制藥分離技術在制藥工程中的分析研究

崔帥軍

（河北農業大學，河北 保定 071000）

眾所周知，制藥分離技術是藥品制備過程中必不可少的一項環節，其主要目的是將藥物或藥物原料從混合物中分離出來，從而實現純化、提純和濃縮等目標。而藥物在分離過程中所使用的儀器設備及分離方式都會對分離出來的產品質量有不同程度的影響。

1 關于制藥工程的簡要介紹

何為制藥工程，從理論層面來解釋，是指集化學、藥學、生物學、工程學等多學科領域交叉融合的一個工程類型。制藥工程的目標定位是研發新工藝、制造新藥品、研究新設備、開發新品種，以及培育制藥人才。目前我國制藥工程領域內，其主要包含三大方面的內容，分別是生物制藥、化學制藥和中藥制藥。無論是何種制藥方式，其生產工藝都要經過原材料的生產和藥物的分離兩個不同階段，原材料生產是將藥品成分進行混合的過程，而藥物分離則是將混合物進行分離、凈化和提純的過程。

關于制藥工程的特性：藥品制作所涉及領域范疇非常廣泛，以市場需求為導向，制藥工程領域藥物研發人員會根據不同的需求特性，從多角度來研究和發現藥物產品自身的發生機理，進而以藥物自身的機理特性來針對性解決實際問題。對于制藥工程而言，技術研發一直以來都是主要方向與核心推動力量，從資金收益角度來看，如果制藥研發項目得以成功，那么其將會為制藥企業帶來非常可觀的經濟收益，這也是制藥企業得以可持續發展的一個重要原因所在，藥物研發會建立起一個良性循環，而且制藥體系質量也會隨之變得越來越高。制藥工程中，如果可以保證參數基準的確定性，那么藥品自身的屬性便有著比較強的可控性，整體研發結果也會相對理想一些，藥品整體制作精度、質量和預期研發需求有著高度契合性。

2 制藥分離技術的原理、要點及種類

2.1 制藥分離技術原理

關于制藥分離技術的原理：藥品原材料中需要被分離出去的物質里面，活性成分與共存雜質之間有著諸多差異，或物理層面或化學層面或生物層面，其是要借助制藥分離技術來將這些成分與雜質之間的差異有效分離出去。制藥分離過程很復雜，精細度要求也很高，制藥分離技術在其中扮演著至關重要的角色，也是決定藥品最終質量和制藥企業經濟效益的關鍵因素，其在推動制藥工程醫藥產品產業化發展中展現出非常強大的作用。

2.2 制藥分離技術要點

首先，分離流程。一種藥品的藥效和屬性取決于藥品的主要成分，而藥品在制作過程中的變異性則是決定其最終市場銷售價格的關鍵因素。現在人們多以口服藥物的方式來治療，如果人們所服用的藥品中有非水溶性物質存在，那么其對于人體消化系統而言會是非常大的負擔，甚至會直接傷害到人體消化系統。所以，制藥工程生產過程中必須應用科學的分離制藥方式來去除非水溶性固體，并且選擇使用哪一種藥品分離技術都需要將工藝安全放在第一位。目前，在制藥工程領域中應用比較廣泛的一種分離技術當屬于非臨界分離技術。考慮到現實因素，很多化學物質或多或少都會有成分或者分子的存在，而這些成分和分子便會在不同程度上影響單個提取器的工作質量和效率。實踐中，相關技術人員會綜合考量多方因素，在保證精準充分提取藥品成分，以及信息技術的基礎上做出綜合性比較高的選擇。

2.3 制藥分離技術的種類

膜分離技術。何為膜分離技術，其本質是應用指定膜效應來完成選擇性分離的一種先進技術類型。膜分離技術在實際應用過程中可能隨時會受到外力影響，也可能在某些因素作用下出現化學失衡的情況，如此一來便產生了化學間隙，使得各組化學藥品相互分離。現階段膜分離技術被廣泛應用于社會多個生產領域和行業當中，而制藥業便是從中獲利最多的一個重點領域。在膜分離技術當中，最重要的部分便是膜，膜的表面分布著非常多小孔，以小孔直徑大小不同可劃分為不同區域，諸如過濾、通風等。與傳統分離技術相比，膜分離技術展現出諸多優勢。比如，應用膜分離技術不會有新污染物的產生；膜分離技術成本低，流程少；膜分離技術有著較高的選擇性，可允許分子級材料分析。下圖1 所示為膜分離技術原理圖。

圖1 膜分離技術原理圖

反膠團萃取分離技術。反膠團萃取分離技術屬于相對傳統的一種代表性生物分離技術。反膠團萃取分離技術的特點主要集中體現為：利用表面活性劑在有機溶劑中構建反凝膠結構，實現對生物大分子的高效去除。實驗結果表明，利用反凝膠體系進行蛋白質類活性成分的提取是一種十分簡便、高效的方法。所以，從這一層面來看，反膠團萃取分離技術可以很好地完成分離。從現階段反膠團萃取分離技術的應用來看，該技術仍處于研究發展階段，距離成熟還存在著一定的距離。下圖2 所示為反膠團萃取技術原理圖。

