中藥是祖國醫(yī)藥學(xué)的中藥組成部分，也是我國傳統(tǒng)的防治疾病的重要武器，為中華民族的健康、種族的繁衍做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，但是對于大部分臨床療效肯定的中藥，人們并不清楚是哪種成分起作用。中藥的組成成分非常復(fù)雜，含有多種有效成分，提取其有效成分并進(jìn)一步加以分離、純化，得到有效單體是中藥研究領(lǐng)域中的一項重要內(nèi)容。近年來，在中藥有效成分提取分離方面出現(xiàn)了許多新技術(shù)、新方法，已顯示極大的應(yīng)用前景，使中醫(yī)藥工業(yè)更加生機盎然。
1、超臨界CO2萃取技術(shù)[1-2]
超臨界提取技術(shù)作為近幾年新興的提取分離技術(shù)，在中藥有效成分的提取中發(fā)揮著越來越重要的作用。它是利用超臨界狀態(tài)下的流體做萃取劑，從液體或固體中萃取有效成分進(jìn)行分離的方法。通過調(diào)節(jié)壓力和溫度影響超臨界流體的溶解力，當(dāng)氣體處于臨界狀態(tài)時，成為性質(zhì)介于氣體和液體之間的單一狀態(tài)，密度接近于液體，黏度高于氣體但遠(yuǎn)小于液體，擴散系數(shù)比液體大100倍。提取快、生產(chǎn)周期短，具有抗氧化、滅菌作用。操作參數(shù)易于控制，有利于保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量，質(zhì)量穩(wěn)定且標(biāo)準(zhǔn)容易控制，溶劑可循環(huán)利用且沒有殘留，尤其適用于中藥熱敏物質(zhì)的提取.王立軍等[3]用超臨界CO2萃取使君子仁中的脂肪油及不飽和脂肪酸，得到了比較高的收率。
2、微波萃取技術(shù)
微波萃取(MicrowaveExtraction)是產(chǎn)生在分析化學(xué)研究的基礎(chǔ)上的,是制備分析樣品的有效方法之一。采用微波萃取法制備樣品,具有時間短、節(jié)省試劑、制樣精度高、回收率高等優(yōu)點。隨著技術(shù)的不斷完善,微波萃取已用于農(nóng)藥殘留、有機污染物、金屬及其化合物、人血(或血清)、中藥物、植物有效成分的萃取分離過程中,其應(yīng)用范圍遍及環(huán)境分析、化工分析、食品分析、天然產(chǎn)物提純、礦物處理、生化分析、臨床應(yīng)用等領(lǐng)域。國內(nèi)已有人利用微波技術(shù)提取黃花蒿,紅景天,黃芩,金銀花等中藥的有效成分[4-7]。
3、膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)是一項新興的高效分離技術(shù),已被國際公認(rèn)為20世紀(jì)末到21世紀(jì)中期最有發(fā)展前途的一項重大高新生產(chǎn)技術(shù)。膜分離技術(shù)是以選擇性的透過膜為分離遞質(zhì)，當(dāng)膜兩側(cè)存在一定的電位差、濃度差或者壓力差時，原料一側(cè)的組分就會選擇性的透過膜，從而達(dá)到分離、純化的目的。研究表明膜分離技術(shù)在中藥成分分離純化中的應(yīng)用主要有三大功能，即截留大分子雜質(zhì)、濾除小分子物質(zhì)和脫水濃縮。分離膜按其孔徑大小可劃分為微濾(≥0．01 μm)、超濾(10～100 nm) 、納濾(1～10 nm)、反滲透(≤1 nm)。各種膜過程具有不同的分離機制，可適用于不同的對象和要求。其中微濾和超濾在醫(yī)藥研究領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。
3.1 微濾
微濾(microfiltration)是使用最早的膜技術(shù)，其分離機理為篩分，在分離過程中膜的物理結(jié)構(gòu)起決定作用，分離過程中采用的推動力為壓力差，膜孔徑大小為0．01～10 μm，推動壓力差小于0．1 MPa。微濾膜材料分有機材料和無機材料兩類。有機材料有纖維素酯類、聚礬、聚丙烯等，無機材料包括金屬、陶瓷、金屬氧化物、玻璃、沸石等。與有機膜相比，無機膜具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫、抗污染性強、易清洗、機械強度高等優(yōu)點，近年來發(fā)展迅速。于慶立等[8]將微濾膜分離與傳統(tǒng)醇沉工藝進(jìn)行比較分析來優(yōu)選清肝顆粒提取工藝，發(fā)現(xiàn)膜分離法顯著優(yōu)于醇沉法，提取清肝顆粒工藝操作簡便，節(jié)約能源，有效成分綠原酸含量高。
