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中藥提取分離技術(shù)的研究進(jìn)展論文
現(xiàn)代中藥質(zhì)量控制及研究在很大程度上依賴(lài)于中藥有效成分提取分離的結(jié)果。常用的提取分離方法(如煎煮法、回流法、浸漬法、滲漉法等)在保留有效成分、去除無(wú)效成分方面,存在著有效成分損失大、周期長(zhǎng)、工序多、提取率不高等缺點(diǎn)。近年來(lái),在中藥提取分離方面出現(xiàn)了許多新技術(shù)、新方法,如分子蒸餾技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù)、大孔樹(shù)脂吸附法、半仿生提取法、高速離心分離技術(shù)等,這些新技術(shù)和方法的應(yīng)用,使得中藥提取既符合傳統(tǒng)的中醫(yī)藥理論,又能達(dá)到提高有效成分的收率和純度的目的。現(xiàn)將近年來(lái)幾種新方法在中藥提取過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單的概述。
中藥提取新技術(shù)
1分子蒸餾技術(shù)
分子蒸餾分離純化是基于在一定的溫度和真空度下不同的分子平均自由程差異，即液體混合物各分子受熱后會(huì)從液面逸出，如果在離液面小于輕分子平均自由程而大于重分子平均自由程處設(shè)置一個(gè)冷凝面。使輕分子不斷逸出．而重分子達(dá)不到冷凝面．從而打破動(dòng)態(tài)平衡而將混合物中的輕重分子分離。在分子蒸餾過(guò)程中。物料處于高真空、相對(duì)低溫的環(huán)境，停留時(shí)間短，損耗極少，故分子蒸餾技術(shù)特別適合于高沸點(diǎn)、低熱敏性物料。對(duì)于一些熱敏性極強(qiáng)的物料(如二十八烷醇和三十烷醇的分離)、天然維生素E等分子蒸餾均取得了良好的分離純化效果。由于有關(guān)分子蒸餾基礎(chǔ)理論的研究還極少，分子蒸餾器的設(shè)計(jì)還缺乏理論指導(dǎo)，主要依靠經(jīng)驗(yàn)，而且僅局限于對(duì)降膜式分子蒸餾器和離心式分子蒸餾器液膜內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)、傳熱、傳質(zhì)及汽相分子的運(yùn)動(dòng)狀況的研究，因?yàn)楹芏嗲闆r下降膜式和離心式分子蒸餾器內(nèi)液膜的流動(dòng)狀況可以看成是穩(wěn)態(tài)層流。而刮膜式分子蒸餾器內(nèi)的液膜流動(dòng)為非穩(wěn)態(tài)的湍流流動(dòng)。國(guó)內(nèi)對(duì)分子蒸餾技術(shù)的研究起步較晚，基礎(chǔ)較弱，現(xiàn)在還處于消化吸收及小試驗(yàn)研究階段。分子蒸餾技術(shù)目前面臨的主要課題是擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是對(duì)一些分離難度大的天然藥物的應(yīng)用。
2 超臨界流體萃取技術(shù)
超臨界流體是指處于臨界溫度和臨界壓力以上,物理性質(zhì)介于氣體與液體之間的流體。這種流體兼有氣體和液體的特點(diǎn),它具有和氣體相當(dāng)?shù)母邼B透能力和低粘度,又具有和液體相近的密度和對(duì)許多物質(zhì)優(yōu)良的溶解能力。超臨界流體萃取是以超臨界流體代替常規(guī)有機(jī)溶劑對(duì)目標(biāo)組分進(jìn)行萃取和分離的新型技術(shù),與傳統(tǒng)的提取分離法相比,其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以在近常溫條件下提取分離不同極性、不同沸點(diǎn)的化合物,幾乎保留中藥中全部有效成分,無(wú)有機(jī)溶劑殘留,因此,其中藥有效成分提取的純度高,而且收率高,操作簡(jiǎn)單、節(jié)能。葛氏等[1]研究了超臨界C02萃取柴胡揮發(fā)油和皂苷的工藝,大大提高收率,縮短提取時(shí)間,而揮發(fā)油的組成一致,只是各成分的含量有差異。黃氏等[2]研究了超臨界CO2萃取當(dāng)歸中藁苯內(nèi)酯,確定了工藝條件：萃取溫度40℃,壓力35MPa,CO2消耗量6Oml。郁氏[3]對(duì)單味當(dāng)歸、川芎及復(fù)方當(dāng)歸和川芎在不同的工藝條件萃取結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果顯示,復(fù)方產(chǎn)物的提取率明顯高于單味產(chǎn)物提取率之和。
