制藥技術研究

孫冬云

摘 要：伴隨著現代制藥技術水平的迅速提升，藥物在預防、診斷、治療各種疾病方面有了很大改善。作為一種新興產業，制藥技術已在日化、保健以及醫藥中獲得廣泛的應用，成為了高科技時代背景下新技術和新工藝的重要驅動力。制藥新技術將成為我國新的經濟技術增長點。本文從兩方面闡述了制藥技術研究的內容。

關鍵詞：制藥技術；制藥工藝；微生物發酵

進入二十一世紀以來，醫療事業突飛猛進，我國政府大力開展制藥工程的研究和發展。制藥新技術得到了長足的發展。制藥工藝的提升，可以提升制藥水平和制藥質量，進而加快社會的進步、推動人類的進步，具有歷史性的意義，所以有必要對制藥技術的應用進行研究，從而為制藥提供技術支持，提升制藥工藝水平。

1.制藥工程概念

制藥工程是一個化學、生物學、藥學（中藥學）和工程學交叉的工科類專業，以培養從事藥品研發制造，新工藝、新設備、新品種的開發、放大和設計人才為目標。盡管制藥工程專業在名稱上是新的，但是從學科沿革來看它的產生并不是全新的，是相近專業的延續，也是中國科學技術發展的產物。制藥工程的內容，包括生物制藥、化學制藥、中藥制藥三個方面，這些制作過程過要經過原材料的生產和制藥分離兩個階段。

2.制藥工程微生物發酵技術研究

微生物發酵不僅可以得到人們日常生活中所需要的醬油、醋、酒糟等，其在制藥工藝中也有著十分廣泛的應用。微生物是包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物。微生物廣泛涉及健康、食品、醫藥、工農業、環保等諸多領域。微生物藥物是指綜合利用微生物學、化學、生物技術、藥學等科學的原理和方法制造的一類用于預防、治療和診斷的制品。微生物發酵的定義是利用適當的微生物，使之在特定環境下，將原料同通過一定的代謝方式轉變成為人們所需要的目的產物過程。現代工業中許多生物產品都是通過微生物發酵生產的，如各式各樣的酶、抗生素。1897年，德國的畢希納進一步發現了酶在發酵中的作用，人們開始了解發酵現象的本質。20世紀40年代，弗洛里和錢恩與許多的科學家合作，研究出了大規模生產青霉素的方法，使青霉素的生產實現了產業化。從20世紀50年代起，氨基酸發酵工業、酶制劑工業、多糖和維生素發酵工業相繼誕生。利用微生物發酵進行藥物研發的手段即是微生物發酵制藥技術，上文已經提到，微生物發酵技術在制藥工藝中的典型即是弗洛里和錢恩所研制的青霉素批量生產方法，在微生物發酵制取青霉素成功之后的數十年中，氨基酸發酵、各類酶制劑發酵等微生物發酵技術被廣泛應用于制藥工藝中。酶是一切生物體進行生命活動的基礎，它可以使復雜的化學反應在常溫常壓下迅速完成，如米曲霉在生長過程中產生中性蛋白酶、堿性蛋白酶、酸性蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、單寧酶、酯化酶、酰胺酶、淀粉酶和糖化酶等，酵母在發酵時可產生蔗糖酶、淀粉酶、脂肪酶、酒化酶等，這些酶中既有胞內酶也有胞外酶；既有合成酶，也有分解酶。按照微生物發酵的環境不同，可以將微生物發酵的形式分為以下三種：好氧發酵技術、厭氧發酵技術以及兼性厭氧發酵技術。好氧性發酵在發酵過程中需要有氧氣的存在。厭氧性發酵在發酵時不需要供給空氣。兼性發酵酵母菌是兼性厭氧微生物，它在缺氧條件下進行厭氣性發酵積累酒精，而在有氧即通氣條件下則進行好氧性發酵，大量繁殖菌體細胞。當前現有的發酵工藝中，應用于發酵技術的微生物種類非常豐富，并且很多人工合成的因素或者非人工變異株也被應用到發酵技術中，對這些微生物的應用不僅更加快速獲取需要的原材料，同時也大大降低投入成本，促進制藥行業快速發展。

