生物制藥中膜分離技術(shù)的主要應(yīng)用探究

1、生物制藥中膜分離技術(shù)的主要應(yīng)用探究 膜分離技術(shù)是將介質(zhì)分離技術(shù)與材料科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，下面是搜集的一篇關(guān)于生物制藥中膜分離技術(shù)探究的，供大家閱讀參考。 膜分離技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)包括：分離的效率高、常溫中操作、所需設(shè)備簡單、無污染、低能耗、高自動(dòng)化程度、分離產(chǎn)物容易回收以及無相變等。膜分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，主要包括：化工、發(fā)酵、食品、水處理以及制藥等。近年來，在生物制藥方面開始廣泛使用膜分離技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用凸顯了其優(yōu)勢。 1.1微濾。微濾是膜分離技術(shù)中發(fā)展最早，應(yīng)用和制備都最成熟的技術(shù)。其原理是利用膜孔對于不同大小微粒的篩分作用來進(jìn)行分離。膜孔徑為0.1-10m,工作必需壓力為0.01-0.

2、2MPa,專門用于分離尺寸大于0.1m的微粒，截留氣相或者液相里細(xì)菌、微粒、亞微粒以及膠團(tuán)等等不溶物，來達(dá)到除菌的目的。 1.2超濾。超濾的性能和分離原理都與微濾相同，而膜孔徑則為50nm-1m,工作必需壓力為0.1-1MPa.超濾專門用于分離尺寸大于0.02m的微粒以及相對分子質(zhì)量范圍在1000-100000D,如蛋白質(zhì)、熱原和病菌等大分子物質(zhì)，可以達(dá)到提高有效成分的濃度、制備口服液與注射液的目的。 1.3納濾。納濾是一種近幾年才出現(xiàn)的濾孔膜，膜孔徑為0.1-50nm,工作必需壓力為0.3-0.7MPa.納濾專門用于分離尺寸在300-1000D的微粒。僅能使小分子有機(jī)物、無機(jī)鹽和溶劑通過，應(yīng)

3、用于藥物有效成分的分離純化。 1.4滲透和反滲透。滲透和反滲透的膜孔徑小于0.1nm,是以壓力差和化學(xué)勢作為推動(dòng)力，對溶液純化分離與濃縮的操作。滲透技術(shù)主要用來濃縮溶液，而反滲透技術(shù)則用于生產(chǎn)飲用水、淡化海水、重金屬廢水的處理以及精制、分離生物制品。 2.1膜分離技術(shù)在抗生素提煉中的應(yīng)用?？股卦趥鹘y(tǒng)生產(chǎn)過程中，過程比較冗長，要經(jīng)過過濾，萃取，濃縮，結(jié)晶等許多步驟，而應(yīng)用膜分離技術(shù)則可使過程變得更加簡便，如Adikane等人發(fā)現(xiàn)用微濾膜來對青霉素G發(fā)酵液中的菌絲體進(jìn)行清楚的話，青霉素G回收率可以高達(dá)98%.蔡肖邦應(yīng)用聚酯胺納濾膜來分離與濃縮螺旋霉素，在操作壓力達(dá)1.5MPa,進(jìn)料流量達(dá)55L/

4、h的條件下，幾乎全部螺旋霉素都被截留，滲透通量高達(dá)30LMH.劉路應(yīng)用超濾、納濾組合分離的技術(shù)，對林可霉發(fā)酵液進(jìn)行純化濃縮，使得溶媒與能源都得到很大的節(jié)省，減少了許多工藝上的步驟，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。另外，膜分離技術(shù)還廣泛應(yīng)用在了青霉素、紅霉素以及鏈霉素等抗生素生產(chǎn)的過程中，隨著技術(shù)的發(fā)展，膜分離技術(shù)在對于抗生素的生產(chǎn)中的應(yīng)用將會(huì)有更大的前景。 2.2膜分離技術(shù)在氨基酸和多肽分離中的應(yīng)用。氨基酸和多肽同屬于兩性化合物，它們分子中都同時(shí)含有正、負(fù)兩種電荷基團(tuán)，在等電點(diǎn)的時(shí)候?yàn)殡娭行?，?dāng)高或低于電點(diǎn)時(shí)則帶正或者負(fù)電荷，不同的種類的氨基酸與多肽具有不同的等電點(diǎn)，如鳥氨酸為9.7、異白氨酸為5.9、

