膜分離技術(shù)及其在中藥制備中的應(yīng)用

1、934安徽醫(yī)藥AnhuiMedicalandPharmaceuticalJournal2007Oct;11(10)小專論膜分離技術(shù)及其在中藥制備中的應(yīng)用劉春亮,李長根(安徽省滁州市藥品檢驗(yàn)所,安徽滁州239000)關(guān)鍵詞:膜分離技術(shù);中藥;分離提純技術(shù)膜分離技術(shù)起步于本世紀(jì)60年代,至今不過40多年,膜分離技術(shù)作為新的分離凈化和濃縮技術(shù),化,常溫下操作,有高效、節(jié)能、工藝簡便、點(diǎn),1傳統(tǒng)分離操作(如:),具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。因此,。l1膜分離技術(shù)1.1概念膜分離技術(shù)是指借助于外界能量或化學(xué)位差的推動,通過特定膜的滲透作用,實(shí)現(xiàn)對兩組分或多組分混合的氣體或液體進(jìn)行分離、分級、提純和富集的技術(shù)。1

2、.2幾種常見的膜分離技術(shù)1.2.1微濾(MicroporousFiltration,MF)微濾是在壓力差作用下進(jìn)行的篩孔分離、使不溶物濃縮的過程。常用液體混和物(主要是水性懸濁液)中濾除界于0.055MPa的懸濁物質(zhì)顆粒,該技術(shù)廣泛應(yīng)用在制藥領(lǐng)域。1.2.2超濾(Ultrafiltration,UF)在壓力差作用下進(jìn)行的篩孔分離過程,從液體混合液(主要是水溶液)中分離出大小為0.00120.05MPa的溶質(zhì),主要為大分子化合物、高分子化合物、抗體和病毒等。1.2.3納濾(Nanofiltration,NF)從水溶液中分離除去分子量為300500的小分子物質(zhì)的過程,該技術(shù)在超濾和反滲透之間提供一

3、種選擇性媒介,可同時濃縮有機(jī)溶質(zhì)和鹽,可使溶質(zhì)的損失達(dá)到最小。1.2.4反滲透(reverseosmosis,RO)在膜兩側(cè)靜壓力推動下進(jìn)行液體混合物分離的過程,可以脫除水溶液中的溶解鹽類物質(zhì)。1.2.5電滲析(Electro2osmosis,ED)利用荷電膜(離子交換膜)對陰陽離子的選擇透過性質(zhì),在電位差推動力的作用下,使陰陽離子從水溶液中分離的一種分離方法。2膜分離技術(shù)在中藥制備中的應(yīng)用中藥成分復(fù)雜,主要由植物藥和天然藥物所組成。傳統(tǒng)的中藥分離,工藝復(fù)雜,分離效率低,而且用于分離萃取的許多有機(jī)溶劑有毒。膜分離技術(shù)是一項(xiàng)新興的物質(zhì)分離提純和濃縮工藝,可在常溫下連續(xù)操作,無相變;大規(guī)模生產(chǎn)中有

4、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢;尤其適宜加熱易變性的熱敏性物質(zhì),因而在醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)展迅猛2。我國從20世紀(jì)70年代末開始將膜分離技術(shù)用于中藥的分離、純化研究。二十余年來,已經(jīng)取得了較大進(jìn)展,部分中藥的生產(chǎn)工藝已改用膜分離技術(shù)代替。2.1制備中草藥注射劑注射劑屬于現(xiàn)代高效、速效劑型,膜分離技術(shù)應(yīng)用于制備中草藥注射劑是值得探索的新途徑。郝莉3采用中空纖維超濾機(jī)UF22O型,以截留蛋白質(zhì)分子量20000的超濾膜制備丹參注射液,結(jié)果表明:超濾法可大量節(jié)約乙醇,大大簡化生產(chǎn)工藝,縮短生產(chǎn)周期,原料提取提高時效近1倍(原工藝需時12d,7d,降低成本,提高。:異。,結(jié)果表明三種注射pH值無明顯變化,超濾后顏色均變淺,但只

