新型合成工藝在制藥工程中的應用

1、<p>　　新型工藝在制藥工程中的應用</p><p>　　隨著科學技術的不斷的發(fā)展，各種新型的加工工藝和加工方法在化學工程方面得到了廣泛的應用。制藥工程作為化學工程的一個重要的組成部分，也發(fā)展出了許多的新型的合成工藝和分離工藝。</p><p>　　這些新型的工藝包括：超臨界流體、微波、超聲波等方法。</p><p><b>　　超臨界流體方法

2、</b></p><p>　　超臨界流體(Supercritical fluids，簡稱SCF)是指超過了物質(zhì)的臨界溫度和臨界壓力的流體。19世紀，科學家們發(fā)現(xiàn)超臨界流體既不同于氣體，也不同于液體，而是一種介于液-氣兩態(tài)之間的狀態(tài)，是通常所說的氣、液、固三態(tài)以外的第四態(tài)。它的分子間力很小，類似于氣體，而密度卻很大，接近于液體，因此具有介于氣體和液體之間的氣液兩重性質(zhì)，同時具有液體較高的溶解性和氣體較高

3、的流動性，比普通液體溶劑傳質(zhì)速率高，并且擴散系數(shù)介于液體和氣體之間，具有較好的滲透性，而且沒有相際效應。</p><p>　　基于超臨界流體的特殊性質(zhì)，超臨界流體技術隨之得到長足發(fā)展。自20世紀60年代Zosel博士提出超臨界萃取工藝并被成功地應用于咖啡豆脫咖啡因的工業(yè)化生產(chǎn)以來，超臨界流體技術廣泛應用于生物化工、食品、醫(yī)藥、環(huán)保及石油化工等領域。如今超臨界流體技術在藥學領域中的應用也非常的廣泛，包括：使用超臨界

4、流體進行萃取、微粉化、手性分離、藥物合成。</p><p><b>　　1超臨界流體萃取</b></p><p>　　超臨界流體萃取技術(Supercritical Fluid Extraction ，SFE)結(jié)合了蒸餾和萃取分離的特點，可在較低溫度下實現(xiàn)分離，其萃取能力取決于流體的密度。而流體的密度很容易通過調(diào)節(jié)體系的溫度和壓力來控制。作為一種分離提純工藝，SFE已

5、廣泛應用于醫(yī)藥工業(yè)領域。</p><p>　　超臨界流體萃取是用在臨界點附近，體系溫度和壓力發(fā)生微小變化即可改變萃取極性，從而導致物質(zhì)溶解度發(fā)生顯著變化的特性進行分離和提取的技術。超臨界流體的特殊性質(zhì)使其在分離組分的萃取中有以下特點。首先，它具有與液體相似的密度，因而具有與液體相似的較強的溶解能力；其次，溶質(zhì)在其中的擴散系數(shù)與氣體相似，因而具有傳質(zhì)快、提取時間短的優(yōu)點，提取完全一般僅需數(shù)10min；第三，超臨界流

6、體的表面張力非常低（為零），這使它很容易滲透到樣品的里面，帶走測定組分；第四，超臨界流體的選擇性強，通過改變萃取的條件，如溫度、壓力等，可以選擇性地從混合物中萃取某些組分；最后，超臨界流體在通常狀態(tài)下即成為氣體，因此萃取后溶劑立即變?yōu)闅怏w而逸出，容易達到濃集的目的。</p><p>　　利用超臨界流體獨特的物理化學性質(zhì)。SFE使其極易滲透到試樣基體中，然后通過擴散、溶解、分配等作用，使基體中的溶質(zhì)擴散并分配到超臨

7、界流體中，并從基體中萃取出來。在萃取過程中，SFE的萃取效率是由超臨界流體的溶劑力、溶質(zhì)的特性、溶質(zhì)-基體結(jié)合狀況決定的。因而，在選擇萃取條件時，一方面要考慮溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度。另一方面也要考慮溶質(zhì)從試樣基體活性點脫附并擴散到超臨界流體中的能力與速度。</p><p>　　1.1.1超臨界流體萃取技術原理</p><p>　　臨界狀態(tài)與氣體等溫線</p><p&

8、gt;　　純氣體加壓液化所允許的最高溫度稱臨界溫度tc，臨界溫度時發(fā)生液化所需的最小壓力稱臨界壓力pc。超臨界流體(supercritical fluid)是指其溫度和壓力超過臨界溫度和臨界壓力時的流體。此時的流體進入臨界狀態(tài)，氣體和液體的分界面消失，體系的性質(zhì)均一，不再分為氣相和液相，只有單相。為避免與通常的氣體及液體混淆，稱其為超臨界流體[1，2]。超臨界狀態(tài)在相圖中的狀況見圖1。</p><p><b

9、>　　圖1流體相圖</b></p><p>　　各種氣體的臨界溫度、壓力是不同的。一般而言，分子極性較強的氣體，容易液化，臨界溫度高，臨界壓力低，如氨氣、二氧化硫等氣體；相反一些極性弱的氣體不易液化，臨界溫度低，相應的臨界壓力也高，如氫氣、氦氣等。臨界狀態(tài)是氣態(tài)向液態(tài)過渡的一種中間狀態(tài)，即氣、液兩相共存的狀態(tài)。</p><p>　　任何物質(zhì)在臨界狀態(tài)時，溫度、壓力、摩爾體

10、積都有某一確定值，在臨界溫度和臨界壓力下，該物質(zhì)的摩爾體積稱為臨界體積。所以把物質(zhì)臨界狀態(tài)時的溫度、壓力和摩爾體積等熱力學性質(zhì)統(tǒng)稱為臨界參數(shù)，分別用符號tc 、pc 和Vc 等表示。</p><p>　　安德魯斯以CO2氣體為對象說明真實氣體的液化過程[2]。在幾個不同的溫度下，分別考察CO2氣體的體積與壓力的關系，得到一系列壓力對體積的等溫曲線。見圖2。</p><p>　　圖2 CO2

11、氣體等溫線</p><p>　　要使CO2氣體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，必須使氣體降低到一個極限溫度，如圖2中31.1℃ ，才能使其液化，這個極限溫度為臨界溫度。當然，在臨界溫度以下的任意溫度壓縮都可以使其液化，所以臨界溫度的確切含義，就是指氣體能被壓縮成液體的最高溫度。等溫線上的K點稱為CO2的臨界點。從圖2中還可以看出，在其臨界溫度以上等溫線是連續(xù)的，而在臨界溫度以下是不連續(xù)的。將不連續(xù)的等溫線分為3段進行分析，以21．5

12、℃ 等溫線為例，GC段表示氣體的壓縮過程，AL 段表示液體壓縮過程，水平段CA表示氣體的液化過程。在CA段范圍內(nèi)氣體與液體平衡共存，此時體積改變，壓力不發(fā)生變化。對不同溫度而言，若溫度越接近于臨界溫度，則氣體與液體兩者的摩爾體積越接近，因此等溫線的水平部分越短，至臨界溫度時，水平部分縮為一點，即臨界點。</p><p>　　超臨界流體的基本性質(zhì)</p><p>　　A.超臨界流體的溶劑性質(zhì)

