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中草药有效成分分离与精制常用方法的原理理论说明1. 引言1.1 概述中草药是中国传统医学的重要组成部分，具有悠久的历史和丰富的资源。
中草药中含有许多有效成分，如生物碱、黄酮类、香豆素等，这些成分对人体具有治疗和保健作用。
然而，中草药中的有效成分通常存在于复杂混合物中，并且含量较低，因此需要进行分离与精制处理才能获得纯净的有效成分。
1.2 文章结构本篇文章将围绕中草药有效成分的分离与精制方法展开论述。
首先介绍了这些方法的原理，包括分离方法原理和精制方法原理。
随后，详细探讨了这两类方法在实际应用中的范围、关键步骤以及注意事项。
最后，从理论层面总结了分离方法原理和精制方法原理的重要性，并对未来中草药有效成分分离与精制领域提出展望和建议。
1.3 目的本文旨在全面介绍和解释中草药有效成分分离与精制常用方法的原理，并通过对应用范围、关键步骤和注意事项的讨论，帮助读者更好地理解和掌握这些方法。
同时，通过总结原理的重要性以及对未来的展望和建议，提升对中草药有效成分分离与精制领域的认识，并促进该领域的发展与创新。
2. 中草药有效成分分离与精制常用方法的原理：2.1 分离方法原理：中草药有效成分的分离是通过一系列化学、物理或生物学的方法将其中的有用成分与其他杂质进行分离，以达到纯化和提纯的目的。
下面介绍几种常用的分离方法原理：2.1.1 薄层色谱法（TLC）：薄层色谱法是根据不同化学物质在薄层固定相上表现出不同行为以实现它们之间的分离。
这种方法通常使用硅胶或其他固定相涂覆在玻璃或铝板上，并使用溶剂系统将混合物带上样。
随着溶剂前进，不同成分会显示出不同程度的移动性，从而实现它们之间的分离。
2.1.2 气相色谱法（GC）：气相色谱法利用了样品中化合物在气体载流子带动下通过固定相填充柱时发生吸附和解吸作用而分离。
该方法要求待测物质具有足够高的挥发性，并且需要选择适当的固定相来实现对样品的分离。
2.1.3 液相色谱法（HPLC）：液相色谱法基于样品中化合物在液体流动相与固定相之间的吸附分配行为而进行分离。
中药提取液常用的精制方法是
中药提取液常用的精制方法有以下几种：
1. 纯化分离：使用各种分离技术（如溶剂萃取、离子交换、凝胶渗透等）来去除杂质，提高纯度。
2. 结晶法：通过溶剂结晶的方式，纯化目标化合物。
常见的结晶溶剂有乙醇、醚类等。
3. 柱层析法：将提取液与固定相（如硅胶、纸层析）接触，利用不同成分在固定相上的相互作用力的差异，分离和纯化目标化合物。
4.减压蒸馏法：将提取液进行蒸馏，利用不同组分的沸点差异，以得到纯度较高的目标物质。
5.气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）：通过气相色谱与质谱结合的方法，分离和鉴定目标化合物，实现精制目的。
这些方法可以根据中药提取液的特性和需要纯度的要求选择和组合使用，以达到得到高纯度的目标物质的目的。
分离精制中药提取液纯化工艺中应用膜分离技术
膜分离技术是近几十年来发展起来的分离技术，其分离基本原理是利用化学成分分子量差异而达到分离目的。
在中药提取液纯化应用方面主要是滤除细菌、微粒、大分子杂质(胶质、鞣质、蛋白、多糖)等或脱色。
中药提取液纯化工艺与传统的醇流工艺比较省去了醇沉工艺中的多道工序，达到除杂的目的，具有缩短生产周期，减少工序及人员，节约热能等特点。
