浅谈制药工程中的分离技术及其应用

肖仕才

（同舟纵横（厦门）流体技术有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

近年来人们的物质生活水平不断提升，生活质量显著提高，人们对个人身体健康的关注度更高。但是近年来受到自然环境问题以及多项要素的影响，人们的身体健康受到诸多威胁，医药应用的重要性开始受到关注。因此，有学者开始深入研究制药工程。在制药工程发展过程中，制药分离技术是重要部分，做好制药分离技术的应用开发具有重要意义。

1 制药工程的相关概述

制药工程发展对各项专业技术的要求较高，其中涉及很多学科，主要有生物学、药学、化学以及工程学等。在制药工程建设过程中，化学制药、中药制药以及生物制药是重要内容，制药工程中的重点环节是做好原材料生产以及制药分离，其中制药分离操作主要是将原材料中含有的各类混合物集中分离，有助于提升药物纯度，突出药品治疗效果。近年来在多项技术发展的推动下，制药行业的发展空间在逐步扩大，针对制药设备以及制药技术的应用研究也获得了良好的研究成果。目前在制药领域发展中要注重强化设备维护与管理，促使制药生产以及技术实践全面发展[1]。

2 萃取分离技术在制药工程中的应用

2.1 超临界流体萃取

该技术的应用实践就是在低温环境中，通过加压装置将诸多气体有效转化为液体，如图1 所示。之后液体的实际面积跟随温度的升高而逐步增大。其中超临界流体主要是物质在临界温度以及临界压力中，实现气体以及液体的有效转化，具体萃取过程中的重点就是物质的临界温度以及临界压力。多数物体主要是基于流体形状存在于液体与气体间的，该类超临界流体在分离以及萃取的过程中，作为溶剂得到广泛应用。通过超临界萃取方式的应用能有效提取许多天然产物，正常情况下，选取CO2作为基本萃取剂。原因是CO2处于临界环境中时无毒无害、安全系数较高、不燃烧且消耗成本较低、对溶质不会产生破坏。CO2在超临界状态下能选择性溶解，能有效溶解亲脂性、低沸点、低分子物质。但是从实践中发现，CO2难以有效萃取分子量较大的化合物。在分子量较大、极性基团较多的中草药萃取过程中，要适度补充适量溶剂，这样能对物质的溶解度进行调控，例如添加适量CH3OH、C3H6O、C2H6O 等夹带剂。

2.2 双水相萃取技术

双水相萃取技术的应用主要是发挥高聚物分子的空间阻碍作用，防止溶质与溶剂之间出现渗透情况，避免二者有效结合，最终完成分离目标。双水相萃取技术应用双高聚物双水相体系，2 类聚合物憎水程度存在一定差异，这样将会产生Ⅱ相反应，有助于实现分离目标，实际分离成效会受到憎水程度的影响变得更好。

2.3 固液萃取的分离

图1 超临界流体萃取流程

该技术应用主要是对可溶性物质以及物体物质进行有效分离，主要是发挥可溶性物质与对应溶剂相溶的基本原则，目前在制药领域的发展过程中应用范围较广。在固液萃取过程中，常选取的溶剂主要是水，通过水分提取物质成分或是用于药材制作。该技术的应用价值突出，在制药添加剂等提取中应用较多。该操作方式主要是将原材料集中粉碎，保证原材料以及溶剂之间的接触面积得到有效提升，溶剂中混合了很多细状的原材料，之后基于溶质溶剂相溶原理，分离较多的不溶性物质。在溶剂当中，有很多固体材料难以溶于溶剂当中，通过上述处理操作，很难实现对应的分离目标。但是，并非最大程度地粉碎原材料就能提升基本萃取速率，有部分加工材料较细，会出现滞液量而导致难以集中萃取。在固液萃取过程中，溶剂规范化选取至关重要，要注重合理选取溶质溶解度，溶剂基本应用量会随着溶解度的不断增加而逐步减少[2]。不管是哪一种固液萃取方式，都需要先对原料进行处理，所以在这其中的溶剂要遵循3 个原则。1）保证溶剂的溶解度较大，以此来节省溶剂量。2）与溶质之间有较大的沸点，这样能够在应用完后及时回收。3）要确保其溶解过程中的阻力较小，更好地保证最终的溶解效果。

2.4 反胶团萃取技术

在制药分离技术中，反胶团萃取技术属于创新型应用技术，该技术的应用实践与过去传统的有机溶剂萃取方式之间存在一定差异。反胶团萃取技术主要是基于表面活性剂产生反胶团，之后在有机相中产生亲水微环境，亲水微环境有效吸收有机相中的生物分子，对生物分子进行集中消除。很多溶解难度较大的蛋白质生物活性物质在有机相中会产生不可逆变的情况。

