中藥精製分離技術逐漸走向耦合

隨著中藥現代化進程的不斷深入
，傳統的分離方法麵臨挑戰：以中藥藥效物質精製為目標的分離體係，原料液濃度低，組分複雜，回收率要求較高，但現有的化工分離技術如蒸餾
、萃取
、結晶、吸附和離子交換等，是以濃度差為傳質推動力實現待分離組分由高濃度向低濃度擴散的，往往難以滿足上述分離體係的要求。   

從(cong)現(xian)代(dai)分(fen)離(li)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)究(jiu)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)來(lai)看(kan)，針(zhen)對(dui)上(shang)述(shu)問(wen)題(ti)
，除(chu)了(le)研(yan)究(jiu)適(shi)用(yong)於(yu)中(zhong)藥(yao)藥(yao)效(xiao)物(wu)質(zhi)分(fen)離(li)的(de)新(xin)技(ji)術(shu)外(wai)
，利(li)用(yong)已(yi)有(you)的(de)和(he)新(xin)開(kai)發(fa)的(de)分(fen)離(li)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)有(you)效(xiao)組(zu)合(he)，或(huo)者(zhe)把(ba)兩(liang)種(zhong)以(yi)上(shang)的(de)分(fen)離(li)技(ji)術(shu)合(he)成(cheng)為(wei)一(yi)種(zhong)更(geng)有(you)效(xiao)的(de)分(fen)離(li)技(ji)術(shu)
，即(ji)多(duo)種(zhong)技(ji)術(shu)的(de)耦(ou)合(he)
，有(you)可(ke)能(neng)達(da)到(dao)提(ti)高(gao)產(chan)品(pin)選(xuan)擇(ze)性(xing)和(he)收(shou)率(lv)，實(shi)現(xian)過(guo)程(cheng)優(you)化(hua)的(de)目(mu)的(de)。耦(ou)合(he)技(ji)術(shu)因(yin)此(ci)成(cheng)為(wei)中(zhong)藥(yao)製(zhi)藥(yao)工(gong)程(cheng)中(zhong)一(yi)個(ge)嶄(zhan)新(xin)的(de)研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)。   

■膜耦合技術   

moouhejishujiushijiangmofenlijishuyuqitafenlifangfahuofanyingguochengyoujidijiehezaiyiqi

，chongfenfahuigegecaozuodanyuandetedian。muqianyanjiujiyingyongdemoouheguochengxingshizhuyaoyoumofanyingqi、膜蒸餾技術、滲透蒸發技術及親和膜技術等。   

具體來說
，膜耦合技術可以分為兩類:一yi類lei是shi膜mo分fen離li與yu反fan應ying的de耦ou合he，其qi目mu的de是shi部bu分fen或huo全quan部bu地di移yi出chu反fan應ying產chan物wu
，提ti高gao反fan應ying選xuan擇ze性xing和he平ping衡heng轉zhuan化hua率lv，或huo移yi去qu對dui反fan應ying有you毒du性xing作zuo用yong的de組zu分fen
，保bao持chi較jiao高gao的de反fan應ying速su度du；lingyileishimofenliguochengyuqitafenlifangfadeouhe，ketigaomudechanwudefenlixuanzexingxishubingjianhuagongyiliucheng。ermofenliyufanyingdeouheyoukeyifenweiliangzhongqingkuang：一是膜隻具有分離功能，包括分離膜反應器和膜作為獨立的分離單元與反應禍聯兩種形式；二是膜作為反應器壁同時具有催化與分離的功能，稱為催化膜反應器。   

江蘇省天然藥物研究與創製實驗室承擔的課題“膜反應器精製地龍活性組分群及其藥理性質的研究”就(jiu)屬(shu)於(yu)後(hou)者(zhe)。該(gai)研(yan)究(jiu)將(jiang)地(di)龍(long)生(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)部(bu)位(wei)的(de)酶(mei)解(jie)與(yu)具(ju)有(you)不(bu)同(tong)相(xiang)對(dui)分(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)區(qu)段(duan)的(de)多(duo)個(ge)組(zu)分(fen)群(qun)的(de)分(fen)離(li)兩(liang)個(ge)過(guo)程(cheng)集(ji)中(zhong)在(zai)膜(mo)反(fan)應(ying)器(qi)一(yi)步(bu)進(jin)行(xing)。研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)該(gai)膜(mo)反(fan)應(ying)器(qi)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)於(yu)動(dong)物(wu)類(lei)中(zhong)藥(yao)材(cai)活(huo)性(xing)成(cheng)分(fen)的(de)精(jing)製(zhi)分(fen)離(li)前(qian)景(jing)光(guang)明(ming)。   