13、</p><p>　　主要表現(xiàn)在對溶質(zhì)的溶解能力和選擇性。超臨界流體作為一種溶劑其溶解能力和溫度、壓力、密度有關。其密度是影響溶解能力的重要參數(shù)，在超臨界狀態(tài)下，其密度隨壓力增高而急劇上升，如圖3所示。在高壓下密度接近于液體，可以使溶解能力大大提高；超臨界流體的介電常數(shù)也隨壓力增加而增大[2，3]。所以，可以通過改變壓力來改變超臨界流體的極性，以滿足對不同極性溶質(zhì)的分離。</p><p>

14、　　圖3 壓力對液體密度、介電常數(shù)的影響</p><p>　　B. 超臨界流體的傳遞性質(zhì)</p><p>　　傳遞性質(zhì)是指影響流體分子運動的性質(zhì)，即密度、黏度、擴散系數(shù)和導熱系數(shù)。超臨界流體在不同于常態(tài)流體的狀態(tài)下操作，其傳遞性質(zhì)會發(fā)生很大變化。從表1數(shù)據(jù)可以看出[2]，超臨界流體的黏度接近于氣體，比液體小近2個數(shù)量級，因此流動性要比液體好的多；它的擴散系數(shù)介于氣體和液體之間，溶質(zhì)在超臨界

15、流體中的擴散系數(shù)比在液體中大幾百倍；從導熱系數(shù)來看，在超臨界流體中的傳質(zhì)也比在液體中好的多。因而．超臨界流體既具有液體對溶質(zhì)有較大溶解度的特點又具有氣體易于擴散和運動的特點，傳質(zhì)速度大大高于液相過程[1，2]。</p><p>　　表一 液體的傳遞性能</p><p><b>　　C.其他性質(zhì)</b></p><p>　　超臨界流體在臨界點附近

16、許多物理性質(zhì)都發(fā)生變化如，表面張力為零，音速最小，熱容、導熱系數(shù)發(fā)生突變等[2]。由以上特性可以看出，超臨界流體兼有液體和氣體的雙重特性，擴散系數(shù)大，黏度小，滲透性好。與液體溶劑萃取相比，可以更快地完成傳質(zhì)達到平衡，促進高效分離過程的實現(xiàn)。</p><p>　　常用超臨界流體的特性常數(shù)</p><p>　　在使用超臨界流體作為溶劑時，需要根據(jù)不同的研究對象考慮所選流體的性質(zhì)以及臨界參數(shù)等因

17、素，表2列出了可供選擇的超臨界流體溶劑[2]。</p><p>　　表2超臨界流體的臨界參數(shù)</p><p>　　表2中各物質(zhì)以CO2最受注目。它的超臨界流體密度大，臨界壓力適中，臨界溫度較低，而且CO2無毒、易揮發(fā)，在萃取物或萃余物料中無殘留有毒溶劑，也不會造成環(huán)境污染，比使用一般有機溶媒成本低，是首選的超臨界流體。但CO2不是對所有的有效成分提取都是適用的，它主要適用于親脂性或低沸點成

18、分。如揮發(fā)油、內(nèi)酯、烴、酯、醚類、環(huán)氧化物等。而對水溶性大、沸點高或分子質(zhì)量大的成分，則效果不理想。因此，必須根據(jù)實際情況選擇適宜的溶劑作為超臨界流體溶劑。</p><p>　　基本操作流程(以CO2為例)</p><p>　　以CO2為溶劑進行超臨界萃取，其基本原理就是控制CO2在高于臨界溫度和臨界壓力(31.06℃、7.39 MPa)條件下，以其為溶劑從原料中萃取有效成分。當壓力和溫度

19、恢復常壓和常溫時，溶解在CO2流體中的成分立刻以液體或固體狀態(tài)與氣態(tài)的CO2分開。不論用何種物質(zhì)作超臨界流體萃取，其基本設備都要有萃取釜、分離釜、壓縮裝置和熱交換器等[2，3]。根據(jù)萃取物料的聚集狀態(tài)不同(液態(tài)或固態(tài))，可采用不同的工藝流程。等溫法是指萃取釜和分離釜的溫度相等，而萃取釜的壓力高于分離釜；等壓法是指萃取釜和分離釜的壓力相等，而兩者溫度不同。通常，超臨界CO2萃取大多采用等溫法和等壓法的混合流程，并以改變壓力為主要分離手段。

20、萃取工藝流程以充分利用CO2流體溶解度差別為主要控制指標，萃取釜壓力提高，有利于溶解度增加，但過高的壓力將增加設備投資和壓縮能耗。從經(jīng)濟指標考慮，通常工業(yè)應用的萃取過程都選用32MPa的壓力。分離釜是產(chǎn)品分離和CO2流體循環(huán)的組成部分，分離壓力越低，萃取和解析的溶解度差值越大，越有利于分離過程效率的提高。但工業(yè)化流程都采用液化CO2，再經(jīng)高壓泵加壓與循環(huán)的工藝。因此，分離壓力受到CO2液化壓力</p><p>　

21、　其基本操作流程見圖4。</p><p>　　圖4超臨界流體的萃取操作流程</p><p>　　1.1.2超臨界流體萃取技術的特點</p><p>　　利用氣體在超臨界狀態(tài)下兼有氣液兩相的雙重特點，既具有與氣體相當?shù)母邤U散系數(shù)和低黏度，又具有與液體相近的密度和對物質(zhì)良好的溶解能力。因此能將物料中的某些成分提取出來，并且超臨界流體的密度和介電常數(shù)隨著密閉體系壓力的增加

22、而增加，利用程序升壓可將不同極性的成分進行分步提取。提取完畢后改變體系溫度或壓力使超臨界流體變成氣體逸出從而達到提取和分離的目的。該技術的應用具有以下的特點：</p><p>　　萃取收率高，相同條件（溫度、壓力）下超臨界流體萃取與傳統(tǒng)的蒸餾法提取相比，提取收率可高出數(shù)倍至數(shù)十倍。</p><p>　　選擇性專一，可通過調(diào)節(jié)壓力和溫度調(diào)節(jié)各組分在超臨界流體中超臨界的溶解度，選擇性地提高某一

23、類物質(zhì)的提取量。</p><p>　　對揮發(fā)性、脂溶性和極性較低的小分子成分有較好的溶解性。對大分子、極性強的大分子物質(zhì)采用此方法時需加入夾帶劑，提高這類物質(zhì)的溶解度。</p><p>　　超臨界流體因粘度小、擴散系數(shù)大，所以提取速度較快。</p><p>　　超臨界流體溶質(zhì)和溶劑的分離徹底而且容易，不需回收溶劑。</p><p>　　提取分

