中药提取分离技术的研究

(整期优先)网络出版时间:2023-09-25
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中药提取分离技术的研究

李德兵

广东香山堂制药有限公司广东省中山市528400

摘要:习近平主席提出:大力发展中医药,加快推进中医药现代化发展,在这种大气候、大环境的趋势下,推动中医药高质量发展是势在必行。中草药活性成分的提取是中药制药的关键环节,影响着药物制剂的质量和成本,以及中药制药的现代化水平。中药化学成分复杂多样,在提取分离环节普遍存在提取周期长、提取效率低、有机溶剂用量大、污染环境等问题,严重制约其发展和应用。因此,改进和优化中药化学成分的提取分离技术是促进其健康可持续发展的关键。通过物质中提取出主要成分,予以动植物纯化处理,可将其转化为中药材,而中药材质量和提取分离之间有较高相关性。当前中药材涉及到的提取分离技术类型多样,选择何种提取分离方案,如何优化中药制作质量,提高中药疗效,成为当前中药研究的重要内容。

关键词:中药;提取;分离

引言

中药是我国劳动人民依据几千年来通过实践逐渐积累起来的丰富医药知识而制成的药物,也是中华优秀传统文化的重要组成部分。近年来,中药受到愈来愈多人的重视与关注。目前,临床常用的中药剂型包括汤剂、药丸、药膏、片、丹、茶、胶以及条剂等,既有内服、又有外用,中药制剂行业已逐步成为我国医药行业中的一个重要组成部分。本文主要对中药提取分离技术进行研究,仅供参考。

1中药制剂工艺的发展现状

改革开放以来,我国医药行业总体上呈现良好的发展趋势,中药制剂制造企业也得到了突飞猛进的发展。汤剂、散剂等传统中药制剂不便于贮存、携带与保存,所以加强此类中药制剂的现代化开发,不仅有利于患者服用、提高依从性,而且对节约运输和贮存成本具有关键作用和意义。另外,注射剂、膜剂、气雾剂及其他复杂剂型,给药方式独特,可以提高药物的临床效应,将传统中药制剂开发成此类复杂制剂对中药制剂的现代化发展具有举足轻重的作用。中药制剂行业的飞速发展也给制剂企业带来了诸多挑战,例如中成药注射剂的质量和安全性问题受到了各界的高度重视,多种中药制剂的质量分析方法也被开发出来。目前在我国中药制剂制造企业中存在许多问题,如工艺水平较低、制药设备落后等,导致中药制剂行业的整体发展水平落后于时代要求,同时制约着中药制剂质量标准的提高。高品质的产品离不开精密的制造工艺,对中药制剂制造流程中的各个环节进行严格的管理是保证药品质量的一个重要前提条件。然而,现阶段我国中药制剂制造行业的生产工艺仍较为粗放、生产设备参数设置缺乏优化以及部分企业未实现全自动或半自动化控制,导致中药制剂产品的品质难以提高。因此,必须尽快提升中药制剂制造环节的工艺品质,提高中药制剂质量,提高我国中药制剂的整体竞争力。

2中药提取技术

2.1半仿生提取技术

半仿生提取法是一种中药口服制剂提取方法,经过近年来不断地验证和完善,目前在中药提取中发挥着重要作用。该方法是基于“灰思维”模式,把整体药物的研究与分子药物研究法结合起来,模拟口服药物经过胃肠道转运吸收的环境,将中药及复方原料经过固定PH值的酸性、碱性溶剂依次提取,在不改变中药功效的基础上,促进中药有效成分的溶出,提取液经过滤、浓缩,得到活性成分更高的活性混合物,制成口服途径给药的制剂。该方法能够提高中药材提取率,缩短生产周期,降低成本,被认为是有希望取代传统的技术,因而被广泛关注和应用。

2.2超声提取技术

超声提取技术是利用一定频率超声波的空化作用,强化传质过程,超声波的热效应,使物质的组织内部温度瞬时升高,加速有效成分的溶出;超声波传递的机械能可在液体中形成有效的搅动与流动,从而破坏介质结构,粉碎液体中的颗粒,从而产生普通低频机械搅拌起不到的效果。从一定程度上加速了提取过程的进行,提高了提取率,且对大部分单味中草药的有效成分没有影响,如图1。

图1超声提取

2.3超临界流体萃取技术

超临界流体萃取法是指利用超临界状态流体的溶解能力来达到分离有效成分的方法。流体处于临界温度(TC)和临界压力(PC)以上时,既非气体也非液体,其黏度接近于气体,密度接近于液体,扩散系数介于气体和液体之间,兼有气体和液体两者的优点,既能像气体一样容易扩散,又能像液体一样拥有很强的溶解能力。因此,可利用这一特点,増溶中草药中的有效成分,随后调节温度和压力,使溶质和萃取剂分开。常见的超临界流体有二氧化碳、氧化二氮、乙烯、三氟甲烷、六氟化硫、氮气、氩气等。目前最常用的是二氧化碳,已广泛应用于中草药提取工艺中,如图2。