3 分子蒸馏技术在制药工程中的应用

3.1 芳香油精制

现代化生活中，很多领域对天然芳香油的应用需求量较大，从芳香植物中提取精油的方法很多。例如传统的吸附法、压榨法以及水蒸气蒸馏法等。其中芳香油中的各项组成成分复杂程度较高，主要有酮、醛和醇等。该类化合物的沸点较高，在受热情况下稳定性较差，在传统蒸馏加工阶段受到热量的影响，化合物会产生氧化、聚合以及水解反应等，导致芳香成分受到较大破坏，这样将会使原有的芳香气味被破坏。将很多芳香物质以及非芳香物质一同提取，会导致香气的纯度降低。对比之下，分子蒸馏提纯操作应用能有效展示出该技术的应用优越性。从实践操作中发现，其能在不同的真空度条件下，对芳香油中的很多组分进行集中提纯，还能集中除去很多颜色不同以及气味不同的物质。

3.2 天然维生素E提纯

维生素E 中具备良好的生理功能，在医学领域中主要是用于很多疾病的辅助治疗。近年来随着我国现代医学以及营养学的全面发展，在很多医学实验操作中可以看出，天然维生素E 的生物活性要比维生素E 安全很多。其中很多动植物组织中含有较多的天然维生素E，例如油脂加工副产品以及大豆油等，VE 热敏性良好、沸点较高，在不皂化物质中能合理应用分子蒸馏技术，这样才能保证质量分数在60%以上的VE 混合物有效浓缩[3]。

3.3 鱼油中分离DHA与EPA

C20H30O2以及C22H32O2营养价值以及医学价值突出，针对强化人体大脑功能具有重要作用，目前在医学领域主要是应用于老年痴呆症、动脉硬化、肿瘤抑制等方面具有重要意义。其中DHA 以及EPA 具备不饱和双键脂肪酸，对于整体提纯难度较大，在高温环境下难以产生聚合反应。国内外针对DHA 以及EPA 都开展了深入探究，在提纯方式应用中主要有尿素沉淀法、分子蒸馏法、低温溶剂区分法、超临界萃取法、硝酸银法等。对比来说，分子蒸馏技术应用中具备连续生产以及经济性特征，但是在分子蒸馏技术应用前，要注重应用C2H6O 展开酯化反应。

4 膜分离技术在制药工程中的应用

在制药工程领域，过去传统抗生素提炼技术工艺应用过程中，主要是基于发酵液、过滤、离心、树脂吸附、萃取、浓缩、脱色以及干燥等获取相应产品。在膜分离技术应用中能进行有效简化，主要有发酵液、超滤、反渗透、脱色和干燥。与过去传统技术工艺应用相比，膜分离技术能有效简化生产工艺，其中一次性投入资金较少。

依照截留组分差异性，能将膜过程有效分解为微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗透蒸发、渗析、电渗析以及气体分离等。目前针对发酵液后处理膜技术应用主要是突出超滤作用，之后是纳滤、微滤、反渗透以及液膜分离等。微滤膜应用中要注重应用筛分原理，对很多细小粒子进行分离截取。例如发酵液当中的不溶物、细胞和菌体等。微溶主要是应用在细胞收集中，在液固分离中常作为超滤预处理。超滤膜属于非对称多孔膜，实际孔径在2 nm～50 nm，压力差为0.1 MPa～1.0 MPa，传递机理为筛分，要注重应用高分子薄膜选取相应的渗透性。纳滤属于非对称膜或是复合膜，膜孔径为1 nm～10 nm，压力差为0.5 MPa～1.5 MPa，能用于药物纯化、浓缩脱盐。反渗透膜类型为非对称膜以及复合膜，膜孔径≤1 nm，压力差为1 MPa～10 MPa，传递机理为溶解扩散，用于药物纯化、浓缩、回收等。

在常温状态下要注重对基本流速以及压差进行控制，使很多小于膜孔径的低分子量物质通过膜，使很多高分子物质能有效截留。针对很多已经开发的不同分子截留的滤膜，能依照分子大小选取对应的膜孔径，在发酵液处理中能有效截留蛋白质、病毒、酶和多糖等大分子类物质，对很多目的产物集中纯化。

5 结语

在制药工程发展过程中，制药分离技术应用是重点环节，要注重对各项分离技术的合理应用，选取合理的分离技术，这样便于对物质有效成分进行集中分离。在制药分离技术的应用过程中，要注重对色谱分离技术、膜分离技术等的集中控制。在制药分离中，要注重判定提取药物成分目标，依照不同的物质基本特征选取对应的分离技术。