24、離同時完成，大大縮短了工藝流程，生產(chǎn)周期短，效率高，降低成本，節(jié)約能耗。從它的特性和完整性來看，相當于一個新的單元操作。萃取、分離為一體，不存在物料的相變過程，不需要高溫加熱，不需回收溶劑。操作方便，大大縮短了工藝流程，降低成本，節(jié)約能耗。</p><p>　　超臨界流體萃取的特點使得其很容易與其它分析技術聯(lián)用。據(jù)文獻報道，已有的聯(lián)用技術包括：色譜聯(lián)用、傅立葉變換紅外光譜聯(lián)用、原子吸收光譜聯(lián)用、等離子體發(fā)射光譜聯(lián)

25、用、核磁共振聯(lián)用等。</p><p>　　對于常用的超臨界流體二氧化碳，其最大的優(yōu)勢是萃取溫度低，可以防止熱敏性成分的氧化，幾乎保留產(chǎn)品中全部有效成分，無有機溶劑殘留，產(chǎn)品純度高。加入適宜的夾帶劑還可提取不同極性的物質(zhì)，可選擇范圍廣。同時CO2屬于惰性溶劑，與絕大部分被提取物不發(fā)生化學反應。</p><p>　　但是超臨界流體萃取技術的不足之處在于，設備屬于高壓設備，一次性投資較大，運行成

26、本高。目前，在工業(yè)化生產(chǎn)中，已有部分大型中藥制藥企業(yè)應用，但還難以普及。同時，超臨界流體萃取主要提取脂溶性成分，對水溶性成份的提取具有局限性。</p><p>　　1.1.3超臨界流體萃取技術的應用</p><p>　　目前，超臨界流體萃取技術在醫(yī)藥工業(yè)中應用較多的是從動、植物中提取有效藥物成分。有文獻報道用超臨界流體萃取技術提取藥用植物中的有效成分已多達幾十種。如砂仁、厚樸、補骨脂、靈芝

27、、茵陳、紫草、肉桂、胡椒、姜黃、丹參、蛇床子、苦參、金銀花、紅豆杉、桑白皮、穿心蓮、紫蘇子以及月見草油、薄荷油、青蒿素、大麻醇、姜黃油、寬葉纈草油、杏仁脂肪油、薯蕷皂苷等有效成分的提取分離中。而對于動物中的有效成分的提取的研究，從魚油中提取具有較高藥用價值和營養(yǎng)價值的二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸是近年研究的熱點，日本已成功地從多種魚油中獲得了這類高純度生化藥品。</p><p>　　按傳統(tǒng)工藝從藥用植物中提取有效

28、成分一般要經(jīng)歷浸提、過濾、溶液萃取、蒸發(fā)、濃縮潔凈、干燥、柱色譜分離等工藝過程[3]，手續(xù)繁瑣、工藝流程長、工作量大，且有效成分的活性容易被破壞或質(zhì)量難以控制。近年來，應用超臨界流體萃取技術提取分離藥用植物中有效成分的研究很多，取得了一定的研究成果，有些已經(jīng)應用于實際生產(chǎn)。</p><p>　　而將臨界CO2，萃取技術已經(jīng)成為藥材有效成分的提取、分離領域的重點研究內(nèi)容。具體的應用主要有：生物堿、芳香有機酸類、酚類

29、、香豆素類、類酯類和揮發(fā)油等[4-10]。</p><p>　　超臨界CO2萃取能力與溶質(zhì)化學結(jié)構(gòu)有關。由于超臨界CO2的極性較弱，對低分子量的脂肪烴，低極性的親脂化合物(酯、醚、醛、內(nèi)酯)有優(yōu)異的溶解性能，但對強極性和高分子量物質(zhì)(糖、氨基酸、淀粉、蛋白質(zhì)等)很難提取，尤其對癌癥和心腦血管疾病有顯著療效的多糖類、皂苷類、黃酮類的提取幾乎無能為力[[5] 張鏡澄．超臨界流體萃取[M]，北京：化學工業(yè)出版社，20O

30、O：24-5．]。通過改變流體的壓力使藥分子質(zhì)量在200～400內(nèi)的組分容易萃取；化合物物結(jié)晶變小，形成一個高度分散的體系，藥物在高的羥基、羰基越多，極性越大，就越難萃取，如糖、氨基酸等；化合物的分子質(zhì)量越大越難萃取，如蛋白質(zhì)、樹膠等[11-13]。對于分子質(zhì)量較大的苷類及萜類，單純用超臨界流體萃取效果不好，如提高萃取壓力在30MPa以上，加入表面活性劑或適量的乙醇為夾帶劑，提高溶劑的極性可增加這類成分的溶解度，萃取率明顯提高[14-1

31、8] [[6] 王曉玲，楊伯倫，張尊聽，等，新型分離技術在天然有機物提取及純化中的應用[J]．化工進展，2002，21(2)：131—5．]。</p><p>　　使用超臨界CO2進行萃取的應用實例：</p><p>　　A. 生物堿的提取　</p><p>　　生物堿是一種含氮的堿性有機化合物，近年來，有關使用超臨界流體萃取技術提取植物中的生物堿的技術取得了很大進

32、展。</p><p>　　葛發(fā)歡等[[ 4 ]　葛發(fā)歡，史慶龍，許靜芬. 超臨界CO2萃取益母草總生物堿[ J ].中草藥，2001，28 (6) : 415.] 利用超臨界萃取技術提取益母草中的總生物堿，提取率可達常規(guī)法的10倍。姜繼祖等[[ 5 ] 　姜繼祖，葉亞潤，廖周坤等. 超臨界CO2流體萃取光菇子中秋水仙堿的研究[ J ]. 中草藥，1997，24 (3) : 147.] 以76%的乙醇為夾帶劑，利用

33、超臨界萃取技術從光茹子中提取抗腫瘤藥秋水仙堿，提取率為回流提取法的1.25倍。</p><p>　　B. 揮發(fā)油的提取　</p><p>　　揮發(fā)油的沸點低，傳統(tǒng)提取工藝是水蒸氣蒸餾法，存在很多缺陷。揮發(fā)油的分子量不大，且在超臨界二氧化碳流體中具有良好的溶解性能，因而多數(shù)可用超臨界二氧化碳流體直接萃取而得。</p><p>　　李桂生等[[ 1 ] 李桂生，馬成俊，

34、劉志峰，等. 超臨界CO2萃取法與水蒸氣蒸餾法提取當歸揮發(fā)油的比較[ J ]. 中草藥，2001，32 (7) : 581 ]比較了超臨界萃取法和水蒸氣蒸餾法提取當歸揮發(fā)油的收率，結(jié)果表明前者的收率約為后者的2倍。翟萬云等[[ 2 ] 　翟萬云，余愛農(nóng)，王世豪，等. 超臨界CO2萃取苕葉細辛揮發(fā)油[ J ]. 精細化工，2003. 20 (11) : 689 ]比較了超臨界萃取法和水蒸氣蒸餾法提取苕葉細辛揮發(fā)油的收率，結(jié)果表明前者的收率

