全 文 ：制剂与质量
超滤精制热毒宁处方水提液的预处理方法及其工艺研究
樊文玲1* ,郭立玮1 * ,李 磊2 ,林 瑛1 ,王 晴1
( 1 南京中医药大学药学院, 江苏 南京 210029; 2 南京大学 化工系,江苏 南京 210093)
摘 要:目的 超滤精制热毒宁处方水提液的最佳预处理方法探索及工艺研究。方法 考察离心、初滤、活性炭吸
附、壳聚糖絮凝等不同预处理方法对处方水提液的除杂情况以及对截留相对分子质量为 3 ! 104~ 5 ! 104 的聚砜膜
超滤精制效果的影响。结果 离心、减压抽滤对降低膜污染、提高栀子苷保留率的效果不佳。活性炭吸附严重降
低了栀子苷的保留率。采用壳聚糖絮凝与微滤法处理后药液的栀子苷保留率高, 固含物低; 采用壳聚糖絮凝比微
滤法处理后续膜过程中通量大,污染度小。结论 壳聚糖絮凝法是热毒宁处方水提液的最佳预处理方法, 且最佳
工艺为药液温度 70 ∀ , pH 6, 1%壳聚糖用量 70 mL / L 。
关键词:热毒宁水提液; 预处理;超滤膜精制
中图分类号: R284. 2; R286 02 文献标识码: A 文章编号: 02532670( 2010) 11179304
Best pretreatment method and its technology before ultrafiltration refination
of Reduning water extract
FAN Wenling1 , GU O Liwei1 , L I Lei2 , L IN Ying1 , WANG Q ing1
( 1 Co lleg e of Pharmacy, Nanjing Univer sity o f Chinese Medicine, Nanjing 210029, China; 2 Depar tment
of Chemical Engineer ing , Nanjing Univer sity, Nanjing 210093, China)
Abstract: Objective To study the best pret reatment method and its technolo gy before ult raf iltr at ion
of Reduning w ater ext ract Methods To invest igate such pretr eatment methods as chitosan f locculat ion
on the impurity of prescr ipt ion w ater ex tr act , as w el l as poly sulfone ult rafilt rat ion membrane refinat ion
ef fect w ith mo lecular w eight cutof f three to five million Results T he centrifugat ion and decompress
filt rat ion w er e no t benef it to promo te the geniposide reservat ion and reduce fouling degree of membrane
Absorpt ion of act ive carbon could make the genipo side reservat ion deeply low er The geniposide was re
served mostly and the total ex t racts reduced most ly fo r chitosan flo cculat ion and micro filt rat ion But the
flux w as higher and the membrane fouling is smaller after chitosan flo cculat ion Conclusion Chitosan f loc
culat ion is the best pr et reatment method The operat ing condit ions are that temperature of Reduning w ater
ex t ract is 70 ∀ , pH value 6, and the dosage of 1% chitosan is 70 mL/ L
Key words: Reduning w ater ext ract ; pr et reatment; ult raf ilt ration membrane r ef inat ion
20世纪 90年代以来,不断有采用超滤技术制
备中药注射剂的研究报道 [ 12] ,这些研究充分肯定了
超滤技术在中药注射剂制备领域的优越性和发展前
景。超滤膜分离前药液的预处理是指在原药液过超
滤膜前向其中加入适当的药剂, 以改变料液或溶质
的性质,或对其进行絮凝、初滤以去除一些较大的悬
浮粒子或胶状物质, 还可以改变溶液的 pH 值以脱
除一些能与膜互相作用的溶质, 在一定程度上减轻
膜污染的程度。在中药分离过程中, 由于中药煎煮
液中含有较多的固体杂质和高相对分子质量的胶体
等,直接采用超滤技附法、絮凝法、初滤法、离心法、
氧化法、生物法等[ 312] , 难以达到较好的分离效果。
生物法和氧化法在废水超滤预处理工程中被广泛运
用,但由于中药水提液杂质中含微生物及有机物量
较少,因而在中药制药领域中的运用还鲜有报道。
热毒宁是由栀子、青蒿、金银花组成的复方制剂, 具
1793中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 11 期 2010 年 11月
收稿日期: 20100218 基金项目:国家自然科学基金资助项目( 30801552; 30873449) ;江苏省中管局课题( LZ09006)作者简介:樊文玲( 1976 # ) ,女,山东聊城人,博士,助理研究员,主要从事中药高新技术的应用基础理论与开发研究。
T el : ( 025) 86798393 Email: f anw l happy@163 com
* 通讯作者 樊文玲
有清热、解毒的功效, 适用于外感风热所致的高热、
微恶风寒、头身痛、痰黄等症。本实验以热毒宁处方
药材水提液为实验体系, 考察离心、初滤、活性炭吸
附、絮凝剂絮凝等不同预处理方法对处方水提液的
除杂情况以及对截留相对分子质量为 3 ! 104~ 5 !
