膜分離技術(shù)在微生物制藥中的應(yīng)用

趙艷波 張長軍 韓雪

摘要：隨著第三次科技革命的不斷發(fā)展，我國微生物制藥科技也在飛速發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的新型技術(shù)和新設(shè)備，同時(shí)也促進(jìn)了相關(guān)行業(yè)科技的發(fā)展。以微生物相關(guān)制藥為例，人們無法用肉眼看到微生物達(dá)到分離的目的，必須借助各種科學(xué)儀器設(shè)備來對微生物進(jìn)行觀察、分離、純化的研究，因此微生物制藥工程對儀器、設(shè)備、設(shè)施的使用勢在必行，尤其是在應(yīng)用膜分離技術(shù)。膜分離技術(shù)是一種先進(jìn)的分離技術(shù)，隨著現(xiàn)代醫(yī)藥行業(yè)的不斷發(fā)展，微生物分離在微生物制藥中的應(yīng)用越來越廣泛，其在抗生素、疫苗、生物制品等生產(chǎn)中都發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，對當(dāng)代制藥行業(yè)的發(fā)展帶來了非常深遠(yuǎn)的影響。本文主要探討了膜分離技術(shù)在微生物制藥中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：膜分離技術(shù);微生物制藥

【中圖分類號】 Q93 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A? ? ? 【文章編號】2107-2306（2022）12--01

引言：隨著人類疾病對生物制藥的需求，以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展推動了微生物制藥行業(yè)的飛速發(fā)展，但隨之而來，也給人們帶來了更大的困難和挑戰(zhàn)，例如，在微生物制藥工程中使用膜分離技術(shù)，如果無法做到準(zhǔn)確分離，導(dǎo)致分離不徹底，無法得到高純度、高活性的藥物。雖然在使用膜分離技術(shù)時(shí)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，但是膜分離技術(shù)的應(yīng)用可以節(jié)約藥物分離和濃縮的成本，提高微生物制藥工程的利潤，而且膜分離技術(shù)在常溫下就可以應(yīng)用，對我國微生物制藥工程的高速發(fā)展帶來了巨大幫助，進(jìn)而挽救了無數(shù)人的性命。因此，在微生物制藥工程中使用膜分離技術(shù)必不可少。

一、膜分離技術(shù)的應(yīng)用背景

21世紀(jì)到來之后，隨著基因科學(xué)的快速發(fā)展，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)蛑委煹年P(guān)注度也在逐漸增加，如何生產(chǎn)出純度高，活性高，療效好的藥品，對于治療需求亟待解決。因此為了解決這一難題，微生物制藥工程應(yīng)運(yùn)而生，而在這一過渡階段，膜分離技術(shù)起著至關(guān)重要的作用，這是一種新型的分離技術(shù)，比傳統(tǒng)的分離方法更加先進(jìn)。傳統(tǒng)的分離方法主要是通過發(fā)酵的方式來分離提純的，但是隨著現(xiàn)代制藥技術(shù)不斷發(fā)展，這種分離方法顯然已經(jīng)不能順應(yīng)微生物制藥工程的發(fā)展需求了，因?yàn)檫@種分離方法會降低藥品中有效物質(zhì)的含量和活性，致使其不能夠被有效提取，從而影響了產(chǎn)品安全性和有效性。而膜分離技術(shù)作為一種新型的分離技術(shù)，受到了很多制藥企業(yè)的青睞，并被廣泛應(yīng)用于微生物制藥工程生產(chǎn)領(lǐng)域，包括對抗生素、疫苗、氨基酸、活性蛋白質(zhì)等物質(zhì)的分離提純，而且其在對藥品加工過程中的熱敏物質(zhì)進(jìn)行處理的時(shí)候，可以最大程度地保證熱敏物質(zhì)的活性，從而降低藥品生產(chǎn)過程中的能源消耗。

二、膜分離技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

膜分離技術(shù)主要通過被分離物質(zhì)中不同組分粒子粒徑之間的不同，通過粒子粒徑的大小來進(jìn)行分離操作。在使用這項(xiàng)技術(shù)的過程中，最重要的就是膜分離過程，這是一個(gè)物理過程，不涉及化學(xué)反應(yīng)，也就是說，這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)既不會生成新物質(zhì)，也不會破壞被分離組分的基本結(jié)構(gòu)，只是通過濾膜將它們進(jìn)行選擇性分離，然后再提取出分離的物質(zhì)。因此，在使用膜分離技術(shù)時(shí)，不僅可以保證被分離五的完整性，對其做到有效分離，實(shí)現(xiàn)高膜通量以及提高分離的質(zhì)量和效率，還可以在一定程度上減少能源的消耗，節(jié)約分離的成本。另外，膜分離技術(shù)還支持對熱敏物質(zhì)進(jìn)行處理，并且在進(jìn)行具體的處理操作時(shí)，并不需要高溫的環(huán)境，在常溫下即可操作，這就使得膜分離技術(shù)的應(yīng)用條件和范圍被極大地拓寬了，而且也不像傳統(tǒng)發(fā)酵法那樣復(fù)雜。總之，膜分離技術(shù)具有非常強(qiáng)的優(yōu)勢和特點(diǎn)。

