中药提取方法及重金属检测方案

关键词：中药提取；重金属；铁、钙、锌、镁、铜、铅、 铬、砷；美析仪器：www.macylab.com；

AA-1800H型原子吸收光谱仪

中药的化学成所含成份十分复杂，既含有多种有效的成份，又有无效的成份，也包含有毒成份。提取其有效成分并进一步加以分离、纯化，得到有效单体是中药研究领域中的一项重要内容。中药提取就是利用一些技术最大限度提取其中有效成份，使得中药制剂的内在质量和临床治疗效果提高，使中药的效果得以最大限度的发挥。

   中药的提取是中药生产过程重要的单元操作，其工艺方法、工艺流程的选择和设备配置都将直接关系到中药的质量和临床效果。

   传统的离心法、板框过滤法、澄清剂法、醇沉法、树脂吸附法等工艺无法对中药提取液进行有效的澄清和提纯精制，同时还存在如过滤困难堵塞快、树脂堵孔、醇沉溶剂消耗大、高温浓缩时能耗高、生产提取废水量大、造成环保负担等问题。

一、中药的提取方法

1 传统方法

   中药治疗的传统提取方法包括水煎煮法、浸渍法、渗漉法、改良明胶法、回流法、溶剂提取法、水蒸气蒸馏法和升华法等。其中水煎煮法是最常用的方法[2-3]。

1.1 溶剂提取法 

   溶剂提取法是应用最广泛的方法，它是根据中草药中各种有效成分溶解度的性质，选用对需要成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，将所需要的活性成分从药材组织内溶解出来的一种提取方法。

   常见的提取溶剂可分为以下三类:

1.1.1 水：水是一种强的极性溶剂。中草药中亲水性的成分，如无机盐、糖类、分子不太大的多糖类、鞣质、氨基酸、蛋白质、有机酸盐、生物碱盐及甙类等都能被水溶出。为了增加某些成分的溶解度，也常采用酸水及碱水作为提取溶剂。酸水提取，可使生物碱与酸生成盐类而溶出，碱水提取可使有机酸、黄酮、蒽醌、内酯、香豆素以及酚类成分溶出。但用水提取易酶解甙类成分，且易霉坏变质。某些含果胶、粘液质类成分的中草药，其水提取液常常很难过滤。沸水提取时，中草药中的淀粉可被糊化，而增加过滤的困难。故含淀粉量多的中草药，不宜磨成细粉后加水煎煮。中药传统用的汤剂，多用中药饮片直火煎煮，加温可以增大中药成分的溶解度外，还可能有与其他成分产生“助溶”现象，增加了一些水中溶解度小的、亲脂性强的成分的溶解度。但多数亲脂性成分在沸水中的溶解度是不大的，即使有助溶现象存在，也不容易提取完全。如果应用大量水煎煮，就会增加蒸发浓缩时的困难，且会溶出大量杂质，给进一步分离提纯带来麻烦。中草药水提取液中含有皂甙及粘液质类成分，在减压浓缩时，还会产生大量泡沫，造成浓缩的困难。通常可在蒸馏器上装置一个汽一液分离防溅球加以克服，工业上则常用薄膜浓缩装置。

1.1.2 亲水性的有机溶剂：也就是一般所说的与水能混溶的有机溶剂，如乙醇（酒精）、甲醇（木精）、丙酮等，以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比较好，对中草药细胞的穿透能力较强。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖等外，大多能在乙醇中溶解。难溶于水的亲脂性成分，在乙醇中的溶解度也较大。还可以根据被提取物质的性质，采用不同浓度的乙醇进行提取。用乙醇提取比用水量较少，提取时间短，溶解出的水溶性杂质也少。乙醇为有机溶剂，虽易燃，但毒性小，价格便宜，来源方便，有一定设备即可回收反复使用，而且乙醇的提取液不易发霉变质。由于这些原因，用乙醇提取的方法是历来最常用的方法之一。甲醇的性质和乙醇相似，沸点较低（64℃），但有毒性，使用时应注意。

