摘要:工作顺利近年来,膜分离技术在中药行业中的应用越来越突出,本文主要介绍纳滤技术在中药成分分离中的应用特点进而文牧野。基于国内外有关文献,对纳滤技术在中药多糖、黄酮、生物碱等有效成分的提取和浓缩、中药制剂除杂中的应用进行综述,并对相应的改善方法进行探讨。
采菊东篱下悠然见南山的意思关键词:纳滤技术;中药制药;应用
引言
膜分离技术是利用膜间的能量差异或化学位差作为驱动力,分离、提纯、浓缩混合液中的双组分或多组分。按膜的孔隙大小可划分为:微滤、超滤、纳滤、反渗滤。纳滤技术在制药、食品、医疗等领域得到了广泛的应用,其表面的电荷作用在低分子有机物和无机盐上有很好的分离效果。所以探讨纳滤技术在中药制药行业应用中的研究进展,也更有现实意义。
一、纳滤分离模型
(一)溶解—扩散模型
在此模型中,所有的溶质和溶剂都溶于无孔均质薄膜的表面,并在化学位的推动下,由薄膜的一端向另一端以分子扩散的形式传播,直到穿过薄膜。但是,这种方法也有一些不足之处,例如:薄膜的表面有许多孔隙,以及溶剂和溶质会从这些孔隙中穿过。
(二)细孔模型
该模型假设多孔膜具有均匀的微孔结构,而溶质是一个刚性的球形,孔径对通过的溶质几乎没有任何影响。通过研究膜的孔隙结构和粒径,可以得到膜参数以及阻隔率与渗透速度之间的关系。相反,通过对薄膜的透过率和渗透速度的测量,可以获得其结构参数。但该模型忽视了孔壁的影响,只对空隙阻力进行了修正,从而能够较好地预报出中性溶质的纳滤膜分离模型。
(三)电荷模型
固定电荷模型最初是由特雷尔、米耶、西弗斯等人提出,因此也被称作特雷尔-迈耶-席弗斯(TMS)模型,该模型假定薄膜是一种具有均一电荷分布、贡献相等的凝胶相,能够较好地描述纳滤膜的道南效应。TMS模型假定,在薄膜中任何一个方向上,离子浓度和电势都是
均匀分布的,而在空间电荷模型中,这两种模型都是沿径向和轴向分布的,所以可以将其视为后者的简化。
(四)静电排斥和立体位阻模型
纳滤分离并不是纯粹的孔径截留,而是由多个不同的影响所造成的。在多糖的中性介质中,以微孔模型或溶解-扩散模型为主要的分离模型。在生物碱组分的分离中,既要考虑静电排斥作用,也要考虑筛分作用。对现有纳滤技术在中药制药中的应用进行分析,将有助于理顺中药的纳滤膜机理,提高其应用范围。
二、纳滤技术在中药有效成分中的分离应用
李春媛(一)酚酸中药
酚酸类化合物中大部分都含有酚羟基,在加热时易发生氧化和分解,使含酚类化合物的制剂工艺参数难以掌握,影响了产品的一致性。宋晓春等利用200 Da纳滤技术对当归水进行浓缩,阿魏酸的漏失率只有0.1%,而在保持微量的同时,还能将Na+、K+等价态的无机盐从水中去除;Gyselinck等利用超滤-纳滤技术对汉鱼腥草和鼠尾草进行了浓缩,结果表明,
纳滤法对两种浓缩液的游离能力均有92.9%和90.1%,具有良好的分离和富集能力;李存玉等通过对丹参萃取过程中的酚酸组分的保留率进行比较,结果表明,经纳滤法浓缩后,各酚酸组分的含量没有显著改变,在浓缩热敏性组分上具有显著的优越性,可以取代传统的热浓缩法;周锦珂等人发现,丹酚酸B的保存率比传统的纳滤法提高了10多倍,浓缩时间缩短了一半。纳滤技术在中草药中具有显著的优势,具有广阔的应用前景,可以合理利用中药资源,促进绿、环保、节能、减排。
小罗伯特唐尼退出漫威(二)生物碱
NF2纳滤膜的截留率可达81.94%,浓缩倍数可达10.1倍,且操作简便、效果好。纳滤技术是一种以植物为原料,提取生物碱类成分,制备原料药的清洁生产工艺,全流程都比较高效,而且节约能源,无二次污染。纳滤膜分离技术除了受到化学势差的控制外,还受到电位梯度的影响。在酸性条件下,生物碱组分的解离态从溶液内向膜面界面层的浓度降低,组分的截留能力增加,这与溶解-扩散模型相一致。在Donnan效应的影响下,随著纳滤时间的延长,越来越多的解离态生物碱会使薄膜的表面有效电荷浓度减少,膜的通透性也会随之提高。
