第八章 第二節(jié) 浸出操作與設(shè)備(1)
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《藥劑學(xué)(第五版)》
一、藥材的預(yù)處理
(一)藥材品質(zhì)檢查
1．藥材的來(lái)源與品種的鑒定 我國(guó)藥用植物多達(dá)5000余種，由于各地名稱不一，有些同名異物或同物異名，加上應(yīng)用的代用品等，造成藥材品種的復(fù)雜情況。藥材種屬不同，成分各異，其藥效也有很大差異。如果藥材品種未經(jīng)鑒定，就很難設(shè)想制劑質(zhì)量能夠穩(wěn)定和有預(yù)期的有效性。因此，使用藥材前應(yīng)了解其來(lái)源并進(jìn)行品種鑒定。
2．有效成分或總浸出物的測(cè)定 藥材的產(chǎn)地、藥用部位、采集季節(jié)、植株年齡及炮制方法等對(duì)藥材的質(zhì)量也有影響，其有效成分的含量變化與制劑的質(zhì)量密切相關(guān)。為了加強(qiáng)全面質(zhì)量管理，正確核實(shí)藥材的投料量，必要時(shí)對(duì)有效成分已經(jīng)明確的藥材進(jìn)行化學(xué)成分的含量測(cè)定。對(duì)有效成分尚未明確的藥材，可測(cè)定藥材總浸出物量作為參考指標(biāo)。
3．含水量測(cè)定 藥材含水量關(guān)系到有效成分的穩(wěn)定性和各批投料量的準(zhǔn)確性，水分大也易發(fā)霉變質(zhì)。藥材含水量一般約為9%~16%，大量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)根據(jù)藥材的組織和成分的特性，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，定出含水量的控制標(biāo)準(zhǔn)。
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(二)藥材的粉碎
中藥材的粉碎原理與粉碎機(jī)基本與西藥粉碎雷同(參見(jiàn)本書(shū)第四章)。藥材的粉碎目的主要是增加藥材的表面積，加速藥材中有效成分的浸出。藥材的性質(zhì)不同，粉碎的要求不同，可采用不同的粉碎方法，如：①極性的晶形物質(zhì)均具有相當(dāng)?shù)拇嘈�，較易粉碎，粉碎時(shí)一般沿晶體的結(jié)合面碎裂成小晶體；②非極性的晶形物質(zhì)，如樟腦等則缺乏脆性，當(dāng)施加一定的機(jī)械力時(shí)，易產(chǎn)生變形，因此粉碎時(shí)通常可加入少量液體，當(dāng)液體滲入固體分子間的裂隙時(shí)，由于降低分子間內(nèi)聚力，致使晶體易從裂隙處分開(kāi)；③非晶形藥物，如樹(shù)脂、樹(shù)膠等具有一定的彈性，粉碎時(shí)引起彈性變形，因而降低粉碎效率。此時(shí)一般可用降低溫度來(lái)增加非晶形藥物的脆性，以利粉碎；④容易吸潮的藥物應(yīng)避免在空氣中吸潮，容易風(fēng)化的藥物應(yīng)避免在干燥空氣中失水。由于含有一定量水分(一般約為9%～16%)的中草藥具有韌性，難以粉碎，因此在粉碎前也應(yīng)依其特性加以適當(dāng)干燥；⑤貴重藥物及刺激性藥物為了減少損耗和便于勞動(dòng)防護(hù)，亦應(yīng)單獨(dú)粉碎；⑥若處方中某些藥物的性質(zhì)及硬度相似，則可以將它們摻合在一起粉碎，這樣既可避免一些粘性藥物單獨(dú)粉碎的困難，又可使粉碎與混合操作結(jié)合進(jìn)行；⑦含糖類較多的粘性藥物，如熟地、桂圓肉、天冬、麥冬等的粘性大，吸濕性強(qiáng)，必須先將處方中其他干燥藥物粉碎，然后取一部分粉末與此類藥物摻研，使成不規(guī)則的碎塊和顆粒，在60℃以下充分干燥后再粉碎(俗稱串研法)；⑧含脂肪油較多的藥物，如杏仁、桃仁、蘇子、大風(fēng)子等需先搗成稠糊狀，再與已粉碎的其他藥物摻研粉碎(俗稱串油法)；⑨藥物要求特別細(xì)度，或有刺激性，毒性較大者，則宜用濕法粉碎。