35、約為后者的7倍。</p><p>　　葛發(fā)歡等研究了超臨界CO2 萃取柴胡揮發(fā)油和皂苷的工藝，大大提高收率，縮短提取時間，而揮發(fā)油的組成一致，只是各成分的含量有差異[[40 ] 　葛發(fā)歡，史慶龍，林香仙，等. 超臨界CO2 從柴胡中萃取揮發(fā)油及其皂苷的研究[J ] . 中國中藥雜志，2000 ，35(2) :84] 。</p><p><b>　　C. 類酯類的提取</b&

36、gt;</p><p>　　青蒿素是來自菊科植物黃花蒿的一種半萜內(nèi)酯類成分，是我國唯一得到國際承認的抗瘧新藥。傳統(tǒng)的汽油法存在收率低、成本高、易燃易爆等危險。采用超臨界CO2 萃取工藝用于青蒿素的生產(chǎn)，青蒿素產(chǎn)品符合中國藥品標準。與傳統(tǒng)的提取工藝相比，超臨界CO2 萃取工藝具有產(chǎn)品收率高、生產(chǎn)周期短、成本低等優(yōu)點，可節(jié)省大量的有機溶劑汽油，避免易燃易爆等危險，減少了三廢污染，大大簡化了生產(chǎn)工藝[葛發(fā)歡，王海波，梁

37、敬國，等. 從黃花蒿中提取青蒿素的新工藝[ P ]. 93106143.]。 何春茂等用本法從黃花蒿中萃取青蒿素，提純精制簡單，收率高[[39 ] 　何春茂，梁忠云. 用超臨界CO2 萃取技術提取青蒿素的研究[J ] . 中草藥，1999 ，30(7) :497]。</p><p>　　β-胡蘿卜素在增強人體的免疫能力等方面具有明顯的作用，由于β-胡蘿卜素是脂溶性物質(zhì)，在超臨界二氧化碳中具有一定的溶解度，與原料中

38、其他復雜有機組分共存，溶解度會更大，并且采用超臨界CO2 萃取技術用于β-胡蘿卜素的生產(chǎn)，具有萃取效率高，速度快，無污染，工藝簡單，萃取物色味純正等優(yōu)點[[ 24 ] 　廖傳華，周　玲，顧海明，等. 超臨界CO2 萃取β-胡蘿卜素的實驗研究 [ J ]. 精細化工，2002，19 (6) : 365-366.] 。</p><p>　　黃寶華等研究了超臨界CO2 萃取當歸中藁苯內(nèi)酯，確定了工藝條件:萃取溫度40

39、℃，壓力35mPa ，CO2 消耗量60ml[[41 ] 　黃寶華，張　琨，周曉輝，等. 超臨界CO2 萃取當歸中蒿本內(nèi)酯工藝條件的研究[J ] . 中草藥，2002 ，33(6) :514] 。</p><p>　　D. 苷類和糖類化合物的提取</p><p>　　苷類和糖類化合物的分子量較大、羥基較多、極性較大，因而難溶于低極性溶劑，故用超臨界萃取時常需提高操作壓力或加入夾帶劑以提高收

40、率。</p><p>　　王俊等[[ 6 ]　王俊，楊克迪，陳　鈞. 超臨界CO2萃取穿山龍中薯蕷皂苷的研究[ J ]. 中國藥學雜志，2003，38 (3) : 582.]用3%乙醇為夾帶劑，壓力為35MPa、溫度為40 ℃，用超臨界萃取穿山龍中的薯蕷皂苷元，結(jié)果表明該法具有速度快、收率高、提取完全等優(yōu)點。</p><p>　　王化田等[[7] 王化田，祖元剛，毛子軍. 超臨界CO2萃取

41、紅景天中紅景天苷、苷元酪醇的研究[ J ]. 植物研究，2004，24 (4) : 462.]將超臨界萃取法與乙醇常溫浸提法相結(jié)合，實現(xiàn)了紅景天苷與苷元酪醇之間的有效分離。</p><p>　　葛發(fā)歡等[〔1〕葛發(fā)歡，等. 超臨界CO2 從黃山藥中萃取薯蕷皂素的工藝研究〔J〕. 中草藥，2000 ，31 (3) :181]〔1〕探討了從黃山藥中萃取薯蕷皂素的最佳條件，同時進行了中試放大，證明應用該技術萃取薯蕷皂素

42、進行工業(yè)化生產(chǎn)是可行的，與傳統(tǒng)的汽油法相比，收率提高1.5倍，生產(chǎn)周期大大縮短，避免使用汽油有易燃易爆的危險。</p><p>　　廖周坤等用不同濃度的乙醇做夾帶劑，對藏藥雪靈芝進行總皂苷粗品及多糖的萃取實驗，收率分別提高18.9 倍和1.62 倍[[38] 　廖國坤，姜繼祖，王化遠，等. 超臨界CO2 萃取藏藥雪靈芝中總皂苷及多糖的研究[J ] . 中草藥，1998 ，29(9) :601]。</p>

43、;<p>　　2超臨界流體技術用于藥物的微粉化</p><p>　　傳統(tǒng)的微粉化方法往往會損傷藥效成分，而基于超臨界流體沉降技術(Supercritical Fluid Precipitation，SFP)的微粉化方法條件相對比較溫和，因此適用于制備具熱敏性、易降解的藥物超細顆粒。并且該技術制得的藥物顆粒中無溶劑殘余，有利于藥物后續(xù)處理及環(huán)境保護。</p><p>　　其基本

44、原理是使溶液在極短的時間內(nèi)達到高度過飽和狀態(tài)，從而使溶質(zhì)瞬時析出形成超細顆粒。更重要的是，利用SFP制備的藥物粒子粒徑小、粒徑分布窄、粒子均一及表面圓整，從而該技術在干粉吸入劑的制備中備受國內(nèi)外研究者的青睞。</p><p>　　目前，SFP用于制備粒徑均一的超細粒子的主要方法有超臨界溶液快速膨脹法(Rapid Expansion of Supercritical Solution，RESS)、超臨界抗溶劑法(S

45、upercritical Anti—Solvent，SAS)和氣體飽和溶液法(Particles from Gas Saturated Solutions，PGSS)。</p><p>　　由于SAS法對于控制超微粒子的物理形態(tài)在以上方法中占據(jù)明顯優(yōu)勢，因此在干粉吸入劑的研究中又以SAS較為多見。</p><p>　　超臨界抗溶劑技術是Gallagher在1989年首次提出的，他成功的把該

46、技術應用于熱敏物質(zhì)的重結(jié)晶，隨后10年超臨界抗溶劑技術迅速發(fā)展起來，并廣泛應用于各個領域。與傳統(tǒng)工藝相比，SAS過程制備的顆粒具有粒徑小、分布窄、無污染、生物成分不易失活等優(yōu)點。該工藝的開發(fā)為超細粉體的制備提供了一條新途徑，也為超臨界流體的應用開辟了一個新領域。</p><p>　　SAS制備超細微粒有著特殊的優(yōu)勢。通過選擇合適的超臨界流體和操作條件，溶液可以在極短的時間內(nèi)達到極高的過飽和度，這有助于制備出粒子尺

