微生物制藥中膜分離技術應用探析

微生物制藥中膜分離技術應用探析

　　膜分離技術是現代生物制藥分離工程的一門新技術，是當代廣泛應用的技術之一，下面是小編搜集整理的一篇探究微生物制藥中膜分離技術應用的論文范文，供大家閱讀參考。

　　【摘要】在當代的生物制藥分離工程技術中，膜分離技術已經被廣泛應用，并且具有顯著應用意義。本文就膜分離技術的應用展開討論，主要包括在抗生素、氨基酸、酶類分離純化等的應用進行了介紹，并且根據應用效果，對膜分離技術應用中存在的問題和針對問題的改進方法進行了闡述。

　　【關鍵詞】膜分離技術;生物制藥;分離濃縮

　　膜分離技術是現代生物制藥分離工程的一門新技術，主要針對生物分離、生物濃縮以及凈化提純技術，是當代廣泛應用的技術之一，其技術特點是：節約能量、保護產品原有結構不被破壞、無污染、操作簡便、常溫下可持續操作、有專一性等[1]。而且在膜分離技術中有各種不同的機制，以便用于不同的分離要求，特備是在熱敏性物質的分離過程中有顯著的優勢，因此在食品的深加工以及醫藥的分離過程中都具有深遠的應用意義，具備獨特性和實用性。

　　1膜分離技術應用在抗生素、氨基酸和酶類分離純化中。

　　1.1應用特點

　　與以往傳統抗生素提煉工藝相比，膜分離技術程序更為簡便，從傳統的發酵液過濾、萃取、濃縮，簡化為發酵液超濾、反滲透，之后經過脫色、干燥環節，就可直接生成產品。因此，膜分離技術不僅簡化工藝、操作簡單，而且投資少、運行費用低，更節省資源，對產品的結構和外觀無破壞，且保證質量，材料分離效率和產品收成率均比較高。由于膜分離技術對溶劑量的要求極低，因此提純、加工后的廢液處理也更為簡易。

　　1.2膜分離技術

　　膜分離技術主要用于發酵液后的處理，根據截留孔徑的不同和分子量的大小，可將處理過程分成十余種，其中較為主要的是超濾、微濾、納濾、反滲透、滲透蒸發、液膜分離、電滲析、氣體分離等技術[2]。

　　超濾膜分離術截留孔徑為2-50nm，采用壓差和流速原理，在常溫情況下，利用高分子薄膜滲透性，將小于膜孔徑的低分子量物質過濾，而將高分子量物質截留，從而提升產品純度。目前已開發出1000 - 100萬分子量超濾膜，可根據分子大小及產品要求純度對發酵液進行過濾處理，從而將酶、多糖、蛋白質、病毒等大分子物質截留，保證產品純度。

　　微濾膜分離技術主要用于細胞收集、液固分離等技術環節，采用篩分原理，將直徑0.01-10um以上的粒子截留，防止細菌、細胞、不溶物等物質進入發酵液中，是超濾之前重要的預處理過程。

　　納濾膜分離技術截留孔徑大約在2nm左右，可高度截留小分子物質，如抗生素、染料、雙糖、合成藥等小分子物質都會進行截留，而對于有機物、無機鹽、水等小分子物質有益物質，可以通過，同時對產物起到濃縮作用，由于膜表明呈負電性，可抵制水垢污染，此膜分離技術獲得較快發展。

　　反滲透分離技術采用溶解擴散原理，通過截留氨基酸、鹽等小分子物質，而通過溶劑分子，從而利于有機物的濃縮，提高純度。

　　液膜萃取技術，將萃取與反萃取相結合，利用液膜的選擇透過性，將兩個液相隔開，進行物質分離。液膜采用均質膜，其表面活性劑，具有傳質速度快、分離率高、選擇滲透性好，且分離、濃縮可同時進行等特點，為此近幾年液膜萃取技術在活性物質的分離提取領域備受關注，如青霉素、紅霉素等抗生素的提取就是液膜萃取技術應用的典型例子。但液膜萃取所需原料復雜、膜流動載體單一、易破裂、堵塞等缺點，也是該技術沒能進行廣泛退剛的原因。

　　2技術缺陷及改進

　　由于在壓力驅動下，料液透過膜過程中容易被截留，于是導致膜與本體溶液界面間的濃度越來越高，形成較強滲透壓，容易在膜表面形成沉積，從而為物質通過造成阻力，使膜發生溶脹或使膜性能惡化，結晶析出，堵塞流道。此外，在物料處理中，由于粒子、溶質分子與膜之間的屋里化學反應，以及濃度極化導致的膜表面濃度超標，很難溶解，膜表面及孔內吸附、沉積引起孔徑變小或阻塞，而使膜的透過性和分離性出現不可逆的破壞[3]。

　　針對以上技術問題，可采用以下方式進行改進：(1)膜表面改性，可采用改變膜表面極性和電荷的方式，減輕污染;采用吸附力強的溶質吸附， 對于醋酸纖維膜可采用陽離子活性劑進行輻射嫁接，該表膜表面極性，此方法有助于膜表面改性處理，從而提升膜抗污染性及親水性，增加溶液通量;(2)有效清洗。針對長期存在的膜污染問題，可采用物理清洗和化學清洗方法進行處理，如果高速流動液體進行沖洗，或海綿球擦洗等，也可采用表面活性劑、螯合劑、過氧化氫、磷酸鹽等清洗劑進行清洗，從而去除膜孔、膜面的污染物，增強膜面透過性，延長膜壽命;(3)引進新型膜材料。陶瓷膜、玻璃膜、金屬膜是近幾年開發的新型膜材料，具有耐高溫、耐溶劑、抗老化、耐細菌、再生性強等優點，且有助于膜截留性能改進，在業界受到廣泛應用，是發展最快、最有前景的品種。

　　3技術革新

　　在膜分離技術領域，膜萃取、膜反應、膜蒸餾、親膜分離等技術在未來有更廣闊的發展前景，也是膜分離技術的發展方向。這些技術將傳統分離技術與現代膜分離技術相結合，取其精華，去除糟粕，將兩種技術的有點有效結合，從而提高膜技術的高分辨應用，促使蛋白質-病毒分離術、膜色譜、蛋白質切線流分離等技術更為純熟，效果更好。這些膜技術的改進和發展，對今后生物制藥的分離技術、以及現代生物制藥的提純過程有著重要的作用，是不可或缺的重要技術力量。為此，在未來膜技術領域，人們在關注膜分離滲透性及選擇性的同時，也會更注重膜材料、性質、以及相關技術原理等內容，從而為膜分離技術的提升和跨越，提供更廣闊的空間。

　　參考文獻

　　[1]鄔方寧.膜分離技術在藥物分離中的應用[J].天津藥學.2010(02)：196.

　　[2]谷大建;徐巍.膜分離技術的應用及研究進展[J].中國藥業.2008(06)：237.

　　[3]施東魁;胡春梅.膜分離技術及其在醫藥生產和研究中的應用[J].中國中藥雜志.2006(15)：257-259.

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