全 文 ：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∀乳化结构#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
关键词:川芎; 超微粉;粉体学
中图分类号: R284. 2; R286 02 文献标识码: A 文章编号: 02532670( 2010) 11179604
Micromeritics of superfine powder of Chuanxiong Rhizoma
ZHANG Qin, LIU Li
( Colleg e of T r aditional Chinese Medicine, Southern M edical Univer sity, Guang zhou 510515, China)
Abstract: Objective To study the micr omerit ics of common powder and super fine powder of Chuan
x iong Rhiz oma Methods Part icle size and part icle size distribution w ere detected by laser part icle analy
zer; M icroscopic character ist ics of the tw o sorts of pow der o f Chuanx iong Rhiz oma were surveyed by bio
logical micr oscope; T he angle o f repose and the bulk density were measured; T he moisture absorption of
common powder and superf ine powder w ere determ ined on condit ion of 25 and relative hum idity of
75%Results D 50 o f common powder and super fine powder w ere 14 58 and 58 54 m, and the superf ine
powder w as mor e unifo rmly distributed There w er e many dif ferences betw een super fine powder and com
mon powder in m icroscopic characteristics, including greatly smaller oil dr oplets in superfine powder
There w as no significant change in f low ability , bulk density, and mo isture absor pt ion Conclusion A fter
being superfinely comminuted, the powder of Chuanx iong Rhiz oma is more uniformly dist ributed w ith
great ly increased broken cel l w al1 The oil dr oplets are much smaller in surperfine powder, which provides
a prelim inary basis for ∀ emulsificat ion st ructure# T here is no signif icant change in f low ability, bulk den
sity , and moisture abso rpt ion because of rich vo lat ile oil in Chuanx iong Rhiz oma
Key words: Chuanx iong Rhiz oma ; superfine powder; micromeritics
超微粉碎技术是近 20年发展起来的一项高新
技术, 尤其在中药研究应用中显现出特有的优势 [ 1]。
目前人们对于超微粉药材的研究多局限于一些名贵
或保健滋补类药材[ 24] ,而对于在中药中占有相当大
比例的含挥发油类药材研究不多,挥发油在传统提
取工艺中提取率往往很低,为保存有效成分, 部分中
药在片剂、胶囊剂、丸剂等多种剂型中常以原粉入
药[ 5] ,但此时药材粉末须通过细胞壁浸润、溶胀和在
浓缩梯度的作用下缓慢释放, 且挥发油水溶性差, 严
重影响药物在体内的吸收。采用超微粉碎技术使细
胞破壁,药材中的水性和油性成分直接暴露出来, 形
