中药的浸提、分离与纯化.ppt

第六章 中药的浸提、分离与纯化 本章重点：1、掌握中药浸提的过程及其影响因素；常用的浸提方法与选用；各种分离方法的特点与选用；常用纯化方法的原理与选用。2、熟悉中药浸提、分离、纯化的目的,常用设备的构造、性能与使用保养。3、了解中药浸提常用溶剂和浸提辅助剂；中药成分与疗效的关系。,第一节 概 述一、中药成分与疗效:为制成适宜的药物剂型或减少服药量,大多数中药需要进行浸提。中药浸提过程中所浸出的中药成分的种类是多种多样的，并不都是有效成分，概括起来说，中药成分可以分为四类,即：有效成分(包括有效部位）辅助成分 无效成分 组织成分,（一）有效成分：是起主要药效的物质，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。有效部位：中药提取时得到的有相似化学结构的有效成分的集合体。如总生物碱、总黄酮、总挥发油等。（二）辅助成分：系指本身无特殊疗效，但能增强或缓和有效成分的作用。有利于有效成分的浸出。增强制剂稳定性。,（三）无效成分：系指无生物活性,不起药效的物质（严格的说，只要不是本处方的目的药效，都属于“无效成分”的范畴）。有的无效成分会影响浸出效能、制剂的稳定性、外观、药效等。常见无效成分：蛋白质、鞣质、脂肪、树脂、淀粉、黏液质、果胶等。随着自然科学的发展，“有效”和“无效”的旧有界限正逐渐被打破。,（四）组织物质：系指一些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。二、中药浸提、纯化、分离的目的：中药制剂的疗效，在很大程度上取决于中药浸提、纯化、分离等方法的选择是否恰当，工艺过程是否科学、合理。这些单元操作的目的是：最大限度浸提有效成分或有效部位。去掉无效甚至有害的成分；减少服用量；增加制剂的稳定性；提高疗效。,第二节 中药的浸提浸提：是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。矿物药与树脂类中药：无细胞结构，成分可直接溶解，容易浸提。细胞破碎的动植物类药材：成分可溶出，也容易浸提。细胞完整的动植物类药材（大多数中药）：细胞中成分溶出需要一个过程。,一、中药浸提的过程：中药的浸提过程一般可分为浸润、渗透、解吸、溶解、扩散等几个相互联系的阶段。中药浸提最常用的方法是溶剂提取法。溶剂提取法：根据天然产物中各种成分的溶解性能，选用对所需成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，将所需成分从药材组织中溶解出来的一种方法。选择溶剂依据：相似相溶。,常用溶剂的分类：强极性溶剂：水亲水性有机溶剂：能与水任意混溶（甲醇、乙醇、丙酮）其水溶液极性随浓度而变化，低浓度极性大，高浓度极性小。亲脂性有机溶剂：不与水任意混溶，可分层（正丁醇、乙醚、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、环己烷、石油醚)常用溶剂的极性大小顺序：石油醚（环己烷）四氯化碳苯二氯甲烷氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇丙酮乙醇（甲醇）水,（一）浸润与渗透阶段：表面润湿溶剂进入药材空隙和裂缝溶剂渗入细胞1、浸润：使中药表面润湿，与溶剂性质和中药性质有关。在大多数情况下，药材能被溶剂润湿。大多数中药由于含有较多带极性基团的物质(如蛋白质、果胶、糖类、纤维素等),与常用的浸提溶剂(如水、醇等极性溶剂)之间有较好的亲和性,因而能较快地完成浸润过程。,要从含脂肪油较多的中药中浸出水溶性成分，应先进行脱脂处理提高药材的润湿性；用乙醚、石油醚、氯仿等非极性溶剂浸提脂溶性成分时,中药须先进行干燥（脱水）。溶剂中加入表面活性剂以降低界面张力，也可提高药材的润湿性，是提高浸出效果的有效方法之一。2、渗透：润湿后的药材，由于液体静压力和毛细管的作用，溶剂进入药材空隙和裂缝中，渗透进细胞组织内，使干皱细胞膨胀，恢复通透性，溶剂更进一步渗透入细胞内部。,溶剂渗入中药内部的速度，除与中药所含各种成分的性质有关外,还受中药的质地、粒度及浸提压力等因素的影响。加快渗透速度的方法:在加入溶剂后用挤压法，或于密闭容器内减压，以排出毛细管内空气，有利于溶剂向细胞组织内渗透。中药质地疏松、粒度小时,溶剂可较快地渗入中药内部。,（二）解吸与溶解阶段:有效成分解吸按“相似相溶”原则溶解，渗透压升高部分细胞壁破裂1、解吸：溶剂解除药材成分相互之间或与细胞壁之间吸附作用的过程。