专利名称：基于重复水洗处理的分级膜分离精制药用右旋糖酐的方法
技术领域：
本发明属基于重复水洗处理的分级膜分离精制药用右旋糖酐的方法。
背景技术：
右旋糖酐是蔗糖经肠膜状明串珠菌发酵、使葡萄糖脱水聚合而成的一种高分子葡萄糖 聚合物，是典型的功能性微生物多糖，已成为临床上广泛应用的糖类药物。我国于2000 年将右旋糖酐收录入国家药典中，主要有右旋糖酐20 (平均分子量约2万)、右旋糖酐40 (平均分子量约4万)和右旋糖酐70 (平均分子量约7万)。由于右旋糖酐生产过程采用 的是加酸水解及乙醇分级沉淀的传统工艺，耗用大量的乙醇，产品的溶解性受到影响，且 右旋糖酐产品分子量分布范围过大的难题无法解决。从2000年开始，已有无需添加有机溶 剂、可在常温下操作的膜分离技术精制右旋糖酐的报道。
目前在右旋糖酑生产中应用的膜技术，主要有分级膜分离技术，即从大到小选用一定 截留分子量(膜孔径大小的表征)的滤膜对发酵液进行逐级过滤，再经脱色、脱盐与干燥 处理制得成品，由于发酵液含有蛋白质、酶制剂或菌体等多种大分子物质的干扰，膜效能 受到明显制约，且难以并行同时制备多个分子量分布范围不同的右旋糖酐产品，因而需要 选择有效膜面积很大的大型膜装置，导致投资大而难以产业化应用。
研究还发现，右旋糖酐分子在溶液中呈线状展开，较大的右旋糖酐分子可以穿透截留 分子量较小的滤膜，因而，简单采用滤膜截留分子量范围去标定产物分子量分布范围存在 较大误差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可更好发挥滤膜的选择效能、产品的分子量分布范 围更集中、可以实现系列右旋糖酐制剂的并行制备的基于重复水洗处理的分级膜分离精制 药用右旋糖酐的方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题-
本发明的主要工艺步骤为 (1 )以右旋糖酐粗品为原料，配制右旋糖酑原料液；(2 )用去离子水或蒸馏水或经末级反渗透处理的透过液重复水洗截流液的分级膜； (3 )工艺用水经末级反渗透膜滤处理后回收及循环利用； (4 )浓缩与千燥各级截留液得药用右旋糖酐产品。 右旋糖酐原料液的浓度是右旋糖酐与水的质量体积比为3% 10%，溶解水温50'C 8(TC;机械搅拌转速为50 r/min 200r/min，搅拌0.5h 2.0h;待原料液温度降至4(TC时 用200目~400目网筛或过四层纱布过滤。
微滤膜过滤时每次进料量为设备内前三级膜分离系统的内部料液管路总体积的10 40倍，当截留液体积浓縮至原加料体积的5% 15%时，加入2 4倍体积的水洗涤截留液， 继续膜滤浓缩至加水前的体积，再加入2 4倍体积的水进行洗涤，重复2 4次后，排出 截留液送减压浓缩处理，所有透过液作为下一级膜分离的原料液；重新进料，连续生产；超 滤膜分离或纳滤膜分离的产物可以根据产品要求选择不同截留分子量的滤膜，操作方式与 微滤膜分离相同，水洗重复3 6次。
工艺用水经末级反渗透膜滤处理无需进行水洗，截留液送减压浓缩处理，透过液回送 C水罐供回用。
各截留液在温度45t: 7(TC下进行减压浓縮后再预冻至一2(rC，进行真空干燥，获得 溶解性能较好、分子量分布范围较集中且均一度较好的多个粉状的右旋糖酐产品。
本发明利用分子量分布过大的右旋糖酐粗品，采用微滤、超滤和反渗透三种膜滤类型结 合，重复水洗高浓度的截留液，明显减轻滤膜的浓差极化现象，膜通量保持较为稳定，充分 发挥滤膜的选择效能，明显延长滤膜需要清洗的周期，更有效地分散右旋糖酐分子，使产品 的分子量分布范围更集中、均一性更好，同时实现系列右旋糖酐制剂的并行制备，提高了生 产效率，降低了生产成本，减少了废液排放，可以实现连续化生产、封闭式运行。
