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化学制药工业与绿色化学
摘要 化学制药工业的生产不可避免的制造了工业垃圾,但滞步不前不是解决问题的办法,应从生产工艺入手,消除或减少污染物的排放,综合利用必须排放的污染物,从而实现制药工业的生态循环和环境友善及清洁生产的绿色结果。本文综述了化学制药工业中绿色环保的生产模式。
关键词 化学制药工业、绿色化学、生产模式
一、引言
当今,可持续发展观是世人普遍认同的科学发展观。它强调人口、经济、会会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展理论。绿色制药以研究和发展无害化清洁工艺为首要条件,通过发展高效、合理、无污染利用资源 的绿色化学新原理,推行清洁生产。以环境和谐、发展经济为目标,创造出环境友好的先进生产工艺技术,实现制药工业的“生态”循环和“环境友善”及清洁生产的“绿色”结果[1]。
化学制药工业属技术密集型的精细化学工业的一个主要门类[2]。绿色化学是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生,它是一门从源头上阻止污染的化学。
绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展[3],它既可以从根本上保护环境,又可以进一步促进化学制药工业发展,因此化学制药工业的出路就在于大力开发和应用基于绿色化学生产原理和发展起来的绿色化学化工技术。
二、绿色化学制药工业生产模式
2.1设计无污染的绿色生产工艺是消除环境污染的根本措施
传统工艺中,人们为了追求效益、利润,往往忽视了环境的重要性,当生态圈一次又一次的向人们敲响警钟时,人们才意识到以破坏环境为代价从而获得收益的方式不可取。绿色化学不仅保护了环境,塑造了良好的化学形象,而且也会给企业带来巨大的经济效益。据估计,美国每年因执行环境保护法律的规定,工业界要花费10亿至15亿美元。如果能把环保方面的费用用在研究绿色生产工艺,无疑对企业的发展十分有利[4]。例如传统的合成苯甲醛路线是以甲苯为原料通过亚苄基二氨水解而得。该工艺路线不仅要产生大量需治理的废水,而且由于有伴随光和热的大量氨气参与反应,对周围的环境将造成严重污染[5]。间接电氧化法制苯甲醛是一条绿色生产工艺,其基本原理是在电解槽中将Mn2+电解氧化成Mn3+,然后将Mn3+与甲苯再槽外梵音其中定向生辰甲苯醛,同时Mn3+被还原成Mn2+.经油水分离后,水相返回电解槽电解氧化,油相经径流分出苯甲醛后返回反应器[6]。这条工艺中油相和水相分别构成闭路循环,整个工艺过程无污染物排放。
2.2综合利用必须排放的污染物,化害为利
追求绿色化学并不是指生产过程中不产生污染物,对待污染物,应该尽可能的回收利用。绝大部分的化工生产废料其实还蕴含着生产原料,污染物本身就是放错了位置的资源。近年来再制药行业的污染治理中,资源综合利用的成功例子很多。例如,氯霉素生产中的副产物邻硝基乙苯,是重要的污染物之一,将其制成杀草胺,就是一种优良的除草剂[7]。有如,对氯苯酚是指被降血脂药氯贝丁酯的主要原料,其生产过程中的副产物邻氯苯酚是重要的污染物之一,将其制成2,6-二氯苯酚可用作解热镇痛药双氯苯酚钠的原料[8]。
2.3对必须排出的污染物进行无害化处理
采用绿色化学工艺的同时,仍有一些不符合现行排放标准的污染物,因此,必须采取科学的处理方法,对必须排出的污染物进行无害化处理。主要就是工业三废--废水、废气、废渣的处理。
2.3.1废水的处理
废水处理的实质就是利用各种技术手段,将废水中的污染物分离出来,从而使废水得到净化。废水的处理技术按作用原理一般可分为物理法、化学法、生物法。物理法是利用物理作用将废水中呈悬浮状态的污染物分离出来,在分离过程中不改变其化学性质;化学法是利用化学反应原理来分离回收废水中各种形态的污染物,如中和、凝聚、氧化、还原等,化学法常用于有毒有害废水的处理,使废水达不到影响生物处理的条件,例如,含锰废水经一系列化学处理后可制成硫酸锰或高纯度碳酸锰[9];生物法是利用微生物的代谢作用,使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化成为稳定无害的物质。