, 百拇醫(yī)藥
將藥材粉碎成適當(dāng)?shù)牧６�，有利于有效成分的浸出。一般將草藥處理成飲片后提取，不僅可以達(dá)到提取有效成分的效果，而且更經(jīng)濟(jì)，過(guò)細(xì)的顆�？赡茉斐�"洗滌浸出"，不利于后處理。如果將中藥(不需浸出)粉碎成細(xì)粉直接入藥時(shí)，藥粉越細(xì)越好。
二、浸出過(guò)程
浸出(萃取)過(guò)程系指溶劑進(jìn)入細(xì)胞組織溶解其有效成分后變成浸出液的全部過(guò)程。它實(shí)質(zhì)上就是溶質(zhì)由藥材固相轉(zhuǎn)移到液相中的傳質(zhì)過(guò)程，系以擴(kuò)散原理為基礎(chǔ)，一般藥材浸出過(guò)程包括下列相互聯(lián)系的幾個(gè)階段：
(一)浸潤(rùn)、滲透過(guò)程
當(dāng)藥材粉粒與浸出溶劑混合時(shí)，浸出溶劑首先附著于粉粒表面使之潤(rùn)濕，然后通過(guò)毛細(xì)管和細(xì)胞間隙進(jìn)入細(xì)胞組織中。浸出溶劑是否能附著于粉粒表面取決于二者之間的界面情況。浸出溶劑和藥材的性質(zhì)又是界面情況的決定因素，其中溶劑表面張力和藥材中含有物性質(zhì)起著主導(dǎo)的作用。不能附著于粉粒表面的溶劑無(wú)法浸出其有效成分。一般在藥材組織中含有的組成物質(zhì)大部分帶有極性基團(tuán)，如蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等，故極性溶劑易于通過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入藥材內(nèi)部。而非極性溶劑，如石油醚、乙醚、氯仿等則較難潤(rùn)濕藥材。當(dāng)用非極性溶劑浸出時(shí)，藥材應(yīng)先行干燥，因?yàn)槌睗竦乃幉牟灰妆环菢O性溶劑所潤(rùn)濕。用醇、水等浸出油脂多的藥材時(shí)應(yīng)先脫脂，因?yàn)橛椭灰妆粯O性溶劑潤(rùn)濕。
, 百拇醫(yī)藥
藥材浸潤(rùn)過(guò)程的速度與溶劑性質(zhì)、藥材表面狀態(tài)、比表面積、藥材內(nèi)毛細(xì)孔的大小及其分布、浸取溫度、壓力等因素有關(guān)。
(二)解吸、溶解過(guò)程
溶劑進(jìn)入細(xì)胞后，根據(jù)溶劑種類不同，溶解的對(duì)象也不同。水能溶解晶質(zhì)及膠質(zhì)，故其浸出液多含膠體物質(zhì)而呈膠體液，但乙醇浸出液中含有較少的膠質(zhì)，非極性浸出溶劑的浸出液則不含膠質(zhì)。
組織中溶液的形成促使細(xì)胞內(nèi)滲透壓的升高，因而使更多的浸出溶劑滲入其中，而溶解更多的有效成分。但這一變化需要一定時(shí)間，其速度取決于藥材與溶劑的特性。一般疏松的藥材進(jìn)行得比較快，但溶劑為水的速度則較慢。
(三)擴(kuò)散過(guò)程
浸出溶劑溶解有效成分后形成濃溶液與周圍溶劑產(chǎn)生濃度差，從而產(chǎn)生藥物的擴(kuò)散。一般在藥材表面附有一層很厚的溶液膜，稱為擴(kuò)散"邊界層"。濃溶液中在塊粒表面保持一定的濃度，并通過(guò)邊界層向四周的稀溶液主體中擴(kuò)散，其擴(kuò)散的推動(dòng)力為邊界層內(nèi)外藥物的濃度差。浸出成分的擴(kuò)散速度可用 Ficks第一擴(kuò)散公式(Fick's First Law of Diffusion)(8-1)來(lái)說(shuō)明：
