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      中藥有效成分提取新技術(shù)研究進(jìn)展

      2011-02-12 04:13:43孫健吳紅軍鄒原東
      中獸醫(yī)學(xué)雜志 2011年1期
      關(guān)鍵詞:超臨界色譜中藥

      孫健,吳紅軍,鄒原東

      (1.北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院,北京市房山區(qū)長(zhǎng)陽(yáng)鎮(zhèn)102442;2.黑龍江省二九零農(nóng)場(chǎng),156202)

      中藥在我國(guó)有著悠久的歷史,是我國(guó)傳統(tǒng)文化的寶貴財(cái)富。中藥因其豐富的資源、獨(dú)特的療效、較低的毒副作用和低廉的價(jià)格,已經(jīng)引起世界各國(guó)的關(guān)注。但是中藥的化學(xué)成分比較復(fù)雜,其中既有有效成分又有無(wú)效成分,為了提高中藥的治療效果,建立中藥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),就必須對(duì)中藥的有效化學(xué)成分進(jìn)行分離提取。傳統(tǒng)的提取方法主要是經(jīng)典的溶劑提取法,其次還有水蒸氣蒸餾法、升華法、壓榨法等[1]。但這些方法普遍具有周期長(zhǎng)、溶劑用量大、有效成分損失多、純度低、提取率不高等缺點(diǎn)。近年來(lái)一些新技術(shù)新方法在中藥的提取分離中的應(yīng)用,使其有效成分的收率和純度都大大提高。本文就近年來(lái)這些新技術(shù)在中藥有效成分的提取中的研究及應(yīng)用狀況作一綜述。

      1 超臨界流體萃取技術(shù)

      超臨界流體萃?。╯upercritical fluid extraction,SFE)技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起的一種新型分離技術(shù)[1]。超臨界流體(supercritical fluid SCF)是指處于臨界溫度和臨界壓力以上的流體。由于其同時(shí)具有類似液體的高密度和類似氣體的低黏度,故既具有對(duì)溶質(zhì)溶解度大的特點(diǎn),又具有氣體易于擴(kuò)散和運(yùn)動(dòng)的特性。利用此特點(diǎn),可以用超臨界液體代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)溶劑對(duì)許多中藥的有效成分進(jìn)行萃取[2]。目前常用的SCF是CO2,超臨界CO2萃取法與傳統(tǒng)提取方法相比最大的優(yōu)點(diǎn)是可以在近常溫的條件下提取分離,幾乎保留產(chǎn)品中全部有效成分,無(wú)有機(jī)溶劑殘留,產(chǎn)品純度高,操作簡(jiǎn)單,節(jié)能等[3]。

      王海波等用超臨界CO2萃取技術(shù)從蛇床子中萃取揮發(fā)性成分,壓力26kPa,溫度45℃,時(shí)間為30h,得率10%。經(jīng)分析鑒定出34個(gè)成分,其中十一烷、順香芹醇等17個(gè)成分為首次從該植物得到[4]。Lemberkovics等采用CO2-SFE技術(shù)研究了多種藥用植物中精油的分離,和傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾法比較,有的質(zhì)量比同級(jí)油高,萃取率也提高了[5]。葛發(fā)歡等應(yīng)用CO2-SFE技術(shù)對(duì)穿心蓮有效成分提取工藝進(jìn)行研究,所得萃取物有效成分富集,穩(wěn)定性好,指標(biāo)成分穿心蓮內(nèi)酯及脫水穿心蓮內(nèi)酯含量較高,該法流程短、省溶劑,適于工業(yè)生產(chǎn)[6]。鄧亦峰等利用超臨界CO2流體萃取技術(shù)對(duì)半邊旗中的二帖類活性成分進(jìn)行萃取和分離,與傳統(tǒng)溶劑萃取工藝相比較,收率能提高到97.2%[7]。