三、膜分離技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

因?yàn)椴煌に嚨姆蛛x需求不同，截留組分也有所不同，因此膜過程分為很多種，有微濾、超濾、納濾、滲析、反滲透等，而膜分離技術(shù)雖然可以應(yīng)用于微生物制藥工程領(lǐng)域，但說到底，它是一項(xiàng)宏觀的技術(shù)，對于不同的分離物質(zhì)，有著不同的操作方式，因此，膜分離技術(shù)不僅可以應(yīng)用于微生物制藥領(lǐng)域，它還可以應(yīng)用于其他很多領(lǐng)域。除此之外，與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，膜分離技術(shù)減少了工藝的步驟，提高了效率，而且生物制藥組分對溫度比較敏感，而膜分離技術(shù)不需要高溫環(huán)境的支持，不會破壞這些微生物分子，保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性，因此，可以最大程度地保證它們的活性物質(zhì)穩(wěn)定性。

三、膜分離技術(shù)在微生物制藥領(lǐng)域的應(yīng)用探索

膜分離技術(shù)在微生物制藥領(lǐng)域的應(yīng)用非常普遍，我們以抗生素和氨基酸的分離為例。

3.1抗生素的分離提純

抗生素的分子量在300到1200之間，而且這些抗生素分子并不在胞內(nèi)，抗生素的分離不是簡簡單單的分離即可，而是從人工處理過的發(fā)酵液中提取出來的，想要將抗生素從發(fā)酵液中提取出來就需要用到膜分離技術(shù)。具體有以下幾個(gè)步驟。

首先，要將發(fā)酵液中的固體和液體進(jìn)行分離;分離之后，得到透過液;然后判斷透過液的是否符合產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，如果透過液的質(zhì)量不合格，就需要再進(jìn)行兩次膜過濾操作，先進(jìn)行一次超濾操作，再進(jìn)行一次納濾濃縮;經(jīng)過這兩次膜操作之后，再判斷一下濃縮抗生素后溶劑的萃取結(jié)果，因?yàn)槿绻唤?jīng)過一種方式直接分離的話，會導(dǎo)致內(nèi)部分離的差異，使得中間體純度偏低。如果檢測結(jié)果符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，則不需要再進(jìn)行一次中間純化，如果結(jié)果不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的話，就需要再進(jìn)行一次中間凈純化，以此來保證分離出來的抗生素的純度。

3.2氨基酸的分離和提純

使用膜分離技術(shù)對氨基酸進(jìn)行分離提純時(shí)，主要利用的是氨基酸的帶電性。由于氨基酸自身的性質(zhì)特點(diǎn)，其在不同的酸堿度下所帶電荷也有所不同。而且氨基酸混合液的酸堿性也會影響膜上離子的帶電性質(zhì)，如果膜上離子帶的是負(fù)電，那么它就會吸引帶正電的陽離子，排斥帶負(fù)電的陰離子，并允許陽離子通過;如果膜上離子帶的是正電，則是相反的情況。所以在使用膜分離技術(shù)對氨基酸混合液進(jìn)行分離時(shí)，利用的就是膜與氨基酸之間的這種電荷效應(yīng)，并且在這種特定的分離條件下，如何選擇合適的膜以及如何確定最佳的酸堿度成了決定分離效果好壞的關(guān)鍵。

結(jié)束語：綜上所述，隨著科技的不斷發(fā)展，膜分離技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，尤其是在微生物制藥領(lǐng)域的應(yīng)用，它可以有效提高物質(zhì)分離的效率，使制藥企業(yè)能夠更快地得到需要的物質(zhì)，進(jìn)而幫助企業(yè)提升制藥的效率，進(jìn)一步促進(jìn)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王軼文，單衍雪，劉丙萍.膜分離技術(shù)研究進(jìn)展[J].山東化工，2021，50（24）：62-63+66.

[2]趙明古，王鈺寧.膜分離技術(shù)在微生物制藥中的應(yīng)用[J].生物化工，2018，4（01）：102-104.