膜分離技術在制藥領域中的運用初探

王晉東 周偉 劉錦明

摘 ? 要：加強膜分離技術在藥品制備分離、濃縮、純化過程中的應用，可以讓制藥行業得到更好的發展。主要針對膜分離技術在制藥領域中的運用進行分析，在簡單了解膜分離技術的原理和特征后，從常用的分離技術以及應用現狀兩個方面入手，針對該項技術在現代中藥成分制備、藥液的提取和濃縮、藥酒制備、醫藥用水制備、西藥和生物劑等多個制藥方面的應用情況進行探討，為制藥行業提供參考。

關鍵詞：膜分離技術;制藥領域;現代中藥;醫藥用水

近年來，膜分離技術在制藥領域得到了廣泛應用，并且隨著科學技術的發展，工藝流程、工藝水平日益完善。生產環節決定了產品質量，分離、濃縮作為制藥生產過程中的關鍵環節，必須要得到重視，而膜分離技術在其中發揮著至關重要的作用，也應該提高對其的重視。作為分離純化技術，在實際發展過程中具備較高的適應性和低能耗、無污染、無相變等優點，因此要加強其在制藥領域中的運用。

1 ? ?膜分離技術的原理和特征

膜分離技術是一種分離純化的技術，利用特定的膜滲透作用原理來實現選擇性分離，在實際應用中，從外部施加動力或者化學位差的勢能，分開兩組或者多元混合物，以此達到藥品分離、濃縮、純化的目的。目前，膜分離技術在電子、醫療、食品、化工以及生物等領域應用，在促進生活水平和社會發展上具有重要作用。制藥行業是體現膜分離技術最大優勢的領域，可以充分發揮出自身價值。在整個制藥過程中，不僅可以保證藥品原有藥性，還能夠提高藥品純度，充分發揮藥效。在膜分離技術中，膜是最關鍵的部分，在膜表面也有很多小孔，根據孔徑的大小，可以實現不同程度的分離、純化，具體可分為微濾、超濾、納濾、反滲透、氣體分離、電滲析等。

和傳統分離技術相比，膜分離技術具有多種優點，具體可以表現為：第一，分離損失量較小、分離效果最佳，尤其是在抗生素、酶蛋白、醫藥等方面的分離。第二，在膜分離技術的應用過程中不會產生全新的污染物質。第三，從該項技術的工藝流程來看，整個流程中沒有相變過程，可以最大限度地保證分離物質的特性和原有結構。第四，技術成本較低，工藝流程能耗較少。第五，選擇性較強，可以實現分子級的物質分離。第六，實現自動化控制，工藝流程簡單便捷、成本低。

2 ? ?制藥領域常用膜分離技術

目前，在制藥領域中常用的膜分離技術有以下幾種：微濾、超濾、納濾、反滲透以及滲透技術。其中，每項技術所代表的內容各不相同，在這個過程中，每項技術的應用方面各不相同，微濾主要針對不溶物進行篩選分離，以此實現高度濃縮，這也是目前膜分離技術中最為成熟的技術分支之一，常用于分離、純化混合液體或者水溶性懸濁液。超濾和微濾類似，在處理高分子、大分子化合物、病毒等混合溶液時高效，可以有效截留0.02 μm，目前主要應用在制備注射液、口服液等藥品。納濾可以用于過濾直徑在1～10 nm的微粒，如小分子有機物、溶劑、無機鹽等，在脫鹽或者濃縮有機質分離等方面效果顯著。反滲透以及滲透技術都是通過化學勢力、壓力差之間的相互作用來完成分離純化，在制藥領域，主要用來進行溶液濃縮和純化分離[1]。

