CN105413498A - 一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法 - Google Patents

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Abstract

一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，它涉及一种膜的改性方法。它要解决现有商用超滤、微滤膜应用在中药分离技术中存在亲水性差及耐污染性能差的问题。方法：一、将端氨基聚乙二醇分子溶液、没食子酸溶液和Tris–盐酸缓冲溶液混合，搅拌均匀后得混合液；二、混合液经蠕动泵反复通入膜组件中进行涂覆，清洗后浸渍到保护液中即完成。本发明使用单体为植物提取物的没食子酸与水溶性聚合物-端氨基聚乙二醇分子，单体毒性低，不会对中药成分造成二次污染，操作简单，成本低廉，有效物质提纯率80％以上；改性后亲水性得到了大幅度提高，抗污染易清洗，污染清洗后膜通量回复率可达90％以上，膜改性后更加适合用于中药分离过程。

Description

一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法
技术领域
本发明涉及一种膜的改性方法。
背景技术
膜分离技术起始于上世纪，是一种新的压力驱动的无相变的物理分离过程。尽管膜分离过程起源于水的处理，随着膜分离技术的发展，其应用领域已经不仅仅局限于水处理方面，膜分离过程被应用于染料等活性物质的除盐和浓缩、水中少量有机物的去除、分子量不同的有机物的物料分离、纯化等诸多工业领域。
由于膜分离技术不涉及相变，避免使用化学溶剂，是一种药物分离的理想方法，具有不降低活性成分，工艺简单、成本低、无污染等特点。近年来，已有专利“公开号：CN101032528A，名称：中药复方膜分离技术”，将膜分离技术应用于传统的中药分离技术中，使用不同尺寸膜对传统中药进行有效物质的浓缩，得到药效最好的浓缩产物，分离效率高，成本低，药物活性高。
然而，由于中药组分往往是组成比较复杂的，尤其是复方中草药的有效成分，会造成严重的膜污染，从而造成膜通量的降低，分离效率的下降，降低膜使用寿命。
发明内容
本发明目的是为了解决现有商用超滤、微滤膜应用在中药分离技术中存在亲水性差及耐污染性能差的问题，而提供一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法。
一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，按以下步骤实现：
一、按体积比(0.5～3):(0.5～3):(0.5～3)将端氨基聚乙二醇分子溶液、没食子酸溶液和Tris–盐酸缓冲溶液混合，搅拌均匀后得混合液；
二、混合液经蠕动泵反复通入微滤膜组件或超滤膜组件中进行涂覆，时间为3～24h，然后用清水清洗2～5次，再浸渍到保护液中，即完成中药分离用微滤、超滤膜的改性。
本发明中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，使用单体为植物提取物的没食子酸与水溶性聚合物-端氨基聚乙二醇分子，单体毒性低，不会对中药成分造成二次污染，操作简单，成本低廉，有效物质提纯率80％以上；改性后具有独特的亲水性支链结构，亲水性得到了大幅度提高，接触角<40°，长期使用通量提升150％以上，抗污染易清洗，污染清洗后膜通量回复率可达90％以上，将使用寿命延长了300％以上，膜改性后更加适合用于中药分离过程。
附图说明
图1为实施例1中聚丙烯腈微滤膜改性前的接触角测试图；
图2为实施例1中聚丙烯腈微滤膜改性后的接触角测试图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，按以下步骤实现：
一、按体积比(0.5～3):(0.5～3):(0.5～3)将端氨基聚乙二醇分子溶液、没食子酸溶液和Tris–盐酸缓冲溶液混合，搅拌均匀后得混合液；
二、混合液经蠕动泵反复通入微滤膜组件或超滤膜组件中进行涂覆，时间为3～24h，然后用清水清洗2～5次，再浸渍到保护液中，即完成中药分离用微滤、超滤膜的改性。
本实施方式步骤二中保护液的作用是防止膜在应用之前膜孔坍塌，保护液对人体无害，对膜产品无腐蚀性。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，步骤一中按体积比0.5:1:1将端氨基聚乙二醇分子溶液、没食子酸溶液和Tris–盐酸缓冲溶液混。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，步骤一中按体积比1:1.5:2将端氨基聚乙二醇分子溶液、没食子酸溶液和Tris–盐酸缓冲溶液混。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，步骤一中按体积比2:2:3将端氨基聚乙二醇分子溶液、没食子酸溶液和Tris–盐酸缓冲溶液混。