以下是小编为大家整理的膜分离技术在生物制药的应用，本文共6篇，希望对您有所帮助。
篇1：膜分离技术在生物制药的应用
关键词：膜;分离;制药
膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。
膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，目前已广泛应用于电子、医药用纯水、饮用蒸流水、生物、环保、化工等领域，成为当今分离科学中最重要的手段之一。
膜分离技术具有在常温下进行、无化学变化、选择性好、无相态变化、适应性强、能耗低等特点。
由发酵法生产的微生物药物的分离和纯化正面临着含量低、易失活、收率低等问题，膜分离过程作为一种新型的分离技术得到了广泛的发展。
篇2：膜分离技术在生物制药的应用
摘 要：膜分离是在20世纪初出现，目前已广泛应用于医药用纯水、生物、环保、化工等领域，成为当今分离科学中最重要的手段之一。
膜分离技术具有在常温下进行、无化学变化、选择性好、无相态变化、适应性强、能耗低等特点。
篇3：膜分离技术在生物制药的应用
【摘 要】膜分离技术作为现代分离技术中的核心技术之一与现代科技已经紧密的联系在了一起。
而它与生命科技的结合更是使它“英雄有用武之地”，推动了生命科学的一系列进展：小分子有机物的分离纯化，人工器官尤其是人工肾脏的制造和完善，用于污水处理的膜生物反应器等等都离不开膜分离技术的发展。
本文将就膜分离技术与现代生命科学的结合为切入点，粗浅的介绍一下膜技术的一些基本特点与基本方法和我个人对于这项潜力巨大的技术的展望。
【关键词】膜分离 ; 生物科技; 小分子有机物分离 ; 蛋白质分离; 膜生物反应器
1膜分离技术的发展现状以及其在分离技术中的地位
1.1膜分离技术的简介
膜分离技术是指借助膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动作用下对混合物中溶质和溶剂进行分离，分级， 提纯和富集。
根据膜材质和孔径大小的不同，我们可以将膜分离技术分为一般微滤(MF)，超滤(UF)，反渗透(RO)，纳滤(NF)等等。
膜分离技术自从20 世纪60年代被用于工业生产以来，经历了膜材质从大孔径到小孔径，推动力从重力场到多种电化学作用共同作用的发展模式。
自从上世纪90年到之后TFC膜(低压聚酰胺复合膜)的成功研制之后，膜分离技术在现代化工和生物工程的各个方面都得到了广泛的应用。
1.2膜分离技术的独特优势
而在这些现代分离技术中，膜分离技术的基本原理是利用高分子薄膜的选择透过性为分离的基本原理，以压力差，电势差，电渗差等为动力，以达到物质在薄膜间的传质而达到分离的目的。
因此在经历了：微孔过滤，渗析，电渗析，反渗透，超滤，气体分离，渗透气化等发展过程后[1]，现代膜分离技术具有反应条件要求低(常温下即可发生);是一个物理过程，不发生化学变化所以损耗较小;膜分离过程中多以压力差为动力(渗透压也包括在内);膜的性质稳定的情况下膜分离系统可以有极大的分离范围;膜分离过程的研究比较透彻，分离的流程控制比较容易控制从而得到更高纯度的分离产物[2]。
这些优点都使得它在实际运用中都具有很高的价值，而被广泛使用在工业和科研中。
1.3膜分离技术与生命科学的结合
近些年来生物领域飞速发展，一系列系统理论的建立使得生物科学向更精细更严谨的方向发展，人们对于生物制品需求扩大的同时对其的安全性可靠性的要求也越来越高。
尤其是分子生物学的建立使得生命科学的范畴更加靠近生命的本质。
而随着分子生物学的发展，它对与物质的分离与鉴定的要求也越来越高，传统的分离手段已经无法满足，但膜分离技术等为代表的现代分离技术(其特点前文已述)却很好的迎合了他的需求，因此被广泛的运用于科研与实际生产过程中。
2现代膜分离技术的基本过程与原理详细
2.1膜分离技术的基本原理以及其分类
