黑龙江乌苏里江制药有限公司 150000
【摘 要】在最近几年里，膜分离技术在生物制药领域中扮演着重要的角色。基于此，本文主要从以下几个方面对膜分离技术使用到微生物制药中的具体情况进行分析，并提出自己的一些看法，供以借鉴。
【关键词】膜分离技术；微生物制药；应用
随着当前基因工程技术的日益完善下，通过采取发酵法生产得到的分离及其纯化逐渐面临着严峻的挑战，例如没有较高的含量、提取收率不高等。而膜分离环节属于一种创新的分离手段，在当前生物制药领域中发挥出较大的价值，从而在相关领域得到了普遍的认可，大部分使用到了酶、活性蛋白等相关物质的分离纯化中，并且在抗生素领域中也得到了大力的推广。基于此，本文主要从以下几个方面进行分析，笔者依据自身多年经验提出自己的一些看法，供以借鉴。
1、膜分离技术在抗生素、氨基酸和酶类分离纯化中的应用
1.1膜分离技术的特点
传统抗生素提炼工艺:发酵液→过滤或离心或大孔树脂吸附、萃取→浓缩→脱色→干燥→产品。
采用膜分离技术工艺可简化为:发酵液→超滤→纳滤(或反渗透)→脱色→干燥→产品。
和以往工艺进行对比可以看出，膜分离技术有着较多的优势，例如简化工艺流程、起到节约资金的作用、减少资源浪费等，最大程度将产品的收率加以提升，补需要使用溶剂，所以在处理废水的时候会更加容易些。
1.2膜分离技术在抗生素分离纯化中的应用
表1分别介绍了微滤、超滤、纳滤、反渗透、液膜分离等五种方法在β-内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类等抗生素以及氨基酸和酶类微生物药物分离纯化中的应用。
表1膜分离在抗生素分离纯化中的应用
2、面临问题,解决方法
2.1面临问题
(1)浓差极化。所谓浓差极化主要是在实际分离的时候，相关料液在压力作用的时候驱动下透过膜，这个时候溶质就会处于截留的状态，这样就会促使膜在和本体溶液界面亦或是相关膜界面区域存在的浓度就会大幅度的提升，这样就会在某种程度上致使有着较大的渗透压力，会在膜上面形成相应的沉积亦或是凝胶层，会不断提高阻力，从而优化膜的分离特征，尽可能促使膜出现溶胀的情况，致使结晶发生析出的情况，将流道加以阻塞。
(2)膜污染。所谓膜污染，简单的说是相关人员在对物料里面含有的微粒、胶体粒子亦或是相关溶质分子在和膜发生反应进行处理的过程中，就会致使膜表面亦或是膜里面出现沉积的情况，这样就会进一步导致膜孔径发生堵塞的情况，促使膜形成透过流量能够和分离特性出现不可逆变化的情况。
2.2解决方法
2.2.1膜的处理
（1）无机材料膜。该膜突出的优点是耐高温,耐溶剂性能好,不易老化,可再生性强、耐细菌和强度高等。有报道制备了γ-氧化铝复合膜,并在其表面形成硅烷层,改进了膜的截留性能。无机陶瓷膜经多年的发展,在众多领域获得了广泛应用,成为膜领域发展最迅速、最有前景的品种之一。
（2）对于过程处理环节来说，抗生素形成的发酵液里面具有较多繁琐的成分，相关人员在对料液进行处理的过程中，需要将存在的菌体、悬浮胶体等物质处理干净，这样做的目的是为了避免膜表面增加附着量。不仅仅如此，无论是亲水膜还是膜材料存在的电荷都会和溶质电荷一致的膜都可以起到抗污的作用，因为发酵液在组成的时候比较复杂，致使污染因素也存在一定的差别，这样就需要相关人员在不同条件下做好恰当的选择。