104 的聚砜膜超滤精制效果的影响, 以各处方中有
效成分的保留率和分离过程的膜污染度为指标, 对
处方水提液的超滤前预处理方法作出评价, 得到最
佳工艺。为开拓超滤技术在精制中药制剂领域的应
用提供一定的理论和实验指导。
1 材料与仪器
热毒宁处方药材购自安徽亳州市中药饮片厂,
符合∃中国药典%2010年版一部规定。栀子苷对照
品 ( 中国药品生物制品检定所, 批号 110749
200511) ; 壳聚糖(上海伯奥生物科技有限公司,批号
040727) ; 甲醇、乙腈为色谱纯,其他所用试剂均为分
析纯。
Agilent 1100液相色谱仪、二极管阵列检测器
(美国安捷伦公司) ; Waters 515/ 2487 HPLC 色谱系
统(美国Waters公司) ; L ibror AEL # 40SM 精密电光
分析天平 (日本岛津) ; M G # 500 电子天平; 雷磁
PHSJ # 4A实验室pH 计(上海精密科学仪器有限公
司) ; SZD # 2型智能化散射光浊度仪(上海自来水给
水设备工程公司) ; Brookfield DV&+ VISCOMETER
黏度计(美国 Brookfield公司) ;平均孔径为0 2 m的
聚偏氟乙烯( PVDF)膜(上海新亚净化器件厂) ;中空
纤维超滤膜管聚砜膜,分子截留值( MWCO) 3 ! 104~
5 ! 104 (天津膜天膜工程技术有限公司)。
2 实验方法
2 1 水提液的制备: 取热毒宁处方药材加 15 倍量
水,煎煮两次,每次 1 5 h,合并煎煮液,即得热毒宁
水提液。
2 2 处理后药液的超滤过程膜通量及膜污染度的
测定: 取各预处理后样品(起始体积为 5 000 mL)于
常温条件下,过截留相对分子质量为 3 ! 104 ~ 5 !