药材中有效成分往往被组织成分吸收，具有一定亲和力。浸出时溶剂须对有效成分具有更大的亲和力才能引起脱吸附而转入溶剂中，这种作用称为解吸作用。,2、溶解：浸提溶剂通过毛细管和细胞间隙大量进入细胞组织后，已经解吸的各种成分就转入溶剂中，这就是溶解阶段。成分能否被溶解，取决于成分结构和溶剂的性质，遵循“相似者相溶”规律。,3、解吸与溶解是两个紧密相连的阶段,影响其速度的因素有：溶剂对有效成分亲和力的大小（主要因素）。温度：加热提取可加速分子的运动,有助于有效成分的解吸和溶解。加入酸、碱、甘油及表面活性剂,可增加某些有效成分的溶解性。,（三）浸出成分扩散阶段：当浸出溶剂溶解大量药物成分后，细胞内液体浓度显著增高，使细胞内外出现浓度差和渗透压差。所以，细胞外侧纯溶剂或稀溶液向细胞内渗透，细胞内高浓度的液体可不断地向周围低浓度方向扩散，至内外浓度相等，渗透压平衡时，扩散终止。因此，浓度差是渗透或扩散的推动力。,物质的扩散速率可借用Ficks第一扩散公式来说明：,dt扩散时间ds在dt时间内物质(溶质)扩散量F扩散面，代表中药的粒度及表面状态dcdx浓度梯度（影响扩散速率主因）D扩散系数负号-表示扩散趋向平衡时细胞内溶液浓度降低,扩散系数D值随中药而变化，与浸出溶剂的性质亦有关。可按下式求得：,R摩尔气体常数 T绝对温度N阿伏加德罗常数 溶质分子半径液体黏度，是浸提溶剂+浸出物溶液的平均黏度,将D值公式代入Ficks方程整理得：,从上式可以看出扩散速度:与扩散面积(F)、浓度差(dc/dx)、温度(T)成正比；与液体黏度（）、扩散物（溶质）分子的半径（r）成反比。生产中最重要的是保持最大的浓度梯度（dc/dx），没有浓度梯度，其他的因素如D值、F值都失去作用。,二、影响浸提的因素：前面的Ficks扩散公式，可从理论上说明影响浸出的因素。但是，实际影响浸提的因素较多,也比较复杂，它们分别作用于上述浸提过程的一个阶段或几个阶段,而且彼此之间常有相互的关联或影响。通常我们从以下几个方面来研究影响浸提的因素：,浸 出,药材的粉碎度,影响浸出的因素,浸出溶剂pH,中药成分,浸出压力,浓度梯度,浸出温度,浸出时间,浸提设备及新技术应用,1、中药粒度：主要影响渗透与扩散两个阶段。中药粒度小有利于渗透和扩散：在渗透阶段,粒度小溶剂易于渗入中药颗粒内部。在扩散阶段,由于粒度小扩散面大、扩散距离较短,有利于药物成分扩散。但是药材粒度太小也不利浸提。过细的粉末对药液和成分的吸附量增加，造成有效成分的损失。药材粉碎过细，破裂的组织细胞多，浸出的杂质多。药材粉碎过细给某些浸提操作带来困难，例如渗漉时易堵塞等。因此，浸提时宜用薄片或粗粉（通过一号筛或二号筛）。,2、中药成分：主要影响解吸、溶解与扩散阶段。分子小、溶解度大有利于浸提，以后者影响显著。易溶性物质的分子即使大，也能先浸出来。例如,在用稀乙醇浸出马钱子时,较大分子的马钱子碱比士的宁（少两个0CH3基)先进入最初部分的浸液中。,3、浸提温度：温度高有利于浸提。促进药物成分的扩散,提高浸出效果。但温度也不宜太高。浸提温度高能使中药中某些不耐热成分或挥发性成分分解、变质或挥发散失。此外,高温浸提液中,往往无效杂质较多,放冷后会因溶解度降低和胶体变化而出现沉淀或浑浊,影响制剂质量和稳定性。因此浸提过程温度要适当。,4、浸提时间：时间适当即可。浸提时间过短,将会造成中药成分浸出不完全。但当扩散达到平衡（即：有效成分的dc/dx=0）后,时间即不起作用。此外,长时间的浸提往往导致大量杂质溶出,某些有效成分分解。若以水作为溶剂时,长期浸泡则易霉变,影响浸提液的质量。,5、浓度梯度：浓度梯度，浸出速度，浸出效果。浓度梯度是指中药组织内的浓溶液与其外部溶液的浓度差。它是扩散作用的主要动力。浸提过程中,若能始终保持较大的浓度梯度,将大大加速中药内成分的浸出。常用的增大浓度梯度的方法有：不断搅拌,如强制浸出液循环流动；更换新鲜溶剂,如用流动溶剂渗漉法。,6、溶剂pH：主要影响解吸与溶解阶段。调节浸提溶剂的pH值，可利于某些有效成分的提取。如用酸性溶剂提取生物碱，用碱性溶剂提取皂甙等。7、浸提压力:主要影响浸润、渗透与扩散阶段。对质地坚实的药材影响大。提高浸提压力有利于加速润湿渗透过程，缩短浸提时间。同时在加压下的渗透，可使部分细胞壁破裂，亦有利于浸出成分的扩散。但对组织松软的药材，容易润湿的药材，加压对浸出影响不显著。,8、新技术的应用：新技术的不断推广,不仅可加快浸提过程,提高浸提效果,而且有助于提高制剂质量。如利用超声波来加快浸提颠茄叶中的生物碱，使原来渗漉法需48小时缩短至3小时。