不同截留分子量超滤膜对羟乙基淀粉130/0.4的超滤效果比较

任传杰，李坤娓，黄国英，张　健

(山东齐都药业有限公司，山东淄博255400)

不同截留分子量超滤膜对羟乙基淀粉130/0.4的超滤效果比较

任传杰，李坤娓，黄国英，张健

(山东齐都药业有限公司，山东淄博255400)

摘要:目的比较6 kD和10 kD截留分子量中空纤维超滤膜对羟乙基淀粉130/0.4的洗滤能力和去除小分子羟乙基淀粉的能力。方法通过恒压试验，考察过膜压力、通量及水通量恢复率。以重均分子量与分子量分布为检测指标，通过凝胶渗透色谱－多角度激光光散射法检测不同洗滤倍数下的变化。结果恒压试验下6 kD和10 kD超滤膜平均通量分别为13.8 LMH和13.3 LMH，基本一致。经6 kD超滤膜8倍洗滤，重均分子量与分子量分布可符合《欧洲药典》要求。经10 kD超滤膜洗滤，重均分子量与分子量分布无法同时满足《欧洲药典》要求。结论

截留分子量为6 kD的中空纤维超滤膜更适合羟乙基淀粉130/0.4的超滤精制。

羟乙基淀粉(Hydroxythyl starch，HES)是玉米支链淀粉经酸水解，然后在碱性条件下经羟乙基化而成，是目前较受关注的一类胶体性血容量扩充剂，主要用于大出血、大面积烧伤、重症监护或手术患者，用以扩充血容量，改善微循环［1～4］。在有关控制羟乙基淀粉质量的指标中，重均分子量及分子量分布决定了羟乙基淀粉的扩容强度［5］。超滤工序是羟乙基淀粉进行重均分子量与分布控制的重要环节。不同截留分子量(MWCO)的超滤膜对不同大小物质的去除作用不同［6，7］。超滤膜的截留分子量对羟乙基淀粉130/0.4的重均分子量与分布控制有重要影响。本文考察了6 kD和10 kD截留分子量的中空纤维超滤膜对羟乙基淀粉130/0.4进行分子量切割的作用，同时考察过膜通量、膜面积、工艺时间等工艺参数，为羟乙基淀粉130/0.4超滤工序的选择提供依据。

1　仪器和材料

1.1仪器中空纤维超滤膜实验系统(Pall公司) ;中空纤维超滤膜: SIP－1013 (6 kD，0.2 m2)，SLP－1053 (10 kD，0.1 m2) (Pall公司) ; Agilent 1200型高效液相色谱仪(美国安捷伦公司) ; Wyatt Dawn Heleos－Ⅱ十八角度激光光散射仪(美国怀雅特公司) ; TSKgel Guard column pwxl(4 cm×6 mm) ; TSK-gel G4000 pwxl(30 cm×7.8 mm)。

1.2材料羟乙基淀粉130/0.4(棕黄色透明液体，浓度16 %，pH 5～7，山东齐都药业有限公司) ;无水乙酸钠(天津市科密欧化学试剂有限公司，批号: 20140110) ;冰乙酸(莱阳经济技术开区精细化工厂，批号: 20140506) ;盐酸(湖南尔康制药股份有限公司，批号: 100620140404) ;氢氧化钠(莱阳市康德化工有限公司，批号: 2013120802) ;纯化水(山东齐都药业有限公司自制)。

2　方法

2.1药液超滤及取样照图1连接系统，使用纯化水对管道和组件进行预冲洗。使用0.2 mol·L－1NaOH溶液循环清洗60 min。使用纯化水冲洗系统至中性，检测膜初始水通量。排空系统后，调节泵速缓慢加入料液。打开滤出阀，调节适合的切向流速和过膜压力，开始超滤。记录滤出体积，压力，过滤时间等，取原液、每洗滤2倍溶液检测重均分子量与分子量分布。运行结束后，依次进行纯化水冲洗、0.2 mol·L－1NaOH溶液循环清洗30～60 min、纯化水冲洗，检测水通量，考察膜恢复率。使用0.1 mol·L－1NaOH溶液保存膜柱。

图1　羟乙基淀粉130/0.4超滤流程

2.2重均分子量与分子量分布测定［8］

2.2.1色谱条件色谱柱:预柱TSKgel Guard column pwxl(4 cm×6 cm)，分离柱TSKgel G4000 pwxl (30 cm×7.8 mm) 2根串联;检测器:十八角度激光光散射检测器和示差折光检。

测器在相同温度联用;流动相:取无水乙酸钠18.7 g，加水4 000 mL溶解，加冰乙酸34.5 mL，加水至5 000 mL;流速:0.5 mL·min－1;柱温: 35℃;进样体积: 50 μL;流动相折光指数: 1.334; dn/dc: 0.135 mL·g－1;二次维里系数A2:10－4mol·mL·g－1。