47、寸均一的微粒。同時通過控制超臨界流體與溶液的混合速率，可以控制溶質(zhì)的析出速率，從而控制析出粒子的大小與形態(tài)，獲得的超細粒子的平均粒徑可達亞微米級。此外，超臨界流體與有機溶劑、固態(tài)產(chǎn)品分離容易，且潔凈、環(huán)保，還可以循環(huán)利用。</p><p>　　進行超臨界抗溶劑過程，首先要選擇合適的體系，即溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度極差(或根本不溶)，而在溶劑中的溶解度較大。當溶液與超臨界流體混合時，溶劑發(fā)生快速體積膨脹、密度下降

48、，從而對溶質(zhì)的溶解能力下降、過飽和度陡增，溶質(zhì)析出。膨脹率很小時，溶質(zhì)在沉淀室底部的液相中析出(液相的形成是液體溶劑在超臨界抗溶劑中不能完全溶解所致)，得到聚集態(tài)的超細微粒；在中等體積膨脹率下，溶液形成膨脹液滴，干燥后形成中空的球狀微粒聚集體；當體積膨脹率非常大時，膨脹液滴破裂，獲得超細粒子，這些粒子通常是微粒化過程的目的</p><p>　　近些年，人們逐漸將超臨界流體沉降技術引入非病毒基因載體的制備。有學者采

49、用SAS成功制得含有殼聚糖-DNA復合物的肺吸入型干粉。實驗結(jié)果證明，在殼聚糖的保護下，熒光素酶表達質(zhì)粒的生物活性得以完整保持，其小鼠肺內(nèi)的熒光強度較普通制劑有明顯提高。</p><p>　　Yeo等采用二甲基亞砜(DMSO)作為溶劑應用SAS過程對胰島素的超細化處理，最終制得平均粒徑為2～3um的粉體。通過掃描電鏡觀察，析出的胰島素顆粒接近球形，壓力、溫度及溶液濃度對所形成的胰島素顆粒形狀影響不大；為了觀察該過

50、程對胰島素藥性的影響，研究者將同樣劑量的經(jīng)過SAS過程處理和未經(jīng)處理的胰島素分別給白鼠注射，測量白鼠的血糖變化，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)兩者存在明顯的差異。因此，Yeo等認為，以DMSO為溶劑、運用SAS過程可以制得適用于吸入給藥的胰島素超細顆粒。</p><p>　　1.3 超臨界流體技術用于手性藥物的分離</p><p>　　超臨界流體色譜(Supercritical Fluid Chromatog

51、raphy，SFC)采用超臨界流體為流動相，具有檢測方式和固定相種類多樣的特點，在手性分離方面較好地彌補了高效液相色譜和氣相色譜的不足，體現(xiàn)出良好的應用前景。與其他液相色譜(LC)相比，SFC不必要在對映選擇性上提供優(yōu)越性。但與典型的有機液體相比，超臨界液體的粘度更小、擴散性更大、流速更高、柱平衡更快，從而可以實現(xiàn)比較快的拆分。Ying等采用超臨界CO2，(含少量三乙胺或三氟乙酸)作為流動相，以3種聚糖類手性固定相成功分離了111種手性

52、對映體藥物，所有的分離過程都在15 min內(nèi)完成，70％的對映體藥物在4 min內(nèi)得以拆分。采用手性固定相進行手性拆分時，流動相的選擇是至關重要的。通常采用CO2，作為流動相，但是CO2 對極性化合物的溶解和洗脫能力比較弱，易造成峰形CO2對極性化合物的溶解和洗脫能力比較弱，易造成峰形拖尾。因此實際工作中常在CO2中加入少量極性溶劑(甲醇、乙醇等)或者添加劑(酸或堿)，這樣既可覆蓋固定相表面的活性部位，又可增加流動相的洗脫強度和選擇性。

53、在分離強極性離子型化合物時，有時即使在CO2中</p><p>　　4超臨界流體技術應用于藥物化學反應</p><p>　　超臨界流體(Supercritical fluids)不僅可以用于分離，也可以用于化學反應。相對于超臨界萃取來說，超臨界反應顯得更具有前沿性，這一新的反應技術已日益受到反應工程研究者的重視，許多有意義的探索性工作充分顯示了這一技術潛在的優(yōu)越性。</p>

54、<p>　　1．4．1超臨界流體化學反應的特點和基礎理論研究</p><p>　?。?）超臨界化學反應的基礎理論研究</p><p><b>　　反應動力學</b></p><p>　　許多學者利用過渡狀態(tài)理論描述了超臨界反應速率常數(shù)和壓力、活化體積等因素的關系。</p><p>　　k為過渡態(tài)理論常數(shù)，k0為

55、過渡態(tài)系數(shù)，K≠為生成活化絡合物的平衡常數(shù)，kB為Boltzmann常數(shù)，h為Planck常數(shù)。</p><p><b>　　方程式對P求導得：</b></p><p><b>　　根據(jù)傳統(tǒng)熱力學:</b></p><p>　　因為△V≠值很大，而過渡態(tài)系數(shù)k0很小，故可略，則反應速率常數(shù)k與壓力P的關系為:</p&

56、gt;<p>　　△V≠為活化體積，是活化絡合物M≠與反應物偏摩爾體積之差：</p><p>　　Wu等[Wu B C，Michael T K，Stanley I S． Ind． Eng． Chem． Res．[J]，l996，（30）822-829]發(fā)現(xiàn)超臨界流體在臨界點附近活化體積能隨壓力變化發(fā)生顯著的變化而大大改變速率常數(shù)，說明除了固有的活化體積外，還有由壓力變化引起的擴散性、電子效應、溶劑效

57、應、流體的壓縮性和相行為等產(chǎn)生的活化體積。</p><p><b>　　反應熱力學</b></p><p>　　對于一些受熱力學平衡條件限制的催化反應，在超臨界相中反應有很多優(yōu)勢，如僅改變P、T就能改變平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率、選擇性。</p><p>　　對于該現(xiàn)象，目前，普遍存在兩種解釋，一種認為在超臨界條件下反應的平衡常數(shù)發(fā)生了幾個數(shù)量級的變化，

58、是導致轉(zhuǎn)化率和選擇性大幅度增加的原因。另一種解釋認為超臨界條件下，由于SCF具有很強的溶解性和較大擴散系數(shù)，利用SCF與產(chǎn)物的強相互作用能及時地把產(chǎn)物從催化劑表面移走，突破平衡條件的限制。</p><p>　?。?）超臨界化學反應的特點</p><p>　　在超臨界狀態(tài)下，壓力對反應速率常數(shù)有強烈的影響，微小的壓力變化可使反應速率常數(shù)發(fā)生幾個數(shù)量級的變化。</p><p

59、>　　在臨界狀態(tài)下進行化學反應，可使傳統(tǒng)的多相反應轉(zhuǎn)化為均相反應，即將反應物甚至催化劑都溶解在SCF中，從而消除了反應物與催化劑之間的擴散限制，增加了反應速度。</p><p>　　在臨界狀態(tài)下進行化學反應，可以降低某些高溫反應的反應溫度，抑制或減輕熱解反應中常見的結(jié)焦或積炭現(xiàn)象，同時顯著改善產(chǎn)物的選擇性和收率。</p><p>　　利用SCF對溫度和壓力敏感的溶解性能，可以選擇合適