3 ? ?膜分離技術在制藥領域中的運用現狀

目前，膜分離技術在制藥領域中主要應用在抗生素、半合成抗生素、水溶性維生素、氨基酸等方面的分離、純化、濃縮、回收。比如可以利用反滲透膜分離技術來實現青霉素裂解液的濃縮，隨著濃縮倍數的增加，膜通量也會隨之降低，根據實際調查數據顯示，6-APA截留率可以基本維持在98.5%。還可以應用在結晶母液的回收中，6-APA截留率同樣可以達到98.5%。由此可知，反滲透膜分離技術在實際應用中具有十分可觀的經濟效益[2]。不僅如此，在很多傳統抗生素生產工藝中，膜分離技術都有著廣泛的應用，如大環內酯抗生素、林可霉素、土霉素、四環素、鏈霉素、金霉素和萬古霉素等。現如今，膜分離技術也開始在液體提純、中藥分離等方面應用，雖然還沒有得到大范圍的推廣，但該項技術的優勢已經得到了肯定。

膜分離技術在制藥領域中的應用極大地提高了藥物有效成分的提取率，讓藥物品質得到了良好的保障，但在實際應用過程中也存在一定的不足。膜材料就是目前急需解決的問題之一，如果膜材料質量無法保證，那么不僅使用壽命會縮短，還會出現膜污染等多種問題。嚴重的還會導致膜的消耗量大幅度降低，最終對制藥質量和生產效率構成威脅，因此必須得到重視。切實提高膜材料特性、結構、孔徑等方面的合理性，是保證膜分離技術在制藥領域中得到廣泛應用的關鍵。比如可以根據藥液特性合理地選擇分離膜，又或者可以在分離純化前對藥液進行預處理，全面降低膜污染。除此之外，在實際應用的過程中，盡可能地選擇復合膜、無機材料膜等特性、結構、孔徑較優的膜材料。在此基礎上，還要盡可能地延長膜的使用壽命，讓其再生。

4 ? ?膜分離技術在制藥領域中的具體應用

4.1 ?現代中藥成分制備

制備現代中藥的過程需要經過分離、純化、提取等多項工藝環節，任何一個環節出現問題，都會對最終效果產生嚴重的負面影響，因此必須要得到重視。通過大量的試驗對比分析，最終發現無機陶瓷膜在中藥提取液分離方面具有明顯的效果，相比傳統分離技術，無機陶瓷膜作為超濾膜分離技術的一種，在實際應用中，澄清除雜效果極優。現代中藥在實際制備過程中，之所以要經過反復多次的分離、純化、提取，是因為在中草藥中真正有效的成分較低，但這些成分在治療中具有奇效，為了更好地發揮藥物成分作用，就必須要進行有效、高質的提取。黃酮、皂甙、生物堿等都是非常重要的成分，以黃酮為例，應用超濾膜分離技術，有效成分通過率為80%，總提取物獲得率在5%，對比傳統的樹脂分離提取法，整體效果較優，尤其是在去除雜質的效率上。此外，當中藥溶液的pH為9～10、壓力在25 bar時，也可以采用反滲透膜分離技術，從根本上提高截留率[3]。

4.2 ?藥液的提取和濃縮

在藥液混合物料的提取和濃縮過程中，膜分離技術也具有一定的優勢，尤其是在膜表面擴散系數存在較大差異時，可以應用致密性聚合物膜來進行提取濃縮。在實際應用過程中，致密性聚合物膜會率先溶解、吸附一些容易通過的組分，然后將其優先過渡擴散在膜的另一側，具體原理就是利用膜表面的化學位梯度改變上游側料液組成成分。在此基礎上，致密性聚合物膜表面就會發生汽化，這是因為此時滲透側組分的蒸汽分壓小于飽和蒸汽壓。最后，藥液混合物料就會進入到冷凝系統中，產生相應的滲透產物。致密性聚合物膜常用于有機化合物脫水中，如酮類、醇類、芳香烴化合物、酯類等，相比傳統分離技術來講，該技術的分離效果好且操作工藝非常簡單。最為重要的是，膜分離蒸餾技術對膜材料的要求較低，因此利用致密性聚合物膜也可以滿足藥液的提取和濃縮要求，切實降低了成本。從理論上講，該技術應用在藥液的提取和濃縮中可以實現100%的分離和提取，因此，目前被廣泛應用在高濃度物質的有效分離上，生產效率非常高，尤其是其本身具有的低溫、濃縮特點，讓其在特種物質分離、熱敏性物質濃縮提純中得到廣泛應用。

