超滤膜分离技术在中药制剂生产中的应用

超滤膜分离技术在中药制剂生产中的应用

周继军

乐山市市中区中医医院

摘要：膜分离技术是一种具有广阔前景的分离技术，目前已经大范围的被应用在医药、环境、食品加工等行业中。但是膜分离技 术在中药领域应用却不够广泛。中药作为我国文明传承的一部分，应该成为我国经济的支柱性产业。本文主要介绍了超滤膜分离技术 的基本原理；阐述了超滤膜分离技术能够对中药进行除杂以及分离纯化等，简单概括了超滤膜可以应用的中药剂型，包括口服液、中 药注射剂及中药浸膏剂等，并且指出该技术在中药有效部位和有效成分提取过程中具有的显著优势，在制剂中除菌、脱色、去除大分 子杂质方面也具有应用价值，讨论了存在的问题及防治措施。

关键词：超滤膜；分离技术；中药制剂；生产；应用

引言

超滤膜分离技术是一种以压力为推动力、类似分子筛 作用的分离技术，具有生产周期短、耗能低、无相变、操 作简单、滤膜可以反复使用的特点，主要应用于工业废水 处理、食品工业、高纯水生产、生物制品(如酶、血清蛋 白、激素等)提取纯化等领域。自上世纪90年代至今，超 滤膜分离技术的高效、环保、节能等特点克服了中药有效 成分传统提取分离方法注重复方单组分操作、高温高热、 提取分离效率低、有效成分被破坏、溶剂残留、操作工序 复杂、生产成本高等一系列缺点，在中药制剂生产中的应 用越来越广泛。然而，由于中药有效成分复杂，其治病作 用机理尚不明确，导致超滤膜分离技术存在分离机理不明 确的问题，限制了应用空间。因此，本文围绕超滤膜分离 技术分离原理、在中药制剂生产中的研究现况和应用实例、 存在的问题、前景展望等方面进行了简要综述。

1滤膜分离技术的原理和特点

1. 1 超滤的基本原理 超滤的分离技术原理近似机械筛

当溶液体系经由水泵进入超滤器时 ,在滤器内的超滤膜表面 发生分离 ,溶剂 (水 )和其它小分子量溶质透过具有不对称微 孔结构的滤膜 ,大分子溶质和微粒 (如蛋白质、病毒、细菌、胶 体等 )被滤膜阻留 ,从而达到分离、提纯和浓缩产品的目的。

1. 2 超滤膜的结构特点 超滤膜上微孔具有不对称结构

在滤膜的工作面上有一层极薄的致密层 ,该层上微孔的孔径 小至 20- 150,下部是结构较疏松的支撑层 ,空隙大于 150 • 。 超滤膜一般具有二种典型的膜结构 ,这种膜结构使得液 体在分离过程中大分子溶质的微粒随溶液切向流经膜表面 时 ,由于液体的快速流动使得这些物质既不能进入致密细 孔 ,引起膜的内堵塞 ,也不会停留在膜面上形成表面的堵塞。 而小分子物质和溶剂则在压力驱动下穿过致密层上的微孔 后 ,即能顺利穿过下部的疏松支撑层 ,进入膜的另一侧 ,从而 使超滤膜在长期连续运行中保持较恒定的产量和分离效果 , 可长期、反复使用。

2超滤膜分离技术在中药生产中的应用

2.1制备中药注射剂（去除热原）

1979 年采用不同型号的膜超滤七种中草药 注射液（葛根、黄岑、山植、黄柏、白叶果、大黄 和秦皮）和四种纯品（盐酸黄连素、芦丁、鞣 酸、淀粉），通过杂质检查和主成分测试，初步 表明，超滤方法可以除去中药煮提液中的杂质，保留有效成分。超滤法制备中药复方注射液（菌栀黄注射液、 复方丹参注射液、生脉注射液），澄明度检查 （放置 6 个月）、粒度测定，除杂质效率检查 （检查鞣质、蛋白和淀粉）及已知成分测试的 结果表明，超滤法制备的中药复方注射液，杂 质去除率及澄明度均符合制剂标准，并可较 多地保留原配方的成分。

用超滤法制备丹参注射液 和复方丹参注射液，通过化学分析，药效及毒 性试验，表明超滤法可除去杂质，保留有效成 分，提高药效，且安全无毒。对超滤法和水醇法制备的补骨脂素注射液进行 试验比较研究，结果表明超滤法工艺流程短 （仅 1d ~ 2d，水醇法 6d），有效成分损失少，产 品色泽深且澄明度好。薄层色谱表明，其中 所含的主要有效成分补骨脂素及异补骨脂 素，均高于水醇法。采用平板式 超滤器制备淫羊藿注射液，产品在稳定性、淫 羊藿甙含量上都显著优于水醇法。用超滤法改革复方当归注射液的制备 工艺，原工艺流程长（9d ~ 10d），操作复杂，有 效成分损失多。而超滤法的工艺流程缩短到 2d ~ 5d 大，中药有效成分阿魏酸含量显著高 于原工艺。在制备情开灵注射液 工艺中，比较了水醇工艺和超滤工艺，结果表 明，超滤法不但大大缩短了生产周期，降低了 成本，而且提高了产量。