膜分离技术具有以下特点：
1、在常温下操作，适于热敏性物质的分离、浓缩和纯化。
2、分离过程不发生相变，无二次污染，具有浓缩功能。
3、能耗低。
4、分离系数大。
5、操作方便，易于自动化。
因此，膜分离技术是现代分离技术中一种效益较高的分离手段，可以部分取代传统的过滤、吸附、冷凝、重结晶、蒸馏和萃取等分离技术，在分离工程中具有重要作用。
6、膜分离技术是依据物质分子尺度的大小，借功膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动作用下对混合物中双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集，从而达到分离、提纯和浓缩的目的。
膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征。
因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了很大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中重要的手段之一。
黄柏中盐酸小檗碱的提取与分离、精制与鉴定一、实验目的1.掌握黄柏中小檗碱的提取；2.掌握小檗碱的精制；3.掌握小檗碱的化学性质和检识方法二、实验原理1、概述生物碱是植物中含氮的碱性有机化合物,大都有明显的生理活性,是许多中草药中的有效成分。
它们是人类对植物研究得最早最多的一类有效成分,现已分离出有六千余种。
这些生物碱在植物体内一般均与有机酸或无机酸结合成盐而存在,只有弱碱性生物碱往往呈游离状态,还有一些是与糖结合成苷而存在。
小檗碱又名黄连素,是最先由毛莨科黄连（Coptis chinensis Fran）和芸香科黄柏(Phellodendron amurense Rup.)等植物中提出的一种黄色生物碱。
黄连属植物的根茎、须根、叶中等都含有小檗碱、黄连碱、药根碱、巴马亭等生物碱,我国黄连药材产量占世界第一位。
现已发现，唐松草属（Thalictrum）、小檗科的小檗属(Berberis L.)、十大功劳属(Mahomia Nuff)及防己科的天仙藤属（Fibraurea）等都可作为提取小檗碱的资源植物本实验是从黄柏皮中提取小檗碱。
黄柏皮是豆科植物黄皮树（Phellodendron chinense Schneid）或黄檗（P. amurense Rupr.）的树皮，其主要有效成分为小檗碱，小檗碱及其盐类有较好的抗菌作用，临床用以治疗菌痢和一般炎症。
小檗碱是一种季铵碱,其游离碱为黄色针晶,Mp.145℃(乙醚),微溶于水,能溶于热水和乙醇中，难溶于苯、丙酮、氯仿，几乎不溶于石油醚。
小檗碱与氯仿、丙酮、苯在碱性条件下均能形成加成物。
不同小檗碱盐类在水中的溶解度均有较大差别。
小檗碱盐酸盐难溶于冷水，易溶于热水；硫酸盐易溶于水。
溶解度分别为:小檗碱,1∶２０（冷水）,1∶100(冷乙醇);盐酸盐,1∶500(冷水);硫酸盐,1∶30(冷水),利用这些特性提取盐酸小檗碱。
小檗碱加热至110℃变为黄棕色，于160℃分解。
