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中药提取分离技术的研究进展论文
现代中药质量控制及研究在很大程度上依赖于中药有效成分提取分离的结果。常用的提取分离方法(如煎煮法、回流法、浸渍法、渗漉法等)在保留有效成分、去除无效成分方面,存在着有效成分损失大、周期长、工序多、提取率不高等缺点。近年来,在中药提取分离方面出现了许多新技术、新方法,如分子蒸馏技术、超临界流体萃取技术、大孔树脂吸附法、半仿生提取法、高速离心分离技术等,这些新技术和方法的应用,使得中药提取既符合传统的中医药理论,又能达到提高有效成分的收率和纯度的目的。现将近年来几种新方法在中药提取过程中的应用进行简单的概述。
中药提取新技术
1分子蒸馏技术
分子蒸馏分离纯化是基于在一定的温度和真空度下不同的分子平均自由程差异，即液体混合物各分子受热后会从液面逸出，如果在离液面小于轻分子平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一个冷凝面。使轻分子不断逸出．而重分子达不到冷凝面．从而打破动态平衡而将混合物中的轻重分子分离。在分子蒸馏过程中。物料处于高真空、相对低温的环境，停留时间短，损耗极少，故分子蒸馏技术特别适合于高沸点、低热敏性物料。对于一些热敏性极强的物料(如二十八烷醇和三十烷醇的分离)、天然维生素E等分子蒸馏均取得了良好的分离纯化效果。由于有关分子蒸馏基础理论的研究还极少，分子蒸馏器的设计还缺乏理论指导，主要依靠经验，而且仅局限于对降膜式分子蒸馏器和离心式分子蒸馏器液膜内流动状态、传热、传质及汽相分子的运动状况的研究，因为很多情况下降膜式和离心式分子蒸馏器内液膜的流动状况可以看成是稳态层流。而刮膜式分子蒸馏器内的液膜流动为非稳态的湍流流动。国内对分子蒸馏技术的研究起步较晚，基础较弱，现在还处于消化吸收及小试验研究阶段。分子蒸馏技术目前面临的主要课题是扩大应用领域，尤其是对一些分离难度大的天然药物的应用。
2 超临界流体萃取技术
超临界流体是指处于临界温度和临界压力以上,物理性质介于气体与液体之间的流体。这种流体兼有气体和液体的特点,它具有和气体相当的高渗透能力和低粘度,又具有和液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力。超临界流体萃取是以超临界流体代替常规有机溶剂对目标组分进行萃取和分离的新型技术,与传统的提取分离法相比,其最大的优点是可以在近常温条件下提取分离不同极性、不同沸点的化合物,几乎保留中药中全部有效成分,无有机溶剂残留,因此,其中药有效成分提取的纯度高,而且收率高,操作简单、节能。葛氏等[1]研究了超临界C02萃取柴胡挥发油和皂苷的工艺,大大提高收率,缩短提取时间,而挥发油的组成一致,只是各成分的含量有差异。黄氏等[2]研究了超临界CO2萃取当归中藁苯内酯,确定了工艺条件：萃取温度40℃,压力35MPa,CO2消耗量6Oml。郁氏[3]对单味当归、川芎及复方当归和川芎在不同的工艺条件萃取结果进行了比较,结果显示,复方产物的提取率明显高于单味产物提取率之和。
3大孔树脂吸附法