1.1.3 亲脂性的有机溶剂：也就是一般所说的与水不能混溶的有机溶剂，如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯乙烷等。这些溶剂的选择性能强，不能或不容易提出亲水性杂质。但这类溶剂挥发性大，多易燃（氯仿除外），一般有毒，价格较贵，设备要求较高，且它们透入植物组织的能力较弱，往往需要长时间反复提取才能提取完全。如果药材中含有较多的水分，用这类溶剂就很难浸出其有效成分，因此，大量提取中草药原料时，直接应用这类溶剂有一定的局限性。

1.2 水蒸气蒸馏法

  是利用中药材中的有效成分能随水蒸汽蒸馏而不被破坏的一种提取方法，主要用于芳香水和挥发油的提取。该方法的原理为[5]道尔顿原理：相互不溶也不起化学作用的液体混合物的蒸汽总压，等于该温度下各组分的饱和压之和。尽管各组分本身的沸点高于混合液的沸点，但当分压总和等于大气压时，液体混合物即开始沸腾并被蒸馏出来。

1.3 升华法

  固体物质受热后直接变成汽态，遇冷后又凝固为原来的固体物质，称为升华法，（如丹皮酚的提取）操作原理与蒸馏法差不多。

1.4 中药提取传统方法缺点

   有效成分损失较多，尤其是水不溶性成分；提取过程中有机溶剂有可能与有效成分作用，使其失去原有效用；非有效成分不能被**限度地除去，浓缩率不够高；提取液中除有效成分外，往往杂质较多，尚有少量脂溶性成分，给精制带来不利；高温操作会引起热敏性有效成分的大量分解。

2 现代方法

  近年应用于中药提取分离中的高新技术有：超临界流体萃取法、膜分离技术、超微粉碎技术、中药絮凝分离技术、半仿生提取法、超声提取法、旋流提取法、加压逆流提取法、酶法、大孔树脂吸附法、超滤法、分子蒸馏法等。

2.1 超临界流体萃取

   超临界流体萃取SFE是利用超临界状态下的流体为萃取剂,从液体或固体中萃取中药材中的药效成分并进行分离的方法。该技术是80年代引入中国。其原理是以一种超临界流体在高于临界温度和压力下，从目标物中萃取有效成分，当恢复到常压常温时，溶解在流体中成分立即以溶于吸收液的液体状态与气态流体分开。萃取过程一般分为流体压缩→萃取→ 减压→分离四个阶段。

2.2 膜提取分离技术

   膜分离技术是近几十年来发展起来的分离技术，其分离基本原理是利用化学成分分子量差异而达到分离目的．在中药应用方面主要是滤除细菌、微粒、大分子杂质（胶质、鞣质、蛋白、多糖）等或脱色。该工艺与传统的醇流工艺比较省去了醇沉工艺中的多道工序，达到除杂的目的，仍然保持了传统中药的煎煮和复方配伍具有侵膏干燥容易、吸湿性小，添加赋形剂少，节约大量乙醇和相应的回收设备，缩短生产周期，减少工序及人员，节约热能等特点。

   膜分离系统设备的技术特点：世界先进的纳米膜技术材料，选择性分离强，对杂质分离彻底；**减少溶剂的消耗，降低防爆等级，提高生产安全；常温浓缩，不破坏热敏性成分，可脱盐降灰份，同时节能降耗；料液以独特的错流式运行方式，无须添加助滤剂，可解决污染堵塞难题；纯物理过程，无化学反应，不改变药效成分；产品品质**提高，可以减少服用量，降低不良反应；简化工序，缩短周期，提高生产效率；先进的组件化设计，膜材料更换方便，操作简单；自动化控制，设计在线再生清洗和排污，降低劳动强度，实现清洁生产。

   中药提取液精制浓缩设备适用范围：中药浸膏预浓缩、中药口服液浓缩、中药颗粒剂提高澄清度和溶解性、中药注射剂备用液精制、药酒、保健酒澄清[1]。

2.3 超微粉碎技术

   根据粉碎加工技术的深度和粉体物料物理化学性质及应用性能的变化，一般将细粉体和微细粉体分为10—1000μm（细粉），0.1—10μm（超细粉）和0.001—0.1μm的细粉一般采用传统的粉碎或磨粉设备及相应的分级设备等进行加工，这种加工技术称为磨粉；小于0.1μm的超微细粉目前还难以完全用机械粉碎的方法加工，需要采用其他物理，化学，方法进行加工；一般将加工0.1—10μ的超细粉体和相应的分级技术称为超细粉碎。

