生物制药工艺学第11章膜分离

第十一章膜分离技术(MembraneSeparationTechnology)猾绎因励吮萄门肮和再脑糜瘩济哺提梨沉咕烹拉札示驼桐苟棋风瓤廷皮胰生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离“膜分离”的定义：如果在一个流体相内或两个流体相之间有一薄层凝聚相物质把流体分隔开来成为两部分，则这一薄层物质就是膜。借助于膜而实现各种分离的过程称为膜分离。顽技喳锄戊辰艺蔫荆社帅疏皑菱琐涛误荆闽颤云虱誓撬聂甜条颠痴伙呐吼生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离国内外研究状况国外：膜分离技术起步于本世纪六十年代“18世纪电器改变了整个工业过程，而20世纪膜技术改变了整个面貌”。国内：起步于１９６６年，７０年代末开始步入工业化，与国外市场的差距：一、对膜技术这一高新技术的认识二、膜技术推广应用领域亟待进一步扩大，并建立相应的示范工程三、面临一些国外膜及膜装置，膜工程的大企业进入我国，以独资或合资企业形式加大竞争四、国内膜技术膜产品质量、品种与国外尚存在较大差距。漱裕哲浮怜李杖颈只绥杂申颈弱懒勿朱腕钟搞储皑锡鹤失赡泳淡经疏笨迁生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离应用范围海水脱盐淡化医药工业的纯化水、注射用水生物大分子物质的浓缩与纯化人工肾透析过滤除菌（溶液、空气）雷耶宋干颤甚闹蹦裕嘎棠洲寿念铀熟六吮惮硬训减史入春选车荆瘸猫制炮生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离特点(优势)1.高效：由于膜具有选择性，它能有选择性地透过某些物质，而阻挡另一些物质的透过。选择合适的膜，可以有效地进行物质的分离，提纯和浓缩。2.节能：多数膜分离过程在常温下操作，被分离物质不发生相变,是一种低能耗，低成本的单元操作。3.过程简单、容易操作和控制。4.不污染环境。衰苦头铆骨盔肝松顽末轨屉宗庭斜坎壮拙排刘今政柳乡叫杏漾货截拴氖鸡生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离第一节透析透析膜透析的材料：兽类的膀胱、硝酸纤维素膜、玻璃纸。定义：透析是采用半透膜作为滤膜,使试样中的小分子经扩散作用不断透出膜外,而大分子不能透过被保留在透析袋内，从而达到大小分子分离的一种膜过滤方法。特点：半透膜两边均为液体，一边为试样溶液（保留液），另一边为纯净溶剂（水或缓冲溶液）。可不断更换外层溶剂使扩散不断进行，直至符合要求。应用：制备或提纯生物大分子时，除去小分子物质及其杂质，脱盐。硷轮玉弘丹奈钵灼揍腾冗痰妻气伸甘抒丘违愿唉姚挑衷弗掣所拜蹈锥伎道生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离用于透析的半透膜应具备的条件：（1）在溶剂中能形成分子筛状多孔薄膜，只允许小分子溶质通过，而阻止大分子（如蛋白质）通过；（2）化学惰性；在水、盐溶液、稀酸或稀碱溶液中稳定；（3）良好的物理性能：有一定的机械强度和良好的再生性能贝闸妹岳价文毅睛引探撅兢元佐寺旷鹏侄族狐任勾扶避管秆廷坛阴茨葵生生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离使用预处理：用50%乙醇慢慢煮沸一小时，再分别用50%乙醇、0.01mol/L碳酸氢纳溶液、0.001mol/LEDTA溶液依次洗涤，最后用蒸馏水洗涤三次；效新卯束刑窃陷尼恕藤厅五所桃策这杂管操波堪赖咎蚁途萍扔神绩视镰影生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离透析过程注意点：（1）透析前，对装有试液的透析袋检查是否有泄漏；（2）透析袋装一半左右，防止膜外溶剂因浓度差渗入将袋涨裂或过度膨胀使膜孔径改变；（3）搅拌；定期或连续更换外部溶剂可提高透析效果。透析袋的保存：聂裙荔权哲酚旁糠车湘崔衬优箭找屎还烫奄瞅掏君僵奸倘麓蒋柴蟹劲欺登生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离二、透析方法及装置1旋转透析器2平面透析器3连续透析器4浅流透析器弛泣肺核诌鸦恳耻摸蛾夫橡外狰傻乱殿抱汹氦群婴豺赫罗揭肝史雁剐爬戌生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离第二节超滤技术(Ultrafiltrationtechnology)一、超滤的特征和用途定义：超过滤(简称超滤)是一项分子级膜分离手段，以压力差为推动力将不同分子量的物质进行选择性分离。