中药提取过程中除杂的技术与方法

中药提取过程中除杂的技术与方法北京中医药大学中药学院制药系教育部中药制药工程中心博士生导师、教授杜守颖中药材或饮片有效成分无效成分细胞组织提取有效成分无效成分少量除杂的方法提取溶剂极性改变借助外力膜分离技术吸附技术水提醇沉法醇提水沉法溶剂萃取法重力沉降离心分离普通滤材微孔滤膜超滤膜透析活性炭树脂吸附吸附澄清剂水提醇沉法适应性：有效成分为既溶于水，又溶于醇。杂质可溶于水，但不溶于醇。存在问题：有效成分损失物料的稳定性和吸湿性问题成本高工时长安全性问题注意事项浓缩成度、醇沉浓度、方法循环回收利用乙醇优点：根据需要选择除去杂质；除杂除得静。防爆车间醇提水沉法适应性：有效成分为既溶于水，又溶于醇。杂质可溶于醇，但不溶于水。存在问题有效成分易损失操作繁琐注意事项在浓缩过程中逐渐加水离心分离原理：利用混合液中各成分的密度差异，借助于离心机的高速旋转产生的不同离心力来达到分离的目的。适用性：含水率高含不溶微粒的粒径很小粘度很大的药液，将两种密度不同且不相混溶的液体混合物分开离心分离按过程原理可分为离心过滤离心沉降离心沉淀离心转鼓周壁开孔为过滤式转鼓，转鼓内铺设滤布或筛网，旋转时悬浮液被离心力甩向转鼓周壁，固体颗粒被筛网截留在鼓内，形成滤饼，而液体经滤饼和筛网的过滤由鼓壁开孔甩离转鼓，从而达到固液分离的目的。适用性固相含量较多颗粒较多的悬浮液分离。离心过滤离心沉降离心转鼓周壁为沉降式转鼓，旋转时，悬浮液在离心力的作用下，相对密度较大的固体颗粒先向转鼓沉降形成沉渣，澄清液由转鼓顶端溢出，甩离转鼓，从而达到悬浮液澄清的目的。适用性适用于固相含量较少颗粒较细的悬浮液的分离。离心沉淀转鼓周壁无孔，转速更高。旋转时，相对密度大的首先沉降紧贴鼓壁在外层，相对密度小的液体则在里层。适用性使用于乳浊液的液液分离溶液中大分子物质之间不同分子量的分离膜分离技术是以选择性透过膜为分离介质，在膜两侧某种力的推动下，原料选择行的透过膜，以达到分离、纯化的目的。膜分离优点膜分离是一种高效、节能、无污染的新型分离技术，膜分离过程中物质不发生相变，可在常温操作。因此特别适用于热敏性物质，如生物或药物成分的分离和提纯。膜材料高聚物膜材料无机膜陶瓷膜、玻璃膜、金属膜纤维素膜醋酸纤维素、硝酸纤维素聚砜膜聚酰胺膜聚酯膜聚烯烃类乙烯类高聚物聚丙烯腈超滤以多孔性半透膜为介质，以错流方式进行过滤。超滤膜的孔径极小，能阻拦溶液中的各种微粒、胶体以及大分子溶质，以达到浓缩或净化除杂的目的。与普通滤过比较名称孔径孔结构分离对象过滤特点过滤方式反复使用普通过滤微米级直孔固-液深层压滤复杂或不可超滤20-500Å不对称孔液-液表层错流可以超滤技术的优势可在常温下操作，不需反复加热，分离时无相变化，尤适用于受热有效成分易破坏的、保味性和对化学物质有反应的中草药制剂；可同时实现分离与浓缩，大大提高了过程效率；可分离不同分子量的溶质，在中草药制剂特别是注射剂的制备中倍受青睐；选择范围广，适用性强。超滤膜分离过程不仅适用于从病毒、细菌到微粒广泛围的有机物和无机物的分离，而且还适用于许多特殊溶液体系的分离，如共沸物或近共沸物的分离，为适用于中药生产的多样化要求，提供了广泛的空间；减少有效成分的损失，利于保持中草药有效成分的生物活性、物理和化学稳定性；能去除重金属、残留农药等杂质，并有去除溶液中各种微粒、胶体、细菌和热原的作用；可简化工艺、缩短周期、降低能耗、并节约大量乙醇等资源，从而降低成本，提高经济效益。超滤技术在中药中的应用1．超滤技术用于提取分离中药中大分子有效成分2．除去蛋白质、粘液质、多糖等大分子杂质，精制中药提取物，减小成药剂量3.通过滤除在溶液中不稳定的胶团、大分子等杂质，提高液体制剂如注射液、口服液的澄明度。