組織破碎法與閃式提取器

           ————中草藥化學成分提取的一種新方法和新設備

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美國哈佛大學醫(yī)學院生物有機和天然產(chǎn)物研究室，3鄭州大學藥學院）

摘要：組織破碎法是中草藥化學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；閃式提取器是根據(jù)組織破碎原理科學設計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成分，是制劑生產(chǎn)和天然藥物研究工作的得力助手。

關鍵詞：天然藥物研究   中藥化學成分    組織破碎法  閃式提取器

從20世紀中葉以來，隨著自然科學技術(shù)的發(fā)展，許多新概念、新方法、新技術(shù)等，不斷向中藥研究領域滲透，中藥研究學科也不斷分化、衍生出了中藥資源學、中藥鑒定學、中藥炮制學、中藥化學、中藥藥理學、中藥毒理學、中藥制劑學等多個新興學科。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方面進行了大量的研究：

• 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行系統(tǒng)調(diào)查研究的計劃，普查歷時10年。結(jié)果表明，我國中藥資源達12807種。其中藥用植物 11146種，藥用動物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方面開展：中藥材道地性系統(tǒng)研究；中藥材質(zhì)量標準化研究；中藥材采收加工、貯藏、運輸?shù)南嚓P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（物質(zhì)基礎）的研究。（1）單味中藥的化學研究 。 （2）中藥方劑的化學研究 。（3）中藥化學成分的研究方法 。 中藥化學成分研究方法和手段的不斷改進，將有可能給中藥物質(zhì)基礎的研究帶來突破性的進展，從而加快中藥現(xiàn)代化進程。我國中藥化學成分研究的方法從憑借經(jīng)驗觀察藥材的外觀形態(tài)、氣味，進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。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，應用核磁共振技術(shù)對中藥天麻及其偽品進行鑒別。指紋圖譜定性、各種氣相色譜一液相色譜及毛細管電泳手段業(yè)已用于中藥化學成分研究，且正在建立氣／液相色譜／毛細管電泳一質(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化學（有機分析、有機合成）波譜學（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)、快原子轟擊一化學反應質(zhì)譜、質(zhì)譜等技術(shù)也正在中藥研究中得到應用。
• 中藥藥理學研究。
• 中藥毒理學研究。
• 中藥制劑學研究。
• 中藥應用理論研究。
• 代生物技術(shù)在中藥基礎性研究中的應用 。
  
       中藥研究的快速發(fā)展也要求有與之相應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，然后才能進行以后的工作。所以，中藥提取是進行中草藥化學成分研究、中藥藥理、制劑、炮制研究、動植物的生物化學研究的重要的關鍵一步，在醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、化妝品及化學工業(yè)中占有及其重要的地位，提取的*或成敗與否對今后的進一步工作影響極大。

中草藥中的化學成分結(jié)構(gòu)千差萬別，除了揮發(fā)油及個別易揮發(fā)的小分子化合物采用水蒸氣蒸餾提取外，多是以適當溶劑進行提取，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?shù)那兴樘幚恚軇┙雰?nèi)部組織并達到組織內(nèi)外化學成分的溶出平衡，尚需較長時間。2)有機溶劑回流提取每次需要1——2小時或更長時間，并且需要重復提取3——5次；這樣要消耗大量的能源、時間、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，日本生藥學家嘗試將生物組織搗碎機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：在適當溶劑存在下，利用高速機械剪切力和攪拌力，迅速破壞植物細胞組織，使化學成分（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用實例，將此方法命名為組織破碎提取法，并據(jù)此設計發(fā)明了閃式提取器，對含不同類型化學成分的中草藥進行了研究，取得了較好的效果。

國內(nèi)藥學工作者以芫花葉、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，試驗結(jié)果表明，回流提取2小時的收得率用組織破碎提取法僅用1分鐘即可達到相同收率，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。試驗還對破碎提取后的藥渣進行了干燥、過篩、稱重，能通過20目篩的部分可達85％以上。^【1】（《河南科學》Vol.11  No.4  劉延澤  袁珂  冀春茹——中草藥化學成分提取的新方法）

有文獻報道，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、破碎提取）對車前草中的有效成分烏蘇酸進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)省時間和能源等*的優(yōu)勢。^【4】破碎提取法不需加熱的特點也使該方法應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成分的異同，有藥學研究工作者在同樣條件下將兩法所得提取物進行了初步的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)點是回流提取法所*的。^【1】

閃式提取器利用組織破碎原理，科學設計，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，有利于我們方便、快速、地提取植物中的化學成分，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)點是簡單方便，有效成分不受破壞，但缺點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)過一些藥學科研工作者近二十年來的試用，*證實了其快速、、安全、節(jié)能、省時、簡便等*的優(yōu)點。

產(chǎn)品主要優(yōu)勢和特點

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，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、果實等各個部位的快速提取。
• 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)實際需要，加入適量的溶劑，調(diào)節(jié)好刀片位置后即可開機，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)物化學研究中，根據(jù)實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、果實等各個部位的提取，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

1．劉延澤、袁珂、冀春茹，中草藥化學成分提取新方法：植物組織破碎提取法。《河南科學》1993．4．11；265～268頁

2．丁崗、劉延澤、王文領，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。《中國中藥雜志》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。河南省自然科學基金課題第9940240號  《中國現(xiàn)代應用藥學雜志》1999年8月第16卷第四期20～22頁