3大孔樹(shù)脂吸附法
大孔吸附樹(shù)脂大孔吸附樹(shù)脂可用于多種藥用成分的分離純化，還可用于含量測(cè)定前樣品的預(yù)分離。應(yīng)用大孔樹(shù)脂富集藥物有效成分，具有分離度好、專(zhuān)屬性強(qiáng)及重現(xiàn)性好、無(wú)雜質(zhì)干擾、靈敏度高、易于實(shí)現(xiàn)規(guī)�；忍攸c(diǎn)。大孔吸附樹(shù)脂是不含離子交換基團(tuán)的由許多微觀(guān)小球組成的多孔球狀交聯(lián)聚合物，是由有機(jī)單體加交聯(lián)劑、致孔劑、分散劑等添加劑聚合而成。其理化性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于酸、堿及有機(jī)溶媒，不受無(wú)機(jī)鹽類(lèi)及強(qiáng)離子低分子化合物存在的影響，依據(jù)其表面性質(zhì)的差異可分為非極性、極性和中性大孔吸附樹(shù)脂。大孔吸附樹(shù)脂是吸附性和篩選性原理相結(jié)合的分離材料。它具有的吸附性是由于范德華力或產(chǎn)生氫鍵的結(jié)果。大孔吸附樹(shù)脂具有的篩性原理是由其本身的多孔結(jié)構(gòu)所決定。大孔吸附樹(shù)脂根據(jù)孔徑、比表面積及構(gòu)成類(lèi)型被分為許多型號(hào)，一般根據(jù)所需分離純化物質(zhì)的分子大小及極性強(qiáng)弱，選用與之相適應(yīng)的大孔吸附樹(shù)脂．才能取得較好的分離效果。影響大孔吸附樹(shù)脂分離效果的主要因素包括比表面積、孔徑、粒徑、強(qiáng)度、溶脹系數(shù)、孔的三維結(jié)構(gòu)等。在實(shí)際應(yīng)用中，要達(dá)到滿(mǎn)意的分離效果，必須根據(jù)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并綜合條確定適宜的分離條件。
大孔樹(shù)脂吸附分離技術(shù)是以采用特殊的吸附劑從中藥復(fù)方煎液中有選擇地吸附其中的有效成分、除去無(wú)效成分的一種提取精制的新工藝。此外,大孔吸附樹(shù)脂還可應(yīng)用于中藥有效成分樣品組成含量測(cè)定前的預(yù)分離。該方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、節(jié)省能源、成本低、產(chǎn)品純度高、不吸潮等優(yōu)點(diǎn),因此,大孔樹(shù)脂吸附法在中藥研究和生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛,取得了相當(dāng)顯著的成果。近年來(lái),大孔吸附樹(shù)脂法已廣泛地應(yīng)用于中藥有效成分的分離與精制。麻氏等[4]用大孔樹(shù)脂分離銀杏葉黃酮取得良好回收率。陳氏等[5]利用大孔吸附樹(shù)脂分離銀杏總內(nèi)酯,得到質(zhì)量合格而穩(wěn)定的銀杏葉提取物。蘆氏等[6]利用大孔樹(shù)脂法分離絞股皂苷得到良好收率。耿氏等[7]用大孔吸附樹(shù)脂對(duì)三七葉中的總皂苷進(jìn)行分離純化,工藝流程已基本成熟,并進(jìn)入日處理莖葉40kg的中試階段,所得三七葉苷含量達(dá)95%以上,提取率6%以上。
4半仿生提取法