5、有雙黃連注射液的指標(biāo)成分含量無明顯改變,其余雜質(zhì)含量均明顯下降。賀立中5利用超濾法聯(lián)用制備伸筋草注射液,先用截留分子量為1000030000的超濾膜,除去大分子,再用截留分子量為6000的膜除去剩余的小分子雜質(zhì)。注射液產(chǎn)率與原工藝相比有所提高,而且產(chǎn)品的顏色淺,氯化鈉含量從5%降低至l%,經(jīng)過長時間儲存后,澄明度無明顯變化。許桂艷6等將金銀花和連翹經(jīng)提取的浸膏用工藝用水稀釋,黃芩苷用工藝用水溶解,分別初濾后,經(jīng)FLT2U系列膜過濾系統(tǒng)過濾,混合均勻,加熱,藥用炭吸附,過濾除炭,定容至配制量。精濾,灌封,115、30min濕熱滅菌,燈檢,包裝。即得雙黃連注射液。結(jié)果表明:與原工藝相比,藥液顏色稍

6、淺.成品檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)合格,能有效地除去熱原,提高產(chǎn)品質(zhì)量,經(jīng)破壞性試驗(yàn)及留樣觀察、加速試驗(yàn),證明比原工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品更具穩(wěn)定性。2.2制備中藥口服液將膜技術(shù)用于口服液的制備,可以省去醇沉、水沉、濃縮、過濾、冷沉、滅菌等工序,大大節(jié)省了工時,縮短了生產(chǎn)周期,尤其是避免了因加熱滅菌,而出現(xiàn)的絮狀沉淀。崔元璐7等建立了吸附澄清-高速離心-微濾法,實(shí)現(xiàn)了中藥口服液的連續(xù)無醇化生產(chǎn)。以菖蒲益智口服液(由人參、百蒲、遠(yuǎn)志、獲簽等8味中藥配伍而成)為例,采用吸附澄清高速離心.微濾法工藝生產(chǎn)并與醇沉法和只采用吸附澄清法的工藝進(jìn)行比較,探討了工藝的可行性。結(jié)果表明,吸附澄清2高速離心2微濾法工藝生產(chǎn)的菖蒲益智口服

7、液,人參皂苷含量高于醇沉工藝和吸附澄清工藝:總多糖含量比醇沉工藝高出4倍多,吸附澄清2高速離心2微濾法工藝省略了醇沉、回收乙醇、冷藏、靜置、高溫滅菌等步驟,生產(chǎn)周期比醇沉法工藝和吸附澄清法工藝大大縮短,可以連續(xù)化生產(chǎn),避免了反復(fù)加熱、冷卻藥液對有效成分和制劑穩(wěn)定性的破壞。馬涵濤8采用超濾法和水醇法分別制得麻杏止咳口服液,發(fā)現(xiàn)超濾制品優(yōu)于水醇法制品。2.3制備中藥浸膏目前浸膏制劑的制備工藝是,先將中藥材用水煎煮,提取有效成分,再經(jīng)過過濾、濃縮、干燥,制成片狀或丸狀等劑型。所得的制劑中,常含有大量雜質(zhì),如淀粉、多糖、蛋白質(zhì)、樹脂、粘液質(zhì)等,使得浸膏制劑存在崩解緩慢、服用量大等缺點(diǎn)。用膜技術(shù)制備的中

