肖仕才

（同舟縱橫（廈門）流體技術(shù)有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

近年來(lái)人們的物質(zhì)生活水平不斷提升，生活質(zhì)量顯著提高，人們對(duì)個(gè)人身體健康的關(guān)注度更高。但是近年來(lái)受到自然環(huán)境問(wèn)題以及多項(xiàng)要素的影響，人們的身體健康受到諸多威脅，醫(yī)藥應(yīng)用的重要性開(kāi)始受到關(guān)注。因此，有學(xué)者開(kāi)始深入研究制藥工程。在制藥工程發(fā)展過(guò)程中，制藥分離技術(shù)是重要部分，做好制藥分離技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)具有重要意義。

1 制藥工程的相關(guān)概述

制藥工程發(fā)展對(duì)各項(xiàng)專業(yè)技術(shù)的要求較高，其中涉及很多學(xué)科，主要有生物學(xué)、藥學(xué)、化學(xué)以及工程學(xué)等。在制藥工程建設(shè)過(guò)程中，化學(xué)制藥、中藥制藥以及生物制藥是重要內(nèi)容，制藥工程中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)是做好原材料生產(chǎn)以及制藥分離，其中制藥分離操作主要是將原材料中含有的各類混合物集中分離，有助于提升藥物純度，突出藥品治療效果。近年來(lái)在多項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，制藥行業(yè)的發(fā)展空間在逐步擴(kuò)大，針對(duì)制藥設(shè)備以及制藥技術(shù)的應(yīng)用研究也獲得了良好的研究成果。目前在制藥領(lǐng)域發(fā)展中要注重強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)與管理，促使制藥生產(chǎn)以及技術(shù)實(shí)踐全面發(fā)展[1]。

2 萃取分離技術(shù)在制藥工程中的應(yīng)用

2.1 超臨界流體萃取

該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐就是在低溫環(huán)境中，通過(guò)加壓裝置將諸多氣體有效轉(zhuǎn)化為液體，如圖1 所示。之后液體的實(shí)際面積跟隨溫度的升高而逐步增大。其中超臨界流體主要是物質(zhì)在臨界溫度以及臨界壓力中，實(shí)現(xiàn)氣體以及液體的有效轉(zhuǎn)化，具體萃取過(guò)程中的重點(diǎn)就是物質(zhì)的臨界溫度以及臨界壓力。多數(shù)物體主要是基于流體形狀存在于液體與氣體間的，該類超臨界流體在分離以及萃取的過(guò)程中，作為溶劑得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)超臨界萃取方式的應(yīng)用能有效提取許多天然產(chǎn)物，正常情況下，選取CO2作為基本萃取劑。原因是CO2處于臨界環(huán)境中時(shí)無(wú)毒無(wú)害、安全系數(shù)較高、不燃燒且消耗成本較低、對(duì)溶質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生破壞。CO2在超臨界狀態(tài)下能選擇性溶解，能有效溶解親脂性、低沸點(diǎn)、低分子物質(zhì)。但是從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，CO2難以有效萃取分子量較大的化合物。在分子量較大、極性基團(tuán)較多的中草藥萃取過(guò)程中，要適度補(bǔ)充適量溶劑，這樣能對(duì)物質(zhì)的溶解度進(jìn)行調(diào)控，例如添加適量CH3OH、C3H6O、C2H6O 等夾帶劑。

2.2 雙水相萃取技術(shù)

雙水相萃取技術(shù)的應(yīng)用主要是發(fā)揮高聚物分子的空間阻礙作用，防止溶質(zhì)與溶劑之間出現(xiàn)滲透情況，避免二者有效結(jié)合，最終完成分離目標(biāo)。雙水相萃取技術(shù)應(yīng)用雙高聚物雙水相體系，2 類聚合物憎水程度存在一定差異，這樣將會(huì)產(chǎn)生Ⅱ相反應(yīng)，有助于實(shí)現(xiàn)分離目標(biāo)，實(shí)際分離成效會(huì)受到憎水程度的影響變得更好。

