為提高中藥質(zhì)量、改變傳統(tǒng)中藥劑型“大、黑、粗”的狀態(tài)、讓中藥步入國(guó)際市場(chǎng),一些現(xiàn)代高新工程技術(shù)正在不斷地被借鑒到中藥生產(chǎn)中來(lái),一方面使中藥生產(chǎn)加符合傳統(tǒng)的中醫(yī)藥理論,確保用藥的質(zhì)量要求,另一方面也提高了現(xiàn)有中草藥資源的利用率。筆者擬對(duì)幾種研究和應(yīng)用較多且發(fā)展前景廣闊的中藥提取分離技術(shù)作一綜述。
1 中藥提取分離的傳統(tǒng)方法
中藥提取的傳統(tǒng)方法包括浸漬法、滲漉法、改良明膠法、回流法等。其中水煎煮法是最常用的方法。傳統(tǒng)方法存在較多的缺點(diǎn):(1)煎煮法有效成份損失較多,尤其是水不溶性成份;(2)提取過程中有機(jī)溶劑有可能與有效成分作用,使其失去原有效用;(3)非有效成分不能被限度的除去,濃縮率不夠高;(4)提取液中除有效成分外,往往雜質(zhì)較多,尚有少量脂溶性成分,給精制帶來(lái)不利;(5)高溫操作會(huì)引起熱敏性有效成分的大量分解。
2 中藥有效成分提取新方法
2.1 半仿生提取法(Ｓｅｍｉ-ｂｉｏｎｉｃＥｘｔｒａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ,ＳＢＥ法)
1995年張兆旺等提出了“半仿生提取法”的中藥提取新概念。即先將藥料以一定ｐＨ的酸水提取,繼以一定ｐＨ的堿水提取,提取水的ｐＨ和其它工藝參數(shù)的選擇,可用或幾種有效成分結(jié)合主要藥理作用指標(biāo),采用比例分割法來(lái)優(yōu)選。藥料(飲片)提取過程中有些成分可能相互作用,生成新的化合物, 從藥物代謝過程考慮,可能是體內(nèi)發(fā)揮藥效過程中的復(fù)合作用。ＳＢＥ法的運(yùn)用既體現(xiàn)了中醫(yī)臨床用藥綜合作用的特點(diǎn),又符合口服藥的經(jīng)胃腸道運(yùn)轉(zhuǎn)吸收的原理。同時(shí)不經(jīng)乙醇處理,可以提取和保留更多的有效成分,縮短生產(chǎn)周期,并可利用一種或幾種指標(biāo)成分的含量,控制制劑的內(nèi)在質(zhì)量。張兆旺等采用ＳＢＥ法對(duì)芍甘止痛顆粒劑、寒痛定泡騰顆粒劑、黃連解毒顆粒劑等多種復(fù)方制劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果提示ＳＢＥ法有可能替代ＷＥ法(水提取法),ＳＢＡＥ法(半仿生提取醇沉淀法)有可能替代ＷＡＥ法(水提取醇沉淀法)。
2.2 超臨界流體萃取(ＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＦｌｕｉｄＥｘｔｒａｃｔｉｏｎ,ＳＦＥ)
該技術(shù)是80年代引入中國(guó)的新型分離技術(shù)。其原理是利用超臨界流體(ＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＦｌｕｉｄ,ＳＦ)作為萃取劑在高于臨界溫度和壓力下,從目標(biāo)物中萃取有效成分,當(dāng)恢復(fù)到常壓常溫時(shí),溶解在流體中成分立即以溶于吸收液的液體狀態(tài)與氣態(tài)流體分開。通過改變壓力和溫度,改變超臨界流體的密度使其能溶解許多不同的化學(xué)成分,達(dá)到選擇性地提取各種類型化合物的目的。
