近二十年中藥有效成分的提取分離技術

wujinlan吳金蘭 2018-12-21

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中藥是祖國醫(yī)藥學的中藥組成部分,，也是我國傳統(tǒng)的防治疾病的重要武器，為中華民族的健康,、種族的繁衍做出了不可磨滅的貢獻,，但是對于大部分臨床療效肯定的中藥，人們并不清楚是哪種成分起作用,。中藥的組成成分非常復雜,，含有多種有效成分，提取其有效成分并進一步加以分離,、純化,，得到有效單體是中藥研究領域中的一項重要內(nèi)容。近年來,，在中藥有效成分提取分離方面出現(xiàn)了許多新技術,、新方法，已顯示極大的應用前景,，使中醫(yī)藥工業(yè)更加生機盎然,。

1,、超臨界CO2萃取技術[1-2]

超臨界提取技術作為近幾年新興的提取分離技術，在中藥有效成分的提取中發(fā)揮著越來越重要的作用,。它是利用超臨界狀態(tài)下的流體做萃取劑,，從液體或固體中萃取有效成分進行分離的方法。通過調(diào)節(jié)壓力和溫度影響超臨界流體的溶解力,，當氣體處于臨界狀態(tài)時,，成為性質(zhì)介于氣體和液體之間的單一狀態(tài)，密度接近于液體,，黏度高于氣體但遠小于液體,，擴散系數(shù)比液體大100倍。提取快,、生產(chǎn)周期短,，具有抗氧化、滅菌作用,。操作參數(shù)易于控制,，有利于保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量，質(zhì)量穩(wěn)定且標準容易控制,，溶劑可循環(huán)利用且沒有殘留,，尤其適用于中藥熱敏物質(zhì)的提取.王立軍等[3]用超臨界CO2萃取使君子仁中的脂肪油及不飽和脂肪酸，得到了比較高的收率,。

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2,、微波萃取技術

微波萃取(MicrowaveExtraction)是產(chǎn)生在分析化學研究的基礎上的,是制備分析樣品的有效方法之一,。采用微波萃取法制備樣品,具有時間短、節(jié)省試劑,、制樣精度高,、回收率高等優(yōu)點。隨著技術的不斷完善,微波萃取已用于農(nóng)藥殘留,、有機污染物,、金屬及其化合物、人血(或血清),、中藥物、植物有效成分的萃取分離過程中,其應用范圍遍及環(huán)境分析,、化工分析,、食品分析、天然產(chǎn)物提純,、礦物處理,、生化分析,、臨床應用等領域。國內(nèi)已有人利用微波技術提取黃花蒿,紅景天,黃芩,金銀花等中藥的有效成分[4-7],。

3,、膜分離技術

膜分離技術是一項新興的高效分離技術,已被國際公認為20世紀末到21世紀中期最有發(fā)展前途的一項重大高新生產(chǎn)技術。膜分離技術是以選擇性的透過膜為分離遞質(zhì),，當膜兩側存在一定的電位差,、濃度差或者壓力差時，原料一側的組分就會選擇性的透過膜,，從而達到分離,、純化的目的。研究表明膜分離技術在中藥成分分離純化中的應用主要有三大功能,，即截留大分子雜質(zhì),、濾除小分子物質(zhì)和脫水濃縮。分離膜按其孔徑大小可劃分為微濾(≥0．01 μm),、超濾(10～100 nm) ,、納濾(1～10 nm)、反滲透(≤1 nm),。各種膜過程具有不同的分離機制,，可適用于不同的對象和要求。其中微濾和超濾在醫(yī)藥研究領域應用最為廣泛,。

3.1 微濾

微濾(microfiltration)是使用最早的膜技術,，其分離機理為篩分，在分離過程中膜的物理結構起決定作用,，分離過程中采用的推動力為壓力差,，膜孔徑大小為0．01～10 μm，推動壓力差小于0．1 MPa,。微濾膜材料分有機材料和無機材料兩類,。有機材料有纖維素酯類、聚礬,、聚丙烯等,，無機材料包括金屬、陶瓷,、金屬氧化物,、玻璃、沸石等,。與有機膜相比,，無機膜具有化學性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫,、抗污染性強,、易清洗,、機械強度高等優(yōu)點，近年來發(fā)展迅速,。于慶立等[8]將微濾膜分離與傳統(tǒng)醇沉工藝進行比較分析來優(yōu)選清肝顆粒提取工藝,，發(fā)現(xiàn)膜分離法顯著優(yōu)于醇沉法，提取清肝顆粒工藝操作簡便,，節(jié)約能源,，有效成分綠原酸含量高。

