半仿生提取法在中藥提取中的實踐論文
化學(xué)成分是中藥發(fā)揮預(yù)防和治療作用的物質(zhì)基礎(chǔ); 然而在提取過程中，各類成分之間的增溶、氧化、催化分解等反應(yīng)影響了中藥有效成分的提取及其藥效的發(fā)揮。基于此，張兆旺與孫秀梅提出了中藥口服制劑的半仿生提取法; 且經(jīng)過近年來的驗證和完善，現(xiàn)已在中藥提取方面的發(fā)揮了重要作用。該方法從生物藥劑學(xué)的角度，將整體藥物研究法與分子藥物研究法相結(jié)合，模擬口服藥物經(jīng)胃腸道轉(zhuǎn)運吸收的環(huán)境，采用活性指導(dǎo)下的導(dǎo)向分離方法，能夠在不改變中藥功效的基礎(chǔ)上，促進中藥有效成分的溶出，提高中藥材的提取率，縮短生產(chǎn)周期，降低成本。
中藥并非單體成分，而是眾多活性成分的集合，并且其療效發(fā)揮不僅與原形成分相關(guān)，也取決于提取過程中相互作用產(chǎn)生的代謝物。中藥的半仿生提取法是利用控制論的“灰思維方式”[延伸到中藥的提取過程，即為單體成分和多種成分( 活性混合物)的統(tǒng)一]，根據(jù)中藥大部分藥效成分未知的特點和中藥物質(zhì)基礎(chǔ)整體特征，以提取物的生物活性為向?qū)В谥兴幒蛷?fù)方的提取時，模擬口服給藥經(jīng)胃腸道吸收和轉(zhuǎn)運的過程，將中藥及復(fù)方原料經(jīng)過固定pH的酸性、堿性溶劑依次提取，得到有效成分更高的活性混合物。
盡管傳統(tǒng)的中藥提取方法( 溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法、升華法及壓榨法) 在中藥制藥工業(yè)中廣泛應(yīng)用，但由于其普遍存在著不同程度的缺陷，這在一定程度上制約了中藥生產(chǎn)和制藥行業(yè)的現(xiàn)代化。半仿生提取法依據(jù)“有成分論，不唯成分論，重在機體藥效學(xué)反應(yīng)”的觀點，能夠提高藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的提取率，不改變中藥和方劑原有的功能和主治，縮短生產(chǎn)周期，降低成本，被認(rèn)為是有希望替代傳統(tǒng)提取方法的新技術(shù)，因而被廣泛關(guān)注。但傳統(tǒng)半仿生提取法主要以水作為提取液，仍利用較高溫度進行煎煮，在酸、堿提取時，極容易引起中藥成分的變化，影響中藥的安全性和有效性，制約了如熱不穩(wěn)定性藥物在半仿生提取中的應(yīng)用。隨著超聲波、微波以及酶等輔助半仿生提取法逐漸被應(yīng)用在半仿生提取中，這種可在接近人體溫度而無需高溫即可將中藥藥效成分得到最大提取的組合式提取方法，可根據(jù)中藥的不同特點和目標(biāo)產(chǎn)物的特性，選擇適合的方法進行聯(lián)合應(yīng)用，將有效成分盡可能多的提取，更加符合藥物在人體內(nèi)的吸收規(guī)律，可適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的需要。
1 半仿生提取法
郭志紅等通過正交試驗研究了玉米須多糖的`半仿生提取工藝，該試驗分別選取了最優(yōu)水提條件( 提取時間2 h，提取溫度80 ℃，料液比1∶ 35) 和最優(yōu)醇提條件( 乙醇體積分?jǐn)?shù)70%，提取時間1. 5 h，提取溫度90 ℃，料液比1∶ 15) ，在水( 乙醇) 的pH 分別為2. 0，7. 5，8. 3 時進行玉米須多糖的半仿生提取，合并濾液測得多糖含量，并分別與傳統(tǒng)水提和醇提方法進行比較。結(jié)果表明半仿生水提多糖提取量35. 29 mg·g - 1，比傳統(tǒng)水提法提高了14. 39%; 半仿生醇提多糖提取量49. 