2.2.2供试品溶液的制备取药液适量，加流动相稀释制成每1 mL约含20 mg的溶液，摇匀，经0.2 μm微孔滤膜过滤，即得。

2.2.3测定法取50 μL供试品溶液注入液相色谱仪，记录色谱图，经Wyatt专用软件处理，即得。

3　结果与讨论

3.1恒压超滤试验使用6 kD和10 kD超滤膜超滤羟乙基淀粉130/0.4，测定平均通量，具体试验数据见表1。常温条件下，6 kD超滤膜洗滤8倍，平均通量13.8 LMH，10 kD超滤膜洗滤4倍，平均通量13.3 LMH。由于羟乙基淀粉130/0.4重均分子量远大于6 kD和10 kD，相同条件下，在长时间超滤过程中，大分子羟乙基淀粉130/0.4很快覆盖在膜表面，对不同截留分子量超滤膜的堵塞强度无明显区别，不同截留分子量超滤膜对羟乙基淀粉130/0.4的洗滤能力基本一致，6 kD超滤膜略优。

表1　恒压超滤试验结果

3.2截留液重均分子量与分布检测超滤过程中对羟乙基淀粉130/0.4原液、每洗滤2倍的截留液进行重均分子量及分子量分布检测并与《欧洲药典》标准进行比较，6 kD和10 kD超滤膜超滤样品检测结果见表2。

表2　超滤膜洗滤过程分子量变化

从表2可以看出，与原液重均分子量与分子量分布相比，在经6 kD和10 kD两种不同截留分子量超滤膜超滤过程中，90%大分子、重均分子量与10%小分子部分重均分子量均不断增长。经10 kD超滤膜超滤，90%大分子、重均分子量与10%小分子部分重均分子量的增长速度均明显快于6 kD超滤膜。经6 kD超滤膜洗滤8倍后，截留液90%大分子、重均分子量与10%小分子部分重均分子量均符合《欧洲药典》标准规定。经10 kD超滤膜洗滤4倍，截留液重均分子量符合欧洲药典标准规定，但90%大分子部分重均分子量已超出《欧洲药典》标准上限，10%大分子部分重均分子量尚未达到《欧洲药典》标准下限。

3.3超滤膜清洗后通量恢复情况超滤完成后，使用纯化水对系统及膜柱进行冲洗，然后使用0.2 mol·L－1NaOH溶液在常温条件下清洗30 min，然后使用0.5%盐酸常温条件下清洗30 min，纯化水冲洗彻底后测定超滤膜水通量恢复率，结果见表3。

表3　超滤膜清洗后水通量恢复率

由于超滤膜的截留分子量愈大，愈容易被相近大小的污染物堵塞，导致超滤膜的不可逆污染程度愈大。羟乙基淀粉130/0.4重均分子量分布呈近似正态分布，越趋近于130 kD，该分子量下物质所占比例越高，故10 kD超滤膜的通量恢复率低于6 kD超滤膜。

4　结论

通过不同截留分子量的中空纤维超滤膜应用于羟乙基淀粉130/0.4的洗滤能力和去除小分子羟乙基淀粉的能力对比，在重均分子量与分子量分布提升以及清洗后通量恢复率等方面，截留分子量为6 kD的超滤膜优于截留分子量为10 kD的超滤膜。试验结果可为羟乙基淀粉130/0.4超滤工艺的超滤膜选型提供参考依据。

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关键词:羟乙基淀粉130/0.4;超滤;中空纤维;重均分子量

Comparison of different MWCO membrane's effect of hydroxyethyl starch 130/0.4 ultrafiltration

REN Chuan-jie，LI Kun-wei，HUANG Guo-ying，ZHANG Jian
(Shandong Qidu Pharmaceutical Co.，Ltd.，Zibo 255400，China)

Abstract:Objective To compare 6 kD and 10 kD MWCO hollow fiber ultrafiltration membrane's effect of hydroxyethyl starch 130/0.4 ultrafiltration and the ability to remove small molecules hydroxyethyl starch.Methods The recovery rates of membrane pressure，flux and water flux were investigated by the constant pressure test.Through SEC－MALLS method to detect changes in weight average molecular weight and molecular weight distributions at different diafiltration time.Results

Under constant pressure test，6 kD and 10 kD ultrafiltration membrane average flux was 13.8 LMH and 13.3 LMH，basically the same.After filtrating 8 times by 6 kD ultrafiltration membrane，the weight average molecular weight and molecular weight distribution could meet the requirements of European Pharmacopoeia.After filtrating by 10 kD ultrafiltration membrane，the solution weight average molecular weight molecular weight distribution could not meet the requirements of European Pharmacopoeia.Conclusion 6 kD MWCO hollow fiber membrane was more suitable for hydroxyethyl starch 130/0.4 ultrafiltration.

Key words:Hydroxyethyl starch 130/0.4; Ultrafiltration; Hollow fiber; Weight average molecular weight

作者简介:任传杰，男，研究方向:药物制剂开发，E－mail: qdrdrenchuanjie@163.com

中图分类号:R927.1

文献标识码:A

文章编号:2095－5375(2015) 10－0588－003