大孔吸附树脂大孔吸附树脂可用于多种药用成分的分离纯化，还可用于含量测定前样品的预分离。应用大孔树脂富集药物有效成分，具有分离度好、专属性强及重现性好、无杂质干扰、灵敏度高、易于实现规模化等特点。大孔吸附树脂是不含离子交换基团的由许多微观小球组成的多孔球状交联聚合物，是由有机单体加交联剂、致孔剂、分散剂等添加剂聚合而成。其理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶媒，不受无机盐类及强离子低分子化合物存在的影响，依据其表面性质的差异可分为非极性、极性和中性大孔吸附树脂。大孔吸附树脂是吸附性和筛选性原理相结合的分离材料。它具有的吸附性是由于范德华力或产生氢键的结果。大孔吸附树脂具有的筛性原理是由其本身的多孔结构所决定。大孔吸附树脂根据孔径、比表面积及构成类型被分为许多型号，一般根据所需分离纯化物质的分子大小及极性强弱，选用与之相适应的大孔吸附树脂．才能取得较好的分离效果。影响大孔吸附树脂分离效果的主要因素包括比表面积、孔径、粒径、强度、溶胀系数、孔的三维结构等。在实际应用中，要达到满意的分离效果，必须根据化合物的结构特点并综合条确定适宜的分离条件。
大孔树脂吸附分离技术是以采用特殊的吸附剂从中药复方煎液中有选择地吸附其中的有效成分、除去无效成分的一种提取精制的新工艺。此外,大孔吸附树脂还可应用于中药有效成分样品组成含量测定前的预分离。该方法具有设备简单、操作方便、节省能源、成本低、产品纯度高、不吸潮等优点,因此,大孔树脂吸附法在中药研究和生产中的应用日益广泛,取得了相当显著的成果。近年来,大孔吸附树脂法已广泛地应用于中药有效成分的分离与精制。麻氏等[4]用大孔树脂分离银杏叶黄酮取得良好回收率。陈氏等[5]利用大孔吸附树脂分离银杏总内酯,得到质量合格而稳定的银杏叶提取物。芦氏等[6]利用大孔树脂法分离绞股皂苷得到良好收率。耿氏等[7]用大孔吸附树脂对三七叶中的总皂苷进行分离纯化,工艺流程已基本成熟,并进入日处理茎叶40kg的中试阶段,所得三七叶苷含量达95%以上,提取率6%以上。
4半仿生提取法
半仿生提取法[8]是指从生物药剂学的角度,模仿1∶3服药物及其在胃肠道的转运过程,采用一定DH的酸水和碱水依次连续提取,其目的是提取含指标成分高的活性混合物。它与纯化学观点“酸碱法”是不能等同的又因为此种提取方法的工艺条件要适合工业化生产的实际.不可能完全与人体条件完成相同,仅“半仿生”而已,故称“半仿生提取法”。半仿生提取法的主要特点,一是提取过程符合中医配伍和临床用药的特点和口服药物在胃肠道转运吸收的特点；二是在具体工艺选择上,既考虑活性混合成分又以单体成分作指标,这样不仅能充分发挥混合物的综合作用,又能利用单体成分控制中药制剂的质量；三是有效成分损失少。总之,它可以提取和保留更多的有效成分,能缩短生产周期,降低成本。
在对多个单味中药和复方制剂的研究中,半仿生提取法已经显示出较大的优势和广阔的应用前景。有研究以阿魏酸、苦参碱、苦参总碱及干浸膏为指标,采用半仿生提取法和水提取法对当归苦参丸的提取工艺进行比较研究,经4个指标综合评价发现,半仿生提取法优于水提取法。但目前半仿生提取法仍沿袭高温煎煮方式,容易影响许多有效活性成分,降低药效。因此,有学者建议将提取温度改为近人体温度,在提取液中加入拟人体消化酶活性物质,使提取过程更接近于药物在人体胃肠道的转运吸收过程,更符合辨证施治的中医药理论。林氏等[9]以小檗碱、黄芩苷、栀子苷、总生物碱、总黄酮的含量、干浸膏得率等为指标,采用半仿生法提取法对黄连解毒汤的最佳药材组合方式进行筛选,结果表明,黄连解毒汤以黄连、黄柏与栀子合煎,黄芩单煎的提取方式最佳。
5酶工程技术
传统的提取方法如煎煮、有机溶剂浸出醇处理方法等,提取时温度高、提取率低、浪费乙醇、成本高、不安全,而中药制剂的杂质大多为淀粉、果胶、蛋白质等,针对杂质选用适当的酶,可以通过酶反应温和地将植物组织分解,加速有效成分的释放提取。选用相应的酶可将影响液体制剂澄清度的杂质如淀粉、蛋白质、果胶等分解祛除,也可促进某些极性低的脂溶成分转化成糖苷类易溶于水的成分而有利于提取。酶提取法在药物提取中有较大的应用潜力,但该技术也存在一定的局限性。酶提取法对实验条件要求比较高,为使酶发挥最大作用,需先通过实验确定,掌握最适合的温度、pH值及作用时间等。王氏等[10]研究用酶提取法提取银杏叶中黄酮,发现银杏叶经纤维索酶预处理后浸提,总黄酮得率可提高到2.01%,其酶解过程的最优参数为：料液中酶的质量浓度为0.125g/L,酶与底物配比为1∶1200,酶解温度45℃,自然pH值,酶解时间2h。
