9月13～15日,，一場精彩“大戲”在北京國際展覽中心上演，其主角是“膜技術(shù)”,。在此次由中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會,、中國膜工業(yè)協(xié)會舉辦的“2006中國國際膜工業(yè)展”上云集了國內(nèi)外百余家膜技術(shù)企業(yè),，參觀者絡(luò)繹不絕。記者在展會現(xiàn)場看到很多企業(yè)開發(fā)的專門用于醫(yī)藥生產(chǎn)的新型膜技術(shù)裝備,。有關(guān)專家告訴記者,，近年來，隨著藥品質(zhì)量要求的不斷提高,，以及降低生產(chǎn)成本的需要,，超濾技術(shù)、滲透汽化,、膜蒸餾等膜技術(shù)迅速成為醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的熱點(diǎn),，它們?yōu)榻鉀Q醫(yī)藥生產(chǎn)的提取、分離,、濃縮,、純化一體化工程技術(shù)難題提供了保證，為提高醫(yī)藥生產(chǎn)的整體水平奠定了基礎(chǔ),。
■超濾：應(yīng)用進(jìn)展顯著
據(jù)了解，超濾技術(shù)近年來在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展非常顯著,，很好地解決了一些技術(shù)難題,。如制劑生產(chǎn)企業(yè)普遍面臨的除熱原問題，以往的方法一般是用活性炭反復(fù)吸附,，但此方法勞動強(qiáng)度大,、損耗大且得率低；而使用小于熱原分子量的超濾膜攔截?zé)嵩?，勞動?qiáng)度小,，且產(chǎn)品得率高、質(zhì)量好,。
在展會現(xiàn)場,，記者采訪了北京林業(yè)大學(xué)的贠延濱副教授，他從事膜技術(shù)研究已有11年時間,。據(jù)他介紹,，由于藥液有效成分（如黃酮類、生物堿類,、總苷類等）的分子量多在1000以下,，故超濾非常適合用于注射劑除熱原。北京中醫(yī)藥大學(xué)藥廠對清開靈注射液除熱原工藝的研究表明,，超濾法較活性炭吸附法所得產(chǎn)品的黃芩苷含量高,，產(chǎn)品顏色淺，微粒數(shù)量明顯少,。他們利用超濾膜過濾川參通注射液,、冠舒注射液,、松梅樂注射液及大輸液中的熱原，藥液均可達(dá)到《中國藥典》要求,?？哲姳本?a href="http://hnhlg.com/sell/list-153.html" target="_blank">醫(yī)院藥局用超濾法制備了復(fù)方丹參、茵梔花,、生脈3種復(fù)方中草藥注射液,，所得產(chǎn)品澄清度好，放置3個月后無沉淀出現(xiàn),，且超濾去熱原可有效地保護(hù)原方中有效成分的損失,。
目前，超濾系統(tǒng)還被用于紅霉素,、青霉素,、頭孢菌素、四環(huán)素,、林可霉素,、慶大霉素、利福霉素等抗生素的過濾生產(chǎn)：美國默克（Merck）公司利用截留分子量為2.4萬的超濾膜過濾頭孢菌素發(fā)酵液,，使收率比使用有助濾劑層的鼓式真空過濾機(jī)高出2%,，達(dá)到98%，材料費(fèi)用降低2/3,，設(shè)備投資費(fèi)用減少20%,；利用超濾膜可有效地對頭孢菌素C發(fā)酵液進(jìn)行加工處理，而不使膜堵塞或結(jié)垢,，提高回收率,，使?jié)饪s液中頭孢菌素C的濃度比原發(fā)酵液中的更高；有些青霉素生產(chǎn)企業(yè)采用超濾法去除發(fā)酵副產(chǎn)品和殘留物以及一些可溶性蛋白質(zhì),，改變了以往需加入毒性較大,、價格昂貴的破乳劑的方法，使過程簡單快捷,。另外,，在發(fā)酵法生產(chǎn)維生素C的工藝中，我國研究人員采用Sun-flo超濾膜系統(tǒng)代替加熱沉淀法去除發(fā)酵液中殘留的菌絲體,、蛋白質(zhì)和懸浮微粒等雜質(zhì),，省去了預(yù)處理、加熱,、離心等工序,，既節(jié)約了能耗又提高了古龍酸的收率。