8、藥浸膏,可以克服采用傳統(tǒng)方法所制備的中藥浸膏制劑崩解緩慢的缺點(diǎn),縮小后浸膏的體積為原來的20%30%,使各種內(nèi)服固體劑型藥量減少,同時可提高浸膏中有效成分的含量。劉陶世9等用多孔樹脂吸附和超濾法聯(lián)用精制六味地黃丸,得到的提取物重量只有原藥材的4.0%,而70%76%的有效成分被富集,顯示安徽醫(yī)藥AnhuiMedicalandPharmaceuticalJournal2007Oct;11(10)了膜分離技術(shù)良好的應(yīng)用前景。董潔10等用0.2m的無機(jī)陶瓷膜對黃芩、陳皮等7種中藥水提液微濾后,其主要指標(biāo)性成分在固含物中的相對含量提高了4%9%。2.4制備高純有效提取物用膜分離法提取中藥中的活性物質(zhì),

9、可克服常規(guī)方法提取率低,消耗大量有機(jī)溶媒,操作復(fù)雜的缺點(diǎn)。對于幾千分子量以上的中藥成分采用超濾膜分離技術(shù)進(jìn)行濃縮,濾除藥液中水分和小分子量雜質(zhì)可達(dá)到節(jié)省能耗提高藥品純度的效果。郭立瑋11等比較研究了水醇法與超濾法澄清山茱萸制劑對其制劑所含成分的影響,結(jié)果證實(shí)超濾法對去除藥液中糖類雜質(zhì)更為有效;鄭宗坤12等用超濾法提取香菇多糖,方法簡單可行,香菇多糖回收率高,好;肖文軍13等人采用微濾、中提取皂甙取得了滿意的效果;14,含量從原來的9.0%,20%的濃縮產(chǎn)物。類附加值好的產(chǎn)品具有很好的前景。2.5制備藥酒膜分離技術(shù)用于藥酒生產(chǎn)可提高藥酒的澄15明度。史國富等采用膜分離技術(shù)進(jìn)行制備中華鹿龜神酒的工

10、藝研究,結(jié)果表明:采用膜分離技術(shù)制備中藥勾兌酒,對提高成品酒的內(nèi)在質(zhì)量、穩(wěn)定性和澄明度有良好效果,提高了中藥保健酒的質(zhì)量、營養(yǎng)及功能。2.6制備其它中藥制劑郭立瑋16等將大孔樹脂吸附與超濾聯(lián)用來考察對六味地黃丸中丹皮酚和馬錢素的影響。發(fā)現(xiàn)精制的提取物重量只有原藥材的0.046倍,而98%的丹皮酚和86%的馬錢素被保留。3膜分離技術(shù)存在問題及解決方法17,183.1膜易污染無論是采用膜孔較大的微濾和超濾,還是納濾、反滲透,都存在膜孔被堵塞、膜表面形成黏附層等膜污染問題。在中藥分離領(lǐng)域,許多重要提取液往往濁度高、黏度大,含有顆粒物,極大地影響膜的使用周期和壽命。所以如何進(jìn)行預(yù)處理和清洗成了膜分離技

11、術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵,比如預(yù)先放置沉淀和離心法聯(lián)用,采用在線清洗技術(shù)即時清洗,另外開發(fā)新的不易污染的膜及膜面改良也是控制膜易污染的有效措施。3.2膜的選擇膜材料的品種少,膜孔徑分布寬,性能欠穩(wěn)定,如常用的親水溶質(zhì)吸附少,截留分子量較小,但熱穩(wěn)定性差,機(jī)械強(qiáng)度、抗化學(xué)藥品性、抗細(xì)菌蝕能力通常不高。由于超濾膜本身的孔徑不可能完全均勻一致,且超濾膜的活性層很薄,用久了可能會出現(xiàn)針孔等缺陷,降低截留率就有必要研究不同孔徑的膜和不同材料制成的膜對不同類型有效成分的截留率和吸附率,同時,還應(yīng)考慮采用多級超濾法來提高藥液質(zhì)量,并應(yīng)研究開發(fā)性能優(yōu)良的濾膜,克服其自身的缺點(diǎn)。3.3膜的應(yīng)用的局限性目前膜分離在中醫(yī)藥領(lǐng)域

