電大藥學畢業論文

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　　篇1

　　微生物製藥中膜分離技術應用探析

　　【摘要】在當代的生物製藥分離工程技術中，膜分離技術已經被廣泛應用，並且具有顯著應用意義。本文就膜分離技術的應用展開討論，主要包括在抗生素、氨基酸、酶類分離純化等的應用進行了介紹，並且根據應用效果，對膜分離技術應用中存在的問題和針對問題的改進方法進行了闡述。

　　【關鍵詞】膜分離技術;生物製藥;分離濃縮

　　膜分離技術是現代生物製藥分離工程的一門新技術，主要針對生物分離、生物濃縮以及淨化提純技術，是當代廣泛應用的技術之一，其技術特點是：節約能量、保護產品原有結構不被破壞、無汙染、操作簡便、常溫下可持續操作、有專一性等[1]。而且在膜分離技術中有各種不同的機制，以便用於不同的分離要求，特備是在熱敏性物質的分離過程中有顯著的優勢，因此在食品的深加工以及醫藥的分離過程中都具有深遠的應用意義，具備獨特性和實用性。

　　1膜分離技術應用在抗生素、氨基酸和酶類分離純化中。

　　1.1應用特點

　　與以往傳統抗生素提煉工藝相比，膜分離技術程式更為簡便，從傳統的發酵液過濾、萃取、濃縮，簡化為發酵液超濾、反滲透，之後經過脫色、乾燥環節，就可直接生成產品。因此，膜分離技術不僅簡化工藝、操作簡單，而且投資少、執行費用低，更節省資源，對產品的結構和外觀無破壞，且保證質量，材料分離效率和產品收成率均比較高。由於膜分離技術對溶劑量的要求極低，因此提純、加工後的廢液處理也更為簡易。

　　1.2膜分離技術

　　膜分離技術主要用於發酵液後的處理，根據截留孔徑的不同和分子量的大小，可將處理過程分成十餘種，其中較為主要的是超濾、微濾、納濾、反滲透、滲透蒸發、液膜分離、電滲析、氣體分離等技術[2]。

　　超濾膜分離術截留孔徑為2-50nm，採用壓差和流速原理，在常溫情況下，利用高分子薄膜滲透性，將小於膜孔徑的低分子量物質過濾，而將高分子量物質截留，從而提升產品純度。目前已開發出1000 - 100萬分子量超濾膜，可根據分子大小及產品要求純度對發酵液進行過濾處理，從而將酶、多糖、蛋白質、病毒等大分子物質截留，保證產品純度。

　　微濾膜分離技術主要用於細胞收集、液固分離等技術環節，採用篩分原理，將直徑0.01-10um以上的粒子截留，防止細菌、細胞、不溶物等物質進入發酵液中，是超濾之前重要的預處理過程。

　　納濾膜分離技術截留孔徑大約在2nm左右，可高度截留小分子物質，如抗生素、染料、雙糖、合成藥等小分子物質都會進行截留，而對於有機物、無機鹽、水等小分子物質有益物質，可以通過，同時對產物起到濃縮作用，由於膜表明呈負電性，可抵制水垢汙染，此膜分離技術獲得較快發展。

　　反滲透分離技術採用溶解擴散原理，通過截留氨基酸、鹽等小分子物質，而通過溶劑分子，從而利於有機物的濃縮，提高純度。

　　液膜萃取技術，將萃取與反萃取相結合，利用液膜的選擇透過性，將兩個液相隔開，進行物質分離。液膜採用均質膜，其表面活性劑，具有傳質速度快、分離率高、選擇滲透性好，且分離、濃縮可同時進行等特點，為此近幾年液膜萃取技術在活性物質的分離提取領域備受關注，如青黴素、紅黴素等抗生素的提取就是液膜萃取技術應用的典型例子。但液膜萃取所需原料複雜、膜流動載體單一、易破裂、堵塞等缺點，也是該技術沒能進行廣泛退剛的原因。

　　2技術缺陷及改進

　　由於在壓力驅動下，料液透過膜過程中容易被截留，於是導致膜與本體溶液介面間的濃度越來越高，形成較強滲透壓，容易在膜表面形成沉積，從而為物質通過造成阻力，使膜發生溶脹或使膜效能惡化，結晶析出，堵塞流道。此外，在物料處理中，由於粒子、溶質分子與膜之間的屋裡化學反應，以及濃度極化導致的膜表面濃度超標，很難溶解，膜表面及孔內吸附、沉積引起孔徑變小或阻塞，而使膜的透過性和分離性出現不可逆的破壞[3]。

