电大药学毕业论文
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电大药学毕业论文篇1
微生物制药中膜分离技术应用探析
【摘要】在当代的生物制药分离工程技术中，膜分离技术已经被广泛应用，并且具有显著应用意义。本文就膜分离技术的应用展开讨论，主要包括在抗生素、氨基酸、酶类分离纯化等的应用进行了介绍，并且根据应用效果，对膜分离技术应用中存在的问题和针对问题的改进方法进行了阐述。
【关键词】膜分离技术;生物制药;分离浓缩
膜分离技术是现代生物制药分离工程的一门新技术，主要针对生物分离、生物浓缩以及净化提纯技术，是当代广泛应用的技术之一，其技术特点是：节约能量、保护产品原有结构不被破坏、无污染、操作简便、常温下可持续操作、有专一性等[1]。而且在膜分离技术中有各种不同的机制，以便用于不同的分离要求，特备是在热敏性物质的分离过程中有显著的优势，因此在食品的深加工以及医药的分离过程中都具有深远的应用意义，具备独特性和实用性。
1膜分离技术应用在抗生素、氨基酸和酶类分离纯化中。
1.1应用特点
与以往传统抗生素提炼工艺相比，膜分离技术程序更为简便，从传统的发酵液过滤、萃取、浓缩，简化为发酵液超滤、反渗透，之后经过脱色、干燥环节，就可直接生成产品。因此，膜分离技术不仅简化工艺、操作简单，而且投资少、运行费用低，更节省资源，对产品的结构和外观无破坏，且保证质量，材料分离效率和产品收成率均比较高。由于膜分离技术对溶剂量的要求极低，因此提纯、加工后的废液处理也更为简易。
1.2膜分离技术
膜分离技术主要用于发酵液后的处理，根据截留孔径的不同和分子量的大小，可将处理过程分成十余种，其中较为主要的是超滤、微滤、纳滤、反渗透、渗透蒸发、液膜分离、电渗析、气体分离等技术[2]。
超滤膜分离术截留孔径为2-50nm，采用压差和流速原理，在常温情况下，利用高分子薄膜渗透性，将小于膜孔径的低分子量物质过滤，而将高分子量物质截留，从而提升产品纯度。目前已开发出1000 - 100万分子量超滤膜，可根据分子大小及产品要求纯度对发酵液进行过滤处理，从而将酶、多糖、蛋白质、病毒等大分子物质截留，保证产品纯度。
微滤膜分离技术主要用于细胞收集、液固分离等技术环节，采用筛分原理，将直径0.01-10um以上的粒子截留，防止细菌、细胞、不溶物等物质进入发酵液中，是超滤之前重要的预处理过程。
纳滤膜分离技术截留孔径大约在2nm左右，可高度截留小分子物质，如抗生素、染料、双糖、合成药等小分子物质都会进行截留，而对于有机物、无机盐、水等小分子物质有益物质，可以通过，同时对产物起到浓缩作用，由于膜表明呈负电性，可抵制水垢污染，此膜分离技术获得较快发展。
反渗透分离技术采用溶解扩散原理，通过截留氨基酸、盐等小分子物质，而通过溶剂分子，从而利于有机物的浓缩，提高纯度。
液膜萃取技术，将萃取与反萃取相结合，利用液膜的选择透过性，将两个液相隔开，进行物质分离。液膜采用均质膜，其表面活性剂，具有传质速度快、分离率高、选择渗透性好，且分离、浓缩可同时进行等特点，为此近几年液膜萃取技术在活性物质的分离提取领域备受关注，如青霉素、红霉素等抗生素的提取就是液膜萃取技术应用的典型例子。但液膜萃取所需原料复杂、膜流动载体单一、易破裂、堵塞等缺点，也是该技术没能进行广泛退刚的原因。
2技术缺陷及改进
由于在压力驱动下，料液透过膜过程中容易被截留，于是导致膜与本体溶液界面间的浓度越来越高，形成较强渗透压，容易在膜表面形成沉积，从而为物质通过造成阻力，使膜发生溶胀或使膜性能恶化，结晶析出，堵塞流道。此外，在物料处理中，由于粒子、溶质分子与膜之间的屋里化学反应，以及浓度极化导致的膜表面浓度超标，很难溶解，膜表面及孔内吸附、沉积引起孔径变小或阻塞，而使膜的透过性和分离性出现不可逆的破坏[3]。
