中药材前处理技术新进展
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[收稿日期]2007-07-22
[作者简介]刘辉,男,博士,主管药师,电话:027-********,E -m ail:pharmacyman @https://www.360docs.net/doc/b27874189.html,
中药材前处理技术新进展
刘辉1,2,汤韧1,杜蓉1,聂淑芳2,杨星钢2,潘卫三2 (1.广州军区武汉总医院药剂科,湖北武汉430070;2.沈阳药科
大学药学院,辽宁沈阳110016)
[摘要] 目的:介绍采用现代科技手段进行中药材前处理的研究进展和应用概况。方法:综述国内外相关文献,进行归纳、总结。结果:现代工艺和技术在中药材粉碎、提取、分离纯化、浓缩干燥等前处理中的应用,不仅保留了中药材传统处理方式的实质,而且更符合中药现代化的质量标准。结论:中药前处理技术的现代化研究,是实现中药制剂现代化、提高中药产品质量的重要方法。
[关键词] 中药材;前处理技术;现代工艺和技术
[中图分类号]R 284.2 [文献标识码]B [文章编号]1001-5213(2008)06-0479-04
中药现代化是指以中医药基础理论为指导,运用现代科学技术,按照国际认可的标准和规范,对中药的科属种源、物质基础、炮制工艺、组方原理、制剂开发、制剂标准、质量控制等进行研究,以适应当代医疗需求的一项系统工程。中药制
剂最突出的特点在于:其所用的原料为药材,且通常为复方制剂。在进行制剂过程之前,必须要对各种药材进行前处理,以满足现代制剂技术的要求。因此,既要体现中医药理论指导的自身特色,保留中药传统制剂合理的本质,又要完
全符合中药制剂现代化的质量标准,利用现代科技方法进行中药材的粉碎、提取、分离纯化、浓缩干燥等前处理工艺研究的重要性显得尤为突出。本资料就近年来现代工艺和技术在中药材前处理中的应用进行归纳总结。
1超细粉碎技术
中药材的粉碎是前处理的必要环节。利用超细粉碎技术对原生药材进行细胞级粉碎,能将原生药材粉碎成中位粒径5~10L m以下的超细粉体,细胞破壁率\95%,使细胞内的活性成分等直接暴露出来,活性成分可不经过浸提,而是直接通过溶解、胶溶或洗脱过程即可溶出;对于无细胞结构的药材、矿物类药材和某些难溶性中药,经超细粉碎处理,物料粒径减小,比表面积增大,吸附分散性和溶解速率增加,生物利用度明显提高。超细粉碎技术结合机械粉碎和气流粉碎原理,利用物料在高速气流作用下获得的巨大动能以及高速气流对物料的剪切作用,使物料颗粒在粉室中进行高速碰撞,剧烈摩擦,从而达到粉碎物料的目的。
目前利用该技术开发的中药品种有西洋参、人参、珍珠、三七、花粉等诸多品种[1]。在进行超细粉碎的过程中,利用研磨混炼机可解决不能均质的问题,使药效充分发挥,但值得注意的是,药物粒度并不是越细越好,对一些有刺激性的中药来说,增加细度虽可以增加吸收,但刺激性也增强,特别是含毒性药材的制剂粉碎后怎样调整用量,也需重新研究[2]。
2提取技术
2.1微波萃取技术微波萃取技术是指将中药有效成分的提取过程或提取前处理过程置于微波场,利用微波场的特性和优点来强化有效成分浸出的新型提取方法。微波是频率介于300M H z~300G Hz之间的电磁波,它不仅具有很强的穿透性,而且还有很高的加热效率。与传统的溶剂提取法相比,由于微波有很强的穿透性、高的加热效率和破碎植物细胞壁的能力,加快了有效物质的溶出,使许多难溶物质在微波电磁场的作用下得到较好的溶解,不仅提高了提取效率,缩短了提取时间,还能大大节约能源。另一方面微波的快速高温处理可以将细胞内某些降解有效成分的酶灭活,从而使这些有效成分在药材保存或提取时间内不会遭到破坏。
采用微波辅助萃取法和水提法提取甘草黄酮,并用均匀设计考察及优化微波萃取甘草黄酮的实验条件,发现用微波萃取法得到的甘草黄酮的含量(24.6mg#g-1)明显优于水提法(11.4mg#g-1)[3]。运用微波技术提取车前穗总黄酮,反应速度快,提取完全,比色法测得车前穗中总黄酮含量为5.21%[4]。