2.3 固液萃取的分離

圖1 超臨界流體萃取流程

該技術(shù)應(yīng)用主要是對(duì)可溶性物質(zhì)以及物體物質(zhì)進(jìn)行有效分離，主要是發(fā)揮可溶性物質(zhì)與對(duì)應(yīng)溶劑相溶的基本原則，目前在制藥領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程中應(yīng)用范圍較廣。在固液萃取過(guò)程中，常選取的溶劑主要是水，通過(guò)水分提取物質(zhì)成分或是用于藥材制作。該技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值突出，在制藥添加劑等提取中應(yīng)用較多。該操作方式主要是將原材料集中粉碎，保證原材料以及溶劑之間的接觸面積得到有效提升，溶劑中混合了很多細(xì)狀的原材料，之后基于溶質(zhì)溶劑相溶原理，分離較多的不溶性物質(zhì)。在溶劑當(dāng)中，有很多固體材料難以溶于溶劑當(dāng)中，通過(guò)上述處理操作，很難實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的分離目標(biāo)。但是，并非最大程度地粉碎原材料就能提升基本萃取速率，有部分加工材料較細(xì)，會(huì)出現(xiàn)滯液量而導(dǎo)致難以集中萃取。在固液萃取過(guò)程中，溶劑規(guī)范化選取至關(guān)重要，要注重合理選取溶質(zhì)溶解度，溶劑基本應(yīng)用量會(huì)隨著溶解度的不斷增加而逐步減少[2]。不管是哪一種固液萃取方式，都需要先對(duì)原料進(jìn)行處理，所以在這其中的溶劑要遵循3 個(gè)原則。1）保證溶劑的溶解度較大，以此來(lái)節(jié)省溶劑量。2）與溶質(zhì)之間有較大的沸點(diǎn)，這樣能夠在應(yīng)用完后及時(shí)回收。3）要確保其溶解過(guò)程中的阻力較小，更好地保證最終的溶解效果。

2.4 反膠團(tuán)萃取技術(shù)

在制藥分離技術(shù)中，反膠團(tuán)萃取技術(shù)屬于創(chuàng)新型應(yīng)用技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐與過(guò)去傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑萃取方式之間存在一定差異。反膠團(tuán)萃取技術(shù)主要是基于表面活性劑產(chǎn)生反膠團(tuán)，之后在有機(jī)相中產(chǎn)生親水微環(huán)境，親水微環(huán)境有效吸收有機(jī)相中的生物分子，對(duì)生物分子進(jìn)行集中消除。很多溶解難度較大的蛋白質(zhì)生物活性物質(zhì)在有機(jī)相中會(huì)產(chǎn)生不可逆變的情況。

3 分子蒸餾技術(shù)在制藥工程中的應(yīng)用

3.1 芳香油精制

現(xiàn)代化生活中，很多領(lǐng)域?qū)μ烊环枷阌偷膽?yīng)用需求量較大，從芳香植物中提取精油的方法很多。例如傳統(tǒng)的吸附法、壓榨法以及水蒸氣蒸餾法等。其中芳香油中的各項(xiàng)組成成分復(fù)雜程度較高，主要有酮、醛和醇等。該類化合物的沸點(diǎn)較高，在受熱情況下穩(wěn)定性較差，在傳統(tǒng)蒸餾加工階段受到熱量的影響，化合物會(huì)產(chǎn)生氧化、聚合以及水解反應(yīng)等，導(dǎo)致芳香成分受到較大破壞，這樣將會(huì)使原有的芳香氣味被破壞。將很多芳香物質(zhì)以及非芳香物質(zhì)一同提取，會(huì)導(dǎo)致香氣的純度降低。對(duì)比之下，分子蒸餾提純操作應(yīng)用能有效展示出該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)越性。從實(shí)踐操作中發(fā)現(xiàn)，其能在不同的真空度條件下，對(duì)芳香油中的很多組分進(jìn)行集中提純，還能集中除去很多顏色不同以及氣味不同的物質(zhì)。

3.2 天然維生素E提純

維生素E 中具備良好的生理功能，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中主要是用于很多疾病的輔助治療。近年來(lái)隨著我國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)以及營(yíng)養(yǎng)學(xué)的全面發(fā)展，在很多醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中可以看出，天然維生素E 的生物活性要比維生素E 安全很多。其中很多動(dòng)植物組織中含有較多的天然維生素E，例如油脂加工副產(chǎn)品以及大豆油等，VE 熱敏性良好、沸點(diǎn)較高，在不皂化物質(zhì)中能合理應(yīng)用分子蒸餾技術(shù)，這樣才能保證質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60%以上的VE 混合物有效濃縮[3]。

