制药分离工程论文

浅谈我国制药分离纯化技术现状与发展方向

一、引言

生物技术是当今世界高技术群的重要组成部分。它是以生命科学为基础,利用生物体或者生物组织、细胞及其组分的特性和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系, 及与工程原理相结合进行加工生产,为社会提供商品和服务的一门综合性技术。主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程和蛋白质工程。近十几年来,生物技术取得了高速的发展,在解决人类面临的诸如人口、疾病、食品、能源及环境等重大难题方面正发挥着越来越大的作用。随着生物技术成果的不断积累和生物技术产业化进程的不断推进,生化工程技术正日益受到普遍的重视。作为生化工程技术的重要内容之一,分离纯化技术的研究开发也随之变活跃并得到加强。生化分离纯化技术已经成为生物技术产业化过程中的一项关键技术。分离纯化技术的地位和作用生化工程是生物技术领域里的一个重要分支,以研究和解决生物技术产业过程中的特殊问题为主要任务。通常,生化工程可以概括地分为生物化学反应工程及产品后处理技术两大部分,也可以细分为生物应过程、生物反应器、生物反应控制、生化物质的分离及纯化等技术和设备。由此可见,生物分离纯化技术属于生化工程技术的范畴,是生化工程的一个重要部分。此外,生物技术尚有所谓的上、下游之分。习惯上,把由生物学家从事的工作,包括分生物学、生物化学、生物物理学以及遗传、育种、细胞培养、代谢等的研究分为上游技术,而把生物技术初级制品的进一步分离、纯化、精制,进而制成最终产品的过程统称为下游技术。因此,生物分离纯化技术常常被称作生物技术的下游工程。通常,人们还将生物技术所需的仪器、设备、介质、材料等技术称为支撑技术,相应的产业则称之为生物技术的支撑产业。生化产品的分离和纯化具有生物学的特点,因此有其特殊的要求。例如,生物合成的发酵液或反应液是很复杂的多相体系。它含有微生物细胞、代谢产物、未用完的培养基等,杂质含量较高有的还具有非常相似的化学结构及理化性能有的具有生理活性物质,收稿日期一制药工业既是国民经济的一个部门，又是一项治病、防病、保健、计划生育的社会福利事业。制药工程涵盖化学制药、生物制药和中药制药，由于药物的纯度和杂质含量与其药效、毒副作用、价格等息息相关，所以分离纯化过程在制药行业中的地位与作用非常重要。下面就制药工业分离纯化技术现状与发展做一些粗浅的介绍！

二、现状

1、生物技术是当今世界高技术群的重要组成部分。主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程和蛋白质工程。近十几年来,生物技术取得了高速的发展,在解决人类面临的诸如人口、疾病、食品、能源及环境等重大难题方面正发挥着越来越大的作用。生化工程是生物技术领域里的一个重要分支,以研究和解决生物技术产业化过程中的特殊问题为主要任务。通常,生化工程可以概括地分为生物化学反应工程及产品后处理技术两大部分,也可以细分为生物反应过程、生物反应器、生物反应控制、生化物质的分离及纯化等技术和设备。由此可见,生物分离纯化技术属于生化工程技术的范畴,是生化工程的一个重要部分。显然,近十几年来,我国的生物分离纯化技术已经取得了令人鼓舞的发展,某些局部上也有了一定的突破。但长期以来，我国对生物技术产品产业化所必需的分离纯化技术和设备的研究开发重视不够,生物技术的支撑技

术及产业培育、发展不够,投入也严重不足国外上、下游投入的经费之比为3：7 ,而我国则为7:3 ,很不合理,致使我国生化分离纯化技术与国外相比相对落后。此外,尚需要重视生化产品的技术经济分析,并针对资金、人员、研究基础等实际情况,采取“有限目标、重点突破,跟踪与创新并举”的方针,选择重点的分离设备介质,集中优势,尽快取得突破,形成特色,形成产业,取代进口,实现国产化。

2、化学制药工业发源于西欧，是一个以新药研究和开发为基础的工业。在我国，20世纪50年代的化学制药工业主要是仿制，解决一些大宗药品的国产化问题。六十年代以后，化学制药工业的科研工作主要转向仿制国外近期出现的新药，同时，也开展新药创制工作。先后已经试制和投产了约1300多重新化学原料药，基本上能够满足我国医疗保健事业发展的需要。化学合成原料药，如氯霉素、咖啡因、维生素B1、维生素B6等不断改进生产工艺，技术指标显著提高；萘普生、扑热息痛、诺氟沙星等新工艺均已接近国际先进水平

3、中药为中华民族的健康、种族的繁衍做出了不可磨灭的贡献, 中药要实现现代化, 首要解决的问题是如何从复杂的中草药中提取分离有效成分。中药提取分离是依据中药有效成分及有效群体的存在状态、极性、溶解性等设计一条科学、合理、可行的工艺, 采用一系列分离技术来完成。，近几十年来，中成药的生产实现一定程度的机械化和半机械化。传统工艺制备中药往往被认为有效成分含量低、杂质多、质量不稳定；因此临床用药大多建立在经验的基础上，不能与现代医学接轨。为解决这个问题，中药必须走提取、分离和纯化的道路。近年来伴随着现代工业工程技术的迅猛发展, 一些现代高新工程技术正在不断的被借鉴到中药提取分离工艺中来。目前主要应用的技术有高速逆流色谱分离技术、分子印迹技术、大孔吸附树脂技术、超临界流体萃取技术、膜分离技术和分子蒸馏技术。

三、发展方向

1、生物制药分离纯化技术上的几个发展热点与方向：分离纯化技术的发展现状生化产品的分离纯化步骤很多,非常繁杂,通常包括细胞工程细胞收集细胞破碎一产品粗分离产品精制等。

发酵工程发酵液提取产品一澄清液浓缩液一大规模色谱精制产品等。根据产品的质和量的显著差别,一类是大宗的小分子物质的分离,其特点是处理量大,对分离条件的要求较低,程中借鉴化学工业的手段较多,如沉淀、过滤、蒸发、萃取、离子交换等。另一类是大分子,特别是蛋白质类物质的分离。其特点是处理量小年产量常不足,产值大,具有生物活性,对分离条件要求苛刻,常用生物化学中的特殊手段,如层析、膜过滤、凝胶过滤、电泳等进行分离。多年来,我国生物技术的上游技术得到了长足的发展,积累了一大批的科研成果如一干扰素、白细胞介素、乙肝疫苗、链激酶、尿目前,生物分离纯化技术在产业化过程中问题较多,研究较活跃,应当引起我们高度重视的几个发展热点如下所述。

a、层析柱和凝胶过滤柱的放大技术。

b、基因工程表达的蛋白药物的处理。

c、大规模分离过程的自动控制。

d、电泳分离、膜过滤等新技术、新装备的研究开发。

e、优化生产工艺,减轻分离负荷。

2、化学制药发展方向：目前，我国化学制药主要以生产原料药为主，是世界原料药生产基地和出口大国，但在新药的研发与创新方面却与国外相差甚远，主要是基础薄弱，科研投入不如国外，比如德国的拜耳医药保健公司，它致力于研发、生产、销售、能够改善人类和动物健康的创新产品，2010年其全球销售收入达到169亿欧元，公司的研发总投入达20.6亿欧元，占年收入的12.2%和拜耳