浸提分離和純化

1、 中藥的浸提、分離學(xué)習目的要求掌握：1、浸提原理及其影響因素2、常用的浸提方法及應(yīng)用3、常用的精制方法原理及應(yīng)用4、各種分離方法的特點應(yīng)用2第一節(jié) 概 述 有效成分（部位） 輔助成分 無效成分 組織成分 藥材成分保留 藥材成分與療效的關(guān)系3浸 提： 采用適當?shù)娜軇┖头椒▽⒅兴幉闹杏行С煞只虿课唤龅牟僮?。浸提目的：提取中藥材中有效物質(zhì)一、中藥浸提過程 ： （一） 浸潤與滲透 （二) 解吸與溶解 （三） 產(chǎn)生濃度差而擴散 第二節(jié) 浸提原理與影響因素4（一）、浸潤與滲透 浸潤溶劑使藥材潤濕、進入細胞間隙，細胞膜膨脹恢復(fù)通透性； 滲透浸提溶劑的靜壓力及藥材毛細管作用使溶劑通過細胞膜及細胞組織滲透到細

2、胞內(nèi)部； 條件：藥材與溶劑間的親和力 溶劑分子間的內(nèi)聚力 多數(shù)藥材能被極性溶劑潤濕。5（二）、解吸與溶解階段 : 解吸 : 細胞中各種成分間的親和力解除而轉(zhuǎn)入浸提溶劑中； 溶解 :經(jīng)解吸的各種成分溶解或膠溶于溶劑中，使細胞膜內(nèi)外產(chǎn)生濃度差和滲透壓差。 6(三) 擴散(置換)階段 植物細胞膜內(nèi)外溶劑中藥物濃度的高低差別產(chǎn)生的滲透壓差，使細胞內(nèi)外溶液互相滲透直至內(nèi)外濃度相等、滲透壓平衡時，擴散終止。二、中藥浸提原理： 濃度差為滲透擴散的推動力： Ficks第一擴散公式 :7dt擴散時間dsdt 擴散速率F擴散面積,代表藥材的粉碎度D擴散系數(shù)dc/dx濃度差“”表示擴散趨向平衡時濃度降低；8D： 擴

3、散系數(shù)；R： 摩爾氣體常數(shù)T： 絕對溫度N： 阿伏加德羅常數(shù)：溶質(zhì)分子半徑：粘度：常數(shù)9 式中，F(xiàn)值（粒度）需受到一定控制， D值、t值較為固定。 所以：提高浸提效果最重要是保持最大的 濃度梯度dcdx .10二、影響浸提的主要因素（一）藥材的粉碎度（F）: 理論上F大，ds/dt大，但如果F太大導(dǎo)致其微粉學(xué)理化性質(zhì)： 巨大表面能對藥液成分有較大吸附性 、 使有效成分損失； 組織細胞破裂過分使浸出雜質(zhì)多； 微粉的聚集性使流動阻力增加而使后續(xù)的過濾工藝難度加大。11 F 應(yīng)以不同藥材、不同溶劑選擇適宜粒度：溶劑為水： 宜粗粒、薄片；溶劑為醇： 宜粗粉(10-20目)疏松藥材 ：粗末堅硬藥材： 粗

4、粉(20目)動物藥材： 絞碎 12（二） 浸提溫度T： D增大, ds/dt增大、 有利于擴散浸出； 不耐熱成分破壞 揮發(fā)性成分的破壞 浸提雜質(zhì)多 不利擴散浸出 浸提應(yīng)控制適當溫度. 高溫過高適當提高溫度13（三）浸提時間t: ds與dt成正比，以擴散達到平衡的時間t即可 。 太長時間會導(dǎo)致有效成分酶解、大量雜質(zhì)溶出等 14（四）濃度差:增大dc/dx、提高浸出效果 增加濃度差的辦法： 1、攪拌2、更換新溶劑3、溶劑循環(huán)流動 4、流動溶劑15（五） 溶劑pH: 根據(jù)浸出有效成分（部位）理化性質(zhì)調(diào)整浸提溶劑的pH值有利于有效成分提取。如生物堿用酸水提取.（六） 浸提壓力: 使部分細胞壁破裂有利浸

