論膜分離技術(shù)在生物制藥中的使用

　　膜分離是在20世紀初出現，目前已廣泛應用于醫藥用純水、生物、環(huán)保、化工等領(lǐng)域，成為當今分離科學(xué)中最重要的手段之一。膜分離技術(shù)具有在常溫下進(jìn)行、無(wú)化學(xué)變化、選擇性好、無(wú)相態(tài)變化、適應性強、能耗低等特點(diǎn)。本文對膜分離技術(shù)在生物制藥中的應用進(jìn)行論述，歡迎大家借鑒!

　　摘 要：膜分離是在20世紀初出現，20世紀60年代后迅速崛起的一門(mén)分離新技術(shù)。膜分離技術(shù)由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，目前已廣泛應用于電子、醫藥用純水、飲用蒸流水、生物、環(huán)保、化工等領(lǐng)域，成為當今分離科學(xué)中最重要的手段之一。膜分離技術(shù)具有在常溫下進(jìn)行、無(wú)化學(xué)變化、選擇性好、無(wú)相態(tài)變化、適應性強、能耗低等特點(diǎn)。由發(fā)酵法生產(chǎn)的微生物藥物的分離和純化正面臨著(zhù)含量低、易失活、收率低等問(wèn)題，膜分離過(guò)程作為一種新型的分離技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展。本文對膜分離技術(shù)在生物制藥中的應用進(jìn)行綜述。

　　關(guān)鍵詞：膜;分離;制藥

　　1、 膜分離技術(shù)在抗生素、氨基酸和酶類(lèi)分離純化中的應用

　　1.1 膜分離技術(shù)的特點(diǎn)

　　相對于傳統工藝，膜分離具有簡(jiǎn)化工藝流程、產(chǎn)品質(zhì)量高、操作簡(jiǎn)單、能耗低、收率高、環(huán)保、運行費用低等優(yōu)點(diǎn)。

　　1.2 分離原理

　　根據截留組分的不同，可以將膜過(guò)程分為微濾、超濾、納濾、反滲透、滲透蒸發(fā)、滲析、電滲析、氣體分離等。用于發(fā)酵液后處理的膜技術(shù)主要是超濾，其次是納濾、微濾、反滲透以及液膜分離等。膜的孔徑一般為微米級，依據其孔徑的不同，可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜，根據材料的不同，可分為無(wú)機膜和有機膜�？股�素、氨基酸和酶類(lèi)分離純化主要應用超濾膜。

　　1.2.1 微濾膜又稱(chēng)微孔過(guò)濾，它屬于精密過(guò)濾，分離截留直徑0.01～10?滋m以上的粒子。液固分離等方面，常作超濾的預處理過(guò)程，如發(fā)酵液中的菌體、細胞、不溶物等。

　　1.2.2 超濾膜屬于非對稱(chēng)多孔膜，是介于微濾和納濾之間的一種膜過(guò)程，孔徑在2～50nm。超濾膜以膜兩側的壓力差為驅動(dòng)力，以超濾膜為過(guò)濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當水流過(guò)膜表面時(shí)，只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過(guò)，達到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。超濾膜常用于處理發(fā)酵液可以截留病毒、蛋白質(zhì)、酶、多糖等大分子物質(zhì)。

　　1.2.3 反滲透的分離基本原理是溶解擴散學(xué)說(shuō)，主要應用于水處理和熱敏感性物質(zhì)的濃縮，主要應用領(lǐng)域包括以下：生物醫藥、生物發(fā)酵、醫藥行業(yè)工藝用水、制劑用水、注射用水、無(wú)菌無(wú)熱源純水等。

　　1.2.4 納濾膜平均孔徑2nm左右，是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)，其截留分子量在80～1000的范圍內，處理發(fā)酵液時(shí)截留組分可小到抗生素，合成藥、染料、雙糖等，具有對小分子有機物有較高的截留性等特點(diǎn)。