104 聚砜膜, 膜压差为 0 03 MPa, 进料体积流量 0 8
L/ min, 收集 1 2倍进料样品体积的渗透液,记录过
膜时间,计算药液平均膜通量。其中膜污染度采用
膜通量下降率 J d 来表示。
J d= [ 1- J p / J w ] ! 100%
J w 为膜污染前纯水通量( L m- 2 h- 1 ) , J p 为膜污染后纯
水通量( L m- 2 h- 1 )
2 3 固含物的测定: 按∃中国药典%2010年版附录
XA 规定的浸出物测定方法进行测定,称定质量并
计算。
2 4 HPLC 法测定热毒宁水提液中栀子苷: 参照
∃中国药典%2010年版栀子项下方法,采用高效液相
色谱法测定药液中的栀子苷。
2 4 1 色谱条件与系统适应性试验: 色谱柱为 Li
chro sphere C18 ( 250 mm ! 4 6 mm , 5 m) ; 流动相
为乙腈水( 15∋ 85) ; 体积流量为 1 0 mL/ m in; 检测
波长为 238 nm;进样量为 10 L。理论塔板数以栀
子苷峰计不低于 1 500。
2 4 2 对照品溶液的制备:精密称取栀子苷对照品
适量,用甲醇制成 80 g / mL 栀子苷的溶液。
2 4 3 供试品溶液的制备:精密量取药液各 1 mL,
分别用甲醇稀释至 2 mL,用 0 45 m 微孔膜滤过,
即得。
2 4 4 衡量指标的确定:采用栀子苷转移率作为考
察对象。
栀子苷转移率= ( C1V 1 ) / ( C0V 0 ) ! 100%
C1 为处理后样品液中栀子苷质量浓度, C0 为热毒宁原液中
栀子苷质量浓度, V 1 为处理后样品液体积, V 0 为热毒宁原
液体积
3 结果与分析
3 1 最佳预处理方法比较: 取复方水提液,分别进
行预处理,分别为 减压抽滤法: 两层滤纸抽滤, 真
空度 0 09 MPa, 取滤液(样品 1)。 ( 低速离心法:
转速 3 000 r/ min,离心 30 m in,取上清液(样品 2) ;
) 转速 5 000 r/ min, 离心 30 m in, 取上清液(样品
3)。 ∗高速离心法: 转速 10 000 r/ min, 离心
30 m in,取上清液(样品 4) ; +转速 30 000 r/ m in,离
心 30 m in,取上清液(样品 5)。,絮凝剂絮凝: 1 L
药液在常温下加入 1%醋酸壳聚糖溶液 80 mL, 搅
拌 15 m in,静置 4 h后取上清液(样品 6) ; − 1 L 药
液在常温下加入 5%明胶溶液 60 mL, 搅拌 15 min,
静置4 h后取上清液(样品 7)。.活性炭吸附: 加入
0 1%活性炭,加热煮沸 10 m in,趁热抽滤后取冷却
的滤液(样品 8)。/微滤膜微滤:常温条件下,膜压
差为 0 05 MPa, 进料体积流量 0 8 L/ min 过 0 2
m PVDF 膜, 收集渗透液(样品 9)。结果见表 1。
可见采用 1%醋酸壳聚糖溶液作为絮凝剂絮凝的预
处理方法,栀子苷保留率高于其他预处理方法, 且处
理后药液固含物最小, 5% 明胶溶液作为絮凝剂及
0 2 m PVDF 膜微滤法对药液栀子苷保留率也较
好。随着离心转速的增大对栀子苷转移率影响不
大,固含物降低。活性炭吸附栀子苷损失严重, 不适
用于该体系。
1794 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 11 期 2010 年 11月
表 1 不同预处理后各指标的比较
Table 1 Comparison of indexes after dif ferent pretreatments
样 品 预处理方法 栀子苷转移率/ %
固含物/
(m g mL- 1 )
样品 1 减压抽滤 76 7 11 12
样品 2 低速离心:转速 3 000 r/ min 76 0 10 18
样品 3 低速离心:转速 5 000 r/ min 75 8 10 12
样品 4 高速离心:转速 10 000 r/ min 75 7 9 47
样品 5 高速离心:转速 20 000 r/ min 75 7 9 28
样品 6 1%醋酸壳聚糖溶液絮凝法 82 2 8 49