在醫(yī)藥行業(yè)中常用的萃取劑為ＣＯ2,因其無(wú)毒,不易燃易爆、價(jià)廉,其極性類似乙烷。超臨界ＣＯ2萃取技術(shù)更適合脂溶性,高沸點(diǎn),熱敏性成分,現(xiàn)廣泛用于具有揮發(fā)性成分的研究。劉紅梅等利用超臨界ＣＯ2萃取技術(shù)對(duì)中藥白芷中香豆素類物質(zhì)進(jìn)行提取研究,優(yōu)化提取工藝。王玳珠等考察不同提取方法對(duì)提取延胡索乙素的提取率及提取液的含固量的影響,ＳＦＥ法不僅溶劑用量較少,提取率高,而且含固量低,證明其是叔胺類生物堿較為理想的提取方法。蔡明招等用ＳＣＦ-ＣＯ2技術(shù)萃取大高良姜精油,其主要成分是1′-乙酚氧基胡椒酚酯,占精油中相對(duì)含量的95.29%。其結(jié)構(gòu)與文獻(xiàn)中的1′-ａｃｅｔｏｘｙｃｈａｖｉｃｏｌａｃｅｔａｔｅ相同。付玉杰等[7]用ＳＣＦ-ＣＯ2技術(shù)萃取甘草中甘草次酸,并與索氏提取法、超聲法進(jìn)行了比較,提取率是索氏提取法的13倍,超聲法的5倍,且溶劑用量小,周期短。
以上研究結(jié)果表明:ＳＦＥ技術(shù)在中藥有效成分的提取分離具有收率高、速度快、純度高等優(yōu)點(diǎn),是一種具有廣泛應(yīng)用前景的技術(shù)。但ＳＦＥ也存在一些缺點(diǎn),如常用的ＳＦ極性小,在提取時(shí)需加調(diào)節(jié)劑來(lái)改變極性,從而會(huì)影響后續(xù)的分離分析。
2.3 微波提取(Ｍｉｃｒｏｗａｖｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ)
微波提取是一種新的提取技術(shù),具有耗能低、操作時(shí)間短、溶劑耗量少、選擇性高、目標(biāo)組分得率高等優(yōu)點(diǎn),已成為分析化學(xué)的一種快速制樣手段。近年,韓偉等用微波輔助萃取法,研究提取青蒿素與傳統(tǒng)提取法相比,提取率有明顯地提高。郝守祝等用此法研究提取大黃游離蒽醌浸出量與傳統(tǒng)法比較得出結(jié)論,此法的提取效率明顯優(yōu)于蒸煮法,且操作簡(jiǎn)單。用此法從棉籽中提取棉酚、從豆類中提取蠶豆嘧啶葡萄糖苷、金雀花堿等天然化合物,提取效率大大高于索氏提取法和超聲法,而且消耗溶劑少、時(shí)間短。
除此以外,酶工程技術(shù)(ｃｅｌｌｕｌａｓｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈ ｎｉｑｕｅ)、超聲波提取(ＴｈｅＵｌｔｒａｓｏｎｉｃｗｉｔｈｄｒａｗｓｔｈｅｔｅｃｈ ｎｉｑｕｅ)、大孔吸附樹脂法(ＭａｃｒｏＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎＲｅｓｉｎ)等方法在中藥有效成分的提取中也得到了廣泛應(yīng)用。
3 中藥有效成分分離新方法
3.1 超濾(ＵｉｔｒａＦｉｌｔｒａｔｉｏｎ,ＵＦ)技術(shù)
超濾技術(shù)是上世紀(jì)60、70年代發(fā)展起來(lái)的一種膜分離技術(shù)(ＭｅｍｂｒａｎｃｅＳｅｐａｒａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅ),作為介質(zhì)的膜,具有分離不同分子量的功能。超濾技術(shù)與傳統(tǒng)分離方法相比具有分離過程無(wú)相變、分離效率高、無(wú)須添加化學(xué)試劑、條件溫和、無(wú)成分破壞、流程短等優(yōu)點(diǎn),以應(yīng)用于分離中藥有效成分。
彭國(guó)平等研究各材質(zhì)超濾膜對(duì)不同中藥成分的影響,結(jié)果超濾法對(duì)有機(jī)酸類及各苷類成分影響較小,對(duì)混懸液成分影響明顯,生物堿類成分對(duì)膜超濾有較強(qiáng)的選擇性。結(jié)論為水溶性較大的成分可適用于超濾,膜材質(zhì)對(duì)各類成分也有一定影響。鄒節(jié)明等研究了超濾法苦玄參、黃芩、黃柏水提液影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明超濾法更能有效地保留有效成分,保護(hù)環(huán)境,降低生產(chǎn)成本。