5、出 ，在提取前段時間可以加速溶劑潤濕、滲透、擴散 ，縮短浸提時間。16（七） 新技術(shù)的應(yīng)用:強化浸提 提高浸提效率、提高制劑質(zhì)量，浸提時間大大縮短。 超聲浸提膠體磨浸提17三、常用浸提溶劑 （一）選擇溶劑的要求： 應(yīng)對有效成分溶解度大、對無效成分溶解度?。ǘ┏Ｓ媒崛軇?81. 水: 價廉易得；大極性、浸出范圍廣、選擇性差 ；難過濾易霉變、水解、不宜久貯 色澤差 19 2. 乙醇: 兩親性溶劑，利用與水的不同濃度可選擇性浸提不同成分：20% ：防腐 40% 50%：延緩酯類、苷類水解；可沉淀部分大分子水溶性雜質(zhì)，增強穩(wěn)定性；50%-70%：提取生物堿 、蒽醌苷類 、黃酮苷類；沉淀更多水溶性

6、雜質(zhì)，增強穩(wěn)定性；20 75%：殺菌、精制浸提物 ； 90%以上：提取揮發(fā)油等、樹膠、樹脂等雜質(zhì) 揮發(fā)性,易燃性，生產(chǎn)中注意安全保護； 價格較貴 故以滿足浸提目的的適當濃度即可 。213、乙醚、氯仿: 僅用于有效成分的提純、精制 4、丙酮、石油醚:動物藥或藥材的脫水或者脫脂劑,不宜做制劑溶劑 22三、浸提輔助劑:加入浸提輔助劑目的:增加浸提成分的溶解度;提高浸提效能;增加穩(wěn)定性(制劑,藥液);去除或減少某些雜質(zhì)。23 酸: 促進生物堿浸出;使酸性成分游離,便于有機溶劑浸提;除去酸不溶性雜質(zhì);常用酸:硫酸、鹽酸、醋酸、酒石酸等24加酸操作注意：(1) 用量以維持浸提所需pH值即可。 以免造成不良

7、反應(yīng)和成份的水解；(2) 一次性加于最初少量浸提液中，不可在全部浸提溶劑中加。252.堿: 使生物堿游離便于有機溶劑浸提使酸性成分成鹽便于水中浸出完全溶解內(nèi)酯便于內(nèi)酯成分浸出 防止某些苷類水解加堿的堿水溶液能溶解樹脂酸、蛋白質(zhì)而使酸性雜質(zhì)增加 如甘草酸的提取26常用堿:氨水：揮發(fā)性弱堿,成分破壞性小,宜控制用量 碳酸鈣、氫氧化鈣：不溶性堿化劑 用于浸提生物堿、皂苷；注意：(1) 不宜用NaOH(2) 一次性加于最初少量浸提液中，不可在全部浸提溶劑中加。 273、甘油與丙二醇：浸提輔助劑和甘油劑、軟膏劑、乳劑 、基質(zhì)的溶劑4、表面活性劑：降低藥材與溶劑間的表面張力有利浸潤。 28五、浸提方法與設(shè)

8、備一、煎煮法二、浸漬法三、滲濾法四、回流法五、水蒸汽蒸餾法六、超臨界流體萃取法29一、煎煮法 溶劑：水 適用：有效成分溶于水、對濕熱較穩(wěn)定的藥材 特點：常用，價廉； 缺點：雜質(zhì)多，易變質(zhì)，提取液要及時處理。 操作流程： 30藥材飲片洗凈 浸泡潤濕膨脹煮沸規(guī)定時間篩或沙布過濾藥渣藥液常壓加壓水濃縮工序水水31 煎煮常用設(shè)備:1 、不銹鋼夾層鍋、球形煮罐；2 、多能提取罐 :多功能特點:常壓常溫提取加壓高溫提取減壓低溫提取提取揮發(fā)油蒸制水提取有機溶劑提取回收溶劑自動除渣，降低勞動強度。32多 能 提 取 罐3334二、 浸漬法:溶劑： 有機溶劑 特點： 靜態(tài)浸出適用:遇熱易揮發(fā),易破壞的有效成分以

