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中草藥化學(xué)成分提取的一種新方法和新設(shè)備
組織破碎法與閃式提取器
————中草藥化學(xué)成分提取的一種新方法和新設(shè)備
盧付軍1 劉延澤2 畢躍峰3 高志偉1
（1北京金鼐科技發(fā)展有限公司，2美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物有機(jī)和天然產(chǎn)物研究室，3鄭州大學(xué)藥學(xué)院）
摘要：組織破碎法是中草藥化學(xué)成分提取的一種新方法，經(jīng)與傳統(tǒng)的提取方法及近年來出現(xiàn)的新技術(shù)如超臨界流體萃取技術(shù)、超聲提取法、微波萃取技術(shù)等相比較，具有不需加熱、快速安全、節(jié)能、、不破壞成分、宜各種溶劑等優(yōu)點(diǎn)；閃式提取器是根據(jù)組織破碎原理科學(xué)設(shè)計(jì)而成的一種新型提取器，不但結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，而且快速，適用廣泛，有利于我們方便、快速、地提取植物中的化學(xué)成分，是制劑生產(chǎn)和天然藥物研究工作的得力助手。
關(guān)鍵詞：天然藥物研究 中藥化學(xué)成分 組織破碎法 閃式提取器
從20世紀(jì)中葉以來，隨著自然科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多新概念、新方法、新技術(shù)等，不斷向中藥研究領(lǐng)域滲透，中藥研究學(xué)科也不斷分化、衍生出了中藥資源學(xué)、中藥鑒定學(xué)、中藥炮制學(xué)、中藥化學(xué)、中藥藥理學(xué)、中藥毒理學(xué)、中藥制劑學(xué)等多個(gè)新興學(xué)科。中藥研究出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展之勢。目前國內(nèi)對中藥主要從以下七個(gè)方面進(jìn)行了大量的研究：
- 中藥材資源及質(zhì)量研究。 截至目前，我國的中藥種質(zhì)資源基本查清。1982年國家制定了對全國中藥資源進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查研究的計(jì)劃，普查歷時(shí)10年。結(jié)果表明，我國中藥資源達(dá)12807種。其中藥用植物 11146種，藥用動(dòng)物1581種，藥用礦物80種。調(diào)查結(jié)果表明，我國是世界藥用資源zui豐富的國家之一，zui豐富的地區(qū)要數(shù)西南和中南，約占全國種類的 50～ 60％，華東和西北地區(qū)居中，約占30％，東北和華北地區(qū)約占 10％。
對中藥質(zhì)量的研究主要從以下幾個(gè)方面開展：中藥材道地性系統(tǒng)研究；中藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化研究；中藥材采收加工、貯藏、運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)性研究；中藥質(zhì)量檢測方法的研究；中藥飲片及炮制研究。
- 中藥化學(xué)（物質(zhì)基礎(chǔ)）的研究。（1）單味中藥的化學(xué)研究 。 （2）中藥方劑的化學(xué)研究 。（3）中藥化學(xué)成分的研究方法 。 中藥化學(xué)成分研究方法和手段的不斷改進(jìn)，將有可能給中藥物質(zhì)基礎(chǔ)的研究帶來突破性的進(jìn)展，從而加快中藥現(xiàn)代化進(jìn)程。我國中藥化學(xué)成分研究的方法從憑借經(jīng)驗(yàn)觀察藥材的外觀形態(tài)、氣味，進(jìn)入到利用超臨界萃取、超濾、逆流色譜等來研究中藥的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前已發(fā)展到利用X一射線衍射技術(shù)分析含礦物類中藥的方劑的質(zhì)量，應(yīng)用核磁共振技術(shù)對中藥天麻及其偽品進(jìn)行鑒別。指紋圖譜定性、各種氣相色譜一液相色譜及毛細(xì)管電泳手段業(yè)已用于中藥化學(xué)成分研究，且正在建立氣／液相色譜／毛細(xì)管電泳一質(zhì)譜聯(lián)用儀等快速、、微量的檢測方法和手段。天然植物研究中涉及的色譜（氣相色譜、液相色譜、凝膠滲透色譜、離子交換色譜、薄層色譜及電泳等），分子結(jié)構(gòu)測定過程中涉及的有機(jī)化學(xué)（有機(jī)分析、有機(jī)合成）波譜學(xué)（質(zhì)譜、核磁共振譜以及紅外、紫外、拉曼光譜、X光衍射和圓二色光譜）、特別是超微量結(jié)構(gòu)分析技術(shù)和色譜與質(zhì)譜或光譜聯(lián)用技術(shù)、快原子轟擊一化學(xué)反應(yīng)質(zhì)譜、質(zhì)譜等技術(shù)也正在中藥研究中得到應(yīng)用。