, 百拇醫(yī)藥
(8-1)
式中，dM-擴(kuò)散物質(zhì)量；dt-擴(kuò)散時(shí)間；F-擴(kuò)散面積，代表藥材的粒度和表面狀態(tài)；dc/dx-濃度梯度；D-擴(kuò)散系數(shù)，負(fù)號(hào)表示藥物擴(kuò)散方向與濃度梯度方向相反。由式8-1可知，dM值與藥材的粉碎度、表面狀態(tài)、擴(kuò)散過(guò)程中的濃度梯度、擴(kuò)散時(shí)間與擴(kuò)散系數(shù)成正比。當(dāng)D、F、t 值一定時(shí)，dc/dt值如能保持最大，浸出即能很好進(jìn)行，這與溶劑性質(zhì)、藥材與溶劑相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。
擴(kuò)散系數(shù)D值隨藥材而變化，與浸出溶劑的性質(zhì)亦有關(guān)�？捎稍囼�(yàn)按下式求得：
(8-2)
式中，R-克分子氣體常數(shù)；T-絕對(duì)溫度；N-阿伏加德羅常數(shù)；r-擴(kuò)散分子半徑；η-粘度。式(8-2) 表明，粘滯度小，溶解物質(zhì)的分子小，則D值大，擴(kuò)散快，提高溫度可增加擴(kuò)散速度。
(四)置換過(guò)程
浸出的關(guān)鍵在于保持最大濃度梯度。如果沒(méi)有濃度梯度，其他因素如D值、 F值和 t值都將失去作用。因此，用新鮮溶劑或稀浸出液隨時(shí)置換藥材粉粒周圍的濃浸出液，以提高浸出推動(dòng)力是控制浸出速率的關(guān)鍵。, http://www.www.srpcoatings.com
(一)藥材品質(zhì)檢查
1．藥材的來(lái)源與品種的鑒定 我國(guó)藥用植物多達(dá)5000余種，由于各地名稱不一，有些同名異物或同物異名，加上應(yīng)用的代用品等，造成藥材品種的復(fù)雜情況。藥材種屬不同，成分各異，其藥效也有很大差異。如果藥材品種未經(jīng)鑒定，就很難設(shè)想制劑質(zhì)量能夠穩(wěn)定和有預(yù)期的有效性。因此，使用藥材前應(yīng)了解其來(lái)源并進(jìn)行品種鑒定。
2．有效成分或總浸出物的測(cè)定 藥材的產(chǎn)地、藥用部位、采集季節(jié)、植株年齡及炮制方法等對(duì)藥材的質(zhì)量也有影響，其有效成分的含量變化與制劑的質(zhì)量密切相關(guān)。為了加強(qiáng)全面質(zhì)量管理，正確核實(shí)藥材的投料量，必要時(shí)對(duì)有效成分已經(jīng)明確的藥材進(jìn)行化學(xué)成分的含量測(cè)定。對(duì)有效成分尚未明確的藥材，可測(cè)定藥材總浸出物量作為參考指標(biāo)。
3．含水量測(cè)定 藥材含水量關(guān)系到有效成分的穩(wěn)定性和各批投料量的準(zhǔn)確性，水分大也易發(fā)霉變質(zhì)。藥材含水量一般約為9%~16%，大量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)根據(jù)藥材的組織和成分的特性，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，定出含水量的控制標(biāo)準(zhǔn)。
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(二)藥材的粉碎
