超臨界二氧化碳萃取技術(shù)用于中藥新藥時需關(guān)注的問題
更新時間：2018-05-28 | 點擊率：2479
超臨界二氧化碳萃取技術(shù)用于中藥新藥時需關(guān)注的問題
1.適用范圍
超臨界二氧化碳對不同物質(zhì)的溶解能力差別較大，與物質(zhì)的極性、沸點和相對分子質(zhì)量有密切的關(guān)系，通過采用純超臨界二氧化碳萃取和夾帶劑改性的超臨界二氧化碳萃取可用于部分中藥品種，可以萃取出全部的強親脂性成分（如揮發(fā)油、脂肪油、蠟、脂溶性色素、甾醇類、某些苷元）和大部分的親脂性成分（如苷元、生物堿、樹脂、醛、酮、醇、醌、有機酸、某些苷類），對于中等極性成分（如皂苷、黃酮苷）或極性更大的成分等只能萃取出很少的部分。
作為一種新方法，超臨界萃取有其特定的適用范圍。在選擇中藥的提取方法時，需考慮有效成分及共存雜質(zhì)的性質(zhì)，考慮方法的成本、能耗、環(huán)保等因素。一般情況下，超臨界二氧化碳提取方法比較適合于具有明確生物活性的揮發(fā)油、內(nèi)酯、脂肪油等脂溶性成分，提取極性較大成分時需要添加夾帶劑。對于有效成分不明確的復方制劑一般不宜采用該方法。
2. 主要影響因素
首先應(yīng)針對欲提取分離的成分進行分析，確定是否確實適合采用超臨界二氧化碳萃取。此后，需考慮萃取過程的影響因素，如二氧化碳的溫度、壓力、流量、夾帶劑、萃取時間；樣品的物理形態(tài)、粒度、黏度等，包括被萃取物質(zhì)成分的性質(zhì)和超臨界二氧化碳所處的狀態(tài)等。這些影響因素交織在一起使萃取過程變得較為復雜，在中藥新藥研究中需要重點考察。
研究表明二氧化碳壓力在8－200MPa范圍內(nèi)，溶質(zhì)在二氧化碳中的溶解度與二氧化碳的密度相關(guān)，而密度又與溫度、壓力有關(guān)。
萃取的壓力是超臨界二氧化碳萃取過程中zui重要的參數(shù)。萃取溫度一定時，壓力增加，液體的密度增大，在臨界壓力附近，壓力的微小變化會引起密度的急劇改變，而密度的增加將引起溶解度的提高。對于不同的物質(zhì)，其萃取壓力有很大的不同。例如，對于碳氫化合物和酯等弱極性物質(zhì)，萃取可在較低壓力下進行，一般壓力為7～10MPa；對于含有—OH，—COOH基這類強極性基因的物質(zhì)以及苯環(huán)直接與—OH，—COOH基團相連的物質(zhì)，萃取壓力要求高一些，而對于強極性的配糖體以及氨基酸類物質(zhì)，萃取壓力一般要求50MPa以上才能萃取出來。有人在研究乳香萃取物時，萃取溫度保持在50℃，壓力為6MPa時，乳香萃取物中的主要成分是乙酸辛酯和辛醇，高相對分子質(zhì)量化合物和乙酸乳香醇酯所占比例很小，當壓力升至20MPa時，產(chǎn)物的主要成分是乳香醇和乙酸乳香醇酯，乙酸辛酯僅占3％左右。
萃取溫度也是影響超臨界二氧化碳萃取的重要參數(shù)。溫度對溶解度的影響存在有利和不利兩種趨勢。一方面，溫度升高，超臨界流體密度降低，其溶解能力相應(yīng)下降，導致萃取數(shù)量的減少；但另一方面，溫度升高使被萃取溶質(zhì)的揮發(fā)性增加，這樣就增加了被萃取物在超臨界氣相中的濃度，從而使萃取數(shù)量增大。通過實驗，人們還發(fā)現(xiàn)溫度對溶解度的影響還與壓力有密切的關(guān)系：在壓力相對較低時(45～28MPa這個范圍以下)，溫度升高溶解度降低；而在壓力相對較高時(45～28Mpa以上——此壓力數(shù)值的大小與物質(zhì)的品種有關(guān))，溫度升高二氧化碳的溶解能力提高。
流量的選擇需要和大生產(chǎn)的實際情況結(jié)合起來考察，在提取成分基本一致的情況下，考慮大生產(chǎn)時的生產(chǎn)成本，選擇較為適合的二氧化碳流量。
超臨界流體萃取的溶劑大多數(shù)是非極性或弱極性，對親脂類物質(zhì)的溶解度較大，對較大極性的物質(zhì)溶解度較小。針對這一問題，在純的超臨界流體如超臨界二氧化碳中加入一定量的極性成分(即夾帶劑)可顯著地改變超臨界二氧化碳流體的極性，拓寬其適用范圍。如丹參中的丹參酮難溶于二氧化碳流體，在二氧化碳中添加一定量的95％乙醇可大大增加其溶解度。
樣品的性質(zhì)：藥材的物理形態(tài)、粒度、黏度等等對超臨界流體萃取的效果有明顯影響。
目前申報的中藥新藥品種在因素考察方面存在以下問題：參數(shù)不明確，研究資料簡單而粗糙，影響因素的交互作用未考慮，對萃取條件與萃取物的成分種類和含量之間的關(guān)系未考察（大多依據(jù)參考文獻確定萃取條件）等等。與采用傳統(tǒng)提取方法申報的中藥新藥相比，申報資料差異較大，這可能與研究單位對超臨界二氧化碳的研究水平與生產(chǎn)實踐水平有關(guān)。