以压力差为推动力的液体膜分离过程通常可根据分离对象的大小和膜的不同分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)。
根据待分离样品的性质以及分离所选用薄膜的性质尤其是薄膜的孔径的大小还有分离纯度，分离时间，分离速率等方面的要求可以有针对性的选取合适的分离方法，以达到分离预期结果[3]。
2.2膜分离技术的不同操作模式
膜分离技术原理简单，因此它的工艺流程也便于标准化。
由于待分离物质中我们想要的目的产物的分子量各有不同，我们的目标产物最终出现的位置也不同：小分子物质一般会通过薄膜最终在滤过液中富集。
而大分子物质会在膜的另一侧由于无法滤过被截留在浓缩液中。
为了使膜分离过程中的损耗尽可能的小，时间尽可能的短，我们会在料液中添加渗滤溶剂，它可以和小分子组分互相作用和小分子物质一同穿过薄膜从而加速小分子物质过膜速率，使大分子与小分子物质的分离加速，从而解决了高浓度的溶液过膜速率过慢的问题。
收集浓缩液得到其中被截留的大分子称为浓缩。
与此不同，利用渗滤溶剂进行的膜分离过程称为渗滤。
在实际工作中二者往往搭配使用，操作过程由预浓缩、恒容渗滤和后浓缩三个阶段组成：利用浓缩模式使料液的浓度上升，在过膜速率出现了明显下降的时候转化为渗滤模式，从而达到克服高浓度料液透过速率低，减少浓差极化与膜污染的目的，加快分离速率以免影响物质活性的目的。
有时为使纯度达到要求还可以采用多级分离的方法从而使物质分离的更加彻底。
在选择具体的膜分离方式时，我们要考虑的因素有：与上下操作间的衔接，对于膜使用寿命的影响，分离效果的好坏等等。
2.3膜分离的计算模型以及效果衡量
膜分离的传质原理有两个主流理论：双模理论和溶质穿透理论。
双模理论认为，气液界面间存在的气膜和液膜集中了主要的传质阻力，溶质分子在这两个膜层内梯度扩散，按照Fick第一定律进行计算。
篇4：膜分离技术在生物制药的应用
1 膜分离技术在抗生素、氨基酸和酶类分离纯化中的应用
1.1 膜分离技术的特点
相对于传统工艺，膜分离具有简化工艺流程、产品质量高、操作简单、能耗低、收率高、环保、运行费用低等优点。
1.2 分离原理
根据截留组分的不同，可以将膜过程分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗透蒸发、渗析、电渗析、气体分离等。
用于发酵液后处理的膜技术主要是超滤，其次是纳滤、微滤、反渗透以及液膜分离等。
膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜。
抗生素、氨基酸和酶类分离纯化主要应用超滤膜。
1.2.1 微滤膜又称微孔过滤，它属于精密过滤，分离截留直径0.01～10?滋m以上的粒子。
液固分离等方面，常作超滤的预处理过程，如发酵液中的菌体、细胞、不溶物等。
1.2.2 超滤膜属于非对称多孔膜，是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，孔径在2～50nm。
超滤膜以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。
超滤膜常用于处理发酵液可以截留病毒、蛋白质、酶、多糖等大分子物质。
1.2.3 反渗透的分离基本原理是溶解扩散学说，主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩，主要应用领域包括以下：生物医药、生物发酵、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水等。
1.2.4 纳滤膜平均孔径2nm左右，是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80～1000的范围内，处理发酵液时截留组分可小到抗生素，合成药、染料、双糖等，具有对小分子有机物有较高的截留性等特点。
