全 文 ：中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第12期2005年12月
无机陶瓷膜精制清络通痹水提液的污染机制研究
董洁，郭立玮，袁媛
(南京中医药大学植物药研究与新药开发中心，江苏南京210029)
摘要：目的研究无机陶瓷膜滤过中药水提液的污染机制，为进行膜污染的防治研究和膜分离技术在中药领域
的产业化进行探索。方法采用氧化铝陶瓷微滤膜对清络通痹水提液进行滤过澄清，考察了不同孔径的氧化铝膜
对该体系的适用性，通过扫描电镜对膜面切片污染物进行分析，同时结合膜过程中滤过阻力的测定，分析污染物的
存在形态、位置与形成规律。结果对于清络痹水提液，0．2／am孔径的氧化铝膜较为适用．有较高的稳定通量和成
分保留率，同时污染较轻；3种孔径的氧化铝膜．膜自身阻力和孔堵塞阻力在总阻力中所占比例较小，浓差极化阻力
和表面沉积阻力等可逆阻力为主要阻力。结论优化膜过程工艺参数，采用适当预处理方法和清洗方法可以减少
膜的污染，使膜的性能有较大恢复。
关键词：清络通痹水提液；无机陶瓷膜；微滤；膜污染
中围分类号：R284．2；R286．02文献标识码：A 文章编号：0253—2670(2005)12—179404
FoulingmechanismduringrefinedprocessofQingluoTongbiDecoction
byinorganicceramicembrane
DONGJie．GUoLi—wei，YUANuan
(BotanicalResearchandNewDrugDevelopmentCenter，NanjingU iversityofTraditionalChineseMedicine，
Nanjing210029，China)
Abstract：ObjectiveTos udythefoulingmechanismduringthefiltrationoftraditionalChinese
medicinedecoctionbyi organicceramicembranesoastomakeavaluableexplorationbothonmembrane
foulingpreventionandtheindustrializationofmembraneseparationechnologyinthefieldofChinese
materiamedica．MethodsMicro—filtratingQingluoTongbiDecoctionusi galuminaceramicembrane，
researchingt eapplicabilityofthemembranewithdifferentporesizes，observingthefoulingo membrane
surfacebyscanningelectronmicroscopy，studyingtheresistancedistributionofmembraneinfiltration
process，analyzingthefoulingexistenceshape，position，andf rmi grule．ResultsInthisystem，
aluminamembranewiththeporesizeof0．2“mwasmostsuitable．whichhadthebiggestpermeatingflux
andreservationrateofeffectivecomponentwithlessfouling．Amongthealuminamembraneswiththree
differentporesizes，autoresistancedporeblockresistancemadeupinferiorpe centagein total
resistance，foulingresistancedistributionma nlyconsistedofthereversibleresistance，suchas
concentrationpolarizationandgelayerresistance．ConclusionOptim zingparametersofthetechniques
inmembraneprocess，usingsuitablepr treatmentmethodandcleaningmethodcanreducem mbrance