6超微粉碎技术
粉碎是中药前处理过程中的必要环节。通过粉碎,可以增加药物的表而积,促进药物的溶解与吸收,加速药材中有效成分的浸出。超微粉碎就是近年来迅速发展起来的高新技术,能把原材料加工成微米甚至纳米级的微粉。尤适用于纤维多的植物类中药材的粉碎,从而提高药物吸收率、生物利用度,增强靶向性。超微粉碎主要应用于一些贵重药材及稀有药材的粉碎,如人参、珍珠、三七、天麻、全蝎、羚羊角等。但应针对具体品种,确定其最适粒度,才能更好地发挥超微粉碎的作用。有些药材则不适合用超微粉碎,如含淀粉、黏液质较多的药材,这些无效成分会因超微粉碎大量暴露而被释放出来,影响有效成分的释放与吸收。
7高速离心分离技术
离心分离是通过离心机的高速运转,使离心加速度超过重力加速度的成百上千倍,而使沉降速度增加,以加速药液中杂质沉淀并除去的一种方法。结合运用多级过滤法,注射剂生产中的预滤,可以大大提高滤速和效果,省时省力,且能提高注射剂的澄清度。高速离心作为一种物理分离技术,在其分离过程中能有效地防止中药中有效成分的损失,最大限度地保存药物的活性成分,且还可缩短工艺流程。它已广泛应用于中药水提液澄清分离。
8高速逆流色谱分离技术
高速逆流色谱分离技术是一种不用任何载体或支撑体的液-液分配色谱技术。由于该技术分离效率高,产品纯度高,不存在载体对样品的吸附和污染,具有制备量大和溶剂消耗少等特点而尤其适用于制备性提取,可广泛应用于生物工程、医学、药学、化工、食品等领域,应用该技术研究生物碱、黄酮、蒽醌、香豆素、萜类等成分的分离都取得了较好的效果。高速逆流色谱分离法不仅适用于非极性化合物的分离,也适用于极性化合物的分离,还可以应用于进行中药粗提物中各组分的分离或进一步的纯化精制。该技术有望成为中药有效成分质量标准研究、分析的一种新方法,也会成为中药制剂生产的一种新型分离技术。
9分子印迹分离技术
分子印迹分离技术是以待分离的化合物为印迹分子(也称模板、底物),制备对该类分子有选择性识别功能的高分子聚合物——分子印迹聚合物,然后以这种分子印迹聚合物为固定相来进行色谱分离的技术。其最大的特点是分子识别性强,选择性高,而且制得的分子EP迹聚合物有高度的交联性,固定相不易变形,有良好的机械性能和较长的使用寿命。分子印迹分离技术是一种高效的中药有效成分分离技术
10超滤分离技术
超滤分离是以压力为推动力，根据体系中分子的大小和性状，通过膜的筛分作用，在分子水平上进行分离，可分离分子量为1000～1000000道尔顿的物质。起到精制、富集及浓缩的作用。影响超滤效果的主要因素包括膜的选择性、料液预处理方式、压力、流速、温度、浓度、pH值、时间、膜再生方式等。目前，超滤主要用于浓缩、分级、大分子溶液的净化等。应用时应考虑膜的寿命、膜面污染的防治、清洗及膜的再生方式等因素
小结
除上述新技术外,微波辅助萃取技术、分子精馏和短程精馏、中药絮凝分离技术、双水相萃取技术、液泛法、空气爆破法等,都已在中药有效成分提取分离技术中得到了应用。这些现代新技术对于推动中药现代化步伐将起到深远的影响。因此,运用新提取技术研究中药,是实现中药现代化的重要途径,必将为中药现代化研究注入新的活力。
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