膜分離與反應耦合可使反應產物不斷在線移出

，消除平衡對轉化率的限製，從而大限度地提高反應轉化率
；提高反應選擇性
，可省去全部或部分產物分離和未反應物的循環過程，從而簡化工藝流程。   

此外
，近年來，膜分離與其他分離方法的耦合的研究也取得了積極進展，如膜萃取技術、膜蒸餾技術
、親和膜技術等。   

■超臨界流體耦合技術   

超臨界流體技術的發展
，有力地促進了中藥生產過程中的分離純化
、材料製備
、化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)等(deng)領(ling)域(yu)的(de)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)。值(zhi)得(de)關(guan)注(zhu)的(de)是(shi)，單(dan)獨(du)應(ying)用(yong)超(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)體(ti)技(ji)術(shu)，會(hui)出(chu)現(xian)一(yi)些(xie)難(nan)以(yi)克(ke)服(fu)的(de)缺(que)點(dian)
，而(er)將(jiang)超(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)體(ti)技(ji)術(shu)與(yu)某(mou)些(xie)化(hua)工(gong)過(guo)程(cheng)相(xiang)耦(ou)合(he)，可(ke)形(xing)成(cheng)一(yi)些(xie)先(xian)進(jin)、高效、的複合過程。   

超臨界流體技術與膜分離技術耦合：近年來
，有人采用國產超臨界CO2萃取裝置與平板超濾器聯合處理質量分數為10%～14%的銀杏黃酮粗品，結果得到黃酮質量分數大於30%，內酯為6%～8%的產品。經高效液相色譜儀

、原子吸收儀及微生物檢驗等測試，產品中的烷基酚、重金屬
、農藥殘留、細菌等指標均能達到國際質量標準。   

另外
，超臨界流體技術與納濾耦合的實踐也獲得了成功。納濾是一種壓力驅動的膜分離過程
，它可以在壓力變化不大、恒heng溫wen和he不bu改gai變bian分fen離li物wu的de熱re力li學xue相xiang態tai的de情qing況kuang下xia達da到dao理li想xiang的de分fen離li效xiao果guo。將jiang超chao臨lin界jie萃cui取qu與yu納na濾lv結jie合he，可ke以yi首shou先xian選xuan擇ze合he適shi條tiao件jian增zeng大da萃cui取qu能neng力li，然ran後hou選xuan擇ze合he適shi的de納na濾lv膜mo，選xuan擇ze性xing地di透tou過guo需xu要yao的de萃cui取qu組zu分fen
，從cong而er使shi分fen離li效xiao率lv得de到dao提ti高gao。   

如用超臨界CO2萃取魚油，萃取物中主要成分為三酸甘油酯，而三酸甘油酯中有價值的是長鏈ω-3多不飽和脂肪酸
，特別是二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。采用納濾，可將三酸甘油酯中的長鏈不飽和脂肪酸和短鏈脂肪酸相分離。采用此種耦合技術也可對蘿卜籽、胡蘿卜油中的R-胡蘿卜素進行提純
，都能得到純化的產物。   

超臨界流體萃取結晶耦合技術：該技術可改變超臨界流體萃取多元混合係中物質成分在有機溶劑與超臨界流體中的溶解特性，使溶質結晶析出
；同時還可利用結晶器表麵對不同物質的吸附
、阻滯、積聚性能差異，使析出的溶質成分形成類似於層析效果的有序梯度結晶分布


，從而實現一次性多種物質的有效分離，獲得高純度產品。   

當這一耦合係統工作時，結晶釜和分離釜均處於各自的溫度和壓力條件下，控製結晶時間；超臨界流體和多元液相混合物料在結晶釜內完成萃取、吸附
、結晶、蒸餾(幹燥)，在結晶器作用下，使多元體係中單一或複合成分實現一步結晶分離或梯度結晶分離
；待係統降溫、卸壓後，即可自結晶器上收集產品。   

我國有研究人員采用係統觀察法考察了超臨界CO2萃取結晶分離對穿心蓮內酯晶體形態、純度
、結晶量的影響，發現隨壓力的升高其晶體形態變細、變短，純度提高

，結晶量增加
，從而認為該耦合技術為開發高純度中藥活性成分提供了一條捷徑。   

此外
，由於中草藥成分複雜
，同一味藥中的各化學成分的極性、沸點
、相對分子質量、溶(rong)解(jie)度(du)等(deng)特(te)性(xing)各(ge)有(you)不(bu)同(tong)，因(yin)而(er)對(dui)於(yu)不(bu)同(tong)的(de)目(mu)標(biao)產(chan)品(pin)需(xu)要(yao)采(cai)取(qu)多(duo)種(zhong)提(ti)取(qu)分(fen)離(li)手(shou)段(duan)，超(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)體(ti)技(ji)術(shu)與(yu)多(duo)種(zhong)分(fen)離(li)手(shou)段(duan)的(de)耦(ou)合(he)也(ye)應(ying)運(yun)而(er)生(sheng)。如(ru)超(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)體(ti)技(ji)術(shu)耦(ou)合(he)分(fen)子(zi)蒸(zheng)餾(liu)可(ke)使(shi)薑(jiang)辣(la)素(su)收(shou)率(lv)明(ming)顯(xian)提(ti)高(gao)，超(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)體(ti)技(ji)術(shu)耦(ou)合(he)離(li)子(zi)對(dui)試(shi)劑(ji)可(ke)使(shi)麻(ma)黃(huang)堿(jian)提(ti)取(qu)率(lv)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)，超(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)體(ti)技(ji)術(shu)耦(ou)合(he)重(zhong)結(jie)晶(jing)可(ke)大(da)大(da)降(jiang)低(di)青(qing)篙(gao)素(su)成(cheng)本(ben)等(deng)。   

