1、超滤技术在制药工业中除热原的应用随着膜分离技术的迅速发展，在制药工业中应用超滤膜分离工艺除去（或降低）注射用药物（药液）中热原含量，使之符合药典规定，正在日益广泛的应用。例如日本、美国药典允许大输液除热原采用反渗透和超滤单元。而国内也正在探索和寻求用国产超滤设备去除热原的方法和工艺。本公司有多种材质和规格的超滤膜以及中空式和卷式超滤系列设备，已在许多领域应用，为了在制药工业除热原项目的推广使用，笔者在有关文献的调研基础上进行了应用试验工作，并取得成功，从而促进超滤法除药液中热原这一工艺得到应用开发。1 热原11 热原的本质M.Thmas 等1指出，热原（Pyrogen ）又称内毒素（Endot
2、oxin）,产生于革蓝氏阴性（Gram-nagative）细菌的细胞外璧，亦即细菌尸体的碎片。它是一种脂多糖物质（Lipopoly-saccharide） ，简称 LPS，其相对分子质量从几千到几十万不等，根据产生它的细菌种类而定。在水溶液中，其相对分子质量可为几十万到几百万不等。最近已揭示了类脂 A（Lipid）也是热原物质，构成为危害人体的内毒素，相对分子质量大约为 2000。发热性物质即热原有两类：一类是低相对分子质量发热物质（Pyretice） ，另一类是高相对分子质量发热物质（Pyrogen ） ，它们统称为内毒素。一般认为热原是指细菌发热物质，它由革蓝氏阴性细菌的细胞壁的外膜构成。
3、更进一步分析其主要成份是脂多糖（LPS）及类脂 A，是热原的活性部分。它们的相对分子质量一般为 1 万2.5 万，在水溶液中形成缔合体，相对分子质量可达 50 万100 万。这类物质具有耐热性和化学稳定性，不易被除灭。表 1 LPS 加热失活时间加热温度 LPS 失活时间/min 250 30 以上 200 60 以上 180 120 以上 12 热原的定量表示热原可以用浓度来定量标度。文献大都以每毫升克数为浓度单位，一般单位为 ng/ml，即10-9g/ml，或 pg/ml，即 10-12g/ml。也有采用 EU/ml 为热原单位。我国 1998 年药典确定用EU/ml 为热原单位。两个单位
4、之间的换算关系比较复杂，因为来自不同种类细菌的热原毒性表现不尽一致。美国有关部门对大量试样数据采用概率统计方法提出如下结果：对 EC2类细菌 1ng/ml5EU/ml；类细菌 1ng/ml10EU/ml。日本药检部门报告对 EKT 类细菌1ng/ml8EU/ml。13 热原的测定方法热原的分析、测定方法主要有鲎试剂法和家兔法。131 鲎试剂凝胶法该法是利用鲎试剂检测供试品中或其表面可能存在的细菌内毒素浓度的一种方法3。目前，各国药典收载的细菌内毒素试验法均包含凝胶法。药品细菌内毒素检查是以凝胶法为基础，通过试验证明供试品某一浓度对凝胶法不存在干扰作用后，在供试品的有效浓度范围内，根据供试品的内
5、毒素限值进行检测的一种方法4。132 家兔法该法则为各国药典中规定的标准检测方法，可简述为取 3 只健康家兔各注入规定量的试样，在一天内单兔体温上升不超过 0.6，3 兔总升温不超过 1.4，即被认为试验中热原含量合格。14 热原对人体的危害据文献2报道，将热原浓度为 5ng/ml 的试样注入家兔体内，总量达到 50ng/kg（体重）时，家兔体温上升值达 0.6。人体感染发热的灵敏度是家兔的 3 倍。如有微量热原混入药剂中注入人体血液系统，会导致严重发热，甚至引起死亡。因此，尽可能降低药液中热原的含量是十分必要的，特别当注射液（如大输液）用量较大时，对热原的浓度要求应更为严格。例如上海长征制药
6、厂对大输液的热原合格指标控制值为 0.25EU/ml。2 超滤膜分离法去除药液中热原注射用药液（或注射用水）除热原，使之符合药典的检测规定，是医药工业中的基本生产环节。目前，一般介绍除热原的方法有以下 3 类：蒸馏法生产去热原水，作注射用水、洗涤水等，但其成本较高。吸附法除热原。其中方式一是表面吸附剂吸附致热性物质，而让产品物质通过。方式二是吸附剂吸附产品物质，让热原流出，再把产品物质从吸附剂表面解析回收。用作吸附的物质可以是硅泥、活性炭和离子交换树脂等。禁止使用石棉作为吸附剂。膜分离法除热原作为一种新工艺、新技术，正在制药行业推广应用。21 超滤法除热原超滤法除热原是一种物理分离方法，选用何
7、种规格的超滤膜为宜，首先须了解药液中 e 热原的相对分子质量大小、性质以及浓度。文献1提出，由于脂多糖的终端结构类脂 A 具有较小的相对分子质量，因此需选用切割相对分子质量小于 5000 相对分子质量的超滤膜。如果选用截留相对分子质量为 1 万至 20 万的超滤膜，除去相对分子质量为几万到几百万的热原，则应再使用热原吸附剂除去小相对分子质量的热原，包括相对分子质量约为 2000 的类脂 A。这些不同规格滤膜的平均孔径为2nm 到 0.1m。稻见良秋等报道5，用超滤法除热原，必须采用孔径为 1nm 的超滤膜，截留相对分子质量6000 左右。但产量低，处理量大时，设备大型，压力要求也较高。其次，采