图1是本发明基于重复水洗处理的分级膜分离精制右旋糖酐的工艺流程方框图。 其中Ji为第i级截留液；Ti为第i级透过液；Pi为第i级产品。
具体实施例方式
本发明的方法主要是通过滤膜的选择性截留，使大分子量的右旋糖酐停留在截留液中得 以分离与浓缩，尽可能将小分子量的片断洗脱至透过液用作为下一级膜分离的原料液；当截 留液浓缩到一定程度进行重复水洗，即分次加入一定量的水对截留液再次稀释，使小分子量 右旋糖酐分子更充分地分散至溶液中，继续进行膜滤处理，以降低截留液中小分子量右旋糖酐的含量，从而实现纯化目的。反渗透处理的透过液基本上不含右旋糖酐分子，因而可以循 环用作各级膜分离中截留液的洗涤用水，以减少生产用水及废液排放。
采用的形式是微滤、超滤和反渗透三种膜滤类型结合，微滤主要用于除去右旋糖酐粗品 中的不溶或难溶物，超滤主要是获得中等分子量的右旋糖酐，而反渗透是为了收集并浓縮小 分子量右旋糖酐并实现工艺用水的循环利用。
由于右旋糖酐在溶剂里呈线性展开，其伸展程度与浓度与溶剂类型有密切的关系，本发 明的方法可以更有效地分散右旋糖酐分子，发挥滤膜的选择效能，使产品的分子量分布范围 更集中、均一性更好，可以同时实现系列右旋糖酐制剂的并行制备。
本发明可以采用以下步骤和工艺条件进行
第一步右旋糖酐原料液的配制-
将常规的右旋糖酐粗品溶解于已预热的去离子水或蒸馏水或经末级反渗透处理的透过 液中，机械搅拌，使其充分溶解，待原料液温度降至4(TC时，采用网筛或纱布过滤以除去 颗粒状难溶物，以避免这些杂质对滤膜的破坏；泵入膜系统的原料桶，备用。
右旋糖酐原料液的配制浓度为3% 10% (W/V)，溶解水温5(TC 8(TC;机械搅拌 转速为50 r/min 200r/min，搅拌0.5h 2.0h;粗过滤用200目 400目网筛或过四层纱 布。
第二步基于重复水洗处理的分级膜分离 膜分离系统是由微滤、超滤膜装置组成的前三级膜分离。
微滤膜用于截留大分子或难溶的右旋糖酐，批量进料连续过滤，每次进料量V为设备 内由微滤、超滤膜装置组成的前三级膜分离系统的内部料液管路总体积V0的10 40倍(V0 亦称"死体积")，当截留液体积浓缩至原来体积(亦即加料量)的5% 15%时，加入2 4倍体积的水对截留液进行洗涤，继续膜滤浓縮至加水前的体积，再加入2 4倍体积的水 进行洗涤，如此重复2次 4次后，排出截留液，送减压浓縮处理，而所有透过液则作为下 一级膜分离的原料液。重新进料，连续生产。超滤膜分离或纳滤膜分离的产物可以根据产 品要求选择不同截留分子量的滤膜，操作方式与微滤膜分离相同，水洗重复3次 6次。 各级膜分离操作压力参照设备制造商推荐的工作压力，避免压力波动尤其是过压运行。 第三步工艺用水经末级反渗透膜滤处理后的回收与循环利用
末级为反渗透膜分离，用于收集并浓縮小分子右旋糖酐，该级分离无需进行水洗处理， 截留液送减压浓縮处理，透过液则回送贮水罐，用作各级洗涤用水或用于粉末状原料的溶 解。第四步各级截留液的浓缩与干燥
各截留液先进行减压浓缩(温度45°C 70°C)，再预冻至一2(TC进行真空干燥，或采 用浓縮液喷雾千燥处理，以获得溶解性能较好、分子量分布范围较集中且均一度较好的多 个粉状的右旋糖酐产品。
实施例1利用用右旋糖酐70粗品制备药用右旋糖酐40和右旋糖酐70
第一步右旋糖酐原料液的配制
用右旋糖酐70粗品配制浓度为3% (W/V)的原料液，溶解水温5(TC;机械搅拌转速 为50r/min，搅拌l.Oh;待原料液温度降至4CTC时，用400目网筛过滤以除去颗粒状难溶 物，泵入膜系统的原料桶，备用。
第二步基于重复水洗处理的分级膜分离