贠延濱副教授還告訴記者,，大分子類藥物多具有熱不穩(wěn)定性,，而超濾具有低溫快速過濾的特性,，因而成為該類藥物精制的重要手段。生產(chǎn)實(shí)踐表明,，利用截留分子量為兩萬的PS管式超濾膜系統(tǒng)濃縮植酸酶發(fā)酵液,，濃縮倍數(shù)可達(dá)6.53倍，濃縮收率可達(dá)99.69%,，截留率達(dá)99.93%,；利用PAN超濾膜從藏牦牛血中分離純化凝血酶，所得凝血酶平均比活達(dá)38.24國際單位/毫克,，比傳統(tǒng)方法所得產(chǎn)品的比活提高了兩倍,。
另外，超濾用于中藥高分子化合物的單獨(dú)分離,，也越來越被企業(yè)所接受,。如板藍(lán)根茶、板藍(lán)根顆粒類產(chǎn)品以往采用水提醇沉法制備,，有生產(chǎn)成本高,、周期長、安全性差等缺點(diǎn),，而選用截留分子量為5萬的PS超濾膜替代醇沉法處理板藍(lán)根水提液,，可使提取過程高效且節(jié)能；銀耳多糖的分子量約為7萬,，利用CA超濾膜濃縮銀耳浸提液，其產(chǎn)品收率較常規(guī)濃縮方法可提高22.4%,，同時縮短了濃縮時間,；中空纖維超濾膜還可用于提取六味地黃湯中的活性多糖，其工藝簡單,、生產(chǎn)周期短,。
■滲透汽化：節(jié)能優(yōu)勢突出
據(jù)記者了解，近兩年,，一種根據(jù)液體混合物中組分的溶解擴(kuò)散性能的不同,，利用致密高聚物膜實(shí)現(xiàn)組分分離的新型膜分離技術(shù)——滲透汽化技術(shù)逐漸被用于制藥、化工領(lǐng)域中的微量水的脫除和廢水處理,。目前,，國內(nèi)已有多家企業(yè)引進(jìn)該技術(shù)，如哈爾濱制藥總廠于2004年下半年建成投產(chǎn)3000噸/年的乙醇溶媒脫水回用工程,，沈陽東瑞科技公司2005年9月投產(chǎn)5000噸/年的乙醇脫水工程,，山東某企業(yè)于2005年12月投產(chǎn)3000噸/年的叔丁醇工業(yè)脫水裝置等。該技術(shù)為企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益,。
贠延濱副教授介紹,，在滲透汽化處理過程中,，由于膜對料液中的一些組分有選擇通過性，易透過組分分子溶解吸附于膜表面,，在膜的化學(xué)位梯度作用下優(yōu)先擴(kuò)散通過,，使上游側(cè)料液組成發(fā)生改變，通過高分子膜滲透到下側(cè)的組分,，由于其蒸汽分壓小于其飽和蒸汽壓而在膜表面汽化,，隨后進(jìn)入冷凝系統(tǒng)冷凝后即形成滲透產(chǎn)物。滲透汽化技術(shù)能夠以低能耗實(shí)現(xiàn)蒸餾,、萃取,、吸收等傳統(tǒng)方法難以完成的液體分離任務(wù)，如蒸餾法難以分離或不能分離的近沸點(diǎn),、恒沸點(diǎn)混合物以及同分異構(gòu)體的分離,。