另外，超临界流体萃取、流化浸提、电磁场下浸提、电磁振动下浸提、脉冲浸提等也得到了较好的效果。,三、常用浸提溶剂：用于中药浸出的液体称浸提溶剂。优良的溶剂应具备以下条件：最大限度地溶解和浸出有效成分,最低限度地浸出无效成分和有害物质；不与有效成分发生化学变化,亦不影响其稳定性和药效；比热小,安全无毒,价廉易得。,1、水：首选，是传统中医药中最常用浸提溶剂。优点：水经济易得、极性大、溶解范围广。缺点：浸出范围广,选择性差,容易浸出大量无效成分,给制剂带来困难,如难于滤过、制剂色泽不佳、易于霉变、不易贮存等。而且也能引起一些有效成分的水解（有些苷类成分）。另外沸点较高，浓缩困难。,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(果胶、黏液质、菊糖、淀粉等),以及酶和少量的挥发抽都能被水浸出。适用提取方法：煎煮法、渗漉法,2、乙醇：半极性溶剂，既能溶解一些水溶性成分，又能溶解一些脂溶性成分。优点：乙醇能与水以任意比例混溶。可通过调节乙醇的浓度,选择性地浸提中药中某些有效成分或有效部位。提取液不易发霉、变质，沸点较低，可回收利用。缺点：乙醇具挥发性、易燃性,生产中应注意安全防护。此外,乙醇还具有一定的药理作用,价格也较贵。,浸出成分：不同浓度乙醇可浸出除多糖、蛋白质外的大多数化学成分。一般乙醇含量在90%以上时,适于浸提挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等；乙醇含量在5O%-70%时,适于浸提生物碱、苷类等；乙醇含量在50%以下时,适于浸提苦味质、蒽醌苷类化合物等；乙醇含量大于40%时,能延缓许多药物,如酯类、苷类等成分的水解,增加制剂的稳定性；乙醇含量达20%以上时具有防腐作用。适用提取方法：渗滤法、浸渍法、回流法、连续回流法。,3、其他：亲脂性有机溶剂，如乙醚、氯仿、石油醚等。优点：对化合物溶解选择性较强。水溶性杂质少、多应用于纯化、精制。缺点：大多挥发性大、易燃烧，毒性也较大。且价格昂贵，对提取设备要求高，在中药生产中很少用于提取，使用这类溶剂，最终产品必须进行溶剂残留量的限度测定。浸出成分：多用于挥发油、游离生物碱等亲脂性物质。,四、浸提辅助剂：系指为提高浸提效能，增加浸提成分的溶解度，增加制剂的稳定性，以及去除或减少某些杂质，特加于浸提溶剂中的物质。作用：增加浸出成分溶解度；提高制剂稳定性；减少或除去某些杂质。,1、酸类：盐酸、硫酸、醋酸、酒石酸、枸橼酸等。浸提溶剂中加酸的目的：促进生物碱的浸出；提高部分生物碱的稳定性；使有机酸游离，便于用有机溶剂浸提；除去酸不溶性杂质等。加酸操作：为发挥所加酸的最好效能,往往将酸一次加于浸提溶剂中。过量的酸可能会引起不需要的水解反应故酸的用量不宜过多。,2、碱类：氨水、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钙等。碱的应用不如酸普遍。加碱的目的：增加有效成分（偏酸性成分）的溶解度和稳定性。例如,浸提甘草时,在水中加入少许氨水,能使甘草酸形成可溶性铵盐,保证甘草酸的完全浸出；加碱操作：一次加入浸提溶剂中且用量不宜过多。,3、甘油：与水及醇均可任意混溶，但与脂肪油不相混溶。加甘油的目的：本品为鞣质的良好溶剂，可增加鞣质的浸出。将其加到以鞣质为主成分的制剂中，提高鞣质的稳定性。还有一定防腐作用。加甘油操作：一次加入浸提溶剂中且用量不宜过多。,4、表面活性剂：包括阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂。加入的目的：在浸提溶剂中加入适宜的表面活性剂,能降低中药与溶剂间的界面张力,使润湿角变小,促进中药表面的润湿性,利于某些中药成分的提取。加入操作：一次加入浸提溶剂中且用量不宜过多。,五、常用浸提方法与设备：（一）煎煮法（二）浸渍法（三）渗漉法（四）回流法（五）水蒸气蒸馏法（六）超临界流体提取法（七）半仿生提取法（八）超声波提取法（九）微波提取法,溶剂提取法,（一）煎煮法:用水作溶剂,将中药加热煮沸一定的时间,以提取其所含成分的一种常用方法。适用于有效成分能溶于水，且对湿、热较稳定的中药。操作方法:药 材 适当粉碎、加水浸泡 药渣再煎煮2-3次加热至沸，微沸一定时间（至煎出液味淡）用纱布过滤煎煮液 合并各次煎出液 药 液,优点：简便，可浸提成分范围广。符合中医传统用药习惯，溶剂价廉易得，至今仍为最广泛应用的基本浸提方法。缺点：往往杂质较多,给纯化带来不便；煎出液易霉败变质,应及时处理。且对含挥发性和加热易破坏有效成分的药材不适用。