foulinga dmakethememberaneprop rtyrecover．
Keywords：QingluoTongbiDecoction；inorganicce amicembrane；microfiltration；membrane
fouling
膜分离技术在制药领域的应用已有近40年的
历史，是近十几年发展较快的分离技术。其中无机陶
瓷膜尤其适合于中药煎煮液的精制。孔径为0．2pm
的微膜可用于除去药液中的微粒、胶团等悬浮物，而
孔径为0．1ham、0．05pm及更小的超滤膜则可用于
不同相对分子质量成分的分级处理。目前国内绝大
多数中药厂家以冰煎煮为基本提取工艺，因而无机
陶瓷膜分离技术在我国中药行业具有普遍的适用
性，在中药领域的应用也13益增多。
清络通痹颗粒由青风藤、络石藤、生地黄、桑寄
生等中药组成，对类风湿关节炎具有较好的抗炎、镇
痛作用。无机陶瓷膜微滤技术、醇沉、高速离心、絮凝
收稿日期；2005—0405
希喜蔷界；星家暴嚣雾篱慧翌蒙导毁猫呈窑晃耋鉴笳黎蒲穗澎瓣謦藉露新02药03开ZP发3工3)作
Tel；(025)86798399E—mail：nzydj@sohu．corn
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第12期2005年12月· 795·
澄清、大孔树脂吸附精制清络通痹水提液的效果比
较发现无机陶瓷膜微滤综合效果优于其他方法口]。
本课题组对无机陶瓷膜精制清络通痹颗粒进行了过
程优化研究03。本实验通过对清络通痹水提液的陶
瓷膜微滤处理，考察了不同孔径的氧化铝膜对该体
系的适用性，通过扫描电镜对膜面切片污染物进行
分析，同时结合膜过程中滤过阻力的测定，分析污染
物的存在形态、位置与形成规律，探讨中药水提液对
无机陶瓷膜滤过的污染机制，为膜污染的防治研究
和膜分离技术在中药领域的产业化进行有益探索。
1实验材料
膜及膜组件为南京工业大学膜科学技术研究所
开发的单通道内压管式陶瓷微滤膜，成分为
aAl20。，膜平均孔径为0．05、0．2、0．8pm，外径12
mm，内径8mm，长220mm。膜组件为不锈钢材质，
采用无毒无味的硅橡胶为密封垫圈。DVⅡ+黏度
计(ViscometerBrookfield)，德国I．EO1530VP扫
描电镜。
甲醇(HPI．C纯或AR)、乙二胺(AR)，其他常
规试剂均为化学纯。青风藤、络石藤、生地黄、桑寄生
等药材均为饮片，购自南京市药材公司，经鉴定符合
《中国药典)2000年版一部收载品种。青藤碱(批号
0774—9904)、芦丁对照品均购自中国药品生物制品
检定所。
2方法与结果
2．1方法
2．1．1 药材的提取：青风藤、络石藤、生地黄、桑寄
生等组方药材1．0kg，第1次加10倍量水，煮沸1
h，第2次加5倍量水，煮沸0．5h，4层纱布乘热滤
过，合并滤液并调整药液质量浓度至0．1g生药／
mL。
2．1．2微滤方法：药液用无机陶瓷膜微滤设备以错
流方式进行循环微滤。操作条件为压力差：0．15
MPa，温度：40℃，料液流量：3m／s。
2．1．3定量方法：各样品中青藤碱测定采用HPLC
法。色谱柱：Kromasil反相C18(250mm×4．6mm，
5“m)(淮阴汉邦科技)；流动相：甲醇一水一乙二胺
(55：45：0．2)；检测波长：262nm；柱温：室温；流
量：1．0mL／min；灵敏度：0．5AUFS。理论塔板数按
青藤碱峰计算不低于2000，在此条件下，青藤碱与
其他组分达到基线分离。
各样品中总黄酮的测定采用可见分光光度
法o]。精密称取在120℃减压干燥至恒重的芦丁对
照品约20mg，加入水45mL，超声溶解，放冷，转人
50mL量瓶中，加水至刻度，摇匀，得0．44mg／mL
对照品溶液。精密吸取对照品溶液1．0、2．0、3．0、
4．0、5．0、6．0ml。，分别置25mL量瓶中，加水至6
mL，加5％NaN02l mL，放置6rain；加10％
AI(N03)3lmL，放置6min；加5％NaOH试液10
mL，加水至刻度，摇匀，放置15min，以相应试剂作
空白，于500nm处测定吸光度(A)值，得回归方程：
A一0．0182+9．2727C，r一0．9997。取各供试品
溶液0．5mL于25mI。量瓶中，按上述操作测定‘4，
代人回归方程，计算即得供试品溶液中总黄酮的质
量浓度。
2．1．4膜污染阻力分析方法：理论分析中常用的污
染模型包括阻力模型和阻塞模型。阻力模型一般用
于确定污染阻力分布情况，较为直观。以Darcy定