60、的溫度和壓力條件，使產(chǎn)物不溶于超臨界的反應相而及時移去，也可逐步調(diào)節(jié)體系的溫度和壓力，使產(chǎn)物和反應物依次分別從SCF中移去，從而簡化產(chǎn)物、反應物、催化劑和副產(chǎn)物間的分離。同時，由于產(chǎn)物不溶于反應相，將使反應有利于生成目的產(chǎn)物的方向進行。</p><p>　　SCF能溶解某些導致固體催化劑失活的物質(zhì)，從而有可能使SCF的固體催化反應長時間保持催化劑的活性。同時，通過調(diào)節(jié)溫度和壓力，使反應混合物處于超臨界狀態(tài)，可使失

61、活的催化劑逐步恢復其催化活性。</p><p>　　可將催化反應轉(zhuǎn)化為非催化反應，減少副反應的發(fā)生。</p><p><b>　　無污染。</b></p><p>　　1.4.2 超臨界流體中的化學反應</p><p>　　超臨界流體中的化學反應一般是指以超臨界流體作為反應介質(zhì)的反應。以超臨界流體作為反應介質(zhì)，可以應用在

62、很多化學反應中。包括：可以應用于廢水處理的超臨界水氧化反應，也可以在超臨界流體中進行金屬有機反應、聚合、多相催化和多相反應，尤其是在超臨界流體中進行的酶催化反應更是研究的重點。</p><p>　　酶具有在溫和條件下高效和專一的催化性能，傳統(tǒng)的酶催化反應是在水環(huán)境中進行，其應用受到了很大的限制。直至20世紀70年代末，以含微量水的有機溶劑作為反應介質(zhì)的成功，使酶催化反應的研究取得了突破性進展。目前，非水介質(zhì)中酶催

63、化反應成為生物工程領域中的研究熱點，尤其在有機介質(zhì)中酶催化藥物的手性合成，外消旋體的拆分，活性多聚物的選擇合成等方面研究取得了很大進展。</p><p>　　Hammond等[Hammond D A，et a1．Appl Biochem Biotech[J]，1985(11)：393．]首先提出了酶催化反應在SCF中進行的可行性，研究表明，影響酶催化反應的重要因素是酶的穩(wěn)定性與活性，酶在不同SCF中的活性存在極大

64、差異。Nakamura[Nakamura K，Chi Y M，Yam ada Y。et a1． Significance of the coenzyme system in the classification of yeasts and yeasts-like organisms[J]．Chem．Eng．Commun.，1986，45(8)：207—212．]發(fā)現(xiàn)酶在SC—CO2中處理24 h后，催化活性仍保持穩(wěn)定。Marty等[Ma

65、rty A，Chu1a1aksananuku1 W，Condoret J S et a1.Comparison of 1ipase—catalyzed esterification in supercritica1 carbon dioxide and in n-hexane[J]．Biotechno</p><p>　　Kamat與Barrera等[Kamat S，Barrera J，Beckman E J．

66、Biocatalytic synthesis in organic solvents and supercritical fluids： I．optimization of enzyme environment [J]．Biotechno1ogy and Bioengineering，1992，40(5)： 158—166．]對其他一些SCF(乙烷、乙烯)的酶催化反應作了研究，結(jié)果證明，酶在不同的SC氟化硫中的活性存在極大的差異，SC氟

67、化硫是種比任何傳統(tǒng)有機溶劑以及其他SCF更好的溶劑。</p><p>　　Jackson等[Jackson M A，King J W． Lipase—catalyzed glycerolysis of soybean oi1 in supercritical carbon dioxide [J]．Biotechno1ogy and Bioengineering，1997，(74)： 103—106．]研究了在超

68、臨界CO2 流體中，以脂肪酶催化大豆油的甘油解、丙二醇解及甲醇解，最終單甘酯含量可達87％，醇的反應性正比其在CO2 流體中的溶解性，甘油的反應速度最慢，僅為甲醇的2％。在反應速率方面，SC—CO2 中由于消除了外傳質(zhì)的影響及有機物溶解度大等因素，使其反應速率優(yōu)于水溶液及有機溶劑中的速率，若要達到和SC—CO2中相當?shù)膫髻|(zhì)速率，有機溶劑中的攪拌速率需為SC- CO2中的40多倍。</p><p>　　超臨界流體介

69、質(zhì)下的酶催化反應還可以用于手性對映體的合成和拆分。Ikushima等用傅立葉變換紅外光譜法研究了脂肪酶在超臨界CO2中的二級結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在臨界壓力附近CO2與酶蛋白分子之間存在很強的相互作用，壓力的微小變化使酶的構(gòu)型發(fā)生了變化，引起了基團的運動和活性中心的出現(xiàn)，從而可選擇性地催化(R，S)一香茅醇中的S-對映體與油酸發(fā)生酯化反應。</p><p><b>　　2．微波方法</b></p&

70、gt;<p><b>　　2．1微波萃取</b></p><p>　　微波萃取即微波輔助萃?。∕icrowave Assisted Extraction，MAE）是用微波能加熱與樣品相接觸的溶劑，將所需化合物從樣品基體中分離，進入溶劑中的一個過程，是利用微波能強化萃取的一種很有潛力的新型萃取技術。</p><p>　　微波最早應用于植物成分提取。1986

71、年，Ganzler等人[Ganzler K, Salgo A, Valko K. Microwave extraction – a novel sample preparation method for chromatography[J]. J Chromatogr., 1986, 371: 299-306.]首先提出利用微波能進行萃取的方法。20多年來，此項技術已廣泛應用于食品、生物樣品及環(huán)境樣品的分析與提取方面，并且得到了迅猛的發(fā)展

72、。如今微波萃取技術已應用到香料、調(diào)料品、天然色素、制藥、化妝品和土壤分析等領域。</p><p>　　微波具有穿透力強，選擇性高，加熱能力強等特點，從而可獲得高的萃取速度、萃取效率及較好的萃取質(zhì)量。因此在有效成分提取應用中具有許多突出特點，彌補傳統(tǒng)提取技術的一些不足之處。</p><p>　　2.1.1微波萃取原理</p><p>　　微波是一種電磁波，最早應用于通

73、訊和軍事，頻率范圍在300～300000MHz之間。（1959年日內(nèi)瓦通過的國際無線電管理規(guī)定限制，工業(yè)界和科技界應用的微波頻率為915mHz，2450 mHz，5800 mHz，22125 mHz四個波段。常見的微波頻率為2450mHz。）</p><p>　　微波萃取技術(Microwave Assisted Extraction ，MAE)的應用原理是在微波場中，吸收微波能力的差異使得基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃

