基于“绿色设计”理念的中药制药膜分离工艺选择原则与方法

面向绿色制造的中药制药工艺路线设计,亦称"绿色设计",其目的是极小化产品全生命周期过程的资源消耗和环境影响,协调优化经济效益和环境效益。以膜技术为核心的制药分离工艺技术与药物绿色制造息息相关,"环境、性能和成本"三大要求和成熟度、分离技术原理是制药分离工艺绿色设计的基本要素,"清洁工艺"可降低原料及能源耗损,切合"预防优于治理"的理念,也可提高企业的经济效益,对生态保护和经济建设的和谐发展具有重要保障作用。以构建膜与树脂技术系统集成为例,介绍中药制药工艺绿色设计具体实施方案,对中药制药分离工艺设计的技术经济问题开展分析和讨论。     

以“材料化学工程”理念构建“基于膜过程的中药绿色制造工程理论、技术体系”的探索

中药膜科技具有重大国家科技战略需求,是我国中药制药工业亟需推广的高新技术。中药制药技术主要来源于化学工程领域,其分离技术的提升与产业的升级主要依赖于化学工程的发展。在紧密围绕膜技术在中药制药工业的产业化应用所开展的中药绿色制造关键技术研究工作基础上,结合成功申报"中医药现代化研究"重点专项2019年度项目的若干认知,引入新兴的"材料化学工程"理念,提出"基于膜过程的中药绿色制造工程设计"的理论框架:针对实际应用体系的性质和需求,以实现高通量和高分离因子的统一为目标,根据中药物料复杂体系的化学多元性和药效物质整体观,建立中药水提液"溶液环境"检测技术,基于安全性、有效性对膜技术进行系统考察,开展膜过程优化、工艺集成等工艺设计。在多尺度范围内,特别是在介观尺度揭示中药物料与膜分离介质的"结构、性能与制备"的关系,并对过程设计、生产加工的流程进行模拟,构建中药绿色制造工程的理论基础。致力解决制约我国中药制药工业可持续发展的能源、资源和环境等瓶颈问题,构建中药制药学与材料化学工程交叉研究的学科新生长点。     

中药膜技术的“绿色制造”特征、国家战略需求及其关键科学问题与应对策略

中医药是我国具有原创优势的科技领域,中医药继承创新研究已被提升为国家科技战略。膜技术适应中药药效物质整体、多元特征的优势,可充分实现中药资源的核心价值;并具高效、节能、无污染等特点。中医药膜科技具有重大国家科技战略需求,是我国中药制药工业亟需推广的高新技术。紧密围绕膜技术在中药制药工业的产业化应用,对所开展的中药绿色制造关键技术研究——"基于膜过程的中药制药分离工程技术体系与应用"进行概述,针对中药工业生产中制剂前处理环节存在的生产效率低、药材利用率低、能耗大、污染高、灭菌效率低等共性问题,基于中成药生产过程特点、工程原理和规律,以膜科学技术为核心,通过构建"中药溶液环境"科学假说,引进复杂系统科学原理,建立基于计算机化学方法的中药膜传质过程研究方法;针对中药膜技术工程化应用瓶颈,构建面向中药物料的"膜过程优化"技术集成等策略,开展中成药生产中节能、降耗、减排、工艺优化等关键技术与装备的研发,形成基于膜过程的具有自主知识产权的中药绿色制造系列关键共性技术,建立符合中药特点的环境友好生产线,实现了中药工业生产中制剂前处理"提取、精制、浓缩"等环节的高效、环保、稳定与智能控制。中药膜技术以水为基本溶剂,可保留中医传统用药特色,所研制的膜技术及其成套设备已推广至全国29个省市,产生了显著的社会和经济效益。膜技术完全符合建设资源节约型和环境友好型社会,以及循环经济的发展思路,是名副其实的中药绿色制造关键技术,对推动我国中药制药行业的技术进步,提升劳动生产率和资源利用率具有重要作用,具有广阔的推广应用前景。     

集成膜技术在中药制药工业中的应用研究进展

传统中药提取、分离技术步骤复杂、能耗高、污染大,已成为中药工业生产面临的主要问题。膜分离技术因具有无需有机溶剂、分离效率高、操作温度低、适用范围广等优点,符合制药行业绿色环保和智能制造的理念,近年来在中药领域得到了推广应用。笔者对膜技术的分类,特点及原理进行介绍,对膜分离技术在中药有效成分提取分离中的应用进行综述,对膜分离技术存在的问题进行分析,并对其发展前景进行展望。     