■結晶耦合技術   

以固液平衡為原理的結晶分離技術近年因與相關分離技術耦合，成為中藥成分精製分離工藝中的一支新軍。   

減壓精餾-熔融結晶耦合技術：精(jing)餾(liu)是(shi)分(fen)離(li)有(you)機(ji)混(hun)合(he)物(wu)常(chang)用(yong)的(de)方(fang)法(fa)之(zhi)一(yi)，但(dan)當(dang)相(xiang)對(dui)揮(hui)發(fa)度(du)很(hen)小(xiao)時(shi)，精(jing)餾(liu)過(guo)程(cheng)需(xu)要(yao)的(de)理(li)論(lun)塔(ta)板(ban)數(shu)會(hui)急(ji)劇(ju)增(zeng)加(jia)。熔(rong)融(rong)結(jie)晶(jing)作(zuo)為(wei)近(jin)年(nian)廣(guang)受(shou)國(guo)際(ji)關(guan)注(zhu)的(de)新(xin)興(xing)技(ji)術(shu)，具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)分(fen)離(li)因(yin)子(zi)
，但(dan)其(qi)收(shou)率(lv)、傳質速度及相的可分性往往受到限製。將上述兩種方法有機地結合在一起

，取長補短，可用來分離易結晶、熔點差大
、沸點接近的物質。   

人造麝香DDHI是一種高熔點、高(gao)沸(fei)點(dian)且(qie)易(yi)氧(yang)化(hua)的(de)有(you)機(ji)物(wu)，提(ti)純(chun)此(ci)類(lei)物(wu)質(zhi)時(shi)，一(yi)般(ban)須(xu)經(jing)過(guo)減(jian)壓(ya)精(jing)餾(liu)及(ji)重(zhong)結(jie)晶(jing)兩(liang)道(dao)工(gong)序(xu)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)的(de)缺(que)點(dian)是(shi)在(zai)減(jian)壓(ya)精(jing)餾(liu)提(ti)純(chun)時(shi)
，產(chan)品(pin)因(yin)容(rong)易(yi)結(jie)晶(jing)而(er)造(zao)成(cheng)管(guan)路(lu)堵(du)塞(sai)；需要溶劑回收裝置
，存在重結晶效率低
，溶劑消耗大，成本高
，易氧化等問題。我國有人采用一體化結構的減壓精餾-熔融結晶耦合裝置進行DDHI的提純，總收率可達60%以上
，比原工藝提高13％，且可防止產品氧化
，節省大量能源，由於無需溶劑，還減少了對環境的汙染。   

鼇形包結-結晶耦合技術：鼇形包結-結晶耦合技術是建立在一種被稱為鼇形主體分子的物質的基礎之上的。該物質具有良好的包結性能，並可對某類成分(客體)進行選擇性識別。如1,1,6,6-四苯基-2,4-己二炔-1,6-二醇(簡稱DD)的主體分子，可與許多有機小分子如醇、醚、環氧化合物
、醛
、酮、酯、內酯等形成包結物晶體。   

由於中藥揮發油中各化學組分的分子形狀、大小
、官能團的數量和位置(鍵力性質)的de不bu同tong，通tong過guo不bu同tong主zhu體ti分fen子zi對dui目mu標biao客ke體ti分fen子zi的de選xuan擇ze識shi別bie
，可ke形xing成cheng包bao結jie物wu並bing以yi結jie晶jing方fang式shi析xi出chu，達da到dao從cong揮hui發fa油you中zhong選xuan擇ze性xing的de分fen離li目mu標biao成cheng分fen的de目mu的de。   

我國學者采用此項技術，以反式-1,2-二苯基一1,2-苊二醇為鼇形主體分子，選擇性地識別蒿本揮發油中的肉豆A醚，並使之以包結物晶體形式析出，產物化學純度接近100%，產率為4.5%。表明此法分離揮發油化學組分具有選擇性高、速度快
、方法簡便等優點。   

應該看到，雖然目前關於耦合技術的研究熾手可熱，但大多數研究隻停留在實驗室階段。將人們開發中遇到的共性問題綜合

、歸納，采用複雜過程的分解實驗和數學模擬結合的研究方法，從流體力學
、傳遞學、反應動力學、反fan應ying熱re力li學xue及ji化hua學xue計ji量liang學xue等deng學xue科ke結jie合he的de角jiao度du
，對dui耦ou合he技ji術shu開kai展zhan係xi統tong的de基ji礎chu研yan究jiu，可ke以yi形xing成cheng一yi個ge新xin的de研yan究jiu領ling域yu。相xiang信xin隨sui著zhe科ke學xue技ji術shu的de發fa展zhan
，耦ou合he技ji術shu必bi將jiang在zai中zhong藥yao及ji其qi他ta生sheng物wu製zhi藥yao工gong業ye中zhong發fa揮hui重zhong大da作zuo用yong。