北京中医药大学蔡程科【学习目的要求】掌握：1.浸提原理及其影响因素2.常用的浸提方法及应用3.常用的精制方法原理及应用4.各种分离方法的特点应用熟悉：1.中药浸提、分离、精制目的2.浸提常用设备构造、性能与保养3.浸提常用溶剂和辅助剂第一节概述二、浸提、分离与精制目的缩小体积、减小剂量保证有效成分（相对性）不损失提高疗效及稳定性前处理应注意：•根据中药复方多成分综合疗效的整体效应选择前处理方法；•符合生产实际，便于生产第二节中药的浸提F 应以不同药材、不同溶剂选择适宜粒度：溶剂为水：宜粗粒、薄片；溶剂为醇：宜粗粉(10-20目)疏松药材：粗末或不粉碎坚硬药材：粗粉(20目)动物药材：绞碎粘性药材：使D减小（二）药材成分▪扩散系数D得知，分子小的成分出于分子半径小(r)，运动速度快，而有较大的扩散系数(D值)，比大分子成分易于浸出；▪药材的有效成分多属于小分子物质，大分子成分多属无效成分；▪药材成分的浸出速度还与其溶解性(或与溶剂的亲和性)有关，易溶性物质的分子即使大，也能先浸出来。
（四）浸提时间t▪ds与dt成正比，以扩散达到平衡的时间t即可。
▪太长时间会导致有效成分酶解、大量杂质溶出或发霉等。
（五）浓度差增大dc/dx，提高浸出效果，增加浓度差的办法：•搅拌•更换新溶剂•溶剂循环流动•流动溶剂（渗漉）（八）新技术的应用－强化浸提提高浸提效率、提高制剂质量，浸提时间大大缩短。
◆超声浸提◆胶体磨浸提◆电磁场浸提◆电磁振动浸提（微波）◆超临界萃取三、常用浸提溶剂一、选择溶剂的要求：应对有效成分溶解度大、对无效成分溶解度小；安全，毒性小、稳定；廉价易得。
二、常用浸提溶剂常用水、乙醇、混合溶剂等。
1. 水:◆价廉易得◆大极性：浸出范围广（包括成分间助溶）、选择性差◆难过滤◆易霉变、水解、不宜久贮◆色泽差2. 乙醇:两亲性溶剂，利用与水的不同浓度可选择性浸提不同成分。
◆20% ：防腐◆40% －50%：延缓酯类、苷类水解；可沉淀部分大分子水溶性杂质，增强稳定性◆50%-70%：提取生物碱、蒽醌苷类、黄酮苷类；沉淀更多水溶性杂质，增强稳定性◆75%：杀菌、精制浸提物◆90%以上：提取挥发油等、树胶、树脂等杂质◆挥发性,易燃性，生产中注意安全保护◆价格较贵满足浸提目的的适当浓度即可3.乙醚、氯仿、乙酸乙酯:仅用于有效成分的提纯、精制4.丙酮、石油醚:动物药或药材的脱水或者脱脂剂,不宜做制剂溶剂四、浸提辅助剂酸、碱、表面活性剂加入浸提辅助剂目的:◆增加浸提成分的溶解度;◆提高浸提效能;◆增加稳定性(制剂,药液);◆去除或减少某些杂质。
1. 酸•促进生物碱浸出•使酸性成分游离,便于有机溶剂浸提•除去酸不溶性杂质常用酸:硫酸、盐酸、醋酸、酒石酸等操作注意：(1) 用量以维持浸提所需pH值即可。
以免造成不良反应和成份的水解；(2) 一次性加于最初少量浸提液中，不可在全部浸提溶剂中加。
2.碱•使生物碱游离便于有机溶剂浸提•使酸性成分成盐便于水中浸出完全•溶解内酯便于内酯成分浸出•防止某些甙类水解•加碱的碱水溶液能溶解树脂酸、蛋白质而使酸性杂质增加常用碱:氨水：挥发性弱碱,成分破坏性小,宜控制用量碳酸钙、氢氧化钙: 不溶性碱化剂注意：(1) 不宜用NaOH(2) 一次性加于最初少量浸提液中，不可在全部浸提溶剂中加。
3. 甘油与丙二醇甘油剂、软膏剂、乳剂、基质的溶剂4. 表面活性剂降低药材与溶剂间的表面张力有利浸润。
非离子型一般对成分不起化学作用而常用，阳离子型有利于生物碱浸出，阴离子型易沉淀生物碱。
五、浸提方法与设备一、煎煮法二、浸渍法三、渗滤法四、回流法五、水蒸汽蒸馏法六、超临界流体萃取法（SFE）七、半仿生提取法（SBE）八、超声波提取法中药浸提方法的选择根据处方药料特性、溶剂性质、剂型要求和生产实际等综合因素考虑。