3.2 超濾
超濾(ultrafiltration)是20世紀(jì)60～70年代發(fā)展起來的一種膜分離技術(shù),利用膜兩側(cè)的壓力差不同，可將不同分子量的溶質(zhì)進(jìn)行選擇性的分離。分離機理仍為篩分，膜孔徑大小為 10～100nm，推動壓力差 0．1～1 MPa，可從液體除去 0．0012～0．05 μm的溶質(zhì)分子和分子量約為1000萬的高分子化合物、膠體、病毒、熱源、菌絲和蛋白，常用于大分子物質(zhì)的分級分離和脫鹽濃縮、小分子物質(zhì)的純化。超濾過程無相變、不使用有機溶劑，分離選擇性較高、保持原方的配伍特色從而保證制劑成品的療效、除雜效果好，能顯著提高口服液、注射劑等液體制劑的澄明度，延長儲存時間同時可去除細(xì)菌和熱原，可實現(xiàn)連續(xù)化、自動化操作，符合中藥生產(chǎn)現(xiàn)代化的要求。根據(jù)化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu),膜材料可以分為兩大類:有機膜和無機膜。實踐證明有機膜始終存在著不能解決膜污染、不能抗高壓和高溫等問題,所以人們開始制造無機分離膜及其材料來彌補有機膜的諸多缺點。楊加域等[9]采用高效液相色譜法測定白芍超濾液中芍藥苷的含量，研究超濾膜對白芍醇提液分離的藥效部位及其體外抗腫瘤的活性。發(fā)現(xiàn)白芍超濾液藥效部位對腫瘤細(xì)胞的抑制作用與給藥量和給藥時間均呈正相關(guān)。表明超濾膜分離的白芍醇提液藥效部位在體外有抗腫瘤活性。
3.3 納濾
納濾(nanofiltration)是一種介于超濾和反滲透之間的膜分離過程，它填補了超濾和反滲透之間的空白。在分離過程中以壓力差為推動力，分離機理為吸附—擴散，膜孔徑大小為 1 ～10 nm。能分離除去分子量為300 ～1000 的小分子物質(zhì)，推動壓力差 0．5 ～ 1．5 MPa。納濾膜由于截留分子量介于超濾與反滲透之間，同時還存在 Donna 效應(yīng)，因此對低分子量有機物和鹽的分離有很好的效果，并具有不影響分離物質(zhì)生物活性、節(jié)能、無公害等特點，越來越廣泛地被應(yīng)用于醫(yī)藥工業(yè)中的各種分離、精制和濃縮過程[10]。多用于維生素、抗生素、氨基酸等發(fā)酵液的澄清過濾、分離與純化，半合成抗生素的脫鹽濃縮，中成藥澄清除菌過濾等。納濾膜集濃縮與透析為一體，可使溶質(zhì)的損失達(dá)到最小，它常與其他膜技術(shù)進(jìn)行聯(lián)用。楊艷等[11]通過低溫提取工藝，然后用微濾膜除雜，納濾膜濃縮麻黃堿，確定最佳提取工藝，解決了麻黃堿生產(chǎn)工藝哦廢水處理問題，提高了麻黃堿收率，并降低了能耗。
3.4 反滲透
反滲透(reverse osmosis)反滲透借助半透膜對水溶液中溶質(zhì)截留，在高于溶液滲透壓的壓差推動力下，使溶劑滲透半透膜，從而達(dá)到溶液脫鹽、金屬離子及小分子物質(zhì)的目的。反滲透膜孔徑≤1 nm，推動壓力差1～10 MPa，在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用主要是制備各種醫(yī)用水注射用水、透析水，可代替離子交換樹脂，主要用于水的脫鹽純化。陳瑩和萬端極[12]將麻黃草進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵水提取合并濾液，第一級膜為納濾膜，其作用是除雜，效果為麻黃堿透過率高達(dá) 98%，雜質(zhì)截留率達(dá) 25%，納濾膜濾液過二級膜(反滲透膜)濃縮分離，麻黃堿被完全截留，濾液無顏色，電導(dǎo)接近生活用水，可循環(huán)利用于水提部分，膜設(shè)備操作簡單、易于清洗，可實現(xiàn)自動化、連續(xù)化生產(chǎn)。
4、大孔吸附樹脂技術(shù)[13]
大孔吸附樹脂技術(shù)是利用大孔吸附樹脂的多孔結(jié)構(gòu)和選擇性吸附功能,從中藥提取液中分離精制有效成分或有效部位的技術(shù)。大孔吸附樹脂屬于功能高分子材料,是吸附樹脂的一種，于20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型吸附劑,既有物理吸附作用,又因多孔狀結(jié)構(gòu)而有篩選作用。在中藥有效成分分離提取的應(yīng)用中,呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭。它是一種不溶于酸、堿及各種有機溶劑的有機高分子聚合物,其孔徑與比表面積都比較大,在樹脂內(nèi)部具有三維空間立體孔結(jié)構(gòu),其吸附容量大、選擇性好、吸附速度快,近年來廣泛用于天然產(chǎn)物的提取分離工作中,得到了普遍認(rèn)可和重視。