图2超临界流体萃取技术

2.4微波技术

微波是频率在0.038~300GHz,即波长在1~100mm的电磁波。微波提取主要是利用其热效应,在微波电磁场作用下,极性分子从原来的热运动状态转向依照电磁场方向交变而排列取向,产生类似摩擦热,转化为介质内的热能,使介质温度升高。这个热量是介质自身损耗电磁场能量而产生的,不需要热传导过程,微波从四面八方穿透物料,使物体在短时间内达到均匀加热,大大缩短了时间。从细胞破碎的微观角度看,微波加热导致细胞内极性物质尤其是水分子吸收微波能,产生热量致使细胞内温度迅速上升,水汽化产生的压力冲破细胞膜和细胞壁,形成微小孔洞,甚至出现裂纹。这样就使得细胞内物质直接与溶媒接触,溶解并释放出细胞内成分,达到提取有效成分的作用。

2.5酶工程技术

中药有效成分类型多样,常混合蛋白质、淀粉等成分,在混合后会降低中药活性,无法维持较高药液澄清度,煎煮提取方案中为保证药物提取效率,常需改变提取环境的温度,有安全性低、成本高的特点。酶工程技术近年得到使用,能规避上述中药提取问题,在酶反应作用机制下能使中药材得到有效分解,仅需较短时间即可完成提取处理。酶种类多样,在了解酶与其他物质的代谢结合原理后选择不同的酶,能提高蛋白质、淀粉等物质的清除效果,加速脂溶性物质的转化,缩短提取时间。酶工程技术可提高药材转化效果,维持高转化效率,有工序简单、提取方便的特点,但该提取方案对时间、温度有较高要求,在药材提取过程中需要有专业的知识储备,均会限制该提取技术的推广。

3中药分离技术

3.1膜分离技术

膜分离技术的实施基础为透过性薄膜,该透过性有较高选择性,通过化学位差以及外界能量等发挥推动机制,可有效分离多种中药材,并对中药材进行分级提纯处理。该分离方案核心为分离膜,仅需在常温环境中完成分离处理,无需调整环境,有操作便捷的特点,药材经分离后能保留原本药材性质,提高药材有效成分保存效果,同时有能耗低的特点,在中药材分离中优势明显。

3.2吸附澄清技术

吸附澄清技术实施基础为吸附澄清剂,面对稳定度欠佳的悬浊液、胶体溶液,在吸附澄清剂使用后能达到较高分离效果,短时间内分离液体成分和固体成分。分离过程中涉及的吸附澄清剂有不同类型,以有机絮凝剂、无机絮凝剂为主,均有可降解、无毒害的特点,在药物澄清分离中有广泛的使用范围。该技术使用期间料液酸碱值、絮凝温度、澄清剂使用量、澄清剂搅拌速度等均会对分离结果产生影响,需注意规范上述影响因素,提高杂质去除效果,降低吸附澄清经济压力,优化药物分离效果。

3.3逆流色谱法

逆流色谱法为当前常用中药分离技术,其类型除高速逆流色谱外,还涉及到离心沉淀色谱,在各色谱分离方案下可充分发挥螺旋方向性,使其结合高速行星式运动,在该机制下能产生流体动力学现象,将原本无法相溶、相对移动的两相放入到螺旋管中,能维持较高的混合、分配效率,并能提高接触范围,缩短传递时间,了解分配系数后,各相能逐渐洗脱,经此达到分离效果。逆流色谱法实施过程中存在一定影响因素,流速、进样量、溶剂种类等均会影响到中药材分离效率。该分离技术使用后能规避固定相载体造成的污染、吸附问题,可维持高药材提取率,并能处理较多药材,成为当前规模样品分离的常用方案。

4中药有效成分提取方法的新进展

结合目前我国医疗领域的发展分析,关于中药有效成分的提取,不单单是在提取方法上持续创新,还能强调技术水平的提升,注重现代技术手段的合理利用,也会为各类提取方法的应用创新提供基础条件。再加上医疗研发队伍、技术队伍等对整个行业发展趋势的分析,在提取方法创新中能把工作重心放在溶剂研发、流程优化等方面,协调、融合。再加上专业化工作队伍的组建,具备较强的专业能力与职业素养,侧重于从临床治疗成效方面研究与创新,也是医疗领域的发展趋势,并在方法与技术的综合应用下增强我国医疗实力,为群众生命安全、身体健康等提供基础保障。此外,考虑各项技术在应用过程中的安全性与可靠性,为消除隐患及风险,加大对作业人员生命安全的保护力度,还需在提取方法、技术手段等创新方面引起重视,促进我国医疗领域发展,通过科研,能为中药有效成分的提取工作标准化提供基础保障。

结束语

中药提取分离技术十分关键,通过提取分离后能清除到药材的毒性成分,保留其有效成分,当前提取分离技术多种多样,不同技术之间的优劣势不同,在具体提取分离方案中需重视药效、环保等,还需关注流程、经济等问题,通过相对合理的分离提取及时,可缩短药材有效成分提取时间,能避免成分的浪费,减少药材耗损问题。

参考文献

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