9、及粘性物質(zhì) 冷浸漬法 熱浸漬法 重浸漬法 類型:35(一)、冷浸法： 室溫密閉3-5天定時振搖濾過藥渣定量溶劑藥材顆粒藥液壓榨過濾浸漬藥液 酒劑酊劑其他制劑濃縮36(二)、熱浸法： 4060浸漬定時振搖濾過藥渣定量溶劑藥材顆粒藥液壓榨過濾分離浸漬藥液 酒劑 37 (三）、重浸漬法: 浸出成分損失小全量浸提溶劑第2份第1份藥渣藥液 浸提液 藥材粗粒藥渣第3份38壓榨藥渣可減少藥渣吸附藥液、提高浸出效率壓榨機的應(yīng)用： 39三、滲漉法: 藥材粗粉置滲漉器內(nèi),溶劑連續(xù)地從滲漉器的上部加入,滲漉液不斷的從下部流出從而浸提出中藥成分的浸提方法。40溶劑：多有機溶劑特點：溶劑動態(tài)、良好濃度差，故浸 出完全

10、、溶劑用量少適用：貴重、毒性、含量低的藥材、 流浸膏、酊劑不適用：新鮮、易膨脹藥材、無組織 結(jié)構(gòu)者；不宜用水為溶劑411、單滲漉法：單個滲漉裝置2、重滲漉法: 多個滲漉裝置串聯(lián)排列, 溶劑連續(xù)通過各滲濾筒柱,故可提高效率、節(jié)約溶劑、滲漉量少。 滲漉方法:423.加壓滲濾法: 特點：充分利用 濃度梯度 給滲漉柱加壓, 降低溶劑通過藥粉的阻力，使浸出液較快通過藥粉柱,并充分利用 濃度梯度, 溶劑耗量??；常用多級滲漉。 4344 螺旋式連續(xù)里逆流提取器45單滲漉法設(shè)備： 1、圓柱形滲漉器：用于膨脹度不大的藥粉、 2、圓錐形滲漉器：用于膨脹度大的藥粉 46單滲漉法操作流程與技術(shù)要求:1、粉碎：粗粉(1

11、-2號篩)2、潤濕：藥粉+溶劑( 1:1 )攪拌均勻,密閉放置規(guī)定時間,使藥粉充分膨脹后再裝筒；3、裝筒：潤濕藥物少量分次層層壓平，注意適宜松緊度； 裝筒量:為筒容積的2/3、留一定的空間存放溶劑；47 4、排氣： 裝粉完畢，先打開筒下浸液出口活塞、上部開始添加溶劑使藥材間隙的空氣從下部排出至浸提液流出時,關(guān)閉下口活塞;5、浸漬：繼續(xù)添加溶劑淹沒藥材表面數(shù)厘米,加蓋放置1-2天,使溶劑充分滲透、擴散；486. 滲漉： (1) 漉速：每kg藥材流速1-3ml/分; 漉速太快有效成分來不及擴散、滲出,浸出液濃度低；漉速太慢影響設(shè)備利用率和產(chǎn)量。(2) 滲漉液量：藥量的45倍 (3) 高濃度初漉液另

