張程
津村盛實制藥有限公司 天津 300250
中藥具有一定的治療作用,毒性低,副作用小,相對安全,符合現(xiàn)代疾病預防和治療的概念。中藥化學成分的提取是厘清中藥有效物質(zhì)基礎和質(zhì)量控制的關鍵問題。然而,中藥的化學成分非常復雜,其提取一直很難分離且時間長。近年來,中藥的興起涌現(xiàn)了許多新思路、新方法、新技術(shù),有力地推動了整個中藥產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展和進步。
超聲波是指聲波,其頻率高于人類的聽覺之外的。超聲波提取方法利用超聲波的空化,熱和機械作用來有效地提取中草藥成分。超聲波作為一種有彈性的機械振動波,利用高速,強振動破壞草藥材料的細胞,加快溶劑對藥物材料的滲透速度,有效成分在藥物材料中的充分分散,極大地提高了中藥材的提取效率。此外,超聲的空化作用可以在空穴閉合時利用高能超聲產(chǎn)生細胞壁的高壓破裂。與中藥提取方法相比,超聲提取方法縮短了提取時間,在短時間內(nèi)不引起溫度過高。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)為中藥的提取和大規(guī)模生產(chǎn)提供了合理的生產(chǎn)過程,在有效成分溶出速率不斷加快的同時,也具有較好的效果。
通常,隨著超聲頻率的不斷增加,空化的效果也進一步得到進一步的提升,但是增加過高的聲波的頻率將削弱空化的效果。為此,調(diào)節(jié)合適的超聲頻率對提取中藥有效成分非常重要。超聲波的次要影響可以有效地加速提取成分的擴散和釋放,并使它們與溶劑充分結(jié)合。這為活性成分的提取提供了一定的理論基礎。通常,超聲時間的長短會影響中藥?;钚猿煞值奶崛⌒释ǔS著時間的推移而增加,但是長期提取的工作也會增加熱效應并產(chǎn)生不可預測的副反應。同時,確定更合適的溶劑和材料比例對于節(jié)省藥物提取資源非常重要。
目前,超聲提取法主要應用于單一中藥的有效成分和少量的復合藥材。這是因為超聲的使用受到限制,并且超聲能量只能在超聲源附近的小范圍內(nèi)產(chǎn)生??栈蜋C械強度的影響會隨著時間而降低。但是,利用實驗研究,有關工作人員找到了更利于使用的方法,并獲得了最佳的使用過程。一般而言,15分鐘超聲波更適合提取中藥成分。經(jīng)過優(yōu)化的提取工藝,是中藥傳統(tǒng)研究與開發(fā)的最好體現(xiàn)。實際上,由于能量分布不均勻和超聲系統(tǒng)容量的變化,超聲提取方法會導致不同的工藝參數(shù)。
微波是一種攜帶能量的電磁波。在傳播中若是遇到了物體,將會出現(xiàn)反射、穿透和吸收。對中藥成分的提取采用微波技術(shù)可以將藥物成分的分離分離效率進一步提升。微波穿透作用在一定的基質(zhì)上,并利用其強大的熱效應將植物細胞的內(nèi)部進行加熱,外部的熱傳遞導致內(nèi)部壓力嚴重超過細胞壁空間。破裂后,將細胞中的有效成分分配到提取器中,從而提高了溶劑的使用率和回收速度,并未中藥材提取的質(zhì)量提供的保障。
一方面,在微波提取過程中,提取器的選擇非常重要。一般而言,提取器可以通過力將活性成分分散在藥物材料中。非極性和弱極性提取器非常常見。只有這樣,才能降低微波通過溶劑的傳輸復雜度,從而降低微波消耗,同時降低溶劑溫度可以防止醫(yī)用材料中的成分分散和熱分解。另一方面,微波功率和微波時間對于微波能量非常重要。能量越低,細胞破碎率越低,提取效率越低。但是,請注意不要長時間使用微波以減少原材料中其他雜質(zhì)的消化。以防止產(chǎn)量下降。