律n3为基础得出下列滤过通量表达式。
一△P AP
”
卢×Rr 卢×(R。+Ri+R。+R。)
R。：膜本身阻力，风：浓差极化阻力，R。：表面沉积阻力，R。：膜
堵塞阻力
许多研究者在此基础上对污染阻力各部分提出
了各自的分解方法，本实验根据文献报道口]，将膜滤
过中的阻力分为膜本身阻力(R。)和污染阻力(托)。
Rf通常有两部分组成，一部分为滤饼层阻力，其中
包括由于浓差极化、膜表面吸附以及沉积等形成的
阻力，这一阻力可以通过水冲洗、棉花擦拭等方法除
去。另一部分为膜孔堵塞阻力，这部分阻力采用前述
物理方法不能去除。通过实验测定的通量数据可计
算出各部分阻力及其所占比例。即：
Rt—R。+尼+足+凡． (1)
通过分析，可对膜污染的情况、膜本身的性能进
行较为系统的研究和探讨。膜在滤过中药水提液时
由稳定通量|，。下测得的阻力为
R，=△P／(”#t。，。) (2)
将污染膜用纯水滤过时测得的稳定通量t，。下
的阻力为
Rl—Ap／(p，。。J1) (3)
将污染膜表面轻轻洗刷过后再用纯水测得的稳
定通量L，：下的阻力为
Rz一△尸／(p。m。J2) (4)
而清洁膜用纯水滤过时测得的稳定通量J。下
的阻力为
R。一AP／(p，m。J。) (5)
由式(1)得
Rl=RtR，一R。+R。+Ri (6)
R2一R。一R。一R。一R。+R， (7)
万方数据
·1796· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第12期2005年12月
将式(2)、(3)、(4)、(5)代人式(6)、(7)中，从而
得到
Rp=AP／(p*tJ。)一△P／(p，m，J1)
R。一△P／(p⋯。J1)-AP／(p。。，以)
Ri--AP／(tt⋯，J2)AP／(p。。，J。)
2．2结果
2．2．1不同孔径的氧化铝膜对清络通痹水提液渗
透通量和成分的影响：图l、2给出了3种孔径膜渗
透通量的变化情况。可以看出，对于本体系，0．8tLrn
孔径的膜初始通量最大，达到250L／(m2·h)，但渗
透通量衰减极快，污染非常严重，在10min内下降
到60L／(m2·h)以下，可能是发生了膜孔堵塞，导
致膜有效孔隙率的下降；孔径为0．2pm和50nm
膜通量衰减较慢，但50nm孔径膜的稳定通量小于
0．2pm孔径的膜。
，
l
B
j
￥
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型
图1膜通■随时间的变化
Fig1 Declineofp rmeatingflux
ofmembranewithtime
，
々
g
j
宰
咖
蚓
鹫
围2胰孔径与稳定通量的关系
Fig·2RelationsUPbetweenpore
sizeandpermeatingflux
表1是膜孔径对指标性成分保留率和固形物去
除率的影响。可以看出，总黄酮的保留率随着fL径的
增大而减小，但孔径为0．2m和50nm的膜没有
显著差异，均比孔径0．8pm的高；而青藤碱的保留
率，0．2pm孔径的膜明显著高于其他孔径。对固形
物的去除率，0．2pm孔径的膜较其他两种略高。
总黄酮保留率一(滤过渡中总黄酮量／水提液中总黄酮
量)x100％
青藤碱保留率一(滤过液中青藤碱量／水提液中青藤碱
量)×100％
裹I膜孔径对渗透性能影响
Table1 Influenceofmembraneporsize
onpermeatingproperty
2．2．2不同孔径的氧化铝膜滤过清络通痹水提液
时的阻力分布：不同孔径的氧化铝膜滤过清络通痹
水提液时的阻力分析见表2。可以看出，50nm、0．2
pm、0．8pmA120。膜滤过清络通痹水提液时，膜自
身阻力和孔堵塞阻力在总阻力中所占比例较小，浓
差极化阻力和表面沉积阻力等可逆阻力为主要阻
力。0．2“m孔径的膜浓差极化阻力、表面沉积阻力
和孔内阻塞阻力均占有一定比例；50nm、0．8pm
Al。0。膜主要阻力是滤饼层阻力，iL内阻塞阻力很
小。正是这些阻力分布的不同导致它们滤过结果的
差异。0．8pm孔径的膜浓差极化阻力达到
86．16％。认为0．8pm膜孔径较大，大颗粒的污染
物很容易堵住孔口，污染物进一步堆积，形成严重的
浓差极化，使稳定通量很小，截留率高。0．2pm孔径
的膜由于孔径相对较小，大颗粒不易堵在孔口，所以
截留率低，浓差极化造成的滤过阻力较小，但膜阻塞
阻力占12．76％。而孔径50rim的膜，可能由于膜孔
径比溶液中的固体颗粒小，}L堵塞阻力最小。