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是，步骤一中端氨基聚乙二醇分子溶液的浓度为0.1wt％～10wt％。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是，步骤一中没食子酸溶液的浓度为0.05wt％～2wt％。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是，步骤一中Tris–盐酸缓冲溶液的pH＝8.5。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是，步骤一中端氨基聚乙二醇分子的分子量为200～20000。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是，步骤一中端氨基聚乙二醇分子的构型为直链或支链。其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是，步骤二中时间为12h，然后用清水清洗3次。其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是，步骤二中微滤膜组件是采用商用化的膜产品，为聚砜微滤膜、醋酸乙烯酯微滤膜、聚醚砜微滤膜、聚丙烯腈微滤膜、三氧化二铝陶瓷微滤膜、聚偏氟乙烯微滤膜、聚丙烯腈微滤膜或醋酸纤维素微滤膜。其它步骤及参数与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是，步骤二中超滤膜组件是采用商用化的膜产品，为聚砜超滤膜、醋酸乙烯酯超滤膜、聚醚砜超滤膜、聚丙烯腈超滤膜、三氧化二铝陶瓷超滤膜、聚偏氟乙烯超滤膜、聚丙烯腈超滤膜、醋酸纤维素超滤膜或聚丙烯超滤膜。其它步骤及参数与具体实施方式一至十一之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是，步骤二中所述保护液按重量份数由10～55份的甘油、0.05～1.5份的NaHSO3、0.05～1.5份的三聚磷酸钠和42～89份的水组成。其它步骤及参数与具体实施方式一至十二之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：
中药分离用微滤膜的改性方法，按以下步骤实现：
一、按体积比3:2:1将端氨基聚乙二醇分子溶液、没食子酸溶液和Tris–盐酸缓冲溶液混合，搅拌均匀后得混合液；
二、混合液经蠕动泵反复通入微滤膜组件中进行涂覆，时间为6h，然后用清水清洗3次，再浸渍到保护液中，即完成中药分离用微滤膜的改性。
本实施例步骤二中保护液的作用是防止膜在应用之前膜孔坍塌，保护液对人体无害，对膜产品无腐蚀性。
本实施例步骤一中端氨基聚乙二醇分子溶液的浓度为0.3wt％。
本实施例步骤一中没食子酸溶液的浓度为0.2wt％。
本实施例步骤一中Tris–盐酸缓冲溶液的pH＝8.5。
本实施例步骤一中端氨基聚乙二醇分子的分子量为10000。
本实施例步骤一中端氨基聚乙二醇分子的构型为支链。
本实施例步骤二中微滤膜组件是采用商用化的膜产品，为聚丙烯腈微滤膜。
本实施例中改性后的聚丙烯腈微滤膜，改性前后接触角如图1所示，改性后的膜水接触变小，亲水性提高，不容易污染。
采用本实施例中改性后的聚丙烯腈微滤膜对复方草药(主含金银花、黄岑；有效成分为绿原酸、黄岑苷)进行提取：其亲水性得到很大改善，接触角从60°降低至30°，微滤膜长期使用通量提升231％，污染后水渗透通量能够保持原有的58％以上，清洗后通量回复率约为原有的98.3％，过滤后大分子杂质被截留，有效成分均透过膜，有效成分绿原酸转移率不少于94％，黄岑苷不少于85％，可进行进一步浓缩，进一步去除各级杂质分子。具体操作参见专利公开号：CN101032528A。
实施例2：
中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，按以下步骤实现：
一、按体积比3:2:1将端氨基聚乙二醇分子溶液、没食子酸溶液和Tris–盐酸缓冲溶液混合，搅拌均匀后得混合液；
二、混合液经蠕动泵反复通入微滤膜组件或超滤膜组件中进行涂覆，时间为3～24h，然后用清水清洗4次，再浸渍到保护液中，即完成中药分离用微滤、超滤膜的改性。
本实施例步骤一中Tris–盐酸缓冲溶液的pH＝8.5。
本实施例步骤二中微滤膜组件是采用商用化的膜产品，为聚醚砜微滤膜(PES微滤膜)、三氧化二铝陶瓷微滤膜(Al2O3微滤膜)或聚丙烯超滤膜(PP超滤膜)。
本实施例使用表1中所列出的不同的端氨基聚乙二醇分子构型、端氨基聚乙二醇浓度、没食子酸浓度，商用超滤、微滤膜及涂覆时间；采用本实施例中改性后的膜对复方草药(主含金银花、黄岑；有效成分为绿原酸、黄岑苷)进行提取：测试实验结果如表1所示，本实施例改性后的膜的接触角小(<40°)长期使用通量增加150％以上，提升了分离效率，耐污染性能优异(水通量回复率90％以上)，使用寿命提高300％以上优点。所得溶液中有效组分浓度的转移率绿原酸的转移率不低于92％，黄岑苷不低于84％。
表1