- 中藥藥理學(xué)研究。
- 中藥毒理學(xué)研究。
- 中藥制劑學(xué)研究。
- 中藥應(yīng)用理論研究。
- 代生物技術(shù)在中藥基礎(chǔ)性研究中的應(yīng)用 。
中藥研究的快速發(fā)展也要求有與之相應(yīng)的高科技手段和方法提供技術(shù)保證，其核心工作都是對中藥的有效成分進(jìn)行各種各樣研究。這就需要首先用各種手段把有效成分提取出來，然后才能進(jìn)行以后的工作。所以，中藥提取是進(jìn)行中草藥化學(xué)成分研究、中藥藥理、制劑、炮制研究、動(dòng)植物的生物化學(xué)研究的重要的關(guān)鍵一步，在醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、化妝品及化學(xué)工業(yè)中占有及其重要的地位，提取的*或成敗與否對今后的進(jìn)一步工作影響極大。
中草藥中的化學(xué)成分結(jié)構(gòu)千差萬別，除了揮發(fā)油及個(gè)別易揮發(fā)的小分子化合物采用水蒸氣蒸餾提取外，多是以適當(dāng)溶劑進(jìn)行提取，即溶劑法，包括浸漬、滲漉、回流、連續(xù)回流、煎煮等方法，所選用溶劑一般為水、乙醇、丙酮或甲醇及親脂性有機(jī)溶劑三類，根據(jù)“相似相溶”、“加熱助溶”及少量多次的原理，盡可能多、快、好、省的將所需有效成分從藥材中溶出。但上述方法存在著不少難以克服的矛盾和弊端。如：1）盡管藥材經(jīng)過適當(dāng)?shù)那兴樘幚恚軇┙雰?nèi)部組織并達(dá)到組織內(nèi)外化學(xué)成分的溶出平衡，尚需較長時(shí)間。2)有機(jī)溶劑回流提取每次需要1——2小時(shí)或更長時(shí)間，并且需要重復(fù)提取3——5次；這樣要消耗大量的能源、時(shí)間、溶劑，如果加熱對于某些遇熱易變化的成分就更不適用。3）冷浸或滲漉則需更長的時(shí)間和更多的溶劑。4）超臨界萃取、超聲提取、微波萃取等新技術(shù)往往投資過大，每次處理藥材量較少。
九十年代初期，日本生藥學(xué)家嘗試將生物組織搗碎機(jī)用于中藥丹寧成分的提取，取得了舉世矚目的成就，不但可以避免加熱，而且一次提取1——2分鐘即可完成，提取效率、收率大為提高。
其主要原理是：在適當(dāng)溶劑存在下，利用高速機(jī)械剪切力和攪拌力，迅速破壞植物細(xì)胞組織，使化學(xué)成分（或有效成分）與溶劑充分接觸，使有效成分快速溶解轉(zhuǎn)移，然后過濾即可。國內(nèi)藥學(xué)工作者受到啟迪，并參考組織搗碎的原理和國外在丹寧研究中的應(yīng)用實(shí)例，將此方法命名為組織破碎提取法，并據(jù)此設(shè)計(jì)發(fā)明了閃式提取器，對含不同類型化學(xué)成分的中草藥進(jìn)行了研究，取得了較好的效果。
國內(nèi)藥學(xué)工作者以芫花葉、柳葉、長白瑞香葉、尖瓣瑞香葉、木瓜葉、算盤子葉五種原料為試驗(yàn)對象，溶劑選用95％乙醇和70％丙酮，分別用組織破碎提取法和回流提取法提取各原料的有效成分，試驗(yàn)結(jié)果表明，回流提取2小時(shí)的收得率用組織破碎提取法僅用1分鐘即可達(dá)到相同收率，效率是回流提取的100倍以上，且不需加熱，節(jié)約了大量能源。試驗(yàn)還表明，為了提高工作效率，在某種情況下，用破碎提取法溶劑選用70％丙酮效果優(yōu)于95％乙醇，如果提取受熱易破壞的成分，組織破碎提取法是*選擇。試驗(yàn)還對破碎提取后的藥渣進(jìn)行了干燥、過篩、稱重，能通過20目篩的部分可達(dá)85％以上。【1】（《河南科學(xué)》Vol.11 No.4 劉延澤 袁珂 冀春茹——中草藥化學(xué)成分提取的新方法）
有文獻(xiàn)報(bào)道，分別用回流提取、冷浸提取、滲漉提取、破碎提取、超聲波提取、索氏提取六種方法提取忍冬葉中的綠原酸，結(jié)果表明，在不同提取工藝中，利用閃式提取器進(jìn)行破碎提取所提取的綠原酸含量zui高，而且提取快速、*，節(jié)省時(shí)間、溶劑和能源，并且操作簡便，效率是其它方法的幾十倍。【2】在對冬凌草中有效成分冬凌草甲素（萜類化合物）不同提取工藝的研究中，也用了回流提取、索氏提取、滲漉提取、冷浸提取、破碎提取五種方法作了提取收率的比較，結(jié)果證實(shí)破碎提取法提取的冬凌草甲素含量zui高。【3】同樣，用五種不同的提取方法（回流提取、索氏提取、滲漉提取、冷浸提取、破碎提?。嚽安葜械挠行С煞譃跆K酸進(jìn)行了收率和含量的測定比較，研究結(jié)果再次表明用破碎提取法所提取的烏蘇酸含量zui高，而且與其它方法相比，具有快速、安全、不需加熱，節(jié)省時(shí)間和能源等*的優(yōu)勢。【4】破碎提取法不需加熱的特點(diǎn)也使該方法應(yīng)用于不同來源訶子中3種可水解丹寧的定量分析【5】以及訶子葉與訶子硬種皮中丹寧反相液相色譜分析【6】等研究工作中，并都取得了滿意的效果。