3.2 新型吸附劑電泳(Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ)及色譜(Ｃｈｒｏ ｍａｔｏｇｒａｐｈｙ)分離技術(shù)
新型吸附劑電泳及色譜分離技術(shù)是指由如聚丙酰胺、十二烷基硫酸鈉兩性電解質(zhì)、大孔樹脂等為固定相或載體,選用新的溶劑體系進(jìn)行分離的一類新興色譜技術(shù),如毛細(xì)管電泳(ＣＥ)、毛細(xì)管區(qū)帶電泳(ＣＺＥ)、凝膠電泳(ＧＥ)、等電聚集電泳(ＩＥＥ)、等速電泳(ＩＴＰ)[14]以及束膠電動(dòng)毛細(xì)管色譜(ＭＥＣＣ)、快速蛋白液相技術(shù)等。現(xiàn)已逐步在中藥成分的分離、分析及鑒定中得到普遍應(yīng)用。
楊偉峰等應(yīng)用膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜技術(shù)測(cè)定了西洋參中人參皂苷的含量。北京新技術(shù)應(yīng)用研究所用ＨＳＣＣＣ技術(shù)提取紫杉醇純度可達(dá)98.5%。生物堿、黃酮、皂苷及其他各類成分均有采用樹脂法進(jìn)行成分研究,與傳統(tǒng)萃取法相比能夠減少有機(jī)溶劑溶劑量60倍以上,顯著降低成本,有利于工業(yè)化。
除以上幾種分離技術(shù)外,液滴逆流色譜法(ＤＣ ＣＣ)、離心板色譜(ＣＬＣ)、速逆流色譜(ＨＳＣＣＣ)等分離技術(shù)也已運(yùn)用到中藥有效成分的分離過程中,并取得了良好的分離效果。一些其他學(xué)科的技術(shù)也逐漸應(yīng)用到中藥有效成分的提取分離上,如分子生物學(xué)中的ＤＮＡ技術(shù),可利用用藥前后機(jī)體不同組織器官基因表達(dá)的差異性來(lái)篩選可發(fā)揮藥效的物質(zhì)組分。
1 中藥提取分離的傳統(tǒng)方法
中藥提取的傳統(tǒng)方法包括浸漬法、滲漉法、改良明膠法、回流法等。其中水煎煮法是最常用的方法。傳統(tǒng)方法存在較多的缺點(diǎn):(1)煎煮法有效成份損失較多,尤其是水不溶性成份;(2)提取過程中有機(jī)溶劑有可能與有效成分作用,使其失去原有效用;(3)非有效成分不能被限度的除去,濃縮率不夠高;(4)提取液中除有效成分外,往往雜質(zhì)較多,尚有少量脂溶性成分,給精制帶來(lái)不利;(5)高溫操作會(huì)引起熱敏性有效成分的大量分解。
2 中藥有效成分提取新方法
2.1 半仿生提取法(Ｓｅｍｉ-ｂｉｏｎｉｃＥｘｔｒａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ,ＳＢＥ法)
1995年張兆旺等提出了“半仿生提取法”的中藥提取新概念。即先將藥料以一定ｐＨ的酸水提取,繼以一定ｐＨ的堿水提取,提取水的ｐＨ和其它工藝參數(shù)的選擇,可用或幾種有效成分結(jié)合主要藥理作用指標(biāo),采用比例分割法來(lái)優(yōu)選。藥料(飲片)提取過程中有些成分可能相互作用,生成新的化合物, 從藥物代謝過程考慮,可能是體內(nèi)發(fā)揮藥效過程中的復(fù)合作用。ＳＢＥ法的運(yùn)用既體現(xiàn)了中醫(yī)臨床用藥綜合作用的特點(diǎn),又符合口服藥的經(jīng)胃腸道運(yùn)轉(zhuǎn)吸收的原理。同時(shí)不經(jīng)乙醇處理,可以提取和保留更多的有效成分,縮短生產(chǎn)周期,并可利用一種或幾種指標(biāo)成分的含量,控制制劑的內(nèi)在質(zhì)量。張兆旺等采用ＳＢＥ法對(duì)芍甘止痛顆粒劑、寒痛定泡騰顆粒劑、黃連解毒顆粒劑等多種復(fù)方制劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果提示ＳＢＥ法有可能替代ＷＥ法(水提取法),ＳＢＡＥ法(半仿生提取醇沉淀法)有可能替代ＷＡＥ法(水提取醇沉淀法)。