12、中卻僅限于試驗(yàn)研究階段,離產(chǎn)業(yè)化還有很長的距離。盡管如此,隨著新型膜材料的不斷開發(fā),膜制備技術(shù)的進(jìn)步,以及對膜分離過程基礎(chǔ)研究的不斷深入,膜分離技術(shù)的應(yīng)用將日益得到推廣。4前景和展望19目前的膜分離技術(shù)在中藥制備過程中的應(yīng)用研究非常活935躍,特別是在中藥制劑的提純除雜方面,對提高中藥制劑質(zhì)量、減少服用劑量、提高生產(chǎn)率、降低環(huán)境污染等方面起到了積極作用,呈現(xiàn)了較好的態(tài)勢,但實(shí)際應(yīng)用還不夠廣泛,因?yàn)樽鳛橐环N迅速發(fā)展起來的新型分離技術(shù),膜分離過程本身仍存在許多技術(shù)問題有待攻克。筆者認(rèn)為今后膜分離技術(shù)的發(fā)展方向?qū)⑹?將新興的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)的工藝技術(shù)有機(jī)的結(jié)合來,不斷將膜技術(shù)的研究成果從實(shí)驗(yàn)室推向產(chǎn)

13、業(yè)化應(yīng)用:不斷研究新的膜材料,;加強(qiáng)膜技術(shù)、開發(fā)1.M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.鄭鄰英.我國反滲透、超濾、微濾技術(shù)的現(xiàn)狀J.水處理技術(shù),1995,21(1):1-4.3郝莉.超濾法制備丹參注射液的工藝改進(jìn)J.中草藥,1996,27(8):471.4李瑩光,吳鵬翔,徐波,等.超濾法對中藥注射液的影響J.黑龍江醫(yī)藥,1998,l1(3):138-9.5賀立中.超濾技術(shù)在中藥制劑中的應(yīng)用J.中成藥,1997,l9(9):41-2.6許桂艷,喬建軍,張于.膜分離技術(shù)應(yīng)用于雙黃連注射液的工藝探討J.黑龍江醫(yī)藥科學(xué),2006,29(3):128.7崔元璐,沈鋒,姚康德.吸附澄清-高速離心-微濾法制

14、備菖蒲益智口服液J.中草藥,1999,30(10):742-4.8馬涵濤.麻杏止咳口服液生產(chǎn)工藝研究J.時珍國醫(yī)國藥,2000,11(1):25.9劉陶世,郭瑋,周學(xué)平.陶瓷膜微濾與樹脂吸附等5種分離技術(shù)精制中藥復(fù)方的對比聯(lián)用研究C.第四屆全國膜和膜過程學(xué)術(shù)報(bào)告會論文集,南京,2002,320-30.m無機(jī)陶瓷膜微濾對黃芩等710董潔,郭立瑋,陳丹丹,等.0.2種中藥主要指標(biāo)性成分轉(zhuǎn)移率的影響J.南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2003,5(19):148-50.11郭立瑋,彭國平,潘揚(yáng),等.水醇法與膜分離法精制含山茱萸中藥制劑的比較研究J.中成藥,1999,21(2):59.12鄭宗坤,許賢華,陳志行,

15、等.超濾提取香菇多糖的研究J.中國生化藥物雜志,2000,2l(2):73-5.13肖文軍,劉仲華,龔志華,等.膜技術(shù)分離七葉參皂甙研究J.食品科學(xué),2O04,25(2):52-6.14TakeoKamada,MitsutoshiNakajima,HiroshiNabetani,etal.Availa2bilityofmembranetechnologyforpurifyingandconcentratingoligo2saccharidesJ.EuropeanFoodResearchandTechnology,2O02,214(5):435-40.15史國富,麻秀芳,馬蘭花,等.膜分離技術(shù)制備中華鹿龜神酒工藝J.中國中藥雜志,2002,27(3):230-1.16郭立瑋