常用设备：一般提取器、多功能提取罐、球形煎煮罐一般提取器：常采用敞口倾斜式夹层锅,也可用搪玻璃罐或不锈钢罐等，用于少量生产。,多功能提取罐：是目前中药生产中普遍采用的一类可调节压力、温度的密闭间歇式提取或蒸馏等多功能设备。其有许多特点:可进行常压常温提取,也可以加压高温提取,或减压低温提取；无论水提、醇提、提油、蒸制、回收药渣中溶剂等均能使用；采用气压自动排渣,操作方便,安全可靠；提取时间短,生产效率高;设有集中控制台,控制各项操作,可大大减轻劳动强度,利于流水线生产。,球形煎煮罐：多用于驴皮的煎煮。在煎煮过程中,球罐不停地转动,起到翻动搅拌作用。,（二）浸渍法：是用定量的溶剂，在一定的温度下,将中药浸泡一定的时间，以提取所含成分的一种方法。适用范围：黏性药物、无组织结构的中药、新鲜及易于膨胀的中药、有效成分遇热易挥发或易破坏的药材(如芳香性中药)。缺点：提取时间长，效率低，有效成分浸出不完全。水提液体积大易发霉，不适合浸提贵重药材、毒性药材及制备高浓度制剂。,分类：按提取温度和浸渍次数可分为冷浸渍法、热浸渍法和重浸渍法三种。效率：重浸渍法热浸渍法冷浸渍法冷浸渍法：该法是在室温下进行的操作，故又称常温浸渍法。其操作是：取药材饮片，置有盖容器中；加入定量的溶剂，密闭，在室温下浸渍35日或至规定时间，其间经常振摇或搅拌。后滤过，压榨药渣，将压榨液与滤液合并，静置24小时后，滤过，即得浸渍液。,热浸渍法：该法是将药材饮片置特制的罐中，加定量的溶剂，水浴或蒸气加热，使在4O6O进行浸渍，以缩短浸渍时间，余同冷浸渍法操作。由于浸渍温度高于室温，故浸出液冷却后有沉淀析出，应分离除去。重浸渍法：即多次浸渍法，此法可减少药渣吸附浸出液所引起的药物成分的损失量。其操作是：将全部浸提溶剂分为几份，先用其第一份浸渍后，药渣再用第二份溶剂浸渍，如此重复23次，最后将各份浸渍液合并处理，即得。重浸渍法能降低浸出成分的损失量，提高浸提效果。,常用设备：浸渍法所用的主要设备为浸渍器和压榨器，前者为中药浸渍的盛器，后者用于挤压药渣中残留的浸出液。（1）浸渍器：工业生产中常用不锈钢罐、搪瓷罐，亦有采用陶瓷罐者。,（2）压榨器：小量生产时可用螺旋压榨机,如下图1所示；大量生产时宜采用水压机,如下图2所示，榨出药渣中吸附的残留浸液。,（三）渗漉法：是将中药粗粉置渗漉器内,溶剂连续地从渗漉器的上部加入,渗漉液不断地从其下部流出,从而浸出中药中所含成分的一种提取方法。适用范围：适用于贵重药材、毒性药材及高浓度制剂；也可用于有效成分含量较低的药材的提取。但对新鲜的及易膨胀的药材，无组织结构的药材（如乳香、松香）不宜选用。,特点：渗漉法属于动态浸出,即溶剂相对药粉流动提取,溶剂的利用率高,有效成分浸出完全。渗漉过程需要的时间较长,不宜用水作溶剂,通常用不同浓度的乙醇或白酒,故应防止溶剂的挥发损失。分类：操作方法的不同，可分为四类。单渗漉法 重渗漉法,分类,加压渗漉法,逆流渗漉法,1、单渗漉法：全部溶媒只用一次。操作方法：包括药材粉碎润湿装筒排气浸渍渗漉等6个步骤。粉碎：药材的粒度应适宜，过细易堵塞，吸附性增强，浸出效果差；过粗不易压紧，溶剂与药材的接触面小，皆不利于浸出。一般以中国药典中等粉或粗粉规格为宜。粗粉：指能全部通过二号筛，但混有能通过四号筛不超过40的粉末。中粉：指能全部通过四号筛，但混有能通过五号筛不超过60的粉末。,润湿：药粉在装渗漉筒前应先用浸提溶剂润湿，避免在渗漉筒中膨胀造成堵塞，影响渗漉操作的进行。一般加药粉1倍量的溶剂，拌匀后视药材质地，密闭放置15分钟至6小时，以药粉充分地均匀润湿和膨胀为度。装筒：先取适量脱脂棉，用浸提溶剂润湿后,轻轻垫铺在渗漉筒的底部,然后将已润湿膨胀的药粉分次装入渗漉筒中，每次投药后压平。松紧程度视中药及浸出溶剂而定，若为含醇量高的溶剂则可压紧些，含水较多者宜压松些。装毕后,用滤纸或纱布将上面覆盖，并加少量玻璃珠或瓷块之类的重物,以防加溶剂时药粉冲浮起来。,药粉装入渗漉筒时注意事项：应均匀，要分次装，并层层压平。不能过松过紧。渗漉筒中的药粉量装得不宜过多，一般装其容积的2/3,留一定的空间以存放溶剂,可连续渗漉和便于操作。,排气：药粉填装完毕，先打开渗漉液出口，再添加溶剂，以利于排除气泡，防止溶剂冲动粉柱，使原有的松紧度改变，影响渗漉效果。浸渍：排除筒内剩余空气，待漉液自出口处流出时,关闭活塞，流出的漉液再倒入筒内，并继续添加溶剂至浸没药粉表面数厘米,加盖放置2448小时，使溶剂充分渗透扩散。这一措施在制备高浓度制剂时更重要。,收集渗漉液:渗漉速度应适当，若太快，则有效成分来不及浸出和扩散，药液浓度低，太慢则影响设备利用率和产量。