衰2不同孔径的氯化铝膜滤过清络通痹
水提液时的阻力分布
Table2 Resistancedistributionofaluminamembrane
withdifferentporesizeswhilefiltrating
QingluoTongbiDecoction
2．2．3不同孔径的氧化铝膜滤过清络通痹水提液
污染物位置分析：为从直观上进一步确定污染机制，
对清络通痹水提液污染后的膜进行电镜扫描
(SEM)。SEM是研究固体材料表面三维结构的有
效工具之一，在膜科学研究中常被用来直观膜表面
及断面的形态结构，观察膜表面及截面的污染情况，
万方数据
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确定污染物的位置。3种孔径的膜污染后表面的
SEM图见图3。可以看出，3种膜表面都有不同程度
的污染。0．8／tm孔径的氧化铝膜污染非常严重，膜
表面已覆盖满了污染物，看不到膜面结构，膜孔完全
被堵塞，污染物成块状堆积，在这种情况下，药液必
然难以通过，通量下降严重，同时固形物和有效成分
截留率高，与前面的实验结果一致。0．2“m孔径的
氧化铝膜表面污染较轻，大颗粒(颗粒粒径在10pm
左右)的污染物散落于膜面，大部分膜面只有小颗粒
的嵌入，膜孔并未被完全堵塞。
圈3 0．2um(A)、0．8tam(B)和50nm(c)孔径A1203污染膜寰面SEM图
Fig．3Topviewoffoulingmembranewithporesizesof0·2iAm(A)，0·8um(B)，and50nm(C)
3结论
通过对清络通痹水提液分别以不同孔径氧化铝
膜滤过过程中污染机制的分析，初步得出以下结论。
3．1综合膜的渗透性能(包括渗透通量和成分保留
率)和污染情况，对于本研究体系，孔径为0．2ttm
氧化铝膜较为适用，有较高的稳定通量和较高的成
分保留率，同时污染较轻。0．8“m的膜虽然孔径比
0．2／tm的膜大，但是固体颗粒容易阻塞7L13，污染
严重，通量反而低。
3．2从不同孔径的氧化铝膜滤过清络通痹时的阻
力分布和污染物位置分析可以看出：对于孔径为50
nm、0．2／xm、0．8pm的氧化铝膜，浓差极化阻力和
表面沉积阻力是主要滤过阻力。0．8pm孔径膜的浓
差极化阻力占主导地位，接近总阻力的90％。随着
膜孔径的减小，浓差极化阻力也减小，表面沉积阻力
逐渐增大。膜自身阻力所占比例都不大；SEM显示，
膜表面都有不同程度的朽染。0．8gm孔径氧化铝膜
表面污染严重，污染物大量堆积在膜表面，几乎覆盖
了所有膜孔。0．2“m和50nm孔径膜污染相对较
轻。本体系的膜阻力在总阻力中所占比例较小，可逆
阻力为主要阻力，因此，优化膜过程工艺参数、采用
适当清洗方法可以减少膜的污染，使膜的性能有较
大恢复。
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牛膝蜕皮甾酮的加速溶剂提取法研究
汪家权“2，赵民军2，林岚2，柴婴蕾2，曾苏1
(1．浙江大学药学院，浙江杭州310031}2．浙江养生堂天然药物研究所，浙江杭州310007)
摘要：目的采用加速溶剂提取法提取牛膝中的蜕皮甾酮，探讨其在中药质量控制中应用的可行性。方法以蜕
皮甾酮为指标成分，采用RPHPLC为检测方法，单因素考察法对影响加速溶剂提取牛膝中的蜕皮甾酮的因素进行
考察。结果优选出了牛膝中蜕皮甾酮加速溶剂提取的最佳条件：以无水甲醇为溶剂，药材的粒径为0．3～0．45
作收嗣者1[筒!=ly介$]：1汪20家05权-02(-139471一)，男，湖北省臆州市人，工程师．1994年毕业于武汉大学，获理学学士学位，长期从事中药新药研究工作
Tel：(0571)87631197Fax：(0571)87631202Email；jqwang@mail．ysttom．ell
万方数据
无机陶瓷膜精制清络通痹水提液的污染机制研究
作者： 董洁， 郭立玮， 袁媛， DONG Jie， GUO Li-wei， YUAN Yuan
作者单位： 南京中医药大学,植物药研究与新药开发中心,江苏,南京,210029
刊名： 中草药
英文刊名： CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年，卷(期)： 2005,36(12)
被引用次数： 3次

参考文献(5条)
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