淺談制藥工程中的分離技術及其應用

肖仕才

（同舟縱橫（廈門）流體技術有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

近年來人們的物質生活水平不斷提升，生活質量顯著提高，人們對個人身體健康的關注度更高。但是近年來受到自然環境問題以及多項要素的影響，人們的身體健康受到諸多威脅，醫藥應用的重要性開始受到關注。因此，有學者開始深入研究制藥工程。在制藥工程發展過程中，制藥分離技術是重要部分，做好制藥分離技術的應用開發具有重要意義。

1 制藥工程的相關概述

制藥工程發展對各項專業技術的要求較高，其中涉及很多學科，主要有生物學、藥學、化學以及工程學等。在制藥工程建設過程中，化學制藥、中藥制藥以及生物制藥是重要內容，制藥工程中的重點環節是做好原材料生產以及制藥分離，其中制藥分離操作主要是將原材料中含有的各類混合物集中分離，有助于提升藥物純度，突出藥品治療效果。近年來在多項技術發展的推動下，制藥行業的發展空間在逐步擴大，針對制藥設備以及制藥技術的應用研究也獲得了良好的研究成果。目前在制藥領域發展中要注重強化設備維護與管理，促使制藥生產以及技術實踐全面發展[1]。

2 萃取分離技術在制藥工程中的應用

2.1 超臨界流體萃取

該技術的應用實踐就是在低溫環境中，通過加壓裝置將諸多氣體有效轉化為液體，如圖1 所示。之后液體的實際面積跟隨溫度的升高而逐步增大。其中超臨界流體主要是物質在臨界溫度以及臨界壓力中，實現氣體以及液體的有效轉化，具體萃取過程中的重點就是物質的臨界溫度以及臨界壓力。多數物體主要是基于流體形狀存在于液體與氣體間的，該類超臨界流體在分離以及萃取的過程中，作為溶劑得到廣泛應用。通過超臨界萃取方式的應用能有效提取許多天然產物，正常情況下，選取CO2作為基本萃取劑。原因是CO2處于臨界環境中時無毒無害、安全系數較高、不燃燒且消耗成本較低、對溶質不會產生破壞。CO2在超臨界狀態下能選擇性溶解，能有效溶解親脂性、低沸點、低分子物質。但是從實踐中發現，CO2難以有效萃取分子量較大的化合物。在分子量較大、極性基團較多的中草藥萃取過程中，要適度補充適量溶劑，這樣能對物質的溶解度進行調控，例如添加適量CH3OH、C3H6O、C2H6O 等夾帶劑。

2.2 雙水相萃取技術

雙水相萃取技術的應用主要是發揮高聚物分子的空間阻礙作用，防止溶質與溶劑之間出現滲透情況，避免二者有效結合，最終完成分離目標。雙水相萃取技術應用雙高聚物雙水相體系，2 類聚合物憎水程度存在一定差異，這樣將會產生Ⅱ相反應，有助于實現分離目標，實際分離成效會受到憎水程度的影響變得更好。

2.3 固液萃取的分離

圖1 超臨界流體萃取流程

該技術應用主要是對可溶性物質以及物體物質進行有效分離，主要是發揮可溶性物質與對應溶劑相溶的基本原則，目前在制藥領域的發展過程中應用范圍較廣。在固液萃取過程中，常選取的溶劑主要是水，通過水分提取物質成分或是用于藥材制作。該技術的應用價值突出，在制藥添加劑等提取中應用較多。該操作方式主要是將原材料集中粉碎，保證原材料以及溶劑之間的接觸面積得到有效提升，溶劑中混合了很多細狀的原材料，之后基于溶質溶劑相溶原理，分離較多的不溶性物質。在溶劑當中，有很多固體材料難以溶于溶劑當中，通過上述處理操作，很難實現對應的分離目標。但是，并非最大程度地粉碎原材料就能提升基本萃取速率，有部分加工材料較細，會出現滯液量而導致難以集中萃取。在固液萃取過程中，溶劑規范化選取至關重要，要注重合理選取溶質溶解度，溶劑基本應用量會隨著溶解度的不斷增加而逐步減少[2]。不管是哪一種固液萃取方式，都需要先對原料進行處理，所以在這其中的溶劑要遵循3 個原則。1）保證溶劑的溶解度較大，以此來節省溶劑量。2）與溶質之間有較大的沸點，這樣能夠在應用完后及時回收。3）要確保其溶解過程中的阻力較小，更好地保證最終的溶解效果。

2.4 反膠團萃取技術

在制藥分離技術中，反膠團萃取技術屬于創新型應用技術，該技術的應用實踐與過去傳統的有機溶劑萃取方式之間存在一定差異。反膠團萃取技術主要是基于表面活性劑產生反膠團，之后在有機相中產生親水微環境，親水微環境有效吸收有機相中的生物分子，對生物分子進行集中消除。很多溶解難度較大的蛋白質生物活性物質在有機相中會產生不可逆變的情況。