　　1.3 膜分離技術(shù)在抗生素、氨基酸和酶類(lèi)微生物藥物分離純化中的應用

　　膜分離技術(shù)主要用于B一內酰胺類(lèi)、大環(huán)內酯類(lèi)、四環(huán)素類(lèi)等抗生素以及氨基酸和酶類(lèi)微生物藥物分離純化中的應用。李春艷、方富林等采用Ultra-flo超濾系統提純未經(jīng)任何預處理的頭孢菌素 C發(fā)酵液，過(guò)濾收率由原工藝的 78%提高到 83.8%。梁萬(wàn)秋、何建勇等比較連續板式超濾與間歇板式超濾在頭孢菌素C發(fā)酵液過(guò)濾提純中的效果，結果連續板式超濾適應頭孢菌素C的過(guò)濾分離及與后續提取工藝的整合。馮建立，許振良，王學(xué)軍等采用自制的三種中空纖維超濾膜(U F-1、U F-2和U F-3)對紅霉素發(fā)酵液去除乳化現象進(jìn)行了試驗，結果表明超濾法可達到去除乳化的目的，同時(shí)提高了萃取的收率和質(zhì)量。張治國，王世展等采用蓬萊反滲透設備廠(chǎng)生產(chǎn)的NFB系列板式反滲透裝置已成功地應用于濟寧抗生素廠(chǎng)的鏈霉素生產(chǎn)中，收率明顯提高，能耗和物耗大幅度降低。葉榕等采用超濾-納濾集成膜分離技術(shù)代替傳統的薄膜蒸發(fā)法提純濃縮卡那霉素樹(shù)脂解吸液，實(shí)驗結果表明濃縮倍數、濃縮收率、損失率、平均膜通量等指標均優(yōu)化。

　　2 、分離純化的方式方法

　　根據近年來(lái)國內外應用膜分離純化微生物藥物的方式方法，大致有以下幾類(lèi)。

　　2.1 分離方式

　　對于納濾，可以將萃取液用疏水性納濾膜處理進(jìn)行濃縮或用親水性納濾膜對未經(jīng)萃取的抗生素發(fā)酵濾液進(jìn)行濃縮，減少萃取劑的用量。

　　2.2 多層液膜分離

　　例如紅霉素在水/油乳狀液滴中的滲透，乳狀液滴中一旦形成的濃團，會(huì )使分離性能降低。為防止這種情況發(fā)生，料液和乳狀液應分別為分散相和連續相進(jìn)行分離。

　　2.3 組合分離

　　抗生素發(fā)酵液的分離有時(shí)候需要多個(gè)膜分離操作。通常先采用微濾或超濾，去除鹽和水，再采用納濾濃縮。

　　2.3.1 超濾和納濾膜組合分離。何旭敏等用超濾膜處理6-APA的鉀鹽，經(jīng)反應罐中裂解后，再經(jīng)納濾膜濃縮，裂解率為97.5%。

　　2.3.2 超濾和反滲透膜組合分離。李十中等先用截留分子量5萬(wàn)的超濾膜處理土霉素結晶母液，除去母液中的懸浮物和大分子物質(zhì)，得到土霉素的純度82.9%。

　　2.3.3 膜分離技術(shù)與傳統的分離技術(shù)相結合。膜分離技術(shù)與傳統的分離技術(shù)相結合，在不同程上吸取了膜分離和傳統分離方法的優(yōu)點(diǎn)而避免了兩者原有的缺點(diǎn)。李十中等利用超濾/萃取法提取青霉素G、紅霉素和麥迪霉素，發(fā)現新工藝收率高，靜置分層快，不需要離心分離或活性炭脫色。

　　結束語(yǔ)：

　　目前的膜分離技術(shù)在生物制藥應用研究非�；钴S，廣泛用于生物發(fā)酵液過(guò)濾除菌及下游分離純化精制、結晶母液回收、氨基酸發(fā)酵液過(guò)濾澄清及精制、生物蛋白、多肽、酶制劑等酵液過(guò)濾澄清及精制等。膜分離技術(shù)突出的優(yōu)點(diǎn)和其廣闊的潛在市場(chǎng)使膜分離技術(shù)將在微生物制藥中發(fā)揮更為重要的作用。

　　參考文獻：

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　　[6]何旭敏，何國梅，曾碧榕.等.膜分離技術(shù)的應用[J].廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2001，40(2)：495.

　　[7]李十中，王淀佐，胡永平.膜分離法回收土霉素結晶母液中的土霉素[J].中國抗生素雜志，2002，27(1)：25.

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