力增大。
同时，有机溶剂的亲水性比溶质分子的亲水性强，它会抢夺本来与亲水溶质结合的自由水，破坏其表面的水化膜，导致溶质分子之间的相互作用增大而发生聚集，从而沉淀析出。
三、试剂与仪器1.试剂与材料新鲜蒜瓣、0.05mol/L磷酸缓冲液（pH7.8）、氯仿-乙醇混合液：氯仿:无水乙醇=3:5 、丙酮：用前需预冷至4-10℃、0.05mol/L碳酸盐缓冲液（pH10.2）、0.1mol/LEDTA溶液、2mmol/L肾上腺素溶液2. 仪器恒温水浴锅、冷冻高速离心机、可见分光光度计、研钵、玻棒、烧杯、量筒四、实验步骤1. 组织细胞破碎：称取5g大蒜蒜瓣，置于研钵中研磨。
药物分离工程教学设计 (2)
药物分离工程教学设计简介药物分离工程是药物生产中的重要环节，通过物理、化学、生物等手段分离纯化原料药，得到符合规格的成品药。
本文主要探讨药物分离工程方面的教学设计。
教学目标本课程旨在培养学生对药物分离工程的理论和实践知识的掌握，使其具备下列能力： 1. 理解药物分离工程基本原理； 2. 熟悉各种药物分离工程操作过程； 3. 掌握常用的药物分离工程分析方法。
教学内容本课程主要分为三部分：理论讲授、实验教学、实践操作。
理论讲授第一部分：药物分离工程基本原理1.药物的来源、性质与结构；2.药物纯化的必要性及意义；3.药物分离工程的基本流程和方法；4.药物分离工程主要操作过程和技术要点；5.药物分离工程的工业化技术和应用。
第二部分：药物分离工程分析方法1.药物的物理化学性质测试方法；2.药物纯化效果检验方法；3.药物纯度、含量检测方法；4.药物分子结构鉴定方法。
实验教学本课程实验教学共有六个实验，包括以下内容： 1. 药物分离前的制备和处理实验； 2. 药物分离的萃取和结晶实验； 3. 药物分离的色谱实验； 4. 药物分离的膜分离实验； 5. 药物分离的离子交换实验； 6. 药物分离的反渗透实验。
实践操作本课程安排实践操作环节，让学生深入了解药物分离工程，并尝试自己进行实践操作。
教学方法本课程采用讲授、实验、案例演示、课程设计等多种教学方法。
具体包括： 1. 理论讲授：通过详细剖析、逐层深入的讲解，使学生掌握基本概念； 2. 实验教学：通过开展实验、操作实践培养学生的实际操作能力； 3. 案例演示：引导学生思考案例中的实际问题，培养分钟逻辑思考能力； 4. 课程设计：引导学生结合实际问题，进行课程设计和论文撰写。
教学评价本课程完成后，将通过以下方法对学生进行综合评价： 1. 理论考核：针对学生在课堂上的表现，进行理论考核； 2. 实验考核：考察学生对实验操作的掌握情况； 3. 课程设计和论文撰写：通过论文撰写和课程设计考核，综合评价学生的综合能力。
制药分离工程PPT演示课件
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2、费克定律
• 在固体外表面与溶液主体之间存在一层 很薄的溶液膜，其中的溶质存在浓度梯 度，该膜常称为扩散边界层。
当D值一定时，浓度梯度 越大，浸出效果就越好。
21
3、浸取过程的影响因素
（1）常用提取剂 • 适宜的提取剂应对药物中的有效成分有
较大的溶解度，而对无效成分应少溶或 不溶。此外，提取剂还应无毒、价廉， 且易于回收。常用的提取剂有水、乙醇、 丙酮、氯仿、乙醚、石油醚等。
18
解吸与溶解阶段
• 细胞中溶质溶解时克服各种成分的亲和 力，使有效成分转入溶剂中，这种作用 称为解吸。
• 提取剂进入细胞组织后，与药材中的各 种成分相接触，并使其中的可溶性成分 转入到提取剂中，该过程称为溶解。
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扩散与置换阶段
• 提取剂溶解有效成分后，形成的浓溶液 具有较高的渗透压，从而形成扩散点， 其溶解的成分将不停地向周围扩散以平 衡其渗透压，这正是提取过程的推动力。
17浸润与渗透阶段提取剂能否润湿药材表面并渗透进入到细胞组织中取决于提取剂对物质的润湿性以及该物质与提取剂间的界面张18解吸与溶解阶段细胞中溶质溶解时克服各种成分的亲和力使有效成分转入溶剂中这种作用称为解吸
第二章 固液萃取（浸取）
1
第一节 概述
• 萃取在制药化工生产中有着广泛的应用。 例如，中药有效成分的提取，沸点相近 或相对挥发度相近的液体混合物的分离， 恒沸混合物的分离，热敏性组分的分离 等。
• 在中医临床实践中基本上都是使用复方，以其 综合成分，作为整体而起作用。例如四逆汤是 由附子、肉桂、干姜、甘草组成。附子含乌头 碱毒性极大，但经煎煮，一方面由于水解可降 低毒性，而另一方面甘草中的甘草酸与乌头碱 可形成复盐，在体内逐渐分解而起作用。
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《制药别离工程》课程简介
课程内容：
制药别离工程是制药工程专业学生的必修课。
该课程主要包括药物的提取、别离与纯化 技术，它是化学与生物的交叉领域，集成了化学别离与生物别离的原理与技术。
因此，它是 制药工程专'业的一门重要课程。
课程的内容包括以下局部：
1 .原料的预处理（离心沉降；过滤）.萃取（浸取；溶剂萃取；双水相萃取；反胶团萃取；液膜萃取；超临界流体萃取）
2 .膜别离.吸附与离子交换
3 . 层析.