　　針對以上技術問題，可採用以下方式進行改進：1膜表面改性，可採用改變膜表面極性和電荷的方式，減輕汙染;採用吸附力強的溶質吸附， 對於醋酸纖維膜可採用陽離子活性劑進行輻射嫁接，該表膜表面極性，此方法有助於膜表面改性處理，從而提升膜抗汙染性及親水性，增加溶液通量;2有效清洗。針對長期存在的膜汙染問題，可採用物理清洗和化學清洗方法進行處理，如果高速流動液體進行沖洗，或海綿球擦洗等，也可採用表面活性劑、螯合劑、過氧化氫、磷酸鹽等清洗劑進行清洗，從而去除膜孔、膜面的汙染物，增強膜面透過性，延長膜壽命;3引進新型膜材料。陶瓷膜、玻璃膜、金屬膜是近幾年開發的新型膜材料，具有耐高溫、耐溶劑、抗老化、耐細菌、再生性強等優點，且有助於膜截留效能改進，在業界受到廣泛應用，是發展最快、最有前景的品種。

　　3技術革新

　　在膜分離技術領域，膜萃取、膜反應、膜蒸餾、親膜分離等技術在未來有更廣闊的發展前景，也是膜分離技術的發展方向。這些技術將傳統分離技術與現代膜分離技術相結合，取其精華，去除糟粕，將兩種技術的有點有效結合，從而提高膜技術的高分辨應用，促使蛋白質-病毒分離術、膜色譜、蛋白質切線流分離等技術更為純熟，效果更好。這些膜技術的改進和發展，對今後生物製藥的分離技術、以及現代生物製藥的提純過程有著重要的作用，是不可或缺的重要技術力量。為此，在未來膜技術領域，人們在關注膜分離滲透性及選擇性的同時，也會更注重膜材料、性質、以及相關技術原理等內容，從而為膜分離技術的提升和跨越，提供更廣闊的空間。

　　參考文獻

　　[1]鄔方寧.膜分離技術在藥物分離中的應用[J].天津藥學.201002：196.

　　[2]谷大建;徐巍.膜分離技術的應用及研究進展[J].中國藥業.200806：237.

　　[3]施東魁;胡春梅.膜分離技術及其在醫藥生產和研究中的應用[J].中國中藥雜誌.200615：257-259.

　　篇2

　　試分析膜分離在中藥製藥中的應用進展

　　摘要：膜分離技術因其便於操作、過程易於控制以及無汙染、能耗低等優勢，在中藥的製藥過程中應用廣泛，併產生了良好的經濟與社會效益。加強膜分離技術的研究具有重要的現實意義。本文立足於膜分離技術及其在中藥製藥中的應用領域，著重分析了膜分離技術在中藥的製藥過程中的應用進展。

　　關鍵詞：膜分離技術;中藥製藥;應用進展

　　一、膜分離技術及其在中藥製藥中的應用領域

　　一膜分離技術及其特點

　　膜分離技術是一種在化學位差以及外界能量的推動下，讓混合物其中一部分組分通過選擇性透過膜，而另一部分則被透過膜截留下來，並有機結合透過膜在分離混合物時，混合物的各組分具有不同的遷移率這一特性，從而實現分離混合物或對其展開濃縮以及提純等目的新型分離技術。在膜分離過程中，沒必要將新物質引入，而且分離中無相變化產生，因此對環境的汙染較少，同時所消耗的能量較低，能有效的節約能源。此外，化學勢能差以及壓力差是膜分離的主要驅動力，其分析裝置無運動部件，因此膜分離技術具有操作方便、結構簡單、維修方便等特點。

　　二膜分離技術在中藥製藥中的應用領域

　　1.常規除雜。運用膜分離技術，可將熱原、鞣質以及蛋白等中藥內的大分子雜質去除。例如，運用膜分離技術中的微濾技術，進行何首烏水提液的精製，去除的固體雜質高達67%左右，可獲得良好的精製效果;

　　2.有效成分提純。當前，膜分離技術在中藥的現代化生產中，在進行提純植物有機酸與色素、黃酮類化合物等有效成分中應用廣泛;

　　3.中藥提取液濃縮。一般情況下，在多數的中藥提取液中，其目標產物具有的濃度相對較低，要獲得最終的產品，通常需要經過大比例乾燥或濃縮才能實現。在中藥提取液中運用膜分離技術，可將提取液中的無機鹽類以及水去除，最終完成中藥提取液的濃縮;

