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膜分离技术

2013-08-13    分类:植物提取物提取方法    0人评论

膜分离技术 (membrane separation technipue,MST)是一项新兴的物质分离提纯和浓缩工艺,已被国际公认为是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的一项重大高新生产技术,是利用天然或人工合成的具有选择透过性的薄膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分体系进行分离、分级、提纯或富集的技术。膜技术日趋成熟,已开始应用于医药领域,如临床用于血透、血液净化、亲和过滤、肾透等。由于可在常温下连续操作,无相变;大规模生产中有节能、环保的优势;尤其适宜加热易变性的热敏性物质,因而在食品、医药、生化领域发展迅猛。目前该技术也被广泛应用于中药制剂的生产方面,尤其是超滤技术自20世纪90年代以来以其高效、节能和绿色等特点,在中药制剂中的应用越来越多。 1.基本原理膜分离技术的应用原理近似机械筛,是以压力为推动力,实现溶质与溶剂的分离,当溶液体系进入滤器时,在滤器内的滤膜表面发生分离,溶剂(水)和其他小分子质量溶质透过具有不对称微孔结构的滤膜,大分子溶质和微粒(如蛋白质、病毒、细菌、胶体等)被滤膜阻留,从而达到分离、提纯和浓缩产品的目的,在常温下操作,无相变,能耗低。 2.膜技术的优越性2.1选择范围广,适用性强膜技术种类多,包括反渗透、纳滤、超滤、微滤、透析、电渗析、渗透蒸发、液膜、膜萃取、膜蒸馏等,为满足各种中药生产的需求,提供了广阔的选择空间。

富集产物效率高

根据活性物质或杂质分子质量的情况,有目的地选择一定孔径范围的滤膜,一次或两次即可完成药效成分的滞集,同时完成杂质的去除 ,其过程简单 ,操作方便 ,分离效率高。

常温操作 ,不破坏活性成份

根据分子质量大小选择不同孔径的滤膜 ,如先用超滤膜截大分子物质 ,分出溶液和中小分子物质,再通过反渗透膜除盐 ,达到富集有效物质的目的。该技术不需要加热 ,能耗低,药效成分被破坏的可能性小。尤其适用于热不稳定性活性物质的分离。

可分级分离

可分离不同分子质量范围的溶质 ,在中草药制剂特别是注射液的制备中备受青睐。

除菌、除热原效果好热原的分子质量大小决定了它能比较容易地通过超滤去除而达到药典的要求;超滤除菌也避免了加热灭菌药液易产生沉淀的问题。

经济效益明显

简化工艺,缩短生产周期,节约资源 (尤其是乙醇) ,从而降低成本,提高经济效益。  3.膜技术在中药提取、分离、制备中的应用中药的化学成分非常复杂 ,通常含有无机盐、酚类、酮类、皂苷、甾族和萜类化合物以及蛋白质、多糖、淀粉、纤维素等,其相对分子质量从几十到几百万,一般来讲 ,分子质量高的物质主要是胶质和纤维素等无效成分或药效较低的成分 ,而中药中的有效成分,相对分子质量一般较小,仅有几百到几千,部分中药主要成分的相对分子质量。根据分子质量的差异 ,可以选择合适的膜,采用膜分离技术除去杂质,富集有效部位或有效成分 ,目前在中药方面的应用最广泛的是超滤膜分离技术。采用超滤技术可以滤除中药水提液中的相对分子质量大于几万的杂质 (无效成分 ) ,如纤维素、黏液质、树胶、果胶、淀粉、鞣质、蛋白质(少数药材除外),树脂等成分。它们在水提液中多数呈溶解状态 ,少数以固体微粒形成存在 ,因此,在超滤前应先采用压滤、离心或静置沉淀等方法 ,去除大部分结成团块、微粒的物质,然后采用截留分子质量较大的超滤膜滤除以上杂质。这种方法对去除蛋白质和多糖成分尤其有效 ,还能滤除醇沉法不能去除的树脂成分。

对于相对分子质量几千以上的中药成分 ,采用超滤法浓缩也极其有效 ,当某些蛋白质、多肽和多糖等是中药的有效成分时,先设法除去更大分子质量的杂质和其他可沉淀成分。然后超滤浓缩 ,使水分子和小分子无效成分、无机盐、单糖等成分透过滤膜而被滤除,从而提高产品的纯度。采用超滤膜分离技术进行浓缩 ,滤除药液中水分子和小分子量杂质,可达到节省能耗、提高药品纯度的效果。对于相对分子质量小于1000的中药有效成分,采用截留分子质量较小的超滤膜可以代替沉淀法实现对它的精制。采用截留相对分子质量很小的纳滤膜 (截留相对分子质量约为 200~500),可以分步滤除针剂等药品中的无机盐和多糖等成分 ,实现精制的目的。

膜分离技术在中药分离中的应用即可保证生产的药品质量非常稳定,也能保证中药指纹图谱的稳定。膜分离技术促进了中药生产的规模化和标准化,实现了我国中药生产的现代化。同时还能提高我国中药的附加值,有利于中药出口,提高我国中药在国际市场上所占的份额。膜分离技术用于中药制剂领域具有许多传统方法无法比拟的优点、对提高中药制剂质量、减少服用剂量、提高生产效率、降低环境污染等方面起到里积极作用、呈现较好的应用前景。

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