2.2超声波提取技术超声波提取技术使用的是一种频率范围在15~60kHz的高频机械波。利用超声波增大物质分子运动频率和运动速度,提高溶剂穿透力的特点,可以大大缩短中药材的提取时间,提高药物的溶出速率和溶出数量,这种具有类似助溶作用的提取技术,工艺操作简便,药物浸出平衡时间短,无需加热,在固体中药材的提取上具有广泛的应用。在用于药材粉末提取时,由于药物组分从细胞内扩散过程是提取的限速步骤,因此加溶剂后放置一段时间再超声提取,效果更佳。通过单因素实验及方差分析,优选出超声波提取苦参碱类成分的最佳工艺,与传统水煎煮法比较,超声波提取苦参碱类成份省时、成本低、提取率高,苦参碱提取率由0.213%提高到了0.472%[5]。
2.3超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是近年发展起来的一种新型提取分离技术,它利用超临界状态下的流体作为萃取溶剂,从液体或固体中萃取中药材中的有效成分,再通过减压的方法将其分离。与传统的化学溶剂法相比,超临界流体萃取有下述优点:(1)萃取能力取决于流体的密度,容易通过调节温度和压力来控制;(2)通过等温降压或等压升温过程,被萃取物质即可与溶剂分离,没有溶剂残留;
(3)可在较低温度下进行,适用于热敏性成分的提取;(4)无易燃、易爆的危险,不污染环境;(5)提取和分离一步完成,生产效率高,能实现选择性提取,省时、廉价。
用二氧化碳超临界流体(SCF-CO2)萃取厚朴,可完全避免水、碱及醇提取过程中湿、热等引起的挥发、氧化等物理化学变化。采用SCF-CO2技术萃取防风、羌活、小茴香,与水蒸气蒸馏法相比,萃取时间短,而出油率高。由于SCF-CO2萃取温度很低,避免了常规提取过程中经常发生的分解、沉淀等各种变化,最大程度地保持了各组分的原有特性,因此所得到的产物具有颜色自然,香气纯正等特点[6]。以SCF-CO2法萃取五味子中木脂素等成分,通过正交试验考察最佳萃取工艺条件,与有机溶剂萃取法相比,没有有机溶剂残留,而且简化了工艺[7]。
2.4酶反应技术该技术选用适当的酶,通过酶反应,较温和地将植物组织分解而达到提取纯化的目的,是最近几年应用于中药工业的一项生物技术。利用酶的生物催化活性和专一性,选用果胶酶、木瓜蛋白酶、纤维素酶等水解酶,可将植物组织分解,加速有效成分的释放,或将非需成分或原料药中干扰提取的果胶、粗蛋白、植物纤维、淀粉、脂肪等杂质分解除去,提高制剂的纯度和澄清度;另外,结合应用结构重组工具酶对中分子物质进行结构控制,还可达到减毒增效的目的。
近年来,中药制剂中酶的应用范围日益扩大,由于大部分中药材的细胞壁都由纤维素构成,有效成分往往包裹在细胞壁内,用纤维素酶可以破坏B-D-葡萄糖链,有利于有效成分的提取。将纤维素酶用于穿心莲的提取,可提高穿心莲内酯的含量和提取量[8]。
2.5双水相萃取技术双水相萃取是指物质在两种水溶性聚合物形成的双水相体系中的选择性分配。通过对两种聚合物的种类、结构、分子量、浓度的选择和目的产物的电荷、大小形状以及不同体系的比较分析,从而达到分离纯化的目的。目前常用的双水相体系有聚乙二醇(PEG)/盐体系和聚乙二醇(P EG)/葡聚糖(Dex tran)体系。该技术具有操作时间短、分离步骤少、活性损失小、条件温和,且不存在有机溶剂残留的问题等优点,易于放大和连续操作,尤其适用于酶、核酸、生长激素等各种活性成分的提取与纯化,在天然产物中有效成分的提取方面颇有前途。
黄芩苷是黄芩中具有药用价值的主要有效成分,用PEG6000-K2HP O4-水的双水相系统进行分配实验,可得到黄芩苷和黄芩素的纯品[9]。采用PEG/(N H4)2SO4双水相萃取技术提取果胶酶,考察PEG分子量、pH、成相物质浓度、氯化钠浓度、温度等因素对果胶酶分配系数的影响。结果表明,在双水相最佳提取条件下,提取效率极大提高,果胶酶分配系数可达到14.0[10]。
2.6半仿生提取技术半仿生提取技术是从生物药剂学的角度考虑,将整体药物研究法与分子药物研究法相结合,模拟吸收给药后经胃肠道转运的原理,为消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺。具体操作是将药料先用一定pH的酸水提取(胃部环境),继以一定pH值的碱水提取(肠道环境),提取液分别滤过浓缩制成制剂,提取水的最佳pH 和其他提取条件的选择可用一种或几种有效成分结合主要药理作用为指标,采用分割、正交试验等方法来优化。采用此方法进行当归苦参丸方药[11]和慈航软胶囊方药[12]的提取工艺研究,均取得了良好效果。