與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，滲透汽化過程的特點(diǎn)：一是高效,，選擇合適的膜,，單級就能達(dá)到很高的分離度；二是能耗低,，一般比恒沸精餾法節(jié)能1/2～1/3,；三是過程簡單，附加的處理少,，操作方便,；四是在整個過程中不引入其它試劑，因此產(chǎn)品和環(huán)境不會受到污染,；五是便于放大及與其它過程耦合和集成,。目前滲透汽化脫水技術(shù)主要用于醇類、酮類,、芳香族化合物,、胺類、酯類,、醚類,、有機(jī)酸、腈類,、脂肪烴,、有機(jī)硅類化合物等的脫水處理。由于很多中藥的有效成分（如總大黃素成分,、黃酮類物質(zhì),、綠原酸、馬錢素、黃芪甲苷等）采用醇浸出或沉淀,，這樣就需要對醇類物質(zhì)進(jìn)行回收,，而滲透汽化技術(shù)可以簡單、快捷地達(dá)到回收的目的,。
■膜蒸餾：低溫濃縮效率高
在展會現(xiàn)場,，一些企業(yè)還展示了新型膜蒸餾裝備。據(jù)了解,，膜蒸餾是一種利用疏水性微孔膜將兩種溫度不同的水溶液分隔開的技術(shù),。在膜兩側(cè)蒸汽壓力差的作用下，熱側(cè)的蒸汽通過膜孔進(jìn)入冷側(cè),，在冷側(cè)冷凝,。膜蒸餾與常規(guī)蒸餾中的蒸發(fā)-傳送-冷凝過程相同。兩者都以氣-液平衡為基礎(chǔ),，都需要蒸發(fā)潛熱以實(shí)現(xiàn)相變,。相對于常規(guī)分離過程，膜蒸餾的優(yōu)點(diǎn)是理論上可100%分離離子,、大分子,、膠體、細(xì)胞及其他不揮發(fā)性物質(zhì),；操作溫度比傳統(tǒng)蒸餾過程低,；操作壓力比過程低；對膜的機(jī)械性能要求低,；適于特種物質(zhì)分離,，而且可以分離極高濃度的物質(zhì)，甚至可以產(chǎn)生結(jié)晶,；高效,。
由于膜蒸餾技術(shù)具有低溫濃縮的特性，因而可用于熱敏性物質(zhì)的濃縮,。如青霉素的傳統(tǒng)提取方法是通過溶媒萃取，過程復(fù)雜,，而利用直接接觸式膜蒸餾濃縮青霉素水溶液,，濃縮過程較穩(wěn)定；益母草和赤芍是臨床常用中藥,，兩者指標(biāo)性成分水蘇堿和芍藥苷皆為水溶性,，沸點(diǎn)比水高，將真空膜蒸餾法用于益母草與赤芍提取液的濃縮,，效率高,、耗能少且操作方便，有效成分的截留率幾乎達(dá)到100%,。（馬艷紅）
■超濾：應(yīng)用進(jìn)展顯著
據(jù)了解，超濾技術(shù)近年來在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展非常顯著,，很好地解決了一些技術(shù)難題,。如制劑生產(chǎn)企業(yè)普遍面臨的除熱原問題，以往的方法一般是用活性炭反復(fù)吸附,，但此方法勞動強(qiáng)度大,、損耗大且得率低；而使用小于熱原分子量的超濾膜攔截?zé)嵩?，勞動?qiáng)度小,，且產(chǎn)品得率高、質(zhì)量好,。
在展會現(xiàn)場,，記者采訪了北京林業(yè)大學(xué)的贠延濱副教授，他從事膜技術(shù)研究已有11年時間,。據(jù)他介紹,，由于藥液有效成分（如黃酮類、生物堿類,、總苷類等）的分子量多在1000以下,，故超濾非常適合用于注射劑除熱原。北京中醫(yī)藥大學(xué)藥廠對清開靈注射液除熱原工藝的研究表明,，超濾法較活性炭吸附法所得產(chǎn)品的黃芩苷含量高,，產(chǎn)品顏色淺，微粒數(shù)量明顯少,。他們利用超濾膜過濾川參通注射液,、冠舒注射液,、松梅樂注射液及大輸液中的熱原，藥液均可達(dá)到《中國藥典》要求,?？哲姳本?a href="http://hnhlg.com/sell/list-153.html" target="_blank">醫(yī)院藥局用超濾法制備了復(fù)方丹參、茵梔花,、生脈3種復(fù)方中草藥注射液,，所得產(chǎn)品澄清度好，放置3個月后無沉淀出現(xiàn),，且超濾去熱原可有效地保護(hù)原方中有效成分的損失,。