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(三)多糖
根据三种物质的荷电状态、溶解程度、分子量等因素,可以将过滤和电荷作用结合起来。但不同的多糖分子质量存在较大的差别,筛分是主要作用。纳滤技术对葡萄糖、乳糖麦芽糖等中性多糖的吸附,主要是根据细孔模型中所描述的膜孔隙对中性溶质的位阻作用,研究中性糖子量对孔隙大小的影响。时浩等选择了对纳滤效果较差的寡糖,采用标准薄膜测定了其孔径和糖分的截留率曲线,并利用曲线标定了不同的孔径。而在随后的试验中,当纳滤膜具有一定的孔径时,可以根据其糖分子质量和截留率的变化来判定其性能。
三、联用技术
(一)纳滤与吸附技术联用
程文娟等以大孔树脂为原料,利用膜分离和大孔树脂法对茶叶皂素进行了纯化,经纳滤浓缩,得到了62.1%和79%的纯化效果,再经XAD7HP大孔树脂纯化,得到了55.3%和95%的纯度。
(二)组合式膜分离
张赛男等将微滤、超滤、纳滤、反渗透膜相结合,对浓缩玫瑰茄花素的优化组合进行研究,结果表明:UH100与NSO27复合膜结合后,具有更高的成分率。采用复合膜分离技术组成的连续动力学综合体系,可将分离、除杂、浓缩结合起来,可大大提高企业的经济效益。
(三)纳滤技术与其它技术耦合
李存玉等通过充氮-纳滤耦合技术对消癌平注射液进行了优化,使产品中的绿原酸和总酚酸的氧化分解得到了较好的控制,且具有较好的重现性,能有效地提高产品的利用率。
四、纳滤技术在中药制药行业中的应用问题和解决措施
纳滤膜具有其独特的优点,但纳滤技术在中药制药中的应用还不够深入,因而暴露出其缺陷:第一,中药制剂中所含的大分子杂质含量较高,容易堵塞膜孔,导致膜污染,膜通量下降;第二,在中药行业,膜分离技术缺少系统的理论支持,没有一套完整的分离工艺和工艺参数,也没有配套的膜设备;第三,膜和液体的相容性问题,会导致薄膜材料的脱落,从而影响到注射剂的安全;第四,低成本、耐污染、高通量的薄膜材料还需要进一步
的开发。针对以上问题,可以从溶液、膜性质、操作工艺三个方面进行研究,以期合理利用中药资源,提高经济效益和生态效益。药液浓度、酸碱度、温度等因素会影响纳滤的分离和纯化,活性组分的传递速率与液体的浓度成反比例,与温度和压力成正比;膜污染的阻塞概率与溶液的浓度、溶液温度呈反比关系。因此,在加入筛分作用的情况下,调整溶液的特性,改善其与薄膜的道南作用,并将其与滤膜的作用结合起来,就能将目标产品分离。另外,溶液的浓度太高会引起浓差极化,使活性组分的迁移速率和膜通量减小,而溶液中的离子浓度增加会使膜表面的有效电荷密度减小,膜的孔隙变大,截留率减小,而温度的上升会使膜的粘稠度减小,从而减小膜的污染。可以采用膜表面修饰技术制备耐污染、通量高的纳滤膜,从而降低膜污染。通过优化工艺,优化纳滤液的工艺参数,可以有效地提高萃取率。由于中药成分比较复杂,采用适当的分级预处理方法,可以有效地减少由于沉淀而产生的污染。
结束语
纳滤分离模型包括溶解—扩散模型、细孔模型、电荷模型以及静电排斥和立体位阻模型,在中药制药行业,纳滤技术也可以对中药有效成分进行分离,比如在酚酸中药、生物碱和
多糖等成分中,纳滤技术的应用效果都比较明显。而且也可以将纳滤技术与吸附技术和其它技术进行联用和耦合,使纳滤技术发挥出更大的价值。开学第一课感悟
参考文献
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[3]李存玉,马赟,陈涛,等.基于纳滤分离优势优化丹参注射液的生产浓缩工艺[J].国际中医中药杂志,2016,38(6):543-545.
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