3分离纯化技术
3.1色谱分离技术超临界流体色谱和高速逆流色谱分离技术是两种最新的色谱分离技术。超临界流体色谱法是利用超临界流体为流动相,在临界点条件下对物质进行萃取。对中药中易挥发组分或生理活性物质的获取损失极少,易获得高质量产品。高速逆流色谱分离技术(hig h-speed co unter-cur rent chromato gr aphy,H SCCC)是一种高效、快速的无载体液-液分配色谱技术,它利用螺旋管的方向性与高速运动相结合,产生独特的动力学现象,使两种溶剂在螺旋管中实现高效地接触、混合分配和传递,从而达到将样品中各组分进行连续有效分离的目的。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分离制备。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,还可用于中药粗提物中各组分的分离或进一步精制。应用该技术纯化牛膝多糖[13],取得了较好的效果。
3.2膜分离技术膜分离技术是现代分离技术领域中先进的技术之一,此技术以化学成分间分子量差异为基础,利用物理筛分原理,通过膜孔对物质进行选择性的截留,使溶剂与低分子物质通过,高分子物质不能通过。使用膜分离技术(包括超滤膜、微孔滤膜、半透膜、反渗透膜等)可以在原生物体系环境下实现物质分离,与其他提取方法相比具有明显的优势:(1)富积产物或滤除杂质效率高;(2)无需加热浓缩,有效成分不被破坏,能耗小;(3)有效膜面积大,滤速快。该法特别适用于中药注射剂等液体制剂。此外,膜分离技术还有滤除细菌、微粒、大分子杂质(胶质、鞣质、蛋白质、多糖)及脱色等作用[14]。膜分离技术在中药制剂中的应用主要集中在以下几个方面[15]:(1)采用超滤技术和微滤技术解决中药液体制剂的澄清问题,特别是解决注射剂的澄明度、无菌无热源问题;(2)纯化中药提取物,以得到有效成分;(3)采用超滤技术、纳滤技术和反渗透技术浓缩中药有效成分。
3.3高速离心技术高速离心技术是利用离心设备,通过离心机的高速运转,使药液中杂质在离心加速度的作用下沉淀并除去的一种方法。该技术具有自动化程度高、分离效率高、有效成分收率完全、澄清度高等特点,特别适用于胶体溶液或含絮状物混悬液的分离澄清。
采用高速离心机制备归脾口服液的结果表明,通过改变离心速度可改善口服液的质量,离心速度越高其外观质量越好,成品室温下放置产生的沉淀也越少[16]。沉降式离心机可解决醇沉及浸膏难滤问题,同时亦能明显改善分离液的澄明度,使产品的外观质量得到保证,与水醇法相比,避免了沉淀时带走有效成分而保证药物的应有效果[17]。比较高速离心法和水醇法制备清热解毒口服液,结果高速离心法(16000r#min-1)指标含量明显高于水醇法[18]。由此可看出:使用高速离心技术,不仅缩短了工艺流程,节约大量乙醇,而且可使有效成分避免损失,是保证制剂疗效的一种有效手段。
3.4絮凝分离技术絮凝分离技术又称吸附澄清技术,是指应用絮凝剂(如明胶、鞣酸、蛋清、ZT C澄清剂、101果汁澄清剂、壳聚糖等),以电中和及吸附方式,沉淀中药提取液或浓缩液中带负电的蛋白质、粘液质树胶、鞣质等亲水胶体粒子或混悬颗粒,通过滤过以达到分离、纯化目的的一项新技术。这种新型分离技术在保留有效成分、降低生产成本,缩短生产周期上有较大优势。玉屏风口服液使用101果汁澄清剂澄清后,经与醇沉法比较,氨基酸、多糖、黄芪甲苷、总固体含量等指标均以澄清法为优[19]。王曙东等[20]选择30味主含生物碱类成分中药,考察壳聚糖对中药浸提液的澄清效果,实验结果表明:大部分中药都达到澄清目的,且澄清剂量与生药量有关,而与药液体积、中药的药用部位、所含生物碱类型无关。用壳聚糖澄清何首乌水提液也取得良好效果[21]。
3.5分子蒸馏技术分子蒸馏(molecular distillatio n),又称短程蒸馏,是一种在高真空度下(绝对压力0.133Pa)进行连续蒸馏的分离操作新技术。在中药的提取分离中,主要用于对高沸点、黏度大、热敏性高的天然有效成分(如香料)的分离,另外还可用于微量标准品的制备以及新药研究过程中单体成分的纯化,如运用分子蒸馏分离藿香油、玫瑰油[22],提高银杏中银杏内酯B的分离效果[23]等。
