液膜分離技術(shù)在醫(yī)藥化工中的應(yīng)用

戴咸本 金錫滿 (浙江海正化工股份有限公司，浙江 臺(tái)州市，318000)

一、液膜

液膜一般是由膜溶劑、活性劑以及載體組成。液膜（英文為liquid membrane）是指由液體物質(zhì)材料形成的膜，液膜是由乳液微粒構(gòu)成，主要是懸浮在液體里的乳液微粒通過化學(xué)組合成一層薄的微粒層。液膜是由膜溶劑、載體、表面活性劑及穩(wěn)定劑組成。液膜分離技術(shù)也稱液膜萃取法，與固體膜相比，具有傳遞性強(qiáng)、利于萃取、成本低的優(yōu)點(diǎn)，通過液膜分離技術(shù)可以快速的實(shí)現(xiàn)液體的萃取與濃縮。

1.1、液膜的分類

液膜按照不同的標(biāo)準(zhǔn)可以分為不同的類型，如按照膜相的不同可以分為油包水行與水包油型。液膜分類主要按其構(gòu)型和操作方式的不同，可分為乳狀液膜和支撐液膜。其中，前者是一種液滴直徑小并接近乳化形狀的液膜，在實(shí)際的應(yīng)用中比較廣泛。后者是一種隔離型的液膜，主要是通過將載體溶解溶液滴入惰性多孔膜微孔，使其與其他的微粒產(chǎn)生分離。按傳質(zhì)機(jī)理的不同，又可分為無載體傳輸和有載體傳輸兩種。其中，無載體傳輸是由膜溶劑和表面活性劑組成，有載體傳輸則由膜溶劑、表面活性劑及加入一定量載體組成。目前，研究應(yīng)用比較廣泛的是有載體傳輸液膜。

1.2、液膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

液膜分離技術(shù)利用介質(zhì)滲透性的差異性進(jìn)行液體分離，實(shí)現(xiàn)分離過程不需要將液體加熱至沸騰狀態(tài)才可進(jìn)行分離，更不需要使液體汽化，因此它的優(yōu)點(diǎn)有：（1）效率高；（2）降低成本；（3）滲透性強(qiáng)；（4）難實(shí)現(xiàn)難度大的物質(zhì)分離；（5）操作濃度的范圍大；（6）工藝簡單，方便操作，成本低。

當(dāng)今醫(yī)藥化工領(lǐng)域，藥物的提取通常采用傳統(tǒng)方式，如：吸附、沉淀、溶媒萃取、反膠團(tuán)萃取、微生物發(fā)酵等，工藝過程十分繁瑣，需要的時(shí)間比較長，在提取的過程中要消耗大量的原料，能耗較高，產(chǎn)品回收率低。為此，研究者們越來越重視改進(jìn)藥物的提取工藝，隨著這方面技術(shù)的不斷發(fā)展，膜技術(shù)在醫(yī)藥化工領(lǐng)域的應(yīng)用日趨成熟。

二、液膜分離技術(shù)在醫(yī)藥化工中的應(yīng)用

2.1、乳狀液膜在提取青霉素中的應(yīng)用

液膜滲透速度很快，適合于分離和富集較不穩(wěn)定的抗生素；推進(jìn)了在抗生素分離和純化中的應(yīng)用。而且在抗生素提煉中的應(yīng)用研究主要是青霉素的提取。

青霉素在以鈉鹽存在時(shí)呈穩(wěn)定狀態(tài)，在傳統(tǒng)提取工藝中，是將酸添加到鹽中使之變成游離酸的形式，再用乙酸丁酯或乙酸戊脂萃取游離酸。此工藝不可避免的損失x青霉素，且工藝復(fù)雜。用液膜法分離，可以在青霉素pH值為5～7條件下進(jìn)行，這樣避免了青霉素水解造成的損失。液膜分離具有濃縮與分離同時(shí)進(jìn)行，節(jié)約大量能源的特點(diǎn)。

