隨著科技進(jìn)步和研究的深入，人們對中藥的使用與研究提出了越來越高的要求。中藥現(xiàn)代化的推行，促使研究者在中藥研究中“除偽存真”，即將中藥中有害的或非有效成分盡可能除去，或?qū)⒂行С煞只虺煞秩海ㄓ行Р课唬└患灾苽渥饔酶谩⒏弊饔糜诟 ⑹褂酶奖恪①|(zhì)量更穩(wěn)定的藥物。這一趨勢，也促進(jìn)了許多原來僅在實(shí)驗(yàn)室中從事天然產(chǎn)物研究應(yīng)用的技術(shù)，如大孔樹脂、聚酰胺以及各種吸附層析、陶瓷膜分離技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)車間。其中陶瓷膜分離技術(shù)，由于其環(huán)保、節(jié)能的特性所引起了越來越多的中藥研究者與生產(chǎn)者的關(guān)注。
一、陶瓷膜分離技術(shù)的分類及特點(diǎn)
陶瓷膜分離技術(shù)是一項(xiàng)新興的高效分離技術(shù)，其原理是利用一張具有選擇性的薄膜，在外力推動下對混合物進(jìn)行分離、提純、濃縮。目前，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化學(xué)、環(huán)保等各個領(lǐng)域。分離膜是陶瓷膜分離技術(shù)的核心，它是一層特殊制造的、具有選擇性透過性的薄膜。分離膜的分類方法主要有兩種：根據(jù)材料來源可分為有機(jī)膜和無機(jī)膜（包括陶瓷膜、金屬膜）等；根據(jù)膜的分離原理及使用范圍可劃分為微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜等，相應(yīng)地根據(jù)分離膜的分離功能和使用范圍，陶瓷膜分離技術(shù)可劃分為微濾、超濾、納濾、反滲透等。
1.微濾
微濾是以多孔膜為過濾介質(zhì)，在0.1~0.3MPa壓力的推動下，截留溶液中的砂礫、淤泥、黏土等顆粒和隱孢子蟲、藻類及一些細(xì)菌等，而大量溶劑、小分子及少量大分子溶質(zhì)都能透過膜的分離過程。微濾主要用于分離液體中尺寸超過0.1滋m的物質(zhì)。它具有高效、方便和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于各種工業(yè)用水的預(yù)處理和飲用水的處理，以及城市污水和各種工業(yè)廢水的處理等。
2.超濾
超濾是以孔徑為0.005-1滋m的不對稱多孔性半透膜-超濾膜作為過濾介質(zhì)，一般在0.1-1.0MPa的靜壓力推動下，溶液中的溶劑、可溶性鹽和小分子溶質(zhì)透過膜，而各種大分子被截留，如：膠體、蛋白質(zhì)、微生物等，以達(dá)到分離純化目的。目前，國產(chǎn)膜及組件的性能接近國外同類產(chǎn)品水平，在環(huán)境工程、飲料食品、醫(yī)藥衛(wèi)生以及各類純水制備中得到廣泛的應(yīng)用。
3.納濾
納濾，它介于反滲透與超濾之間，能分離除去分子量為300-1000的小分子物質(zhì)，填補(bǔ)了由超濾和反滲透所留下的空白部分。納濾膜集濃縮與透析為一體，可使溶質(zhì)的損失達(dá)到最小。
4.反滲透
反滲透是從動植物細(xì)胞膜的滲透現(xiàn)象中得到啟發(fā)而開發(fā)出來的最早應(yīng)用于水處理的技術(shù)。細(xì)胞膜對物質(zhì)透過具有選擇性，有許多人造或天然膜對物質(zhì)的透過也有選擇性。這類允許某些特定物質(zhì)透過的膜稱為半透膜，反滲透膜就是一種半透膜。采用反滲透膜來進(jìn)行水與其他成分的分離過程叫反滲透。反滲透是從水溶液中除去無機(jī)鹽及小分子物質(zhì)的陶瓷膜分離技術(shù)。在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用主要是制備各種高品質(zhì)的醫(yī)用注射用水、醫(yī)用透析水，可代替離子交換樹脂，主要用于水的脫鹽純化。
二、陶瓷膜分離技術(shù)在中藥制藥中的應(yīng)用
1.在常規(guī)除雜中的應(yīng)用
常規(guī)除雜采用陶瓷膜分離技術(shù)可除去中藥中的一些大分子雜質(zhì)，如多糖、蛋白、鞣質(zhì)以及熱原等。黑龍江某藥業(yè)有限責(zé)任公司應(yīng)用陶瓷膜分離技術(shù)生產(chǎn)的雙黃連注射液與原工藝相比，藥液顏色稍淺，成品檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)均合格，能有效地除去熱原，提高產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)破壞性實(shí)驗(yàn)、留樣觀察和加速實(shí)驗(yàn)，證明比原工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品更具穩(wěn)定性[4]。石卿等[5]將超濾膜用于精制中藥金芪降糖片原料藥黃連、黃芪和金銀花。
2.在制備有效部位或有效成分中的應(yīng)用