12、器存放：先將藥物量85%的的初漉液另器保存 , 避免濃縮加熱 497.續(xù)漉液濃縮：濃縮液加上初漉液，調(diào)節(jié)至規(guī)定體積（一般為藥材：V1：1）8.保存條件：加乙醇至20 以上 50濃度較低的浸出制劑制備: 1。不收初漉液 2。直接收集制備量的3/4 漉液后壓榨藥渣,壓榨液與滲漉液合并， 調(diào)整至規(guī)定濃度。51四.回流法: 用有機溶劑加熱提取 , 溶劑受熱蒸餾后又被冷凝重復(fù)回到浸出器中.特點：1、回流熱浸法: 溶劑用量多，加熱時間長。不適用受熱易破壞的藥材成分的浸提。2、回流冷浸法 : 溶劑用量少，可循環(huán)使用，又能不 斷更新 實驗室: 索氏提取器 生產(chǎn): 循環(huán)回流冷浸裝置5253 六、水蒸汽蒸餾法:

13、基本原理道爾頓定律: 互不相容的液體混合物的蒸氣總壓P等與該溫度下各組份飽和蒸汽壓(分壓)之和. 54 若設(shè)m水和m油為各組份總量百分比，M水和M油為各組份的分子量，則所得餾出液中各組份的重量百分比為： m水 m油=P水M水 P水M水+P油 M油P油M油 P油 M油+P水 M水10010055P苯= 72.1 P水30.1M苯=78 M水=1830.1 18 30.1 18+71.2 78 M水=8.89%M油=71.2 78 71.2 78+ 30.1 18 =91.1%56組份的分壓和分子量的乘積愈大,則此組分被蒸餾出來的愈多; 由于水的M比揮發(fā)性物質(zhì)的M要小多,因此當水與不相混溶的揮發(fā)性

14、物質(zhì)混合蒸餾時可在低于水沸點的溫度沸騰蒸出。 特點:用于具有揮發(fā)性、能隨水蒸汽蒸餾的化學(xué)成分提取。57水蒸汽蒸餾方法:1。直接加熱蒸餾法 2。水蒸汽蒸餾法 需重蒸餾提高濃度 3。雙提法5859 超臨界流體：是指處于臨界溫度(Tc）和臨界壓力（Pc）以上、介于氣體和液體之間的流體。 性質(zhì)：這種流體同時具有液體和氣體的雙重特性，它的密度與液體相似，而粘度與氣體相近，擴散系數(shù)比液體大100倍。因而對許多物質(zhì)有很強的溶解能力。60最常用CO2超臨界流體（SCE）： 性質(zhì)穩(wěn)定、臨界溫度（31.4）和 臨界壓力（絕對壓力7370kPa)低，易操作、價廉，對極性較低化合物易提取。 提取特點： 有效成分不受破

15、壞;無污染;提取效率高；適用于提取親脂性、小分子成分；無溶劑污染殘留。61SCE提取過程：CO2壓縮室臨界溫度、臨界壓力超臨界流體進入提取器原料中可溶性成分溶解于CO2流體中 CO2萃取液減壓下進入分離器CO2氣體脫溶、回到氣體壓縮罐中溶質(zhì)分離提取出。夾帶劑：提取的溶質(zhì)和超臨界流體二元系統(tǒng)中加入不超過15的醇、酮等以改善對極性化合物的提取效果 62超臨界流體提取的原理：CO2 在臨界溫度和臨界壓力下具有高密度、低黏度、擴散系數(shù)大的特殊性能。CO2 流體在臨界點附近改變提取系統(tǒng)的溫度與壓力，即使發(fā)生微小的變化，也會導(dǎo)致溶質(zhì)的溶解度發(fā)生數(shù)量級的變化。所以技術(shù)參數(shù)上可以存在數(shù)種有利提取方案。6364

16、提取基本流程65八、超聲波提取法提取原理：超聲波熱學(xué)作用機制：超聲波以每秒數(shù)以萬計的高速振動在液體中傳導(dǎo)，推動介質(zhì)的作用使液體和溶質(zhì)的分子間產(chǎn)生無數(shù)微小真空氣泡，造成空穴效應(yīng)(CAVITATION)，這種無數(shù)微小的真空氣泡受壓爆破時，會產(chǎn)生強大的沖擊力，溶質(zhì)細胞分子破裂解散其內(nèi)聚力。 66 分離固液分離 分離精制目的： 達到較純有效成分(部位)、雜質(zhì)少、體積小的目的。分離精制的方法：（一）沉降 （二）離心（三）濾過第三節(jié) 分離與精制 67（一）沉降分離法：原理： 利用混合液中固體物質(zhì)與液體介質(zhì)密度差分離。沉降力是重力設(shè)備：冰箱、冷庫適用：液體制劑粗分 一 、分離固液分離68（二）離心分離法：原

