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Vol.34，Issue 4
February，2009
第 34 卷第 4 期
2009 年 2 月
应用超临界快速膨胀法制备厚朴 SCF-CO2
萃取物纳米液
贺 帅，张守尧，雷正杰，张忠义*
（南方医科大学 珠江医院药剂科，广东 广州 510282）
[摘要] 目的：应用超临界快速膨胀技术制备中药厚朴超临界 CO2 流体（SCF-CO2）萃取物纳米液，并结合正交实验优
选最佳工艺。方法：以平均粒径、厚朴酚、和厚朴酚的总酚含量为考察指标，采用 L9（34）正交实验，对影响 RESS 制备厚
朴纳米液的因素（萃取温度、萃取压力、喷嘴孔径、预膨胀温度）进行优选。结果：最佳制备条件为：萃取温度 50 ℃，萃
取压力 25 MPa，喷嘴孔径 200 μm，预膨胀温度 30 ℃；此条件下得到乳白色澄清纳米液，平均粒径为 303.50 nm，纳米液中
总酚含量为 0.172 g·L-1，低温密封放置 1 个月内仍保持稳定。结论：该技术稳定可行，且操作温度低，工艺流程简单，对环
境无污染，无有机溶剂残留。
[关键词] SCF-CO2；超临界快速膨胀；厚朴；纳米液

1厚朴为木兰科植物厚朴 Magnolia officinalis
Rehd.et Wils.的干燥茎皮、根皮和枝皮，是常用的中
药材，具有燥湿消痰、下气除满等功效。用于湿滞
伤中、脘痞吐泻、食积气滞、腹胀便秘、痰饮喘
咳[1]。药理实验证明：厚朴有中枢镇静、抗痉挛、
抗溃疡、肌肉松弛以及抗菌等多方面作用[2-3]，其主
要有效成分为厚朴酚（magnolol）、和厚朴酚
（honokiol）。但这些有效成分脂溶性较强，体内生
物利用度低，如何增加难溶性药物的溶解度，是中
药现代化的重要研究内容之一，由超临界流体技术
发展起来的超临界流体快速膨胀法(rapid expansion
of supercritical solutions，RESS)，是近年来发展起
来的制备药物微粒子的新方法，所得到近纳米或亚
微米粒子大大增加了在生物体液中的溶解度，为难
溶性药物提供了新的增加溶出度的方法；而且在常
温下的可操作性，也为中药提取物中的脂溶性强、
易氧化、易挥发成分的制剂研究提供了新的方法。
国内外对该技术已有较多研究[4-7]，但对中药提取物
的微粒化研究应用基本上属于空白。本实验利用此
技术制备了厚朴 SCF-CO2 萃取物纳米液，并用激光

[收稿日期] 2008-07-02
[基金项目] 国家自然科学基金项目（NSFC30572377）；广东省科技计
划攻关项目（2005B33001009）
[通信作者] *张忠义，Tel：（020）61643499，E-mail：zhang43499@sohu.
com
散射仪和 HPLC 对该纳米液质量进行了考察。
1 材料及设备
1.1 材料与试剂
厚朴 SCF-CO2 萃取物（由本科室实验室提供），
β-环糊精（广东郁南县永光环状糊精有限公司提供，
批号 20060322），厚朴酚、和厚朴酚对照品（中国
药品生物制品检验所，批号 110729-200310），甲醇
为色谱纯，其他试剂均为分析纯。
1.2 仪器设备
RESS 制粒装置（本科室与南通市飞宇石油科
技开发有限公司联合制造），见图 1，本装置由有管
道相互连接的溶剂瓶，制冷机组，高压泵，恒温水
箱（2 个分别用来控制萃取釜与结晶釜温度），萃取
釜，结晶釜，收集装置（包括收集缸和收集袋），
还有电控设备及阀 V1，V2，V3，V4，V5 组成。
①制冷机组：制冷机组由冷凝压缩机，隔热容器和
溶剂储罐组成，隔热容器中装有甘油-水混合物，储
罐浸没在甘油-水混合物中，通过冷凝压缩机控制温
度在 0~5 ℃。②萃取釜：萃取釜内装有不锈钢物料
筒，物料筒上下都有可拆卸的过滤板，方便清洗和
更换。在快速膨胀阶段可以通过调节高压泵转速和
阀 V3 大小恒定萃取釜内压力。③结晶釜：在结晶
釜底部为收集缸，并通过阀 V5 与大气相通，调节
V5 大小可以控制结晶釜内压力，为避免气流将粒
子带走，在管道末端连接有收集袋。


