膜分離技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用教學(xué)講座第1頁/共26頁膜分離技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用第2頁/共26頁一、中藥特性有效成分——具有明確化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理常數(shù)的化學(xué)物質(zhì)有效部位——代表或部分代表中藥功效的多組分混合物（小分子、大分子等）提取分離過程中的物理化學(xué)變化

★沉淀反應(yīng)★增溶作用★水解反應(yīng)★氧化-還原反應(yīng)★其他——聚合、取代等第3頁/共26頁二、傳統(tǒng)方法存在的問題有效成分損失率高——如水提醇沉工藝生產(chǎn)成本高、易產(chǎn)生環(huán)境問題生產(chǎn)周期長——特別是成分含量低時無效成分除去率低——濃縮率不高成分穩(wěn)定性差，有效成分損失嚴(yán)重柱層析、重結(jié)晶等分離方法過分注重單一組分第4頁/共26頁三、膜分離技術(shù)簡介

1、什么是膜具有選擇性分離功能的過濾材料2、什么是膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)是指利用具有一定膜孔和選擇透過特性的天然或人工合成的分離膜，在某種推動力（濃度差、壓力差、電位差等）的作用下，來實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離純化或濃縮的一種操作技術(shù)。第5頁/共26頁三、膜分離技術(shù)簡介上游（Upstream)原料下游(Downstream)滲透物推動力（△C,△P,△T,△E)3、膜分離過程第6頁/共26頁三、膜分離技術(shù)簡介4、膜過濾與傳統(tǒng)過濾的差別傳統(tǒng)過濾死端過濾錯流過濾膜過濾第7頁/共26頁第8頁/共26頁四、膜分離技術(shù)微濾(Microfiltration)超濾(Ultrafiltration)

納濾膜(nanofiltration,NF)反滲透(ReverseOsmosis)液膜技術(shù)分子印跡膜技術(shù)滲透氣化電滲析膜組合技術(shù)第9頁/共26頁微濾微濾膜主要用于截留懸浮固體、細(xì)菌,超濾膜主要用于截留大分子有機(jī)物、蛋白、多肽等。主要濾過≥50nm的細(xì)菌和懸浮顆粒。第10頁/共26頁

超濾超濾膜通常為不對稱膜，即橫斷面具有不對稱結(jié)構(gòu)的膜。超濾主要用于處理不含固形成分的料液，與一般的透析技術(shù)一樣，主要依賴于被分離物質(zhì)相對分子質(zhì)量的大小、形狀和性質(zhì)的區(qū)別。第11頁/共26頁納濾膜納濾是近年發(fā)展起來的一種濾孔膜，膜孔徑范圍為0.1～50nm，操作壓力在0.3～0.7MPa，可截留相對分子質(zhì)量為300～1000Ｄ的物質(zhì)，能使溶劑、有機(jī)小分子和無機(jī)鹽通過，可用于分離純化藥物有效成分。第12頁/共26頁反滲透滲透與反滲透膜孔徑小于0.1nm，是一種以化學(xué)勢與壓力差為推動力，對溶液進(jìn)行濃縮、純化分離的操作。滲透主要用于濃縮溶液，反滲透技術(shù)主要用于制備高純水、生產(chǎn)生活飲用水、淡化海水、分離、精制生物制品及重金屬廢水處理。第13頁/共26頁膜過程推動力傳遞機(jī)理透過物截留物膜類型微濾壓力差顆粒大小形狀水、溶劑溶解物懸浮物顆粒纖維多孔膜超濾壓力差分子特性大小形狀水、溶劑小分子膠體和超過截留分子量的分子非對稱性膜納濾壓力差離子大小及電荷水、一價離子、多價離子有機(jī)物復(fù)合膜反滲透壓力差溶劑的擴(kuò)散傳遞水、溶劑溶質(zhì)、鹽非對稱性膜復(fù)合膜幾種主要分離膜的分離過程第14頁/共26頁五、膜分離技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例(一)微濾技術(shù)在固體制劑中的應(yīng)用提高有效成分的含量減少服用量

董潔等分析了0.2μm陶瓷膜微濾對黃芩等七種中藥主要指標(biāo)性成分轉(zhuǎn)移率的影響。七種中藥水提液經(jīng)陶瓷膜微濾后，固形物去除率約為20%~35%；只要指標(biāo)性成分轉(zhuǎn)移率約70%~80%；主要指標(biāo)性成分相對含量提高約4%~9%。第15頁/共26頁五、膜分離技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例(二)超濾技術(shù)在中藥注射劑中的應(yīng)用除熱源和滅菌增加穩(wěn)定性

--張衛(wèi)星將超濾技術(shù)用于輸液生產(chǎn)中的藥液過濾，并將其與原有的微孔濾器過濾作比較，發(fā)現(xiàn)超濾法能更有效地濾除藥液中的細(xì)菌和熱原，只要選擇合適截留分子量的超濾膜，即可取代傳統(tǒng)的微濾—吸附法除熱原工藝，一次完成除熱原和滅菌，產(chǎn)品的澄明度合格率從92.12%提高到97.28%。第16頁/共26頁五、膜分離技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例(三)納濾技術(shù)在固體制劑中的應(yīng)用提高提取效率改善外觀

司丹丹等采用截留分子量為200的納濾膜對黃芪提取液中的有效成分黃芪多糖和黃芪甲苷進(jìn)行濃縮，再進(jìn)行二次醇沉，結(jié)果表明，納濾膜對總糖的平均截留率達(dá)到了99.6%；醇沉沉淀總蒸干物比之少9.7%，蒸干物顏色更白；醇沉后上清液中總糖比蒸發(fā)濃縮多1.9%。第17頁/共26頁五、膜分離技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例(四)超濾技術(shù)在中藥注射劑中的應(yīng)用減少能耗縮短時間葉勇等應(yīng)用反滲透工藝對丹參芍藥水煎液的超濾液進(jìn)行濃縮，通過測定其電能消耗及濃縮前后的固體含量、丹參酚酸和芍藥苷含量，膜濃縮所耗電能僅是真空蒸發(fā)濃縮的10%，時間僅其20%。第18頁/共26頁六、膜分離技術(shù)的設(shè)備實(shí)例

第19頁/共26頁六、膜分離技術(shù)的設(shè)備實(shí)例

第20頁/共26頁六、膜分離技術(shù)的設(shè)備實(shí)例

第21頁/共26頁七、膜分離技術(shù)在中藥中應(yīng)用存在的問題膜污染--附生污垢的形成堵塞膜孔懸濁物質(zhì)會形成固結(jié)層溶解性高分子物質(zhì)會形成凝膠層和吸附層一些難溶性物質(zhì)會形成水垢或析出結(jié)晶第22頁/共26頁七、膜分離技術(shù)在中藥中應(yīng)用存在的問題膜污染的解決方法--藥液經(jīng)板框壓濾后經(jīng)孔徑1～5nm的精密過濾。--藥液先經(jīng)高速離心機(jī)離心沉降,減壓過濾后再精密過濾。--藥液可先經(jīng)介質(zhì)過濾,過濾介質(zhì)可選擇滑石粉、硅藻土、濾紙漿,然后再經(jīng)精密過濾。--選用比使用濾膜大10倍左右的濾膜預(yù)處理藥液,對提高膜的壽命,效果會更好。第23頁/共26頁七、膜分離技術(shù)在中藥中應(yīng)用存在的問題膜的選擇

--親水性膜對溶質(zhì)吸附少，截留相對分子質(zhì)量較小，但熱穩(wěn)定性差，機(jī)械