第六章 中药的浸提、分离与纯化XXXX

第六章中药的浸提、分离与纯化§1概述§2中药的浸提§3中药提取液的分离与纯化§1概述一、中药成分与疗效中药成分有效成分（有效部位）辅助成分无效成分组织物质××√√有效成分——起主要药效的物质，一般指化学上的单体化合物，能用分子式和结构式表示，并具有一定的理化性质。如某种生物碱、苷、挥发油、有机酸等。辅助成分——本身无特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用的物质，或有利于有效成分浸出或增强制剂稳定性的物质。无效成分——无生物活性、不起药效的物质。如蛋白质、脂肪、淀粉、果胶等。组织物质——构成中药细胞或其他的不溶性物质。如纤维素、栓皮、石细胞等。尽量浸提出有效成分或有效部位，最低限度地浸出无效甚至有害物质减少服用量增加制剂的稳定性提高疗效二、中药浸提、纯化、分离的目的前处理技术单元根据临床疗效的需要、处方中各组成药物的性质、拟制备的剂型等选择前处理方法；结合生产设备条件、经济技术的合理性等确定最佳工艺。拟定提取纯化工艺时应注意§2中药的浸提浸提——采用适当的溶剂和方法使中药所含的有效成分或有效部位浸出的操作。浸提目的：提取中药材中有效成分矿物药树脂类中药植物类中药无细胞结构所含成分可直接溶解或分散悬浮于溶剂中动物类中药若经粉碎，细胞破碎，成分可被溶出、胶溶或洗脱下来未经粉碎，具完好细胞结构，细胞内成分的浸出需经过浸提过程一、中药的浸提过程㈠浸润与渗透浸润—溶剂使药材润湿、进入细胞间隙，细胞膜膨胀恢复通透性；浸润与渗透解吸与溶解扩散渗透—浸提溶剂的静压力及药材毛细管作用使溶剂通过细胞膜及细胞组织渗透到细胞内部；条件：药材与溶剂间亲和力溶剂分子间内聚力。多数药材能被极性溶剂润湿。㈡解吸与溶解解吸—细胞中各种成分间的亲和力解除而转入浸提溶剂中；溶解—经解吸的各种成分溶解或胶溶于溶剂中，使细胞膜内外产生浓度差和渗透压差。㈢扩散——植物细胞膜内外溶剂中药物浓度的高低差别产生的渗透压差，使细胞内外溶液互相渗透直至内外浓度相等、渗透压平衡时，扩散终止。1.中药粒度粉末过细导致吸附性增强，扩散速度受影响粉碎过细使细胞组织破裂，使浸出杂质增加粉末过细给浸提操作带来不便2.中药成分小分子物质多为有效成分大分子物质多为无效成分二、影响浸提的因素3.浸提温度适当提高温度，有利于扩散浸出高温过高不耐热成分破坏挥发性成分的破坏浸提杂质多不利扩散浸出浸提应控制适当温度4.浸提时间时间太长会导致有效成分酶解、大量杂质溶出等时间太短会导致有效成分浸出不完全5.浓度梯度增大浓度梯度可提高浸出效果增加浓度差的办法①搅拌②更换新溶剂③溶剂循环流动④流动溶剂6.溶剂pH根据浸出有效成分（部位）理化性质调整浸提溶剂的pH值有利于有效成分提取。7.浸提压力使部分细胞壁破裂有利浸出加速溶剂润湿、渗透、扩散缩短浸提时间新技术的应用—强化浸提（提高浸提效率、提高制剂质量，缩短浸提时间）•超声波浸提•胶体磨浸提•流化浸提•电磁场下浸提•电磁振动下浸提•脉冲浸提浸提溶剂——用于中药浸出的液体。㈠选择要求①最大限度溶解和浸出有效成分，最低限度浸出无效成分和有害物质②不与有效成分发生化学反应，不影响其稳定性和药效③比热小，安全无毒，价廉易得三、常用浸提溶剂㈡常用浸提溶剂：1.水极性大、溶解范围广、经济易得浸出成分—生物碱盐类、苷、苦味质、有机酸盐、鞣质、蛋白质、糖、树胶、色素、多糖类、酶、少量挥发油缺点—浸出范围广、选择性差、易浸出大量无效成分造成制剂困难（难过滤、色泽差、易霉变、不宜久贮），引起有效成分水解或发生化学变化。2.乙醇：两亲性溶剂，利用与水的不同浓度可选择性浸提不同成分—20%：防腐—40%～50%：延缓酯类、苷类水解，制剂增强稳定性；提取苦味质、蒽醌苷类化合物；—50%～70%：提取生物碱、苷类—90%以上：提取挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等缺点—具挥发性、易燃性，生产中注意安全保护；—具药理作用，价格较贵，以满足浸提目的的适当浓度即可。