膜技术在中药纯化生产上的应用
来源：厦门世达膜科技有限公司 阅读：3188 更新时间：2008-09-18 14:23
纯化除杂、分离出有效成分（包括注射液、口服液提高澄明度）
从中药提取有效成分的主要方法有溶剂提取法（如浸渍法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法等）和水蒸汽蒸馏法。由于提取液中除了小分子有效成分（如甙类、黄酮类、生物碱、有机酸、挥发油）之外，还存在大量杂质（鞣质、蛋白、淀粉、树脂等），这些物质无药效，需要去除。传统的分离与纯化方法有两相溶剂萃取法、结晶法、沉淀法、透析法、分馏法、盐析法和色谱法等。由于提取物成分太复杂，至使采用传统工艺需要将药液反复转溶浓缩，生产周期长，增加了染菌的机会，有效成分受热破坏、收率低，而且经常杂质含量超标、有效成分含量偏低，若成品是口服液或注射液，则还会影响到成品的澄明度和稳定性。
利用膜按分子级别分级的分离特性，选用合适的超滤膜处理提取液，让小分子的有效成分通过，而将大分子杂质和热原、细菌等除去，可以提高有效成分含量、减少杂质，简化工艺流程、提高收率。
如果有效成分是较大的分子，而需要去的是无机盐等小分子杂质，则可以选用合适的纳滤膜或超滤膜将有效成分截留下来，而让小分子杂质透过分离。
在中药生产上有水水浸提和醇提两种方式：
1、对于水提醇沉的工艺，可以利用合适的膜分离组合技术替代原工艺中沉淀和预浓缩过程：水浸提工艺中，利用超滤澄清、除热源，纳滤浓缩代替预浓缩，节省能耗
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2、对于醇提工艺，利用膜分离技术后基本路线如下：醇提工艺中，超滤可以替代醇沉除杂，缩短生产时间
优点
膜法分离与传统分离法相比，其优点是显而易见的。
a）少工序，缩短生产周期，节省原料(尤其是乙醇)，降低成本，并有利于工厂的安全生产。节约乙醇是非常典型的例子。中药煮提液常用水煎醇沉法纯化，即将煎煮液浓缩至0.5～1.0g(生药)/mL左右，加乙醇使醇浓度达到60%～70%，沉淀去杂质。若煮提100kg药材，需要进行醇沉的药液是100～200L，若使其中乙醇浓度达到60%，则需加1.7倍体积的乙醇(95%)，即加170～340L的乙醇。
b）保持原配方的成分，且提高了有效成分的含量，不论在制备中药注射液或提取有效成分的试验中，均如此。
c）去杂质效果好，能提高注射剂和口服液的澄明度。中药提取液中的鞣质、淀粉、树脂和蛋白等，传统的水醇法不易除尽，选用一定截留值的超滤膜，可除去这些杂质，达到提高澄明度的目的。长期储存，甚至长达一年半，澄明度不变。
d）去热原效果好。热原是微生物的代谢产物，选用适当的超滤膜除热原效果可达到药典要求。
e）避免热敏性的物质的破坏。
纳滤浓缩药液
用纳滤技术进行中药提取液的浓缩，其性能可靠，对提高中药提取液的澄明度和稳定性的作用显著，并可有效地节约溶剂和工时。浓缩过程在常温进行，可以保证热敏性物质不会损失，不出现受热沉淀；过程中无相变，能耗远低于真空浓缩、冻干等方法。纳滤浓缩可以脱除部分小分子杂质，比如无机盐等。
但是膜浓缩有其局限之处，只能对液体进行预浓缩，限于渗透压或经济性等原因，无法浓缩到高粘度液态。所以，可以考虑膜浓缩与传统工艺（蒸发、冻干）的集成使用。集成使用往往可以取得非常好的效果。
超滤澄清技术应用
中药的有效成分绝大多数是分子量在1000以下的小分子, 而造成中药注射液澄清度不良的杂质（淀粉、蛋白质、鞣质等）和热原均属大分子。根据不同品种选择合适的超滤膜, 可以有效地将两者分离, 达到保留有效成分, 去除杂质和热原的目的。以下是应用于丹参注射液与原工艺的质量对比
a)紫外光吸收值: 超滤制品的紫外吸收值普遍比原工艺制品高
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丹参注射液的pH值和紫外吸收值
按中国药典规定, pH值应为5-7。
b)杂质检查:蛋白质、淀粉、鞣质均合格。
c)层析: 纸层析条件与杂质检查的鞣质项相同, 结果超滤制品比原工艺制品高一个斑点（Rf值0.24）, 薄层层析表明超滤制品显示斑点较多
制备制药用水
在医药中根据使用目的用水大致可分为四种: 普通水(一般指自来水和井水)、精制水(脱盐水)、灭菌精制水(无菌脱盐水)和注射用水。
普通水含氯，用于药剂制作会使制剂产生异味、沉淀和混浊; 将普通水经过蒸馏、离子交换等处理，使水脱盐软化，得到精制水，可用于制剂和试液的配制，但不能作注射用水; 将精制水进行灭菌，得到的是无菌精制水，它可以用于眼药水等的配制。无菌精制水虽然无菌，但它含有热源，所以不能作注射用水。注射用水除了必需满足精制水的标准外，无菌实验和发热物质试验还必须合格。
膜分离技术与常规水处理工艺相对应的关系如下:
反渗透(RO)处理范围对应于离子交换、吸附法和蒸馏法。
超滤法(UF)处理范围对应于凝聚法、紫外线杀菌法。
微滤法(MF)处理范围对应于固—液分离法。
反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质等，所以得到的是无菌的高纯度水。而微滤法、超滤法在医疗用水中主要作为反渗透法的预处理和终端处理。
采用膜分离法结合常规处理工艺，可以缓冲因原水、树脂交换能力变化等因素而引起的产品水质量的变化，并使常规处理工艺得以改善。这从以下几方面得以体现:
a）由于反渗透系统的脱盐率一般可稳定在95%以上，因而使离子交换树脂的负荷减轻到原来的1/20，从而减少了树脂再生的成本，或者说可以增加树脂的产水量达约20倍，这样可以使相应的设备小型化，并使再生频率减少20倍以上。
b）减少了因树脂再生所消耗的药品费、人工费以及由于再生而造成的废水处理的费用均可节约95%左右。
c）缓冲了由于原水水质波动而造成的相应的产水水质的变化，从而有利于生产中水质的稳定，这对医疗用水成品质量的稳定有积极作用。
d）由于膜分离能有效地去除水中的细菌等有机微生物、有机物、铁、锰、硅等无机物，从而可 以减轻因有机物和无机物而引起的树脂污染，延长离子交换树脂的寿命。
e）由于反渗透膜对高价离子比低价离子有更高的去除能力，如对钙、镁的去除率比钠高5倍，因此就没有必要用软化器，从而可以减少设备投资。
f）设置反渗透后，可以使终端微孔过滤的负担大大减轻，从而可以延长终端滤器的寿命，并使相应的费用减轻。
目前，反渗透法制纯水已经发展到非常成熟的水平，美国早就将此法写入药典，可以预期中国在近期也会跟进。
膜分离技术可以用于对中药提取液的有效成分提取、除杂纯化，从而提高有效成分含量，提高注射液、口服液的澄明度、稳定度，还可以简化工序、提高收率、节省成本；利用纳滤或反渗透可以进行料液的常温浓缩，具有不需蒸汽、能耗低、效率高、不破坏热敏物质的优点；反渗透还可用于制药用水的净化，无菌水、无热原水等的制备。