电泳 4 .分子蒸馈.结晶
Brief Introduction
Course Description:
Pharmaceutical separation engineering is a compulsory curriculum for students of pharmaceutical engineering. This course content covers the technology of pharmacy separation and purification. It is a across field about chemistiy and biology. This principle is integration of chemistry separation and biology separation. So it is an importance course for pharmaceutics.
This course contents following parts:
1.Material pretreatment (Centrifugation; Filtration)
2.Extraction (Leaching; Solvent extraction; Aqueous two-phase extraction; Reversed micellar extraction; Liquid membrane extraction; Supercritical fluid extraction).
3.Membrane separation
4.Adsorption and Ion exchange
5.Chromatography
6.Electrophoresis
7.molecule distillation
一、教学内容
绪论
第一章原料的预处理
第一节细胞别离：离心别离、过滤。
第二节细胞破碎：细胞壁的结构、细胞破碎的方法。
教学重点：细胞的破碎。
第二章萃取
第一节基本概念及分配定律
第二节浸取
第三节反胶团萃取
第四节双水相萃取
第五节超临界萃取
教学重点：各种萃取操作的原理及其特点。
第三章膜别离
第一节膜别离过程的分类及其原理：反渗透、微滤、超滤、透析、电渗析。
第二节膜材料和膜组件：膜材料、膜结构、膜组件。
第三节膜别离操作及其特性。
第四节膜别离的应用。
教学重点：膜别离操作原理及其特点。
第四章吸附与离子交换
第一节吸附和离子交换原理。
第二节吸附剂和离子交换剂。
第三节吸附平衡和离子交换平衡。
教学重点：吸附和离子交换原理及操作。
第五章层析
第一节层析的理论基础。
第二节层析的类型及其原理。
第三节层析工艺及应用。
教学重点：各种层析的原理及应用。
第六章电泳
第一节电泳的理论基础。
第二节电泳的类型及其原理。
第三节常用的电泳方法及操作
教学重点：各种电泳的原理及操作。
第七章结晶
第一节结晶的基本理论。
第二节结晶操作及结晶器。
第三节重结晶。
教学重点：结晶原理。
第八章分子蒸储
第一节分子蒸储原理和特点。
第二节分子蒸储流程和分子蒸发器。
第三节分子蒸储在制药领域的应用
教学重点：分子蒸储原理。
二、教学要求
绪论
教学要求：制药别离的工艺过程、特点及其重要性。
第一章原料的预处理教学要求:掌握将微生物发酵液或动植物细胞培养液中的菌体或细胞与培养液别离的方
法，以及进一步进行细胞破碎和别离的方法。
第二章萃取
教学要求：使学生在掌握萃取别离的基本概念和理论的基础上，了解各种萃取技术的原理、特点、应用及其相关设备。
第三章膜别离教学要求：使学生掌握膜的基本概念，膜别离方法的原理、特点、别离操作及其应用。
第四章吸附与离子交换
教学要求：在了解吸附剂和离子交换剂、吸附和离子交换平衡的基础上掌握吸附、离子交换操作及其应用。
第五章层析教学要求：在掌握层析理论和分类的基础上，了解各种层析别离方法的原理和特点。
第六章电泳教学要求：在掌握电泳速度的基础上，了解各种电泳别离方法的原理和特点。
第七章结晶
教学要求：在掌握结晶原理和结晶的形成及生长动力学的基础上，了解结晶器和结晶操作概况。
第八章分子蒸储教学要求：了解分子蒸储原理及特点。
三、章节学时分配
四、教材与主要参考资料
教材
[1]李淑芬，白鹏，制药别离工程，化学工业出版社，2009. 8
参考资料
[1]李淑芬，姜忠义，高等制药别离工程，化学工业出版社，2004.5
[2]孙彦，生物别离工程，化学工业出版社，1998.10《制药别离工程实验》教学大纲一、实验目的和要求
《制药别离工程实验》是制药工程专业的专业实验课。
包括膜别离实验、离子交换别离氨基酸等实验。
《制药别离工程实验》使学生把制药别离工程理论与实践相结合，掌握有关膜别离、离子交换别离药物有效成分的专业知识和专业技术,为毕业后从事制药工程的生产，技术改造, 工艺设计和研制开发奠定牢固的专业技术基础。
实验内容
实验一离子交换法别离氨基酸
一、实验目的及要求
学习和掌握用离子交换树脂柱层析法别离氨基酸的基本原理和方法步骤及其应用。
二、实验内容
1、树脂的处理
2、装柱
3、样品上柱
4、洗脱
5、氨基酸的鉴定
参考书目：《生物化学实验技术》庞广昌王清连河南科学技术出版社
实验二膜别离一超滤
一、实验目的及要求
1.熟悉一般的超滤设备；
2. 了解超滤的工艺原理，截留分子量（WMCO）和水通量的基本概念；
3. 了解超滤过程中的工艺参数；
4.应用超滤方法对蛋白质等大分子进行浓缩。
二、实验内容
1、固定恒流泵压力及流速，关闭回流阀，测定20min内水通量;
2、200ml发酵液，使其浓缩3——5倍，分别测定原液，截留液和透过液的产物浓度;
3、水洗测水通量
5.计算不同浓缩倍数时的产物收率；
参考书目：
1、俞俊棠等，生物工艺学，上册，华东理工大学出版社，1992
2、顾觉奋等，别离纯化工艺原理，中国医药科技出版社，1993
3、Chery an, M.Ultrafiltration handbook, TechnomicPublishing Comapany, Inc.,Lancaster,Basel ,1986
三、实验时间分配
执笔:
审核:
批准:。