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        膜分離技術(shù)及其在中藥和生物制藥中的應(yīng)用進展

        2017-09-11 21:02:04李雪冬唐志杰
        特別健康·下半月 2017年8期
        關(guān)鍵詞:膜分離技術(shù)應(yīng)用進展生物制藥

        李雪冬+唐志杰

        【摘要】隨著社會經(jīng)濟和科學技術(shù)不斷發(fā)展,膜分離技術(shù)在我國中藥和生物制藥領(lǐng)域,得到了越來越廣泛且深入的應(yīng)用,豐富中藥和生物制藥分離技術(shù)手段的同時,簡化了制藥分離操作流程,提高了制藥分離效率。目前,膜分離技術(shù)在中藥和生物制藥領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展出微濾、納濾和超濾等多種技術(shù)形式,并在抗生素提煉、多肽和氨基酸分離等多種分離操作中,有著系統(tǒng)的應(yīng)用。筆者即從中藥和生物制藥領(lǐng)域中的分離操作入手,就膜分離技術(shù)的應(yīng)用進展,發(fā)表幾點看法,以供相關(guān)人員參考。

        【關(guān)鍵詞】膜分離技術(shù);中藥;生物制藥;應(yīng)用進展

        【中圖分類號】R32.7.

        【文獻標識碼】B

        【文章編號】2095-6851(2017)08-295-01

        近幾年,我國中藥和生物制藥行業(yè)發(fā)展迅速,膜分離技術(shù)等高新技術(shù)的應(yīng)用,有效提高了中藥和生物制藥的現(xiàn)代技術(shù)水平,在中藥和生物制藥行業(yè)發(fā)展過程中,發(fā)揮著重要的作用。膜分離技術(shù)是現(xiàn)代材料科學和介質(zhì)分離技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)物,其具有高分離效率、操作簡便、常溫操作、低能耗、無污染、自動化操作等優(yōu)點。與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比,膜分離技術(shù)更契合生物制藥的分離需求,并在生物制藥分離應(yīng)用過程中,衍生出微濾、納濾、超濾等技術(shù)類型。本文即圍繞中藥和生物制藥,就幾類常見膜分離技術(shù)的應(yīng)用,進行了分析和探討,具體內(nèi)容如下:

        1 生物制藥領(lǐng)域常見膜分離技術(shù)概述

        1.1 微濾技術(shù)概述:

        微濾技術(shù)是一種最早發(fā)展和應(yīng)用的膜分離技術(shù),技術(shù)應(yīng)用體系較為成熟。微濾技術(shù)具體是指利用固定膜孔對于不同粒徑微粒的自然篩分作用,實現(xiàn)目標微粒分離目的的分離技術(shù)。一般來說,微濾技術(shù)的膜孔徑在0.1~10.0μm范圍內(nèi),分離操作需要0.01~.0MPa的工作壓力,主要適用于粒徑在0.1μm以上的微粒分離操作中。常見應(yīng)用包括截留液相或氣相中的微粒、細菌、亞微粒等不溶物,以達到相應(yīng)的除菌目的。

        1.2 納濾技術(shù)概述:

        與微濾技術(shù)相比,納濾技術(shù)是近幾年興起的一種膜分離技術(shù)。納濾濾孔膜對應(yīng)的膜孔徑多在0.1~50nm范圍內(nèi),分離操作需要0.3~0.7MPa的壓力支持,主要適用于粒徑在300.0~1000.0D的微粒分離操作。納濾濾孔膜僅允許無機鹽、有機物和溶劑通過,常用于藥物有效成分對應(yīng)的純化分離操作中。

        1.3 超濾技術(shù)概述:

        超濾技術(shù)與微濾技術(shù)相似,無論是分離基本原理還是分離操作流程,均等同于微濾技術(shù)。二者的區(qū)別主要體現(xiàn)在膜孔徑和分離用途方面,超濾膜孔徑多在50.0nm~1μm范圍內(nèi),分離操作需要0.1~1.0MPa的壓力支持。超濾技術(shù)主要適用于粒徑在0.02μm的微粒分離操作,或熱原、蛋白質(zhì)等相對分子質(zhì)量在1000.0~100000.0D的大分子物質(zhì)分離操作。在生物制藥領(lǐng)域,常用于藥物有效成分的濃度提取和注射液、口服液的制備。

        2 生物制藥領(lǐng)域中的膜分離技術(shù)應(yīng)用分析

        2.1 抗生素提煉操作中的應(yīng)用分析:

        傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中,抗生素的生產(chǎn)需要經(jīng)歷過濾、萃取、濃縮和結(jié)晶等多個工藝環(huán)節(jié)才能得到最終產(chǎn)品,工藝流程復雜、冗長,不利于生產(chǎn)質(zhì)量控制和現(xiàn)代化高效生產(chǎn)?,F(xiàn)代膜分離技術(shù)的引入和應(yīng)用,有效簡化了抗生素的提煉過程,提高了抗生素提煉效率和質(zhì)量。以青霉素G的分離提煉為例,如使用微濾膜進行操作,則可達到98.0%以上的回收率;以螺旋霉素的分離提煉為例,如使用聚酯胺納濾膜進行分離操作,同時控制進料量為55L/h、操作壓力為1.50MPa,則可以截留近乎所有的螺旋霉素。此外,膜分離技術(shù)在紅霉素、青霉素等抗生素的生產(chǎn)中,也有著廣泛且重要的應(yīng)用,并且隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展,其還具有更加廣闊的應(yīng)用前景。

        2.2 多肽與氨基酸分離中的應(yīng)用分析:

        多肽和氨基酸均屬于兩性化合物,其分子結(jié)構(gòu)中都存在正電荷基團和負電荷基團,處于等電點狀態(tài)下表現(xiàn)為電中性,如電點發(fā)生變化就會表現(xiàn)出帶正電或帶負電的特征。不同的多肽和氨基酸其對應(yīng)的等電點不同,例如天冬氨酸的等電點為2.8、鳥氨酸的等電點為9.7,異白氨酸的等電點為5.9。根據(jù)道南效應(yīng)原理,使用帶電荷型的分離膜進行多肽和氨基酸的分離操作,僅需調(diào)整pH值,即可實現(xiàn)不同種類多肽和氨基酸的有效分離。

        2.3 維C制備中的應(yīng)用分析:

        目前,維C的制備主要有兩種方法,一種為發(fā)酵法,一種為萊式法,其中兩步發(fā)酵法是我國技術(shù)人員研發(fā)得到的,以山梨醇為原料,通過發(fā)酵工藝,直接制取Vc中間體2-酮基-L-古龍酸,整個流程包含發(fā)酵、提取和轉(zhuǎn)化三個步驟。發(fā)酵法屬于細菌發(fā)酵,在產(chǎn)生維C的同時,發(fā)酵液中還存在蛋白質(zhì)、懸浮顆粒、菌絲體等雜質(zhì),利用Sun-fb超濾膜系統(tǒng),即可實現(xiàn)此類雜質(zhì)的有效分離。

        3 結(jié)束語

        綜上所述,膜分離技術(shù)作為一種現(xiàn)代高新技術(shù),在生物制藥領(lǐng)域有著深入且廣泛的應(yīng)用。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)生物制藥實際分離需求,綜合使用微濾、超濾等膜分離技術(shù)進行分離,以充分發(fā)揮膜分離技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢,促進我國生物制藥行業(yè)的進一步發(fā)展。

        參考文獻

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        [4] 許金國,于瑞蓮,毛春芹等.中醫(yī)藥院校生物制藥專業(yè)實驗教學之思考[J].中國民族民間醫(yī)藥,2011(15).endprint

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