膜分离技术及其在中药领域中的应用论文_薛静, 刘微

膜分离技术及其在中药领域中的应用论文_薛静, 刘微

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摘要:膜分离具有效率高、能耗低、操作简单、环境友好等优点,在传统中药生产中呈现出显著的技术优势。本文综述了膜分离技术在中药制剂生产及研究中的原理、分类及在中药领域中的应用情况,列举了其在中药有效成分的提取分离纯化及其在制备中药注射液、口服液中的应用;对膜分离技术在中药生产中全面推广应用存在的问题进行了探讨。

关键词:膜分离技术;原理; 应用现状;问题探讨

引言

膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层、在膜的两侧存在一定量的能量差作为动力,各组分透过膜的迁移率不同,从而达到分离目的的技术。膜分离技术兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,是一种属于传质分离过程的单元操作。膜分离主要包括渗透、超滤、液膜技术、反渗透、气体渗透和渗透蒸发等方法,具有环保、过程简单、高效、节能、易于控制等特点。膜技术广泛应用于海水淡化、纯水、超纯水制备、医药、生物等领域。本文介绍了膜分离技术及其在中药现代研究中的应用。

1 膜分离技术的原理

膜分离技术是指在分子水平上的不同粒径分子基础上,通过特定膜的渗透作用,利用外界动力或化学位差的势能,实现对两组分或多组分混合物的选择性分离.膜分离技术已经广泛的应用在工业分离、水处理、废水处理、食品、医药和发酵工业等行业.半透膜又称分离膜或滤膜,膜表面许多小孔,根据其孔径大小可以分为:微滤CMF,。.1 }m}、超滤(UF,0-v100 nm}、纳滤<NF,1一10 nm}、反渗透(RO砚1 nm}、气体分离(GSA和电渗析(ED)等。

1.1 微 滤

微滤分离技术是以微滤膜为核心部件,依据筛分原理以压力差作为推动力的膜分离过程。微滤分离技术对大小为 0.1 ~1 μm 颗粒有拦截的作用,微滤具有操作压力低、占地面积小等特点。

1.2纳滤和反渗透

纳滤(1-l Onm)利用静电相互作用进行分离,主要用于截留小分子有机物、重金属、色素等。反渗透(}lnm)是借助半透膜对水溶液中容质进行截留,使溶剂渗透,达到脱除溶液中的盐类和低分子物质的目的。

1.3超微粉碎

中药超微粉碎是指以中医药理论为指导,采用现代粉体技术,将中药材、中药提取物、中药制剂微粉化。超微粉碎技术引入到中药产业中,由于阐述的角度或研究方法的不同,其名称 ( 概念) 也各不相同,如单味中药超微饮片、中药超微粉等。植物药、动物药的药效成分主要分布于细胞内与细胞间质,尤以细胞内为主,因此打破中药材细胞为目的粉碎作业被称为中药的“细胞级微粉碎”。目前大多资料比较认可的概念,其中心粒径应在 75μm 以下,对于一般药材,在该细度条件下的细胞破壁率大于95%。

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2 膜分离技术在中药领域中的应用

2.1 引入“计算机化学”现代信息技术,建立探索中药膜分离过程

复杂规律的全新研究方法针对上述数据库中“多变量、非线性、强噪声、自变量相关、非正态分布、非均匀分布”等复杂数据特征,创建、引人异常数据预测和不确定数据流预测等2种“计算机化学”相关算法,辅以采用分子模拟手段构建的中药膜分离过程传质模型和静态吸附模型,开展基于“中药溶液环境”的“理化参数,高分子组成一膜过程特征”相关性研究Cio.n7.在此基础上,通过研发“陶瓷膜精制中药的膜污染预报与防治系统”与“含油水体膜过程数据管理与分析系统”,对不同“中药溶液环境”物料实现了“参数检测一膜污染预报。治理方案优化”个体化污染防治模式。该成果攻克中药物料难以建立膜传质模型问题,揭示了中药水提液在宏观与微观尺度膜分离过程的共性特征,对新材料、新技术在中药行业的推广应用具有示范作用与普遍参考价值。