由微滤、超滤膜装置组成的前三级膜分离系统的内部料液管路总体积为15L，末级反 渗透装置的内部料液管路总体积为40L。
微滤膜分离作为第一级膜分离，批量进料连续过滤，透过液作为下一级膜过滤的原料 液。每次进料量V为600L，当截留液体积浓縮至30L时，加入60L水对截留液进行洗涤， 继续进行膜滤浓缩至30L,再加入60L水进行第二次洗涤，继续进行膜滤浓縮，排出截留 液(Jl) 30L，送减压浓縮处理，所有透过液(Tl)作为下一级膜分离的原料液。重新进料， 连续生产。选择截留分子量分别为IOOK、 50K的超滤膜作为第二级和第三级膜分离的滤膜， 操作方式与微滤膜分离相同，均在截留液体积降到15L时进行水洗，重复4次。
第三步工艺用水经术级反渗透膜滤处理后的回收与循环利用
末级为反渗透膜分离，用于收集并浓縮小分子右旋糖酐，该级分离无需进行水洗处理， 截留液送减压浓缩处理，透过液回送贮水罐，用作各级洗涤用水。 第四步各级截留液的浓縮与干燥
各截留液先进行7(TC减压浓缩，再预冻至一20'C，进行真空干燥处理，获得溶解性能 好、分子量分布范围集中且均一度较好的多个粉状右旋糖酐产品。
获得以下右旋糖酐制剂右旋糖酐P1平均分子量为158652， D值(分子量均一度，用 HPGPC检测，以下同)为12.814，得率为22.3%;右旋糖酐P2平均分子量为122245, D 值为1.213，得率为25.9%;右旋糖酐P3平均分子量为72236， D值为1.372，得率为23.7%; 右旋糖酐P4平均分子量为43212， D值为1.278,得率为11.6%。 实施例2利用用右旋糖酐40粗品制备药用右旋糖酐30和右旋糖酐40第一步右旋糖酐原料液的配制
用右旋糖酐40粗品配制浓度为6%(W/V)的原料液，溶解水温7(TC;机械搅拌转速 为100 r/min,搅拌0.5h:待原料液温度降至40°C时，用300目网筛过滤以除去颗粒状难 溶物；泵入膜系统的原料桶，备用。
第二步基于重复水洗处理的分级膜分离
前三级膜分离系统和末级反渗透装置的内部料液管路总体积同实施例1。 微滤膜分离作为第一级膜分离，批量进料连续过滤，每次进料量V为450L，当截留液 体积浓縮至25L时，加入75L的水对截留液进行洗涤，继续进行膜滤浓縮至25L,再加入 75L水进行第二次洗涤，水洗3次后，排出截留液Ul) 25L，送减压浓縮处理，所有透过 液(Tl)作为下一级膜分离的原料液。重新进料，连续生产。采用截留分子量分别为IOK、 5K的超滤膜作为第二级和第三级膜分离的滤膜，操作方式与微滤膜分离相同，均在截留液 体积降到15L时进行水洗，重复5次。 第三步同实施例1 第四步各级截留液的浓縮与干燥
各截留液先进行5(TC减压浓縮，预冻及真空干燥同实施例1。
获得以下右旋糖酐制剂:右旋糖酐P1平均分子量为88652，D值为11.114，得率为26.7%; 右旋糖酑P2平均分子量为47943, D值为1.213，得率为27.4%;右旋糖酐P3平均分子量为 38236， D值为1.256，得率为22.6%;右旋糖酐P4平均分子量为38212， D值为1.378，得 率为9.9%。
实施例3利用右旋糖酐40粗品并行制备药用右旋糖酐20、 40、 70
第一步右旋糖酐原料液的配制
用右旋糖酐40粗品配制浓度为10% (W/V)的原料液，溶解水温80'C;机械搅拌转 速为200r/min，搅拌2.0h;待原料液温度降至4(TC时，用四层纱布过滤以除去颗粒状难溶 物，泵入膜系统的原料桶，备用。
第二步基于重复水洗处理的分级膜分离
