膜分離技術及其在中藥和生物制藥中的應用進展

李雪冬+唐志杰

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

【關鍵詞】膜分離技術；中藥；生物制藥；應用進展

【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發展迅速，膜分離技術等高新技術的應用，有效提高了中藥和生物制藥的現代技術水平，在中藥和生物制藥行業發展過程中，發揮著重要的作用。膜分離技術是現代材料科學和介質分離技術的發展產物，其具有高分離效率、操作簡便、常溫操作、低能耗、無污染、自動化操作等優點。與傳統的分離技術相比，膜分離技術更契合生物制藥的分離需求，并在生物制藥分離應用過程中，衍生出微濾、納濾、超濾等技術類型。本文即圍繞中藥和生物制藥，就幾類常見膜分離技術的應用，進行了分析和探討，具體內容如下：

1 生物制藥領域常見膜分離技術概述

1.1 微濾技術概述：

微濾技術是一種最早發展和應用的膜分離技術，技術應用體系較為成熟。微濾技術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，實現目標微粒分離目的的分離技術。一般來說，微濾技術的膜孔徑在0.1～10.0μm范圍內，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，以達到相應的除菌目的。

1.2 納濾技術概述：

與微濾技術相比，納濾技術是近幾年興起的一種膜分離技術。納濾濾孔膜對應的膜孔徑多在0.1～50nm范圍內，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的純化分離操作中。

1.3 超濾技術概述：

超濾技術與微濾技術相似，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。二者的區別主要體現在膜孔徑和分離用途方面，超濾膜孔徑多在50.0nm～1μm范圍內，分離操作需要0.1～1.0MPa的壓力支持。超濾技術主要適用于粒徑在0.02μm的微粒分離操作，或熱原、蛋白質等相對分子質量在1000.0～100000.0D的大分子物質分離操作。在生物制藥領域，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 生物制藥領域中的膜分離技術應用分析

2.1 抗生素提煉操作中的應用分析：

傳統生產工藝中，抗生素的生產需要經歷過濾、萃取、濃縮和結晶等多個工藝環節才能得到最終產品，工藝流程復雜、冗長，不利于生產質量控制和現代化高效生產。現代膜分離技術的引入和應用，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，膜分離技術在紅霉素、青霉素等抗生素的生產中，也有著廣泛且重要的應用，并且隨著科學技術不斷發展，其還具有更加廣闊的應用前景。

2.2 多肽與氨基酸分離中的應用分析：

多肽和氨基酸均屬于兩性化合物，其分子結構中都存在正電荷基團和負電荷基團，處于等電點狀態下表現為電中性，如電點發生變化就會表現出帶正電或帶負電的特征。不同的多肽和氨基酸其對應的等電點不同，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。根據道南效應原理，使用帶電荷型的分離膜進行多肽和氨基酸的分離操作，僅需調整pH值，即可實現不同種類多肽和氨基酸的有效分離。

2.3 維C制備中的應用分析：

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

3 結束語

綜上所述，膜分離技術作為一種現代高新技術，在生物制藥領域有著深入且廣泛的應用。相關技術人員應根據生物制藥實際分離需求，綜合使用微濾、超濾等膜分離技術進行分離，以充分發揮膜分離技術的技術優勢，促進我國生物制藥行業的進一步發展。

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