74、取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使得被萃取物質(zhì)從基體和體系中分離，進入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對差的萃取劑中。該技術具有選擇性高、操作時間短、溶劑消耗量少、有效成分收率高、不產(chǎn)生噪音、適用于熱不穩(wěn)定物質(zhì)等特點。</p><p>　　微波能是一種由離子遷移和偶極子轉(zhuǎn)動引起分子運動的非離子化輻射能。它作用于極性分子，被輻射物質(zhì)的極性分子在微波電磁場中快速轉(zhuǎn)向及定向排列，分子的轉(zhuǎn)動可誘導非極性分子產(chǎn)生瞬時極化

75、，并以約2.45×108次/s的速度做極性變換運動，從而產(chǎn)生鍵的振動和粒子之間的相互摩擦及碰撞，促進分子活性部分（極性部分）更好地接觸和反應，同時迅速生成大量的熱能，產(chǎn)生強烈的熱效應。傳統(tǒng)的加熱方式中，容器壁大多由熱的不良導體制成，熱由器壁傳導到溶液內(nèi)部需要時間；相反，微波加熱是一個內(nèi)部加熱過程，它不同于普通的外加熱方式將熱量由外向內(nèi)傳遞，而是同時直接作用于內(nèi)部和外部的介質(zhì)分子，是整個物料同時被加熱，從而保證了能量的快速傳導和

76、充分利用。當樣品預溶劑混合加入密閉容器中并被微波輻射時，溶劑短時間內(nèi)即被加熱至沸點，由于沸騰在密閉容器中發(fā)生，溫度高于溶劑常壓沸點，而且溶劑內(nèi)外層均達到這一溫度，促使成分很快被提取，大大提高了提取效率。</p><p>　　對于微波萃取，水是最好的介質(zhì)，凡含水的物質(zhì)必定吸收微波。有一部分介質(zhì)雖然是非極性分子組成，但也能在不同程度上吸收微波。微波萃取是高頻電磁波穿透萃取媒質(zhì)，到達被萃取物料的內(nèi)部，微波能迅速轉(zhuǎn)化為熱

77、能使細胞內(nèi)部溫度快速上升，當細胞內(nèi)部的壓力超過細胞壁承受能力，細胞破裂，細胞內(nèi)有效成分自由流出，在較低的溫度下溶解于萃取媒質(zhì)，再通過進一步過濾和分離，便獲得萃取物料。在微波輻射作用下被萃取物料成分加速向萃取溶劑界面擴散，從而使萃取速率提高數(shù)倍，同時還降低了萃取溫度，最大限度保證萃取的質(zhì)量。</p><p>　　微波輔助萃取包括液相萃取和氣相萃取兩種。液相萃取過程的基本原理基于溶劑隨著化學性質(zhì)的不同而具有不同的吸收

78、微波的能力。微波輔助萃取主要的參數(shù)是物質(zhì)的介電常數(shù)。物質(zhì)的介電常數(shù)越高則吸收微波能量越高，同時還與微波頻率有關。在MAE液相萃取中常采用具有較小介電常數(shù)和微波透明的溶劑。由于被提取物是由具有不同介電常數(shù)的不同化學物質(zhì)所組成的，因此MAE法對極性分子選擇性加熱，從而對其選擇性的溶出。其次，MAE萃取法是通過萃取劑的選擇以及微波發(fā)生條件的選定，使固體或半固體中草藥樣品中的某些成分與基體物質(zhì)有效分離，并保證被提取物不發(fā)生分解以適應定性、定量分

79、析的要求。</p><p>　　藥物在微波場中，分子發(fā)生極化，將其在電磁場中所吸收的能量轉(zhuǎn)化成熱量，其中不同成分具有不同的介電常數(shù)，比熱、水份含量不同，吸收微波能量的程度也不同，由此產(chǎn)生的熱量和傳遞給周圍環(huán)境熱量不盡相同。利用藥材中不同成分吸收微波能力的差異，使藥材組織內(nèi)的某些成分被選擇性加熱，被萃取的物質(zhì)從藥材中分離，進人到介電常數(shù)較小，微波吸收能力相對校差的萃取劑中，并達到較高收率。這個過程中，溶劑的極性對萃

80、取效率有很大的影響。</p><p>　　2.1.2　微波萃取的特點</p><p>　　微波萃取技術與現(xiàn)有的其他萃取方法相比有明顯的優(yōu)勢。化學溶劑萃取法耗能大、耗材多、耗時長、提取效率低、工業(yè)污染大。超臨界流體提取在提取效率上得到大大提高，但其方法要求的裝備復雜，溶劑選擇范圍窄，需高壓容器和高壓泵，故投資成本較高，建立大規(guī)模提取生產(chǎn)線有工程難度。微波萃取的主要優(yōu)點是：借介質(zhì)從物料內(nèi)部加熱

81、萃取，可有效地保護食品、藥品以及其他化工物料中的功能成分，純度高、萃取率高；對萃取物具有高選擇性；速度快、省時，可節(jié)省50%～90%的時間；溶劑用量少；安全、節(jié)能、無污染、生產(chǎn)設備簡單、節(jié)省投資。</p><p>　　微波萃取技術在藥物有效成分提取應用中的主要特點：①選擇性好，微波萃取過程中，可以對藥材中不同有效成分進行選擇性加熱，提取的成分也具有較好的選擇性。②微波具有極強的穿透力，在較短的時間內(nèi)將藥材的組織細

82、胞壁破壞，使萃取液容易進人細胞內(nèi)而有效成分又比較容易擴散到萃取液中。③加熱效率高，加熱方式由里內(nèi)外同時進行，速度特別快，特別是對熱敏感成分的提取，可避免分解。④有機溶劑用量少，節(jié)約操作時間和能源。</p><p>　　微波萃取技術作為一種在藥材有效成分提取中的優(yōu)勢技術將獲得更大發(fā)展，采用微波萃取技術實現(xiàn)對物料的萃取，由于萃取條件具有短時、快速等特性，從而在活性物質(zhì)成分的萃取中可有效地保護功能成份和風味物質(zhì)，符合熱

83、敏性物料的萃取工藝，并能保護有效物質(zhì)的充分溶出。該技術的使用可以改善產(chǎn)品品質(zhì)、縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約能源、降低成本。微波萃取效率高、純度高、能耗小、產(chǎn)生廢物少、操作費用低，符合環(huán)境保護要求。但微波萃取技術應用也受到微波萃取設備不能有效地防止微波泄漏的限制，故如果能解決上述的技術問題，將推動微波技術在工業(yè)上應用的極大發(fā)展，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟價值。</p><p>　　微波萃取具有設備簡單、適用范圍廣、萃取效率高、重現(xiàn)性好、

84、節(jié)省時間、節(jié)省試劑、污染小等特點。目前，除主要用于環(huán)境樣品預處理外，還用于生化、食品、工業(yè)分析和天然產(chǎn)物提取等領域。</p><p>　　缺點：目前，微波輔助萃取技術的研究尚處于初級階段。微波輔助萃取的機理似乎更依賴于被提取的基體。在微波作用下富含水的部分優(yōu)先破壁，而含水少的細胞則比較滯后，甚至不能被微波破壁。如果所提取的有效成分不在富含水的部分微波提取則難以進行。</p><p>　　2

