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膜分離技術在生物制藥中的運用論文
1 概述
生物制劑生產過程中的吸附法、溶劑萃取法、離子交換法和沉淀法是傳統的提取方法，每種方法都有其各自的特點，但是一般都具有工藝復雜繁瑣、所需時間長、易變性失活、浪費大量原材料、耗能高、回收率低、廢水污染不易處理等劣勢。 而膜分離技術作為一種新型的分離、濃縮、提純及凈化技術，具有操作簡便、不破壞產品結構、節能、少污染和可在常溫下連續操作、可直接放大、可專一配膜等特點，且各種膜過程具有不同的分離機制，適于不同對象和要求。因其具有適于熱敏物質的分離的特點，在生物制藥領域得到廣泛應用，主要涉及的膜分離技術主要有微濾、超濾、納濾、液膜分離和反滲透的技術。
2 膜分離技術應用的概況
2.1 膜分離技術的發展史
膜在生物體內廣泛存在，但是對膜的認知、利用、研究及現在的人工合成卻是個漫長的發展過程 . 1958 年，我國從 研究離子交換膜開始，20 世紀 60 年代是個開創的時期，1965 年開始反滲透的探索，1967 年開始全國海水淡化會戰， 開啟了我國膜技術的初期發展。 進入 20 世紀 70 年代后，微濾、電滲析、反滲透和超濾等各種膜和組件都相繼得到開發。 20 世紀 80 年代跨入推廣階段，膜技術得以廣泛應用，同時一些新的膜技術不斷被開發利用。
2.2 膜分離技術的現狀
20 世紀 80 年代以來我國的膜分離技術跨入應用階段 ,這項技術已從實驗室過度到工業生產的大規模應用，同時我國也建立了關于膜技術的國家重點科技攻關項目，使得新的膜技術在不斷的被開發利用。 目前膜技術在生物制藥、食品、環保、水處理、化工等領域內得到了大規模的開發和應用， 這一新興的行業正在快速發展階段，為各個企業帶來了巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。
3 膜分離技術的應用
3.1 膜分離技術的原理
是通過人工材料（ 膜）實現不同介質分離的技術，多以壓力、濃度差、電位差等作為驅動力進行分離。
3.2 膜技術在生物制藥領域分離純化中的應用
相較于傳統的提煉工藝，采用膜分離技術工藝可簡化為：發酵液→超濾→。納濾（ 反滲透）→脫色→干燥→產品。 并以簡化工藝、減少一次性投資、操作簡單、運行費用低、節約資源，不破壞產品結構、分離效率高、產品收率和質量高及溶劑消耗大幅簡單而減少廢水處理難度等優勢被廣泛應用于生物制藥領域。
根據截留組分直徑的大小，將膜過程分為微濾、超濾、納濾（ 反滲透）、滲透蒸發、滲析、電滲析、氣體分離等。
微濾膜是利用分子篩的原理，用以截留直徑在 0.01- 10um 以上的粒子，主要用于細胞的收集，還可做為超濾的預處理對固液進行分離。
超濾膜是利用高分子膜選擇滲透性，以一定的壓力和流速作為驅動力，在常溫下使小于膜孔徑的低分子透過膜而大分子物質被截留。 目前開發出的超濾膜可以按照截留分子的大小選擇適合孔徑的濾膜（ 孔徑一般在 2- 50nm），主要用于酶、病毒、蛋白質和多糖等大分子物質的截留，從而達到對目標產物進行純化的目的。
反滲透是利用溶解擴散的原理，溶劑可通過，鹽、氨基酸等小分子物質被截留，主要用于小分子有機物的濃縮。
納濾膜表面具有負電性，具有抗水垢污染的優良特性，利用其對小分子有機物的較高截留性可用于對目標產物的濃縮，一般它的孔徑為 2nm 左右。
膜分離技術在生物制藥領域主要用于澄清純化和濃縮提純。
a.超 / 微濾膜系統是主要的澄清純化 系統 ,它可取代傳統工藝中的自然沉降、離心機分離、溶媒萃取、樹脂提純、活性炭脫色等工藝過程，所得產品為純溶液，產品的穩定性好，具有較高的分離收效率，因其純化過程不需添加化學試劑、溶媒溶劑等，所以也不會引入二次污染物。
b.納濾膜系統是主要的濃縮提純技術 ,常被用于溶液中低分子物質的洗脫和離子組分的調整、溶液體系的分離、精制、濃縮工藝中，取代傳統工藝中的冷凍干燥、薄膜蒸發、離子交換除鹽、樹脂工藝濃縮和中和等工藝過程。 具有不破壞有效成分、工藝收率高、可提高產品純度及可回收溶液中的酸、堿、醇等物質的優點。
結束語
膜分離技術在生物制藥領域將的到越來越廣泛的應用，但是它本身也存在一些問題。 例如與色譜法比較分離精度不高，同時也無法做到組分之間的分離；容易在膜上形成附著層，造成膜通量降低；膜的清潔工作也很難操作；膜的耐用性差，壽命有限。 這幾點都影響膜分離技術在生物制藥領域的應用，改進和解決上面幾個問題就成為了膜技術未來發展的一大方向。
膜分離技術作為一種新型的分離技術在不斷的發展， 在未來，膜技術將在與其他學科交叉的的基礎上逐漸形成比較完整的體系，不斷擴大這項技術的應用領域。
參考文獻
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