中藥材的粉碎原理與粉碎機(jī)基本與西藥粉碎雷同(參見(jiàn)本書(shū)第四章)。藥材的粉碎目的主要是增加藥材的表面積，加速藥材中有效成分的浸出。藥材的性質(zhì)不同，粉碎的要求不同，可采用不同的粉碎方法，如：①極性的晶形物質(zhì)均具有相當(dāng)?shù)拇嘈�，較易粉碎，粉碎時(shí)一般沿晶體的結(jié)合面碎裂成小晶體；②非極性的晶形物質(zhì)，如樟腦等則缺乏脆性，當(dāng)施加一定的機(jī)械力時(shí)，易產(chǎn)生變形，因此粉碎時(shí)通常可加入少量液體，當(dāng)液體滲入固體分子間的裂隙時(shí)，由于降低分子間內(nèi)聚力，致使晶體易從裂隙處分開(kāi)；③非晶形藥物，如樹(shù)脂、樹(shù)膠等具有一定的彈性，粉碎時(shí)引起彈性變形，因而降低粉碎效率。此時(shí)一般可用降低溫度來(lái)增加非晶形藥物的脆性，以利粉碎；④容易吸潮的藥物應(yīng)避免在空氣中吸潮，容易風(fēng)化的藥物應(yīng)避免在干燥空氣中失水。由于含有一定量水分(一般約為9%～16%)的中草藥具有韌性，難以粉碎，因此在粉碎前也應(yīng)依其特性加以適當(dāng)干燥；⑤貴重藥物及刺激性藥物為了減少損耗和便于勞動(dòng)防護(hù)，亦應(yīng)單獨(dú)粉碎；⑥若處方中某些藥物的性質(zhì)及硬度相似，則可以將它們摻合在一起粉碎，這樣既可避免一些粘性藥物單獨(dú)粉碎的困難，又可使粉碎與混合操作結(jié)合進(jìn)行；⑦含糖類較多的粘性藥物，如熟地、桂圓肉、天冬、麥冬等的粘性大，吸濕性強(qiáng)，必須先將處方中其他干燥藥物粉碎，然后取一部分粉末與此類藥物摻研，使成不規(guī)則的碎塊和顆粒，在60℃以下充分干燥后再粉碎(俗稱串研法)；⑧含脂肪油較多的藥物，如杏仁、桃仁、蘇子、大風(fēng)子等需先搗成稠糊狀，再與已粉碎的其他藥物摻研粉碎(俗稱串油法)；⑨藥物要求特別細(xì)度，或有刺激性，毒性較大者，則宜用濕法粉碎。
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將藥材粉碎成適當(dāng)?shù)牧６�，有利于有效成分的浸出。一般將草藥處理成飲片后提取，不僅可以達(dá)到提取有效成分的效果，而且更經(jīng)濟(jì)，過(guò)細(xì)的顆�？赡茉斐�"洗滌浸出"，不利于后處理。如果將中藥(不需浸出)粉碎成細(xì)粉直接入藥時(shí)，藥粉越細(xì)越好。
二、浸出過(guò)程
浸出(萃取)過(guò)程系指溶劑進(jìn)入細(xì)胞組織溶解其有效成分后變成浸出液的全部過(guò)程。它實(shí)質(zhì)上就是溶質(zhì)由藥材固相轉(zhuǎn)移到液相中的傳質(zhì)過(guò)程，系以擴(kuò)散原理為基礎(chǔ)，一般藥材浸出過(guò)程包括下列相互聯(lián)系的幾個(gè)階段：
(一)浸潤(rùn)、滲透過(guò)程
當(dāng)藥材粉粒與浸出溶劑混合時(shí)，浸出溶劑首先附著于粉粒表面使之潤(rùn)濕，然后通過(guò)毛細(xì)管和細(xì)胞間隙進(jìn)入細(xì)胞組織中。浸出溶劑是否能附著于粉粒表面取決于二者之間的界面情況。浸出溶劑和藥材的性質(zhì)又是界面情況的決定因素，其中溶劑表面張力和藥材中含有物性質(zhì)起著主導(dǎo)的作用。不能附著于粉粒表面的溶劑無(wú)法浸出其有效成分。一般在藥材組織中含有的組成物質(zhì)大部分帶有極性基團(tuán)，如蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等，故極性溶劑易于通過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入藥材內(nèi)部。而非極性溶劑，如石油醚、乙醚、氯仿等則較難潤(rùn)濕藥材。當(dāng)用非極性溶劑浸出時(shí)，藥材應(yīng)先行干燥，因?yàn)槌睗竦乃幉牟灰妆环菢O性溶劑所潤(rùn)濕。用醇、水等浸出油脂多的藥材時(shí)應(yīng)先脫脂，因?yàn)橛椭灰妆粯O性溶劑潤(rùn)濕。