成∀固体乳化#的结构, 从而提高有效成分的释放速
度和释放量,有助于提高药效和生物利用度, 减少服
用剂量。但因挥发油的存在, 粉碎后粉末产生团聚,
吸潮现象的几率增加,可能出现粉末的流动性下降、
固结、润湿、液化等现象, 因此研究其粉碎后药材的
粉体学性质具有一定意义。川芎是伞形科藁本属川
芎 L igusti cum chuanx iong Hort 的干燥根状茎,
具有活血行气、祛风止痛之功效。川芎富含挥发油,
笔者前期实验证明, 川芎的不同粉碎及提取工艺中,
以超微粉的总固体溶出量和阿魏酸的溶出度最高,
镇痛作用也最强 [ 6] ,但是对其粉体学性质方面尚未
见报道。本研究通过比较川芎超微粉碎前后粉体学
性质,为超微粉碎对含挥发油类药材的影响提供理
论依据。
1 仪器和材料
FW 型高速万能粉碎机(武汉理科光电技术有
限公司) ; BFM ∃ 6B ∃ %型贝力微粉机(济南倍力粉
技术工程有限公司) ; Nikon Eclipse E600生物显微
镜; Nikon Coolpix 4500 数 码 相 机; Sar to rius
CP225D电子分析天平; JL9200激光粒度分析仪(济
南微纳颗粒技术有限公司)。
川芎药材购于广州广弘药材有限公司, 经南方
医科大学中医药学院药用植物与鉴定教研室陈兴兴
鉴定,所购川芎为伞形科川芎 L igusti cum Chuan
x iong Hort 的干燥根,亚甲蓝(分析纯) ,水合氯醛
(分析纯) ,氯化钠(分析纯) , 甲醇(色谱纯) ,冰醋酸
(分析纯)。
2 方法与结果
2 1 粉体制备[ 78] : 取川芎饮片2 kg ,经普通粉碎机
粉碎,过 80目筛,得川芎普通粉。取 1 kg 普通粉,
经超微粉碎,得川芎的超微粉。超微粉碎条件: 温度
0~ - 15 , 5 min。
2 2 粒径的测定:取适量药粉样品置于激光粒度分
析仪内,采用无水乙醇作为分散剂,并将样品进行超
声分散,然后测定其粒径及粒径分布,结果见表 1和
1797 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 11 期 2010 年 11月
图 1。激光粒度仪测定的结果表明, 超微粉的 D 10、
D 50、D 90都显著小于普通粉,从粒度分布图中可以看
出超微粉比普通粉的粒度分布均匀。
2 3 显微学研究: 取少量药粉于载玻片上, 蒸馏水
分散,制成水装片观察淀粉粒;亚甲蓝染色, 观察油
滴;水合氯醛透化, 稀甘油固化制成水合氯醛透化
片,观察其他特征; 在生物显微镜下进行观察测量。
结果见图 2。
表 1 粉体粒径分析结果(n= 3)
Table 1 Partical size of powder ( n= 3)
粉体 D 10 /m D 50 /m D 90 /m 比表面积/ ( cm 2 cm - 3)
超微粉 2 79 14 58 48 25 8 450 41
普通粉 6 84 58 54 110 89 3 620 20
粒径/ m
图 1 普通粉(A)和超微粉( B)粒度分布曲线
Fig. 1 Partical size distribution curves of common
powder ( A) and superfine powder ( B)
图 2 川芎普通粉(A)和超微粉( B)显微特征比较
Fig. 2 Comparison of microscopic characters between
common powder (A) and superfine powder ( B)
2. 3. 1 普通粉:粉末淡黄棕色或灰棕色。淀粉粒多
为单粒,椭圆形、长圆形、类圆形、卵圆形或肾形,直径
25~ 6 m,脐点点状或长缝状,偶见复粒,由 2~ 4分
粒组成;草酸钙晶体存在于薄壁细胞中或散落,长圆
形团块,长约 7~ 12 m,宽约2~ 5 m;木栓细胞深黄
棕色,表面观呈多角形,长约 40~ 70 m,宽约 25~ 40
m;油室碎片多见,长 25~ 100 m,宽 25~ 50 m;导
管碎片多见,多为螺纹导管,亦有网纹导管及梯纹导
管,长 25~ 75 m,直径10~ 18 m;木纤维长梭形,长
250~ 270 m, 宽 6~ 13 m; 油滴存在于薄壁细胞中
或散在,直径 2 5~ 15 m。
2. 3. 2 超微粉:粉末淡黄棕色或灰棕色。淀粉粒同
细粉;草酸钙晶体未见; 木栓细胞深黄棕色, 表面观
呈多角形,长约 30~ 50 m, 宽约 20~ 30 m; 油室
碎片偶见,长 2 5~ 10 m;导管碎片多见,多为螺纹
导管, 亦有网纹导管及梯纹导管, 碎片长 12~ 35
m; 木纤维未见;油滴存在于薄壁细胞中或散在,直
径 1~ 5 m。
显微测定的结果可以看出: 普通粉颗粒大小不
均,植物细胞较完整;而超微粉颗粒较均匀,几乎没
有完整细胞存在; 普通粉中油室碎片、草酸钙晶体、