（一）煎煮法溶剂：水适用：有效成分溶于水、对湿热较稳定的药材优点：药材最初大量浸提最常用，价廉；缺点：杂质多，易变质，提取液要及时处理。
煎煮常用设备:1 .不锈钢夹层锅、球形煮罐；2 .多能提取罐特点：•常压常温提取•加压高温提取•减压低温提取•提取挥发油•蒸制•水提取•有机溶剂提取•回收溶剂多能提取罐（二）浸渍法溶剂：有机溶剂特点：静态浸出适用: 遇热易挥发,易破坏的有效成分以及粘性物质冷浸渍法热浸渍法重浸渍法1、冷浸法：2、热浸法：3、重浸渍法:▪压榨药渣可减少药渣吸附药液、提高浸出效率—压榨机的应用：▪设浸出次数m次，x为药材成分的总浸出量，a为药渣中成分的损失量，n为首次分离出的浸液量，则经m次浸渍后留在药渣中成分的损失量γm之间关系为：▪减小a值的有效方法，是将药渣压榨。
一般情况下，浸渍2～3次，即可将γ值减小到一定程度，浸渍次数过多并无实际意义。
（三）渗漉法药材粗粉置渗漉器内,溶剂连续地从渗漉器的上部加入,渗漉液不断的从下部流出的浸提方法。
溶剂：多有机溶剂特点：动态浸出、良好浓度差，故浸出完全、溶剂用量少；适用：贵重、毒性、含量低的药材、流浸膏、酊剂；不适用：新鲜、易膨胀药材、无组织结构者；不宜用水为溶剂渗漉方法:1.单渗漉法：单个渗漉装置2.重渗漉法:多个渗漉装置串联排列, 溶剂连续通过各渗滤筒柱高,故可提高效率、节约溶剂、渗漉量少。
3.加压渗滤法:特点：充分利用浓度梯度给渗漉柱加压, 降低溶剂通过药粉的阻力，使浸出液较快通过药粉柱,并充分利用浓度梯度, 溶剂耗量小；常用多级渗漉。
4.逆流渗漉法:溶剂利用液柱静压和药粉毛细管力由出料口下方向加料口上方流动从加料口下方移动由加料上下方流出的方法。
单渗漉法设备：1.圆柱形渗漉器：用于膨胀度不大的药粉、2.圆锥形渗漉器：用于膨胀度大的药粉单渗漉法操作流程与技术要求:1. 粉碎：粗粉(1-2号筛)2. 润湿:药粉+溶剂( 1:1 )搅拌均匀,密闭放置规定时间,使药粉充分膨胀后再装筒；3. 装筒: 润湿药物少量分次层层压平，注意适宜松紧度；装筒量:为筒容积的2/3、留一定的空间存放溶剂；4.排气: 装粉完毕，先打开筒下浸液出口活塞、上部开始添加溶剂使药材间隙的空气从下部排出至浸提液流出时,关闭下口活塞;5.浸渍: 继续添加溶剂淹没药材表面数厘米,加盖放置1-2天,使溶剂充分渗透、扩散；6. 渗漉:(1) 漉速: 每kg药材流速1-3ml/分; 漉速太快有效成分来不及扩散、渗出,浸出液浓度低；漉速太慢影响设备利用率和产量。
(2) 渗漉液量：药量的4－5倍(3) 高浓度初漉液另器存放：先将药物量85%的的初漉液另器保存, 避免浓缩加热7.续漉液浓缩：浓缩液加上初漉液，调节至规定体积（一般为药材：V＝1：1）8.保存条件：加乙醇至20％以上浓度较低的浸出制剂制备:1.不收初漉液2.直接收集制备量的3/4 漉液后压榨药渣,压榨液与渗漉液合并,调整至规定浓度。
（四）回流法用有机溶剂加热提取, 溶剂受热蒸馏后又被冷凝重复回到浸出器中。
特点：不适用受热易破坏的药材成分的浸提1.回流热浸法: 溶剂用量多（多次），加热时间长。
2.回流冷浸法: 溶剂用量少。
实验室: 索氏提取器生产: 循环回流冷浸装置循环回流冷凝（五）水蒸气蒸馏法基本原理:道尔顿定律: 互不相溶的液体混合物的蒸气总压P等与该温度下各组份饱和蒸气压(分压)之和。