1.3 膜分离技术在抗生素、氨基酸和酶类微生物药物分离纯化中的应用
膜分离技术主要用于B一内酰胺类、大环内酯类、四环素类等抗生素以及氨基酸和酶类微生物药物分离纯化中的应用。
李春艳、方富林等采用Ultra-flo超滤系统提纯未经任何预处理的头孢菌素 C发酵液，过滤收率由原工艺的 78%提高到 83.8%[1]。
梁万秋、何建勇等比较连续板式超滤与间歇板式超滤在头孢菌素C发酵液过滤提纯中的效果，结果连续板式超滤适应头孢菌素C的过滤分离及与后续提取工艺的整合[2]。
冯建立，许振良，王学军等采用自制的三种中空纤维超滤膜(U F-1、U F-2和U F-3)对红霉素发酵液去除乳化现象进行了试验，结果表明超滤法可达到去除乳化的目的，同时提高了萃取的收率和质量[3]。
张治国，王世展等采用蓬莱反渗透设备厂生产的NFB系列板式反渗透装置已成功地应用于济宁抗生素厂的链霉素生产中，收率明显提高，能耗和物耗大幅度降低[4]。
叶榕等采用超滤-纳滤集成膜分离技术代替传统的薄膜蒸发法提纯浓缩卡那霉素树脂解吸液，实验结果表明浓缩倍数、浓缩收率、损失率、平均膜通量等指标均优化[5]。
2 分离纯化的方式方法
根据近年来国内外应用膜分离纯化微生物药物的方式方法，大致有以下几类。
2.1 分离方式
对于纳滤，可以将萃取液用疏水性纳滤膜处理进行浓缩或用亲水性纳滤膜对未经萃取的抗生素发酵滤液进行浓缩，减少萃取剂的用量。
2.2 多层液膜分离
例如红霉素在水/油乳状液滴中的渗透，乳状液滴中一旦形成的浓团，会使分离性能降低。
为防止这种情况发生，料液和乳状液应分别为分散相和连续相进行分离。
2.3 组合分离
抗生素发酵液的分离有时候需要多个膜分离操作。
通常先采用微滤或超滤，去除盐和水，再采用纳滤浓缩。
2.3.1 超滤和纳滤膜组合分离。
何旭敏等用超滤膜处理6-APA的钾盐，经反应罐中裂解后，再经纳滤膜浓缩，裂解率为97.5%[6]。
2.3.2 超滤和反渗透膜组合分离。
李十中等先用截留分子量5万的超滤膜处理土霉素结晶母液，除去母液中的悬浮物和大分子物质，得到土霉素的纯度82.9%[7]。
2.3.3 膜分离技术与传统的分离技术相结合。
膜分离技术与传统的分离技术相结合，在不同程上吸取了膜分离和传统分离方法的优点而避免了两者原有的缺点。
李十中等利用超滤/萃取法提取青霉素G、红霉素和麦迪霉素，发现新工艺收率高，静置分层快，不需要离心分离或活性炭脱色。
结束语
目前的膜分离技术在生物制药应用研究非常活跃，广泛用于生物发酵液过滤除菌及下游分离纯化精制、结晶母液回收、氨基酸发酵液过滤澄清及精制、生物蛋白、多肽、酶制剂等酵液过滤澄清及精制等。
膜分离技术突出的优点和其广阔的`潜在市场使膜分离技术将在微生物制药中发挥更为重要的作用。
参考文献
[1]李春艳，方富林，何旭敏，夏海平，蓝伟光.超滤法提纯头孢菌素C的应用研究[J].福建医科大学学报，，3-30.
[2]梁万秋，何建勇，陈晓强.连续板式超滤系统在头孢菌素C发酵液过滤提纯中的应用[J].沈阳药科大学学报，(12).
[3]冯建立，许振良，王学军，杨志和.超滤去除红霉素发酵液乳化现象的研究[J].中国抗生素杂志，2007，3，25.
[4]张治国，王世展，姜作禹，景玉钧，林永斌，褚庆国.板式反渗透装置在链霉素生产工艺中的应用[J].水处理技术，1994，12.
[5]叶榕，李春艳.超滤-纳滤集成技术提纯浓缩卡那霉素[J].福建医科大学学报，，9，30.
[6]何旭敏，何国梅，曾碧榕.等.膜分离技术的应用[J].厦门大学学报(自然科学版)，2001，40(2)：495.
[7]李十中，王淀佐，胡永平.膜分离法回收土霉素结晶母液中的土霉素[J].中国抗生素杂志，2002，27(1)：25.