中药资源产业化过程循环利用适宜技术体系创建及其推广应用

针对我国中药资源生产与深加工全产业链资源利用效率低下、资源消耗和浪费严重、生态环境压力不断加剧等重大经济、社会和生态问题,围绕中药资源循环利用共性关键技术进行集成创新,为推动我国中药资源全产业链的提质增效、资源节约和绿色发展做出引领性贡献。创新性地提出并构建了中药资源循环利用理论体系;系统创建适宜于中药废弃物及副产物的生物转化、化学转化和物理转化三套循环利用适宜技术;示范性地将非药用部位、废弃物及副产物转化为新医药及健康产品、新资源药材、纤维素酶、低聚糖、生物乙醇、生物炭及炭基复合肥等资源性产品,致力于推广"源于农田归于农田,提质增效绿色发展"的循环经济理念。研究成果服务于我国中药资源全产业链的提质增效与绿色发展。     

膜分离技术在中药绿色制造中的应用与展望

膜分离技术由于其独特的分离机制,能够实现中药制药的高效分离与纯化,从而实现中药绿色制造,推动中药行业绿色、高质量发展。通过对近年来微滤、超滤、纳滤、膜蒸馏、集成膜技术及其他膜分离技术在中药绿色制造中的应用进行综述,并探讨膜分离技术在中药制药中的应用前景,可为中药绿色制造提供新思路,推动膜分离技术在中药制药过程中的新应用和新发展。     

基于膜科技创新中药制药分离工程原理的“低碳流程再造”

膜分离技术对中药制药工艺的创新来源于多学科交叉研究。中药膜分离科技是材料化学工程学科先进的分离科学技术与中药制药学跨学科结合的产物,其技术原理是对传统中药制药分离各主要操作单元技术原理的创新。逐一论述了中药制药分离过程各主要操作单元的本质特征、技术原理及膜科学技术对中药制药分离过程工程原理的创新作用。并指出基于膜“绿色制造”技术的中药制药分离过程“低碳流程再造”的工程原理与工艺基础实现了膜科学技术的多尺度效应、“膜一体化”系统与中药制药分离工艺流程的全面兼容;而中药行业膜技术标准零的突破则为该“低碳流程再造”的规模应用及可复制提供了坚实的基础,展示出巨大的市场应用前景。     

中药产业化过程中废弃物资源化政策机制研究

研究分析中药资源产业化过程中生成的废弃物资源化问题,为中药资源保护和中药产业的可持续发展提供对策建议。运用循环经济学阐述绿色发展经济促进中药废弃物资源化的循环模式与政策机制。中药产业化过程中产生的废弃物对生态环境造成了污染且形成了环境承载压力,中药资源产业发展关键是解决中药资源产业化过程中生成的废弃物产生的负外部性内部化问题。促进中药废弃物资源化需要建立适合中药产业发展的绿色经济网络体系,运用绿色政策制度促进绿色技术创新,使环境保护和中药资源高效利用有机结合,走绿色发展之路。     

论中药制造测量学之4个关键工程技术难题北大核心CSCD

围绕中药产业发展与质量提升战略,破解“卡脖子”困局,要重视中医药新工科科技创新。在科技创新体系生态化和产业革命背景下,超大规模的信息交互与多维融合必将引发中药制造模式的深刻变革。中药制造测量学是在中药生产过程控制可靠性工程理论基础上形成的;是系统论与系统科学思维的发展延伸;是中药学科坚持“四个面向”再认识论的提高,是一门理论结合实践的交叉融合学科。针对中药制造原料来源复杂、过程工艺粗放、物质基础不清晰、装备工艺适用性较差等难题,开拓形成了“瞄准药工融合-研发智能产线-赋能产业转型”的转化研究模式。该文提出了开展中药制造关键质量属性辨识、中药制造工艺质量源于设计与产品研制、中药制造质量传递与过程能力指数研究、中药制造测量技术与装备开发4个关键工程技术难题,以实现中药质控指标系统化、工艺管控实时化、制造过程数字化、质量传递透明化以及全程控制智能化。该文提出的新概念、新理论与新技术将为中药产业化提供参考。     