2.2 中药的有效提取

中药提取技术种类繁多,选择时应从药效、药理、工艺、工程、经济、环保、循环再利用等角度综合考虑。理想的中药提取技术应具有提取效率高、有效成分损失小、提取物临床疗效好且质量稳定、工艺简便且操作连续自动和安全、提取时间短、经济和环保等特点。尽管植物有效成分的提取方法很多,但真正应用于工业化生产的提取方法多为传统的提取方法(连续回流、回流、煎煮、浸渍、渗漉),这些方法工艺简单,设备投资小,技术含量低,易于操作,但存在有效成分损失大、提取时间长、工序多、提取效率不高等缺点。而其他的提取方法(超高压、超声、微波、超临界流体萃取、酶解),尽管技术含量高,具有提取时间、效率高等诸多优点,但尚未得到广泛地应用。目前需要将现代提取技术和工业生产有机结合,研发出规模化生产的提取设备,优化提取工艺,并集成现代分离和分析测试技术,建立科学规范的质量监测体系,生产出具有“三效”(高效、速效、长效)、“三小”(剂量小、毒性小、副作用小)、“三便”(便于储存、携带和服用)等特点的现代中药。

2.3理论与实践相结合,保证药品最佳配比

在应用高新技术时,一定要结合实际,要了解药材包含的活性成分,还要确定药物的主要功效以及在临床治疗中发挥的作用在制药过程中,确定所有中药材具有的成分、用药部分,是目前医学研究中比较重要的问题,但目前我国在这方面的研究,主要是利用辩证形式对药物资源应用进行分析,忽视了不同药物之间的量效的研究,针对这些发展瓶颈,采用理论和实践结合的方式,基于我国传统中药处方和医学理论展开研究,有利于推进我国高新技术在中药制药中的高效应用。

2.4中药注射液的制备

用含有热原的清开灵注射液通过选定的膜过滤,以热原检查法检查热原,验证超滤膜的除热原效果,并以指标性成分黄芩苷的转移率和膜通量对膜工艺条件进行筛选。结论选择30KD的超滤膜能有效去除清开灵注射液中的热原,药液温度、泵转速对膜通量有显著影响,超滤后黄苳苦的转移率为97.15%,指标性成分含量符合清开灵质量标准。膜分离技术制备田基黄注射液的工艺及其产品与传统醇沉工艺产品在质量上的差异。正交试验显示加水点与加水量对转移率有显著影响,与膜过滤前水煎液相比,膜过滤后槲皮甘与异槲皮苷转移率为94.8%;同传统的生产工艺相比,膜分离技术具有操作简单、能耗低、效率高、产品质量稳定等优点。

结束语

作为一种迅速发展起来的新型分离技术,膜分离技术在中医药领域中尚处于试验研究阶段,在中草药有效成分的分离和纯化方面的应用研究也才刚刚起步,离产业化还有很长的距离。与传统分离方法相比较,存在着独特的优势,表现出极好的发展前景。虽然有以上问题的存在,但总的来说,膜分离技术在中药提取的应用愈来愈广,随着对膜分离过程基础研究的不断深入,有理由相信随着现代科技发展,膜分离技术将日益成熟,必将在我国中药现代化进程中发挥其巨大的作用。

参考文献:

[1] 周晶,冯淑华.中药提取分离新技术[M].北京:科学出版社,2010:6.

[2] 刘泽峰,膜分离技术在中药生产领域中的应用,中医药导报[J],2011,03(17):122-123.

[3] 吴晓明,膜分离技术在中药生产中的应用概况,安徽医药[J],2009,06(13),679-681.

论文作者:薛静, 刘微

论文发表刊物:《健康世界》2015年18期供稿

论文发表时间:2015/12/23

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