1.適用范圍
超臨界二氧化碳對不同物質(zhì)的溶解能力差別較大，與物質(zhì)的極性、沸點和相對分子質(zhì)量有密切的關(guān)系，通過采用純超臨界二氧化碳萃取和夾帶劑改性的超臨界二氧化碳萃取可用于部分中藥品種，可以萃取出全部的強親脂性成分（如揮發(fā)油、脂肪油、蠟、脂溶性色素、甾醇類、某些苷元）和大部分的親脂性成分（如苷元、生物堿、樹脂、醛、酮、醇、醌、有機酸、某些苷類），對于中等極性成分（如皂苷、黃酮苷）或極性更大的成分等只能萃取出很少的部分。
作為一種新方法，超臨界萃取有其特定的適用范圍。在選擇中藥的提取方法時，需考慮有效成分及共存雜質(zhì)的性質(zhì)，考慮方法的成本、能耗、環(huán)保等因素。一般情況下，超臨界二氧化碳提取方法比較適合于具有明確生物活性的揮發(fā)油、內(nèi)酯、脂肪油等脂溶性成分，提取極性較大成分時需要添加夾帶劑。對于有效成分不明確的復方制劑一般不宜采用該方法。
2. 主要影響因素
首先應(yīng)針對欲提取分離的成分進行分析，確定是否確實適合采用超臨界二氧化碳萃取。此后，需考慮萃取過程的影響因素，如二氧化碳的溫度、壓力、流量、夾帶劑、萃取時間；樣品的物理形態(tài)、粒度、黏度等，包括被萃取物質(zhì)成分的性質(zhì)和超臨界二氧化碳所處的狀態(tài)等。這些影響因素交織在一起使萃取過程變得較為復雜，在中藥新藥研究中需要重點考察。
研究表明二氧化碳壓力在8－200MPa范圍內(nèi)，溶質(zhì)在二氧化碳中的溶解度與二氧化碳的密度相關(guān)，而密度又與溫度、壓力有關(guān)。
萃取的壓力是超臨界二氧化碳萃取過程中zui重要的參數(shù)。萃取溫度一定時，壓力增加，液體的密度增大，在臨界壓力附近，壓力的微小變化會引起密度的急劇改變，而密度的增加將引起溶解度的提高。對于不同的物質(zhì)，其萃取壓力有很大的不同。例如，對于碳氫化合物和酯等弱極性物質(zhì)，萃取可在較低壓力下進行，一般壓力為7～10MPa；對于含有—OH，—COOH基這類強極性基因的物質(zhì)以及苯環(huán)直接與—OH，—COOH基團相連的物質(zhì)，萃取壓力要求高一些，而對于強極性的配糖體以及氨基酸類物質(zhì)，萃取壓力一般要求50MPa以上才能萃取出來。有人在研究乳香萃取物時，萃取溫度保持在50℃，壓力為6MPa時，乳香萃取物中的主要成分是乙酸辛酯和辛醇，高相對分子質(zhì)量化合物和乙酸乳香醇酯所占比例很小，當壓力升至20MPa時，產(chǎn)物的主要成分是乳香醇和乙酸乳香醇酯，乙酸辛酯僅占3％左右。
萃取溫度也是影響超臨界二氧化碳萃取的重要參數(shù)。溫度對溶解度的影響存在有利和不利兩種趨勢。一方面，溫度升高，超臨界流體密度降低，其溶解能力相應(yīng)下降，導致萃取數(shù)量的減少；但另一方面，溫度升高使被萃取溶質(zhì)的揮發(fā)性增加，這樣就增加了被萃取物在超臨界氣相中的濃度，從而使萃取數(shù)量增大。通過實驗，人們還發(fā)現(xiàn)溫度對溶解度的影響還與壓力有密切的關(guān)系：在壓力相對較低時(45～28MPa這個范圍以下)，溫度升高溶解度降低；而在壓力相對較高時(45～28Mpa以上——此壓力數(shù)值的大小與物質(zhì)的品種有關(guān))，溫度升高二氧化碳的溶解能力提高。
流量的選擇需要和大生產(chǎn)的實際情況結(jié)合起來考察，在提取成分基本一致的情況下，考慮大生產(chǎn)時的生產(chǎn)成本，選擇較為適合的二氧化碳流量。
超臨界流體萃取的溶劑大多數(shù)是非極性或弱極性，對親脂類物質(zhì)的溶解度較大，對較大極性的物質(zhì)溶解度較小。針對這一問題，在純的超臨界流體如超臨界二氧化碳中加入一定量的極性成分(即夾帶劑)可顯著地改變超臨界二氧化碳流體的極性，拓寬其適用范圍。如丹參中的丹參酮難溶于二氧化碳流體，在二氧化碳中添加一定量的95％乙醇可大大增加其溶解度。
樣品的性質(zhì)：藥材的物理形態(tài)、粒度、黏度等等對超臨界流體萃取的效果有明顯影響。
目前申報的中藥新藥品種在因素考察方面存在以下問題：參數(shù)不明確，研究資料簡單而粗糙，影響因素的交互作用未考慮，對萃取條件與萃取物的成分種類和含量之間的關(guān)系未考察（大多依據(jù)參考文獻確定萃取條件）等等。與采用傳統(tǒng)提取方法申報的中藥新藥相比，申報資料差異較大，這可能與研究單位對超臨界二氧化碳的研究水平與生產(chǎn)實踐水平有關(guān)。
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