3.3.3 分离纯化

经过上述方法浸提后得到的药材提取液一般体积较大,有效成分含量较低,仍然是杂质和多种成分的混合物,需除去杂质,进一步分离并进行精制。分离纯化工艺应根据粗提取液的性质,选择相应的分离方法与条件,将无效和有害成分除去,尽量保留有效成分或有效部位,为制剂提供合格的原料或半成品。

常用的分离纯化方法有沉降分离法、滤过分离法、离心分离法。常见的精制方法有水提醇沉法(水醇法)、醇提水沉法(醇水法)、酸碱法(调pH值法)、盐析法、离子交换法和结晶法。具体的方法随各种粗提取液的性质、分离纯化目的的不同而异。

(1)沉降分离法 是利用某种力的作用,利用分散介质的密度差,使之发生相对运动而分离的过程。沉降设备有旋风分离器、间歇式沉降器、半连续式沉降器、相连续式沉降器等。

(2)离心分离法 是将待分离的药液置于离心机中,利用离心机高速旋转的功能,使混合液中的固体与液体或两种不相溶的液体产生不同的离心力,从而达到分离的目的。离心分离的效果与离心机的种类、离心方法、离心介质及密度梯度等诸多因素有关,其中主要因素是确定离心转速和离心时间。此法的优点是生产能力大,分离效果好,成品纯度高,尤其适用于晶体悬浮液和乳浊液的分离,所用的离心机有常速离心机、高速离心机和超高速离心机。

(3)水提醇沉法 是目前应用较广泛的精制方法。该法主要利用中药材中的大部分有效成分都易溶于水和乙醇,而树胶、黏液质、蛋白质、糊化淀粉等杂质分子量比较大,能溶于水而不溶于乙醇、丙酮。因此先以水为溶剂来提取药材,得到的水提液中常含有树胶、黏液质、蛋白质、糊化淀粉等杂质,此时可以向水提液中加入一定量的乙醇,使这些不溶于乙醇的杂质自溶液中沉淀析出,而达到与有效成分分离的目的。例如,自中草药提取液中除去这些杂质,或从白及的水提液中获取白及胶,均可采用加乙醇沉淀法;自新鲜瓜蒌根汁中制取天花粉蛋白,可滴入丙酮使天花粉蛋白分次沉淀析出。目前,提取多糖及多肽类化合物,多采用水溶解、浓缩、加乙醇或丙酮析出的办法。

《中华人民共和国药典》2010年版所载玉叶解毒颗粒采用本法进行精制;医院制剂以及营养保健口服液中很大一部分都应用了水提醇沉法。然而在长期的应用中,也发现水提醇沉法存在不少问题。如成本高,药物中的有效成分(如生物碱、苷类、有机酸等)均有不同程度的损失,而多糖和微量元素的损失尤为明显。

(4)醇提水沉法 原理与水提醇沉法的类似,都是利用了杂质在水和乙醇中溶解度的差别。因此先以乙醇为溶剂来提取药材,得到的醇提液中常含有叶绿素等脂溶性杂质,此时向醇提液中加入一定量的水,使这些不溶于水的杂质自溶液中沉淀析出,而达到与有效成分分离的目的。对于含树胶、黏液质、蛋白质、糊化淀粉类杂质较多的药材较为适合。

(5)酸碱法(调pH值法) 利用中药或天然药物总提取物中的某些成分能在酸性溶液(或碱)中溶解,加碱(或加酸)改变溶液的pH值后,这些成分形成不溶物而析出,从而达到分离的目的。例如,香豆素属于内酯类化合物,不溶于水,但遇碱开环生成羧酸盐溶于水,再加酸酸化,又重新形成内酯环从溶液中析出,从而与其他杂质分离。

生物碱一般不溶于水,遇酸生成生物碱盐而溶于水,再加碱碱化,又重新生成游离生物碱。

这些类型的化合物可以利用与水不相混溶的有机溶剂进行萃取分离,提取分离的流程见图3-3。

图3-3 酸碱法提取生物碱

(6)离子交换法 是利用离子交换树脂与中药提取液中某些可离子化的成分起交换作用,而达到提纯的方法。离子交换树脂是一种具有交联网状结构及离子交换基团的高分子材料。外观为球形颗粒,不溶于水,但可在水中膨胀。以强酸性阳离子交换树脂为例,其基本结构见图3-4。

图3-4 强酸性阳离子交换树脂结构

分子中具有的交换基团,在水溶液中能与其他阳离子或阴离子发生可逆的交换作用,根据交换基团的不同,离子交换树脂又分为阳离子和阴离子两种类型。其交换反应的通式见图3-5。

图3-5 离子交换树脂的交换反应通式

离子交换法分离天然产物操作方便,生产连续化程度高,而且得到的产品往往纯度高,成本低,因此广泛用于氨基酸、肽类、生物碱、酚类、有机酸等中药和天然药物的工业化生产。有报道用离子交换法,从车前叶中分得具有补体活化作用的多糖。