制药分离工程发展现状

2022-09-11

一、制药分离工程综述

制药分离工程主要描述回收生物产品分离过程原理和方法的一个术语, 指在制药化学合成液、生物发酵液或酶催化反应液、动植物原料提取液中分离、纯化医药目标产物以及制成成品的过程。因所用分离方法、设备和投入能量方式不同, 使得分离产品的纯度、消耗能量的大小以及过程的绿色化程度有很大差别。对于现代制药产品, 分离成本所占的成本极大, 往往占到总成本的70-90%。制药分离工程主要包含生物分离工程与中药分离提取两个方面, 生物分离工程以及中药分离提取技术的发展侧面反映出制药分离工程的发展现状。

二、生物分离技术发展现状

随着生物技术及基因工程的发展, 对生物分离工程的要求也越来越高, 开发和研究高效、安全的分离方法尤为重要。生物分离工程的发展需要充分发挥多学科交叉优势, 在生物产品分子结构各个层次上深入研究, 充分利用其特性设计分离方法, 集成化、智能新材料及无溶剂化萃取等应是生物分离工程今后发展的方向。分离是生物工程产品生产中的基本技术环节, 在现代生物技术工业中占有十分重要的位置。近几年来生物工程分离技术的发展取得了长足的进步, 本文将介绍最新分离技术:

1. 新型高效分离材料——智能聚合物 (Smart polymer)

Smart polymer对某些外界环境条件敏感, 随外界条件的变化而可逆地溶解或沉淀。在Smart polymer上耦联亲和配基, 便可使目标蛋白质随着Smart polymer沉淀或复溶。用这种方法可以直接从发酵液中提取目标蛋白, 省去了脱盐及粗分离等步骤, 条件温和且易于放大。采用Smart polymer可极大的提高现有分离技术的效率, 怎样更好地了解结构一性能关系, 设计并合成出所需的Smartpolymer是今后值得注意的研究方向。

2. 分离技术的集成化

分离技术的集成化是提高分离效果和选择性的有效途径。如利用生物亲和作用的高度特异性与其他分离技术如膜分离、双水相萃取、反胶团萃取、沉淀分级、色谱和电泳等相集成, 相继出现了亲和过滤、亲和双水相萃取、亲和反胶团萃取、亲和沉淀、亲和色谱和亲和电泳等亲和纯化技术。提高了大规模分离技术的分离精度。

3. 无溶剂萃取超临界流体分离技术

从生物产品本身的特性和环境保护角度来看, 水性或无溶剂萃取都是今后发展的方向之一, 因此, 对超临界流体萃取的研究正呈现蓬勃发展之势也就不为奇, 但超临界流体萃取的历史较短, 基础数据的积累较少, 目前应用的范围也不广, 如何将超l临界流体萃取和其它方法集成, 加大其适用范围, 可能是超临界流体萃取的研究方向。

三、药提取技术发展现状

中药分离纯化技术是研究中药的基础, 在中药分离纯化后才能够进一步对中药的药理学、药代动力学、中药化学结构等进行分析。因此中药研究的水平及中药制剂质量的保障在很大程度上依赖于中药有效成分提取分离和纯化的结果。中药分离与纯化工艺包括两个方面:一是应根据粗提取药物的性质, 选择相应的分离方法与条件, 提取药用的物质;二是将无效和有害组分除去, 尽量保留有效成分或有效部位, 可采用各种净化、纯化、精制的方法。

1. 澄清剂吸附法

用吸附澄清剂代替醇沉法, 吸附澄清剂一般为天然有机高分子化合物无毒性、使用方便。如吸附澄清剂选择恰当可专属性地去除蛋白质鞣质多糖等无效成分。用101果汁澄清剂精制大黄、山楂、黄芪、甘草、川芎等水提液并与醇沉工艺进行比较, 结果各提取物的干浸膏得率主要成分含量均优于醇沉法。

2. 分子印迹技术 (MIT)

是以待分离的化合物为印迹分子 (也称模板底物) , 制备对该类分子有选择性识别功能的高分子聚合物——分子印迹聚合物, 然后以这种分子印迹聚合物为固定相来进行分离的技术。可以分离富集中草药中活性成分, 如麻黄和降麻黄为模板以苦参碱、黄酮类、萜烯类等为模板用于相应药物的提取与分离, 以中药黄栌的主要成分菲瑟酮为印迹分子, 成功分离菲瑟酮及其相似物质槲皮素, 用于中药虎杖提取物中白蔾芦醇的分离, 在中药新药研发中主要用于寻找已知药物的代替品。

总结

总体上看来我国生物分离技术以及中药分离技术已经得到了全面的应用。但是相对与发达国家仍有很大的提升空间。形成差距的主要原因是我国在制药分离工程技术的发展上相对比较缓慢, 同时分离技术中的所需要的设备与发达国家存在差距。

虽然新型的分离技术已经得到了广泛的应用和发展, 但是我国分离技术依然以传统的分离技术为主;同时制药分离工程的发展受到技术以及设备发展的限制, 我国技术的发展落后、工艺流程相对单一等缺点。制药分离工程设备是实现制药分离工程产品的高效率分离和纯化的基本保障, 因此研究设计、优化分离操作设备对医药产品的生产十分重要。

我国制药分离技术还有很大的发展空间, 研究设计高效的分离设备、分离技术都落在制药工程学生的身上, 合理的、完善的分离设备能够达到分离效率、减少分离步骤、获得高质量产品、降低生产成本、提高企业经济效益的目的。因此本课程具有巨大的发展空间, 希望同学们努力学习, 完善我国制药分离工程发展。

摘要：随着制药工程专业近几年的发展, 制药分离工程已经成为制药工程专业的必修课程, 初涉制药分离工程的学生对制药分离工程存在困惑, 本文旨在为初涉制药分离工程的制药工程专业学生提供制药分离工程的发展现状, 以便提高同学们对该课程的学习兴趣, 加深对制药分离工程课程的理解。本文主要从生物分离工程、中药分离提取技术的发展现状以及发展趋势进行系统总结, 进而分析我国制药分离工程发展现状, 比较与发达国家的差距, 从而增强同学们对该课程学习的紧迫感。

关键词：生物分离工程,中药提取技术,制药工程