具体规定：若中药质地坚硬或要求制备浓度较高的制剂,多采用“慢漉”，以使成分充分浸出；若中药有效成分为生物碱、苷类等易于浸出扩散者,则可采用“快漉”。一般1000g中药的漉速，每分钟在l3ml之间选择。大生产的漉速，每小时相当于渗漉容器被利用容积1/481/24。,2、重渗漉法：重渗漉法是将渗漉液重复用作新药粉的溶剂，进行多次渗漉以提高浸出液浓度的方法。由于多次渗漉,则溶剂通过的粉柱长度为各次渗漉粉柱高度的总和，故能提高浸出效率。,3、加压渗漉法：又叫加压式多级渗漉，用水泵加压。,特点：加压渗漉法总提取液浓度大，溶剂耗量小，对下一道浓缩工序、回收溶剂等很有利。,4、逆流渗漉法：是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的一种方法。,（四）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凝,重复流回浸出器中浸提中药,这样周而复始,直至有效成分回流提取完全的方法。分类：回流法可分为回流热浸法和回流冷浸法（连续回流提取法）。适用范围：对湿、热稳定，有效成分溶于乙醇等有机溶剂的药材。效率较高、溶剂耗用量少（较渗漉法）。不适用于受热易被破坏的中药成分的浸提。,1、回流热浸法：是将中药饮片或粗粉装入圆底烧瓶内,添加溶剂浸没中药表面,瓶口上安装冷凝管,通冷凝水,中药浸泡一定时间后,水浴加热,回流浸提至规定时间,滤取药液后,药渣再添加新溶剂回流23次,合并各次药液,回收溶剂,即得浓缩液。,2、回流冷浸法：少量药粉可用索氏提取器提取，大量生产时采用循环回流冷浸装置。,溶剂既可循环使用，又能不断更新，故溶剂用量最少，且浸出较完全。,（五）水蒸气蒸馏法：水蒸气蒸馏法是指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。适用范围：适于具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏的，与水不发生反应又难溶于水的有效成分提取。主要用于挥发油及某些小分子生物碱、酚类、游离醌类、小分子香豆素等。基本原理：根据道尔顿定律，相互不溶也不起化学作用的液体混合物的蒸气总压，等于该温度下各组分饱和蒸气压(即分压)之和。因为混合液的总压大于任一组分的蒸气分压,故混合液的沸点要比任一组分液体单独存在时为低。,常用通水蒸气蒸馏法,（六）超临界流体提取法：也称为超临界流体萃取（简称SFE）。超临界流体及其性质：超临界流体是指处于临界温度(Tc)与临界压力(Pc)以上的流体。其密度接近于液体，故分子间相互作用增大，对物质的溶解度大；黏度接近于气体，扩散系数比液体大100倍以上，故传质快。,适用范围：一般采用CO2。因其临界温度低（Tc=31.4），临界压力适中（Pc=7.37Mpa）,易操作，价廉，性质惰性，无毒。对亲脂性、低沸点成分溶解能力强，如挥发油等。分子极性基团（如-OH、-COOH）越多，越难提取。特点：可在低温下提取，“热敏性”成分尤其适用。无溶剂残留，对作为制剂的中药提取物的提取是一大优势。环保。用时短，工艺简单。主要用于亲脂性成分。高压系统价格较贵，投资大。对极性大的化合物提取效果较差，可添加夹带剂改进提取效果，但加入量不超过15%。,（七）半仿生提取法（简称SBE法）：部分模拟口服药物在人体胃肠中运转过程，采用选定pH的酸性水和碱性水依次连续提取的方法。特点：符合药物经胃肠道转运过程、适合工业化生产、体现中医治病的特点，是一种中药提取新技术。适用范围：一般药材均可适用。但其操作较麻烦且理论上还有许多需要完善之处,故实际应用很少.,（八）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有效成分的方法。超声波：人类耳朵听不到的频率为20千赫50兆赫左右的机械波，需要载体或介质来进行传播。,特点：与煎煮法、浸渍法、渗漉法等传统的提取方法比较，具有省时、节能、提取效率高等优点。但目前只在实验室应用，很难用于机械化大生产。适用范围：一般用于少量粉末药材的浸提。,（九）微波提取法：是利用微波强烈的热效应提取中药成分的一种方法。机理：微波有强烈的热效应。当被提取物和溶剂共同处于微波场中时，组分分子受到高频电磁波的作用，产生剧烈振荡，分子本身获得了巨大的能量（即活化能）以挣脱周边环境的束缚，当环境存在浓度差时，分子从被提取物中迅速向外扩散，很快达到相应的平衡点，完成提取过程。适用范围：适合含水的溶剂中萃取极性化合物。非极性溶剂则很少或不吸收微波。