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浅谈中药提取中试研究的重要影响因素

发表时间:2020-10-11 21:34

中试研究就是指在试验室中实现中药材系列产品提取工艺研究后,运用基本满足生产规定的条件开展工艺放大研究。

中试研究是对中药材提取工艺合理性的验证和完善。中草药研发从试验室就开始了。通过实验,确定了基本可行、稳定的工艺流程,确定了萃取方式、温度、萃取时间、浓缩方式、浓缩温度等工艺流程参数,通过中试研究,发现了工艺流程中存在的问题,验证了工艺流程的合理性,并进一步完善了工艺流程。

中试研究是中药材提取工艺在工业化生产阶段获得生产稳定性、可操作性的基础;中试研究可为大规模工业化生产装备提供选型依据;并可根据原料、动力消耗、工时等提供初步的技术经济指标。中药材试验研究数据是否可靠、研究程度是否深入,直接影响到工业化生产阶段的药物生产操作。

中试研究对中药材提取的安全性、有效性及质量管理具有重要意义。

中成药中所含成分一般较复杂,生产整个过程的质量管理务必保证其质量稳定。中成药加工过程的不稳定,可能导致药物物质基础发生变化,从而影响药物的安全性、有效性和质量可控性。

在中药制剂进入工业化生产阶段后,保持中药制剂的生产工艺与临床检验样品的生产工艺相一致,是保证中药制剂上市前质量与临床检验样品相一致,从而保证中药制剂安全有效的重要手段。确认性临床试验样本,来源于中药饮片的中试研究。试验研究需要多次试制才能达到工艺的稳定性。在开展临床试验时,应提供至少一批稳定的试验研究数据,包括批号、原料数量、半成品数量、辅助原料数量、成品数量、成品率等。

中药材提取的中试研究在整个药物研发过程中起到了很大的启迪作用,是药物研发过程中不可缺少和不可跨越的环节。

所以,在中试中药材提取的研究中,不能只注重得到的实验数据,而要注意一些容易被忽视的细节。

一、中草药及中药饮片的规格、形状。

为什麽要注意中草药及中药饮片的大小及形状?

最先是在试验室的小试阶段,由于实验量很小,实验者在开展分次浸出实验时,经常将中药材和中药饮片制成粗粉后开展投料。但在中试阶段,由于采用了较大的提罐,这种提罐药液与药渣的分离在罐内实现,在提罐底部安装了过滤网,一般过滤网的规格为40目,而粗粉指的是能够全部通过二号筛(24目),但混合了不超过40%的粉末(65目)可以通过四号筛(65目);因此,将有一部分药材最终无法通过滤网正常提取。若使浸提罐滤网的目数提高到80目以上,浸出操作后,由于药材的软化,药材颗粒之间的间隙减小,药液与药渣难以分离,最严重的是造成无法分离。

在小试阶段,虽然中药饮片采用的是粗粉投料,但在中试阶段及工业化生产阶段应尽量避免使用。反之,则会对今后的工业化生产造成很大的不利影响。

另一个原因是有些药材和饮片本身就是粉末状的,如蒲黄、海金沙、松花粉、青黛等,这类药材一般都是试验室用包煎的方法浸出,但放大到中试及工业化生产后,由于药材用量的增加,采用包煎的方法不利于药材的浸出。所以,再加上内部过滤装置的提取罐显然不能满足要求。此时应更换其它形式的萃取设备,以适应药粉浸出。

三是一些药材和饮片经过一定时间的煎煮后会变烂,出液时会影响过滤效果,如金银花、菊花、山楂等。在煎煮工艺的设计中,应考虑煎煮方式、煎煮时间等因素,否则将直接影响工业化生产。