3.6大孔树脂吸附分离技术大孔树脂吸附分离技术是采用特殊的有机高聚物作为吸附剂,利用大孔树脂对多糖、生物碱、黄酮、水溶性酸性化合物等具有的不同吸附特性,通过改变洗脱条件,从中药复方煎液中有选择地吸附其中的有效成分和去除无效成分的一种分离精制新工艺。该技术具有高度富集药效成分、减小杂质和产品的吸潮性、有效去除重金属、安全性较好,再生简单等优点,生产过程可达到G M P 要求。目前日本已有药用标准的大孔树脂工业化生产。利用优化得到的非极性大孔树脂DF01,直接从苦豆籽浸取液中吸附分离苦豆子总生物碱,吸附快、解吸易、液体流动性好、树脂寿命长,且吸附量和解吸率分别达到17g#L-1和96%[24]。川芎化学成分相当复杂,主要含有挥发性的生物碱、阿魏酸、酚性成分和内酯等,而其总生物碱和酚性成分有较明显的生理活性。采用大孔吸附树脂分离出的川芎总提取物中,川芎嗪和阿魏酸含量约为25%~29%,收率为0.6%[25]。
4浓缩干燥技术
4.1喷雾干燥技术喷雾干燥能直接将溶液、乳浊液、悬浊液干燥成粉状或颗粒状制品,它是通过雾化器将泥浆状物料或料液喷成雾滴,在与热气流的接触过程中,水分迅速气化,从而获得干粉或颗粒的干燥技术。该方法的特点是物料的受热表面积大,传热传质迅速,雾滴湿度大致等于热空气的湿球温度,一般可控在50e左右,故干燥的产品质量好,特别适用于热敏性物料。喷嘴形状、喷射压力、雾化类型和液体性质等都直接影响干燥效果、干燥颗粒的粒径及粒度分布[26]。
4.2 冷冻干燥技术 冷冻干燥是将被干燥物料预先冻结成
固体,在低温条件下利用冰的升华性质,将水分直接升华除去的干燥方法。冷冻干燥具有含水量低、外形美观、避免高热处理过程,成品疏松、呈海绵状,易于溶解等特点,尤其适用于热极不稳定物料的干燥。
4.3 微波干燥与灭菌技术 主要基于微波的生物效应,微生物体内的水分在微波交变电磁场的作用下引起强烈的极性振荡,导致细胞膜结构破裂或细胞分子间氢键松弛,使细胞的生存环境遭到严重破坏,以至细胞死亡。微波的非热特异性改变了医药领域传统的高温消毒灭菌方式,实现了低温灭菌。由于微波干燥与微波灭菌具有诸多优点,尤其是对热敏性药物的干燥灭菌可在低温下操作,加上微波设备设计的完善,其在中药生产领域的应用越来越广。如中草药原材料的干燥、防霉、灭菌;植物浸提物的干燥;各种结晶物料、粉剂、颗粒剂、片剂、丸剂等中成药的烘干灭菌;注射和静脉滴注用的中药针剂的灭菌;口服液制剂快速低温灭菌;胶囊快速低温灭菌等。
应用于中药制剂的浓缩干燥新技术还有薄膜蒸发技术、远红外干燥、电离辐射干燥、真空干燥等。这些新技术的推广不仅可以缩短干燥时间,提高产品质量,而且拓宽了干燥物料的范围,使一些原来无法进行干燥的流体物料、热敏性物料、湿粒性物料的干燥也能达到GM P 标准和现代化生产的要求。
5 结语
实践证明采用传统的中药材处理方法已不能满足现代中药制剂发展的要求。只有根据中药材的特点,将现代技术应用于中药研究,才能更快的实现中药制剂现代化的目标,提高中药产品在国际上的竞争力。参考文献:
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[收稿日期]2007-01-24
[作者简介]刘芳,女,硕士,主管药师,电话:010-********-2740,E -mail:liufang 8-111@https://www.360docs.net/doc/b27874189.html, [通讯作者]翟所迪,电话:010-********-6686,E -mail:zh ais uodi @https://www.360docs.net/doc/b27874189.html,
美金刚治疗阿尔茨海默病的临床应用
刘芳,翟所迪 (北京大学第三医院药剂科,北京100083)
[摘要] 目的:为美金刚用于阿尔茨海默病(A D)临床治疗提供参考。方法:通过检索medline,embase,Co chr ane 图书馆和FDA 网站等网络资源,收集美金刚在人体应用的药效学、药动学、耐受性以及用于AD 治疗有效性等方面的临床研究结果。结果:美金刚对于治疗中重度AD 安全有效。[关键词] 美金刚;阿尔茨海默病;临床研究