前三级膜分离系统和末级反渗透装置的内部料液管路总体积同实施例1。 微滤膜分离每次进料量为300L，当截留液体积浓縮至45L时，加入160L水对截留液 进行洗涤，继续进行膜滤浓縮至45L,再加入160L水进行第二次洗涤，如此重复4次后， 排出截留液(Jl) 45L,送减压浓縮处理，所有透过液(Tl)作为下一级膜分离的原料液。 重新进料，连续生产。采用截留分子量分别为50K、 3K的超滤膜作为第二级和第三级膜分离的滤膜，操作方式与微滤膜分离相同，均在截留液体积降到15L时进行水洗，重复6次。 第三步同实施例1 第四步各级截留液的浓縮与干燥 各截留液先进行45'C减压浓縮，再进行喷雾干燥处理。
获得以下右旋糖酐制剂右旋糖酐P1平均分子量为89786， D值为10.527，得率为 23.6%;右旋糖酐P2平均分子量为49卯2， D值为1.313，得率为30.9%;右旋糖酐P3平 均分子量为37843， D值为1.094，得率为19.6%;右旋糖酐P4平均分子量为34324， D值 为1.079,得率为7.6%。
权利要求
1. 一种基于重复水洗处理的分级膜分离精制药用右旋糖酐的方法，其特征是工艺步骤为(1)以右旋糖酐粗品为原料，配制右旋糖酐原料液；(2)用去离子水或蒸馏水或经末级反渗透处理的透过液重复水洗截流液的分级膜；(3)工艺用水经末级反渗透膜滤处理后回收及循环利用；(4)浓缩与干燥各级截留液得药用右旋糖酐产品。
2. 如权利要求1所述的基于重复水洗处理的分级膜分离精制药用右旋糖酐的方法， 其特征是右旋糖酐原料液的浓度是右旋糖酐与水的质量体积比为3% 10%，溶解水温 50。C 8(TC;机械搅拌转速为50 r/min 200r/min,搅拌0.5h 2.0h;待原料液温度降至 40'C时用200目 400目网筛或过四层纱布过滤。
3. 如权利要求1所述的基于重复水洗处理的分级膜分离精制药用右旋糖酐的方法，其 特征是微滤膜过滤时每次进料量为设备内前三级膜分离系统的内部料液管路总体积的 10 40倍，当截留液体积浓縮至原加料体积的5% 15%时，加入2 4倍体积的水洗涤截 留液，继续膜滤浓縮至加水前的体积，再加入2 4倍体积的水进行洗涤，重复2 4次后， 排出截留液送减压浓縮处理，所有透过液作为下一级膜分离的原料液；重新进料，连续生产； 超滤膜分离或纳滤膜分离的产物可以根据产品要求选择不同截留分子量的滤膜，操作方式 与微滤膜分离相同，水洗重复3 6次。
4. 如权利要求1所述的基于重复水洗处理的分级膜分离精制药用右旋糖酐的方法，其 特征是工艺用水经末级反渗透膜滤处理无需进行水洗，截留液送减压浓縮处理，透过液回送ie水罐供回用。
5. 如权利要求1所述的基于重复水洗处理的分级膜分离精制药用右旋糖酐的方法，其特 征是各截留液在温度45'C 70'C下进行减压浓縮，再预冻至一20'C进行真空干燥，或采用 浓缩液喷雾干燥处理，获得溶解性能较好、分子量分布范围较集中且均一度较好的多个粉 状的右旋糖酐产品。
全文摘要
一种基于重复水洗处理的分级膜分离精制药用右旋糖酐的方法，以右旋糖酐粗品为原料，配制右旋糖酐原料液，用去水重复水洗截流液的分级膜，工艺用水经末级反渗透膜滤处理后回收及循环利用，浓缩与干燥各级截留液得药用右旋糖酐产品。本发明采用微滤、超滤和反渗透三种膜滤类型结合，重复水洗高浓度的截留液，明显减轻滤膜的浓差极化现象，充分发挥滤膜的选择效能，更有效地分散右旋糖酐分子，使产品的分子量分布范围更集中、均一性更好，同时实现系列右旋糖酐制剂的并行制备，提高了生产效率，降低了生产成本，减少了废液排放，可以实现连续化生产、封闭式运行。
文档编号C08B37/02GK101544706SQ20091011403
公开日2009年9月30日 申请日期2009年5月6日 优先权日2009年5月6日
发明者刘丽娅, 凯 李, 李素霞, 军 王, 邹青松, 山 陈, 玮 陈, 韦艳君 申请人:广西大学