超临界流体萃取技术在中医药研究的应用

吴 敏 指 导：李小芳副教授(成都中医药大学药学院，610075，四川成都／／女，1974年生，2001级硕士研究生) 超临界流体萃取(SFE)技术的原理是控制超临界流体在高于临界温度和临界压力的条件下，从目标物中萃取成分，当恢复到常压和常温时，溶解在超临界流体中的成分立即与气态的超临界流体分开。该技术对于挥发性成分、脂溶性成分、小分子萜类及热敏物质等的提取较之传统方法有很多优越性。常用萃取剂为C02，通过添加改性剂如甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯和水等及加压，改善其溶解性能，使超临界流体萃取技术对生物碱类、黄酮类、皂甙类等的应用也日趋普遍。目前。国外对SFE技术的应用研究已较成熟，多用于化妆品工业及医药工业等。本文以下对近五年来国内SFE技术在医药中的应用研究进展作一综述。国内SFE技术应用已初具规模，许多品种构中药挥发油已不需再用老方法(如溶剂提取法、水蒸气蒸馏法等)处理获得，而可通过厂家直接提供挥发油成品，一次一品种可提供约10kg挥发油，如川芎等的挥发油。除产业化生产外，SFE—C02技术在中医药研究中主要应用于以下几个方面： 1 C02一SFE技术在中药挥发油提取中的应用 李迎春等对防风、羌活、干姜、高良姜、小茴香和八角茴香的挥发油提取作了C02一SFE与水蒸气蒸馏法 (SD法)的对比，结果表明，C02一SFE法与SD法提取所得产物的易挥发组分基本相同，含量有一定差异；但cch —SFE法尚能提出SD法所不能得到的油脂和重质组分。苏子仁等对厚朴提取的工艺如水提、醇提、碱提、碱提大孑L树脂精制及C02一SFE工艺作了比较，并对 C02一SFE工艺作了参数优化。结果表明，采用C02一 SFE工艺。避免了因水、碱及醇提取过程中湿、热等引起挥发、氧化等物理化学变化而带来的有效成分损失，实现对厚朴高效提取分离过程。另外，尚对川芎、砂仁、椒目、防风、金边瑞香、野菊花、石菖蒲、当归等药材运用该技术作了挥发油化学成分的研究。由此可见。目前对SFE技术在挥发油提取中的应用研究已趋向深入。 2改进产品品质 如草珊瑚药物牙膏的例子，该产品水煮浓缩浸膏为棕黑色，制牙膏时要外加绿色色素掩蔽其棕黑色，否则影响产品质量和销售，而运用SFE—COa技术所得萃取物为淡绿色，不加任何色素，膏体白色，为草珊瑚的合理利用开辟了新途径。这也提示我们该技术在药物制剂上具有重大的实际意义，尤其是对于中药剂型现代化、提高中成药品质作用巨大。 3开发药物资源 中药中植物药占绝大部分，但其中相当一部分并不常用，而药效物质基础不清楚或有效成分含量低微是其中很重要的一个原因。如大部分中药挥发油含量较低、提取方法落后是重要原因。改进提取方法，则有助于寻找新药源、扩大已有药材的应用范围。如黎锦城等对救必应的超临界c02萃取物的GC—MS分析，得到72个峰，确定了其中51个成分及其相对含量；林敬明等对火炭母的SFE—c02萃取物的GC—MS分析，确定了 77个峰中48个峰所对应的化合物成分及相对含量。对鬼箭锦鸡儿、棉籽、亚麻籽的研究也是如此。可见，SFE技术能大幅度提高挥发油收得率，尚能分离到许多新的化合物。提示可对含挥发油中药尤其是含量低或SD法难于提取者进行深入开发利用，这同时也是新药开发的一个重要途径。另外，在分析过程中宜结合多种仪器分析及传统分析方法如柱层析等以快速准确确定各成分。 尚有人对一些既是药物又是香料和调味品的物质的 COz—SFE工艺进行了探索，扩大了其应用范围，这些物质有干姜、大蒜、花椒、八角茴香及茉莉等。 4提取非挥发油成分 夹带剂使用的进一步成熟，使SFE技术对生物碱类、黄酮类、皂甙类、蒽醌类、香豆素类、木脂素类、萜类、脂肪油类等非挥发性有效成分的应用也日趋普遍。