第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
我國是在1955年開始從牛膽汁中提取膽紅素,也可從豬膽汁中提取。在豬膽汁中膽紅素的含量在0.06%左右,因此膽紅素的主要來源是從豬膽汁中提取的。目前,膽紅素生產(chǎn)方法眾多,主要有2條途徑:1)先用乙醚、乙醇提取后的膽汁剩余物,再用三氰甲烷提取膽紅素;2)先制備膽紅素鈣鹽,鹽酸酸化,三氯甲烷提取。
1、直接用氯仿提取,收得率低,只能達(dá)到0.0164%~0.0168%.因?yàn)槟懼械哪懠t素是一種極易溶于水的膽紅素結(jié)合物——結(jié)合膽紅素,所以直接氯仿提取不盡合理,第2種途徑為膽紅素鈣鹽法,其收得率可增加1~2倍,但生產(chǎn)周期長,相應(yīng)成本提高。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,膽紅素的需求量增大,經(jīng)濟(jì)效益的提高,膽紅索生產(chǎn)工藝的 研究 和探討也更加深入。在氯仿直接抽提法和膽紅素鈣鹽間接抽提法的基礎(chǔ)上,又發(fā)展創(chuàng)新了無醇法、離子交換樹脂法、色層快速提取法等提取膽紅素新方法。
2、無醇法提取分離膽紅素,是在鈣鹽法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)。即在制成膽鈣鹽酸化后,酸化物直接加氯仿和抗氧劑亞硫酸氫鈉,再用鹽酸調(diào)PH值至l,于60℃回流提取2小時(shí),將氯仿層分離,上層殘?jiān)磸?fù)提取2~3次,真至提取液不顯桔黃色為止。將氯仿液合并,蒸餾回收氯仿得膽紅素。該工藝革除了醇析工序,節(jié)約了乙醇用量,縮短了生產(chǎn)周期,膽紅素收率與鈣鹽法大致相同,成品含量達(dá)80%以上。
3、離子交換樹脂法,是一種提取分離膽紅素新方法。該法的基本方法是將膽汁用堿液處理,用經(jīng)預(yù)處理的離子交換樹脂加熱吸附1-2次,吸附后用鹽酸酸化,酒精去雜,再加氯仿溶液浸取洗脫,回收濃縮氯仿得膽紅素。該法生產(chǎn)周期短,解決了鈣鹽法膽紅素易于氧化的同題,收率約在萬分之三左右,含量80%以上。但該法由于上柱操作,不適合大批量生產(chǎn),且樹脂吸附不完全,影響膽紅素收率。
4、色層快速提取法,是根據(jù)膽汁中膽紅素、膽汁酸等的一些特性而試驗(yàn)成功的一種新方法。該法的基本步驟是:在膽汁中加八少量氯仿和抗氧劑,然后升溫到一定溫度,加堿調(diào)節(jié)PH值,使膽汁中膽汁酸轉(zhuǎn)化成可溶性鹽,然后按一定量補(bǔ)加氯仿,加鹽酸調(diào)PH值,加熱回流,使膽紅素充分溶解于氯仿中,用分液漏斗分液(此時(shí)可觀察到三層:下層為膽紅素氯仿溶液,顏色較深,中層為膽汁酸層,顏色為淡黃色,上層為水層,故此法稱為色層法)。將下層氯仿層放出再加少量氯仿于分液漏斗中,充分?jǐn)噭颍懦雎确聦雍喜?,濃縮回收氯仿,得膽紅素。該法生產(chǎn)時(shí)問短(約需3~4小時(shí)),操作方便,所需儀器設(shè)備少,膽紅素收率較高,約為萬分之三至四,含量在80%以上。
以上幾種分離提取膽紅素方法,各有優(yōu)缺點(diǎn),可根據(jù)不同情況(如生產(chǎn)量的大小,操作人員素質(zhì),膽紅素的收率和含量等)采用不同方法,使膽紅素收率提高,質(zhì)量穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)效益和勞動(dòng)生產(chǎn)率提高。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程
這里以膽紅素鈣鹽法為例,簡單介紹生產(chǎn)工藝流程:
膽紅素鈣鹽法生產(chǎn)工藝流程圖
1、鈣鹽的制備。取新鮮膽汁1kg,加入4~4.5倍澄清飽和石灰水,攪拌均勻,加熱至95℃,撈取液面橙紅色膽鈣鹽,并趁熱壓干。
2、酸化。于鈣鹽中加入適量蒸餾水,搗成糊狀,過60目篩,加入1%的NaHSO3。在攪拌下加入HAc調(diào)pH=1~2,靜置30s,過濾得沉淀。
3、乙醇處理。沉淀中加入適量95%的乙醇,搗成糊狀,再加入300~400mL95%乙醇和0.5%的NaHSO3,攪拌均勻,使pH=3~3.5,靜置,虹吸祛除乙醇(可回收),下層加入適量40~50℃溫水,靜置分層,虹吸祛除下層廢水。