样品 7 5%明胶溶液絮凝法 78 3 11 31
样品 8 0 1%活性炭吸附 30 1 9 28
样品 9 0 2 m PVDF 膜微滤 80 6 8 58
3 2 预处理方法对超滤膜过程的影响: 结果见表
2。结果显示壳聚糖絮凝后药液对有机膜的污染度
最小, 通量最大。采用明胶作为絮凝剂的药液膜污
染最严重,膜通量较小。抽滤对膜污染也较大。随
着离心转速增加对膜污染度有所降低, 膜通量增大。
表 2 处理后药液的超滤膜通量及膜污染度
Table 2 Membrane flux and fouling degree after treatmnent
of Reduning water extract
样 品 药液平均膜通量/
( m- 2 L h- 1)
膜污染
度/ %
药液过膜后固含物/
( m g mL- 1 )
样品 1 13 87 54 4 5 94
样品 2 15 21 41 6 5 80
样品 3 15 93 38 6 5 78
样品 4 17 18 36 1 5 72
样品 5 18 12 34 5 5 67
样品 6 21 17 13 9 5 42
样品 7 13 90 59 1 5 78
样品 8 19 32 45 6 5 77
样品 9 18 62 37 6 5 53
3 3 预处理方法对药液部分理化参数的影响:测定
各预处理方法处理后药液的浊度和黏度, 结果见表
3。可以看出采用壳聚糖絮凝后的药液浊度最低, 黏
度也较低。微滤法对药液黏度降低也有较好作用。
离心法和吸附法对药液浊度有所改善。减压抽滤对
药液浊度和黏度无明显改善。明胶絮凝法使药液黏
度增大。由以上结果可知, 0 2 m PVDF 膜微滤法
对水提液浊度和黏度的降低也较显著, 栀子苷转移
率较高。低速离心、高速离心对药液具有一定除杂
效果, 改善了水提液的浊度。虽然采用明胶絮凝法
栀子苷保留率较高,但处理后药液的黏度较大对膜
污染度也较大, 对后续超滤过程产生了不利影响, 活
性炭吸附法使有效成分栀子苷保留率严重下降, 故
均不适用于该体系。综合不同预处理方法对有效成
分栀子苷转移率的影响, 对超滤膜过程中膜通量和
膜污染度的影响以及对药液的浊度和黏度的改善情
况来分析,采用壳聚糖絮凝法对栀子苷转移率最高,
表 3 各水提液的浊度和黏度
Table 3 Turbidity and viscosity of extract solution
样 品 浊度( NT U) 黏度/ ( mPa s)
水提原液 247 1 03
样品 1 207 1 03
样品 2 211 1 03
样品 3 205 1 03
样品 4 170 1 02
样品 5 130 1 02
样品 6 30 4 1 01
样品 7 189 1 03
样品 8 114 1 03
样品 9 167 1 00
对后续膜过程污染度最小, 膜通量最大,且对药液浊
度的改善最显著, 是热毒宁水提液较为适宜的预处
理方法。
3 4 最佳预处理方法(壳聚糖絮凝)的工艺研究:实
验的药液 pH 值、温度、絮凝剂用量作为因素, 对
1%醋酸壳聚糖溶液对药液的絮凝效果进行考察,因
素水平见表 4。结果见表 5和表 6。
结果显示,以栀子苷的转移率为考察指标时,分
析因素的主次:药液温度> 药液 pH 值> 壳聚糖用
量,且药液絮凝温度对药液絮凝后指标成分栀子苷
的转移率有显著影响。壳聚糖絮凝的最佳条件为药
液温度 70 ∀ , pH 6, 1%壳聚糖用量 70 mL/ L, 验证
试验见表 7, 结果显示该方法具有良好的稳定性和
重复性。
壳聚糖絮凝热毒宁药液的能力受药液 pH 值、
表 4 因素与水平
Table 4 Factors and levels
因素 水 平
A pH 值 B 温度/ ∀ C 1%壳聚糖用量/ ( mL L- 1 )
1 4 30 50
2 5 50 70
3 6 70 90
表 5 正交试验结果
Table 5 Results of orthogonal test
试验号 A B C D(误差项) 转移率/ %
1 1 1 1 1 733
2 1 2 2 2 792
3 1 3 3 3 844
4 2 1 2 3 796