篇5：论膜分离技术在生物制药中的使用
论膜分离技术在生物制药中的使用
摘 要：膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，目前已广泛应用于电子、医药用纯水、饮用蒸流水、生物、环保、化工等领域，成为当今分离科学中最重要的手段之一。膜分离技术具有在常温下进行、无化学变化、选择性好、无相态变化、适应性强、能耗低等特点。由发酵法生产的微生物药物的分离和纯化正面临着含量低、易失活、收率低等问题，膜分离过程作为一种新型的分离技术得到了广泛的发展。本文对膜分离技术在生物制药中的应用进行综述。
关键词：膜;分离;制药
1、膜分离技术在抗生素、氨基酸和酶类分离纯化中的应用
1.1 膜分离技术的特点
相对于传统工艺，膜分离具有简化工艺流程、产品质量高、操作简单、能耗低、收率高、环保、运行费用低等优点。
1.2 分离原理
根据截留组分的不同，可以将膜过程分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗透蒸发、渗析、电渗析、气体分离等。用于发酵液后处理的膜技术主要是超滤，其次是纳滤、微滤、反渗透以及液膜分离等。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜。抗生素、氨基酸和酶类分离纯化主要应用超滤膜。
1.2.1 微滤膜又称微孔过滤，它属于精密过滤，分离截留直径0.01～10?滋m以上的粒子。液固分离等方面，常作超滤的预处理过程，如发酵液中的菌体、细胞、不溶物等。
1.2.2 超滤膜属于非对称多孔膜，是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，孔径在2～50nm。超滤膜以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。超滤膜常用于处理发酵液可以截留病毒、蛋白质、酶、多糖等大分子物质。
1.2.3 反渗透的分离基本原理是溶解扩散学说，主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩，主要应用领域包括以下：生物医药、生物发酵、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水等。
1.2.4 纳滤膜平均孔径2nm左右，是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80～1000的范围内，处理发酵液时截留组分可小到抗生素，合成药、染料、双糖等，具有对小分子有机物有较高的截留性等特点。
1.3 膜分离技术在抗生素、氨基酸和酶类微生物药物分离纯化中的应用
膜分离技术主要用于B一内酰胺类、大环内酯类、四环素类等抗生素以及氨基酸和酶类微生物药物分离纯化中的应用。李春艳、方富林等采用Ultra-flo超滤系统提纯未经任何预处理的头孢菌素 C发酵液，过滤收率由原工艺的 78%提高到 83.8%。梁万秋、何建勇等比较连续板式超滤与间歇板式超滤在头孢菌素C发酵液过滤提纯中的效果，结果连续板式超滤适应头孢菌素C的过滤分离及与后续提取工艺的整合。冯建立，许振良，王学军等采用自制的三种中空纤维超滤膜(U F-1、U F-2和U F-3)对红霉素发酵液去除乳化现象进行了试验，结果表明超滤法可达到去除乳化的目的，同时提高了萃取的收率和质量。张治国，王世展等采用蓬莱反渗透设备厂生产的NFB系列板式反渗透装置已成功地应用于济宁抗生素厂的链霉素生产中，收率明显提高，能耗和物耗大幅度降低。叶榕等采用超滤-纳滤集成膜分离技术代替传统的薄膜蒸发法提纯浓缩卡那霉素树脂解吸液，实验结果表明浓缩倍数、浓缩收率、损失率、平均膜通量等指标均优化。
2 、分离纯化的方式方法
根据近年来国内外应用膜分离纯化微生物药物的方式方法，大致有以下几类。
2.1 分离方式
对于纳滤，可以将萃取液用疏水性纳滤膜处理进行浓缩或用亲水性纳滤膜对未经萃取的抗生素发酵滤液进行浓缩，减少萃取剂的用量。
2.2 多层液膜分离
例如红霉素在水/油乳状液滴中的`渗透，乳状液滴中一旦形成的浓团，会使分离性能降低。为防止这种情况发生，料液和乳状液应分别为分散相和连续相进行分离。
2.3 组合分离
抗生素发酵液的分离有时候需要多个膜分离操作。通常先采用微滤或超滤，去除盐和水，再采用纳滤浓缩。
2.3.1 超滤和纳滤膜组合分离。何旭敏等用超滤膜处理6-APA的钾盐，经反应罐中裂解后，再经纳滤膜浓缩，裂解率为97.5%。
2.3.2 超滤和反渗透膜组合分离。李十中等先用截留分子量5万的超滤膜处理土霉素结晶母液，除去母液中的悬浮物和大分子物质，得到土霉素的纯度82.9%。
2.3.3 膜分离技术与传统的分离技术相结合。膜分离技术与传统的分离技术相结合，在不同程上吸取了膜分离和传统分离方法的优点而避免了两者原有的缺点。李十中等利用超滤/萃取法提取青霉素G、红霉素和麦迪霉素，发现新工艺收率高，静置分层快，不需要离心分离或活性炭脱色。
结束语：
目前的膜分离技术在生物制药应用研究非常活跃，广泛用于生物发酵液过滤除菌及下游分离纯化精制、结晶母液回收、氨基酸发酵液过滤澄清及精制、生物蛋白、多肽、酶制剂等酵液过滤澄清及精制等。膜分离技术突出的优点和其广阔的潜在市场使膜分离技术将在微生物制药中发挥更为重要的作用。
参考文献：
[1]李春艳，方富林，何旭敏，夏海平，蓝伟光.超滤法提纯头孢菌素C的应用研究[J].福建医科大学学报，2001，3-30.