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图 1 FY-2 细微粒子装置结构图

Agilent 1100 高效液相色谱仪（美国），配二极
管阵列检测器及化学工作站，Malvern ZETASIZER
3000HS 激光散射仪（德国）。
2 方法与结果
2.1 RESS 制粒原理
先将溶质溶解在超临界流体中，然后使超临界
流体在非常短的时间（约 10-5 S）内通过特制喷嘴
（20~200 μm）进行减压膨胀，温度压力的突然变
化使得溶质的过饱和度骤然升高，并在极短的时间
内微核快速生长，形成粒度均匀的亚微米甚至纳米
级微细颗粒。
2.2 纳米液的制备
取制粒原料 30.68 g（厚朴 SCF-CO2 萃取物:β-
环糊精，质量比 1∶2 研磨混合）装入物料筒内，
再打开阀 V1，CO2 进入储罐，通过制冷机组控制储
罐温度在 0~5 ℃，打开高压注射泵 CO2 经阀 V2 抽
入萃取釜中，调节高压泵转速，使萃取釜压力恒定
在 25 MPa，同时通过水浴控制萃取釜温度为 25 ℃，
30 min 后，打开阀 V3 进入快速膨胀阶段，溶有溶
质的 SCF-CO2 经喷嘴（孔径为 50~200 μm）迅速喷
入结晶釜，结晶釜中装有 50 mL 蒸馏水，压力的突
然变化使得溶质的过饱和度骤然升高，并在极短的
时间内微核快速生长，均匀分散于蒸馏水中，直至
形成乳白色澄清纳米液关闭 V3，同时关闭高压泵，
CO2 气体由阀 V5 排放到空气中。
2.3 正交试验
采用 L9（34）正交试验，以平均粒径和厚朴的
总酚含量为参考指标，对 RESS 制粒工艺进行优化，
正交试验的因素水平见表 1。
表 1 因素水平表
水平 A 压力
/MPa
B 喷嘴孔径
/μm
C 温度
/℃
D 预膨胀温度
/℃
1 20 50 30 30
2 25 100 40 40
3 30 200 50 50

2.4 粒径测定
取厚朴纳米液 1 mL，采用 Malvern ZETASIZER
3000HS 激光散射仪测试其粒径大小及分布，每个
样品测定 2 次，T 25 ℃，Cell Type：Capillary cell，
Detector Angle=90.00，λ=633.0 nm，结果见表 2。
表 2 正交试验结果
No. 平均粒径/nm 总酚含量/g·L-1
1 201.0 0.017
2 250.3 0.038
3 258.0 0.086
4 214.0 0.088
5 270.0 0.169
6 261.8 0.062
7 239.9 0.116
8 276.5 0.045
9 311.3 0.075

2.5 含量测定
2.5.1 色谱条件 色谱柱：Hypersil BDS C18 柱（4.6
mm×150 mm，5 μm）；流动相：甲醇-水（78：22）；
流速 1 mL·min-1；检测波长 294 nm；柱温 25 ℃。
2.5.2 对照品溶液的制备 精密称取厚朴酚对照品
11.61 mg，和厚朴酚对照品 6.41 mg，置 50 mL 量瓶
中，加入适量甲醇溶解后，再稀释至满刻度，摇匀，
即得（混合对照品溶液 A），精密量取 5 mL 混合对
照品溶液 A 至 25 mL 量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀，
得混合对照品溶液 B。
2.5.3 标准曲线的制备 精密量取混合对照品溶液
A，1，2，5，8，10，15 mL，分别置 6 个不同的
25 mL 量瓶中，加甲醇稀释至满刻度，摇匀，备用。
按 2.5.1 色谱条件每个浓度进样 10 μL，以峰面积对
浓度进行回归（mg·L-1）。回归方程：和厚朴酚
Y=15.175X + 3.009 7；厚朴酚 Y=13.227X-0.378 1。
2.5.4 稳定性试验 取同一样品，分别在 0，1，4，
6，12 h 进样 10 μL 测定，厚朴酚、和厚朴酚峰面积
的 RSD 分别为 2.3%，2.1%；表明 12 h 内样品稳定