针对以上技术问题，可采用以下方式进行改进：(1)膜表面改性，可采用改变膜表面极性和电荷的方式，减轻污染;采用吸附力强的溶质吸附， 对于醋酸纤维膜可采用阳离子活性剂进行辐射嫁接，该表膜表面极性，此方法有助于膜表面改性处理，从而提升膜抗污染性及亲水性，增加溶液通量;(2)有效清洗。针对长期存在的膜污染问题，可采用物理清洗和化学清洗方法进行处理，如果高速流动液体进行冲洗，或海绵球擦洗等，也可采用表面活性剂、螯合剂、过氧化氢、磷酸盐等清洗剂进行清洗，从而去除膜孔、膜面的污染物，增强膜面透过性，延长膜寿命;(3)引进新型膜材料。陶瓷膜、玻璃膜、金属膜是近几年开发的新型膜材料，具有耐高温、耐溶剂、抗老化、耐细菌、再生性强等优点，且有助于膜截留性能改进，在业界受到广泛应用，是发展最快、最有前景的品种。
3技术革新
在膜分离技术领域，膜萃取、膜反应、膜蒸馏、亲膜分离等技术在未来有更广阔的发展前景，也是膜分离技术的发展方向。这些技术将传统分离技术与现代膜分离技术相结合，取其精华，去除糟粕，将两种技术的有点有效结合，从而提高膜技术的高分辨应用，促使蛋白质-病毒分离术、膜色谱、蛋白质切线流分离等技术更为纯熟，效果更好。这些膜技术的改进和发展，对今后生物制药的分离技术、以及现代生物制药的提纯过程有着重要的作用，是不可或缺的重要技术力量。为此，在未来膜技术领域，人们在关注膜分离渗透性及选择性的同时，也会更注重膜材料、性质、以及相关技术原理等内容，从而为膜分离技术的提升和跨越，提供更广阔的空间。
参考文献
[1]邬方宁.膜分离技术在药物分离中的应用[J].天津药学.2010(02)：196.
[2]谷大建;徐巍.膜分离技术的应用及研究进展[J].中国药业.2008(06)：237.
[3]施东魁;胡春梅.膜分离技术及其在医药生产和研究中的应用[J].中国中药杂志.2006(15)：257-259.
电大药学毕业论文篇2
试分析膜分离在中药制药中的应用进展
摘要：膜分离技术因其便于操作、过程易于控制以及无污染、能耗低等优势，在中药的制药过程中应用广泛，并产生了良好的经济与社会效益。加强膜分离技术的研究具有重要的现实意义。本文立足于膜分离技术及其在中药制药中的应用领域，着重分析了膜分离技术在中药的制药过程中的应用进展。
关键词：膜分离技术;中药制药;应用进展
一、膜分离技术及其在中药制药中的应用领域
(一)膜分离技术及其特点
膜分离技术是一种在化学位差以及外界能量的推动下，让混合物其中一部分组分通过选择性透过膜，而另一部分则被透过膜截留下来，并有机结合透过膜在分离混合物时，混合物的各组分具有不同的迁移率这一特性，从而实现分离混合物或对其展开浓缩以及提纯等目的新型分离技术。在膜分离过程中，没必要将新物质引入，而且分离中无相变化产生，因此对环境的污染较少，同时所消耗的能量较低，能有效的节约能源。此外，化学势能差以及压力差是膜分离的主要驱动力，其分析设备无运动部件，因此膜分离技术具有操作方便、结构简单、维修方便等特点。
(二)膜分离技术在中药制药中的应用领域
1.常规除杂。运用膜分离技术，可将热原、鞣质以及蛋白等中药内的大分子杂质去除。例如，运用膜分离技术中的微滤技术，进行何首乌水提液的精制，去除的固体杂质高达67%左右，可获得良好的精制效果;
2.有效成分提纯。当前，膜分离技术在中药的现代化生产中，在进行提纯植物有机酸与色素、黄酮类化合物等有效成分中应用广泛;
3.中药提取液浓缩。一般情况下，在多数的中药提取液中，其目标产物具有的浓度相对较低，要获得最终的产品，通常需要经过大比例干燥或浓缩才能实现。在中药提取液中运用膜分离技术，可将提取液中的无机盐类以及水去除，最终完成中药提取液的浓缩;