4、提取。于收集物中加入氯仿400mL,回流提取或不斷攪拌抽提,然后在分液器分層,收集下層氯仿層,于常壓下蒸發(fā)出氯仿(水浴溫度小于85℃),于殘留物中加入適量無水乙醇,繼續(xù)蒸餾直至無氯仿味,趁熱過濾,抽干,真空干燥得成品。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
膽紅素的生產(chǎn)技術(shù)將隨著科技進(jìn)步而不斷發(fā)展,預(yù)測其發(fā)展方向有以下三個(gè)方面:
1、通過對膽紅素現(xiàn)有生產(chǎn)工藝進(jìn)行試驗(yàn)和考察,改造現(xiàn)有工藝,發(fā)現(xiàn)由膽汁提取膽紅素新方法.使膽紅素收率提高,成本降低。
2、膽汁原料來源缺乏,而膽紅素需求量大。因此,必須開拓新的原料來源,提高膽紅素產(chǎn)量。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道:血紅素可用加有抗凝劑的全血或紅細(xì)胞為原料來制備,血紅分解后先生成膽綠素后生成膽紅素,催化前一步反應(yīng)的是徵粒體的血紅素加氧酶,催化膽綠素變成膽紅素的酶是膽綠素還原酶,可以通過這兩種酶的作用,使血紅索分解而制得膽紅素。此種方法已有文獻(xiàn)報(bào)道,這為綜合利用動(dòng)物血液資源,開發(fā)膽紅素生產(chǎn)原料來源,提高膽紅素的產(chǎn)量,有益人民身體健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
3、用人工合成膽紅素?,F(xiàn)在膽紅素的化學(xué)結(jié)構(gòu)已經(jīng) 研究 清楚,它是由血紅蛋白分解代謝的還原產(chǎn)物,是由四個(gè)吡咯環(huán)通過亞甲基(-CH2-)和次甲基(=CH-)連在一起的開鏈所組成的,屬于二烯膽素類,在新鮮的膽汁中,和一個(gè)或兩個(gè)分子的葡萄糖醛酸結(jié)含成復(fù)臺(tái)物而存在。因此可以通過人工有機(jī)合成的辦法制取膽紅素,使其結(jié)構(gòu)與游離膽紅素的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似(當(dāng)然仍需經(jīng)過藥理和臨床驗(yàn)證)。關(guān)于人工合成膽紅素,國外已有文獻(xiàn)報(bào)道。
第四節(jié) 概述
膽紅素是市場上緊缺的醫(yī)藥原料,臨床驗(yàn)證膽紅素對多種疾病有顯著療效,具有清熱、解毒、鎮(zhèn)靜、降壓、促進(jìn)紅細(xì)胞增生、抗結(jié)自由基和防止機(jī)體衰老等多種功能。巨大的商機(jī)吸引著國外眾多醫(yī)藥企業(yè)瞄準(zhǔn)了這一在藥物中有著巨大發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)品,紛紛搶時(shí)間進(jìn)行 研究 開發(fā)。但受原材料、生物穩(wěn)定技術(shù)、無菌灌裝技術(shù)等技術(shù)的制約,各廠商的產(chǎn)品純度也不盡相同,換句話說價(jià)格行情也不盡相同。
外國膽紅素公司都具有一個(gè)完善的生產(chǎn)、銷售和售后服務(wù)體系,而且有長遠(yuǎn)的發(fā)展戰(zhàn)略。他們具有發(fā)揮公司內(nèi)部技術(shù)力量的機(jī)制,而且擁有良好的運(yùn)作體系,這些體系充分利用了其國內(nèi)大專院校,甚至國外人力資源,協(xié)作 研究 新工藝、開發(fā)新產(chǎn)品、探索新路線、進(jìn)行生產(chǎn)和科技創(chuàng)新。此外,還有政府出資和 行業(yè) 性共同 研究 的開發(fā)計(jì)劃,這些表明國外膽紅素企業(yè)已經(jīng)形成了一個(gè)完善的生產(chǎn)、 研究 創(chuàng)新的大型綜合體。
外國膽紅素公司都千方百計(jì)使生產(chǎn)合理化,力求降低成本。生產(chǎn)中抓住影響產(chǎn)品質(zhì)量和成本的關(guān)鍵因素來提高競爭力。外國公司將科技創(chuàng)新、開發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品作為可持續(xù)發(fā)展和保持競爭力的一個(gè)重要因素。外國公司在科研開發(fā)方面的投入是充分的。
第五節(jié) 亞洲地區(qū)主要國家市場概況
