- •Міністерство освіти і науки україни
- •Конспект лекцій
- •Застосування в фармації біотехнологічних методів
- •Етапи розвитку методу культури клітин, тканин і органів рослин
- •Основні терміни і поняття дисципліни
- •Загальна характеристика калусних клітин
- •Використання методу культури ізольованих клітин і тканин в синтезі біологічно активних речовин культура клітин як продуцент вторинних сполук
- •Типи культур клітин і тканин калусогенезу
- •Ізольовані протопласти, їх отримання і культивування
- •Умови культивування ізольованих тканин і клітин рослин та їх вплив на синтез бар
- •Стерилізація початкового рослинного матеріалу
- •Методи підвищення продуктивності культур тканин продуцентів бар
- •Культивування продуктивних клітинних штамів
- •Промислове культивування біологічно активних речовин основні процеси культивування клітин як біопродуцентів
- •Синтез вторинних метаболітов
- •Біореактори
- •Твердофазний спосіб культивування
- •Глибинне суспензійне культивування
- •Іммобілізовані системи клітин
- •Біосинтез бар
- •Попередня обробка біомаси
- •Виділення та очищення бар
- •Способи очищення біологічно активних речовин (бар) рослинного, тваринного походження, отриманих на основі біосинтезу.
- •Методи осадження бар із розчинів.
- •Розділення бар за допомогою мембран.
- •Діаліз і електродіаліз.
- •Ультрафільтрація.
- •Зворотній осмос.
- •Сорбція.
- •Сорбціонні процеси.
- •Адсорбційно-хроматографічні методи.
- •Іонообмінна хроматографія.
- •Іонообмінні матеріали.
- •Основні величини, що характеризують іонообмінний процес. Обмін органічних речовин.
- •Гель-фільтрація.
- •Гідрофобна хроматографія.
- •Сорбенти для гідрофобної хроматографії.
- •Деякі типи кремнеземних сорбентів для офх біологічно активних речовин
- •Афінна хроматографія.
- •Сорбенти для афінної хроматографії.
- •Електрофорез.
- •Кристалізація.
- •Екстракція в системах рідина-рідина.
- •Одноступінчата екстракція.
- •1, 2, 3, 4, 5, 6 – Відцентровані екстрактори
- •Одержання готової продукції (п'ята стадія)
- •Виробництво рекомбінантних фармацевтичних білків трансгенними рослинами -«молекулярне фермерство»
Електрофорез.
Електрофорезом
називають поділ БАР завдяки різній
швидкості їхнього переміщення в
електричному полі. Постійна швидкість
досягається частинкою з зарядом q,
у рідкому середовищі під впливом
електричного поля з напруженістю Е,
визначається балансом
.
Для
глобулярних білків можна використовувати
закон Стокса в застосуванні до опору
сфери частинки, що має радіус
і рухається в ньютонівській рідині з
в'язкістю
:
так,
що
.
Оскільки в загальному випадку кожний білок має свій власний, тільки йому результуючий заряд, то накладання електричного поля приводить до того, що різні білки рухаються з різними швидкостями. Таким шляхом суміш декількох білків можна розділити на індивідуальні компоненти. За допомогою зміни рН можна регулювати електрофоретичну рухливість білка. Якщо рl даного білка менша рН середовища, то його заряд і швидкість будуть негативними. Навпаки, білки з рl > рН будуть рухатися в позитивному напрямку. Цей принцип покладений в основу одного з методів визначення рl білків і інших речовин; у градієнті рН рl білка дорівнює рН, при якому його електрофоретична рухливість дорівнює нулю.
У методі електрофорезу в потоці рідка фаза рухається перпендикулярно направленню електричного поля, що дозволяє здійснювати неперервний поділ. При електрофорезі в гелі на рух молекул БАР впливають процеси адсорбції і десорбції, а також опір дифузії.
Кристалізація.
Процес
утворення і росту кристалів з розчинів
і газової фази називають кристалізацією.
Зазвичай речовини мають строго визначені
кристалічні ґрати, за винятком поліморфних
речовин. Ряд речовин утворять
кристалогідрати, причому кількість
включених молекул води залежить від
температури. Для утворення кристалів
з розчинів необхідно перенасичення,
обумовлене різницею вихідної концентрації
і рівноважної концентрації насичення
(граничної розчинності
).
Кристалізація відбувається, коли перехід
речовини з рідкого у твердий стан
супроводжується зменшенням вільної
енергії системи Ф,
тобто
,
де р - щільність зародку кристала;
V і F - його об'єм і поверхня;
М - його молекулярна маса;
φ2 і φ1 - хімічні потенціали вихідної і нової фаз;
σ - міжфазний поверхневий натяг.
Для одержання крупнокристалевого порошку кристалізацію проводять при малому перенасиченні, у розчин уводять затравочні кристали, дрібні кристали видаляють у процесі кристалізації, кристалічний продукт повторно оброблюють у насиченому розчині (при цьому дрібні кристали розчиняються), вводять у розчин сторонні домішки, підвищують температуру (обмежено).
Методи кристалізації: випарювання розчинника (ізотермічний), охолодження гарячих розчинів (ізогідричний), одночасне охолодження і випарювання (комбінований), додавання в розчин інших речовин, що знімають розчинність (висолювання), вимерзання.
Схеми кристалізації: однократна (з повним поверненням маткового розчину і періодично повним зливом, з частковим його поверненням, з частковим поверненням після додаткового випарювання і кристалізації), дворазова з такими ж маніпуляціями маточним розчином, причому на злив дають матковий розчин після першого кристалізатора, а після другого - насичений матковий розчин повертають у перший кристалізатор.
У фармацевтичній промисловості кристалізацією виділяють тверді речовини з їхніх розчинів, розділяють суміші речовин на фракції й очищають їх від домішок. Для дуже глибокого очищення термолабільних речовин слідувало б використовувати зонну плавку, для поділу ефтетичних розплавів чи речовин з низькими коефіцієнтами розподілу - екстракціонну кристалізацію. При поділі ефтетичних і азеотропних розплавів доцільно сполучити процеси кристалізації і ректифікації.