操作方式。通常采用错流方法实现生物产品的澄清浓缩纯化精制。在超滤中增大料液流速会减少浓差极化层厚度,从而使通量增大。中空纤维超滤组件可采用频繁反洗操作减缓污垢物在膜表面的富集。中空纤维微滤组件可采用吹气入料液的方法,也可从渗透液处压入空气。近年,发展较快的脉冲操作方式,即在料液或渗透液频繁改变操作压力,频繁流体脉冲可减缓污垢层形成,得到恒定的高渗透率。
对于乳状液膜,由相关人员对青霉素和红霉素的提取实验可以看出,影响条件多集中在搅拌速率、载体、表面活性剂和pH值。搅拌速率的增大,增加乳状液滴的分散程度,乳粒变小,外相和乳粒接触面积增大,初始提取率随之增大;但乳粒越细越易破裂,使已提取的青霉素又重新释放到外相中去。载体三辛胺量大,提取率高;但过多的三辛胺会破坏油膜的稳定性,反而使提取率下降。在红霉素的分离实验中,因乳状液滴中形成的浓团会使分离性能降低,用喷雾柱式接触器将料液相和乳状液分为分散相和连续相,可得到更高的分离效果,乳状液膜相稳定性也提高。由上可以看出,适当运用膜的各种特性,改进膜分离性能,是其在抗生素工业生产中的一个关键条件。
2.2.2膜清洗
膜的长期运行中,膜污染问题必然产生,因此必须采取一定的清洗方式,使膜面或膜孔内污染物去除,达到透水量恢复,延长膜寿命的目的。对膜清洗多见为物理法和化学法或两者结合起来。物理清洗时借助于高流速液体流动所产生的机械力将膜面上的污染物冲洗掉,或海棉球机械擦洗和反洗等,其特点是简单易行,不引入新污染物。化学清洗常用清洗剂有:酸、碱、酶(蛋白酶)、螯合剂、表面活性剂、过氧化氢、次氯酸盐、磷酸盐、聚磷酸盐等。另一种是生物清洗,即借助微生物、酶等生物活性剂去除膜表面及膜内部的污染物。后两种清洗都存在向系统引入新污染物的可能性,运行与清洗之间的转换步骤较多。
3、结语
总而言之，膜分离技术使用到抗生素提炼的时候有着较多的研究事例，但是在具体使用的时候范围还不够广。主要因素有以下几种：第一，该技术在当前发展中属于一种创新分离手段，但是膜在分离的时候自身就存在一些不足之处，例如较高的稳定性、对预防污染构建的研究等；第二，由于发酵液自身具有一定的繁琐性，无论是黏度还是颗粒大小等都存在一定的区别，严重的还会存在和主产品差不多的副产品，这样就会在某种程度上提高了对膜分离选择的标准。由于该技术有着自身的优势及其良好的发展前景，相信在未来的发展道路上能够在微生物制药领域中得到大力的推广。
参考文献
[1]何毅,李光明,苏鹤祥,赵建夫.纳滤膜分离技术的研究进展[J].过滤与分离.2003(03)
[2]张国俊,刘忠洲.膜过程中膜清洗技术研究进展[J].水处理技术.2003(04)
[3]李十中,王淀佐,胡永平,李晓岩.膜分离法回收土霉素结晶母液中的土霉素[J].中国抗生素杂志.2002(01)
[4]朱澄云,莫凤奎,朱金良,宋文暄,朱宁,金守征,王蔷.乳状液膜法从发酵液中提取青霉素的研究[J].膜科学与技术.2000(06)
[5]李十中,王淀佐,胡永平.抗生素提取过程中溶剂萃取技术新方法——超滤/萃取法[J].中国抗生素杂志.2000(01)
论文作者:姜帆
论文发表刊物:《世界复合医学》2017年第7期
论文发表时间:2018/1/15
标签：抗生素论文; 膜分离论文; 乳状液论文; 技术论文; 就会论文; 超滤论文; 微生物论文; 《世界复合医学》2017年第7期论文;