3.2 超濾

超濾(ultrafiltration)是20世紀60～70年代發(fā)展起來的一種膜分離技術,利用膜兩側的壓力差不同,，可將不同分子量的溶質(zhì)進行選擇性的分離,。分離機理仍為篩分，膜孔徑大小為 10～100nm,，推動壓力差 0．1～1 MPa,，可從液體除去 0．0012～0．05 μm的溶質(zhì)分子和分子量約為1000萬的高分子化合物、膠體,、病毒,、熱源、菌絲和蛋白,，常用于大分子物質(zhì)的分級分離和脫鹽濃縮,、小分子物質(zhì)的純化。超濾過程無相變,、不使用有機溶劑,，分離選擇性較高、保持原方的配伍特色從而保證制劑成品的療效,、除雜效果好,，能顯著提高口服液、注射劑等液體制劑的澄明度,，延長儲存時間同時可去除細菌和熱原,，可實現(xiàn)連續(xù)化、自動化操作,，符合中藥生產(chǎn)現(xiàn)代化的要求,。根據(jù)化學性質(zhì)和結構,膜材料可以分為兩大類:有機膜和無機膜。實踐證明有機膜始終存在著不能解決膜污染,、不能抗高壓和高溫等問題,所以人們開始制造無機分離膜及其材料來彌補有機膜的諸多缺點,。楊加域等[9]采用高效液相色譜法測定白芍超濾液中芍藥苷的含量，研究超濾膜對白芍醇提液分離的藥效部位及其體外抗腫瘤的活性,。發(fā)現(xiàn)白芍超濾液藥效部位對腫瘤細胞的抑制作用與給藥量和給藥時間均呈正相關,。表明超濾膜分離的白芍醇提液藥效部位在體外有抗腫瘤活性。

3.3 納濾

納濾(nanofiltration)是一種介于超濾和反滲透之間的膜分離過程,，它填補了超濾和反滲透之間的空白,。在分離過程中以壓力差為推動力，分離機理為吸附—擴散,，膜孔徑大小為 1 ～10 nm,。能分離除去分子量為300 ～1000 的小分子物質(zhì)，推動壓力差 0．5 ～ 1．5 MPa,。納濾膜由于截留分子量介于超濾與反滲透之間,，同時還存在 Donna 效應，因此對低分子量有機物和鹽的分離有很好的效果,，并具有不影響分離物質(zhì)生物活性,、節(jié)能、無公害等特點,，越來越廣泛地被應用于醫(yī)藥工業(yè)中的各種分離,、精制和濃縮過程[10]。多用于維生素,、抗生素,、氨基酸等發(fā)酵液的澄清過濾、分離與純化,，半合成抗生素的脫鹽濃縮,，中成藥澄清除菌過濾等。納濾膜集濃縮與透析為一體,，可使溶質(zhì)的損失達到最小,，它常與其他膜技術進行聯(lián)用。楊艷等[11]通過低溫提取工藝,，然后用微濾膜除雜,，納濾膜濃縮麻黃堿，確定最佳提取工藝,，解決了麻黃堿生產(chǎn)工藝哦廢水處理問題,，提高了麻黃堿收率，并降低了能耗,。

3.4 反滲透

反滲透(reverse osmosis)反滲透借助半透膜對水溶液中溶質(zhì)截留,，在高于溶液滲透壓的壓差推動力下，使溶劑滲透半透膜,，從而達到溶液脫鹽,、金屬離子及小分子物質(zhì)的目的。反滲透膜孔徑≤1 nm,，推動壓力差1～10 MPa,，在醫(yī)藥行業(yè)中的應用主要是制備各種醫(yī)用水注射用水、透析水，可代替離子交換樹脂,，主要用于水的脫鹽純化,。陳瑩和萬端極[12]將麻黃草進行液態(tài)發(fā)酵水提取合并濾液，第一級膜為納濾膜,，其作用是除雜,，效果為麻黃堿透過率高達 98%，雜質(zhì)截留率達 25%,，納濾膜濾液過二級膜(反滲透膜)濃縮分離,，麻黃堿被完全截留，濾液無顏色,，電導接近生活用水,，可循環(huán)利用于水提部分，膜設備操作簡單,、易于清洗,，可實現(xiàn)自動化、連續(xù)化生產(chǎn),。

