长春中医大《中药药剂学》课件06浸提、分离、精制、浓缩与干燥

《《中药药剂学中药药剂学》》浸浸提提中药浸提目的中药浸提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。浸提的目的是： 1、尽量浸提有效成分或有效部位，最低限度地浸出无效甚至有害的物质； 2、减少服用量； 3、增加制剂的稳定性； 4、提高疗效。n浸出过程n影响浸出的因素中药的浸提的过程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。矿物药和树脂类中药无细胞结构，其成分可直接溶解或分散悬浮于溶剂中。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。n中药浸提的过程u浸润、渗透阶段溶剂能否使药材表面润湿，与溶剂性质和药材性质有关，取决于附着层(液体与固体接触的那一层)的特性。如果药材与溶剂之间的附着力大于溶剂分子间的内聚力，则中药易被润湿。反之，如果溶剂的内聚力大于中药与溶剂之间的附着力，则中药不易被润湿。溶剂润湿药材，渗入细胞n中药浸提的过程u解吸、溶解阶段溶剂进入细胞后，可溶性成分逐渐溶解，胶性物质由于胶溶作用，转入溶液中或膨胀生成凝胶。随着成分的溶解和胶溶，浸出液的浓度逐渐增大，渗透压提高，溶剂继续向细胞内透人，部分细胞壁膨胀破裂，为已溶解的成分向外扩散创造了有利条件。有效成分从组织中解吸、溶解。溶剂不同，溶解成分不同，遵循“相似相溶”的规律。n中药浸提的过程u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。u扩散阶段细胞内（浓度高、渗透压高）浓度差、渗透压差（Fick’s方程）溶剂（动态平衡）u扩散阶段物质的扩散速率可借用Fick’s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，代表药材的粒度及表面状态 dc ／dx——浓度梯度 D——扩散系数负号——表示扩散趋向平衡时浓度降低。u扩散阶段扩散系数D值随药材而变化，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——热力学温度 N——阿伏加德罗常数γ——扩散物(溶质)分子半径η——黏度n中药浸提的过程Ï矿物药和树脂类药材无细胞结构，其成分可直接溶解或分散悬浮于溶剂中；Ï动植物药材多具有细胞结构，药材的大部分生物活性成分存在于细胞液中。Ï新鲜药材经干燥后，有利于溶剂向细胞内渗透，有利于活性成分的扩散，但是，细胞质膜的半透性丧失，浸出液中杂质增多。药材经粉碎后，对破碎的细胞来说，其所含成分可被溶出、胶溶或洗脱下来。完好细胞内的成分浸出，仍需经过由药材固相转移到溶剂液相中的传质过程，这个过程通过扩散而得以实施。n影响浸出的主要因素u药材粒度主要影响渗透与扩散两个阶段。粉末过粗，表面积小，浸出效率低；粉末过细，浸出杂质多。药材的性质浸出溶剂浸出方法水：粗粉，饮片乙醇：中等粉末n影响浸出的主要因素u药材成分药材的有效成分多属于小分子物质，小分子成分主要在最初部分的浸出液内。大分子的成分主要存在于继续收集的浸出液内，多属无效成分，扩散也较缓慢。但应指出，有效成分扩散的先决条件还在于其溶解度的大小。n影响浸出的主要因素u浸提温度温度­，溶解­，扩散­，浸出­蛋白质凝固、酶破坏，制剂稳定性­热敏感药材，温度¯提取罐n影响浸出的主要因素u浸出时间浸出时间­,浸出量­(扩散平衡)但当扩散达到平衡后，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。u浓度梯度浓度梯度­，浸出速度­。浓度梯度是指药材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。浸提过程中的不断搅拌、经常更换新鲜溶剂、强制浸出液循环流动，或采用流动溶剂渗漉法等，这些均是为了增大浓度梯度，提高浸出效果。