      超臨界流體萃取技術(shù)雖具有提取率高,無(wú)污染,設(shè)備一旦建成,不僅產(chǎn)率高,而且操作方便。但超臨界流體萃取技術(shù)的設(shè)備屬高壓設(shè)備,價(jià)格昂貴維護(hù)費(fèi)用較高,產(chǎn)量雖大,但純度并不高,這給后續(xù)工作增加了一定難度。有關(guān)超臨界流體的基礎(chǔ)研究還比較薄弱,要進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn),還需要大量的基礎(chǔ)研究和化學(xué)工程方面的工作需要解決[8]。利用SFE提取和分離中草藥成分,已被國(guó)家中醫(yī)藥管理局作為“十五”新藥研究開(kāi)發(fā)技術(shù)項(xiàng)目,該技術(shù)將逐步普及規(guī)模生產(chǎn)[9]。

      2 超聲波提取技術(shù)

      超聲波提取技術(shù)是利用超聲波具有的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)、熱效應(yīng),通過(guò)增大介質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)速度,增強(qiáng)介質(zhì)的穿透力以提取中藥有效成分的方法[10]。與常規(guī)的提取方法相比具有耗時(shí)短、不需加熱、產(chǎn)率高、溶劑用量少、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。

      王延峰等用超聲進(jìn)行銀杏葉黃酮的提取,最高提取率為86.7%,比熱回流高。熱回流提取時(shí)間比超聲處理的時(shí)間大4-12倍,用超聲波法較熱回流法節(jié)約能源和節(jié)省成本[11]。歐少英等為優(yōu)化淫羊藿有效成分的超聲法提取工藝,以淫羊藿苷含量為指標(biāo),對(duì)乙醇濃度、溶媒用量、提取時(shí)間、提取次數(shù)4個(gè)因素進(jìn)行了考察,結(jié)果表明最佳提取工藝條件為藥材用8倍量的80%乙醇,超聲提取2次,每次90min,效果最佳[12]。劉朝焱等采用超聲波提取條件進(jìn)行了研究,結(jié)果表明以總黃酮和金絲桃素類化合物為指標(biāo),用65%~80%的乙醇水溶液超聲提取30min,提取效率較高;以貫葉金絲桃素為指標(biāo),則以用75%-90%的甲醇提取30min效果較好[13]。

      超聲提取技術(shù)可以避免高溫高壓對(duì)有效成分的破壞,但對(duì)容器壁的厚薄及放置位置要求較高,目前實(shí)驗(yàn)室規(guī)模比較小,要用于大規(guī)模生產(chǎn),還有待解決工程設(shè)備放大的問(wèn)題[14]。

      3 生物酶解提取技術(shù)

      酶在中藥提取中的應(yīng)用,都是利用其高效率的催化作用來(lái)達(dá)到目的的,主要有以下兩個(gè)方面:一是作為浸提輔助劑,破壞植物細(xì)胞壁,提高提取效率;二是酶作為動(dòng)物提取過(guò)程中的激活劑。

      邢秀芳等在葛根總黃酮的提取中考察了纖維素酶的作用,在葛根中加0.5%的纖維酶進(jìn)行提取,結(jié)果總黃酮的量比對(duì)照組相對(duì)升高13%[15]。劉佳佳等在金銀花乙醇回流前,用纖維素酶和果膠酶分別或聯(lián)合處理,探討酶的用量、處理時(shí)間、處理溫度及酶的聯(lián)合作用對(duì)金銀花提取物得率和綠原酸得率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)纖維素酶處理能顯著提高金銀花提取得率和綠原酸得率,最適溫度為40℃~50℃。采用該工藝綠原酸得率最高可達(dá)8.32%[16]。

      中藥用酶法提取時(shí)收率明顯提高,具有較大的應(yīng)用潛力。但酶法提取對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求較高,為使酶發(fā)揮最大作用,需先通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳溫度、PH值及最佳提取時(shí)間等,還需要考慮酶的濃度、底物的濃度、抑制劑、激動(dòng)劑等對(duì)提取物的影響,以及酶對(duì)藥材中其它成分、藥效的毒性的影響[17]??梢灶A(yù)見(jiàn),隨著酶反應(yīng)技術(shù)在中藥中應(yīng)用的進(jìn)一步深化,必將為提高中藥提取率提供新的手段,為中藥制劑現(xiàn)代化注入新的內(nèi)容和活力。

      4 半仿生提取技術(shù)

      半仿生提取技術(shù)是張兆旺最早提出的。是將整體藥物研究法與分子藥物研究法相結(jié)合,從生物藥劑學(xué)的角度,模擬口服給藥及藥物經(jīng)胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)的原理,為經(jīng)消化道給藥的中藥制劑設(shè)計(jì)的一種新的提取工藝[18]。