5 2 2 3 1 812
6 2 3 1 2 852
7 3 1 3 2 800
8 3 2 1 3 858
9 3 3 2 1 901
K 1 236 9 232 9 244 3 244 7
K 2 245 9 246 2 248 8 244 4
K 3 255 9 259 6 245 6 249 7
R 6 4 8 9 1 5 1 8
1795中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 11 期 2010 年 11月
表 6 方差分析
Table 6 Analysis of variance
方差来源 离差平方和 自由度 均方 F值 P 值(显著性)
A 60 68 2 30 30 10 10 0 090
B 119 0 2 59 50 19 80 0 048
C 3 640 2 1 82 0 60 0 624
误差 6 030 2 3 01 1 00 0 500
表 7 验证试验
Table 7 Test of verif ication
次 数 药液温度/ ∀ pH 值
1%壳聚糖用量/
( mL L- 1 )
栀子苷的转
移率/ %
1 70 6 70 90 2
2 70 6 70 91. 0
3 70 6 70 90. 0
温度、絮凝剂用量等因素的影响,且药液温度对絮凝
结果有显著性影响。随温度的升高,絮凝效果有所
改善,絮凝物为细颗粒状,易于沉降和滤过。但温度
过高则会出现絮凝恶化的现象, 这可能是高温使溶
液黏度降低, 从而降低了絮凝效果, 因此一般选用
50~ 70 ∀ 为宜。
4 结论
在减压抽滤、低速离心、高速离心、絮凝剂絮凝、
活性炭吸附、微滤这几种预处理方法中,采用壳聚糖
絮凝法处理后, 热毒宁水提液中栀子苷转移率最高,
后续膜过程污染度最小, 膜通量最大,且药液浊度的
改善最显著,因此壳聚糖絮凝法是最佳预处理方法,
且最佳絮凝条件为药液温度 70 ∀ , pH 6, 1%壳聚
糖用量 70 mL/ L。预处理技术不仅能显著减轻膜
污染、减缓膜通量的降低、提高杂质的去除率,还能
弥补膜分离技术的不足, 有效地去除部分天然有机
物以及无机离子。它是影响膜分离技术经济性的最
关键因素之一, 先进的预处理技术不仅可以拓展膜
分离技术应用领域,而且可以降低其运行成本。随
着各种预处理技术的发展,以及它们之间组合的优
化,预处理技术将会在膜污染问题的逐步解决和膜
处理成本的下降等方面发挥更大的作用。
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川芎超微粉的粉体学性质研究
张 琴, 刘 莉*
(南方医科大学中医药学院,广东 广州 510515)
摘 要:目的 研究超微粉碎前后川芎的粉体学性质, 为超微粉碎对含挥发油类药材的影响提供依据。方法 采
用激光粒度分析仪测定粉末粒径及粒度分布;生物显微镜进行显微学研究; 测定粉体休止角和堆密度, 测定 25 ∀
相对湿度为 75%条件下粉体的吸湿性。结果 川芎超微粉和普通粉的 D50分别为 14 58、58 54m, 且超微粉粒度
分布均匀性较好;显微镜下可见超微粉和普通粉在显微特征上都有较大的区别,油滴显著减小; 超微粉碎对川芎粉
体的流动性、堆密度和吸湿性没有显著的影响。结论 超微粉碎后细胞破壁率显著增大,均匀度得到改善,其中油
滴的显著减小为挥发油类药材超微粉碎形成0乳化结构1的证实提供了初步的依据和借鉴。流动性、堆密度和吸湿
性无显著变化,说明富含挥发油的川芎在粉体学性质上有其特殊性。
1796 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 11 期 2010 年 11月
收稿日期: 20100225 基金项目:广东省自然科学基金资助项目( 8451051501000166)作者简介:张 琴( 1987 # ) ,女,山西省长治市人,南方医科大学中医药学院中药学专业本科。
T el : 15201927141 Email: s ysLL@ f immu com
* 通讯作者 刘 莉 T el: 13430359298 Email: shy shLL@ 163 com