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性良好。
2.5.5 精密度试验 取混合对照品溶液 B，进样 10
μL，重复 10 次，按色谱条件测定，厚朴酚、和厚
朴酚峰面积的 RSD 分别为 1.6%，1.4%。
2.5.6 重复性试验 取同一样品，精密量取 5 mL，
量取 6 份，分别置 25 mL 量瓶中，加甲醇溶解摇匀，
再稀释至刻度，摇匀，分别取 10 μL 进样测定，厚
朴酚、和厚朴酚的峰面积 RSD 分别为 0.8%，0.6%。
2.5.7 回收率试验 精密量取 1 份已知含量的样品
纳米液 1，5，10 mL 至 3 个不同的 25 mL 量瓶中，
加适量甲醇溶解，摇匀，再加甲醇稀释至刻度，摇
匀，配制高、中、低 3 个浓度，分别取 10 μL 进样，
每个浓度进样 3 次，测定并计算得厚朴酚、和厚朴
酚的平均回收率及 RSD 分别为 98.6%，1.7%；
97.8%，1.6%。
2.5.8 样品的测定 精密量取 2.2 项下制备的 9 份
样品纳米液 5 mL 至 9 个不同的 25 mL 量瓶中，加
入适量甲醇溶解完全后，再加甲醇稀释至满刻度，
摇匀，取 10 μL 进样，按色谱条件测定，结果见图
2，各样品中厚朴酚、和厚朴酚的总酚含量在 0.017～
0.169 g·L-1。

A，B 对照品；C.样品；1.和厚朴酚；2.厚朴酚。
图 2 厚朴 SCF-CO2 萃取物的纳米液 HPLC 图

3 讨论
通过正交试验，以平均粒径、厚朴酚、和厚朴
酚的总酚含量为考察指标，对各个影响因素进行了
比较，对平均粒径的主要影响因素是喷嘴孔径，孔
径（50～200 μm）越大平均粒径越大，其次是压力，
压力（20～30 MPa）越大平均粒径越大，而萃取温
度和预膨胀温度对粒径无显著影响，纳米液中粒径
越大其稳定性越好，所以选取 A3B3C2D1 为最佳工艺
参数，此条件下制的纳米液平均粒径为 318 nm，1
个月内保持稳定，而实验号为 1，2，4，7 的样品 1
个星期后产生沉淀，振摇不能重新分散，3，6 号样
品 2 个星期内保持稳定，5，8，9 号样品 1 个月内
保持稳定，而后由新制时的乳白色澄明纳米液变为
灰白色纳米液；对总酚含量的主要影响因素是萃取
温度，温度（30～50 ℃）越高，总酚含量越高，其
次是萃取压力，压力为 25 MPa 时，总酚含量最高，
而预膨胀温度和喷嘴孔径对总酚含量无显著影响，
最佳工艺条件为 A2B2C3D1，此条件下制的厚朴纳米
液中总酚含量为 0.169 g·L-1；综合粒径和总酚含量 2
个考察指标，选取 A2B3C3D1 为最佳制备工艺参数，
此条件下制的的厚朴纳米液平均粒径 303 nm，总酚
含量 0.172 g·L-1。
单独使用厚朴 SCF-CO2 萃取物制备厚朴纳米
液时，纳米液中出现油层浮于液体表面，原料中混
合一定比例的 β-环糊精后，能够明显的去除油层，
工作中分别考察了厚朴 SCF-CO2 萃取物：β-环糊精
按质量比 1∶1，1∶2，1∶5，3 种不同比例的去油
效果，其中 1∶1 混合时去油效果不明显，按 1∶2
与 1∶5 混合时，均能明显去除油层，所以实验中
按 1∶2 混合进行纳米液的制备。
制备厚朴纳米液时，溶剂由原来的蒸馏水换为
十二烷基硫酸钠溶液（ω 2%），聚氧乙稀脱水山梨
醇单油酸酯溶液（Tween 80，φ 2%），再进行厚朴
纳米液的制备，结果发现含有表面活性剂的纳米液
粒径较不含表面活性剂的纳米液粒径显著减小，分
别为 131.6，67.4 nm，同时总酚含量增加近 10 倍，
分别为 1.590，1.673 g·L-1，稳定时间延长，5 个星
期内仍保持稳定，导致此现象产生的原因可能是表
面活性剂增强了粒子的稳定性防止了粒子的聚集，
从而保持了较小的粒径，同时表面活性剂又具有增
容的作用使得总酚的含量显著升高。
超临界流体快速膨胀法（RESS）是近 15 年发
展起来的一项制备超细粒子的新技术，具有粒径小
（达到纳米至微米级）形态分布均匀，操作温度低，
无溶剂残留等优点，虽然理论研究目前还处于探索
阶段，并存在一些缺点，如该方法适用范围有限，
只适合能溶解在超临界 CO2 中的物质；对原料进行
制粒时，由于中药超临界 CO2 提取物多为脂溶性成
分，制得的粒子存在一定的油黏性，必须混合一种
合适的辅料，降低其油黏性；设备较昂贵，又需耐
高压设施，产业化存在一定困难，但该方法已经在


