膜分离技术在制药中的应用探索

夏颖

【摘 要】

在制药过程中，膜分离技术被广泛应用，主要集中在利用现有生物技术、中草药的生产以及发酵制药等。此外，膜分离技术还常常用于小分子及水溶性物质的生产过程，比如维生素、抗生素以及氨基酸等。该分离技术中，有三个关键因素：膜组件、材料以及膜设备。三个关键因素的不断完善和改进，使得膜分离技术在制药过程中扮演着越来越重要的作用。因此，本文对膜分离技术在制药中的具体应用进行了探索和总结。

【关键词】 膜分离技术；制药；应用；探索

【中图分类号】R283 【文献标志码】

A 【文章编号】1005-0019（2018）16-053-01

实际生产中，制药产品的成本由很多部分构成，比如药品生产成本、人工成本、运输成本等等，其中要药品生产成本中花费最高的就在分离、纯化以及浓缩技术方面。进一步提高制药过程中药品分离、纯化和浓缩方面的加工工艺，才能在很大程度上降低生产成本、提高制药企业的利益。

依靠传统发酵的方法（离心分离方法、沉淀法、袋式过滤法等）生产药品，面临着非常严峻的挑战，特别是对微生物类药物、氨基酸类药物以及抗生素类等药物。传统的发酵方法在对这些类型的药品进行分离和纯化的过程中除了会降低有效物质的含量，还会降低其活性，药物提取率低等问题。我国新兴起的科学技术---基因工程技术在不断完善和发展，该技术的出现将在很大程度上打破传统方法对制药工程的限制。膜分离技术作为其中一项重要的分离技术，在生产中也被广泛应用，目前已有的研究包括对抗生素类物质、疫苗物质、氨基酸、活性蛋白质以及甾体类物质进行分离和纯化。制药过程中的膜分离技术具体指的是在常温条件下，能够有效处理药品加工过程中的一些热敏性物质，保证热敏物质的活性，最大程度上降低生产消耗。考虑到多方面因素，很多制药企业开始越来越多的使用该技术用于药品的生产。本文将从常见中药生产、现代生物制药两个方面对膜分离技术在制药中的应用进行初步的探索。

1 膜分离技术简介

1.1 膜分离技术的概念和方式

膜分离技术属于分子水平技术的一种，主要指的是利用分子手段，利用半透膜（又称滤膜和分离膜）根据不同物质分子粒径存在差异从而使其从混合物质中被分离出来，从而实现物质的分离。半透膜根据孔径大小和常见性主要分为4种类型：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等，膜分离采用错流过滤或死端过滤方式[1]。

1.2 膜分离技术的优点

膜分离技术中最主要的是膜分离过程，这个过程属于物理学的范畴，是一种纯粹的物理过程，它主要利用的是粒子粒径的差异。该技术具有不存在相的变化，能够有效节约成本，提高分离效率，具有有效拆分的特点和优点。混合液中存在的多种有机物，根据分子量的不同和差异，选择合适的滤膜，再结合实际情况选择合适的膜工艺，从而最大程度上实现高膜通量和分离效率，从而提高分离率、降低生产成本。

2 膜分离技术在中草药制药方面的应用探索

中药中含有很多复杂的化学成分且比较复杂，有效成分包括生物碱、黄酮等，还有很多无效成分，如无机盐、蛋白质、化合物等等。有效物质和无效物质的并存会在很大程度上影响中药的药性需要对两种成分进行有效分离。

王兴国等[2]采用无机陶瓷膜对棉籽糖糖液进行纯化，通过改变膜的粒径，使得蛋白质的截留率达到百分之八十七；李淑莉等人采用醇沉淀的放大和超过滤的方法对中草药提取液进行了纯化，结果表明，超滤法更有利于中草药有效成分的分离。有人在去除中草药口服液中采用了微孔滤膜技术进行杂质的分离，结果表明，用微孔滤膜技术对杂质分离效果很明显，分离后的产品可以直接用做成品。

3 膜分离技术在现代生物制药方面的应用探索

3.1 抗生素的分离和纯化

关于抗生素的分离和纯化研究，国际国内上有了很多的研究。Adikane等人利用该技术分离和回收了青霉素G，回收效率达到百分之九十八以上；我国这方面的专家蔡邦肖筛选了不同种类的滤膜对抗生素分离和纯化的影响；运用该技术对抗生素的分离可以在很大程度上缩短生产时间，进一步提高产品的质量和有效成分的回收率，这项技术也在红霉素、链霉素等抗生素中被广泛应用。膜分离技术的加工工艺还需要进一步完善、優化，该技术在抗生素上的应用很具前景，会成为研究的热点。

3.2 氨基酸和多肽的分离和纯化

氨基酸和多肽本身是带电的，这两种物质不仅带正电荷还带负电荷，在等电点上是电中性的，当高于或者低于等电点时，物质就会呈现不同的带电性，不同的多肽和氨基酸有不同的带电性，利用带电性的不同可以实现物质的分离。

4 总结和展望

随着科学技术的发现，现有的膜分离技术的优点越来越凸显，但是在这个发展过程中也面临着一些问题。很多人开始尝试将传统和现有技术进行融合，两种方式能够在很大程度上避免单纯使用一种方式带来的缺点，从而最大程度上降低生产成本，提高药性。两种方式结合的新分离途径主要包括膜蒸馏、萃取、反应以及其亲和分离的过程，这种方式越来越被人们接受，从而成为我国膜技术发展未来的主导方向。

此外，目前膜分离技术另一个应用方面的研究主要集中在对药物高分辨的应用上，主要包括的内容有：①进一步改进并实现蛋白质和病毒的有效分离；②进一步提高膜的高通量分离，从而实现药物分离结果更准确、更具代表性。此外，膜分离技术在抗生素上的研究上是一个热点问题，但是其在实践中的应用还不够广泛和深入，造成应用不广泛的原因可能有以下几点：第一，新型分离技术还存在着许多技术难题需要攻克，比如如何缩短分离时间，如何保证分离过程中药品有效成分的稳定性等等；第二，膜分离技术经常应用在混合发酵液中有效成分的分离，这就对膜分离的选择性有很高的要求，现有的膜规格还不能完全满足所有药品的有效分离。

膜分离技术作为21世纪新型的分离技术，由于其具有较高的分离效果和较低的生产成本等诸多优点在制药应用中被广泛应用，具有非常好的市场发展前景，世界各国对该技术的研究从未停止过，人们已经由单纯的表面研究转向了更深入的机理研究。相信在不久的未来，该技术会进一步被完善，其存在的缺点会大大降低，膜分离技术在制药过程中的应用会更加广泛。

参考文献

[1] 吕钱江， 方岩雄， 吴雅红. 膜分离技术及其在中药和生物制药中的应用进展[J]. 仲恺农业工程学院学报， 2003， 16（1）：68-72.

[2] 谢全灵， 何旭敏， 夏海平，等. 膜分离技术在制药工业中的应用[D]. 中国蓝星化学清洗总公司， 2003.