,第三节 中药提取液的分离与纯化,一、分离:主要指固-液分离，是将固体-液体非均相体系用适当方法分开的过程。中药品种多，来源复杂,提取液是多种成分的混合物，既含有效成分，又含无效杂质,菌类等。故中药浸提液的纯化、药物重结晶等要进行分离操作；注射剂的除菌也用到分离技术。分离方法一般有三类：沉降分离法、离心分离法和滤过分离法。,（一）沉降分离法：沉降分离法是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一种方法。原理：利用密度差异与重力。特点：此种方法分离不够完全，往往还需进一步滤过或离心分离，但它已去除了大量杂质，利于进一步分离操作，实际生产中常采用。该方法对料液中固体物含量少、粒子细而轻者及料液易腐败变质者不宜使用。,（二）离心分离法：是利用混合液中不同物质密度差来分离料液的一种方法。具体操作是将待分离的料液置于离心机中，借助于离心机的高速旋转产生的离心力，使料液中的固体与液体，或两种密度不同且不相混溶的液体，产生大小不同的离心力，从而达到分离的目的。原理：与沉降分离法相同，皆是利用混合液密度差来分离料液的。不同点是离心分离的力为离心力，沉降分离的力为重力。,特点：离心力比重力大得多，一台转速为1450rmin-1、直径为0.8m的离心机，其产生的离心力为重力的900倍。因此：含不溶性微粒的粒径很小或黏度很大的滤浆；密度不同且不相混溶的液体混合物；一般的分离法难分开者。可考虑选用适宜的离心机进行离心分离。,分类：1、按分离因数的大小分类：是物料在离心力场中所受离心力和重力之比值，常速离心机：a3000，适用于易分离的混悬滤浆的分离及物料的脱水。高速离心机：a=300050000，主要用于细粒子、黏度大的滤浆及乳状液的分离。（生产中最常用）超高速离心机：a50000，主要用于微生物及抗生素发酵液、动物生化制品等的固液两相的分离。超高速离心机中常伴有冷冻装置，可使离心操作在低温下进行。,超高速离心机:,2、按离心操作性质分类:滤过式离心机：如三足式离心机、上悬式离心机、卧式自动离心机。适用于混悬液中固体和液体的分离。沉降式离心机：如实验室用沉淀离心机。使用时应注意管内装料重量对称，偏重则损坏设备。分离式离心机：如管式超速离心机、蝶式离心机。能分离一般离心机难以分离的物料，特别适用于分离乳浊液、细粒子的悬浮液。,常用的离心机：1、三足式离心机：适用于混悬液中固体和液体的分离。借高速旋转产生的离心力，使滤液中固体被截留在滤布上，滤液通过滤布收集，使固体与液体得到分离。,此机的缺点是：从上部出料费力费工；转动装置及轴承在转鼓下方,检修时不太方便。,2、管式超速离心机：管式超速离心机的转速可达800050000rmin-1，有很高分离效果的离心机，a值大于50000，能分离一般离心机难以分离的物料,特别适用于分离乳状液、细粒子的悬浮液或分离两种不同密度的液体。,（三）滤过分离法:是将固-液混悬液通过多孔的介质，使固体粒子被介质截留，液体经介质孔道流出，而实现固-液分离的方法。1、滤过后应保留有效成分：有效成分为可溶性成分时取滤液；有效成分为固体沉淀物或结晶时则取滤渣(或称滤饼)；有时滤液和滤饼皆为有效成分，应分别收集。2、滤过机制：过筛作用、深层滤过、静电吸附.,3、影响滤过速度的因素：料液经一段很短的时间滤过后，滤过介质表面会形成致密的滤渣层，液体由滤渣间隙滤过。若将滤渣层中的间隙假定为均匀的毛细管束，那么，液体的流动遵守泊肃叶（Poiseuille）公式，可用下式表示：,P滤渣层两侧压力差 t 滤过时间r 滤渣层毛细管的半径 l 长度(毛细管)料液的黏度 V 滤液的体积,若把时间移到等式的左侧，则左项(V/t)为滤过速度:,可见影响滤过速度的因素：滤渣层两侧的压力差(P)：两侧的压力差愈大，则滤速愈快。滤器的面积：滤过速度与滤器的面积成正比（在滤过的初期表现明显）。滤材和滤饼毛细管半径（r）：与滤速成正比,毛细管长度（l）：与滤速成反比药液黏度（）：与滤速成反比。因此，常在料液中加助滤剂，以降低黏度。常用的助滤剂有活性炭、滑石粉等，助滤剂用量要适当。,4、滤过方法与设备:常压滤过:常用滤器：常用玻璃漏斗、搪瓷漏斗、金属夹层保温漏斗。,玻璃漏斗,金属夹层保温漏斗,特点与应用：常用滤纸或脱脂棉作滤过介质。适合少量药液粗滤时使用。,（2）减压滤过：常用滤器：常用布氏漏斗、垂熔玻璃滤器(包括漏斗、滤球、滤棒)。,布氏漏斗,垂熔玻璃滤器,特点与应用：布氏漏斗多用于少量非黏稠性料液的滤过，在注射剂生产中，常用于滤除活性炭。垂熔玻璃滤器常用于注射剂、口服液、滴眼液的精滤。,(3)加压滤过：常用滤器：常用压滤器和板框压滤机。