膜分离技术在制药工业中的应用-刘家峰

2016年9月膜分离技术在制药工业中的应用刘家峰李超（山东鲁抗医药股份有限公司，山东济宁272000）摘要：膜分离技术在制药工业中运用极为宽广，主要包括有生物发酵制药、中药生产以及现代生物技术等。膜分离技术广泛运用于抗生素、氨基酸、维生素以及半合成抗生素的生产中。随着膜组件、膜材料以及膜设备的逐步改进发展，膜分离技术在制药工业中的应用将会越来越重要。关键词：膜分离技术；制药工业；应用膜分离技术在制药工业中的应用日趋广泛，其应用空间自问世以来就非常广阔。所谓膜分离，是指根据药物所含成分的膜孔径大小能否透过滤膜，进行成分科学分离的具体过程。膜分离是建立在药物成分所含颗粒的大小进行的，并可以依据分离粒子大小把膜分离技术应用分为六大类别。膜分离各种技术间存在很多实际的关联，而单一膜分离又可以属于多种类别。1制药工业中的膜分离技术应用在制药工业中，膜分离技术具有极为广泛的应用，依据只要品类的不同，制药应用主要分布于两个方面。1.1生物发酵制药中的应用生物发酵制药生产的药物主要有我们常见的抗生素、维生素以及氨基酸等等。生物发酵法在药物生产中使用较多，但这种药物生产方式也存在着诸多缺陷，由于发酵培养基所含复杂成分，而生物发酵的微生物产物也不可避免，分子大小和极性差异都较大，而杂质与目标产物之间的差异性又相对很小，因此造成了较高的提炼难度[1]。这种情况下，生物发酵代谢的产物与有效成分的相关性能非常接近，而有效成分在诸多方面的性能都十分微弱，这就大大提高了分离工作的难度。然而，在药物生产过程中，把有效成分从发酵液中提取是药物作用的关键，在此情况下，膜分离技术的应用就非常适合了。在生物发酵制药工业中，膜分离技术通常有一级微滤以及一级超滤等方法，这两种方式能滤掉分子直径较大的物质，在用二级超滤的方式来对透过以及过滤的发酵液进行过滤。在二级超滤的过程中，要反复加水。经过这两个步骤之后的发酵液的目标成分浓度会得到显著提高，再通过对透过液的继续浓缩，从而逐渐接近目标产物。当然，在生物发酵制药过程中，仅依靠膜分离技术的提取、浓缩是远远不够的，要得到目标要求的高浓度药物成分，还要历经层次沉淀、物理结晶以及溶剂萃取等一系列方式。1.2中药生产过程中的应用中药是国粹，其源远流长的根本就是疗效的神奇以及医药理论的博大精深。但中药的化学成分极为复杂，通常中药含有无机盐、氨基酸、生物碱、有机酸、皂苷、酚类、酮类、甾族和萜类等多种化合物以及多种蛋白质、淀粉、多糖、纤维素等复杂成分。这些成分中的有效成分分子的直径通常极小，要分离出直径较大的胶体或纤维素，就必须用到膜分离技术。在我国传统的中药使用过程中，部分中药的质量效果表现不是特别理想，这与中药生产过程中有效成分分离技术较为落后是分不开的。而一旦膜分离技术能够在中药生产得到科学运用，这对中药生产的改进作用是立竿见影的。根据以往经验来看，中药有效成分分子质量虽然较小，但膜分离技术中分离质量在五千到五万之间的物质，因此，中药生产过程中使用膜分离技术的意义是显而易见的。2膜分离技术在生物工业中的应用制药工业与生物工业密不可分，在现代生物技术生产应用、生物制药下游以及市政废水处理上，膜分离技术都能得到有效应用。生物工业对于膜分离技术的应用，对于制药工业的发展也能起到间接的促进作用。2.1膜分离技术在生物技术中的应用随着现代生物技术的发展，膜分离技术在现代生物工业技术发展中得到了越来越广泛得应用。这是膜分离技术的优势带来的必然趋势。膜分离技术具有零污染、操作便捷、操作设备简易、操作成本和操作能耗较低，从全世界的范围来看，现代生物技术都是热点，是研究重点，关乎人类的健康。随着生物技术水平的日渐提高，基因治疗、转基因蛋白以及单克隆抗体的生产范围非常广泛，人们为抵抗某些特殊疾病而生产的重组DNA衍生抗体，就需要高纯度和高精度的生物制剂，这就要求更高的分离技术。专家指出，膜分离技术将取代现有成分分离技术，并将在现代生物技术发展中扮演越来越重要的角色[2]。2.2生物制药下游以及废水处理中的应用由于生物制药工业的生产特性影响，其生产过程必然会产生大量废水，随着膜分离技术的不断发展，其在生物制药生产下游中的废水处理层面得到重要应用。根据我国环保方面的法律法规要求，制药工业所产生的废水必须在处理达标后才能正常排放，目前，这些制药工业废水要用纳滤浓缩及相关处理从而达到应用水标准，进而实现工艺回收。使用膜分离技术处理，可以大大减少当前废水处理过程中的硬件投入。当前，我国垃圾填埋场都会在厌氧处理后端添加膜处理工序，这种方法能有效减少生物制药废水的再次污染。3结语膜分离技术的应用是零污染、低能耗、低投入的过程，而且在成分分离的过程中还能对药物进行浓缩，有助于药物作用的提升。正是因为膜分离技术的种种优势，使得膜分离技术取得突飞猛进的发展。制药工业和生物技术关乎人类生命健康，是重大工程，膜分离技术的应用，对于促进生物制药工业的发展，具有极为重要的作用。参考文献:[1]罗兰.膜分离技术在中药制药工业中的应用[J].海峡药学,2011,10:19-22.[2]徐作武,吕赛莲.膜分离技术在制药工业中的应用[J].生物技术世界,2013,10:82.施工应用170