n影响浸出的主要因素u溶剂PHn影响浸出的主要因素在中药材浸提过程中，往往根据需要调节适当的pH值，将有助于中药中某些弱酸、弱碱性有效成分在溶剂中的解吸和溶解，如用酸性溶剂提取生物碱，用碱性溶剂提取皂苷等。n影响浸出的主要因素u浸提压力组织坚实的药材，压力­，润湿­，浸出­但当药材组织内已充满溶剂之后，加大压力对扩散速度则没有影响。对组织松软的中药，容易润湿的中药，加大压力对扩散速度则没有影响。u新技术的应用n影响浸出的主要因素超声波提取法、逆流提取法、超临界流体提取等浸出方法n药材预处理u药材品质检查Ø药材来源与品种的鉴定Ø有效成分或总浸出物的测定Ø含水量的测定u药材的粉碎n溶剂的选择u浸出溶剂应达到的要求u常用的浸出溶剂Ø极性浸出溶剂如水；Ø半极性浸出溶剂如乙醇、丙酮；Ø非极性浸出溶剂如乙醚、氯仿、石油醚。应能最大限度地溶解和浸出有效成分，而尽量避免浸出无效成分或有害物质；本身无药理作用不与药材中有效成分发生不应有的化学反应，不影响含量测定；经济、易得、使用安全等n水水经济易得、极性大、溶解范围广。由于中药成分复杂，可能有些成分相互间有“助溶”作用，使本来在水中不溶或难溶的成分在用水浸提时亦能被浸出。其缺点是浸出范围广，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(如某些苷类)的水解，或促进某些化学变化。n乙醇乙醇含量在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50％~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。n其他其他有机溶剂，如乙醚、氯仿、石油醚等在中药生产中很少用于提取，一般仅用于某些有效成分的纯化，使用这类溶剂，最终产品必须进行溶剂残留量的限度测定。n常用的浸提辅助剂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。1.酸类：盐酸、硫酸、醋酸、酒石酸、枸橼酸等。2.碱类：氨水、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钙等。3.表面活性剂：增降低药材与溶液间的界面张力，使润湿角变小，促进药材表面的润湿性，提高浸提效率。n常用的浸出方法（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n常用的浸出方法煎煮法是用水作溶剂，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。又称煮提法或煎浸法。常用设备一般提取器多能提取罐球形煎煮罐u煎煮法n常用的浸出方法u煎煮法药材粉碎加水浸没浸泡适宜时间,加热至沸浸出一定时间,分离煎出液药渣依前法煎出2～3次合并煎出液离心或沉降过滤低温浓缩制剂成品工艺流程如下：n常用的浸出方法u煎煮法煎煮法适用范围有效成分能溶于水，且对湿、热较稳定的中药。缺点：杂质多，易霉变。煎煮操作注意事项 1、器具 2、水 3、药材浸泡 4、火候 5、煎煮时间与次数n常用的浸出方法多能式中药提取罐示意图多能式中药提取罐示意图工艺流程如下：n常用的浸出方法药材适当粉碎置于有盖容器中密盖，经常振摇或搅拌加溶剂适量常温暗处浸渍规定时间上清液倾取滤过残渣滤液压榨压榨液合并静置24h 滤过即得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，以提取药材成分的一种方法。包括冷浸渍法，热浸渍法、重浸渍法。u浸渍法n常用的浸出方法u浸渍法 ♫ 加盖、搅拌、3­5天、滤过 ♫ 粘性、新鲜、挥发性药材 ♫ 无须浓缩、时间长、效率差适用于黏性药物、无组织结构的药材、新鲜及易于膨胀的药材、价格低廉的芳香性药材。不适用于贵重药材、毒性药材及高浓度的制剂。n常用的浸出方法n常用的浸出方法u渗漉法Ø单渗漉工艺流程粉碎药材润湿药材药材装筒排除气泡浸渍药材收集漉液Ø重渗漉法：多次渗漉，提高浸出效率Ø渗漉法的特点:动态浸出Ø渗漉法的使用范围:有效成分含量低及高浓度浸出制剂n常用的浸出方法u渗漉法★粉碎：中等或粗粉(5-20目)；大量时切成薄片或0.5cm左右小段。