用两步超滤法制备伸筋草注 射液，先用截留值 10 000 ~ 30 000 的超滤膜， 除去大分子杂质，再用 6 000 截留值的膜除 去小分子，结果得到的注射液，与原工艺比产 率有所提高，颜色浅，氯化钠含量从 5%降低 至 1%，长期储存，澄明度无明显变化。用超滤法制备感冒康注射液，并对其质 量作了各项考查，包括安全试验，均符合规 定，尤其是澄明度极佳，观察 15 个月，合格率 达到 99%。

此外，用超滤法改善柴胡注射液 的澄明度，超滤法组制备中草药注 射液，张玉忠用超滤法处理双黄连粉针药液 都取得了显著的效果。 上海福达制药有限公司采用 HPL 型板 框式超滤器，配备 1 万截留分子量的磺化聚 醚砜膜，进行制药制剂黄芪注射液的除热原 超滤，再经活性炭吸附，使产品热原合格率从 原来的经常波动到目前的 100%合格。由于 中药液有效成分，如黄酮类、生物碱类、总甙 类等成分，其相对分子量都在 1 000 以下。 因此，制药制剂尤其是注射剂使用超滤除热 原除菌是最适合的，可以使产品达到静脉注 射剂的质量标准。

2.2提取中药有效部位和有效成分

以麻黄碱为例，中药麻黄主要成分是麻黄碱，从麻黄中分离 麻黄碱主要采用超滤膜分离技术，分离一次就可以除去 96.7 %的 色素，得到约 98 %的麻黄碱。与萃取、重结晶、离子交换法 等传统方法相比，超滤膜分离技术得到的产品质量好，产率高， 生产过程安全，而且还降低了生产成本，减少了环境污染。 金银花作为使用频率最高的清热解毒用药，相对分子质量 为 354.3，符合超滤膜分离技术的溶液使用标准，同时也能够 尽最大可能过滤大分子杂质，如多糖与蛋白质等，比传统的醇 沉分离法产率更高，可以从醇沉法的 67.8 %提高到 95.4 %[6]。 何昌生[7]等在对甜菊糖甙进行纯化时，就在超滤膜分离技 术的实践基础上，保留了 1 万 CA 膜的截留值，同时以超薄板 式过滤器作为分离辅助工具，将纯化过程更加合理化，既能除 杂，又能脱色，不但有效减少了沉淀，也在灌装过程中杜绝了 起泡现象。

3应用展望

超滤作为一种新型分离技术，目前主要 用于中药提取液的过滤除杂（包括除去重金 属等无机物），尤其适用于中药 l、2 类药及中 药注射剂等液体制剂方面。也可选择不同孔 径的滤膜对 3、4 类药杂质去除，达到缩小剂 量的目的。这是一项较简便的分离提取方 法，设备要求不太高，易于推广。 超滤膜分离技术的关键点包括：设计制 造适合中药制剂生产的工业化膜装置；制定规范化的膜生产工艺及其产品的质量控制技 术指标和标准；优化中药制剂生产中的提取、 分离、浓缩等工艺过程，将膜技术合理地引入 到工艺流程中，达到多种工艺过程的最佳组合。

结语

超滤为新型的分离技术，在早期之中超滤主要是应用在工业的废 水、污水处理之中，现今超滤技术已经被广泛的在饮料工业、食品加 工、生物制剂、临床医学、食品工业废水处理、环境工程、生物制剂、 医药工业、中药制剂等众多领域之中。目前，超滤在中药制剂中的应 用主要是进行药液澄清、药液浓缩、纯化分离、有机溶剂回收。超滤膜 分离技术应用在中药制剂的生产之中，需要设置出中药制剂生产合适 的工业化膜装置，加强膜生产工艺、产品质量控制技术的规范化，不 断的优化中药制剂生产过程之中提取、分离以及浓缩等工艺，将膜技 术科学、合理的应用在工艺流程之中，这样可保障生产质量。

参考文献

[1] 邓朝阳 ,张森旺 ,王慧宾等 .超滤膜提取金银花多糖及其抗氧化活的影响 [J]. 生物化工 ,2017,3(06):38-41.

[2] 陈安徽 ,巫永华 ,刘辉 ,邢建超 ,欧礼虎 ,陈尚龙 .利用超滤 -原子吸收技术分析 3种保健品中钙铁锌的存在形态 [J].现代食品科技 ,2017,33(10):254-261.