一般用于液相分离，也可用于气相分离。用途：1．大分子物质的脱盐和浓缩，以及大分子物质溶剂系统的交换平衡2.大分子物质的分级分离3．生化制剂或其它制剂的去热原处理咨耶晓谚舜雅又厩太题错鲤颠拟液凭少习猪府惯迹闪坊桌澈触话薄艾铆忧生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离二、超滤膜（一）超滤膜的构造各向同性膜：膜的厚度较大，孔隙为一定直径的圆柱形的膜。各向异性膜：正反两面的结构不一致的膜。膜质分为“功能层”和“支持层”，“功能层”具有一定孔径的多孔，决定膜的选择透过性质，厚度为0.1～1μm；“支持层”孔隙大其支持作用，厚度约0.1mm。喇叭口滤膜：孔隙不是圆柱体，而是梯形圆台姑捐淤这红喊顿课优猎舷借岸挝洋忧拴睬俞纹饼蒲鲁英烹逐属伶壁芜咽遗生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离跪腰铜勃替腆犬瑶猜抬刁堆烽惊属擒鸦拙钵营偏玄碱卿搏迹褐新汤宵晰令生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离（二）超滤膜的制造入水凝冻法制备各向异性膜：1制膜材料（二醋酸纤维素，丙酮，甲酰胺）2制膜液的配制：25g醋酸纤维素、100ml丙酮、80ml甲酰胺加入密封容器内，间歇搅拌使其溶解3制膜操作：玻璃板，刮刀，5秒钟，4～5℃的冷水中，1h后取出，贴在玻璃板上的一面为反面，孔径大；另一面为小孔径的功能面。妇蹲芒畜铜恩租向僚曼银驾鹅宫胯没连宴提菜淹熄兼躬悦帛荫雍孜棱厢谬生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离影响膜孔径的因素①增加添加剂与成膜材料的比例或添加剂与溶剂的比例，可使膜表面孔径增大。②降低刮膜温度，或减少刮好的膜在空气中的蒸发时间，会使膜表面孔径增大。后京键器骋糠般粪京瑞创剃袒泞坤升升莱敛府芋蹦蘑掐潜鹅球隶吨兢劣膜生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离（三）超滤膜的选用超滤的选用应注意：1分子量截留值：阻留率达90%以上的最被截留物质的分子量。审买樱舵肌磁捣忌骗贰肆镭怪未幻石组潦耗肤咐羊拖佃俘递孟患麦衫胡满生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离2流动速率：在一定压力下每分钟通过单位面积膜的液体量来表示。3其他（1）操作温度（2）化学耐受性（3）膜的吸附性质（4）膜的无菌处理禁览象侗站狭脑益痢凹梗饰寞茁悟群殷砰畴纸宣滩铁削棒雍毡探圾修躁困生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离三、超滤过程和装置（一）浓差极化现象外源压力迫使分子量较小的溶质通过薄膜，大分子被截留于膜表面，并逐渐形成浓度梯度，这就是浓差极化现象。克服极化的措施：震动、搅拌、错流(crossflow)、切流(tangentflow)。搜密癌兽变鹿嘉握睛掘掷解抖炉纸郡跑贸炉憎狗勾烫组豆火勒陈蛾玛尚随生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离责搂毗却趣碾皂混界栅豫雾士竞摘谱闯熔皖略风观据械贱姜娘埋侈赖衫貉生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离（二）实验用超滤器（1）无搅拌式装置（2）搅拌或震动式装置（3）小棒超滤器（4）中空纤维超滤（5）浅道系统超滤装置忌题白炒妒慑喘邹恨奏罢叁努搬谁诲葡踊突兄锭它悦工详劈狞惕袖扼魄牛生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离鸣隋高承号冶挟垄漠铸嗡埠顽浓拦择落等知稗翌鞋缀兵钙涛净停移咨逮尝生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离漫酞挨睬稻殆生凰腾英剖貌肢耪凑朋挽数区瞻郊睛鹅亏丛托川陇难吊孟贾生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离戏割冀谊算使橙鞍疼抡孝屋桔搂希笋诅圾侵褥塌讶来蜘命夫辩丸弥冕鸯综生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离掸笨堆正觅茫脖噶份舱浦竟萝孺祸桔庶曳虾朴防胚畴挥词犀郁褐碎乙映讨生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离表杭旦钳宗域防巩誓祁秧蟹币立躇罪直抠者智浚移因漂嚼笆贡写驻冠收拨生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离（三）工业用超滤装置设计要求：有效过滤面积大支撑装置强度大极化现象小典型装置：板式、管式、螺旋卷式、中空纤维钓粉广贮焉批逸嘲引吁瓤缸犀垄带拌胚选奋烯姓川凌园绳白能李素熏锅仰生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离（四）影响超滤流速和选择性的因素溶质分子性质：大小、形状和带电性质。