Claims (10)

1.一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，其特征在于它按以下步骤实现：
一、按体积比(0.5～3):(0.5～3):(0.5～3)将端氨基聚乙二醇分子溶液、没食子酸溶液和Tris–盐酸缓冲溶液混合，搅拌均匀后得混合液；
二、混合液经蠕动泵反复通入微滤膜组件或超滤膜组件中进行涂覆，时间为3～24h，然后用清水清洗2～5次，再浸渍到保护液中，即完成中药分离用微滤、超滤膜的改性。
2.根据权利要求1所述的一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，其特征在于步骤一中按体积比1:1.5:2将端氨基聚乙二醇分子溶液、没食子酸溶液和Tris–盐酸缓冲溶液混。
3.根据权利要求1所述的一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，其特征在于步骤一中端氨基聚乙二醇分子溶液的浓度为0.1wt％～10wt％。
4.根据权利要求1所述的一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，其特征在于步骤一中没食子酸溶液的浓度为0.05wt％～2wt％。
5.根据权利要求1所述的一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，其特征在于步骤一中Tris–盐酸缓冲溶液的pH＝8.5。
6.根据权利要求1所述的一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，其特征在于步骤一中端氨基聚乙二醇分子的分子量为200～20000。
7.根据权利要求1所述的一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，其特征在于步骤一中端氨基聚乙二醇分子的构型为直链或支链。
8.根据权利要求1所述的一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，其特征在于步骤二中微滤膜组件是采用商用化的膜产品，为聚砜微滤膜、醋酸乙烯酯微滤膜、聚醚砜微滤膜、聚丙烯腈微滤膜、三氧化二铝陶瓷微滤膜、聚偏氟乙烯微滤膜、聚丙烯腈微滤膜或醋酸纤维素微滤膜。
9.根据权利要求1所述的一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，其特征在于步骤二中超滤膜组件是采用商用化的膜产品，为聚砜超滤膜、醋酸乙烯酯超滤膜、聚醚砜超滤膜、聚丙烯腈超滤膜、三氧化二铝陶瓷超滤膜、聚偏氟乙烯超滤膜、聚丙烯腈超滤膜、醋酸纤维素超滤膜或聚丙烯超滤膜。
10.根据权利要求1所述的一种中药分离用微滤、超滤膜的改性方法，其特征在于步骤二中所述保护液按重量份数由10～55份的甘油、0.05～1.5份的NaHSO3、0.05～1.5份的三聚磷酸钠和42～89份的水组成。
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