膜分離技術在制藥中的應用探索

夏穎

【摘 要】

在制藥過程中，膜分離技術被廣泛應用，主要集中在利用現有生物技術、中草藥的生產以及發酵制藥等。此外，膜分離技術還常常用于小分子及水溶性物質的生產過程，比如維生素、抗生素以及氨基酸等。該分離技術中，有三個關鍵因素：膜組件、材料以及膜設備。三個關鍵因素的不斷完善和改進，使得膜分離技術在制藥過程中扮演著越來越重要的作用。因此，本文對膜分離技術在制藥中的具體應用進行了探索和總結。

【關鍵詞】 膜分離技術；制藥；應用；探索

【中圖分類號】R283 【文獻標志碼】

A 【文章編號】1005-0019（2018）16-053-01

實際生產中，制藥產品的成本由很多部分構成，比如藥品生產成本、人工成本、運輸成本等等，其中要藥品生產成本中花費最高的就在分離、純化以及濃縮技術方面。進一步提高制藥過程中藥品分離、純化和濃縮方面的加工工藝，才能在很大程度上降低生產成本、提高制藥企業的利益。

依靠傳統發酵的方法（離心分離方法、沉淀法、袋式過濾法等）生產藥品，面臨著非常嚴峻的挑戰，特別是對微生物類藥物、氨基酸類藥物以及抗生素類等藥物。傳統的發酵方法在對這些類型的藥品進行分離和純化的過程中除了會降低有效物質的含量，還會降低其活性，藥物提取率低等問題。我國新興起的科學技術---基因工程技術在不斷完善和發展，該技術的出現將在很大程度上打破傳統方法對制藥工程的限制。膜分離技術作為其中一項重要的分離技術，在生產中也被廣泛應用，目前已有的研究包括對抗生素類物質、疫苗物質、氨基酸、活性蛋白質以及甾體類物質進行分離和純化。制藥過程中的膜分離技術具體指的是在常溫條件下，能夠有效處理藥品加工過程中的一些熱敏性物質，保證熱敏物質的活性，最大程度上降低生產消耗。考慮到多方面因素，很多制藥企業開始越來越多的使用該技術用于藥品的生產。本文將從常見中藥生產、現代生物制藥兩個方面對膜分離技術在制藥中的應用進行初步的探索。

1 膜分離技術簡介

1.1 膜分離技術的概念和方式

膜分離技術屬于分子水平技術的一種，主要指的是利用分子手段，利用半透膜（又稱濾膜和分離膜）根據不同物質分子粒徑存在差異從而使其從混合物質中被分離出來，從而實現物質的分離。半透膜根據孔徑大小和常見性主要分為4種類型：微濾膜（MF）、超濾膜（UF）、納濾膜（NF）、反滲透膜（RO）等，膜分離采用錯流過濾或死端過濾方式[1]。

1.2 膜分離技術的優點

膜分離技術中最主要的是膜分離過程，這個過程屬于物理學的范疇，是一種純粹的物理過程，它主要利用的是粒子粒徑的差異。該技術具有不存在相的變化，能夠有效節約成本，提高分離效率，具有有效拆分的特點和優點。混合液中存在的多種有機物，根據分子量的不同和差異，選擇合適的濾膜，再結合實際情況選擇合適的膜工藝，從而最大程度上實現高膜通量和分離效率，從而提高分離率、降低生產成本。

2 膜分離技術在中草藥制藥方面的應用探索

中藥中含有很多復雜的化學成分且比較復雜，有效成分包括生物堿、黃酮等，還有很多無效成分，如無機鹽、蛋白質、化合物等等。有效物質和無效物質的并存會在很大程度上影響中藥的藥性需要對兩種成分進行有效分離。

王興國等[2]采用無機陶瓷膜對棉籽糖糖液進行純化，通過改變膜的粒徑，使得蛋白質的截留率達到百分之八十七；李淑莉等人采用醇沉淀的放大和超過濾的方法對中草藥提取液進行了純化，結果表明，超濾法更有利于中草藥有效成分的分離。有人在去除中草藥口服液中采用了微孔濾膜技術進行雜質的分離，結果表明，用微孔濾膜技術對雜質分離效果很明顯，分離后的產品可以直接用做成品。

3 膜分離技術在現代生物制藥方面的應用探索

3.1 抗生素的分離和純化

關于抗生素的分離和純化研究，國際國內上有了很多的研究。Adikane等人利用該技術分離和回收了青霉素G，回收效率達到百分之九十八以上；我國這方面的專家蔡邦肖篩選了不同種類的濾膜對抗生素分離和純化的影響；運用該技術對抗生素的分離可以在很大程度上縮短生產時間，進一步提高產品的質量和有效成分的回收率，這項技術也在紅霉素、鏈霉素等抗生素中被廣泛應用。膜分離技術的加工工藝還需要進一步完善、優化，該技術在抗生素上的應用很具前景，會成為研究的熱點。

3.2 氨基酸和多肽的分離和純化

氨基酸和多肽本身是帶電的，這兩種物質不僅帶正電荷還帶負電荷，在等電點上是電中性的，當高于或者低于等電點時，物質就會呈現不同的帶電性，不同的多肽和氨基酸有不同的帶電性，利用帶電性的不同可以實現物質的分離。

4 總結和展望

隨著科學技術的發現，現有的膜分離技術的優點越來越凸顯，但是在這個發展過程中也面臨著一些問題。很多人開始嘗試將傳統和現有技術進行融合，兩種方式能夠在很大程度上避免單純使用一種方式帶來的缺點，從而最大程度上降低生產成本，提高藥性。兩種方式結合的新分離途徑主要包括膜蒸餾、萃取、反應以及其親和分離的過程，這種方式越來越被人們接受，從而成為我國膜技術發展未來的主導方向。

此外，目前膜分離技術另一個應用方面的研究主要集中在對藥物高分辨的應用上，主要包括的內容有：①進一步改進并實現蛋白質和病毒的有效分離；②進一步提高膜的高通量分離，從而實現藥物分離結果更準確、更具代表性。此外，膜分離技術在抗生素上的研究上是一個熱點問題，但是其在實踐中的應用還不夠廣泛和深入，造成應用不廣泛的原因可能有以下幾點：第一，新型分離技術還存在著許多技術難題需要攻克，比如如何縮短分離時間，如何保證分離過程中藥品有效成分的穩定性等等；第二，膜分離技術經常應用在混合發酵液中有效成分的分離，這就對膜分離的選擇性有很高的要求，現有的膜規格還不能完全滿足所有藥品的有效分離。

膜分離技術作為21世紀新型的分離技術，由于其具有較高的分離效果和較低的生產成本等諸多優點在制藥應用中被廣泛應用，具有非常好的市場發展前景，世界各國對該技術的研究從未停止過，人們已經由單純的表面研究轉向了更深入的機理研究。相信在不久的未來，該技術會進一步被完善，其存在的缺點會大大降低，膜分離技術在制藥過程中的應用會更加廣泛。

參考文獻

[1] 呂錢江， 方巖雄， 吳雅紅. 膜分離技術及其在中藥和生物制藥中的應用進展[J]. 仲愷農業工程學院學報， 2003， 16（1）：68-72.

[2] 謝全靈， 何旭敏， 夏海平，等. 膜分離技術在制藥工業中的應用[D]. 中國藍星化學清洗總公司， 2003.