基于数据科学的中药膜过程研究的思考与实践

"数据科学"是关于数据的科学,其宗旨为探索数据界奥秘的理论、方法和技术。鉴于中药膜分离过程是一个非线性系统,其工艺数据具有多变量、非线性、强噪声、自变量相关、非正态分布、非均匀分布等全部或部分特征,"数据科学"已成为中药膜过程复杂系统探索、技术创新的重要武器。"数据科学"引入中药膜科技领域的技术关键:(1)可精准表征中药膜过程传质的特征技术体系的建立;(2)"分子模拟"技术对膜传质过程的动态描述;(3)计算流体力学在膜领域的应用;(4)强大、先进的数据处理技术。并以课题组多年开展的基于数据科学的中药膜过程研究为实例进行阐述。     

对中药“与时俱进”的思考

中药应用历史悠久,近现代也取得了巨大的成就。但中药在某些方面还有不完善的地方。笔者从中药性能、中药配伍、中药资源方面的不足,提出一些改进的方法。     

代谢组学在中药现代化研究中的应用

代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门学科,是系统生物学的重要组成部分,被认为是"组学"研究的最终方向。它能用反映整体的代谢物图直接认识生命体的生理和生化状态,因此能提供区别于其他"组学"而来的大量信息。在中药现代化研究中,代谢组学方法和技术的应用具有广阔的发展前景,尤其是在中药整体药效评价、中药活性成分研究及中药安全性研究等方面具有重要理论意义和应用价值。     

中药指纹图谱数据库的研究现状及展望

在中药现代化的研究过程中,指纹图谱技术是当今国际公认的控制中药质量的质控模式,但是如何实现中药指纹图谱数据的快速匹配、检索、识别和鉴定功能是指纹图谱研究中亟待解决的问题。中药指纹图谱数据库的研究和建立,为中药指纹图谱技术的推广和应用提供了一个有利的平台,有助于加快中药指纹图谱技术的研究和应用进程。主要从中药指纹图谱数据库研究历程、在中药现代化研究中的优势、研究成果等方面予以阐述。总结了中药指纹图谱数据库在中药现代研究中存在的问题,并展望了发展前景。     

中药绿色供应链绿色生产力实现策略与机制研究

中药产业创新必须摒弃传统发展模式,厘清中药绿色供应链内涵,识别绿色生产力提升点,创新中药绿色供应链模式,实现中药产业经济价值与环境价值的统一。在分析我国中药绿色供应链现状的基础上,基于价值链构建中药绿色供应链模型,同时利用层次分析法对中药绿色供应链的绿色生产力提升策略进行分析,进而明确我国发展中药绿色供应链的实现策略与机制,为我国中药绿色供应链创造与提升提供参考。     

我国炮制用辅料标准现状研究及工作建议

该文对《中国药典》2015年版、《全国中药炮制规范》及29个省、自治区、直辖市的地方炮制规范中炮制用辅料相关内容的现状进行了梳理,整理出了药典、全国炮制规范、地方炮制规范这三级标准中对炮制用辅料的通用性要求、个性化技术要求、质量标准等的收载情况,根据炮制用辅料存在的"药辅同源"、"食辅同源"的特点,对标准现状进行了分析;对炮制用辅料全国性标准研究情况进行了介绍;对炮制用辅料标准目前存在的问题进行了深入的分析和探讨,针对标准体系不完善、缺乏总体性要求、标准水平低、标准引用混乱、标准研究工作不足等问题提出了相关的工作建议,为下一步炮制用辅料国家药品标准体系的建设提供建议和参考。     

高品质中药配方颗粒与关键制造要素

近年来,中药配方颗粒取得了快速发展,成为新的中药饮片使用形式。不断提升中药配方颗粒的质量,更有力地保障大众身体健康,是促进其产业健康发展的关键。因此,在文献调研的基础上,通过简述中药配方颗粒的发展现状,分析中药配方颗粒的高品质特征与关键制造要素,以期为提升中药配方颗粒的质量提供新思路。     

中药毒性分级概况与研究思路探讨

中药的毒性是中药药性理论的重要组成部分。在临床应用中,毒性的有无或大小是确定用药剂量、使用久暂、配伍等的主要依据之一。目前,对于中药毒性的评价尚无统一标准,采用客观的可量化的指标体系对中药毒性进行科学分级与评价具有重要意义。该文总结了中药毒性分级的现状,并在此基础上探讨了其研究思路。     

中药指纹图谱及其对中药发展的影响

简要介绍了中药指纹图谱的原理，探讨了建立中药指纹图谱对提高中药质量控制标准的水平，加快中药现代化的进程，建立了中药材规范化栽培，促进中药新药研制水平的提升和知识产权的保护以及对中药资源保护和开发的影响。