木纤维清晰可见, 而在超微粉中已无法辨认;本实验
为了更好地观察油滴, 采用了水溶性染料亚甲蓝进
行染色后观察,亚甲蓝溶液可以将粉末均匀分散,显
微镜下可以清晰地看出超微粉油滴显著变小,且在
显微镜下超微粉中可见的油滴少于普通粉中,推测
可能是由于一部分挥发油与水溶性成分相混合形成
了极其微小的乳滴, 而在本实验显微镜放大倍数下
无法观察到,这可为∀乳化结构#的证实提供一定的
依据,对于其确切的原因还需进一步的实验证明。
2 4 流动性研究:将漏斗固定于水平放置的绘图纸
的上方,漏斗下口距绘图纸的高度为 H , 小心地将
药粉倒入漏斗中, 一直到漏斗下形成的圆锥体的尖
端接触到漏斗的下口为止, 圆锥体的直径为 2R, 由
公式 tg= H / R 求出休止角。结果普通粉和超微粉
的休止角均为47 0&。休止角 < 30&时流动性很好,
> 45&时流动性差, ∋ 40&时可以满足生产过程中流
动性的需求, 而本实验中测的粉体的休止角为
47 0&,说明其流动性不好。赵浩如等 [ 9]在富含挥发
油的肉桂的超微粉研究中粉体的流动性也很差, 实
验中用手触摸普通粉和超微粉都可感到粉体具黏
性,说明川芎的挥发油使其有黏性,流动性变差。崔
福德[ 10]认为黏性粉体或粒径小于 100~ 200 m 的
粉体粒子间相互作用力较大而流动性差, 相应的所
测得的休止角也较大。
2 5 松密度研究:将一定量的粉体装填于量筒时不施
加任何外力,所得密度为粉体的最松松密度,结果普通
粉和超微粉的松密度分别为0 400、0 405 g/ mL。松密
度是反应粉体充填性的指标之一,在片剂、胶囊剂的
装填过程中具有重要意义,松密度大有利于粉末的
充填。由结果可以看出普通粉和超微粉最松松密度
无显著变化。
2 6 吸湿性的考察:底部盛有氯化钠过饱和溶液的
玻璃干燥器在25 环境中恒温24 h,此时干燥器内
的相对湿度为 75%。在低型称量瓶底部放入厚约 4
mm的粉体,准确称定质量后置于放有氯化钠过饱
和溶液的干燥器中(将称量瓶盖揭开) , 25 保存,
定时称定质量,直至吸湿平衡为止, 计算吸湿率[吸
1798 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 11 期 2010 年 11月
湿率= (吸湿后质量- 吸湿前质量) /吸湿前质量 (
100% ]。以粉体吸湿率随时间变化情况和吸湿平衡
时的吸湿率表示粉体的吸湿性。每种粉体平行做 3
份, 结果见图 3。可以看出普通粉和超微粉在
25 , 75%湿度条件下吸湿性基本一致。
图 3 粉体吸湿率随时间变化曲线
Fig. 3 Curve of humidity absorption rate varied with time
3 讨论
含挥发油类的药材超微粉碎时因含有大量油类
物质,在粉碎过程中要严格控制粉碎温度和时间, 过
度粉碎会因为挥发油的不断渗出,增加粘连团聚现
象,笔者以粉碎后药粉的粒度,挥发油的量为指标,
对放入物料的粒度、粉碎时间、粉碎温度进行了筛
选,确定超微粉的最佳粉碎工艺为: 放入过 80 目的
细粉,粉碎时间为 5 min, 温度为 0~ - 15 。
从川芎超微粉粒径和显微特征可见,超微粉碎
达到了细胞破壁的效果, 通过染色,初步验证了含挥
发油类中药超微粉碎后∀超微乳化#结构的存在, 这
种乳化物可以增加难溶性挥发油在体内的吸收利
用,这为笔者前期实验结果川芎超微粉可以提高有
效成分的溶出 [ 6] 并影响体内吸收过程 [ 11]提供了理
论依据。超微粉的粒度分布比普通粉分布均匀, 提
示在制剂过程中,超微粉更加有利于制剂的混合均
匀性。
实验结果显示, 川芎超微粉的休止角、松密度及
吸湿性较普通粉并无改变, 这和已有的其他药材超
微粉研究的报道结果不同,如粘立军等[ 12] 在对女贞
子的研究中发现超微粉流动性变差, 丁志平等 [ 13]对
不同粒径黄连粉体的吸湿性研究结果发现黄连常规
粒体经超微化和纳米化后可引起其吸湿性改变。原
因可能与大量挥发油的存在有一定关系。但挥发油
产生的黏性导致川芎普通粉和超微粉的休止角都过
大,流动性差,提示会影响制剂生产过程, 需采用适
当的方法改善其流动性, 以利于制剂。二者松密度
也无差别,证明超微粉碎后没有影响其填充性。川
芎普通粉和超微粉的吸湿性均较大, 提示在实际生
产中,粉碎后的药材需采取一定措施,防止吸湿, 以
免影响后续制剂过程。
含挥发油类的中药超微粉碎后对粉末流动性,
填充性,吸湿性并未产生不良的影响, 其均匀性增
加,而且超微粉形成的∀固体乳化#结构还会增加药
物的吸收,避免提取过程中挥发油的损失, 因此, 含
挥发油类中药的超微粉碎研究具有较好的应用前
景,对其在体内的吸收机制还有待更深入的研究。
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