   超微粉碎技术是利用超声粉碎、超低温粉碎技术，使生药中心粒径在5～10μm以下，细胞破壁率达到95%。药效成分易于提取也容易被人体直接吸收，这种新技术的应用，不仅适合于各种不同质地的药材，而且可使其中的有效成分直接暴露出来，从而使药材成分的溶出和起效更加迅速完全。中药有效成分的溶出速度与药物粉碎度有关，对不同粉碎度的三七进行了体外溶出度试验。结果表明三七药材45min溶出物含量和三七总皂甙溶出量大小顺序为：微粉>细粉>粗粉>颗粒。

中药超细粉化的研究开发刚刚起步，常用于一些作用独特的传统名贵中药，如西洋参、珍珠等的粉碎。这些滋补保健中药微粉化后可使利用率**提高。

2.4 中药絮凝分离技术

   中药絮凝分离技术是将絮凝剂加到中药的水提液中通过絮凝剂的吸附、架桥、絮凝作用以及无机盐电解质微粒和表面电荷产生凝聚作用，使许多不稳定的微粒如蛋白质、锰液质、树胶、鞍质等连接成絮团沉降，经滤过达到分离纯化的目的。使用絮凝剂能在较大程度上保留有效成分，安全无毒，操作简便。絮凝剂有鞣酸、明胶、蛋清、101果汁澄清剂、ZTC澄清剂、壳聚糖等，但应用最广泛的是壳聚糖澄清剂。

2.5 中药提取现代方法的优点

   中药提取物纯度高，操作简单，节能；提取效率高,生产周期短,易发现天然植物中新的活性成分,极少损失易挥发组分或破坏生理活性物质,无溶剂残留,产品质量高。

二、单味中药中微量元素的测定

　　目前,原子吸收光谱法已成为一种成熟的测定 单味中药中微量元素的仪器分析技术.文献9采 用HNO;-HCIO4湿法消化，用原子吸收分光光度 计测定了单味中药柴胡中微量元素铁、锰和锌的含 量.结果表明，用原子吸收分光光度法测定柴胡中 金属元素含量,方便迅速，结果准确.同一种药材不 同部位其元素含量可能不同，例如文献发现 当归不同药用部位的微量元素含量差异较大,铁在 归尾中含量较高，铜在归身中含量较高，锌在归头 中含量较高，而钡在归身中含量较高，因此,这些数 据为归头、归身、归尾3个部分分开入药的临床应 用提供了科学依据.文献[11]探讨了抗衰老中草 药中重金属的含量及微量元素的相关性,测定了淫 羊藿、五味子等8种中药中的铁、钙、锌、镁、铜、铅、 铬、砸、砷，发现铅与镁之间有显著的相关性.文献 12]用石墨炉原子吸收分光光度法测定了葛根药

　　材中重金属元素铅、福的含量，并与丹参、西洋参、 白芍、黄芪中重金属的含量进行了比较.测定结果 为葛根中 Pb 为 4. 633 mg/kg、Cd 为 0. 225 mg/kg, 与我国药典中有重金属含量标准的丹参、西洋参、白 芍、黄芪四味常用中药材比较无差别.

　　由于每种元素具有不同的性质，应根据待测元 素选择合适的原子化方法.火焰原子吸收法适用于 大部分元素的测定，如锌、铁、铜、锰等，且重现性 好,易于操作.但它的缺点是仅有约10%的试液被 原子化，原子化效率低；石墨炉原子化装置可提高 原子化效率,使灵敏度提高10 -200倍，它主要针 对于易氧化难解离的碱金属及一些过渡元素;氢化 物原子化法针对某些易形成氢化物的元素，如汞、 砷等.如文献[13]根据元素特性的不同建立了太 子参、山楂和山药中铜、铅、砷、汞、镉含量的不同测 定方法,用火焰法测定了铜的含量，原子吸收光谱法原子吸收光谱法测定单味中草药的相关报道