      孫秀梅等比較了四種提取方法所得芍甘止痛顆粒中芍藥苷、甘草次酸的含量,結(jié)果表明,其含量高低順序依次為半仿生提取法、半仿生提取醇沉法、水提取法、水提醇沉法[19]。沈紅等以鹽酸麻黃堿為化學(xué)成分指標(biāo),采用半仿生提取法與4種常規(guī)的提取方法對(duì)麻黃進(jìn)行提取比較研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)麻黃堿的提取得率:半仿生法>水煎煮法>酸性乙醇回流提取法>溫浸法>水蒸氣蒸餾法[20]。

      “半仿生提取法”體現(xiàn)了中醫(yī)臨床用藥的綜合作用特點(diǎn),又符合口服藥物經(jīng)胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)吸收原理。同時(shí)不經(jīng)乙醇處理??梢蕴崛『捅A舾嗟挠行С煞?,縮短生產(chǎn)周期,降低成本[21]。但目前此方法仍沿襲高溫煎煮法,長(zhǎng)時(shí)間高溫煎煮會(huì)影響有效活性成分,因此有人建議引進(jìn)酶催化技術(shù)。

      5 高速逆流色譜提取技術(shù)

      高速逆流色譜(high-speed counter-current chromatography,HSCCC)是20世紀(jì)80年代初美國(guó)YiochiroIto博士發(fā)明的一種新的逆流色譜技術(shù)[22]。高速逆流色譜提取技術(shù)是一種不用任何固態(tài)載體或支撐體的液分配色譜技術(shù),具有分離效率高、產(chǎn)品純度高、不存在載體對(duì)樣品的吸咐和污染、制備量大且溶劑消耗量少等特點(diǎn)尤其適用于制備性提取[23]。

      王新宏等應(yīng)用HSCCC對(duì)苦參生物堿類成分的制備分離進(jìn)行了研究將苦參粗粉提物分離得到6個(gè)固態(tài)收集物,經(jīng)TLC4種不同展開(kāi)系統(tǒng)證實(shí)其中有一個(gè)為單一組分,實(shí)驗(yàn)表明,HSCCC法是一種高效、簡(jiǎn)便的分離制備中草藥有效成分純品的新方法[24]。袁黎明等還以茜草、虎杖及決明子3種傳統(tǒng)中藥材為原料,對(duì)其蒽醌類活性成分進(jìn)行制備性分離研究,結(jié)果表明,以氯仿一甲醇一水作為溶劑系統(tǒng)可以對(duì)含蒽醌類中草藥的乙醇粗提物進(jìn)行分離,可將其作為蒽醌類植物活性成分的通用溶劑系統(tǒng),對(duì)該類物質(zhì)進(jìn)行初步分離[25]。Lu等從紫草中得到紫草寧。溶劑系統(tǒng)為正已烷一乙酸乙醋一乙醇一水[26]。

      HSCCC自從問(wèn)世以來(lái),在中藥的提取分離中發(fā)揮了不可比擬的優(yōu)勢(shì),應(yīng)用前景十分廣闊。它的任何關(guān)鍵性的進(jìn)展都有可能對(duì)中藥有效成分的研究產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。不可否認(rèn),HSCCC也有其不足之處,如消耗溶劑多、檢測(cè)限較低、靈敏度較差等,但是隨著液相色譜技術(shù)的發(fā)展,相信HSCCC將會(huì)日臻完善。

      6 小結(jié)

      除上上述技術(shù)外,中藥提取新技術(shù)還有動(dòng)態(tài)循環(huán)逆流提取技術(shù)、微波輔助提取技術(shù)、超微粉碎技術(shù)等。所用的這些技術(shù)都在中藥有效成分的提取分離方面具有廣泛的應(yīng)用前景。但目前研究來(lái)看,這些技術(shù)多為實(shí)驗(yàn)室研究階段,如何應(yīng)用到中藥制劑的工業(yè)化生產(chǎn)當(dāng)中,需要解決的技術(shù)問(wèn)題還很多。這就需要科研單位和企業(yè)聯(lián)手,解決生產(chǎn)當(dāng)中遇到的問(wèn)題,以真正讓這些技術(shù)體現(xiàn)出社會(huì)價(jià)值經(jīng)濟(jì)價(jià)值,為提高中藥制劑的內(nèi)在質(zhì)量和臨床療效,為中藥現(xiàn)代化的發(fā)展提供平臺(tái)。