★润湿：1倍量溶剂拌匀,密闭放置；均匀润湿、膨胀。★装筒：根据药材性质选择渗漉筒形状。装粉量:渗漉筒容积的2/3。★排气：先打开出口,再添加溶剂；保持溶剂浸没药粉表面。★浸渍：初漉液倒入筒内并添加溶剂至淹没药粉表面数厘米；加盖放置24-48h,使渗透、扩散充分。★收集漉液：根据成分性质选择渗漉速度大生产,每小时渗漉容器利用容积的1/48-1/24；漉液量为药材量的4-5倍。u渗漉法的特点药材溶剂浸出液高浓度浸出液低浓度浸出液图动态浸出过程▲溶剂利用率高▲有效成分浸出完全适用于贵重药材/毒性药材高浓度制剂有效成分含量低的药材不宜新鲜的及易膨胀的药材无组织结构者n常用的浸出方法u渗漉法n常用的浸出方法n常用的浸出方法n常用的浸出方法u回流法Ø操作流程：药材→粉碎→浸泡润湿→回流→回收溶剂→浓缩提取液。Ø挥发性溶剂：乙醇、乙醚、氯仿等Ø特点：反复套用溶剂Ø适用范围：挥发性、不溶于水的药材Ø不适用范围：受热易被破坏的中药成分的浸提n常用的浸出方法u循环回流浸出法（索氏提取法）Ø常用仪器：索氏提取装置Ø循环回流浸出法的特点：反复浸出多次的回流法Ø适用范围挥发性、不溶于水的药材n常用的浸出方法Ø水蒸气蒸馏法Ø超临界流体提取法Ø其他：半仿生提取法、超声波提取法、超临界电场提取法n常用的浸出方法u水蒸气蒸馏法本法的基本原理是根据道尔顿定律，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。因此，当分压总和等于大气压时，液体混合物即开始沸腾并被蒸馏出来。适用于：具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水又不发生反应，又难溶或不溶于水的化学成分的提取、分离，如挥发油的提取。n常用的浸出方法u超临界流体萃取法超临界流体萃取技术(supercritical f1uid extraction, 简称 SFE法) 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。由于超临界流体的密度接近于液体，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。n常用的浸出方法u超临界流体萃取法n常用的浸出方法u超临界流体萃取法 • 一种新的常规有机溶剂提取替代技术 • 具有高效、节能、操作温度低无溶剂残留等优点 • 已在天然产物的提取方面得到极大的关注。这种技术已用于提取生物碱、黄酮、皂苷、萜类等活性天然产物n常用的浸出方法u超声波提取法超声波提取是利用超声波的空化作用、机械作用、热效应等增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而提高中药成分浸出率。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。但目前只是在实验室的很小规模上，其作用机制及适应大生产的设备等问题尚有待于进一步研究。n浸出工艺与设备Ø单级浸出工艺：溶剂一次加入Ø多级浸出工艺：溶剂分次加入Ø连续逆流浸出工艺： • 浸出效率高 • 浸出液浓度高 • 浸出速度快特点:常用的浸出设备u多能式中药提取罐u球形煎煮罐u加压式多级渗漉装置u循环回流冷浸装置u超临界二氧化碳提取装置《《中药药剂学中药药剂学》》主讲人: 贾艾玲分分离离★★分离分离将固体-液体非均相体系用适当方法分开的过程称为固-液分离。中药的浸提液中常混有药渣、沉淀物、泥砂及其他固体杂质，需分离除去；中药浸提液的纯化、药物重结晶等均要分离操作；注射剂的除菌也用到分离技术。分离方法一般有三类：中药提取液的分离沉降分离法是利用固体与液体介质密度相差悬殊，固体物靠自身重量自然下沉，用适宜方法吸取上层澄清液，使固体与液体分离的一种方法。（重力）中药提取液的分离离心分离法利用混合液中不同物质密度差来分离料液的一种方法。(离心力)中药提取液的分离分离因数Kc Kc = C/G 常速离心 Kc  3000 高速离心 Kc 3000~