对某些中药有效成分运用CCh—SFE提取的最佳条件作了深入探讨。如廖朝峰、陈光龙等运用均匀设计方法对高良姜SFE最佳萃取条件进行了探讨并获得满意结果。史庆龙等对云南红豆杉运用SFE技术分离鉴定了p一谷甾醇和紫杉醇两种成分，C02一SFE可直接得到p一谷甾醇单体，紫杉醇分离步骤较纯传统法大为简化。葛发欢等运用SFE—C02对益母草总生物碱进行了萃取。在碱化及加夹带剂条件下，极大提高了总碱萃取率。进行了这方面探讨的中药尚包括：五味子、雪灵芝、黄山药、黄花蒿、柴胡、丹参、川芎、补骨脂、姜黄、荜茇、银杏叶、杏仁、羌活、当归、夏天无、烟叶、厚朴、穿心莲、雷公藤、苍术等。以上研究极大推动SFE技术在中药提取领域的深入应用。 5 SFE用于中药质量控制、有效成分的测定 王桂芳等对SFE萃取物含测方法也进行了一些探索，建立了用毛细管区带电泳法同时测定厚朴药材及其超临界流体萃取物质量控制方法。对川芎、荜茇、补骨脂、何首乌、银杏叶、酸枣仁、蛇床子、大黄等药材也进行了这方面的研究。同时，苟奎斌等建立了超临界流体萃取中成药首乌喘息灵胶囊中的大黄素的方法。这些研究为中药材及中成药的质量控制提供了一种新方法。 6 002一SFE技术应用于中药复方研究 复方中药是中医主要传统用药形式。由于落后的传统工艺，从而影响了中药产业现代化进程。目前已有对复方采用c02一SFE的报道。如葛发欢【8】等对复方丹参降香作了CCh超I临界萃取研究，研究了复方中药超临界 C02萃取过程中各单味药之间的相互影响及其对整个复方提取的影响，同时研究了萃取压力和温度的影响，结果证明：复方丹参降香的超临界c02萃取，其效果完全不同于单味丹参和单味降香的提取。 7小结与讨论 到目前为止，由于C02无色、无味、无毒，临界温度低，惰性，对药剂无污染。故cch或其混合超临界流体 (力I)A改性剂或表面活性剂等)是经常采用的超临界流体。其它超临界流体由于临界温度较高，或有色、有毒，化学性质不够稳定。对药剂可能造成污染等原因。较少有使用报道。可考虑在提取某些药物挥发油及其它成分时对其加以适当的应用。 与挥发油提取的传统方法SD法比较，CCh—SFE提取的挥发油与其所得成分基本一致。而超临界C02萃取所得挥发油收率均显得高于水蒸气蒸馏法。同时。提取时间也较水蒸气蒸馏法大大缩短。由于加热温度低、受热时间短，有效成分也不易被破坏。这是其工业化生产中有利的方面。但同时应注意其应用上存在一定局限性。如对某些含极性大、分子量大活性成分(如甾体、蛋白质等)的中药难以适用；提取设备为一密闭系统。压力高，易爆炸，存在安全隐患；设备一次性投入高；提取参数不成熟等。另外，超临界流体萃取技术中药制剂中应用尚有一些实际问题，如其提取残渣易粘附在萃取釜壁上，不易清洗，工业化生产中易造成残留。不易符合GMP生产要求。 在新药开发中，运用该技术所提取的有效成分在制剂方面具有较高的优越性，有利于中药新剂型的创造；另一方面，运用该技术时应当注意提取工艺路线的合理设计。由于SFE技术要使用较高压力，提取后药渣已被压烂。这样一些无效成分也极易被提取出来。给后面的除杂及成型工艺等造成困难。所以制剂生产中挥发油及其它成分的提取次序是一个应当引起重视的问题。 SFE在中药现代化、产业化进程中的应用将日益广泛。特别是其在运用过程中与其它仪器分析方法(如 UV,I-IPLC、HPCE、GIg—MS计算机、C,C—MS／M SD、 MECC、MD等)的广泛联用。与中药色谱指纹图谱的要求极为符合，所以SFE技术在中药色谱指纹图谱上必将获得进一步的发展与深入应用。

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