53 mg·g - 1，比傳統(tǒng)醇提提高了19. 75%。所得多糖均有抗氧化活性，且半仿生醇提多糖的抗氧化活性比傳統(tǒng)醇提多糖更高。劉巧紅利用半仿生提取法對香菇多糖進行了提取，通過數(shù)學(xué)回歸模型的建立，得到了最優(yōu)提取工藝( pH 分別為4. 2 和8. 6，液料比21 mL·g - 1，提取時間46min，提取溫度66 ℃) ，香菇多糖提取率達(dá)7. 35%，較傳統(tǒng)提取法約提高了30%，并可適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)。張慧等利用響應(yīng)面分析法對復(fù)方金錢草的3 種君藥( 廣金錢草、路路通和車前子) 進行了半仿生提取，3次提取液的pH 分別為4. 0，7. 0，8. 5，提取溫度100 ℃，液料比35 mL·g - 1，提取3 次，總提取時間2. 5 h。在此條件下，總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)9. 91mg·g - 1，優(yōu)于水煎煮法; 龐中磊等對柚皮總黃酮進行了半仿生提取工藝研究，以柚皮總黃酮提取量為考察指標(biāo)，在單因素試驗和正交試驗基礎(chǔ)上，分別以pH 7. 5，8. 0 的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液和pH2. 5 鹽酸為提取液，結(jié)果柚皮總黃酮提取量50. 65mg·g - 1 ; 楊芙蓮等以總黃酮提取量為考察指標(biāo)，研究蜂膠總黃酮的半仿生提取法的工藝，結(jié)果總黃酮提取量25. 08 mg·g - 1 ; 王蕙等將酶法及半仿生提取法的最優(yōu)工藝分別應(yīng)用于銀杏葉黃酮的提取，結(jié)果總黃酮提取量6. 37 mg·g - 1 ; 而利用乙醇-水為溶劑的半仿生法提取的銀杏葉黃酮總量6. 46 mg·g - 1，提取效果較好，提取率高。由于半仿生提取法不僅能在很大程度上將有效成分提取出來，還能適應(yīng)中藥( 復(fù)方) 本身和制劑的發(fā)展，近年來已成功將其應(yīng)用于中藥及其復(fù)方，如葉下珠總黃酮、柿葉黃酮、葛根復(fù)方黃酮等的提取中。
2 半仿生聯(lián)合應(yīng)用提取法
2. 1 超聲輔助半仿生提取法這種組合式提取方法可在接近人體溫度且無需高溫時，即可將中藥藥效成分達(dá)最大提取量。在實際應(yīng)用中，可根據(jù)中藥的不同特點和目標(biāo)產(chǎn)物的特性，選擇適合的方法進行聯(lián)合應(yīng)用，將有效成分盡可能多的提取，更加符合藥物在人體內(nèi)的吸收規(guī)律，適合工業(yè)化生產(chǎn)的需要，推進中藥制劑的應(yīng)用和發(fā)展。半仿生聯(lián)合應(yīng)用提取法的比較見表2。超聲提取法是利用超聲波的空化效應(yīng)、機械效應(yīng)、熱效應(yīng)，加之粉碎、攪拌等綜合作用，使分子內(nèi)部溫度迅速升高，增大物質(zhì)分子運動頻率和速度，增加溶劑穿透力，從而提高目標(biāo)成分浸出率的方法。由于中藥的大多活性成分存在于植物細(xì)胞中，故利用有機械振動作用的超聲波提取法與半仿生提取聯(lián)用，可降低細(xì)胞壁的影響，提高活性成分提取率。陳桂等利用超聲輔助半仿生提取半枝蓮總黃酮，通過單因素試驗得到最佳超聲條件為超聲功率60 W，提取時間30 min，提取溫度60 ℃，液料比30 mL·g - 1 ; 以60%乙醇為提取液，半仿生提取分別以鹽酸和磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液將提取液pH 調(diào)節(jié)為2. 