3 分子蒸餾技術在制藥工程中的應用

3.1 芳香油精制

現代化生活中，很多領域對天然芳香油的應用需求量較大，從芳香植物中提取精油的方法很多。例如傳統的吸附法、壓榨法以及水蒸氣蒸餾法等。其中芳香油中的各項組成成分復雜程度較高，主要有酮、醛和醇等。該類化合物的沸點較高，在受熱情況下穩定性較差，在傳統蒸餾加工階段受到熱量的影響，化合物會產生氧化、聚合以及水解反應等，導致芳香成分受到較大破壞，這樣將會使原有的芳香氣味被破壞。將很多芳香物質以及非芳香物質一同提取，會導致香氣的純度降低。對比之下，分子蒸餾提純操作應用能有效展示出該技術的應用優越性。從實踐操作中發現，其能在不同的真空度條件下，對芳香油中的很多組分進行集中提純，還能集中除去很多顏色不同以及氣味不同的物質。

3.2 天然維生素E提純

維生素E 中具備良好的生理功能，在醫學領域中主要是用于很多疾病的輔助治療。近年來隨著我國現代醫學以及營養學的全面發展，在很多醫學實驗操作中可以看出，天然維生素E 的生物活性要比維生素E 安全很多。其中很多動植物組織中含有較多的天然維生素E，例如油脂加工副產品以及大豆油等，VE 熱敏性良好、沸點較高，在不皂化物質中能合理應用分子蒸餾技術，這樣才能保證質量分數在60%以上的VE 混合物有效濃縮[3]。

3.3 魚油中分離DHA與EPA

C20H30O2以及C22H32O2營養價值以及醫學價值突出，針對強化人體大腦功能具有重要作用，目前在醫學領域主要是應用于老年癡呆癥、動脈硬化、腫瘤抑制等方面具有重要意義。其中DHA 以及EPA 具備不飽和雙鍵脂肪酸，對于整體提純難度較大，在高溫環境下難以產生聚合反應。國內外針對DHA 以及EPA 都開展了深入探究，在提純方式應用中主要有尿素沉淀法、分子蒸餾法、低溫溶劑區分法、超臨界萃取法、硝酸銀法等。對比來說，分子蒸餾技術應用中具備連續生產以及經濟性特征，但是在分子蒸餾技術應用前，要注重應用C2H6O 展開酯化反應。

4 膜分離技術在制藥工程中的應用

在制藥工程領域，過去傳統抗生素提煉技術工藝應用過程中，主要是基于發酵液、過濾、離心、樹脂吸附、萃取、濃縮、脫色以及干燥等獲取相應產品。在膜分離技術應用中能進行有效簡化，主要有發酵液、超濾、反滲透、脫色和干燥。與過去傳統技術工藝應用相比，膜分離技術能有效簡化生產工藝，其中一次性投入資金較少。

依照截留組分差異性，能將膜過程有效分解為微濾、超濾、納濾、反滲透、滲透蒸發、滲析、電滲析以及氣體分離等。目前針對發酵液后處理膜技術應用主要是突出超濾作用，之后是納濾、微濾、反滲透以及液膜分離等。微濾膜應用中要注重應用篩分原理，對很多細小粒子進行分離截取。例如發酵液當中的不溶物、細胞和菌體等。微溶主要是應用在細胞收集中，在液固分離中常作為超濾預處理。超濾膜屬于非對稱多孔膜，實際孔徑在2 nm～50 nm，壓力差為0.1 MPa～1.0 MPa，傳遞機理為篩分，要注重應用高分子薄膜選取相應的滲透性。納濾屬于非對稱膜或是復合膜，膜孔徑為1 nm～10 nm，壓力差為0.5 MPa～1.5 MPa，能用于藥物純化、濃縮脫鹽。反滲透膜類型為非對稱膜以及復合膜，膜孔徑≤1 nm，壓力差為1 MPa～10 MPa，傳遞機理為溶解擴散，用于藥物純化、濃縮、回收等。

在常溫狀態下要注重對基本流速以及壓差進行控制，使很多小于膜孔徑的低分子量物質通過膜，使很多高分子物質能有效截留。針對很多已經開發的不同分子截留的濾膜，能依照分子大小選取對應的膜孔徑，在發酵液處理中能有效截留蛋白質、病毒、酶和多糖等大分子類物質，對很多目的產物集中純化。

5 結語

在制藥工程發展過程中，制藥分離技術應用是重點環節，要注重對各項分離技術的合理應用，選取合理的分離技術，這樣便于對物質有效成分進行集中分離。在制藥分離技術的應用過程中，要注重對色譜分離技術、膜分離技術等的集中控制。在制藥分離中，要注重判定提取藥物成分目標，依照不同的物質基本特征選取對應的分離技術。