膜分离技术在中药领域中的应用教学讲座.ppt

膜分离技术在中药领域中的应用 一、中药特性 有效成分——具有明确化学结构和物理常数的化学物质 有效部位——代表或部分代表中药功效的多组分混合物（小分子、大分子等） 提取分离过程中的物理化学变化 ★沉淀反应 ★增溶作用 ★水解反应 ★氧化-还原反应 ★其他——聚合、取代等 二、传统方法存在的问题 有效成分损失率高——如水提醇沉工艺 生产成本高、易产生环境问题 生产周期长——特别是成分含量低时 无效成分除去率低——浓缩率不高 成分稳定性差，有效成分损失严重 柱层析、重结晶等分离方法过分注重单一组分 三、膜分离技术简介 三、膜分离技术简介 三、膜分离技术简介 四、膜分离技术 微滤 (Microfiltration) 超滤 (Ultrafiltration) 纳滤膜(nanofilt ration ,NF) 反渗透 (Reverse Osmosis) 液膜技术 分子印迹膜技术 渗透气化 电渗析 膜组合技术 微滤 微滤膜主要用于截留悬浮固体、细菌,超滤膜主 要用于截留大分子有机物、蛋白、多肽等。主 要滤过≥50nm的细菌和悬浮颗粒。 超滤 超滤膜通常为不对称膜，即横 断面具有不对称结构的膜。 超滤主要用于处理不含固 形成分的料液，与一般的 透析技术一样，主要依赖 于被分离物质相对分子质 量的大小、形状和性质的 区别。 纳滤膜 纳滤是近年发展起来的一种滤孔膜，膜孔径范围为0.1～50 nm，操作压力在0.3～0.7 MPa，可截留相对分子质量为300～1000 Ｄ的物质，能使溶剂、有机小分子和无机盐通过，可用于分离纯化药物有效成分。 反渗透 渗透与反渗透膜孔径小于0.1 nm，是一种以化学势与压力差为推动力，对溶液进行浓缩、纯化分离的操作。渗透主要用于浓缩溶液，反渗透技术主要用于制备高纯水、生产生活饮用水、淡化海水、分离、精制生物制品及重金属废水处理。 五、膜分离技术的应用实例 (一) 微滤技术在固体制剂中的应用 提高有效成分的含量 减少服用量 董洁等分析了0.2μm陶瓷膜微滤对黄芩等七种中药主要指标性成分转移率的影响。七种中药水提液经陶瓷膜微滤后，固形物去除率约为20%~35%；只要指标性成分转移率约70%~80%；主要指标性成分相对含量提高约4%~9%。 五、膜分离技术的应用实例 (二) 超滤技术在中药注射剂中的应用 除热源和灭菌 增加稳定性 --张卫星将超滤技术用于输液生产中的药液过滤，并将其与原有的微孔滤器过滤作比较，发现超滤法能更有效地滤除药液中的细菌和热原，只要选择合适截留分子量的超滤膜，即可取代传统的微滤—吸附法除热原工艺，一次完成除热原和灭菌，产品的澄明度合格率从92.12% 提高到97.28%。 五、膜分离技术的应用实例 (三) 纳滤技术在固体制剂中的应用 提高提取效率 改善外观 司丹丹等采用截留分子量为200 的纳滤膜对黄芪提取 液中的有效成分黄芪多糖和黄芪甲苷进行浓缩，再进 行二次醇沉，结果表明，纳滤膜对总糖的平均截留率 达到了99.6%；醇沉沉淀总蒸干物比之少9.7%，蒸 干物颜色更白；醇沉后上清液中总糖比蒸发浓缩多 1.9%。 五、膜分离技术的应用实例 (四) 超滤技术在中药注射剂中的应用 减少能耗 缩短时间 叶勇等应用反渗透工艺对丹参芍药水煎液的超 滤液进行浓缩，通过测定其电能消耗及浓缩前 后的固体含量、丹参酚酸和芍药苷含量，膜浓 缩所耗电能仅是真空蒸发浓缩的10%，时间仅 其20%。 六、膜分离技术的设备实例 六、膜分离技术的设备实例 六、膜分离技术的设备实例 膜污染 --附生污垢的形成堵塞膜孔 悬浊物质会形成固结层 溶解性高分子物质会形成凝胶层和吸附层 一些难溶性物质会形成水垢或析出结晶 膜污染的解决方法 --药液经板框压滤后经孔径1 ～5nm 的精密过滤。 --药液先经高速离心机离心沉降, 减压过滤后再精密 过滤。 --药液可先经介质过滤, 过滤介质可选择滑石粉、硅 藻土、滤纸浆, 然后再经精密过滤。 --选用比使用滤膜大10 倍左右的滤膜预处理药液,对 提高膜的寿命, 效果会更好。 膜的选择 --亲水性膜对溶质吸附少，截留相对分子质 量较小，但热稳定性差，机械强度、抗化学物 质、抗细菌侵蚀能力不高。 --疏水性膜机械强度较高，耐高温、耐有机 溶剂、耐生物降解能力较高，但膜透水速度 低，抗污染能力较低。 参考文献 陈欢林. 新型分离技术[M]. 北京; 化学工业出版社,2005. 司丹丹, 顾正荣, 徐 伟, 等. 黄芪提取液纳滤浓缩的实验研究[J]. 中成药, 2007, 29(12):1854-18