0 和7. 5 進行超聲提取1 次，合并濾液，此條件下半枝蓮總黃酮的提取率2. 14%。于有偉等在單因素試驗基礎(chǔ)上，通過正交試驗對羽衣甘藍(lán)葉黃素的多種提取方法進行優(yōu)化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)浸提法的提取率最低，其次為單一半仿生提取法、先超聲后半仿生提取法、單一超聲波提取法，而超聲波協(xié)同半仿生提取法的提取率最高，該最優(yōu)工藝以無水乙醇為提取劑，液料比25 mL·g - 1，起始pH 5. 5，超聲功率240 W，提取時間15 min，葉黃素提取量達(dá)0. 247 mg·g - 1。
2. 2 微波輔助半仿生提取法微波提取主要利用了微波的熱特性，可使細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì)吸收微波能量產(chǎn)熱，尤其使水等極性物質(zhì)氣化而破壞細(xì)胞壁，將細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)釋放出來。該提取法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的加熱提取法，可縮短中藥材的提取時間，提高有效成分的提取純度，與半仿生法聯(lián)合提取，可減少提取劑用量，有效地避免長時間加熱而造成的有效成分破壞，降低實驗成本。倪峰等利用均勻設(shè)計法優(yōu)化了藤茶的微波輔助半仿生工藝，以水為提取溶劑，pH 分別為6. 0，7. 5，9. 0，相應(yīng)的微波提取時間分別為3，1. 5，1. 5 min，合并提取液，通過HPLC測得指標(biāo)成分蛇葡萄素的平均質(zhì)量濃度5. 12 g·L - 1，相比單一微波提取方式，微波輔助半仿生提取法的提取量增加了60%。馬濤等以多糖得率為考察指標(biāo)，采用響應(yīng)面法優(yōu)化五味子粗多糖的微波輔助半仿生提取工藝條件，結(jié)果表明五味子多糖的提取率14. 70%，高于傳統(tǒng)的水提醇沉法。
2. 3 半仿生-酶法中藥經(jīng)口服進入人體后，其消化和吸收除了pH 的調(diào)節(jié)外，還有多種酶在起著催化作用，半仿生-酶法是建立在半仿生提取法基礎(chǔ)上，在中藥的提取過程中加入適當(dāng)?shù)拿敢云茐募?xì)胞結(jié)構(gòu)，從而加快有效成分溶出的一種新提取方法。較傳統(tǒng)半仿生提取法而言，該方法可加快有效成分的溶出、提高提取效率、縮短提取時間等。由于酶的參與，該方法的提取溫度一般在37 ～ 60 ℃，尤其適用于熱不穩(wěn)定性成分的提取。
半仿生-酶法對三萜皂苷類、糖苷類、酚酸類、黃酮類及生物堿類的研究文獻均有報道。在對復(fù)方藥與單味藥的研究中，與其他傳統(tǒng)溶劑提取法相比，半仿生-酶法提取不同有效成分都有一定優(yōu)勢。蔡華等對房陵丹參水溶性成分進行半仿生-纖維素酶提取法的工藝優(yōu)選，第1，3次提取的pH 分別為2. 0，8. 0，提取時間依次為1. 0，1. 5 h，加熱回流; 第2 次酶法提取以丹酚酸B 得率、總酚酸得率和干浸膏收率為綜合評價指標(biāo)，得酶法提取的最佳工藝為料液比22 mL·g - 1，水解酶用量3 mg·g - 1，酶解溫度50 ℃，酶解時間2 h。雒馨怡等對鹿銜草中總黃酮的酶聯(lián)半仿生法提取工藝進行了優(yōu)化，與傳統(tǒng)醇提法相比，總黃酮提取率明顯提高，達(dá)5. 54%。陸世惠等優(yōu)選了兩面針的超聲-酶法輔助半仿生提取工藝條件，結(jié)果氯化兩面針堿和總生物堿得率與乙醇回流法接近或稍低，而干膏收率顯著提高，為兩面針的工業(yè)化生產(chǎn)提供了參考。王淑玲和孫福東采用不同溶劑法提取半夏白術(shù)天麻湯中天麻素及甘草次酸時，結(jié)果以半仿生-酶法為最優(yōu)。