4,、大孔吸附樹脂技術[13]

大孔吸附樹脂技術是利用大孔吸附樹脂的多孔結構和選擇性吸附功能,從中藥提取液中分離精制有效成分或有效部位的技術。大孔吸附樹脂屬于功能高分子材料,是吸附樹脂的一種,，于20世紀60年代發(fā)展起來的一種新型吸附劑,既有物理吸附作用,又因多孔狀結構而有篩選作用,。在中藥有效成分分離提取的應用中,呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭。它是一種不溶于酸,、堿及各種有機溶劑的有機高分子聚合物,其孔徑與比表面積都比較大,在樹脂內(nèi)部具有三維空間立體孔結構,其吸附容量大,、選擇性好、吸附速度快,近年來廣泛用于天然產(chǎn)物的提取分離工作中,得到了普遍認可和重視,。

5,、分子印跡技術[14]

分子印跡技術(molecular imprinting technology,MIT)是將功能單體,在模板分子的存在下交聯(lián)聚合,然后洗脫除去模板分子,制得的聚合物在立體空穴和功能基排布上與目標分子具有互補的結構。由于其具有高選擇性和高強度的優(yōu)點,與天然抗體相比制備簡單,且模板分子可重復使用,現(xiàn)已廣泛用于手性固定相,、仿生傳感器,、固相萃取、模擬酶催化及藥物控釋等領域中,。分子印跡技術與色譜分離技術相比,具有分子識別性強,、固定相制備簡便快速、操作簡單,、性質(zhì)穩(wěn)定(耐酸堿,、耐高溫、高壓等),、溶劑消耗量小,、模板和MIPs可以回收再利用等優(yōu)點,。

6、分子蒸餾技術

分子蒸餾(Molecular Distillation)又叫短程蒸餾(Shortpath- distillation),分子蒸餾技術屬于一種高新技術,。它是一項較新的尚未廣泛應用于工業(yè)化生產(chǎn)的液—液分離技術,特別適用于高沸點,、熱敏性及易氧化物系的分離,其應用能解決大量常規(guī)蒸餾技術所不能解決的問題。由于其具有蒸餾溫度低于物料的沸點,、蒸餾壓強低,、受熱時間短、分離程度高等特點,因而能大大降低高沸點物料的分離成本,極好地保護了熱敏物料的特點品質(zhì),。分子蒸餾技術的應用領域十分廣闊,目前可應用分子蒸餾生產(chǎn)的產(chǎn)品有數(shù)百種。分子蒸餾技術具有操作溫度較低,、蒸餾壓強低,、物料受熱時間短、物料分離效率高的有點,，但由于分子蒸餾要求在高真空下進行分離,所需要的設備成本過高,結構復雜,設計技術要求高,相應的配套設備也多,投資過大,國內(nèi)尚未見大規(guī)模運用,，并且分子蒸餾受設備結構和加熱面積的限制,設備體積比常規(guī)蒸餾設備體積大,在大規(guī)模生產(chǎn)應用中有不少困難。

7,、高速逆流色譜技術[15]

高速逆流色譜(High-speedcounter-currentchro-matograph,，HSCCC)技術是一種新型的分離比較完全的液液分配色譜，其工作原理建立在美國國立衛(wèi)生院YiochiroIto博士發(fā)明的逆流色譜技術基礎上,。HSCCC分離比較完全,，能在短時間內(nèi)實現(xiàn)對復雜混合物中各組分的高純度制備量分離。具有重現(xiàn)性好,、分離效率高,、超載能力強、溶劑用量少的優(yōu)點,，HSCCC 克服了固定相載體帶來的樣品吸附,、損失、污染和峰形施尾等缺點,，應用范圍廣,，特別適用于極性化合物的分離。

結語

中草藥制品的質(zhì)量在很大程度上依賴于中藥提取分離的效果,，加大采用先進的提取分離技術和設備對中藥產(chǎn)品質(zhì)量的提高將起到重要的作用,。人類回歸大自然的思潮以及國內(nèi)中醫(yī)藥走向世界的戰(zhàn)略目標的提出，都為中藥的研究和進展創(chuàng)造了有利條件,，我們應當抓住機遇,，把握機遇，使先進的提取分離技術盡快在中藥行業(yè)中推廣應用,，促進中藥現(xiàn)代化的實現(xiàn),。

參考文獻：

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