液膜分離技術在醫(yī)藥化工中的應用

戴咸本 金錫滿 (浙江海正化工股份有限公司，浙江 臺州市，318000)

一、液膜

液膜一般是由膜溶劑、活性劑以及載體組成。液膜（英文為liquid membrane）是指由液體物質材料形成的膜，液膜是由乳液微粒構成，主要是懸浮在液體里的乳液微粒通過化學組合成一層薄的微粒層。液膜是由膜溶劑、載體、表面活性劑及穩(wěn)定劑組成。液膜分離技術也稱液膜萃取法，與固體膜相比，具有傳遞性強、利于萃取、成本低的優(yōu)點，通過液膜分離技術可以快速的實現(xiàn)液體的萃取與濃縮。

1.1、液膜的分類

液膜按照不同的標準可以分為不同的類型，如按照膜相的不同可以分為油包水行與水包油型。液膜分類主要按其構型和操作方式的不同，可分為乳狀液膜和支撐液膜。其中，前者是一種液滴直徑小并接近乳化形狀的液膜，在實際的應用中比較廣泛。后者是一種隔離型的液膜，主要是通過將載體溶解溶液滴入惰性多孔膜微孔，使其與其他的微粒產生分離。按傳質機理的不同，又可分為無載體傳輸和有載體傳輸兩種。其中，無載體傳輸是由膜溶劑和表面活性劑組成，有載體傳輸則由膜溶劑、表面活性劑及加入一定量載體組成。目前，研究應用比較廣泛的是有載體傳輸液膜。

1.2、液膜分離技術的優(yōu)點

液膜分離技術利用介質滲透性的差異性進行液體分離，實現(xiàn)分離過程不需要將液體加熱至沸騰狀態(tài)才可進行分離，更不需要使液體汽化，因此它的優(yōu)點有：（1）效率高；（2）降低成本；（3）滲透性強；（4）難實現(xiàn)難度大的物質分離；（5）操作濃度的范圍大；（6）工藝簡單，方便操作，成本低。

當今醫(yī)藥化工領域，藥物的提取通常采用傳統(tǒng)方式，如：吸附、沉淀、溶媒萃取、反膠團萃取、微生物發(fā)酵等，工藝過程十分繁瑣，需要的時間比較長，在提取的過程中要消耗大量的原料，能耗較高，產品回收率低。為此，研究者們越來越重視改進藥物的提取工藝，隨著這方面技術的不斷發(fā)展，膜技術在醫(yī)藥化工領域的應用日趨成熟。

二、液膜分離技術在醫(yī)藥化工中的應用

2.1、乳狀液膜在提取青霉素中的應用

液膜滲透速度很快，適合于分離和富集較不穩(wěn)定的抗生素；推進了在抗生素分離和純化中的應用。而且在抗生素提煉中的應用研究主要是青霉素的提取。

青霉素在以鈉鹽存在時呈穩(wěn)定狀態(tài)，在傳統(tǒng)提取工藝中，是將酸添加到鹽中使之變成游離酸的形式，再用乙酸丁酯或乙酸戊脂萃取游離酸。此工藝不可避免的損失x青霉素，且工藝復雜。用液膜法分離，可以在青霉素pH值為5～7條件下進行，這樣避免了青霉素水解造成的損失。液膜分離具有濃縮與分離同時進行，節(jié)約大量能源的特點。

2.2、液膜分離技術提取生物堿

液膜分離技術可以實現(xiàn)在常溫的條件下將液體物質快速的分離，且使用的設備裝置都比較簡單，操作方法也簡單易懂，液膜分離技術的運用范圍不僅可以是實現(xiàn)無機物的分離，還能對有機物及生物制品實現(xiàn)分離。因此可以將液膜分離技術運用在生物堿的提取上。傳統(tǒng)的生物堿提取技術需要運用較為復雜的設備、且工序較多，操作起來不僅繁瑣、耗費的成本也較大，而且提取的萃取率也比較低。有學者通過研究發(fā)現(xiàn)，利用液膜分離技術中的表面活性劑對生物堿進行提取，不僅可以節(jié)約成本，操作簡便，還能夠提高萃取率。有學者分析萃取北豆根總堿的液膜分離技術方法，使萃取率達到85%。此外，還有學者通過對煙堿進行液膜分離技術進行萃取，不僅找到了最佳的萃取方法，還建立了相關的萃取函數(shù)公式。

2.3、液膜分離技術為血液充氧

在給學些供氧時，必須將血液中的不是氧氣的成分進行排除，比如，二氧化碳。這種排除主要是利用了碳氟化合物能夠將二氧化碳以及氧進行溶解這一原理，然后將溶解的二氧化碳作為液膜的組成材料。再將含有二氧化碳的反應劑或者是吸收劑和含氟化合物混合起來，制成乳液，將水溶液作為內相，有機氟作為膜相，用全氟表面活性劑作為催化劑。制成的乳液充氧，同時要保證氧和有機氟化合物的膜相能夠溶解在一起，直到飽和為止。這時，在血液中滲入了溶解在有機氟相中的氧，當血液中的二氧化碳滲透膜相進入乳狀內相中，就會被吸收或者反應。

2.4、液膜分離技術在制備中藥口服液中的應用

液膜分離技術也大量的運用在醫(yī)藥領域，中成藥中的口服液不僅使用方便、利于病人吸收，還能夠達到療效好、劑量準確的效果，一般而言，老人與幼兒服用較好，中藥口服液的運用不僅節(jié)約成本，還具有湯劑的效果，因而發(fā)展迅速。

2.5、液膜分離技術在提取金屬中的應用

傳統(tǒng)的金屬分離富集方法以火試金法、溶劑萃取法、吸附法、離子交換法、離子浮選等為主。在濕法冶金中，溶劑萃取法是常用的方法，但這種方法的缺點是成本較高。因而采用液膜法，這種方法適合稀貴金屬的分離和富集。美國?？松咀钕葘⒁耗し蛛x技術用于銅的生產上，十幾年來，國內外許多研究機構主要講方向聚焦在利用液膜法回收稀土元素和貴金屬上面，并已經取得了很大的進展。沈陽師范學院化學系劉芙燕等采用液膜分析法提取金，其首先制成一種油包水乳液，將此乳液分散于含外水相中，破乳后得到海綿態(tài)金。

三、結語

液膜分離技術是一種高效的、新型分離技術，它具有傳統(tǒng)分離技術沒有的優(yōu)點，近年來已經引起了各個行業(yè)的關注，并在很多行業(yè)都顯現(xiàn)出了它極高的應用價值，發(fā)展前景十分廣闊。當然，其自身的一些不足也限制了它的發(fā)展。比如，膜清洗困難等。所以，液膜分離技術要想有新的突破，就應該認真分析其本質原因，不管是材料還是技術的自我創(chuàng)新都應該著手嘗試。同時，技術研究人員也應堅持長久的這方面的發(fā)掘。

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【4】雷小佳，現(xiàn)代膜分離技術的研究進展 【J】，廣州化工，2012（8）。