8、用截留相对分子质量规格为 5000 或 10000 的超滤膜除热原，对部分含有较大相对分子质量成份的药液是不合适的。因为，在除去热原的同时会把药液中的有效成分阻留与吸附，使产品得率大受影响。因此，也有选用 10 万至 30 万截留相对分子质量的滤膜除去大部分发热性物质后（产品物质基本上通过滤膜） ，再采用热原吸附剂除去余下部分热原，使得产品收得率既高，去除热原效果又好。为了提高产量，采用聚酰胺（尼龙）为原料制成的微孔滤膜，过滤热原浓度为 20ng/ml 的自来水，由于材质具有特异的吸附热原的特性，过滤后的水质符合药典规定，其产量高达 2000L/（m2 h） 。K.Mueeller 报道6，除
9、热原用超滤膜的截留相对分子质量规格是 6000。永田彦在其专利2中称，一般的注射液，为除去低相对分子质量发热物质，采用截留相对分子质量 1 万的超滤膜。田原修等7采用截留相对分子质量为 1 万的超滤膜，平板式装置，除去乳酸钠中的热原。桥本雅文8指出，一般从低相对分子质量药液中去除热原采用截留相对分子质量为 1 万的滤膜，包括静脉注射液除热原。MMSolin 报道9 ，用尼龙 66 制成的带电荷微孔滤膜，孔径大小为 0.1、0.2m 和0.45m，也可用于对相对分子质量为 4 万的葡聚糖溶液除热原。其中 0.45m 的微孔膜作预处理，0.1m 和 0.2m 的微孔膜进一步作除热原处理。综上所述，
10、超滤膜孔径及材质的选择，需视被处理药物的相对分子质量、特性，及药品中热原的含量而定，通过工艺试验选择最为合适的超滤膜规格及处理工艺。22 超滤法除热原的效率由于超滤膜的活性层很薄，用久了可能会出现针孔，降低截留率造成热原和细菌的泄漏，另外设备结构上的不合理也可能存在卫生死角而影响滤清液的质量，若再加上存在类脂 A的致热物质，因此超滤除热原的效果往往达不到百分之百的清除， 超滤膜对热原的去除率较高，变化范围较宽，高达 99.99%，低为 90%以上。究其原因可知，热原是一类形态和相对分子质量均不确定的物质，热原的种类、浓度随药液而异，因此热原去除率也是个多因素决定的量。膜分离技术，尤其是超滤技术
11、已被国际上公认为 20 世纪末至 21 世纪中期最有发展前途的一项重大生产技术，目前不仅只是研究、研制，同时已在各个领域尤其是制药工业中正在兴起应用的高潮。本公司所生产的和正在研制的各种规格的超滤、钠滤膜，HW 型卷式，将尽可能地满足各个领域的需求，使我国的膜分离技术赶上和达到国际水平。参考文献1 Thmas M,Escoubanne M.Preparation of pyrogen-free solution for medical use.EurPat Appl,312104.1989-03-191 永田彦。发热性物质去除方法。日本，公开特许公报，平 1-196294。1989-08-18
12、2 中华人民共和国卫生部药典委员会编。细菌内毒素检查法。见：中华人民共和国药典：二部，附录E。北京：化学工业出版社，19953 黄清泉，夏振民。药品细菌内毒素检查的实验设计。中国药学杂质，1997，32 （2）：24 稻见良秋。微孔膜去除热原。日本，公开特许公报，平 2-18026。1990-07-135 Mueller K.Removal of pyrogen by steam-sterilizable ultrafiltration membrane.Int Chim,1989,302:1471496 田原修。乳酸钠热原的去除方法。日本，公开特许公报，平 3-3146117。1991-06
13、-217 桥本雅文。热原的去除方法。日本，公开特许公报，平 1-196295。1989-05-268 Solin M M.Depyrogenization of polysaccharide solutions by charged membrane microfilters.() The efficlency of depyrogenization and the porous structure of microfilters.Khim-Farm,1991,25(7):78829 Toahio Y,Takishi K.Ultrapure insustrial water production.日本，公开特许公报，昭 62-11592.1987-01-20