日本是全球第二大醫(yī)藥品消費(fèi)市場,日本在膽紅素方面起步較早,憑借日本國內(nèi)先進(jìn)的技術(shù)實(shí)力,膽紅素取得了長足進(jìn)步,日本在生物技術(shù)的開發(fā)上僅次于美國,目前共有生物制藥公司約600家,而且不斷加強(qiáng)世界市場的開拓,進(jìn)入歐洲和亞洲市場。目前,日本在這一領(lǐng)域的地位依然重要,但隨著歐美醫(yī)藥市場的飽和,日本制藥龍頭企業(yè)轉(zhuǎn)變經(jīng)營戰(zhàn)略,大舉開拓中國等亞洲國家醫(yī)藥品消費(fèi)市場。
第六節(jié) 歐洲地區(qū)主要國家市場概況
歐洲在生物技術(shù)的開發(fā)上稍落后于日本,雖然近兩年來歐洲在生物技術(shù)的投入和新公司成立的數(shù)量上急速增長,目前歐洲的生物制藥公司約有300家,但還處于發(fā)展的初級階段。西歐膽紅素消費(fèi)主要集中在德、英、法等國,年均增長率為3%-5%。近幾年來,歐洲的幾家大公司產(chǎn)量也逐年上升,未來其絕對量和消費(fèi)比例將均高于美國。
第七節(jié) 美洲地區(qū)主要國家市場概況
60年代至今,美國的生物藥類產(chǎn)品增加了20倍。消費(fèi)者健康需求逐年上升,市場潛力大,但競爭也將更加激烈。目前,美國共有生物制藥公司約1400家,其中形成規(guī)模生產(chǎn)的有20多家公司。
生物制藥業(yè)產(chǎn)生于特殊的 研究 需求,也具有非常廣闊的 研究 前景。許多百年來難以治療的疾病現(xiàn)在逐漸有了令人滿意的治療結(jié)果。總體上,生物制藥公司投入的研發(fā)費(fèi)用為其銷售收入的10%-20%,遠(yuǎn)高于其它產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前,美國生物制藥業(yè)的研發(fā)和制造集中在少數(shù)幾個(gè)地區(qū),主要集中在新澤西-紐約州-賓夕法尼亞州地帶。
2009年,美國生物制藥公司研發(fā)投資為653億美元, 2010年,制藥商在歐洲生物技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)的投入增長了2%,在美國增長了1.8%。2011年美國生物制藥公司投入495億美元用于研發(fā)。近年來,繁瑣的藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過程,新藥開發(fā)成本急劇膨脹已經(jīng)成為制藥公司面臨的巨大挑戰(zhàn)。
第八節(jié) 當(dāng)前 行業(yè) 存在的問題
由于受技術(shù)水平的限制、投資風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)的淡薄、科研成果產(chǎn)業(yè)化存在著較大的制度缺陷等使得中國現(xiàn)有的膽紅素企業(yè)多未形成專業(yè)化和規(guī)模經(jīng)濟(jì),創(chuàng)造少、引進(jìn)多,知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)問題和國外產(chǎn)品的沖擊將越來越嚴(yán)重。
1、研發(fā)和創(chuàng)新能力低
由于大多數(shù)企業(yè)在創(chuàng)新體系的建設(shè)和運(yùn)行、研發(fā)和創(chuàng)新的資金投入、人才開發(fā)等方面仍處于低水平,加上面向 行業(yè) 服務(wù)的科研院所走向企業(yè)化,國家已沒有對 行業(yè) 共性技術(shù) 研究 的投入,從而削弱了面向 行業(yè) 進(jìn)行研發(fā)的功能。因此,全 行業(yè) “兩弱兩少”突出,即基礎(chǔ)理論 研究 弱,參與國際標(biāo)準(zhǔn)制訂力度弱,少原創(chuàng)技術(shù),少專利產(chǎn)品。當(dāng)前我們的制造技術(shù)基本上是模仿,幾十年一貫制。產(chǎn)品開發(fā)能力低。
2、各自為政、重復(fù)現(xiàn)象嚴(yán)重:
"投資少、見效快、收益高、風(fēng)險(xiǎn)低"的仿制道路,吸引著眾多廠家"趨名逐利、一哄而上或一哄而下",違背了現(xiàn)代膽紅素產(chǎn)業(yè)特別是創(chuàng)新藥物的發(fā)展規(guī)律。中國國內(nèi)的新藥開發(fā)工作缺乏重點(diǎn)和創(chuàng)新,缺乏綜合協(xié)調(diào)作戰(zhàn)的能力,重復(fù)開發(fā)現(xiàn)象普遍,造成了資源的巨大浪費(fèi),并使同類產(chǎn)品競相降價(jià)競爭、利潤趨??;而且,新藥開發(fā)后繼乏力,企業(yè)難以形成專利產(chǎn)品,所能獲得的壟斷性利潤很少,一旦產(chǎn)品更新?lián)Q代或市場出現(xiàn)變化,企業(yè)的生產(chǎn)將極為被動(dòng),根本無法適應(yīng)競爭。
