一種中藥分離用微濾、超濾膜的改性方法與流程
2023-09-18 09:24:00 3
本發明涉及一種膜的改性方法。
背景技術：
膜分離技術起始於上世紀，是一種新的壓力驅動的無相變的物理分離過程。儘管膜分離過程起源於水的處理，隨著膜分離技術的發展，其應用領域已經不僅僅局限於水處理方面，膜分離過程被應用於染料等活性物質的除鹽和濃縮、水中少量有機物的去除、分子量不同的有機物的物料分離、純化等諸多工業領域。由於膜分離技術不涉及相變，避免使用化學溶劑，是一種藥物分離的理想方法，具有不降低活性成分，工藝簡單、成本低、無汙染等特點。近年來，已有專利「公開號：CN101032528A，名稱：中藥複方膜分離技術」，將膜分離技術應用於傳統的中藥分離技術中，使用不同尺寸膜對傳統中藥進行有效物質的濃縮，得到藥效最好的濃縮產物，分離效率高，成本低，藥物活性高。然而，由於中藥組分往往是組成比較複雜的，尤其是複方中草藥的有效成分，會造成嚴重的膜汙染，從而造成膜通量的降低，分離效率的下降，降低膜使用壽命。
技術實現要素：
本發明目的是為了解決現有商用超濾、微濾膜應用在中藥分離技術中存在親水性差及耐汙染性能差的問題，而提供一種中藥分離用微濾、超濾膜的改性方法。一種中藥分離用微濾、超濾膜的改性方法，按以下步驟實現：一、按體積比(0.5～3):(0.5～3):(0.5～3)將端氨基聚乙二醇分子溶液、沒食子酸溶液和Tris–鹽酸緩衝溶液混合，攪拌均勻後得混合液；二、混合液經蠕動泵反覆通入微濾膜組件或超濾膜組件中進行塗覆，時間為3～24h，然後用清水清洗2～5次，再浸漬到保護液中，即完成中藥分離用微濾、超濾膜的改性。本發明中藥分離用微濾、超濾膜的改性方法，使用單體為植物提取物的沒食子酸與水溶性聚合物-端氨基聚乙二醇分子，單體毒性低，不會對中藥成分造成二次汙染，操作簡單，成本低廉，有效物質提純率80％以上；改性後具有獨特的親水性支鏈結構，親水性得到了大幅度提高，接觸角<40°，長期使用通量提升150％以上，抗汙染易清洗，汙染清洗後膜通量回復率可達90％以上，將使用壽命延長了300％以上，膜改性後更加適合用於中藥分離過程。附圖說明圖1為實施例1中聚丙烯腈微濾膜改性前的接觸角測試圖；圖2為實施例1中聚丙烯腈微濾膜改性後的接觸角測試圖。具體實施方式本發明技術方案不局限於以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。具體實施方式一：本實施方式中藥分離用微濾、超濾膜的改性方法，按以下步驟實現：一、按體積比(0.5～3):(0.5～3):(0.5～3)將端氨基聚乙二醇分子溶液、沒食子酸溶液和Tris–鹽酸緩衝溶液混合，攪拌均勻後得混合液；二、混合液經蠕動泵反覆通入微濾膜組件或超濾膜組件中進行塗覆，時間為3～24h，然後用清水清洗2～5次，再浸漬到保護液中，即完成中藥分離用微濾、超濾膜的改性。本實施方式步驟二中保護液的作用是防止膜在應用之前膜孔坍塌，保護液對人體無害，對膜產品無腐蝕性。具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是，步驟一中按體積比0.5:1:1將端氨基聚乙二醇分子溶液、沒食子酸溶液和Tris–鹽酸緩衝溶液混。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一或二不同的是，步驟一中按體積比1:1.5:2將端氨基聚乙二醇分子溶液、沒食子酸溶液和Tris–鹽酸緩衝溶液混。其它步驟及參數與具體實施方式一或二相同。具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三之一不同的是，步驟一中按體積比2:2:3將端氨基聚乙二醇分子溶液、沒食子酸溶液和Tris–鹽酸緩衝溶液混。其它步驟及參數與具體實施方式一至三之一相同。具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一至四之一不同的是，步驟一中端氨基聚乙二醇分子溶液的濃度為0.1wt％～10wt％。其它步驟及參數與具體實施方式一至四之一相同。具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一至五之一不同的是，步驟一中沒食子酸溶液的濃度為0.05wt％～2wt％。其它步驟及參數與具體實施方式一至五之一相同。具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式一至六之一不同的是，步驟一中Tris–鹽酸緩衝溶液的pH＝8.5。