若设m水和m油为各组份总量百分比，M水和M油为各组份的分子量，则所的馏出液中各组份的重量百分比为：m水％＝m油％=例如: P109P苯= 72.1kPa P水＝30.1kPaM苯=78 M水=18∴组份的分压和分子量的乘积愈大,则此组分被蒸馏出来的愈多; 由于水的分子量比挥发性物质的要小多,因此当水与不相混溶的挥发性物质混合蒸馏时可在低于水沸点的温度沸腾蒸出。
特点:用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸馏而不破坏，难溶与水的化学成分提取。
水蒸气蒸馏方法：1.直接加热蒸馏法2.通水蒸气蒸馏法需重蒸馏提高浓度3.水上蒸馏法（防止氧化）（六）超临界流体萃取法超临界流体：是指处于临界温度(Tc）和临界压力（Pc）以上、介于气体和液体之间的流体。
性质：这种流体同时具有液体和气体的双重特性，它的密度与液体相似，而粘度与气体相近，扩散系数比液体大100倍。
因而对许多物质有很强的溶解能力。
最常用CO2超临界流体（SCE）：性质稳定、临界温度（31.4℃）和临界压力（绝对压力7.37MPa)低，易操作、价廉，对极性较低化合物易提取。
提取特点：有效成分不受破坏;无污染;提取效率高；适用于提取亲脂性、小分子成分；无溶剂污染残留。
SCE提取过程：CO2—压缩室—临界温度、临界压力—超临界流体—进入提取器原料中—可溶性成分溶解于CO2流体中— CO2萃取液减压下进入分离器—CO2气体脱溶、回到气体压缩罐中—溶质分离提取出。
夹带剂：提取的溶质和超临界流体二元系统中加入不超过15％的醇、酮等以改善对极性化合物的提取效果。
超临界流体提取的原理：CO2在临界温度和临界压力下具有高密度、低黏度、扩散系数大的特殊性能。
CO2 流体在临界点附近改变提取系统的温度与压力，即使发生微小的变化，也会导致溶质的溶解度发生数量级的变化。
所以技术参数上可以存在数种有利提取方案。
（七）半仿生提取法semibionic extraction method出发点：▪既符合药物经胃肠道转运过程、适合工业化生产、体现中医治病综合成分作用的特点，又有利于用单体成分控制制剂质量的一种中药复方制剂提取技术。
▪工艺条件要适合工业化生产实际，不完全与人体条件相同。
▪模仿口服药物在胃肠道的转运过程，采用选定PH的酸性水和碱性水依次连续提取，目的是提取含指标成分高的“活性混合物”，与纯化学观点的“酸碱法”不能等同。
研究模式：成分、药效、毒性综合筛选（八）超声波提取法提取原理：▪超声波热学作用机制：超音波以每秒数以万计的高速振动在液体中传导，推动介质的作用使液体和溶质的分子间产生无数微小真空气泡，造成空穴效应(空化效应，CA VITATION)，这种无数微小的真空气泡受压爆破时，会产生强大的冲击力，溶质细胞分子破裂解散其内聚力。
▪空化作用、机械作用、热效应。
特点：省时、节能、提取效率高等优点第三节分离与精制分离－固液分离分离精制目的: 达到较纯有效成分(部位)、杂质少、体积小的目的。
分离精制的方法：（一）沉降分离（二）离心分离（三）滤过分离一、分离—固液分离（一）沉降分离法：原理：利用混合液中固体物质与液体介质密度差分离。
沉降力是重力。
适用：液体制剂粗分（二）离心分离法：原理：利用混合液中固液介质密度差，借助高速旋转具有不同离心力达到分离。
离心分离的力为离心力C,比重力G大数千倍。
离心因子α＝C／Gr：离心机半径n: 离心机转速类型：1.常速离心机: 1000～3000rpm(1)三足离心机(2)上悬式离心机(3)卧式自动离心机2.超速离心机:适用于分离乳液、悬浮液、两种不同密度的液体。