半仿生提取法[8]是指從生物藥劑學(xué)的角度,模仿1∶3服藥物及其在胃腸道的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程,采用一定DH的酸水和堿水依次連續(xù)提取,其目的是提取含指標(biāo)成分高的活性混合物。它與純化學(xué)觀(guān)點(diǎn)“酸堿法”是不能等同的又因?yàn)榇朔N提取方法的工藝條件要適合工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)際.不可能完全與人體條件完成相同,僅“半仿生”而已,故稱(chēng)“半仿生提取法”。半仿生提取法的主要特點(diǎn),一是提取過(guò)程符合中醫(yī)配伍和臨床用藥的特點(diǎn)和口服藥物在胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)吸收的特點(diǎn)；二是在具體工藝選擇上,既考慮活性混合成分又以單體成分作指標(biāo),這樣不僅能充分發(fā)揮混合物的綜合作用,又能利用單體成分控制中藥制劑的質(zhì)量；三是有效成分損失少�？傊�,它可以提取和保留更多的有效成分,能縮短生產(chǎn)周期,降低成本。
在對(duì)多個(gè)單味中藥和復(fù)方制劑的研究中,半仿生提取法已經(jīng)顯示出較大的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。有研究以阿魏酸、苦參堿、苦參總堿及干浸膏為指標(biāo),采用半仿生提取法和水提取法對(duì)當(dāng)歸苦參丸的提取工藝進(jìn)行比較研究,經(jīng)4個(gè)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn),半仿生提取法優(yōu)于水提取法。但目前半仿生提取法仍沿襲高溫煎煮方式,容易影響許多有效活性成分,降低藥效。因此,有學(xué)者建議將提取溫度改為近人體溫度,在提取液中加入擬人體消化酶活性物質(zhì),使提取過(guò)程更接近于藥物在人體胃腸道的轉(zhuǎn)運(yùn)吸收過(guò)程,更符合辨證施治的中醫(yī)藥理論。林氏等[9]以小檗堿、黃芩苷、梔子苷、總生物堿、總黃酮的含量、干浸膏得率等為指標(biāo),采用半仿生法提取法對(duì)黃連解毒湯的最佳藥材組合方式進(jìn)行篩選,結(jié)果表明,黃連解毒湯以黃連、黃柏與梔子合煎,黃芩單煎的提取方式最佳。
5酶工程技術(shù)
傳統(tǒng)的提取方法如煎煮、有機(jī)溶劑浸出醇處理方法等,提取時(shí)溫度高、提取率低、浪費(fèi)乙醇、成本高、不安全,而中藥制劑的雜質(zhì)大多為淀粉、果膠、蛋白質(zhì)等,針對(duì)雜質(zhì)選用適當(dāng)?shù)拿?可以通過(guò)酶反應(yīng)溫和地將植物組織分解,加速有效成分的釋放提取。選用相應(yīng)的酶可將影響液體制劑澄清度的雜質(zhì)如淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等分解祛除,也可促進(jìn)某些極性低的脂溶成分轉(zhuǎn)化成糖苷類(lèi)易溶于水的成分而有利于提取。酶提取法在藥物提取中有較大的應(yīng)用潛力,但該技術(shù)也存在一定的局限性。酶提取法對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求比較高,為使酶發(fā)揮最大作用,需先通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定,掌握最適合的溫度、pH值及作用時(shí)間等。王氏等[10]研究用酶提取法提取銀杏葉中黃酮,發(fā)現(xiàn)銀杏葉經(jīng)纖維索酶預(yù)處理后浸提,總黃酮得率可提高到2.01%,其酶解過(guò)程的最優(yōu)參數(shù)為：料液中酶的質(zhì)量濃度為0.125g/L,酶與底物配比為1∶1200,酶解溫度45℃,自然pH值,酶解時(shí)間2h。
6超微粉碎技術(shù)
粉碎是中藥前處理過(guò)程中的必要環(huán)節(jié)。通過(guò)粉碎,可以增加藥物的表而積,促進(jìn)藥物的溶解與吸收,加速藥材中有效成分的浸出。超微粉碎就是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù),能把原材料加工成微米甚至納米級(jí)的微粉。尤適用于纖維多的植物類(lèi)中藥材的粉碎,從而提高藥物吸收率、生物利用度,增強(qiáng)靶向性。超微粉碎主要應(yīng)用于一些貴重藥材及稀有藥材的粉碎,如人參、珍珠、三七、天麻、全蝎、羚羊角等。但應(yīng)針對(duì)具體品種,確定其最適粒度,才能更好地發(fā)揮超微粉碎的作用。有些藥材則不適合用超微粉碎,如含淀粉、黏液質(zhì)較多的藥材,這些無(wú)效成分會(huì)因超微粉碎大量暴露而被釋放出來(lái),影響有效成分的釋放與吸收。