      [1] 盧艷花.中藥有效成分提取分離技術(shù),北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005,2

      [2] 謝秀瓊.現(xiàn)代中藥制劑新技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004,1-2

      [3] 曾惠玲.中藥化學(xué)成分提取新技術(shù)研究進(jìn)展.海峽藥學(xué),2005,17(5):1-3

      [4] 王海波等.S F E萃取蛇床子揮發(fā)性成分的研究.中藥材.1996,19(2):84

      [5] LemberkovicsE,KeyA,MarczalG,etal.PhytochemicalEvaluation of Essential Oils ,Medicinal Plants and TheirPreparations.ActaPharmHung,1998,68(3):141

      [6] 葛發(fā)歡等.超臨界CO2流體萃取穿心蓮有效成分的正交試驗(yàn)研究.中藥材,2002,25(2):101

      [7] 鄧亦峰,梁念慈.半邊旗二帖類活性成分的提取分離研究.中國(guó)藥學(xué)雜志,2004,39(10):742-744

      [8] 謝秀瓊.現(xiàn)代中藥制劑新技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004,12

      [9] 周興挺.中藥工業(yè)化提取中新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展.中藥新藥與臨床藥理,2002,13(3):189-191

      [10] 謝秀瓊.現(xiàn)代中藥制劑新技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004,30

      [11] 王延峰,李延清,郝永紅等.超聲法提取銀杏葉黃酮的研究.食品科學(xué),2002,23(8):166

      [12] 歐少英,楊帆.利用正交試驗(yàn)法優(yōu)化淫羊藿有效成分的超聲波提取工藝.中藥材,2004,27(6):442-443

      [13] 劉朝焱,王冬梅,楊得坡,貫葉連翹醇提條件的多指標(biāo)優(yōu)化.天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā),2004,16(2):149-152

      [14] 賈立革,劉鎖蘭,李秀青,宋蔚,初鋒,李紅平.中藥提取分離新技術(shù)的研究進(jìn)展.2004

      [15] 邢秀芳,趙晶巖,江穎等,纖維素酶在葛根總黃酮提取中的應(yīng)用.中草藥,2001,31(2):37-38

      [16] 劉佳佳,趙國(guó)玲,章曉驊.金銀花綠原酸酶法提取新工藝研究.中成藥,2002,24(6):416-418.

      [17] 馮青然,陳燕軍.中藥提取工藝研究進(jìn)展.中國(guó)試驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2003,9:61-64

      [18] 張兆旺,孫秀梅.試論“半仿生提取法”制備中藥口服制劑.中國(guó)中藥雜志,199520(11):3

      [19] 孫秀梅,王成雷.芍甘止痛顆粒劑4種提取方法的成分比較.中成藥,1996,18(11):3

      [20] 沈紅,狄留慶,黃耀洲.不同提取方法對(duì)麻黃中麻黃堿提取得率的比較研究.南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2004,20(3):170-172.

      [21] 毛紹春,李竹英.植物藥用成分提取工藝的研究進(jìn)展.云南化工,2005,32(6):75-78

      [22]ItoY,Sandlin J,BowersWG.High-speed Preparative-current Chromatography with a Coil Planet Centrifuge. JChromatogr,1982,244:247-258.

      [23] 袁黎明,傅若農(nóng),張?zhí)煊?高速逆流色譜在植物有效成分分離提取中的應(yīng)用.藥物分析雜志,1998,8(1):60-64

      [24] 王新宏等.苦參生物堿的高速逆流色譜法制備研究.中草藥,2000,9(6):816

      [25] 袁黎明,李本發(fā),王東.茜草、虎枚及決明子的高速逆流色譜研究.天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā),2002,14(1):57-59

      [26]Lu H T,Jiang Y,Chun F. Preparative High-speedcounter-current Chromatography for purification of shikoninfrom the Chinese medicinal plant lithospermum Erythrorhizon .JChromatogr,2004,1023:159-163。

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