4.3 ?藥酒制備中的應用

藥酒也是制藥行業的一種，藥酒本身也含有很多不溶物，如蛋白質、單寧色素、多糖、細菌等，都可以通過超濾膜分離處理技術進行有效截留。通過實際對比分析，經過處理后的藥酒無論在口感還是色澤上都優于未經處理過的藥酒。通過實際數據顯示細菌去除率高達100%，能耗和成本也得到了大幅度降低，藥酒的可貯存時間得到有效提高，能夠長時間保持固有風味。通過超濾處理后的藥酒，其水-醇分子之間的締合作用明顯提升，酒精的揮發效率也得到有效降低，整體上提高了藥酒的質量、品質。相比老式制備方式而言，藥酒制備的靈活性和可靠性都得到了大幅度的提高，讓藥酒制造企業的生產產量和整體效率從根本上增強。以某藥酒制造工廠為例，該企業在應用了超濾膜分離技術后，可以更好地控制分離、殺菌環節，切實提高了產品質量，降低了生產成本，讓經濟利潤得到了提高。

4.4 ?醫藥用水制備應用

醫藥用水的制備工作也非常重要，作為醫藥行業中最為常用的藥劑，是不可或缺的重要存在，而且為了保證質量和效果，醫藥用水的要求也非常高。一般情況下，會采用蒸餾的方式獲得醫藥用水。隨著膜分離技術的發展，其逐漸取代了傳統分離技術，比如利用PA中空纖維反滲透膜和超濾膜分離技術制備出來的醫藥用水，均可達到注射用水的標準，而且成本、能耗、污染等方面都得到了大幅度的降低。從目前發展情況來看，各大醫藥生產企業都加大了膜分離技術在醫藥用水制備中的應用，以實現醫藥制備的現代化、工業化發展，滿足人們對高質量、低成本藥品的實際需求。

4.5 ?西藥和生物劑制備

除了上述幾個方面之外，膜分離技術還被廣泛應用在西藥和生物劑制備中，如蛋白質、酶制劑等生化藥品，實現高質量的生產、濃縮、分離、提純，其中應用次數最多的就是超濾技術。以溶菌酶的分離為例，采用超濾技術可以將溶菌酶的分離效果提高25%～30%，蛋白質和酶制劑的純度可以達到96%。在氨基酸、抗生素等制備工作中，也可以采用超濾膜技術進行生產、濃縮、分離、提純等。在實際應用中，不僅可以實現高效的發酵液固液分離，同時也能夠有效增加膜通量，完全截留蛋白質。在利用超濾膜分離技術中，最常見的膜材料為PVA納濾膜，常用于抗生素制備，在200～1 200 μm相對分子質量中實現抗生素的有效分離，并且保證截留效率超過99%[4]。

5 ? ?結語

膜分離技術本身所具有的高效率、高質量、低消耗、低成本、環保性等優勢，為制藥工業贏得了更多的發展空間。但是在實際應用過程中還存在一定問題需要解決，以此讓其得到更多的應用。通過對膜分離技術在現代中藥、藥液、藥酒、醫藥用水、西藥和生物劑等方面的應用探討分析，全面完善制藥流程，提高藥品純度，讓制藥企業可以大量生產藥品，使醫藥行業得到科學可持續的發展。

[參考文獻]

[1]楊 ? 青.膜分離技術在制藥領域中的應用[J].清洗世界，2019，35（10）：73-74.

[2]黃 ? 誠.膜分離技術在制藥工業中的應用[J].中國新技術新產品，2018（8）：62-63.

[3]林旭杰.膜分離技術在制藥中的應用探索[J].低碳世界，2017（35）：343-344.

[4]湯岳樺.膜分離技術在中藥制藥領域中的應用[J].中國高新區，2017（23）：176.