不同種類酶對中藥材有效成分提取也有一定的影響。薛璇璣等研究發(fā)現(xiàn)半仿生-酶法在拐棗七的總生物堿提取中，半仿生-復(fù)合酶提取法得到的總生物堿含量比單一半仿生法提高了29. 30%，比復(fù)合酶提取法提高15. 40%; 半仿生-纖維素酶法得到的總生物堿含量比半仿生法提高6. 30%，比纖維素酶提取法提高了15. 20%; 半仿生-β-葡聚糖酶法得到的總生物堿含量比半仿生法提高了3. 90%，比β-葡聚糖酶法提高了58. 00%。寧穎等、于海寧等分別采用均勻設(shè)計法優(yōu)選菱殼和杭白菊中抗胃癌活性成分的半仿生-酶法提取工藝，結(jié)果證實胃蛋白酶和胰蛋白酶均可影響提取物的抗胃癌活性。宋宏新等比較了不同種類酶對三七皂苷類成分半仿生-酶法提取工藝的影響，并進行了正交試驗優(yōu)化。結(jié)果表明半仿生-α-淀粉酶酶解提取三七皂苷的方法最經(jīng)濟有效。楊光義等在對丹參水溶性成分的提取研究中發(fā)現(xiàn)半仿生-纖維素酶法所得綜合評價指標(biāo)最優(yōu)。此外，戴柳江等探討了半仿生-酶法在提取不同中藥及成分中的應(yīng)用，證實了半仿生-酶法更加適用于水溶性成分的提取。
3 結(jié)語與展望
傳統(tǒng)中藥提取方法主要存在2 個問題: ①對中藥及復(fù)方的提取以單體化學(xué)成分的理化性質(zhì)為參考，選擇適宜溶劑和方法進行提取，如生物堿類、糖苷類、揮發(fā)油等，但此種方法忽視了藥物成分的層次性和聯(lián)系性，無法體現(xiàn)中藥及復(fù)方的整體作用，也不符合中醫(yī)臨床用藥思維; ②通常采用水提醇沉法，該法能提取多數(shù)藥物成分，其提取的有效部位能夠代表或部分代表原方劑的療效，有利于發(fā)揮其綜合功能，符合中醫(yī)用藥特點，然而這種工藝對有些成分的提取并不適用，如游離生物堿并不溶于水，再比如采用醇沉可能會除去多糖類成分，而有些在水提液中含量不高的成分經(jīng)幾次醇沉處理后，有一部分可能被沉淀濾除。
半仿生提取模擬藥物在胃腸道的轉(zhuǎn)運過程，能夠充分發(fā)揮混合物成分的綜合作用特點，有利于以單體成分來控制提取物質(zhì)量，同時也符合體內(nèi)藥物代謝、發(fā)揮藥效的過程。尤其是對于作用物質(zhì)基礎(chǔ)不明確而又療效確切的藥物，半仿生提取法更能確切反應(yīng)藥物真正的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。且隨著包括酶催化等新技術(shù)的引入，提取溫度改為接近人體的溫度，模擬人工胃和人工腸為基礎(chǔ)環(huán)境，克服了傳統(tǒng)半仿生提取法高溫煎煮易破壞有效成分的缺點。這些均可為探索中藥新藥研究與開發(fā)的現(xiàn)代化新方法提供幫助。此外，對于半仿生提取技術(shù)，其在工業(yè)化生產(chǎn)尚無實例，其能否進行更大范圍的推廣應(yīng)用，需結(jié)合藥品的安全性、有效性、穩(wěn)定性及可控性進行深入研究。目前尚無用于半仿生提取的專業(yè)設(shè)備，這也表明半仿生提取技術(shù)仍然僅限于實驗室研究，對于其深入的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用仍顯不足，這需要研究人員考慮這項技術(shù)在工業(yè)上的設(shè)備放大與配套，從而最終讓這一技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。
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