膜分离技术在微生物制药中的应用

赵艳波 张长军 韩雪

摘要：随着第三次科技革命的不断发展，我国微生物制药科技也在飞速发展，出现了各种各样的新型技术和新设备，同时也促进了相关行业科技的发展。以微生物相关制药为例，人们无法用肉眼看到微生物达到分离的目的，必须借助各种科学仪器设备来对微生物进行观察、分离、纯化的研究，因此微生物制药工程对仪器、设备、设施的使用势在必行，尤其是在应用膜分离技术。膜分离技术是一种先进的分离技术，随着现代医药行业的不断发展，微生物分离在微生物制药中的应用越来越广泛，其在抗生素、疫苗、生物制品等生产中都发挥了至关重要的作用，对当代制药行业的发展带来了非常深远的影响。本文主要探讨了膜分离技术在微生物制药中的应用。

关键词：膜分离技术;微生物制药

【中图分类号】 Q93 【文献标识码】 A      【文章编号】2107-2306（2022）12--01

引言：随着人类疾病对生物制药的需求，以及科学技术的飞速发展推动了微生物制药行业的飞速发展，但随之而来，也给人们带来了更大的困难和挑战，例如，在微生物制药工程中使用膜分离技术，如果无法做到准确分离，导致分离不彻底，无法得到高纯度、高活性的药物。虽然在使用膜分离技术时面临着巨大的挑战，但是膜分离技术的应用可以节约药物分离和浓缩的成本，提高微生物制药工程的利润，而且膜分离技术在常温下就可以应用，对我国微生物制药工程的高速发展带来了巨大帮助，进而挽救了无数人的性命。因此，在微生物制药工程中使用膜分离技术必不可少。

一、膜分离技术的应用背景

21世纪到来之后，随着基因科学的快速发展，生物医学领域对基因治疗的关注度也在逐渐增加，如何生产出纯度高，活性高，疗效好的药品，对于治疗需求亟待解决。因此为了解决这一难题，微生物制药工程应运而生，而在这一过渡阶段，膜分离技术起着至关重要的作用，这是一种新型的分離技术，比传统的分离方法更加先进。传统的分离方法主要是通过发酵的方式来分离提纯的，但是随着现代制药技术不断发展，这种分离方法显然已经不能顺应微生物制药工程的发展需求了，因为这种分离方法会降低药品中有效物质的含量和活性，致使其不能够被有效提取，从而影响了产品安全性和有效性。而膜分离技术作为一种新型的分离技术，受到了很多制药企业的青睐，并被广泛应用于微生物制药工程生产领域，包括对抗生素、疫苗、氨基酸、活性蛋白质等物质的分离提纯，而且其在对药品加工过程中的热敏物质进行处理的时候，可以最大程度地保证热敏物质的活性，从而降低药品生产过程中的能源消耗。

二、膜分离技术的应用优点

膜分离技术主要通过被分离物质中不同组分粒子粒径之间的不同，通过粒子粒径的大小来进行分离操作。在使用这项技术的过程中，最重要的就是膜分离过程，这是一个物理过程，不涉及化学反应，也就是说，这项技术在应用时既不会生成新物质，也不会破坏被分离组分的基本结构，只是通过滤膜将它们进行选择性分离，然后再提取出分离的物质。因此，在使用膜分离技术时，不仅可以保证被分离五的完整性，对其做到有效分离，实现高膜通量以及提高分离的质量和效率，还可以在一定程度上减少能源的消耗，节约分离的成本。另外，膜分离技术还支持对热敏物质进行处理，并且在进行具体的处理操作时，并不需要高温的环境，在常温下即可操作，这就使得膜分离技术的应用条件和范围被极大地拓宽了，而且也不像传统发酵法那样复杂。总之，膜分离技术具有非常强的优势和特点。

三、膜分离技术的应用特点

因为不同工艺的分离需求不同，截留组分也有所不同，因此膜过程分为很多种，有微滤、超滤、纳滤、渗析、反渗透等，而膜分离技术虽然可以应用于微生物制药工程领域，但说到底，它是一项宏观的技术，对于不同的分离物质，有着不同的操作方式，因此，膜分离技术不仅可以应用于微生物制药领域，它还可以应用于其他很多领域。除此之外，与传统的分离技术相比，膜分离技术减少了工艺的步骤，提高了效率，而且生物制药组分对温度比较敏感，而膜分离技术不需要高温环境的支持，不会破坏这些微生物分子，保证产品的稳定性，因此，可以最大程度地保证它们的活性物质稳定性。

三、膜分离技术在微生物制药领域的应用探索

膜分离技术在微生物制药领域的应用非常普遍，我们以抗生素和氨基酸的分离为例。

3.1抗生素的分离提纯

抗生素的分子量在300到1200之间，而且这些抗生素分子并不在胞内，抗生素的分离不是简简单单的分离即可，而是从人工处理过的发酵液中提取出来的，想要将抗生素从发酵液中提取出来就需要用到膜分离技术。具体有以下几个步骤。

首先，要将发酵液中的固体和液体进行分离;分离之后，得到透过液;然后判断透过液的是否符合产品的质量标准要求，如果透过液的质量不合格，就需要再进行两次膜过滤操作，先进行一次超滤操作，再进行一次纳滤浓缩;经过这两次膜操作之后，再判断一下浓缩抗生素后溶剂的萃取结果，因为如果只经过一种方式直接分离的话，会导致内部分离的差异，使得中间体纯度偏低。如果检测结果符合质量标准，则不需要再进行一次中间纯化，如果结果不符合质量标准的话，就需要再进行一次中间净纯化，以此来保证分离出来的抗生素的纯度。

3.2氨基酸的分离和提纯

使用膜分离技术对氨基酸进行分离提纯时，主要利用的是氨基酸的带电性。由于氨基酸自身的性质特点，其在不同的酸碱度下所带电荷也有所不同。而且氨基酸混合液的酸碱性也会影响膜上离子的带电性质，如果膜上离子带的是负电，那么它就会吸引带正电的阳离子，排斥带负电的阴离子，并允许阳离子通过;如果膜上离子带的是正电，则是相反的情况。所以在使用膜分离技术对氨基酸混合液进行分离时，利用的就是膜与氨基酸之间的这种电荷效应，并且在这种特定的分离条件下，如何选择合适的膜以及如何确定最佳的酸碱度成了决定分离效果好坏的关键。

结束语：综上所述，随着科技的不断发展，膜分离技术的应用范围越来越广，尤其是在微生物制药领域的应用，它可以有效提高物质分离的效率，使制药企业能够更快地得到需要的物质，进而帮助企业提升制药的效率，进一步促进现代医学的发展。

参考文献：

[1]王轶文，单衍雪，刘丙萍.膜分离技术研究进展[J].山东化工，2021，50（24）：62-63+66.

[2]赵明古，王钰宁.膜分离技术在微生物制药中的应用[J].生物化工，2018，4（01）：102-104.