3.其他乙醚、氯仿:仅用于有效成分的提纯、精制丙酮、石油醚:动物药或药材的脱水或脱脂剂,不宜做制剂溶剂浸提辅助剂——为提高浸提效能，增加浸提成分的溶解度，增加制剂稳定性，以及去除或减少某些杂质，特加于浸提溶剂中的物质。㈠加入浸提辅助剂目的:增加浸提成分的溶解度提高浸提效能增加制剂、药液稳定性去除或减少某些杂质四、浸提辅助剂㈡常用浸提辅助剂:1.酸促进生物碱浸出，提高部分生物碱稳定性使有机酸游离，便于有机溶剂浸提除去酸不溶性杂质常用酸：硫酸、盐酸、醋酸、酒石酸等加酸操作注意：(1)用量以维持浸提所需pH值即可，以免造成不良反应和成份的水解；(2)一次性加于最初少量浸提液中，不可在全部浸提溶剂中加。2.碱使生物碱游离便于有机溶剂浸提使酸性成分成盐便于水中浸出完全溶解内酯便于内酯成分浸出防止某些甙类水解加碱的碱水溶液能溶解树脂酸、蛋白质而使酸性杂质增加常用碱:氨水：挥发性弱碱，对成分破坏性小，易控制用量碳酸钙、氢氧化钙、碳酸钠:不溶性碱化剂，用于浸提生物碱、皂甙；注意：(1)不宜用NaOH（碱性过强，易破坏有效成分）(2)一次性加于最初少量浸提液中，不可在全部浸提溶剂中加。3.表面活性剂降低药材与溶剂间的表面张力有利浸润㈠煎煮法㈡浸渍法㈢渗漉法㈣回流法㈤水蒸汽蒸馏法㈥超临界流体提取法㈦半仿生提取法㈧超声波提取法㈨微波波提取法五、常用浸提方法与设备1.煎煮法操作流程㈠煎煮法——用水作溶剂，将中药加热煮沸一定时间以提取其所含成分的一种常用方法。2.常用设备:⑴不锈钢夹层锅⑵多能提取罐⑶球形煎煮罐敞口倾斜式不锈钢夹层锅有盖倾斜式不锈钢夹层锅多能式中药提取罐示意图3.应用特点溶剂：水适用：有效成分溶于水、对湿热较稳定的药材特点：药材最初大量浸提最常用，价廉缺点：杂质多，易变质，提取液要及时处理。1.类型：⑴冷浸渍法（常温浸渍法）㈡浸渍法——用定量的溶剂，在一定温度下，将中药浸泡一定的时间以提取所含成分的一种方法。⑵热浸渍法⑶重浸渍法（多次浸渍法）设浸出次数m次，x为药材成分的总浸出量，a为药渣中成分的损失量，n为首次分离出的浸液量，则经m次浸渍后留在药渣中成分的损失量γm之间关系为：压榨药渣可减少药渣吸附药液、提高浸出效率2.常用设备⑴浸渍器⑵压榨器浸渍器示意图垂直式螺旋压榨机3.应用特点:静态浸出溶剂：有机溶剂适用于黏性药物、无组织结构中药、新鲜及易于膨胀的中药、价格低廉的芳香性中药；不适用贵重中药、毒性中药及高浓度制剂；耗时长，不宜用水为溶剂。1.渗漉法的类型与设备:⑴单渗漉法：单个渗漉装置①操作流程粉碎中药润湿中药中药装筒排除气泡收集渗漉液浸渍中药㈢渗漉法——将药材粗粉置渗漉器内,溶剂连续地从渗漉器的上部加入,渗漉液不断的从下部流出，从而浸出所含成分的一种方法。②技术要求粉碎：粗粉(1-2号筛)润湿:药粉+溶剂(1:1)搅拌均匀,密闭放置规定时间,使药粉充分膨胀后再装筒；装筒:润湿药物少量分次层层压平，注意适宜松紧度；装筒量为筒容积的2/3、留一定的空间存放溶剂；排气:装粉完毕，先打开筒下浸液出口活塞、上部开始添加溶剂使药材间隙的空气从下部排出至浸提液流出时,关闭下口活塞;浸渍:继续添加溶剂淹没药材表面数厘米,加盖放置1～2天使溶剂充分渗透、扩散；收集渗漉液:—漉速:具体制剂按《中国药典》规定—渗漉液量：药量的4－5倍续漉液浓缩：浓缩液加上初漉液，调节至规定体积。渗漉罐⑵重渗漉法:将渗漉液重复用作新药粉的溶剂进行多次渗漉,可提高效率、节约溶剂、渗漉量少。⑶加压渗漉法：充分利用浓度梯度，给渗漉柱加压，降低溶剂通过药粉的阻力，使浸出液较快通过药粉柱，溶剂耗量小。⑷逆流渗漉法：中药与溶剂在浸出容器中沿相反方向运动，连续而充分地进行接触提取。重渗漉法图解3.