2.2、液膜分離技術(shù)提取生物堿

液膜分離技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在常溫的條件下將液體物質(zhì)快速的分離，且使用的設(shè)備裝置都比較簡單，操作方法也簡單易懂，液膜分離技術(shù)的運(yùn)用范圍不僅可以是實(shí)現(xiàn)無機(jī)物的分離，還能對有機(jī)物及生物制品實(shí)現(xiàn)分離。因此可以將液膜分離技術(shù)運(yùn)用在生物堿的提取上。傳統(tǒng)的生物堿提取技術(shù)需要運(yùn)用較為復(fù)雜的設(shè)備、且工序較多，操作起來不僅繁瑣、耗費(fèi)的成本也較大，而且提取的萃取率也比較低。有學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)，利用液膜分離技術(shù)中的表面活性劑對生物堿進(jìn)行提取，不僅可以節(jié)約成本，操作簡便，還能夠提高萃取率。有學(xué)者分析萃取北豆根總堿的液膜分離技術(shù)方法，使萃取率達(dá)到85%。此外，還有學(xué)者通過對煙堿進(jìn)行液膜分離技術(shù)進(jìn)行萃取，不僅找到了最佳的萃取方法，還建立了相關(guān)的萃取函數(shù)公式。

2.3、液膜分離技術(shù)為血液充氧

在給學(xué)些供氧時(shí)，必須將血液中的不是氧氣的成分進(jìn)行排除，比如，二氧化碳。這種排除主要是利用了碳氟化合物能夠?qū)⒍趸家约把踹M(jìn)行溶解這一原理，然后將溶解的二氧化碳作為液膜的組成材料。再將含有二氧化碳的反應(yīng)劑或者是吸收劑和含氟化合物混合起來，制成乳液，將水溶液作為內(nèi)相，有機(jī)氟作為膜相，用全氟表面活性劑作為催化劑。制成的乳液充氧，同時(shí)要保證氧和有機(jī)氟化合物的膜相能夠溶解在一起，直到飽和為止。這時(shí)，在血液中滲入了溶解在有機(jī)氟相中的氧，當(dāng)血液中的二氧化碳滲透膜相進(jìn)入乳狀內(nèi)相中，就會(huì)被吸收或者反應(yīng)。

2.4、液膜分離技術(shù)在制備中藥口服液中的應(yīng)用

液膜分離技術(shù)也大量的運(yùn)用在醫(yī)藥領(lǐng)域，中成藥中的口服液不僅使用方便、利于病人吸收，還能夠達(dá)到療效好、劑量準(zhǔn)確的效果，一般而言，老人與幼兒服用較好，中藥口服液的運(yùn)用不僅節(jié)約成本，還具有湯劑的效果，因而發(fā)展迅速。

2.5、液膜分離技術(shù)在提取金屬中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的金屬分離富集方法以火試金法、溶劑萃取法、吸附法、離子交換法、離子浮選等為主。在濕法冶金中，溶劑萃取法是常用的方法，但這種方法的缺點(diǎn)是成本較高。因而采用液膜法，這種方法適合稀貴金屬的分離和富集。美國埃克森公司最先將液膜分離技術(shù)用于銅的生產(chǎn)上，十幾年來，國內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)主要講方向聚焦在利用液膜法回收稀土元素和貴金屬上面，并已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。沈陽師范學(xué)院化學(xué)系劉芙燕等采用液膜分析法提取金，其首先制成一種油包水乳液，將此乳液分散于含外水相中，破乳后得到海綿態(tài)金。

三、結(jié)語

液膜分離技術(shù)是一種高效的、新型分離技術(shù)，它具有傳統(tǒng)分離技術(shù)沒有的優(yōu)點(diǎn)，近年來已經(jīng)引起了各個(gè)行業(yè)的關(guān)注，并在很多行業(yè)都顯現(xiàn)出了它極高的應(yīng)用價(jià)值，發(fā)展前景十分廣闊。當(dāng)然，其自身的一些不足也限制了它的發(fā)展。比如，膜清洗困難等。所以，液膜分離技術(shù)要想有新的突破，就應(yīng)該認(rèn)真分析其本質(zhì)原因，不管是材料還是技術(shù)的自我創(chuàng)新都應(yīng)該著手嘗試。同時(shí)，技術(shù)研究人員也應(yīng)堅(jiān)持長久的這方面的發(fā)掘。

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【3】朱自強(qiáng)，雙水相萃取在研究抗生素制備中的應(yīng)用進(jìn)展【J】，國外醫(yī)藥（抗生素分冊）。 1997，,18（1）：28

【4】雷小佳，現(xiàn)代膜分離技術(shù)的研究進(jìn)展 【J】，廣州化工，2012（8）。