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藥材浸潤(rùn)過(guò)程的速度與溶劑性質(zhì)、藥材表面狀態(tài)、比表面積、藥材內(nèi)毛細(xì)孔的大小及其分布、浸取溫度、壓力等因素有關(guān)。
(二)解吸、溶解過(guò)程
溶劑進(jìn)入細(xì)胞后，根據(jù)溶劑種類不同，溶解的對(duì)象也不同。水能溶解晶質(zhì)及膠質(zhì)，故其浸出液多含膠體物質(zhì)而呈膠體液，但乙醇浸出液中含有較少的膠質(zhì)，非極性浸出溶劑的浸出液則不含膠質(zhì)。
組織中溶液的形成促使細(xì)胞內(nèi)滲透壓的升高，因而使更多的浸出溶劑滲入其中，而溶解更多的有效成分。但這一變化需要一定時(shí)間，其速度取決于藥材與溶劑的特性。一般疏松的藥材進(jìn)行得比較快，但溶劑為水的速度則較慢。
(三)擴(kuò)散過(guò)程
浸出溶劑溶解有效成分后形成濃溶液與周圍溶劑產(chǎn)生濃度差，從而產(chǎn)生藥物的擴(kuò)散。一般在藥材表面附有一層很厚的溶液膜，稱為擴(kuò)散"邊界層"。濃溶液中在塊粒表面保持一定的濃度，并通過(guò)邊界層向四周的稀溶液主體中擴(kuò)散，其擴(kuò)散的推動(dòng)力為邊界層內(nèi)外藥物的濃度差。浸出成分的擴(kuò)散速度可用 Ficks第一擴(kuò)散公式(Fick's First Law of Diffusion)(8-1)來(lái)說(shuō)明：
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(8-1)
式中，dM-擴(kuò)散物質(zhì)量；dt-擴(kuò)散時(shí)間；F-擴(kuò)散面積，代表藥材的粒度和表面狀態(tài)；dc/dx-濃度梯度；D-擴(kuò)散系數(shù)，負(fù)號(hào)表示藥物擴(kuò)散方向與濃度梯度方向相反。由式8-1可知，dM值與藥材的粉碎度、表面狀態(tài)、擴(kuò)散過(guò)程中的濃度梯度、擴(kuò)散時(shí)間與擴(kuò)散系數(shù)成正比。當(dāng)D、F、t 值一定時(shí)，dc/dt值如能保持最大，浸出即能很好進(jìn)行，這與溶劑性質(zhì)、藥材與溶劑相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。
擴(kuò)散系數(shù)D值隨藥材而變化，與浸出溶劑的性質(zhì)亦有關(guān)�？捎稍囼�(yàn)按下式求得：
(8-2)
式中，R-克分子氣體常數(shù)；T-絕對(duì)溫度；N-阿伏加德羅常數(shù)；r-擴(kuò)散分子半徑；η-粘度。式(8-2) 表明，粘滯度小，溶解物質(zhì)的分子小，則D值大，擴(kuò)散快，提高溫度可增加擴(kuò)散速度。
(四)置換過(guò)程
浸出的關(guān)鍵在于保持最大濃度梯度。如果沒(méi)有濃度梯度，其他因素如D值、 F值和 t值都將失去作用。因此，用新鮮溶劑或稀浸出液隨時(shí)置換藥材粉粒周圍的濃浸出液，以提高浸出推動(dòng)力是控制浸出速率的關(guān)鍵。, http://www.www.srpcoatings.com