膜分離技術(shù)及其在中藥和生物制藥中的

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1、膜分離技術(shù)及其在中藥和生物制藥中的應(yīng)用進(jìn)展摘要:通過對膜分離技術(shù)的原理、種類和在中藥生產(chǎn)和生物制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀等的簡要介紹,分析目前膜分離技術(shù)研究與應(yīng)用中存在的問題及今后研究開發(fā)利用趨勢,為該技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)提供參考依據(jù),并對膜分離技術(shù)在中藥和生物制藥中的應(yīng)用進(jìn)行了展望.關(guān)鍵詞:膜分離技術(shù);應(yīng)用;中藥制劑;生物制藥　膜分離技術(shù)(membraneseparationtechnique,MST)是一項(xiàng)新興的高效分離技術(shù),是利用天然或人工合成的具有選擇透過性的薄膜,以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力,對雙組分或多組分體

2、系進(jìn)行分離、分級、提純或富集的技術(shù)。膜分離技術(shù)(以下簡稱膜技術(shù))包括微濾、超濾、納濾和反滲透等。目前該技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于中藥生產(chǎn)和生物制藥領(lǐng)域。1膜分離技術(shù)的原理及特點(diǎn)膜分離技術(shù)的實(shí)質(zhì)是使用具有選擇透過性的膜為分離介質(zhì),當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動(dòng)力(如壓力差、濃度差、電位差等)時(shí)物料依據(jù)濾膜孔徑的大小而通過或被截留,選擇性地透過膜,達(dá)到分離、提純的目的。該技術(shù)具有以下特點(diǎn):(1)在常溫下操作,適于熱敏性物質(zhì)的分離、濃縮和純化;(2)分離過程不發(fā)生相變(除滲透汽化外),無二次污染,具有濃縮功能;(3)能耗低;(4)分離

3、系數(shù)大;(5)操作方便,易于自動(dòng)化。因此,膜分離技術(shù)是現(xiàn)代分離技術(shù)中一種效益較高的分離手段,可以部分取代傳統(tǒng)的過濾、吸附、冷凝、重結(jié)晶、蒸餾和萃取等分離技術(shù),在分離工程中具有重要作用。2幾種常見的膜分離技術(shù)2．1　微濾微濾是最早使用的膜技術(shù),是以多孔薄膜為過濾介質(zhì),使不溶物濃縮過濾的操作[1]。截留粒子的范圍約為0.1～10μm,目前常用的微濾膜有金屬膜、無機(jī)陶瓷膜、高分子膜等。在工業(yè)中,微濾膜主要應(yīng)用于截留顆粒物,液體的澄清以及大部分細(xì)菌的去除,并作為超濾、反滲透過程的前處理。金屬膜、無機(jī)膜具有耐高溫!耐酸堿

4、!耐有機(jī)溶劑等特點(diǎn),較高分子膜有更廣的應(yīng)用范圍,且易于再生,并可重復(fù)使用,但其價(jià)格較高。2.2　超濾　是20世紀(jì)六七十年代發(fā)展起來的一種膜分離技術(shù),以微孔濾膜(超濾膜)為過濾介質(zhì),在常溫下,依靠一定的壓力和流速,使藥液流經(jīng)膜表面,迫使低分子物質(zhì)透膜,高分子物質(zhì)被截留。超濾膜能截留分子量在上千至數(shù)十萬的大分子,除能完成微濾的除顆粒、除菌、澄清作用外,還能除去微濾膜不能除去的病菌、熱原、膠體和蛋白質(zhì)等大分子化合物,主要用于物體的分離、提純、濃縮。在醫(yī)藥行業(yè)中超濾膜是發(fā)展最快的膜分離技術(shù)[2]?！?.3　納濾納濾是近

5、年來國外發(fā)展起來的另一濾膜系列—納米過濾。它介于反滲透與超濾之間,能分離除去分子量為300～1000的小分子物質(zhì),填補(bǔ)了由超濾和反滲透所留下的空白部分[3]。納濾膜集濃縮與透析為一體,可使溶質(zhì)的損失達(dá)到最小。2.4　反滲透　透膜是從水溶液中除去無機(jī)鹽及小分子物質(zhì)的膜分離技術(shù)。反滲透膜所用的材料為有機(jī)膜,其分離特點(diǎn)是膜僅能透過水等小分子物質(zhì),而截留各種無機(jī)鹽、金屬離子和分子。反滲透膜在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用主要是制備各種高品質(zhì)的醫(yī)用水注射用水、醫(yī)用透析水、可代替離子交換樹脂,主要用于水的脫鹽純化。2.5　電滲析在離子交

6、換膜和直流電場的作用下,從水溶液和其他不帶電組分中分離出帶電離子組分的一種電化學(xué)分離過程.該技術(shù)廣泛應(yīng)用于苦咸水脫鹽、鍋爐進(jìn)水的制備、電鍍工業(yè)廢水的處理,其中在乳清脫鹽和果汁脫酸等領(lǐng)域已具備工業(yè)條件。2.6　氣體分離根據(jù)混合氣體中各組分在壓力的推動(dòng)下透過膜的傳遞速率不同,從而達(dá)到分離目的。目前氣體膜分離技術(shù)廣泛應(yīng)用于空氣中富氧、濃氮、天然氣的分離,合成氨弛散中氫的回收以及工業(yè)廢氣中酸性氣體的脫除等領(lǐng)域。3　膜分離技術(shù)在中藥和生物制藥中的應(yīng)用3.1　膜分離技術(shù)在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀[4～8]中藥是中華民族的瑰寶,

7、隨著我國加入WTO,中藥要走向世界,就要改變傳統(tǒng)中藥制劑方法,采用各種高新技術(shù),推進(jìn)中藥的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?！≈兴幊煞謴?fù)雜,要克服劑量大、體積大、制劑粗糙的缺點(diǎn),主要通過精制純化工藝的優(yōu)選。中藥的精制多以成分間極性差異為基本原理分離雜質(zhì)(例如溶劑沉淀或萃取、吸附分離等),工藝復(fù)雜,分離效率低,所用的許多有機(jī)溶劑有毒[9]。膜分離技術(shù)是一項(xiàng)新興的物質(zhì)分離提純和濃縮工藝,可在常溫下連續(xù)操作,無相變;大規(guī)模生產(chǎn)中節(jié)能、環(huán)保;尤其適宜加熱易變性的熱敏性物質(zhì),因而在食品、醫(yī)藥、生化領(lǐng)域發(fā)展迅猛[10]。目前,膜技術(shù)在中藥生產(chǎn)中

8、的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面:3.1.1于提純中藥有效成分　中藥有效成分的提取分離方法主要采用傳統(tǒng)的水醇法、醇水法、改良明膠法、水蒸氣蒸餾法、透析法等,其中水醇法應(yīng)用最普遍,但其存在生產(chǎn)周期長、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、有效成分損失嚴(yán)重、成品穩(wěn)定差、易產(chǎn)生環(huán)境污染等問題。近年來,超濾技術(shù)在中藥現(xiàn)代研究中的應(yīng)用可以部分地改善這些問題。郭立瑋等[11]比較研究了水醇法與超濾法澄清山茱萸制劑對其制劑