7高速離心分離技術(shù)
離心分離是通過(guò)離心機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn),使離心加速度超過(guò)重力加速度的成百上千倍,而使沉降速度增加,以加速藥液中雜質(zhì)沉淀并除去的一種方法。結(jié)合運(yùn)用多級(jí)過(guò)濾法,注射劑生產(chǎn)中的預(yù)濾,可以大大提高濾速和效果,省時(shí)省力,且能提高注射劑的澄清度。高速離心作為一種物理分離技術(shù),在其分離過(guò)程中能有效地防止中藥中有效成分的損失,最大限度地保存藥物的活性成分,且還可縮短工藝流程。它已廣泛應(yīng)用于中藥水提液澄清分離。
8高速逆流色譜分離技術(shù)
高速逆流色譜分離技術(shù)是一種不用任何載體或支撐體的液-液分配色譜技術(shù)。由于該技術(shù)分離效率高,產(chǎn)品純度高,不存在載體對(duì)樣品的吸附和污染,具有制備量大和溶劑消耗少等特點(diǎn)而尤其適用于制備性提取,可廣泛應(yīng)用于生物工程、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、化工、食品等領(lǐng)域,應(yīng)用該技術(shù)研究生物堿、黃酮、蒽醌、香豆素、萜類(lèi)等成分的分離都取得了較好的效果。高速逆流色譜分離法不僅適用于非極性化合物的分離,也適用于極性化合物的分離,還可以應(yīng)用于進(jìn)行中藥粗提物中各組分的分離或進(jìn)一步的純化精制。該技術(shù)有望成為中藥有效成分質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究、分析的一種新方法,也會(huì)成為中藥制劑生產(chǎn)的一種新型分離技術(shù)。
9分子印跡分離技術(shù)
分子印跡分離技術(shù)是以待分離的化合物為印跡分子(也稱(chēng)模板、底物),制備對(duì)該類(lèi)分子有選擇性識(shí)別功能的高分子聚合物——分子印跡聚合物,然后以這種分子印跡聚合物為固定相來(lái)進(jìn)行色譜分離的技術(shù)。其最大的特點(diǎn)是分子識(shí)別性強(qiáng),選擇性高,而且制得的分子EP跡聚合物有高度的交聯(lián)性,固定相不易變形,有良好的機(jī)械性能和較長(zhǎng)的使用壽命。分子印跡分離技術(shù)是一種高效的中藥有效成分分離技術(shù)
10超濾分離技術(shù)
超濾分離是以壓力為推動(dòng)力，根據(jù)體系中分子的大小和性狀，通過(guò)膜的篩分作用，在分子水平上進(jìn)行分離，可分離分子量為1000～1000000道爾頓的物質(zhì)。起到精制、富集及濃縮的作用。影響超濾效果的主要因素包括膜的選擇性、料液預(yù)處理方式、壓力、流速、溫度、濃度、pH值、時(shí)間、膜再生方式等。目前，超濾主要用于濃縮、分級(jí)、大分子溶液的凈化等。應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮膜的壽命、膜面污染的防治、清洗及膜的再生方式等因素
小結(jié)
除上述新技術(shù)外,微波輔助萃取技術(shù)、分子精餾和短程精餾、中藥絮凝分離技術(shù)、雙水相萃取技術(shù)、液泛法、空氣爆破法等,都已在中藥有效成分提取分離技術(shù)中得到了應(yīng)用。這些現(xiàn)代新技術(shù)對(duì)于推動(dòng)中藥現(xiàn)代化步伐將起到深遠(yuǎn)的影響。因此,運(yùn)用新提取技術(shù)研究中藥,是實(shí)現(xiàn)中藥現(xiàn)代化的重要途徑,必將為中藥現(xiàn)代化研究注入新的活力。
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