,压滤器特点：器壁可用洗液冲洗，钢柱可取出刷洗。使用简便，故应用范围广。但滤过效果一般.,压滤器,板框压滤机,板框压滤机特点：本机应用加压密闭滤过，其效率高，滤过质量好，滤液损耗小。适用于黏度较低，含渣较少的液体作密闭滤过，以达到澄清等预滤或半精滤的要求。如与除菌微孔滤膜滤器串联使用，可达到滤过除菌的目的。,(4)薄膜滤过：薄膜滤过是利用对组分有选择透过性的薄膜，实现混合物组分分离的一种方法。膜的分类方法：最常用分类法是根据截留微粒的粒径，分为微孔滤膜滤过、超滤、反渗透。微孔滤膜滤过：所用微孔滤膜孔径为0.03l0m，主要滤除50nm的细菌和悬浮颗粒。生产中主要用于精滤，如水针剂及大输液的滤过；热敏性药物的除菌净化；制备高纯水。也可用于液体中微粒含量的分析和无菌空气的净化等。,实验室常用,药厂常用,微孔滤膜滤过的特点：A、微孔滤膜的孔径高度均匀，滤过精度高度准确；B、孔隙率高，一般占薄膜总体积70以上，故滤速快；C、滤膜质地薄(0.10.15mm)，对料液的滤过阻力小，滤速快，且吸附损失非常小；D、滤过时无介质脱落，对药液不污染；E、但易堵塞，故料液必须先经预滤处理。,微孔滤膜的种类：纤维素酯类、含氟材料类、聚酰胺类、聚砜类、聚烯烃类等。微孔膜滤器：常用的有两类，一类为平板式膜滤器,另一类为筒式膜滤器。A、平板式膜滤器：,实验室常用,生产中使用的平板式膜滤器：,特点：此种滤器容纳滤渣的容积小，只适用于含少量沉淀的料液的滤过。,B、筒式膜滤器：,特点：将数只微孔滤筒直接装在耐压的滤过器内，滤过面积大，适于工业化生产。,超滤：超滤是指利用质地薄、孔径更细微、结构特异的薄膜作滤过介质，透过小分子溶质，截留大分子溶质的过滤方法。多孔膜孔径为120nm，主要滤除5100nm的颗粒。所以超滤又是在纳米数量级（nm=10-9m）进行选择性滤过的技术。,可用于注射剂的精滤，多糖类、蛋白质等热敏性药物的分离、纯化与除菌。,超滤膜的孔径规格：超滤膜的孔径不以尺寸大小为指标，一般是以分子量截留值为指标。某种膜的分子量截留值系指当溶液中溶质的分子量超过该数值时，使用这种膜进行超滤，该溶质可基本被阻留。例如，分子量截留值为1万的膜，应能将溶液中1万分子量以上的溶质绝大多数（90%）截留在膜前。超滤膜的结构：是有机高分子聚合物制成的多孔膜,超滤过程推动力：滤膜两侧压力差。超滤的应用：广泛应用于医药、化工、食品和轻工等工业，以及机械、电子和环保工程等方面。反渗透：一种以高于渗透压的压力作为推动力，利用选择性膜只能透过水而不能透过溶质的选择透过性，从水体中提取淡水的膜分离过程。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。常用于纯化水的生产。,二、纯化：纯化是采用适当的方法和设备除去中药提取液中杂质的操作。中药提取液一般说来体积都较大、含量低、杂质多。为提高疗效，减少服用量，增加制剂的稳定性，常需进一步纯化。常用的纯化方法有：水提醇沉淀法、醇提水沉淀法、超滤法、盐析法、酸碱法、澄清剂法、透析法、萃取法等。,(一)水提醇沉淀法（水醇法）：是先以水为溶剂提取中药有效成分，再用不同浓度的乙醇沉淀去除提取液中杂质的方法。1、工艺设计依据：根据药材中各种成分在水和乙醇中的溶解性的不同，把水和不同浓度的乙醇交替使用。即在中药水提取浓缩液中加入乙醇使达不同的含醇量，某些杂质成分在醇中溶解度降低而析出沉淀，固液分离后使水提液得以精制。,可保留生物碱盐类、苷类、氨基酸、有机酸等有效成分；去除蛋白质、糊化淀粉、黏液质、树胶、部分糖类、油脂、脂溶性色素、树脂等杂质。通常认为，料液中含乙醇量达到50%60%时，可去除淀粉等杂质；当含醇量达75%以上，可除蛋白质、多糖等。但鞣质、水溶性色素不能完全除去。根据工业生产的实际情况：因为中药体积大，若用乙醇以外的有机溶剂提取，用量多，损耗大，成本高，且有些有机溶剂（如乙醚等）沸点低，不利于安全生产。,2、操作要点：方法：将中药饮片先用水提取（生产中常用煎煮罐加水煎煮23次，合并煎煮液，滤过），再将提取液浓缩至约每毫升相当于原中药12g，加入适量乙醇（调节含醇量），静置冷藏适当时间，分离去除沉淀，回收乙醇（即浓缩），最后制成澄清的液体。,操作中注意事项：药液的浓缩：水提取液应经浓缩后再加乙醇处理，这样可减少乙醇的用量，使沉淀完全。浓缩时最好采用减压低温法，不宜用直火加热浓缩。浓缩前后可视情况调节pH值，以保留更多的有效成分，尽可能除去无效物质。浓缩程度，实际生产中，判断正在加热的清膏及成品膏是否达到规定的相对密度（比重），通常用波美计测量。