4.药酒与中药口服液生产。(1)在药酒的生产过程中，运用膜分离技术，利于除菌率以及澄明度的提高;且经过较长时间的贮存依然能保障药酒的性能;(2)在运用传统的水提醇沉法生产中药口服液的过程中，生产的产品具有较大的黏度，且含有大量絮状物、亚微粒等。在中药口服液的生产中，运用膜分离技术可增加口服液中的有效成分浓度，同时还利于中药口服液的澄明度的大幅提升;
5.中药注射剂、浸膏制备。(1)在中药浸膏制备过程中，采用膜分离技术，能有效缩减中药浸膏崩解时限，提高其崩解性能，并使浸膏中有效成分含量大幅提升，减小中药浸膏的体积;(2)相较于采取石硫醇法以及醇水法等传统方法进行中药注射剂的制备而言，应用膜分离技术可将热原以及杂质等有效去除，避免不良反应的产生，大幅提升制备产品的澄清度。同时，运用膜分离技术进行中药注射剂的制备还能产生脱色作用。
二、膜分离技术在中药制药中的应用进展分析
(一)微滤与超滤
可将微滤与超滤的过程看做是一个以膜为介质而展开过滤的过程，它主要是在压力差作用下，结合膜孔径大小而实施筛分的过程。混合液体在压力差作用下通过膜时，比膜孔径小的分子被富集起来，并截留住比膜孔径大的大分子物质，完成混合物分离。在这一分离的过程中，由于分离膜上不断滞留了许多大分子物质，从而降低了膜的通量。加之阻塞以及浓差极化产生的膜污染问题，导致实际膜通量<5%的纯水通量。微滤操作压差通常在0.01MPa-0.2MPa之间，0.1um-5um为其膜孔径范围，适用于含细菌、微粒的溶液的纯化与分离，提取液的澄清等;超滤操作压差通常在0.1MPa-1.0MPa之间，在提纯与分离气体、含胶状物质以及大分子的溶液中应用广泛，同时还用于纯化与浓缩中药提取液，去除内毒素，制备注射剂与口服液等。
(二)纳滤
在纳滤过程中，压力差是其主要的驱动力。在纳滤分离过程，所需的操作压力<1MPa。同时，运用这一分离技术，其截留物的分子直径约为1nm，而且纳滤膜带电荷，从而在较低的压力作用下，纳滤膜具有的脱盐率较高。此外，纳滤膜的抗污染能力较强，耐压性较高，同时还利于节约投资费用。纳滤在中药分离、浓缩以及精制等过程中应用广泛。
(三)反渗透
反渗透主要是指实际高于溶液渗透压的压力于溶液一侧，并通过膜，使溶剂分子流向溶剂侧，并确保溶剂分子流向溶液侧的数量多于其向溶液侧透过的数量的过程。静压差(高于渗透压)以及选择性透过膜是反渗透必不可少的两个条件。在该过程中，操作压力通常为1.5MPa-10.5MPa，0.1nm-1.0nm为截留分子直径。在中药制药中，反渗透主要应用于浓缩药液、水回收利用以及脱除各类无机盐等。
在中药制药中，除以上的膜分离技术应用之外，膜蒸馏、分子印迹技术以及膜集成联用技术在中药的生产过程中也普遍应用。如，运用膜蒸馏技术精制中药，或在人参综合利用中，运用膜蒸馏技术进行人参露与洗参水的浓缩等。
膜分离过程具有分离效率高、可实现自动化与连续操作，而且分离过程简便等优势，使膜分离技术发展成为当前最为节能、高效的分离与浓缩技术之一。在中药制药中，运用膜分离技术，可有效降低生产成本，缩短中药生产周期，并获得良好的环境效益。此外，还可提高中药的附加值，在中药生产中产生了极大的推动作用。因此，在中药制药中，要立足于实际，推广运用膜分离技术，推动中药制药工业快速发展。
参考文献：
[1]苏薇薇，王永刚，刘忠政，李振峰，孙洪贵.现代中药制药生产中的膜分离技术及其装备[J].世界科学技术(中医药现代化)，2009，(06)：906-911.
[2]樊君，代宏哲，高续春.膜分离在中药制药中的应用进展[J].膜科学与技术，2011，(03)：180-184.
[3]韩伟，罗文锋，孙晓海.固体膜分离技术在中药制药中的研究进展[J].机电信息，2012，(11)：13-16.
[4]王艳艳，王团结，彭敏.膜分离技术及其装备在中药制药过程中的应用[J].机电信息，2013，(08)：14-19.