目前，超濾系統(tǒng)還被用于紅霉素,、青霉素,、頭孢菌素、四環(huán)素,、林可霉素,、慶大霉素、利福霉素等抗生素的過濾生產(chǎn)：美國默克（Merck）公司利用截留分子量為2.4萬的超濾膜過濾頭孢菌素發(fā)酵液,，使收率比使用有助濾劑層的鼓式真空過濾機(jī)高出2%,，達(dá)到98%，材料費(fèi)用降低2/3,，設(shè)備投資費(fèi)用減少20%,；利用超濾膜可有效地對頭孢菌素C發(fā)酵液進(jìn)行加工處理，而不使膜堵塞或結(jié)垢,，提高回收率,，使?jié)饪s液中頭孢菌素C的濃度比原發(fā)酵液中的更高；有些青霉素生產(chǎn)企業(yè)采用超濾法去除發(fā)酵副產(chǎn)品和殘留物以及一些可溶性蛋白質(zhì),，改變了以往需加入毒性較大,、價格昂貴的破乳劑的方法，使過程簡單快捷,。另外,，在發(fā)酵法生產(chǎn)維生素C的工藝中，我國研究人員采用Sun-flo超濾膜系統(tǒng)代替加熱沉淀法去除發(fā)酵液中殘留的菌絲體,、蛋白質(zhì)和懸浮微粒等雜質(zhì),，省去了預(yù)處理、加熱,、離心等工序,，既節(jié)約了能耗又提高了古龍酸的收率。
贠延濱副教授還告訴記者,，大分子類藥物多具有熱不穩(wěn)定性,，而超濾具有低溫快速過濾的特性,，因而成為該類藥物精制的重要手段。生產(chǎn)實(shí)踐表明,，利用截留分子量為兩萬的PS管式超濾膜系統(tǒng)濃縮植酸酶發(fā)酵液,，濃縮倍數(shù)可達(dá)6.53倍，濃縮收率可達(dá)99.69%,，截留率達(dá)99.93%,；利用PAN超濾膜從藏牦牛血中分離純化凝血酶，所得凝血酶平均比活達(dá)38.24國際單位/毫克,，比傳統(tǒng)方法所得產(chǎn)品的比活提高了兩倍,。
另外，超濾用于中藥高分子化合物的單獨(dú)分離,，也越來越被企業(yè)所接受,。如板藍(lán)根茶、板藍(lán)根顆粒類產(chǎn)品以往采用水提醇沉法制備,，有生產(chǎn)成本高,、周期長、安全性差等缺點(diǎn),，而選用截留分子量為5萬的PS超濾膜替代醇沉法處理板藍(lán)根水提液,，可使提取過程高效且節(jié)能；銀耳多糖的分子量約為7萬,，利用CA超濾膜濃縮銀耳浸提液，其產(chǎn)品收率較常規(guī)濃縮方法可提高22.4%,，同時縮短了濃縮時間,；中空纖維超濾膜還可用于提取六味地黃湯中的活性多糖，其工藝簡單,、生產(chǎn)周期短,。
■滲透汽化：節(jié)能優(yōu)勢突出
據(jù)記者了解，近兩年,，一種根據(jù)液體混合物中組分的溶解擴(kuò)散性能的不同,，利用致密高聚物膜實(shí)現(xiàn)組分分離的新型膜分離技術(shù)——滲透汽化技術(shù)逐漸被用于制藥、化工領(lǐng)域中的微量水的脫除和廢水處理,。目前,，國內(nèi)已有多家企業(yè)引進(jìn)該技術(shù)，如哈爾濱制藥總廠于2004年下半年建成投產(chǎn)3000噸/年的乙醇溶媒脫水回用工程,，沈陽東瑞科技公司2005年9月投產(chǎn)5000噸/年的乙醇脫水工程,，山東某企業(yè)于2005年12月投產(chǎn)3000噸/年的叔丁醇工業(yè)脫水裝置等。該技術(shù)為企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益,。