5、分子印跡技術(shù)[14]
分子印跡技術(shù)(molecular imprinting technology,MIT)是將功能單體,在模板分子的存在下交聯(lián)聚合,然后洗脫除去模板分子,制得的聚合物在立體空穴和功能基排布上與目標(biāo)分子具有互補的結(jié)構(gòu)。由于其具有高選擇性和高強度的優(yōu)點,與天然抗體相比制備簡單,且模板分子可重復(fù)使用,現(xiàn)已廣泛用于手性固定相、仿生傳感器、固相萃取、模擬酶催化及藥物控釋等領(lǐng)域中。分子印跡技術(shù)與色譜分離技術(shù)相比,具有分子識別性強、固定相制備簡便快速、操作簡單、性質(zhì)穩(wěn)定(耐酸堿、耐高溫、高壓等)、溶劑消耗量小、模板和MIPs可以回收再利用等優(yōu)點。
6、分子蒸餾技術(shù)
分子蒸餾(Molecular Distillation)又叫短程蒸餾(Shortpath- distillation),分子蒸餾技術(shù)屬于一種高新技術(shù)。它是一項較新的尚未廣泛應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的液—液分離技術(shù),特別適用于高沸點、熱敏性及易氧化物系的分離,其應(yīng)用能解決大量常規(guī)蒸餾技術(shù)所不能解決的問題。由于其具有蒸餾溫度低于物料的沸點、蒸餾壓強低、受熱時間短、分離程度高等特點,因而能大大降低高沸點物料的分離成本,極好地保護(hù)了熱敏物料的特點品質(zhì)。分子蒸餾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊,目前可應(yīng)用分子蒸餾生產(chǎn)的產(chǎn)品有數(shù)百種。分子蒸餾技術(shù)具有操作溫度較低、蒸餾壓強低、物料受熱時間短、物料分離效率高的有點，但由于分子蒸餾要求在高真空下進(jìn)行分離,所需要的設(shè)備成本過高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計技術(shù)要求高,相應(yīng)的配套設(shè)備也多,投資過大,國內(nèi)尚未見大規(guī)模運用，并且分子蒸餾受設(shè)備結(jié)構(gòu)和加熱面積的限制,設(shè)備體積比常規(guī)蒸餾設(shè)備體積大,在大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用中有不少困難。
7、高速逆流色譜技術(shù)[15]
高速逆流色譜(High-speedcounter-currentchro-matograph，HSCCC)技術(shù)是一種新型的分離比較完全的液液分配色譜，其工作原理建立在美國國立衛(wèi)生院YiochiroIto博士發(fā)明的逆流色譜技術(shù)基礎(chǔ)上。HSCCC分離比較完全，能在短時間內(nèi)實現(xiàn)對復(fù)雜混合物中各組分的高純度制備量分離。具有重現(xiàn)性好、分離效率高、超載能力強、溶劑用量少的優(yōu)點，HSCCC 克服了固定相載體帶來的樣品吸附、損失、污染和峰形施尾等缺點，應(yīng)用范圍廣，特別適用于極性化合物的分離。
結(jié)語
中草藥制品的質(zhì)量在很大程度上依賴于中藥提取分離的效果，加大采用先進(jìn)的提取分離技術(shù)和設(shè)備對中藥產(chǎn)品質(zhì)量的提高將起到重要的作用。人類回歸大自然的思潮以及國內(nèi)中醫(yī)藥走向世界的戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，都為中藥的研究和進(jìn)展創(chuàng)造了有利條件，我們應(yīng)當(dāng)抓住機遇，把握機遇，使先進(jìn)的提取分離技術(shù)盡快在中藥行業(yè)中推廣應(yīng)用，促進(jìn)中藥現(xiàn)代化的實現(xiàn)。
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