　　4.藥酒與中藥口服液生產。1在藥酒的生產過程中，運用膜分離技術，利於除菌率以及澄明度的提高;且經過較長時間的貯存依然能保障藥酒的效能;2在運用傳統的水提醇沉法生產中藥口服液的過程中，生產的產品具有較大的黏度，且含有大量絮狀物、亞微粒等。在中藥口服液的生產中，運用膜分離技術可增加口服液中的有效成分濃度，同時還利於中藥口服液的澄明度的大幅提升;

　　5.中藥注射劑、浸膏製備。1在中藥浸膏製備過程中，採用膜分離技術，能有效縮減中藥浸膏崩解時限，提高其崩解效能，並使浸膏中有效成分含量大幅提升，減小中藥浸膏的體積;2相較於採取石硫醇法以及醇水法等傳統方法進行中藥注射劑的製備而言，應用膜分離技術可將熱原以及雜質等有效去除，避免不良反應的產生，大幅提升製備產品的澄清度。同時，運用膜分離技術進行中藥注射劑的製備還能產生脫色作用。

　　二、膜分離技術在中藥製藥中的應用進展分析

　　一微濾與超濾

　　可將微濾與超濾的過程看做是一個以膜為介質而展開過濾的過程，它主要是在壓力差作用下，結合膜孔徑大小而實施篩分的過程。混合液體在壓力差作用下通過膜時，比膜孔徑小的分子被富集起來，並截留住比膜孔徑大的大分子物質，完成混合物分離。在這一分離的過程中，由於分離膜上不斷滯留了許多大分子物質，從而降低了膜的通量。加之阻塞以及濃差極化產生的膜汙染問題，導致實際膜通量<5%的純水通量。微濾操作壓差通常在0.01MPa-0.2MPa之間，0.1um-5um為其膜孔徑範圍，適用於含細菌、微粒的溶液的純化與分離，提取液的澄清等;超濾操作壓差通常在0.1MPa-1.0MPa之間，在提純與分離氣體、含膠狀物質以及大分子的溶液中應用廣泛，同時還用於純化與濃縮中藥提取液，去除內毒素，製備注射劑與口服液等。

　　二納濾

　　在納濾過程中，壓力差是其主要的驅動力。在納濾分離過程，所需的操作壓力<1MPa。同時，運用這一分離技術，其截留物的分子直徑約為1nm，而且納濾膜帶電荷，從而在較低的壓力作用下，納濾膜具有的脫鹽率較高。此外，納濾膜的抗汙染能力較強，耐壓性較高，同時還利於節約投資費用。納濾在中藥分離、濃縮以及精製等過程中應用廣泛。

　　三反滲透

　　反滲透主要是指實際高於溶液滲透壓的壓力於溶液一側，並通過膜，使溶劑分子流向溶劑側，並確保溶劑分子流向溶液側的數量多於其向溶液側透過的數量的過程。靜壓差高於滲透壓以及選擇性透過膜是反滲透必不可少的兩個條件。在該過程中，操作壓力通常為1.5MPa-10.5MPa，0.1nm-1.0nm為截留分子直徑。在中藥製藥中，反滲透主要應用於濃縮藥液、水回收利用以及脫除各類無機鹽等。

　　在中藥製藥中，除以上的膜分離技術應用之外，膜蒸餾、分子印跡技術以及膜整合聯用技術在中藥的生產過程中也普遍應用。如，運用膜蒸餾技術精製中藥，或在人蔘綜合利用中，運用膜蒸餾技術進行人蔘露與洗參水的濃縮等。

　　膜分離過程具有分離效率高、可實現自動化與連續操作，而且分離過程簡便等優勢，使膜分離技術發展成為當前最為節能、高效的分離與濃縮技術之一。在中藥製藥中，運用膜分離技術，可有效降低生產成本，縮短中藥生產週期，並獲得良好的環境效益。此外，還可提高中藥的附加值，在中藥生產中產生了極大的推動作用。因此，在中藥製藥中，要立足於實際，推廣運用膜分離技術，推動中藥製藥工業快速發展。

　　參考文獻：

　　[1]蘇薇薇，王永剛，劉忠政，李振峰，孫洪貴.現代中藥製藥生產中的膜分離技術及其裝備[J].世界科學技術中醫藥現代化，2009，06：906-911.

　　[2]樊君，代巨集哲，高續春.膜分離在中藥製藥中的應用進展[J].膜科學與技術，2011，03：180-184.

　　[3]韓偉，羅文鋒，孫曉海.固體膜分離技術在中藥製藥中的研究進展[J].機電資訊，2012，11：13-16.

　　[4]王豔豔，王團結，彭敏.膜分離技術及其裝備在中藥製藥過程中的應用[J].機電資訊，2013，08：14-19.