在進(jìn)行中藥有效部位或有效成分的分離時，陶瓷膜分離技術(shù)的特點(diǎn)與中藥的性質(zhì)決定了要考慮兩個因素：其一，膜分離是利用篩分原理，根據(jù)物質(zhì)分子量的大小或顆粒粒徑的大小來進(jìn)行分離；其二，中藥是復(fù)雜體系，無論是單味還是復(fù)方中藥提取液，其所含成分都非常復(fù)雜，很多成分分子量大小相同或相近。從以上兩個因素不難看出，利用陶瓷膜分離技術(shù)制備以大分子物質(zhì)（如多糖、蛋白）構(gòu)成的中藥有效部位時，膜分離可以起到很好的效果，具有其他方法沒有的優(yōu)勢。王應(yīng)平等已較詳細(xì)地綜述了膜技術(shù)在分離多糖中的應(yīng)用。李路軍等采用不同孔徑的超濾膜對山麥冬多糖提取液進(jìn)行超濾分離。周家容等采用超濾膜分離白術(shù)多糖并對其抗氧化活性進(jìn)行了研究。樊文玲等采用超濾膜對地龍勻漿液中蛋白質(zhì)進(jìn)行了分離，并對操作條件進(jìn)行了優(yōu)化。
在利用陶瓷膜分離技術(shù)制備以小分子物質(zhì)構(gòu)成的中藥有效部位或有效成分時，以上兩個因素決定了單純采用陶瓷膜分離技術(shù)很難將有效部位或有效成分從中藥提取液中分離出來。吳正奇等[10]組合應(yīng)用微濾、超濾與納濾，研究了熱敏性的綠原酸提取液的分離純化與濃縮，綠原酸的純度由2.8%上升到27%，其中仍存在大量的與綠原酸結(jié)構(gòu)相似、分子量相近、性質(zhì)近似的黃酮、鞣質(zhì)等物質(zhì)，若進(jìn)一步提高純度亦需采用其他方法。
目前，陶瓷膜分離技術(shù)應(yīng)用于分離富集小分子物質(zhì)構(gòu)成的有效部位或有效成分研究，主要分為兩種情況：淤將陶瓷膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)的重結(jié)晶技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于有效部位或有效成分的富集與分離。蔣明廉等[11]選用截留分子量為4000的膜對虎杖經(jīng)萃取后提取液進(jìn)行超濾分離，濾液經(jīng)減壓濃縮，放置24h，析出結(jié)晶，脫色，重結(jié)晶，得到純度在95%以上的白藜蘆醇。于將陶瓷膜分離技術(shù)與色譜技術(shù)（比如大孔樹脂層析、硅膠吸附層析等）應(yīng)用于有效部位或有效成分的富集與分離。陳寅生等[12]使用大孔樹脂與超濾相結(jié)合的方法，提取、純化赤芍總苷，提純所得的赤芍總苷其各項(xiàng)指標(biāo)符合制備注射劑原料的要求，赤芍提取液經(jīng)大孔吸附樹脂精制后，所得總苷中芍藥苷的相對含量可達(dá)60%以上，但仍然含有較多的雜質(zhì)，又經(jīng)超濾精制后，所得總苷中芍藥苷的相對含量可達(dá)85%以上，從其HPLC色譜圖看，雜質(zhì)明顯減少。另外，也有陶瓷膜分離技術(shù)與其他技術(shù)聯(lián)用的研究。徐朝輝等[13]將超聲技術(shù)、陶瓷膜分離技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù)進(jìn)行耦合并應(yīng)用于青蒿素的提取生產(chǎn)，青蒿素粗品的收率、純度都有較大提高，分別為0.48%、92%，工藝路線簡化、資源利用率高、生產(chǎn)污染少。
3.在中藥提取液濃縮中的應(yīng)用
通常中藥提取液中的目標(biāo)產(chǎn)物濃度很稀，經(jīng)過過濾后，往往要大比例濃縮和干燥才能獲取產(chǎn)品，所以經(jīng)超濾后的提取液還要用納濾或反滲透膜進(jìn)一步處理，去除大量水及無機(jī)鹽類，實(shí)現(xiàn)中藥提取液的濃縮。
三、膜分離裝備系統(tǒng)
中藥提取使用的膜分離系統(tǒng)主要為無機(jī)陶瓷膜系統(tǒng)、中空纖維膜系統(tǒng)和有機(jī)卷式復(fù)合膜系統(tǒng)。在除雜方面，膜分離系統(tǒng)主要為無機(jī)陶瓷膜系統(tǒng)和有機(jī)卷式復(fù)合膜分離系統(tǒng)。
1.無機(jī)陶瓷膜系統(tǒng)
無機(jī)陶瓷膜是在大孔徑的支撐體表面涂覆上4-6um的致密的微孔膜層復(fù)合而成，獨(dú)特的膜層配方配以復(fù)雜嚴(yán)格的高溫?zé)Y(jié)工藝，使得膜層的孔徑分布很窄，絕對精度很高，保證提取液中的各種雜質(zhì)無法輕易透過膜層，對提取液中的大分子雜質(zhì)去除率高。與有機(jī)高分子濾膜相比，由于高溫?zé)Y(jié)的陶瓷膜為剛性多孔結(jié)構(gòu)，且與酸堿接觸時提液經(jīng)過粗濾后，進(jìn)一步過濾以提高有效部位含量，或?qū)λ汲练ǖ那逡哼M(jìn)行復(fù)濾，提高有效部位的含量。但由于單位膜面積的產(chǎn)能低、膜面流速相對較低、耐污染能力比較弱等缺點(diǎn)，在一定程度上限制了該類系統(tǒng)中藥提取中的應(yīng)用（見圖2）。
中空膜分離系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：
（1）分離精度高，通常分布在4000Dal~0.2滋m之間。
（2）可反沖洗操作，降低膜污染累積，實(shí)現(xiàn)過濾的連續(xù)性運(yùn)行。
（3）膜系統(tǒng)低壓運(yùn)行，裝機(jī)總功率小，運(yùn)行能耗