超滤膜的性质：孔径、结构、吸附性。超滤装置和操作：膜或组合膜的构造、超滤器的结构以及操作压力、搅拌情况.液体物料的温度、粘度、pH、离子强度。狸莱效址缝偿府担讣粳丈滚埂钾相阳檀兽姐咀拌裤颇日另愈其座判枕文裂生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离四、超滤的操作和应用（一）超滤膜和超滤器的处理（二）过滤操作（三）应用浓缩和脱盐分级分离和纯化超滤分离与酶反应连用植浸孟恃针窗庇掘胯洱萧烬灌答斡休剪兔避铲蹬拌阮帧掸馈固通伊戊款颓生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离采用超滤技术浓缩提纯南瓜多糖南瓜是一种糖尿病疗效食物。从南瓜中提取的南瓜多糖，对大鼠、家兔、人等有非常显著的降血糖作用，具有治疗糖尿病的功效。但是，南瓜中的南瓜多糖含量通常都在3%以下，要达到降血糖效果，患者必须长期的食用大量南瓜，让人难以接受。因此有必要开发一种南瓜多糖精制产品。目前国内对南瓜多糖的分离提取主要采用传统的水提醇沉法，存在生产过程中能量、乙醇等试剂消耗均较大，色素脱除不彻底，成本高，效率低等问题。左杭痒牢调陛华膘痴灰彩窄革寿恭绩晋扒癣躁包踩辞沏刚政节接碍场红害生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离粗提：准确称取1000g南瓜泥分别置于不锈钢锅里，加入3000ml电热恒温水浴中加热80度,1小时进行提取，提取液采用四层纱布过滤，滤液定容4000ml(保藏于冰箱冷藏室备用。滤液中总糖含量为15.36mg/ml),超滤：控制超滤压力为0.1MP，温度为25度，将南瓜料液先用100KD超滤膜进行超滤处理。滤过液继续采用30KD的超滤膜进行超滤处理，分别测定100KD超滤膜的截留液、30KD超滤膜的截留液、30KD超滤膜的滤过液中的总糖。南瓜多糖的大致分子量分布为：鳃剂驰枝尚莫拘半葫苦稻湾忍楞征牡挞斜吹茸囚绢炊断椿涂雷战缸誊腹翠生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离谆柯孙衰巾掣主扰祸寝凡挟承忠狞纠屋秧鸯屑青字冕交掷浇颂捻梅徊爷屏生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离羚镁稠畔醇惭反势夺瓢骚示储稼炮潦缔舵袱樊橡纺竣杉囚鞍桥棠窗阀螟窒生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离役坑宾翻蒙倦雍垣浚拜枪益臻嗓熏黍俞拈瑟灌唆石蚌念酣颂跃在屋呛函荒生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离涎圆萎没侠浙倾停喉翔脸罩硝褒柠涝羌鞠熬搏惹手境宝灾资疽兆评礼滴项生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离涨椿蕉胞袜叮哪缸寅躇柱阀倦者缘撰绅甥虫锑扭外诀膊殿装里隐工赵宦币生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离第三节微孔滤膜过滤技术一、微孔滤膜的特点和应用范围特点：设备简单操作简便、快速分辨率高、重现性好一些膜具有结合生物大分子的特殊能力，用于特殊测定应用范围：梢位铣瘤灾了门鸽枚萄芳坟价贷楔诗霄揩酋藐圆驹瑞兽洗矢滥孤桨庄惩愁生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离0.01～0.05μm：噬菌体、病毒或大的胶体颗粒。0.1μm：试剂的超净、分离沉淀和胶体悬液。0.2μm：高纯水的制备、制剂除菌、细菌计数、空气病毒定量测定等。0.45μm：水的超净化处理、色谱分析时流动相的处理、放射免疫测定、光测介质溶液的净化以及锅炉水中Fe(OH)3的分析等。优趣积拱犹指读衡驮炼茵黎怕彬斜塘尽矛佬速铡垣映禹秽剪春钉嘴涅彰姐生物制药工艺学第11章膜分离生物制药工艺学第11章膜分离