17、理：利用混合液中固液介質(zhì)密度差、借助高速旋轉(zhuǎn)具有不同離心力達到分離 。離心分離的力為離心力C,比重力G大數(shù)千倍 離心因子 C G n: 離心機轉(zhuǎn)速 r：離心機半徑 69設(shè)備：1、常速離心機類型：(1) 離心沉淀機: 轉(zhuǎn)速：1千6千轉(zhuǎn)/分(2) 三足離心機: (3) 上懸式離心機: (4) 臥式自動離心機:702. 超速離心機: 適用于分離乳濁液、懸浮液、兩種不同密度的液體。類型 ：（ 1）管式離心機: 8000-50000轉(zhuǎn)/分（2）蝶式離心機: 10000轉(zhuǎn)/分 (3) 真空冷凍離心機:用于生物制劑熱敏感物料 -40、60000轉(zhuǎn)分。712. 超速離心機: 適用于分離乳濁液、懸浮液、兩種不同

18、密度的液體。類型 ：（ 1）管式離心機: 8000-50000轉(zhuǎn)/分（2）蝶式離心機: 10000轉(zhuǎn)/分 (3) 真空冷凍離心機:用于生物制劑熱敏感物料 -40、60000轉(zhuǎn)分。7273747576原理：乳濁液通過小孔流到碟片的間隙。在離心力的作用下，重液沿著每個碟片的斜面沉降，并向轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁移動，由種液出口連續(xù)排出。而輕液沿著每個碟片的斜面向上移動，匯集后由輕液出口排出，分離因子700特點：適用于分離油水分離；牛乳脫脂等77（三）、濾過分離法 濾過機理：1.過篩截留： 2.深層濾過: 過篩截留 范德華力 濾渣與介質(zhì)孔隙形成架橋 利用架橋形成的致密濾層再回濾藥液易濾至澄清 78濾餅過濾示意圖79

19、（二）影響濾過的因素： 式中：V t ： 濾過速度P： 濾過壓力 r： 濾渣層或濾材的毛細管半徑r4： 濾器面積 l: 毛細管長度 : 料液粘度 80 增加Vt的辦法：1. 加壓濾過或減壓濾過；2.加助濾劑使降低: 對粘性易變形、可壓縮濾餅; 3.及時更換濾材、先經(jīng)預(yù)濾處理、加溫濾過、加助濾劑等使、 減小、 4. 增大；濾器面積使r2增大；81(三)濾過方法與設(shè)備1.常壓濾過: 2.減壓濾過: 布氏漏斗非粘稠性藥液、不可壓縮濾渣 、活性炭過濾垂熔玻璃濾器精濾3.加壓濾過適用粘度低藥液預(yù)濾或半精濾。 824.薄膜濾過: 利用組分有選擇性透過的薄膜用于濾除細菌、細小懸浮物的精濾。 膜分離動力:膜兩

20、側(cè)濃度差、壓力差、電位差等截留孔徑規(guī)格：指截留的微粒粒徑 , 如截留值1萬是指將1萬分子量以上溶質(zhì)截留在膜前 83（1）微孔濾膜MF：截留粒徑為 m級。（2）超濾UF：截留粒經(jīng)是nm數(shù)量級。應(yīng)用： 高純水、生物制劑、注射劑、不能加熱滅菌的制劑等。分級過濾：藥液初濾 壓濾 薄膜濾84二、精制采用適當?shù)姆椒ê驮O(shè)備除去中藥浸提液種雜質(zhì)的操作。常用精制方法：水提醇沉法醇提水沉法超濾法鹽析法酸堿法澄清劑法透析法萃取法85（一）水提醇沉法: 利用不同濃度乙醇將水提取濃縮液沉淀、去除其中雜質(zhì)。適用于：大多數(shù)藥材提取可保留：生物堿類、苷類、氨基酸類、有機酸鹽等；可去除：蛋白質(zhì)、糊化淀粉、粘液質(zhì)、油脂、脂溶性色