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很多领域展示了诱人的应用前景。
[参考文献]
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[2] 李杰萍，梁 统，周克元. 厚朴酚对趋化三肽激活的大鼠中性粒
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[3] 阴 健，郭力弓. 中药现代研究与临床应用[M]. 北京：学苑出版
社，1993：494.
[4] 陈鸿雁，蒋建国，邓 修，等. 超临界溶剂快速膨胀法制备灰黄
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[5] 胡国勤，张从良，陈 琪，等. 超临界溶液快速膨胀法制备灰黄
霉素微粒[J].中国医药工业杂志，2005，36（4）：211.
[6] Timothy J Y，Keith P J，Gary W P. Phospholipid-stabilized
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to aqueous solution [J]. AAPS Pharm Sci Tech，2003，5（1）：1.
[7] Ranjit T，Ram B G.. Formation of phenytoin nanoparticles using
rapid expansion of supercritical solution with solid cosolvent
（RESS-SC）process [J]. Int J Pharm，2006，308（1/2）：190.


Preparation of nanopaticles of SCF-CO2 extraction of
Magnolia officinalis

HE Shuai1，ZHANG Shouyao，LEI Zhengjie，ZHANG Zhongyi*
(Dept. of Pharmacy，Zhujiang Hospital，Southern Medical University，Guangzhou 510282，China)

[Abstract] Objective：To prepare nano-particles of SCF-CO2 extraction of Magnolia officinalis with rapid expansion of
supercritical solution（RESS） and optimize the preparation procedure with orthogonal experiment. Method: The preparation
procedures were optimized by orthogonal test L9（34） with the mean particle size and the amounts of total-phenol as indexes. Factors
of the extraction pressure and temperature，diameter of nozzle， pre-expansion temperature were evaluated for their effects on
preparation process. Result: The optimal preparation technology was as follows：the pressure was at 25 MPa and temperature was at
50 ℃，the diameter of nozzle was 200 μm，the pre-expansion temperature was at 30 . The nano℃ -particles solution was settled，of
which the average particle size was 303.50 nm and the total-phenol contents was 0.091 g·L-1，and the stability of the particle size
kept well after 1 month of storage at low temperature and obturation the mean particle size. Conclusion: The RESS method is
applicable for preparing nanoparticles solution of SCF-CO2 extraction of M. officinalis at low operating temperature. It is simple
processing，and no environmental pollution，and no residual solvent.
[Key words] SCF-CO2；RESS；Magnolia officinalia；nanoparticles
[责任编辑 周 驰]