所以,在中试阶段,对所试药材应认真研究,区别对待。

2.浸出后加入溶媒的量。

优化提取工艺原则为采用最小溶媒、最小煎煮次数和最小煎煮时间。

因为试验室用的是中药材和饮片的粗粉投料,粗粉投料的密度比中药材和饮片要大,所以在试验室用少量溶媒对粗粉投料开展覆盖,但在中试时,用相同的倍数就达不到目的。此外,由于试罐药材及中药饮片放置在滤网之上,过滤网下还有一定的空间,这空间也务必要充满溶媒,因此也会增加溶媒的投入量。同时,随着溶媒含量的增加,煎煮过程中药材内部物质的迁移率也随之变化,这就意味着药材的质量也随之变化。结果表明,中试试验能很好地纠正小试阶段工艺不合理现象。

三、煎炸容器的作用。

小试阶段以小容器开展中药材、饮片的试验室煎煮,进入小试阶段后以较大容量提取罐开展工业大生产,并开展了工业试验。

温度是影响中药材和饮片提取过程中物质迁移的重要因素之一。

萃取过程中,随着温度的升高,饮片组织变软,膨胀加速,分子热运动加剧,溶剂渗入加速,药物组分解吸溶解加速。

实验小试阶段,容器内各点温度差异不大,中成药和饮片中物质的迁移速率也不大。

无论是试制期还是大生产期,都显示出煎煮容器容量对中药材和饮片中物质迁移的影响。

常规提取罐罐身侧面设有加热套,加热介质在加热套内对溶媒加热,温度升高,传热方式以热传导为主,从罐壁到罐体中心,从罐体上部到罐体底部,存在明显的温度梯度,分子热运动速率不同,物质转移速率不同步,罐体直径越大,这一现象越严重。所以,在同等条件下,中试和批量生产的数据差异很大,这也是一些中成药品种目前的质量标准中有些指标规定过高,而实际生产却难以达到的原因。

所以,在中试阶段,应积极关注煎煮设备带来的影响,并采取必要措施防止其发生。

四、挥发性物质的提取和分离方法。

很多中草药含有挥发性成分,这些挥发性成分种类繁多,且具有很强的生物活性,大多属于药用物质,在中草药生产中需要尽可能地开展提取和收集,以提高药效。

中成药挥发油的提取主要采用水蒸气蒸馏的方法,即以水为溶媒,运用多组分液相的蒸汽压力和相对挥发量的差异来达到提取目的。通常有水上蒸馏法、通水蒸馏法和共水蒸馏法,在萃取效果上,通水蒸馏效果好,共水蒸馏效果差。

采用蒸馏法萃取挥发性成分的传统萃取罐和分离装置,其挥发性成分的收率通常不高,这主要是因为挥发性成分的萃取和收集都是在传统的回流萃取装置上实现的,在结构和功能设计上,主要侧重于中草药的回流萃取,挥发性成分的萃取和收集都是附加功能,萃取方法以共水蒸馏为主,在萃取罐使用时,罐内物料存在温度差、物料溶出速率不一致、挥发性成分的萃取和分离装置结构和流程设计不合理等问题。

在中试阶段,应合理设计挥发物的提取方法,选择合适的萃取收集分离装置,以提高中试阶段挥发性物质的提取率。

五、提取方法。

中草药提取方法有很多种,除了用得最多也最常用的煎煮方法外,还有浸渍、渗水、热回流、超声、微波、超临界、连续逆流等方法。

从中药材提取小到中,中试可采用与小试不一致的提取方法,但工业化大生产的提取方法,务必与小试一致。例如,中试是分次煎煮提取方式,大批量生产时不能连续逆流,中试是浸渍提取方式,大批量生产时不能煎煮。

所以,试验阶段选择何种提取方法,将直接影响工业化大生产。

一般而言,对温升不敏感的中草药和中药饮片的提取,最好还是用煎煮的方法,对含有热敏性成分的中草药的提取,采用不加温的浸出,浸出等工艺。采用超声波、微波等方法从贵药材中提取,提取能力不大,但油性成分较多的药材采用超临界方法提取,单一性状相似或提取量大的药材采用连续逆流提取,效果更好。

六、醇沉

乙醇沉降是运用物质在醇溶液中的溶解性差异,实现浓化提取。


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