2.3.2废气的处理
按所含主要污染物的性质不同,化学制药厂排出的废气可分为三类,即含尘废气、含无机污染物废气和含有机污染物废气。处理含尘废气是将气固两相混合物分离,利用粉尘质量较大的特点,通过外力作用将其分离,如常见的袋式除尘器[10]所应用的过滤除尘法即是含尘废气的处理;处理含无机或有机污染物的废气要根据所含污染物的物理性质和化学性质,通过冷凝、吸收、西服、燃烧、碎花等方法进行无害化处理。
2.3.3废渣的处理
对废渣的处理方法主要有化学法、焚烧法、热解法和填埋法。化学法是利用废渣中所含污染物的化学性质,通过化学反应将其转化成稳定安全的物质;焚烧法是使被处理的废渣于过量空气在焚烧炉内氧化燃烧,从而使污染物在高温下氧化分解而被破坏;热解法是在无养活缺氧的高温条件下,使废渣中的大分子有机物裂解成可燃的小分子燃料气体、油和固态碳等。填埋发是将一时无法利用、又无特殊危害的废渣埋入土中,利用微生物的长期分解作用使其中的有害物质降解。
三、结束语
随着人们对环境的日渐重视,绿色生产技术已成为当今制药工业的发展方向,当今化学制药工业中很多绿色生产技术已被广泛应用,如催化技术、有机电合成技术、模版合成技术、磁化学技术、组合化学技术、固相合成法、液相合成法、微波技术、超临界流体技术、超声技术、膜技术等。人们在经历了环境与经济的双收益后,更多的目光和精力被投入到这项技术的发展,随着科技的进步,绿色生产技术必将进一步发展和优化。
参考文献
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摘要现代生物制药技术是一项与制药产业结合极为密切的高新技术,下面是我精心推荐的生物制药技术论文 范文 ,希望你能有所感触!
生物制药技术探析
【中图分类号】 R473.6 【文献标识码】A【 文章 编号】1672-3783(2011)04-0344-02
【摘要】现代生物制药技术是一项与制药产业结合极为密切的高新技术,不断为医药行业提供新产品、新剂型,为制药界开创一条崭新之路,正在改变生物制药业的面貌,为解决人类医药难题提供最有希望的途径。文章分析了几项生物制药技术,并对生物制药的展望进行了分析。
【主题词生物 制药 技术
一 生物制药技术简介
1 基因工程技术:激素和许多活性因子是调节人体生理代谢与机能的重要物质,其活性强,临床疗效明显,但这些物质自然界甚为稀少,从人体及动物中提取难度大,来源有限,无法满足临床需要,而现代生物制药技术却为临床提供了这类廉价、高效的药品。胰岛素是治疗糖尿病的激素类药物,一般从动物中提取,其资源缺乏,价格昂贵,利用基因工程手段将人或动物胰岛素合成基因分离后移植到微生物细胞中,并实现基因表达,这样用基因工程手段得到基因重组微生物被称为基因工程菌,利用基因工程菌在200L发酵灌中产生10克胰岛素相当于450千克胰脏中提取的产量。人生长激素(简称HGH)是脑下垂体前叶分泌的由191种氨基酸组成蛋白质类激素,分子量为22000D。以前,人生长激素只能从人脑垂体前叶中分离纯化,应用深受限制,而目前利用基因工程技术动物细胞工艺可得到,并且与人生长激素相同,临床用于治疗垂体前叶HGH分泌障碍引起的侏儒症,促进烧伤及骨折等创伤性组织的恢复,也用于改善老年性肾萎缩的症状及治疗胃溃疡。
2 酶及细胞固定化技术:微生物转化及酶催化工艺早已在制药工业中广泛应用。酶与固定化技术结合弥补酶的不足,在制药界取得显著发展,如用大肠杆菌酞化酶生产6一APA、犁头霉素生产氢化可的松、乳酸菌转化蔗糖制备右旋糖醉等。原西德BeohringerNannhein公司在青霉素酞化酶固定化方面取得了很大的进展,他们用聚丙酞胺凝胶包埋法制成微型小球状固定化酶已投人生产,其表面活性为100一150U/g,1kg固定化酶可生产500kg6一APA,能连续反应300次,他们用第二代工程菌的固定化酶转化率达到85%一90%,反应次数达900次,有人用固定化后活力可维持100天以上,固定化细胞、特别微生物细胞在抗生素、激素、氨基酸等药物的合成中得到广泛的研究和应用。用固定化酶的膜反应器分离布洛芬可得到许多有光学活性的化合物,体外试验证明其S一异构体比R一异构体活性高100倍。近年采用多种固定化系统组成的人工肾可在体内反复返转具有显著临床效果。