4．滤除热原、鞣质，提高注射液的安全性。表1两种药液主要质量指标比较超滤法活性炭法批号热原黄芩甙颜色热原黄芩甙颜色991315合格98.09浅棕黄合格93.73棕黄991404合格99.04浅棕黄合格90.84棕黄993408合格93.64浅棕黄合格91.68棕黄超滤技术在清开灵注射液中的应用表2两种药液微粒数量比较超滤法活性炭法批号2um5um10um25um2um5um10um25um991315226157305949418151991404332160704908446181993408287881905136406202存在问题1、膜材料的品种少，膜孔径分布宽，性能欠稳定2、膜的污染问题3、超滤不能除去药液中所有的细菌和热原4、膜组件的选择方法尚未建立起来,超滤操作参数尚需优化5、中草药成分复杂，超滤工艺仍需研究流出速度1、超滤液的浓度2、药液的黏度3、压力和流量4、药液的前处理5、温度6、洗脱量7、膜的性质8、超滤液的PH值超滤过程中应注意的问题大孔树脂吸附技术在中药提取液中除杂的应用结构特点有机高聚物吸附剂具有很好的大孔网状结构苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯腈吸附原理物理吸附表面吸附表面电性形成氢键水溶液中有选择地吸附有机物大孔吸附树脂的特点应用范围广理化性质稳定除杂效果好使用方便有机溶剂用量极少大孔吸附树脂吸附作用的影响因素1、树脂本身化学结构的影响大孔吸附树脂是一种表面吸附剂，其吸附力与树脂的比表面积、表面电性、能否与被吸附物形成氢键等有关。引入极性基团可以改变表面电性或使其与某些被分离的化合物形成氢键，影响吸附作用。一般非极性化合物在水中可以被非极性树脂吸附极性化合物在水中被极性树脂吸附。2、被吸附的化合物的结构的影响被吸附化合物的分子量大小不同，要选择适当孔径的树脂以达到有效分离的目的。在同一种树脂中，树脂对分子量大的化合物吸附作用较大。化合物的极性增加时，树脂对其吸附力也随之增加。若树脂和化合物之间产生氢键作用，吸附作用也将增强。3、溶剂的影响被吸附的化合物在溶剂中的溶解度对吸附性能也有很大的影响。通常一种物质在某种溶剂中溶解度大，树脂对其吸附力就弱。而酸性物质在酸性溶液中进行吸附，碱性物质在碱性溶液中进行吸附较为适宜。4、上样液的浓度上样液要浓缩成适当浓度，不同的树脂类型、不用的物料需要浓缩程度不同。大孔吸附树脂除去亲水性大分子杂质中药水提取液中除含有苷类等小分子有效成分外，还含有大分子亲水性杂质如蛋白质类、多糖类。将水提液浓缩至一定浓度，上树脂柱，水洗可除去水溶性杂质。大孔吸附树脂技术应用中存在的争议性问题应用于复方中药的除杂问题大孔树脂致孔剂等合成原料及溶剂残留和预处理树脂的生产和型号国内生产厂家和树脂型号比较混乱，缺乏统一的标准，厂家提供给用户的有关树脂性能（极性、比表面积、孔径、孔度等）的参数参差不齐树脂的稳定性废弃树脂的处理等状况吸附澄清技术是在中药提取液中加入吸附澄清剂，将固液分离，达到精制的目的。吸附原理：中药水提取液中除含有苷类、水溶性生物碱类、多酚类，还有含有大量微细粒子、粘液质、蛋白质、果胶、淀粉等复杂成分,这些物质共同形成1～100nm的胶体分散体系。是动力学稳定体系，热力学不稳定性体系。吸附澄清剂则是通过絮凝剂高分子的电中和、吸附架桥等破坏了分散体系的稳定性。吸附澄清技术的特点专属性高，吸附澄清效率高，对有效成分影响小成本低，生产周期短操作简单，安全无毒。常用的絮凝剂明胶甲壳素及衍生物101果汁澄清剂ZTC型天然澄清剂交联聚维酮存在的问题澄清剂种类的选择对有效成分的影响对中药复方制剂疗效的影响及评价方法