5、天冬氨酸為2.8.依據(jù)道南效應(yīng)，即電荷的同性相斥、異性相吸，利用帶電荷型的分離膜對離子具有較高的截留率，只需改變pH值就能分離不同種類的氨基酸和多肽了。也就是說，一般的電荷型分離膜對等點(diǎn)狀態(tài)的氨基酸與多肽溶質(zhì)的幾乎沒有截留作用，而對于帶點(diǎn)狀態(tài)的氨基酸與多肽溶質(zhì)就會(huì)有較高的截留作用。帶電型分離膜對于氨基酸和多肽的截留率與pH值呈函數(shù)關(guān)系，根據(jù)不同氨基酸和多肽的不同等電點(diǎn)，就可以改變pH值而對不同的氨基酸和多肽進(jìn)行分離了。如： Tsuru等人通過對溶液pH值得調(diào)節(jié)，成功完成了幾種氨基酸和多肽的混合溶液的分離實(shí)驗(yàn)。Garem等人采用了無機(jī)與高分子復(fù)合型的納濾膜來對3種多肽和9種氨基酸進(jìn)行了分離實(shí)驗(yàn)，

6、比起傳統(tǒng)的分離實(shí)驗(yàn)，降低了成本，簡化了工藝流程，并且得到了更高的分離質(zhì)量與效率。此外，膜分離技術(shù)應(yīng)用在生物反應(yīng)器的耦合、發(fā)酵液濃縮等方面都取得了良好的成果，因此隨著該技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，該技術(shù)在生物制藥的應(yīng)用中將有更好的前景。 2.3膜分離技術(shù)在制備維生素C中的應(yīng)用。目前，制備維生素C的方式主要有兩步發(fā)酵法和萊式法兩種。其中的兩步發(fā)酵法這一生產(chǎn)工藝是由我們國家的技術(shù)人員首創(chuàng)的，采用山梨醇來直接通過發(fā)酵制備Vc中間體2-酮基-L-古龍酸，包括了發(fā)酵，提取，轉(zhuǎn)化三個(gè)步驟，由于是采用的細(xì)菌發(fā)酵，因此發(fā)酵液里還有蛋白質(zhì)、菌絲體與懸浮微粒等等雜質(zhì)殘留，傳統(tǒng)工藝一般是采取加熱沉淀法來除去這些雜質(zhì)，但這種

7、方法既耗能，而且會(huì)損失一定的古龍酸，而膜分離技術(shù)則能夠很好的彌補(bǔ)這一缺陷，如：李春燕等人采用了Sun-flo超濾膜系統(tǒng)，應(yīng)用超濾法來去除發(fā)酵液中的菌絲體、懸浮顆粒以及蛋白質(zhì)等等雜質(zhì)的殘余，可以減少預(yù)處理、高溫加熱以及離心等等的工序，一方面降低了能耗，另一方面也減少了古龍酸的損失率。張林茂等人采用平板超濾膜系統(tǒng)，對東北制藥廠的維生素生產(chǎn)線進(jìn)行了升級改造，結(jié)果使得工廠的工藝流程大幅度縮短，減少了生產(chǎn)成本，產(chǎn)品質(zhì)量也得到了明顯提升。所以，將膜分離技術(shù)運(yùn)用于維生素C的制備中，既可以提高生產(chǎn)效率也能夠降低生產(chǎn)成本。 3.1膜分離技術(shù)存在的問題。當(dāng)今制約膜分離技術(shù)在生物制藥中應(yīng)用的主要問題就是關(guān)于膜材料的

8、問題，膜材料問題會(huì)導(dǎo)致通量衰減、膜的壽命、膜污染的清除等等問題，因此，能否可以開發(fā)出一種耐污染、低成本與抗劣化的膜材料是推廣膜分離技術(shù)在生物制藥中應(yīng)用的核心問題。另外就是膜污染的問題，膜污染指的是膜在過程與溶液中的.膠體粒子、微?；蛘呷苜|(zhì)分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者因?yàn)闈舛鹊臉O化使得一些溶質(zhì)在膜表面的濃度超過正常溶解度以及機(jī)械作用使得在膜孔內(nèi)沉淀、吸附而堵塞膜孔，使膜產(chǎn)生分離特性與透過流量的不可逆變化現(xiàn)象。 3.2改進(jìn)的方法。目前根據(jù)膜材料的問題，我們主要有三種處理與改進(jìn)的方法：使用復(fù)合膜，改變膜表面的電荷和極性，使用無機(jī)材料膜。另外，針對膜污染的問題，我們可以采取物理法和化學(xué)法結(jié)合的方法，來去除膜孔內(nèi)的污染物，恢復(fù)膜的透水量，延長膜的使用壽命。 膜分離技術(shù)作為新興的分離技術(shù)，該方法在生物制藥中的應(yīng)用相比傳統(tǒng)的方法，已經(jīng)顯示出明顯的優(yōu)勢，但是其中還存在許多問題需要我們專家的解決，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，膜分離技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用將更加完善，在生物制藥的應(yīng)用中獲得更大的成果，促進(jìn)我國生物制藥的進(jìn)一步發(fā)展。 1原銘超。膜分離技術(shù)在中藥和生物制藥中的運(yùn)用J.醫(yī)學(xué)美學(xué)美容(