浅谈制药工程中的分离技术及其应用

发表时间:2021/5/7   来源:《中国医学人文》2021年8期   作者:常玉洁
[导读] 在制药工程建设过程中,化学制药、中药制药和生物制药是重要的内容
        常玉洁
        多多药业有限公司 黑龙江 佳木斯 154007
        摘要: 在制药工程建设过程中,化学制药、中药制药和生物制药是重要的内容。制药工程的关键环节是做好原料生产和药物分离。药物分离作业主要是分离原料中所含的各种混合物,有助于提高药物纯度,突出药物的治疗效果。近年来,在多项技术发展的推动下,医药行业的发展空间逐步扩大,医药装备和医药技术的应用研究也取得了良好的研究成果。当前,在医药领域的发展中,要注重加强设备的维护管理,促进医药生产和技术实践的全面发展。
        关键词:制药工程;膜分离;萃取分离技术
        引言
        近年来,人们的物质生活水平不断提高,生活质量显著提高,人们更加关注个人健康。然而,近年来,由于自然环境问题和诸多因素的影响,人们的健康受到了威胁,医学应用的重要性也开始受到关注。因此,一些学者开始对制药工程进行深入研究。在制药工程的发展过程中,药物分离技术是一个重要的组成部分。做好药物分离技术的应用和发展具有重要意义。
1 膜分离技术
        膜分离是利用特制的具有选择透过性的薄膜,在外力如浓度差、膜两侧压力差及电位差等) 的推动下对混合料液进行分离、分级、纯化、浓缩来获得目标产品的方法。根据膜孔径的大小可以把膜分为微滤( MF) 膜、超滤( UF) 膜、纳滤( NF) 膜及反渗透( RO) 膜等。目前在医药工业开发应用的膜分离技术主要包括以下4种: 微滤膜是孔径为0. 01 ~ 10 μm 的多孔质分离膜,常作为组合方法中的第一步去除流体中的细菌、胶体及不溶物等微小粒子; 超滤则以截留相对分子质量为指标,通常能截留90%以上的相对分子质量1 000 ~ 300 000 的物质,能对大分子有机物( 如蛋白质、细菌) 、胶体、悬浮固体等进行分离; 纳滤介于超滤与反渗透之间,截留相对分子质量范围在80 ~ 1 000,孔径为纳米级,可截留90%以上相对分子质量大于300 的有机溶质,以及截留透过超滤膜的相对分子质量较小的有机物,透析被反渗透膜所截留的无机盐,填补了两者之间的空白; 反渗透是利用膜只能透过溶剂( 通常是水) 而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压力为动力,实现对液体混合物质分离的过程。
        与传统分离技术相比,膜技术具有以下优点: ①无相变,操作温度低,适用于热敏性物质; ②不使用有机溶媒,降低有效成分损失; ③可根据孔径大小特征将物质进行分离,可以是单一成分,也可以是某区段的多种成分; ④分离、分级、浓缩和富集可同时实现,分离系数较大,适用范围广; ⑤装置和操作简单,周期短,易放大; 可实现连续和自动化操作,易与其他工艺过程耦合。综合以上优点,膜技术对于改善药品工业生产模式,提升药品产品质量方面具有巨大发展潜能,必将在药品制药行业中发挥更大作用。集成膜技术是微滤、超滤、纳滤及反渗透等技术的综合应用,在膜孔径上具有互补特点,通常2 种或2 种以上的膜技术联用即可称为集成膜技术。传统分离提纯方法繁琐,集成膜技术可将原料药提取液通过微滤-超滤-纳滤级别的过程,控制膜孔径由大到小对某一或某区段相对分子质量成分透过或截留,一次性达到分离纯化的目的。

集成膜技术属于物理分离过程,全程可有效避免传统工艺中高温导致有效成分失活,生产步骤多导致原料损失及耗能高等一系列问题,是未来膜分离工艺发展的重要方向。
2 萃取分离技术在制药工程中的应用
        2.1 超临界流体萃取
        该技术的应用实践是在低温环境下通过加压装置将大量气体有效地转化为液体。之后,液体的实际面积随着温度的升高而增大。其中,超临界流体主要是在物料的临界温度和压力下实现气液的有效转化,而具体萃取过程中的关键点是物料的临界温度和压力。大多数物体存在于液体和气体之间,主要取决于流体的形状。这种超临界流体在分离和萃取过程中被广泛用作溶剂。超临界流体萃取可以有效地提取许多天然产物。在正常条件下,选择CO2作为基本萃取剂。其原因是CO2在临界环境下无毒无害,安全系数高,不燃烧,消耗成本低,对溶质无损伤。CO2在超临界状态下可选择性溶解,能有效溶解亲油、低沸点、低分子物质。然而,研究发现,CO2难以有效提取大分子量的化合物。在分子量较大、极性基团较多的中草药提取过程中,应加入适量的溶剂,以调节物质的溶解度,如加入适量的CH3OH、C3H6O等夹带剂。
        2.2 双水相萃取技术
        双水相萃取技术的应用主要是发挥聚合物分子的空间屏障作用,防止溶质与溶剂之间的渗透,避免二者的有效结合,最终完成分离目标。双水相萃取技术采用两种高分子-双水相体系,两种高分子的疏水程度不同,会产生二相反应,有利于达到分离目的,而疏水程度对实际分离效果的影响会更好。
        2.3固液萃取分离
        该技术的主要应用是有效分离可溶性物质和目标物质,主要发挥可溶性物质和相应溶剂溶解的基本原理。目前,它在医药领域的发展中有着广泛的应用。在固液萃取过程中,主要溶剂是水,用于提取原料成分或制备药材。该技术应用价值突出,广泛应用于药物添加剂的提取。操作方式以原料集中破碎为主,保证原料与溶剂的接触面积得到有效改善。在溶剂中混合许多精细原料,然后根据溶质-溶剂溶解原理分离出更多的不溶性物质。在溶剂中,有许多固体物质很难溶解在溶剂中,通过以上处理操作,很难达到相应的分离目的。然而,通过最大限度地粉碎原料来提高基本提取率是不可能的。一些加工材料相对较细,导致液体体积停滞,难以集中提取。在固液萃取过程中,溶剂的规范选择是非常重要的。应注意溶质溶解度的合理选择。
结束语
        在制药工程的发展中,药物分离技术的应用是关键环节,要注意各种分离技术的合理应用,选择合理的分离技术这样便于有效成分的分离。药物分离技术研究进展在应用过程中,应注意色谱分离技术和膜分离技术的应用集中控制。在药物分离中,要注意确定提取药物成分的目标,根据不同物质的基本特性选择相应的分离技术。
参考文献:
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