3.3 魚(yú)油中分離DHA與EPA

C20H30O2以及C22H32O2營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及醫(yī)學(xué)價(jià)值突出，針對(duì)強(qiáng)化人體大腦功能具有重要作用，目前在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域主要是應(yīng)用于老年癡呆癥、動(dòng)脈硬化、腫瘤抑制等方面具有重要意義。其中DHA 以及EPA 具備不飽和雙鍵脂肪酸，對(duì)于整體提純難度較大，在高溫環(huán)境下難以產(chǎn)生聚合反應(yīng)。國(guó)內(nèi)外針對(duì)DHA 以及EPA 都開(kāi)展了深入探究，在提純方式應(yīng)用中主要有尿素沉淀法、分子蒸餾法、低溫溶劑區(qū)分法、超臨界萃取法、硝酸銀法等。對(duì)比來(lái)說(shuō)，分子蒸餾技術(shù)應(yīng)用中具備連續(xù)生產(chǎn)以及經(jīng)濟(jì)性特征，但是在分子蒸餾技術(shù)應(yīng)用前，要注重應(yīng)用C2H6O 展開(kāi)酯化反應(yīng)。

4 膜分離技術(shù)在制藥工程中的應(yīng)用

在制藥工程領(lǐng)域，過(guò)去傳統(tǒng)抗生素提煉技術(shù)工藝應(yīng)用過(guò)程中，主要是基于發(fā)酵液、過(guò)濾、離心、樹(shù)脂吸附、萃取、濃縮、脫色以及干燥等獲取相應(yīng)產(chǎn)品。在膜分離技術(shù)應(yīng)用中能進(jìn)行有效簡(jiǎn)化，主要有發(fā)酵液、超濾、反滲透、脫色和干燥。與過(guò)去傳統(tǒng)技術(shù)工藝應(yīng)用相比，膜分離技術(shù)能有效簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，其中一次性投入資金較少。

依照截留組分差異性，能將膜過(guò)程有效分解為微濾、超濾、納濾、反滲透、滲透蒸發(fā)、滲析、電滲析以及氣體分離等。目前針對(duì)發(fā)酵液后處理膜技術(shù)應(yīng)用主要是突出超濾作用，之后是納濾、微濾、反滲透以及液膜分離等。微濾膜應(yīng)用中要注重應(yīng)用篩分原理，對(duì)很多細(xì)小粒子進(jìn)行分離截取。例如發(fā)酵液當(dāng)中的不溶物、細(xì)胞和菌體等。微溶主要是應(yīng)用在細(xì)胞收集中，在液固分離中常作為超濾預(yù)處理。超濾膜屬于非對(duì)稱多孔膜，實(shí)際孔徑在2 nm～50 nm，壓力差為0.1 MPa～1.0 MPa，傳遞機(jī)理為篩分，要注重應(yīng)用高分子薄膜選取相應(yīng)的滲透性。納濾屬于非對(duì)稱膜或是復(fù)合膜，膜孔徑為1 nm～10 nm，壓力差為0.5 MPa～1.5 MPa，能用于藥物純化、濃縮脫鹽。反滲透膜類型為非對(duì)稱膜以及復(fù)合膜，膜孔徑≤1 nm，壓力差為1 MPa～10 MPa，傳遞機(jī)理為溶解擴(kuò)散，用于藥物純化、濃縮、回收等。

在常溫狀態(tài)下要注重對(duì)基本流速以及壓差進(jìn)行控制，使很多小于膜孔徑的低分子量物質(zhì)通過(guò)膜，使很多高分子物質(zhì)能有效截留。針對(duì)很多已經(jīng)開(kāi)發(fā)的不同分子截留的濾膜，能依照分子大小選取對(duì)應(yīng)的膜孔徑，在發(fā)酵液處理中能有效截留蛋白質(zhì)、病毒、酶和多糖等大分子類物質(zhì)，對(duì)很多目的產(chǎn)物集中純化。

5 結(jié)語(yǔ)

在制藥工程發(fā)展過(guò)程中，制藥分離技術(shù)應(yīng)用是重點(diǎn)環(huán)節(jié)，要注重對(duì)各項(xiàng)分離技術(shù)的合理應(yīng)用，選取合理的分離技術(shù)，這樣便于對(duì)物質(zhì)有效成分進(jìn)行集中分離。在制藥分離技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，要注重對(duì)色譜分離技術(shù)、膜分離技術(shù)等的集中控制。在制藥分離中，要注重判定提取藥物成分目標(biāo)，依照不同的物質(zhì)基本特征選取對(duì)應(yīng)的分離技術(shù)。