3.制藥工程的分離技術研究

制藥分離過程主要是利用待分離物系中的有效活性成分與共存雜質之間在物理、化學及生物學性質上的差異進行分離，是制藥工業產品產業化的關鍵環節。原料藥的生產的第一階段為將基本的原料藥通過化學合成（合成制藥）、微生物發酵或酶催化反應（生物制藥）或提取（中藥制藥）而獲得含有目標藥物成分的混合物。第二階段主要是采用適當的分離技術，將反應產物或中草藥粗品中的藥物成分進行分離純化，使其成為高純度的、符合藥品標準的原料藥。

固液萃取分離技術。固液萃取是利用溶劑使固體物料中可溶性物質溶解于其中而加以分離，又稱浸取。這種技術在制藥的過程比較常見。水作為一種最常見的溶劑，被廣泛的應用在固液萃取中，例如泡茶、煎中藥和從甜菜中提取糖等。幾乎所有的固液萃取都會對原料進行預處理，一般是將原料粉碎，制成粉末狀或碎片狀，以增加萃取過程中的接觸面積；物料中的有用成分分散在不溶性固體中，溶劑和溶質必須通過接觸體的細孔才能夠互相分離，傳質阻力較大。而通過將原料粉碎的處理，就可以使接觸面積增大，擴散距離縮短，從而提高萃取效率。一般情況下，我們會采用升高溫度的方法來提高萃取效率，因為溶質一般會隨著溫度的升高而溶解度增大，擴散系數也會增大，在實際應用中也被廣泛實施。但如果溫度過高的話，則會造成部分物質的改變，例如蛋白質變性等不良現象。

雙水相萃取。雙水相體系是指雙高聚物雙水相體系，其成相機理是由于高聚物分子的空間阻礙作用，相互無法滲透，不能形成均一相，從而具有分離傾向，在一定條件下即可分為二相。通常認為，兩聚合物水溶液的憎水程度不同，就會在混合過程中發生分離，而且具有越大的憎水程度，就會產生更容易分離的傾向，另外許多聚合物都會產生雙水相體系。

反膠團萃取分離技術。反膠團萃取是源于上個世紀七十年代的一種生物分離術，這種分離技術的本質是液-液有機溶劑萃取，與一般的萃取方式的不同之處便是運用表面活性劑在有機相中形成的反膠團的親水環境，使生物分子在其中被消除掉。特別是蛋白質類生物活性物質難于溶解在有機相中或在有機相中發生不可逆變性的現象。

超臨界流體萃取技術。超臨界流體萃取一般是在較低的溫度下，當氣體的壓力不斷增加時，氣體會轉化為液體；而隨著溫度逐漸升高，液體的體積也會隨之增大，對于每一種特定的物質來講，都會存在一個臨界溫度（Tc）和一個臨界壓力（Pc），如果高于臨界溫度或臨界壓力的情況下，物質就不會轉化為氣體或液體，因此這一點被稱為臨界點。當物質處于高于臨界溫度和臨界壓力的時候，物質往往不會轉變成相應的液體或氣體，因而物質的臨界溫度和臨界壓力是超臨界流體的萃取的關鍵。當物體處于氣體和液體之間的狀態時，是一種流體的形狀，也便是超臨界流體，這種流體便可以作為溶劑進行萃取和分離。用超臨界萃取方法提取天然產物時，一般用CO2作萃取劑。這是因為CO2在臨界的環境中比較穩定、安全、無毒、不燃燒、廉價，對溶質的有機溶劑沒有相應破壞性。在超臨界的狀態中，CO2能夠選擇性的溶解，對低分子、低沸點、親脂性等成分有著很好地溶解性。而對于分子量較大和極性集團較多的中草藥的有效成分的萃取，就需向有效成分和超臨界二氧化碳組成的二元體系中加入第三組分，來改變原來有效成分的溶解度，在超臨界液體萃取的研究中，通常將具有改變溶質溶解度的第三組分稱為夾帶劑。

4.討論

我國醫療事業的不斷發展，制藥技術作為提高藥物控制治療技術水平的首要條件，更應受到重視。企業只有掌握了多種高效的制藥技術，才能夠針對不同的目標藥物，依照其自身性質和其中所含雜質的特性，選擇合適的制備方法，以便應用于大規模的醫藥診療和工業生產方面。

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