目前提取黃酮、香豆素類化合物多采用95％乙醇回流提取，為了考察破碎提取法和回流提取法所得化學(xué)成分的異同，有藥學(xué)研究工作者在同樣條件下將兩法所得提取物進(jìn)行了初步的TLC比較分析，結(jié)果基本一樣。但破碎提取法所具有的快速、節(jié)省能源和試劑、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)是回流提取法所*的。【1】
閃式提取器利用組織破碎原理，科學(xué)設(shè)計(jì)，不但結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，而且快速，適用廣泛，充分體現(xiàn)了組織破碎提取法的優(yōu)點(diǎn)，有利于我們方便、快速、地提取植物中的化學(xué)成分，的確是制劑生產(chǎn)和新藥研制工作的得力助手。象沖劑、膠囊、袋泡茶等很多劑型是直接用藥材粉末制成，它的優(yōu)點(diǎn)是簡單方便，有效成分不受破壞，但缺點(diǎn)是有效成分的溶出率不高，大大影響了療效。如果利用閃式提取器，將藥材在適當(dāng)溶劑中勻漿破碎，濃縮烘干或直接打粉做成各種制劑，既快速、簡單方便，保護(hù)了有效成分不受破壞，又大幅提高了活性成分的溶出與吸收，從而使療效倍增。經(jīng)過一些藥學(xué)科研工作者近二十年來的試用，*證實(shí)了其快速、、安全、節(jié)能、省時(shí)、簡便等*的優(yōu)點(diǎn)。
產(chǎn)品主要優(yōu)勢和特點(diǎn)
1．快速：
1～2分鐘即可完成對物料的*破碎提取，而且粉碎度（約20～40目）適當(dāng)，即有利于有效成分的溶解提取，又有利于過濾。
2．常溫提取：
物料可在常溫下于溶劑中破碎提取，避免有效成分因受熱遭到破壞。
3．適用廣泛：
- 適用于植物的根（飲片）、莖（飲片）、葉、花、果實(shí)等各個(gè)部位的快速提取。
- 適宜于多種溶劑。除乙謎等易燃易揮發(fā)溶劑不能適用外，可根據(jù)所需部位或所需化學(xué)成分，直接選用氯仿、丙酮（或含水丙酮）、甲醇（或含水甲醇）、乙醇（或含水乙醇）、冷熱水等作為溶劑進(jìn)行提取，使工藝流程更加簡單方便。
- 可單品種提取，也可多品種混合提取。
4．操作方便：
單人即可操作。將物料放入容器中，根據(jù)實(shí)際需要，加入適量的溶劑，調(diào)節(jié)好刀片位置后即可開機(jī)，破碎提取可在瞬間完成，20分鐘后過濾即可。
閃式提取器為進(jìn)行中草藥中不耐熱成分的提取及提高提取效率展示了新的途徑，它不僅僅只是一種創(chuàng)新型的提取設(shè)備，更是一種提取方法的革新……
它是我們在多年從事中藥研究、天然產(chǎn)物化學(xué)研究中，根據(jù)實(shí)際需求和希望的理想效果，不斷探索不斷完善的結(jié)晶，它快速、、節(jié)能，適用于多種溶劑和植物的根、莖、葉、花、果實(shí)等各個(gè)部位的提取，操作簡單方便。
相信它能為您的研究和生產(chǎn)帶來的不單純是方便，而是更多的驚喜，您的提取方法和手段從傳統(tǒng)走向現(xiàn)代和高科技……
參考文獻(xiàn)
1．劉延澤、袁珂、冀春茹，中草藥化學(xué)成分提取新方法：植物組織破碎提取法?！逗幽峡茖W(xué)》1993．4．11；265～268頁
2．丁崗、劉延澤、王文領(lǐng)，不同采收期訶子中三種可水解丹寧含量的反相液相色譜分析?！吨袊兴庪s志》2000．6．23；328～330頁
3．丁崗、劉延澤、冀春茹，訶子葉與訶子硬種皮中丹寧反相液相色譜分析。《時(shí)珍國藥雜志》2000.3.11;198~199頁
4.袁珂等，冬凌草不同提取工藝研究。破碎提取法較其他提取法提取的冬凌草甲素含量高。《中草藥》1997.28.7；405～407頁
5.胡潤淮等，忍冬葉不同提取工藝研究。破碎提取法提取的綠原酸含量高，雜質(zhì)少。河南省自然科學(xué)基金資助課題 NO.984024900 《中國中藥雜志》1999.24.9；540～542頁
6.袁珂等，車前草不同提取工藝研究。破碎提取法所提取的烏蘇酸含量較高。河南省自然科學(xué)基金課題第9940240號(hào) 《中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)雜志》1999年8月第16卷第四期20～22頁