[2]梁万秋，何建勇，陈晓强.连续板式超滤系统在头孢菌素C发酵液过滤提纯中的应用[J].沈阳药科大学学报，2007(12).
[3]冯建立，许振良，王学军，杨志和.超滤去除红霉素发酵液乳化现象的研究[J].中国抗生素杂志，2007，3，25.
篇6：膜分离技术在生物制药中的运用论文
1 概述
生物制剂生产过程中的吸附法、溶剂萃取法、离子交换法和沉淀法是传统的提取方法，每种方法都有其各自的特点，但是一般都具有工艺复杂繁琐、所需时间长、易变性失活、浪费大量原材料、耗能高、回收率低、废水污染不易处理等劣势。 而膜分离技术作为一种新型的分离、浓缩、提纯及净化技术，具有操作简便、不破坏产品结构、节能、少污染和可在常温下连续操作、可直接放大、可专一配膜等特点，且各种膜过程具有不同的分离机制，适于不同对象和要求。因其具有适于热敏物质的分离的特点，在生物制药领域得到广泛应用，主要涉及的膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤、液膜分离和反渗透的技术。
2 膜分离技术应用的概况
2.1 膜分离技术的发展史
膜在生物体内广泛存在，但是对膜的认知、利用、研究及现在的人工合成却是个漫长的发展过程 . 1958 年，我国从 研究离子交换膜开始，20 世纪 60 年代是个开创的时期，1965 年开始反渗透的探索，1967 年开始全国海水淡化会战， 开启了我国膜技术的初期发展。 进入 20 世纪 70 年代后，微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组件都相继得到开发。 20 世纪 80 年代跨入推广阶段，膜技术得以广泛应用，同时一些新的膜技术不断被开发利用。
2.2 膜分离技术的现状
20 世纪 80 年代以来我国的膜分离技术跨入应用阶段 ,这项技术已从实验室过度到工业生产的大规模应用，同时我国也建立了关于膜技术的国家重点科技攻关项目，使得新的膜技术在不断的被开发利用。 目前膜技术在生物制药、食品、环保、水处理、化工等领域内得到了大规模的开发和应用， 这一新兴的行业正在快速发展阶段，为各个企业带来了巨大的经济效益、社会效益和环境效益。
3 膜分离技术的应用
3.1 膜分离技术的原理
是通过人工材料（ 膜）实现不同介质分离的技术，多以压力、浓度差、电位差等作为驱动力进行分离。
3.2 膜技术在生物制药领域分离纯化中的应用
相较于传统的提炼工艺，采用膜分离技术工艺可简化为：发酵液→超滤→。纳滤（ 反渗透）→脱色→干燥→产品。 并以简化工艺、减少一次性投资、操作简单、运行费用低、节约资源，不破坏产品结构、分离效率高、产品收率和质量高及溶剂消耗大幅简单而减少废水处理难度等优势被广泛应用于生物制药领域。
根据截留组分直径的大小，将膜过程分为微滤、超滤、纳滤（ 反渗透）、渗透蒸发、渗析、电渗析、气体分离等。
微滤膜是利用分子筛的原理，用以截留直径在 0.01- 10um 以上的粒子，主要用于细胞的收集，还可做为超滤的预处理对固液进行分离。
超滤膜是利用高分子膜选择渗透性，以一定的压力和流速作为驱动力，在常温下使小于膜孔径的.低分子透过膜而大分子物质被截留。 目前开发出的超滤膜可以按照截留分子的大小选择适合孔径的滤膜（ 孔径一般在 2- 50nm），主要用于酶、病毒、蛋白质和多糖等大分子物质的截留，从而达到对目标产物进行纯化的目的。
反渗透是利用溶解扩散的原理，溶剂可通过，盐、氨基酸等小分子物质被截留，主要用于小分子有机物的浓缩。
纳滤膜表面具有负电性，具有抗水垢污染的优良特性，利用其对小分子有机物的较高截留性可用于对目标产物的浓缩，一般它的孔径为 2nm 左右。
文档为doc格式