其它步驟及參數與具體實施方式一至六之一相同。具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式一至七之一不同的是，步驟一中端氨基聚乙二醇分子的分子量為200～20000。其它步驟及參數與具體實施方式一至七之一相同。具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式一至八之一不同的是，步驟一中端氨基聚乙二醇分子的構型為直鏈或支鏈。其它步驟及參數與具體實施方式一至八之一相同。具體實施方式十：本實施方式與具體實施方式一至九之一不同的是，步驟二中時間為12h，然後用清水清洗3次。其它步驟及參數與具體實施方式一至九之一相同。具體實施方式十一：本實施方式與具體實施方式一至十之一不同的是，步驟二中微濾膜組件是採用商用化的膜產品，為聚碸微濾膜、醋酸乙烯酯微濾膜、聚醚碸微濾膜、聚丙烯腈微濾膜、三氧化二鋁陶瓷微濾膜、聚偏氟乙烯微濾膜、聚丙烯腈微濾膜或醋酸纖維素微濾膜。其它步驟及參數與具體實施方式一至十之一相同。具體實施方式十二：本實施方式與具體實施方式一至十一之一不同的是，步驟二中超濾膜組件是採用商用化的膜產品，為聚碸超濾膜、醋酸乙烯酯超濾膜、聚醚碸超濾膜、聚丙烯腈超濾膜、三氧化二鋁陶瓷超濾膜、聚偏氟乙烯超濾膜、聚丙烯腈超濾膜、醋酸纖維素超濾膜或聚丙烯超濾膜。其它步驟及參數與具體實施方式一至十一之一相同。具體實施方式十三：本實施方式與具體實施方式一至十二之一不同的是，步驟二中所述保護液按重量份數由10～55份的甘油、0.05～1.5份的NaHSO3、0.05～1.5份的三聚磷酸鈉和42～89份的水組成。其它步驟及參數與具體實施方式一至十二之一相同。採用以下實施例驗證本發明的有益效果：實施例1：中藥分離用微濾膜的改性方法，按以下步驟實現：一、按體積比3:2:1將端氨基聚乙二醇分子溶液、沒食子酸溶液和Tris–鹽酸緩衝溶液混合，攪拌均勻後得混合液；二、混合液經蠕動泵反覆通入微濾膜組件中進行塗覆，時間為6h，然後用清水清洗3次，再浸漬到保護液中，即完成中藥分離用微濾膜的改性。本實施例步驟二中保護液的作用是防止膜在應用之前膜孔坍塌，保護液對人體無害，對膜產品無腐蝕性。本實施例步驟一中端氨基聚乙二醇分子溶液的濃度為0.3wt％。本實施例步驟一中沒食子酸溶液的濃度為0.2wt％。本實施例步驟一中Tris–鹽酸緩衝溶液的pH＝8.5。本實施例步驟一中端氨基聚乙二醇分子的分子量為10000。本實施例步驟一中端氨基聚乙二醇分子的構型為支鏈。本實施例步驟二中微濾膜組件是採用商用化的膜產品，為聚丙烯腈微濾膜。本實施例中改性後的聚丙烯腈微濾膜，改性前後接觸角如圖1所示，改性後的膜水接觸變小，親水性提高，不容易汙染。採用本實施例中改性後的聚丙烯腈微濾膜對複方草藥(主含金銀花、黃岑；有效成分為綠原酸、黃岑苷)進行提取：其親水性得到很大改善，接觸角從60°降低至30°，微濾膜長期使用通量提升231％，汙染後水滲透通量能夠保持原有的58％以上，清洗後通量回復率約為原有的98.3％，過濾後大分子雜質被截留，有效成分均透過膜，有效成分綠原酸轉移率不少於94％，黃岑苷不少於85％，可進行進一步濃縮，進一步去除各級雜質分子。具體操作參見專利公開號：CN101032528A。實施例2：中藥分離用微濾、超濾膜的改性方法，按以下步驟實現：一、按體積比3:2:1將端氨基聚乙二醇分子溶液、沒食子酸溶液和Tris–鹽酸緩衝溶液混合，攪拌均勻後得混合液；二、混合液經蠕動泵反覆通入微濾膜組件或超濾膜組件中進行塗覆，時間為3～24h，然後用清水清洗4次，再浸漬到保護液中，即完成中藥分離用微濾、超濾膜的改性。本實施例步驟一中Tris–鹽酸緩衝溶液的pH＝8.5。本實施例步驟二中微濾膜組件是採用商用化的膜產品，為聚醚碸微濾膜(PES微濾膜)、三氧化二鋁陶瓷微濾膜(Al2O3微濾膜)或聚丙烯超濾膜(PP超濾膜)。本實施例使用表1中所列出的不同的端氨基聚乙二醇分子構型、端氨基聚乙二醇濃度、沒食子酸濃度，商用超濾、微濾膜及塗覆時間；採用本實施例中改性後的膜對複方草藥(主含金銀花、黃岑；有效成分為綠原酸、黃岑苷)進行提取：測試實驗結果如表1所示，本實施例改性後的膜的接觸角小(<40°)長期使用通量增加150％以上，提升了分離效率，耐汙染性能優異(水通量回復率90％以上)，使用壽命提高300％以上優點。所得溶液中有效組分濃度的轉移率綠原酸的轉移率不低於92％，黃岑苷不低於84％。表1