纳滤膜分离技术分离纯化多肽和氨基酸
膜分离技术是20世纪60年代以来发展起来的一项新兴分离技术，它具有分离过程不发生相变、常温操作、步骤简单、选择性高、能耗低等特点，特别适合热敏性物质，如果汁、蛋白质、多肽、氨基酸、药品等的分级分离和浓缩。纳滤膜是分离性能介于反渗透膜和超滤膜之间的一种新型液体分离膜，膜孔径为1-10nm左右，截留分子量100-1000Da，膜上常带电荷，可分离低分子量有机物和多价离子。纳滤膜对二价离子、功能性糖类、小分子色素、多肽、头孢菌素等物质的截留性能高于98%，而对一些单价离子，小分子酸碱，醇等有30-50%的透过性能，常用于溶质的分级，溶液中低分子物质的洗脱和离子组分的调整，溶液体系的浓缩等流体物质的分离、精制、浓缩、脱盐等工艺过程中。比如结晶母液的回收、树脂解析液的浓缩、热敏性物质的浓缩纯化等。它的出现填补了膜研究的空白，在食品、医药、生化等行业的应用日益受到重视。
氨基酸和一些包含特殊氨基酸序列的小分子多肽具有特殊的生物功能，可为人体提供每日必需的氨基酸，协助体内营养物质的输送，调节人体免疫功能以及抗高血压、抗凝血等。因此，可以制成天然营养品、药品、或者作为食品和化妆品的天然营养添加剂。目前，工业上多肽和氨基酸主要采用酶生化反应器对蛋白质进行水解或利用微生物发酵法制取。
蛋白质水解液和发酵液中成分相当复杂，其中很多多肽或氨基酸分子量相近、性质相似，有的仅是净电荷数的不同。分离这些多肽和氨基酸难度较大，通常采用离心、沉淀、吸附、萃取、离子交换和色谱等方法。这些方法普遍存在工艺复杂、操作时间长、原料需求量大、能耗高、收率低、污染严重等问题，而且产品在长时间提取过程中容易变性失活。这将不可避免地给大规模工业化生产带来一系列问题。膜分离技术，尤其是超滤膜技术已经用于蛋白质和蛋白质水解液中酶、多肽以及其他大分子有机物的分级分离。但是分子量相近、物化性质相似的多肽很难用超滤膜进行分离。纳滤膜分离技术则对多肽和氨基酸的分级分离具有明显的优势。纳滤膜具有纳米级孔径，截留分子量在100-1000Da之间，主要特征是表面带（正或负）电荷，小分子多肽和氨基酸相对分子量在100-1000Da都是两性电解质，分子中既带有碱性基团（氨基），有带有酸性基团（羟基）。在溶液pH等于它们的等电点时，分子呈现电中性，净电荷为零；在pH偏离等电点时，分子成为带负电荷或正电荷的离子。因此，纳滤膜通过空间位阻和电荷效应的共同作用就可对溶液中的多肽和氨基酸进行分离。诸多研究显示，在一定pH和离子强度下，膜与多肽、氨基酸离子间的相互作用程度能明显影响这些组分的分离效果。利用截留分子量为2500的醋酸纤维素纳滤膜对乳清蛋白胰蛋白水解液中的多肽进行分级分离，结果表明，在某一酸度、未加氯化钠的条件下，带负电的膜对正电性多肽的选择透过性能高于对负电性多肽的透过性能。此外，纳滤膜的高通量、低操作压力、无污染也使其成为当前膜研究领域中的热点。
疏朗的纳滤浓缩设备有以下优点：
- 浓缩纯化过程在常温下进行，无相变，无化学反应，不带入其他杂质造成产品的分解变性，特别适合热敏性物质
- 可脱除产品的盐分，减少灰分，提高产品纯度，相对于溶剂脱盐，不仅产品品质更好，且回收率还能有所提高
- 工艺过程收率高，损失少
- 可回收溶液中的酸、碱、醇类等有效物质，实现资源的循环利用
- 设备结构紧凑，占地面积小，能耗低
- 操作简便，可实现自动化作业，稳定性好，维护方便。
应用行业
- 多肽、蛋白质等大分子的浓缩纯化
- 天然色素提取液的除杂及浓缩
- 氨基酸发酵液的过滤澄清及精制
- 发酵液过滤除菌及后续纯化浓缩
- 树脂解析液的浓缩解析回收
- 农药水剂、粉剂生产中浓缩纯化的应用
- 中药提取液的过滤除杂，纯化浓缩
- 中药浸膏生产工艺优化
- 合成药、原料药、中间体的脱盐浓缩
- 结晶母液产品回收
- 抗生素等热敏性物质常温浓缩
- 中草药口服液澄明及无菌化
- 单糖、低聚糖及多糖的分离，产品浓缩回收