2.2 超臨界流體萃取(ＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＦｌｕｉｄＥｘｔｒａｃｔｉｏｎ,ＳＦＥ)
該技術(shù)是80年代引入中國(guó)的新型分離技術(shù)。其原理是利用超臨界流體(ＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＦｌｕｉｄ,ＳＦ)作為萃取劑在高于臨界溫度和壓力下,從目標(biāo)物中萃取有效成分,當(dāng)恢復(fù)到常壓常溫時(shí),溶解在流體中成分立即以溶于吸收液的液體狀態(tài)與氣態(tài)流體分開。通過改變壓力和溫度,改變超臨界流體的密度使其能溶解許多不同的化學(xué)成分,達(dá)到選擇性地提取各種類型化合物的目的。
在醫(yī)藥行業(yè)中常用的萃取劑為ＣＯ2,因其無(wú)毒,不易燃易爆、價(jià)廉,其極性類似乙烷。超臨界ＣＯ2萃取技術(shù)更適合脂溶性,高沸點(diǎn),熱敏性成分,現(xiàn)廣泛用于具有揮發(fā)性成分的研究。劉紅梅等利用超臨界ＣＯ2萃取技術(shù)對(duì)中藥白芷中香豆素類物質(zhì)進(jìn)行提取研究,優(yōu)化提取工藝。王玳珠等考察不同提取方法對(duì)提取延胡索乙素的提取率及提取液的含固量的影響,ＳＦＥ法不僅溶劑用量較少,提取率高,而且含固量低,證明其是叔胺類生物堿較為理想的提取方法。蔡明招等用ＳＣＦ-ＣＯ2技術(shù)萃取大高良姜精油,其主要成分是1′-乙酚氧基胡椒酚酯,占精油中相對(duì)含量的95.29%。其結(jié)構(gòu)與文獻(xiàn)中的1′-ａｃｅｔｏｘｙｃｈａｖｉｃｏｌａｃｅｔａｔｅ相同。付玉杰等[7]用ＳＣＦ-ＣＯ2技術(shù)萃取甘草中甘草次酸,并與索氏提取法、超聲法進(jìn)行了比較,提取率是索氏提取法的13倍,超聲法的5倍,且溶劑用量小,周期短。
以上研究結(jié)果表明:ＳＦＥ技術(shù)在中藥有效成分的提取分離具有收率高、速度快、純度高等優(yōu)點(diǎn),是一種具有廣泛應(yīng)用前景的技術(shù)。但ＳＦＥ也存在一些缺點(diǎn),如常用的ＳＦ極性小,在提取時(shí)需加調(diào)節(jié)劑來(lái)改變極性,從而會(huì)影響后續(xù)的分離分析。
2.3 微波提取(Ｍｉｃｒｏｗａｖｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ)
微波提取是一種新的提取技術(shù),具有耗能低、操作時(shí)間短、溶劑耗量少、選擇性高、目標(biāo)組分得率高等優(yōu)點(diǎn),已成為分析化學(xué)的一種快速制樣手段。近年,韓偉等用微波輔助萃取法,研究提取青蒿素與傳統(tǒng)提取法相比,提取率有明顯地提高。郝守祝等用此法研究提取大黃游離蒽醌浸出量與傳統(tǒng)法比較得出結(jié)論,此法的提取效率明顯優(yōu)于蒸煮法,且操作簡(jiǎn)單。用此法從棉籽中提取棉酚、從豆類中提取蠶豆嘧啶葡萄糖苷、金雀花堿等天然化合物,提取效率大大高于索氏提取法和超聲法,而且消耗溶劑少、時(shí)間短。