,波美计,波美计测量可用如下方法：准确量取1530的水400ml，置500ml量筒中，滴加正在浓缩的稠膏至500ml，搅匀后，用波美计测其波美度数值，按下式求得稠膏的相对密度D：,式中，n为稠膏稀释倍数；d为稠膏稀释至 n倍的相对密度；b为稠膏稀释至n倍测得的波美度。,加醇的方式：通常可分二种方式，一为分次醇沉，即每次回收乙醇后再加乙醇调至规定含醇量，使含醇量逐步提高，这样有利于除去杂质，减少杂质对有效成分的包裹而被一起沉出损失。二为梯度递增法醇沉，即逐步提高乙醇浓度，最后才回收乙醇，其操作方便，是实际生产中常用方法。不管用何种加醇方式，操作时皆应将乙醇慢慢地加入到浓缩药液中，边加边搅拌（快搅），使含醇量逐步提高，杂质慢慢分级沉出。,醇量的计算：调药液含醇量达某种浓度时，每次需达到某种含醇量，应通过计算求得。乙醇计的标准温度为20，测量乙醇本身的浓度时，如果温度不是20，应作温度校正。根据实验证明，温度每相差1，所引起的百分浓度误差为0.4。因此，这个校正值就是温度差与0.4的乘积。可用下式求得乙醇本身的浓度：,式中，C实为乙醇的实际浓度（%）；C测为乙醇计测得的浓度（%）；t为测定时乙醇本身的温度。,冷藏与处理：加乙醇时药液的温度不能太高，加至所需含醇量后，将容器口盖严，以防止乙醇挥发。该含醇药液慢慢降至室温后，再移置冷库中，于510下静置1224小时（使杂质充分凝聚），若含醇药液降温太快，微粒碰撞机会减少，沉淀颗粒较细，难于滤过。待充分静置冷藏后，先虹吸上清液，可顺利滤过，下层稠液再慢慢抽滤，并以同浓度乙醇适量洗涤沉淀，以减少药液成分的损失。3、总结：水提醇沉淀的方法从20世纪50年代后期起至今被普遍采用，然而,中药采用本法纯化处理存在不少值得进一步研究的问题，因此，在没有充分的理论和实践依据之前，不宜盲目地套用本法。,(二)醇提水沉淀法（醇水法）：是先以适宜浓度的乙醇提取中药成分，再用水（沉淀）除去提取液中杂质的方法。其基本原理及操作与水提醇沉淀法基本相同。先以适宜浓度的乙醇提取药材后，将提取液回收乙醇，加适量水搅匀，冷藏静置，除去沉淀。醇提可避免淀粉、蛋白质、黏液质的浸出，加水处理又可除去醇提液中的树脂、脂溶性色素等杂质。适于含黏液质、蛋白质、糖类等水溶性杂质较多而药效物质为醇溶性或在醇水中均有较好溶解性的药材的提取。注意：如果药效成分在水中难溶或不溶，则不可采用水沉处理。,（三）盐析法：是在含某些高分子物质的溶液中加入大量的无机盐，使其溶解度降低沉淀析出，而与其他成分分离的一种方法。主要用于蛋白质的分离纯化，且不至于使其变性。1、基本原理：高浓度的盐才能降低蛋白质的溶解度，并使之沉淀。其原因有两个：使蛋白质分子表面的电荷被中和；使蛋白质胶体的水化层脱水，使之易于凝聚沉淀。,2、常用盐与浓度表示法：盐析常用中性盐有：硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等。硫酸铵为盐析时最常用的盐。盐析时盐溶液的浓度表示法除用摩尔浓度、百分浓度外，常用“饱和度”。盐的饱和度指该盐的饱和溶液的体积占混合后溶液总体积的百分数。例如，3体积的含蛋白质溶液,加1体积饱和盐溶液，该盐的饱和度为25%。,（四）酸碱法：是针对单体成分的溶解度与酸碱度有关的性质，在溶液中加入适量酸或碱，调节pH值至一定范围，使单体成分溶解或析出，以达到分离目的的方法。如生物碱一般不溶于水，加酸后生成生物碱盐而溶于水，再碱化后又重新生成游离生物碱而从水溶液中析出，从而与杂质分离。,（五）其他：1、大孔树脂吸附法：是利用其多孔结构和选择性吸附功能将中药提取液中的有效成分或有效部位吸附，再经洗脱回收，以除去杂质的一种纯化方法。性质：大孔树脂理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂，不受无机盐类及强离子低分子化合物的影响；吸附性能好，再生简单，效果可靠，选择性好。应用：药液通过大孔树脂后，70%乙醇洗脱皂苷，95%乙醇、水、强酸、强碱轮换冲洗掉其上吸附的一切物质而使树脂再生后可重新应用。,2、澄清剂法：是在中药浸出液中加入一定量的澄清剂，利用它们具有可降解某些高分子杂质，降低药液黏度，或能吸附、包合固体微粒等特性来加速药液中悬浮粒子的沉降，经滤过除去沉淀物质获得澄清药液的一种方法。特点：能较好地保留药液中的有效成分，除去杂质，操作简单，澄清剂用量小，能耗低。主要用于除去药液中粒度较大及有沉淀趋势的悬浮颗粒，以获得澄清的药液。,常用澄清剂：壳聚糖、明胶、琼脂、蛋清、硫酸铝、101果汁澄清剂等。壳聚糖沉降机制：为带正电荷（NH4+）的高分子物质