3 细胞工程及单克隆抗体:植物细胞工程培养技术为开辟药物新资源、使微生物原料生产工业化、保护自然界生态平衡具有重要意义。中医临床应用之中,中草药数千种,其中89%来源地植物,初始靠手集野生资源,最后鉴于野生资源有限,及不断开发利用,难以满足需要,许多名贵药材如天麻、人参、当归、黄茂等均采用植物细胞,大规模培养技术,其所含有效成份较天然植物含量高。如培养的人参细胞中Ginselagoside含量较天然植物高5.7倍。培养的烟草细胞C。QIO含量较天然植物高16.30倍等等。由此可知,植物细胞工程将为人类创造一代新型中药制剂造福人类。动物细胞培养技术主要以植物的微生物难以生产出蛋白质类药品,并实现工业化、商品化。英国韦尔科母公司采用8立方米培养罐培养生产a一干扰素为工业化动物细胞培养典型实例,被称为"超大规模"动物细胞培养获得成功。1975年英国科学家通过淋巴细胞与骨髓细胞融合产生的杂交瘤,经体外培养、分离可得到一些无性繁殖细胞株,它们能分泌免疫学均一抗体。这种抗体为单克隆抗体,单克隆抗体一经间世显示巨大生命力,由于单克隆抗体目前在医药领域具有特异性强、操作方便等特点,因此现在已有越来越多的单克隆抗体代替传统的抗血清用于临床诊断。1981年美国批准第一个单克隆抗体诊断试剂后,1983一1984年又批准了37种,1985年美国FDA认可就有55种,到1987年底,美国已批准单克隆诊断试剂在上百种以上,它主要用于艾滋病、肿瘤性疾病、乙型肝炎及细菌性感染等疾病的诊断,临床疗效显著。由于单克隆抗体对相应抗原结合,具有高度专一性,因此有人试用肿瘤抗原的抗体作为抗肿瘤药物的携带者,将药物导人肿瘤细胞,从而使肿瘤药物有选择性杀伤肿瘤细胞而不伤害正常细胞,这种由单克隆抗体和抗癌药物组成的导向药物为"生物导弹"。
二 生物技术应用展望
1 加大研发投入,建立高效研发产品线。国内大多数生物医药中小企业缺乏完善的自主研发体系,新产品研发效率低下。这与国内生物医药业研发投入严重不足有关。目前,国内生物医药企业大多数研发投入占销售收入不足10%,甚至低于2%,远低于国外同类企业的研发投入。没有足够的研发投入往往造成后续产品开发乏力。国内生物医药企业需要加大研发投入,建立或完善从上游构建、小试、中试放大、临床研究到最终生产的高效通用技术平台,为企业发展提供源源不断的新产品。国内少数企业,如沈阳三生,每年的研发投入占销售收入的10%,该公司陆续开发出了干扰素、IL-2、EPO、重组人血小板生成素等一系列产品,经营业绩良好。
2 哺乳动物细胞表达药物开发是国内生物医药的重大发展机会。全球销售领先品种大部分都采用哺乳动物细胞培养的技术平台,目前,特别是单克隆抗体药物已经成为了生物医药的重要发展方向。在国内,大多数销售领先的主要品种不能实现国产化,往往不是由于专利限制,而是国内基本未能掌握该技术平台。预期在未来数年内,能真正解决哺乳动物细胞高效表达及大规模培养技术这一重大技术平台的国内企业,将会获得丰厚的利润回报。
3 选择合适的产业化项目。医药产品开发风险大,即使产品开发成功,一般每10个新药中大约只有3个能获得超过其开发费用的收入,而另外7个新药的收入还不足以补偿其研发费用。与 其它 化学药一样,大多数生物医药产品盈利能力低下,甚至亏损。因此,在生物医药研发立项前,必须对其进行科学、市场等方面的全面论证,以减少项目研发及市场销售失败风险。
生物医药产业是发展前景巨大的一个产业,随着"人类基因组"等生物医学的发展,越来越多的生物基因药物将被研发和投入生产,生物医药产业将蓬勃发展。
参考文献
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[3]何宏宇、文建平.欧美国家推动生物技术产业发展一瞥[J].中国药业,2005,2(14):16-17
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不好毕业。绿色制药与技术专业主要是以药物的研究、开发、生产为主线,研究药物的先进绿色制备和生产技术。研究生毕业需要达到学校的要求,如英语六级过关,同时还得有毕业论文。所以绿色制药与技术研究生不好毕业。