除此以外,酶工程技術(shù)(ｃｅｌｌｕｌａｓｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈ ｎｉｑｕｅ)、超聲波提取(ＴｈｅＵｌｔｒａｓｏｎｉｃｗｉｔｈｄｒａｗｓｔｈｅｔｅｃｈ ｎｉｑｕｅ)、大孔吸附樹脂法(ＭａｃｒｏＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎＲｅｓｉｎ)等方法在中藥有效成分的提取中也得到了廣泛應(yīng)用。
3 中藥有效成分分離新方法
3.1 超濾(ＵｉｔｒａＦｉｌｔｒａｔｉｏｎ,ＵＦ)技術(shù)
超濾技術(shù)是上世紀(jì)60、70年代發(fā)展起來(lái)的一種膜分離技術(shù)(ＭｅｍｂｒａｎｃｅＳｅｐａｒａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅ),作為介質(zhì)的膜,具有分離不同分子量的功能。超濾技術(shù)與傳統(tǒng)分離方法相比具有分離過程無(wú)相變、分離效率高、無(wú)須添加化學(xué)試劑、條件溫和、無(wú)成分破壞、流程短等優(yōu)點(diǎn),以應(yīng)用于分離中藥有效成分。
彭國(guó)平等研究各材質(zhì)超濾膜對(duì)不同中藥成分的影響,結(jié)果超濾法對(duì)有機(jī)酸類及各苷類成分影響較小,對(duì)混懸液成分影響明顯,生物堿類成分對(duì)膜超濾有較強(qiáng)的選擇性。結(jié)論為水溶性較大的成分可適用于超濾,膜材質(zhì)對(duì)各類成分也有一定影響。鄒節(jié)明等研究了超濾法苦玄參、黃芩、黃柏水提液影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明超濾法更能有效地保留有效成分,保護(hù)環(huán)境,降低生產(chǎn)成本。
3.2 新型吸附劑電泳(Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ)及色譜(Ｃｈｒｏ ｍａｔｏｇｒａｐｈｙ)分離技術(shù)
新型吸附劑電泳及色譜分離技術(shù)是指由如聚丙酰胺、十二烷基硫酸鈉兩性電解質(zhì)、大孔樹脂等為固定相或載體,選用新的溶劑體系進(jìn)行分離的一類新興色譜技術(shù),如毛細(xì)管電泳(ＣＥ)、毛細(xì)管區(qū)帶電泳(ＣＺＥ)、凝膠電泳(ＧＥ)、等電聚集電泳(ＩＥＥ)、等速電泳(ＩＴＰ)[14]以及束膠電動(dòng)毛細(xì)管色譜(ＭＥＣＣ)、快速蛋白液相技術(shù)等。現(xiàn)已逐步在中藥成分的分離、分析及鑒定中得到普遍應(yīng)用。
楊偉峰等應(yīng)用膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜技術(shù)測(cè)定了西洋參中人參皂苷的含量。北京新技術(shù)應(yīng)用研究所用ＨＳＣＣＣ技術(shù)提取紫杉醇純度可達(dá)98.5%。生物堿、黃酮、皂苷及其他各類成分均有采用樹脂法進(jìn)行成分研究,與傳統(tǒng)萃取法相比能夠減少有機(jī)溶劑溶劑量60倍以上,顯著降低成本,有利于工業(yè)化。
除以上幾種分離技術(shù)外,液滴逆流色譜法(ＤＣ ＣＣ)、離心板色譜(ＣＬＣ)、速逆流色譜(ＨＳＣＣＣ)等分離技術(shù)也已運(yùn)用到中藥有效成分的分離過程中,并取得了良好的分離效果。一些其他學(xué)科的技術(shù)也逐漸應(yīng)用到中藥有效成分的提取分離上,如分子生物學(xué)中的ＤＮＡ技術(shù),可利用用藥前后機(jī)體不同組織器官基因表達(dá)的差異性來(lái)篩選可發(fā)揮藥效的物質(zhì)組分。