圖2 反膠團萃取技術原理圖

固液萃取分離技術。固液萃取分離技術是將可溶性物質從固體物料中分離出來的一種技術類型，其利用的是可溶性物質易溶于相應溶劑的特點。在制藥工程中，固液萃取分離技術也屬于比較常見的一種應用技術。固液萃取的流程也是比較復雜的，其工藝流程可以分為如下幾個方面：首先對原材料進行粉碎處理，并將其加工成細粒狀或薄片狀材料；其次將經過加工后的原材料放入一種特殊的溶劑內，并利用溶質易溶于溶劑的基本原理，使原材料中的有效成分能夠與不溶性原材料分離開來，并將其存儲在對應的溶劑中。在分離實踐中，由于含有難溶解的固態原料一般都會有一些傳質阻力。而通過對固態原料的破碎作用，增加了固態物料中的有效組分和對應的溶劑的接觸面積，提高了分離萃取的速度。但是，在對固態原料進行破碎時，要防止過度破碎，造成萃取時滯留液的生成，這將會對固——液萃取的質量與效果造成較為明顯的干擾。

雙水相萃取技術。該技術是借助高聚物分子所具有的空間阻礙特點，讓溶劑與溶質之間出現空間阻礙而無法呼吸滲透，以達到高效分離的效果，同時這一技術借助雙高聚物雙水相體系，一旦聚合物彼此之間的憎水程度出現較大差距，就會導致二相現象出現，如此便可順利實現聚合物的有效分離。實踐證明，聚合物之間的憎水程度越大，分離效果會更好。

3 制藥分離技術在制藥工程中的具體應用

3.1 膜分離技術在生物發酵制藥工業中的應用

從現階段來看，在生物發酵制藥過程中，氨基酸和水溶性維生素的分離、濃縮及抗生素和半合成抗生素的純化與回收都會借助膜分離技術來實現。根據閱讀和了解相關膜分離技術的資料，相關研究機構已經將反滲透膜分離技術應用于青霉素裂解液的濃縮實驗中，并通過降低膜通量、提高濃縮倍數等方式，將6-APA 的殘留率提升至98.4%以上，并且對結晶母液中的6-AP 回收過程，濃縮率也達到97%。因此，可以說膜分離技術在制藥工程中具有良好的發展前景，其不僅應用于抗生素及酸抑制劑、半合成抗生素當中，其還被廣泛應用于其他抗生素的生產工藝中，并取得不錯的成績。

3.2 分子蒸餾技術在制藥工程中的應用

其一，芳香油精制。伴隨著社會經濟的發展與人們生活水平的提升，社會許多行業和領域對于天然芳香油的需求都逐漸提升。顧名思義，芳香油就是從芳香植物中提純出來的精油，關于芳香油的提取方式，目前可選擇性是比較多的。但由于芳香油含有大量的醇、醛和酮等物質，化學成分構成較為復雜，且沸點較高，一旦受熱，或者長期處在高溫狀態中，芳香油的穩定性會變得越來越差，如果按照傳統的蒸餾法對其進行加工，芳香油內部化學成分在受熱后會出現聚合、氧化或水解反應，芳香油成本也會因此遭到不同程度的破壞，芳香油氣味也被影響，進而失去其特有的價值。如果采用與非芳香物質共同提取的方式，芳香油的氣味和純度也會受到影響，因此采用分子蒸餾技術能夠達到更好的提純效果。其二，魚油中分離DHA 與EPA。現階段魚油在醫學領域中有著非常廣泛的應用，魚油被應用于各種疾病的輔助治療當中，比如治療動脈硬化、老年癡呆癥、腫瘤等。魚油中DHA 和EPA 兩種成分都包含不飽和雙鍵脂肪酸，所以整體提純難度會很大，如果遇到高溫環境產生了聚合反應，其提取難度會更大。根據調查和了解，目前針對DHA 與EPA 的分離需求，比較常用的提純方式有尿素沉淀法、分子蒸餾法、低溫溶劑區分法等。目前來看，在諸多分離技術當中，分子蒸餾技術的實用性要更強一些。其三，天然維生素E 提純。眾所周知，維生素E 有著廣泛的應用，特別是在醫學領域，維生素E 多被應用于輔助治療疾病。近些年伴隨著醫學實驗研究深度的不斷拓展，已經發現天然維生素E 的生物活性要比維生素E 更具安全性，而天然維生素E 主要來源于多種動植物組織當中。例如：對于大豆等油脂加工的副產物，維生素E 具有更高的沸點和更好的熱敏性，且能夠將分子蒸餾技術運用到非皂化材料中，從而確保其含量大于60%的E 混合液高效地進行濃縮。

3.3 雙水相萃取技術在生物制藥領域中的應用

其一，雙水相萃取技術在抗生素制備中的應用。雙水相萃取技術在抗生素領域展現出非常重要的應用價值，基本上涉及了各種類型的抗生素，換而言之，在抗生素制作領域，雙水相萃取技術的身影無處不在。雙水相萃取技術不同于傳統的技術方法，其擁有著更顯著的節能化和高效化特征。在抗生素分離制作過程中，雙水相萃取技術發揮著至關重要的作用。其二，雙水相萃取技術在手性藥物分離中的應用。手性藥物含有手性因素的分子結構，一般通過分子識別與受體分子匹配才可發揮預期的藥理作用。通常情況下，手性藥物多通過手性源合成法、不對稱合成法，以及外消旋體拆分法來獲得。在應用雙水相萃取技術分離手性藥物之前，各種分離方法不僅成本高，而且流程也比較繁瑣，相比之下，雙水相萃取技術展現出諸多優勢。目前，該領域已經陸續利用雙水相萃取技術拆分了扁桃酸外消旋體，也利用雙水相萃取技術構建了手性識別體系等。

4 結束語

綜上所述，制藥分離技術是制藥工程中的核心環節，選擇合適的制藥分離技術可以更好地保證分離物質的效果。目前制藥分離技術種類越來越具先進性和多元化，在制藥工程中也展現出越來越重要且強大的應用價值。未來伴隨著制藥分離技術的不斷創新升級，其將為制藥工程的高質量發展提供更強勁的助推力量。