应用特点:动态浸出，溶剂用量少，利用率高溶剂：多有机溶剂，不宜用水为溶剂适用：贵重中药、毒性中药及高浓度制剂；有效成分含量低的中药提取不经滤过处理可直接收集渗漉液不适用：新鲜及易膨胀中药、无组织结构中药；㈣回流法——用乙醇等挥发性有机溶剂提取，提取液被加热，挥发性溶剂馏出后又被冷却，重复流回浸出器浸提中药，周而复始，直至有效成分回流提取完全地方法。1.回流法的类型与设备⑴回流热浸法:溶剂用量多，加热时间长。不适用受热易破坏的药材成分的浸提。实验室设备:圆底烧瓶⑵回流冷浸法:溶剂用量少实验室设备:索氏提取器生产设备:循环回流冷浸装置2.应用特点：加热时间长，不适用于受热易被破坏的中药成分的提取。索氏提取器圆底烧瓶循环回流冷浸装置㈤水蒸气蒸馏法——将含有挥发性成分的中药与水共蒸馏，使挥发性成分随水蒸气一并馏出，并经冷凝分取挥发性成分的一种提取方法。1.基本原理:道尔顿定律——互不相溶的液体混合物的蒸气总压等与该温度下各组份饱和蒸汽压(分压)之和。2.特点：用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，难溶或不溶于水的成分提取。3.类型共水蒸馏法（直接加热法）通水蒸汽蒸馏法水上蒸馏法㈥超临界流体提取法——用超临界流体强溶解能力特性对中药所含成分进行萃取和分离的一种方法。1.超临界流体及其性质超临界流体——处于临界温度(Tc）和临界压力（Pc）以上的流体。性质：同时具有液体和气体的双重特性，对许多物质有很强的溶解力。—密度接近于液体→分子间相互作用增大—粘度接近于气体—扩散系数比液体大100倍以上→传质快2.超临界CO2提取基本流程3.超临界CO2提取的特点提取与蒸馏共同进行，提取效率高，操作周期短超临界CO2性质稳定，临界温度和临界压力低，易操作提取效率高，杂质少无CO2残留，节约溶剂工艺简单，操作方便但严格省力、节能、降耗、无污染适用于提取亲脂性、小分子成分㈦半仿生提取法——既符合药物经胃肠道转运过程、适合工业化生产、体现中医治病综合成分作用的特点，又有利于单体成分控制制剂质量的一种中药及其复方提取新技术。☆主要特点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；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；有效成分损失少。㈧超声波提取法——利用超声波通过增大溶剂分子的运动速度及穿透力以提取中药成分的方法。1.基本原理利用超声波的机械作用、热效应、空化作用等增强大物质分子运动频率和速度增加溶剂穿透力2.特点省时节能提取效率高㈨微波提取法（微波辅助萃取）——利用微波强烈的热效应提取中药成分的方法。1.机理微波的热效应2.特点①对极性分子选择性加热，选择性浸出，提高提取物纯度②提取时间短，收率高③供选溶剂多，用量少④节省能源，安全易控，提高生产率§3中药提取液的分离与纯化一、分离:将固体–液体非均相体系用适当方法分开的过程。目前常用的分离方法有：①沉降分离②离心分离③滤过分离㈠沉降分离法——利用固体物与液体介质密度相差悬殊，固体物靠自身重量自然下沉，用虹吸法吸取上层澄清液，使固体与液体分离的方法。特点：—简单易行，无需特殊设备；—适用于固体物含量高、易下沉、不易霉败变质的提取液的粗分离；—操作过程费时，沉降速度慢，固液分离不完全，对分离固体物含量少、微粒细而轻、易霉败变质的提取液不宜使用。分离力：重力㈡离心分离法——利用混合液中不同物质的密度差来分离料液的方法。分离力：离心力特点：—分离效率高，可用于含不溶性微粒的粒径很小或黏度很大的滤液分离，或用于两种密度不同且不相混溶的液体的分离；—制药过程中对于用沉降分离法和一般滤过分离法难以分离的提取液，可考虑选用适宜的离心机进行离心分离。1.离心机的分类常速离心机（α＜3000）按分离因数α分高速离心机（α=3000～50000）超高速离心机（α＞50000）滤过式离心机按离心操作的性质分沉降式离心机分离式离心机实际操作时，应根据提取液的性质和不同分离要求选择相应的离心机。按加料、分离、洗涤、卸渣的操作方法不同分间歇式离心