21、素、樹脂樹膠、部分糖類優(yōu)點：節(jié)約乙醇86 操作要點：1、藥材濃縮液醇沉時(50-60)相對密度控制1.1左右 或12g原藥材ml相對密度計算：D（d-1)n+1D:實際濃縮物密度d：稀釋n倍的相對密度d=144.3/(144.3-b)872. 加醇方式： 分次加使含醇量逐步提高： 慢慢加入接近室溫的濃縮液中，邊加邊攪拌（防止有效成分吸附在雜質(zhì)內(nèi)部）梯度遞增醇沉：如注射劑3.冷藏 : 加速沉降。注意冷藏液先將上清液吸出再過濾 884、與pH值有關(guān)的有效成分：調(diào)節(jié)pH值,保留更多有效成分，盡可能除雜質(zhì)，（如蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)等電點時易沉淀）。5、注意：內(nèi)酯，黃酮，蒽醌，芳香酸等在水中難溶，在醇沉時易溶，但

22、濃縮后不溶，過濾時易損失。6、含醇量計算89 （1）計算含醇量體積百分比公式：式中：x:需加濃乙醇的體積；v：為濃縮藥液的體積；C1:濃乙醇的濃度 ；C2:所需達到的含醇量；90(2) 生產(chǎn)中估算含醇量(ml/ml)的重量百分比：式中： d藥：為醇沉溫度下濃縮藥液的密度 Cml/ml: 已確定的醇沉體積百分濃度 Cg/g：最佳醇沉所用乙醇的重量 91（3）加入回收乙醇再補充濃乙醇至所需含醇量： 先計算加入回收乙醇后藥液的含醇量:式中：C4：加入回收乙醇后藥液的含醇量C2：回收乙醇的濃度；V2：回收乙醇的體積（ml）V1：藥液的體積（ml）92需補加濃乙醇量計算： 式中：x:需補加濃乙醇體積(m

23、l);V1:藥液體積; V2:回收乙醇體積 C1:濃乙醇濃度; C3:藥液所需含醇量 C4:同上93適用于： 含蛋白質(zhì)、粘液質(zhì)、多糖等雜質(zhì)較多的藥材提取注意：脂溶性雜質(zhì)（樹脂、油脂、色素等）隨之提出、水沉時去除（二）醇提水沉法：94藥材適宜濃度乙醇醇提濃縮（水溶性雜質(zhì)） 醇液 有效成分、 脂溶性雜質(zhì) 加水攪拌冷藏藥液（有效成分） 沉淀（脂溶性雜質(zhì)）藥渣95（三）鹽析法： 適用：有效成分為蛋白質(zhì)、血漿蛋白的分離原理: 水中加入鹽離子,使蛋白質(zhì)藥物： 1.蛋白質(zhì)表面電荷中和 2.蛋白質(zhì)膠體水化層脫水使蛋白質(zhì)溶解度降低而沉淀析出。特點：蛋白質(zhì)不變性又可分離純化 961.常用硫酸銨等中性鹽 2.鹽濃度表示法：鹽的飽和度 ：指該鹽的飽和溶液的體積占混合后溶液總體積的百分數(shù)。3.鹽濃度與鹽離子強度影響操作要點：974.鹽析pH與蛋白質(zhì)等電點相結(jié)合5.蛋白質(zhì)濃度2.5% 3%,6.調(diào)節(jié)硫酸銨飽和度度可達分離各種蛋白質(zhì)目的7.脫鹽處理:透析法、離子交換法98 利用中藥成分在水中的溶解性與酸堿度有關(guān)的性質(zhì)，在溶液中