3、資金投入不足,產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?;^?。?/p>
目前中國國內(nèi)各類生物醫(yī)藥公司200多家,其中取得基因工程藥物生產(chǎn)文號的約30家,但是年銷售額超過億元的卻很少;全中國所有生物技術(shù)藥品的生產(chǎn)規(guī)模和總銷售額不及美國或日本的一家中等公司。企業(yè)小而散,生產(chǎn)水平低,單位成本高、利潤攤薄、規(guī)模效益差、市場占有率低,因而受國外產(chǎn)品的沖擊較大。
中國國內(nèi)在膽紅素技術(shù)產(chǎn)品方面重科研輕開發(fā)( 研究 開發(fā)領(lǐng)域中的"上游技術(shù)"與國際先進(jìn)水平相比僅落后3-5年,但下游技術(shù)卻至少相差15年以上),各種環(huán)境條件不盡人意,60%的投資用于附屬配套工程,公用設(shè)施利用率低,固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率低。
第九節(jié) 行業(yè) 未來發(fā)展預(yù)測 分析
目前,中國國內(nèi)已將生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)作為經(jīng)濟(jì)中的重點(diǎn)建設(shè) 行業(yè) 和高新技術(shù)中的支柱產(chǎn)業(yè)來發(fā)展,在一些科技發(fā)達(dá)或經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)建立了國家級生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)基地,比如上海浦東生物醫(yī)藥開發(fā)基地,廣東中山健康產(chǎn)業(yè)基地等,在深圳、上海、長春、廈門、杭州等地,一些生物技術(shù)骨干企業(yè)已經(jīng)迅速崛起。
人工牛黃療效顯著,是一種重要的中藥材,有一百多種中成藥含有人工牛黃,經(jīng)藥理和臨床驗(yàn)證,它有清熱、解毒,祛痰、定驚等功能,用于治療熱病躁狂,神昏不語,小兒急熱驚風(fēng),咽喉腫痛,外用治療疔疽,口皰等癥。而在人工牛黃中起主要作用的是膽紅素,據(jù)最近文獻(xiàn)報(bào)道,膽紅索還能保護(hù)維生素A和亞油酸使之在腸道中不被氧化破壞,即證實(shí)膽紅素起著生理的斷裂抗氧劑的有益作用。
膽紅素是人工牛黃的重要組成部分,同時(shí)它的藥用價(jià)值正在更多的被 研究 人員所發(fā)現(xiàn),未來將對我國醫(yī)療的發(fā)展將產(chǎn)生重要的影響。我國的膽紅素制造 行業(yè) 在現(xiàn)有工業(yè)基礎(chǔ)上,將會(huì)不斷地學(xué)習(xí)和引進(jìn)國外發(fā)達(dá)國家先進(jìn)技術(shù)和裝備,加速中國膽紅素全 行業(yè) 技術(shù)改造的步伐。加工產(chǎn)品將進(jìn)一步向高精尖、多品種方向發(fā)展,以滿足國民醫(yī)療現(xiàn)代化的需要。同時(shí),也將近一步推進(jìn)名牌戰(zhàn)略,以增加膽紅素產(chǎn)品在國內(nèi)外市場的競爭力。據(jù)預(yù)計(jì),未來五年內(nèi)我國膽紅素產(chǎn)業(yè)將以5%左右的速度增長。
第十節(jié) 行業(yè) 投資前景 分析
“人工牛黃”療效確切,是100多種中成藥制劑的主要原料.而其主要成分是膽紅素,所以膽紅素的需求量很大,又由于膽汁原料來源缺乏,利用不充分,使膽紅素的市場價(jià)格很高。目前雖然受到一些因素的沖擊,但價(jià)格仍在2.8萬元/公斤左右,估計(jì)近幾年內(nèi)膽紅素仍將是市場上熱門產(chǎn)品。并且我國肉禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá),禽畜類的膽臟在屠宰中一般作為廢物處理,原料供應(yīng)穩(wěn)定。因此,開發(fā)的膽紅素產(chǎn)品有著極為廣闊的市場前景。中國膽紅素市場仍然具有良好的投資價(jià)值。
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