微波提取中藥材的有效成分具有高效、綠色、環(huán)保的優(yōu)點。與超聲提取和水浴方法相比,微波提取具有更高的提取效率,但需要更長的時間并使用更多的溶劑。許多微波提取的重要因素如乙醇濃度和微波強度已被研究用于生產(chǎn)某些中草藥的微波輔助提取。微波提取可以有效地破壞細胞壁,并避免超聲提取無法避免的噪聲污染。但是,在實際應用中,微波提取方法只能用于提取熱穩(wěn)定物質(zhì)。滲透性差的缺點使其在實驗室中的開發(fā)受到限制,并且在實際應用中缺乏特定的經(jīng)驗。
超臨界流體萃?。⊿FE)是一種高科技的物理萃取技術(shù)。它使用溫度和壓力均處于熱力學狀態(tài)且都高于臨界值的液體作為提取器,并且其溶解度與其密度有關。這是因為通過改變溫度或壓力可以在很大范圍內(nèi)改變超臨界流體的密度,然后可以依次選擇性地提取具有不同極性、沸點和相對分子質(zhì)量的化合物。常用的SCF是CO2,因為CO2無毒,不易燃、易爆,具有成本低、壓力低、臨界溫度高、安全性高的特點。
超聲提取技術(shù)(也稱為超聲萃取)是一種新的提取技術(shù),它利用超聲波的機械作用、空化作用和熱作用來增加介質(zhì)分子的速度并滲透環(huán)境,以提取中藥的化學成分。當前,由于提取時間短、提取率高、提取溫度低的獨特優(yōu)勢,超聲提取被廣泛用于各種動植物中藥材和有效化學成分的提取中。糖類、黃酮和其他化合物具有很高的提取效率。
酶法是利用酶反應的高特異性,根據(jù)中藥的有效成分選擇一些合適的酶,降解細胞壁和細胞間質(zhì)中的某些物質(zhì),以及減少細胞壁和細胞間質(zhì)的降解。萃取液中細胞活性成分的擴散,細胞間物質(zhì)和其他傳質(zhì)障礙的抵抗力。該方法反應條件簡單,不破壞活性成分原有的三維結(jié)構(gòu)和生物活性,提取時間短、提取率高、反應規(guī)格高、操作簡單,對設備無要求,具有較高的優(yōu)點。除中性蛋白酶等外,常用的酶類型還有纖維素和果膠酶。
中藥的酶水解可以顯著提高中草藥有效成分的提取率,但對檢測的要求很高。為了確保酶的最大作用,不僅需要確定最佳的pH值、最佳的提取溫度和最佳的提取時間,而且還需要確定最佳的提取時間??紤]底物濃度、酶濃度、激動劑、抑制劑等對提取成分的影響,以及酶對中草藥其他化學成分的影響。對于中草藥,痕量的有效化學成分含量低,痕量甚至受溶劑的提取以及大量易發(fā)生結(jié)構(gòu)變化的溶劑的提取,可以采用酶法提取中藥。
植物組織粉碎提取技術(shù)最早于1993年提出,是一種提取中草藥化學成分的新技術(shù)。主要通過快速提取器實現(xiàn),依靠高速粉碎、高速研磨、高速激發(fā)和超分子滲透技術(shù),可以在幾秒鐘到幾十秒鐘內(nèi)處理中草藥的根、莖、葉和花在室溫下處于液態(tài)時,水果、種子(小種子除外)等會分解組織并將它們研磨成細顆粒,從而以最快的速度消化和轉(zhuǎn)移組織細胞內(nèi)的有效成分,提取的目的可以通過過濾達到。組織碎片提取技術(shù)在提取皂苷類、黃酮、多糖、多酚和其他化學成分的研究技術(shù)上取得了長足的進步。
在中藥制劑領域逐步引入新技術(shù)、新思路、新方法,可以合理利用中藥有效成分,促進中藥制劑質(zhì)量的提高。實際上,許多新的中藥提取技術(shù)比傳統(tǒng)的提取方法具有很大的優(yōu)勢。它們對于提高中藥有效成分的提取效率,實現(xiàn)現(xiàn)代中藥的實施和發(fā)展具有重要意義。但是,新技術(shù)仍在研究中,在起步階段,目前的實施和某些成就還有很長的路要走??焖佟h(huán)保、高效和經(jīng)濟的重要提取技術(shù)應成為類似領域研究人員追求的目標,以促進和控制中藥制劑的生產(chǎn)。合格質(zhì)量和技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展方向正在向前發(fā)展。促進中醫(yī)藥科學化、工業(yè)化和標準化是中醫(yī)藥領域每一位員工的共同使命。