贠延濱副教授介紹,，在滲透汽化處理過程中,，由于膜對料液中的一些組分有選擇通過性，易透過組分分子溶解吸附于膜表面,，在膜的化學(xué)位梯度作用下優(yōu)先擴(kuò)散通過,，使上游側(cè)料液組成發(fā)生改變，通過高分子膜滲透到下側(cè)的組分,，由于其蒸汽分壓小于其飽和蒸汽壓而在膜表面汽化,，隨后進(jìn)入冷凝系統(tǒng)冷凝后即形成滲透產(chǎn)物。滲透汽化技術(shù)能夠以低能耗實(shí)現(xiàn)蒸餾,、萃取,、吸收等傳統(tǒng)方法難以完成的液體分離任務(wù)，如蒸餾法難以分離或不能分離的近沸點(diǎn),、恒沸點(diǎn)混合物以及同分異構(gòu)體的分離,。
與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，滲透汽化過程的特點(diǎn)：一是高效,，選擇合適的膜,，單級就能達(dá)到很高的分離度；二是能耗低,，一般比恒沸精餾法節(jié)能1/2～1/3,；三是過程簡單，附加的處理少,，操作方便,；四是在整個過程中不引入其它試劑，因此產(chǎn)品和環(huán)境不會受到污染,；五是便于放大及與其它過程耦合和集成,。目前滲透汽化脫水技術(shù)主要用于醇類、酮類,、芳香族化合物,、胺類、酯類,、醚類,、有機(jī)酸、腈類,、脂肪烴,、有機(jī)硅類化合物等的脫水處理。由于很多中藥的有效成分（如總大黃素成分,、黃酮類物質(zhì),、綠原酸、馬錢素、黃芪甲苷等）采用醇浸出或沉淀,，這樣就需要對醇類物質(zhì)進(jìn)行回收,，而滲透汽化技術(shù)可以簡單、快捷地達(dá)到回收的目的,。
■膜蒸餾：低溫濃縮效率高
在展會現(xiàn)場,，一些企業(yè)還展示了新型膜蒸餾裝備。據(jù)了解,，膜蒸餾是一種利用疏水性微孔膜將兩種溫度不同的水溶液分隔開的技術(shù),。在膜兩側(cè)蒸汽壓力差的作用下，熱側(cè)的蒸汽通過膜孔進(jìn)入冷側(cè),，在冷側(cè)冷凝,。膜蒸餾與常規(guī)蒸餾中的蒸發(fā)-傳送-冷凝過程相同。兩者都以氣-液平衡為基礎(chǔ),，都需要蒸發(fā)潛熱以實(shí)現(xiàn)相變,。相對于常規(guī)分離過程，膜蒸餾的優(yōu)點(diǎn)是理論上可100%分離離子,、大分子,、膠體、細(xì)胞及其他不揮發(fā)性物質(zhì),；操作溫度比傳統(tǒng)蒸餾過程低,；操作壓力比過程低；對膜的機(jī)械性能要求低,；適于特種物質(zhì)分離,，而且可以分離極高濃度的物質(zhì)，甚至可以產(chǎn)生結(jié)晶,；高效,。
由于膜蒸餾技術(shù)具有低溫濃縮的特性，因而可用于熱敏性物質(zhì)的濃縮,。如青霉素的傳統(tǒng)提取方法是通過溶媒萃取，過程復(fù)雜,，而利用直接接觸式膜蒸餾濃縮青霉素水溶液,，濃縮過程較穩(wěn)定；益母草和赤芍是臨床常用中藥,，兩者指標(biāo)性成分水蘇堿和芍藥苷皆為水溶性,，沸點(diǎn)比水高，將真空膜蒸餾法用于益母草與赤芍提取液的濃縮,，效率高,、耗能少且操作方便，有效成分的截留率幾乎達(dá)到100%,。（馬艷紅）