85、.1.3微波萃取工藝流程</p><p>　　原料清洗—切片或粉碎—溶劑與物料混合物—微波提取—濾過—濃縮—分離—得到提取組份。</p><p>　　2.1.44441111微波萃取的應用</p><p>　　如今，微波萃取在制藥方面的主要應用在于，在植物中提取有效的藥用成分。　</p><p><b>　?。?）植物皂苷：<

86、;/b></p><p>　　微波萃取在植物皂苷提取過程的報道比較多，雖然微波對某些化合物有一定降解作用，然而由于微波技術加熱快、時間短，可能比一般傳統(tǒng)提取方法破壞作用還小。微波還可以在較短的時間內(nèi)，使降解酶失活，因此微波在藥材皂苷提取過程更為突顯其優(yōu)勢。黎海彬等[Li H B, Li L, Hu Q S, etal. Study on microwave-assisted extraction trite

87、rpene glucoside in Siraitia grosvenorii [J], Sci Food (食品科學) , 2003, 24 (2) : 92-95]以干羅漢果為原料，在微波輻射條件下，以水為溶劑提取羅漢果皂苷。通過實驗發(fā)現(xiàn)微波輔助水提取法提取羅漢果皂苷平均提取率為70.5%，比常規(guī)水提取法高出45%，而時間縮短了一半。</p><p>　　王威等[王威， 劉傳斌， 修志龍. 高山紅景天苷提取新

88、工藝[J]. 中草藥，1999， 30 (11) : 824]采用微波破壁法從高山紅景天根莖中提取紅景天苷, 該方法具有快速、高效、安全、節(jié)能等優(yōu)點， 與傳統(tǒng)的乙醇回流提取相比, 該方法在保持較高的提取率的同時， 大大縮短了提取過程所用的時間, 并且顯著降低了提取液中雜蛋白的含量。范志剛等[范志剛, 李玉蓮, 楊莉斌. 微波技術對槐花中蕓香甙浸出量影響的研究[J ]. 解放軍藥學學報， 2000, 16 (1) : 36 ]研究微波技術

89、對槐花中蕓香苷浸出量的影響， 對藥材粒徑、浸出時間及微波輸出功率進行正交試驗，優(yōu)選槐花中蕓香苷最佳浸出方案， 結(jié)果表明微波技術對槐花中蕓香苷的浸出量明顯優(yōu)于常規(guī)煎煮方法， 這一技術應用于藥材浸出是一種省時便捷， 值得推廣普及的中藥浸出新方法。</p><p><b>　　（2）揮發(fā)油：</b></p><p>　　微波萃取揮發(fā)油[　WANG X L, ZENG Z J

90、,L I Y, et al . Determination of moisture content in traditional Chinese medicinal materials with volatile oil by microwaveh eating[ J ]. Chin New Drugs J , 2000, 9 (3) : 175 - 178.]的研究很多，也取得了很大進展。但在揮發(fā)油提取過程中要注意幾個問題: ①不同植

91、物的揮發(fā)油不同，其對應的最佳的微波功率不同。②微波輻射的時間不能過長，長時間的微波輻射可能使揮發(fā)油中不穩(wěn)定的成分降解。③微波功率不能太高，這樣可能揮發(fā)油來不及冷凝就跑掉了，導致?lián)]發(fā)油產(chǎn)量的降低。</p><p>　　魯建江等〔魯建江， 王莉， 成玉懷，等. 微波提取魁篙葉中的總揮發(fā)油[J]，藥物生物技術，2001，8(4):221〕應用微波技術從魁蒿葉中提取總揮發(fā)油，與傳統(tǒng)方法相比，反應時間縮短了15倍，總提取物

92、的含量從0.60ml/100g原料提高到0.75ml/100g。陳宏偉等[Chen H W , Cui L. Extracting naphtha in leaf of Schizonepeta temuifolia by microwave technology [J]. Lishizhen Med Mater Med Res (時珍國醫(yī)國藥) ， 2002， 13 (10) : 589.]運用微波技術從荊芥葉中提取揮發(fā)油并對其含量進

93、行測定。微波法操作方便, 裝置簡單, 反應時間由傳統(tǒng)方法的5 h 減為20 min， 縮短了15倍， 荊芥葉中揮發(fā)油的含量由0.89% 提高到1.10%。劉偉等[　Liu W , Yi Q. Research study on microwave extracting vola-tile oil from Fructus Foeniculi, Boswell</p><p>　　微波萃取技術應用于揮發(fā)油的提取也有

94、一定的局限性，即只適用于對熱穩(wěn)定的揮發(fā)油產(chǎn)物。</p><p><b>　?。?）多糖和黃酮:</b></p><p>　　王莉等[王莉，魯建紅，顧承志，等. 天花粉多糖微波提取含量測定[J]. 藥學雜志， 2001， 19 (3) : 168.]利用微波技術用水提醇沉法提取天花粉多糖，結(jié)果反應速度快，比常規(guī)法時間縮短了12倍，多糖收率由0.84%提高到18.3%。孫

95、萍等[Sun P, Li Y, Yang X J. Microwave extraction and content determination of polysaccharides from Sedumhybridum [J], Lishizhen Med Mater Med Res (時珍國醫(yī)國藥) ， 2003, 14 (2) : 69-70 ]首次運用微波技術從紅景天中提取出多糖， 并對其含量進行了測定， 反應時間縮短為1/12

96、，此提取方法具有高效節(jié)能， 雜質(zhì)含量少等優(yōu)點， 可望在有效成分提取方面發(fā)揮更大作用。</p><p>　　微波在黃酮類物質(zhì)的提取上也取得了良好的效果。在提取過程中具有反應高效性和強選擇性等特點。而且操作簡單、副產(chǎn)物少、產(chǎn)率高、產(chǎn)物易提純。孫萍等[Sun P, Li Y, Yang X J. Microwave extraction and content determination of the total fl

97、avonoids from the fruit of Rubus chingii Hu [J]. J Mathe Med (數(shù)理醫(yī)藥雜志) , 2003, 16(1) : 85-86]首次采用微波技術提取覆盆子果總黃酮， 大大縮短了提取時間， 提高了提取效率。杜志堅等[　Lin Z J, Liu Z Y, Wang L , et al. Microwave-assisted extraction and the content dete

98、rmination of flavonoids in Schizonepeta tenuifolia Briq [J]. Food Ferment Ind (食品與發(fā)酵工業(yè)) , 2003, 29 (2) : 99-100]采用微波提取荊芥根總黃酮，</p><p>　　2.1.5微波萃取展望</p><p>　　微波萃取技術作為一種在藥材有效成分提取中的優(yōu)勢技術將獲得更大發(fā)展。采用微波萃

99、取技術實現(xiàn)對物料的萃取， 由于萃取條件具有短時、快速等特性， 從而在活性物質(zhì)成分的萃取中可有效的保護功能成分和風味物質(zhì)， 符合熱敏性物料的萃取工藝， 并能保護有效物質(zhì)的充分溶出。該技術的使用可以改善產(chǎn)品品質(zhì)、縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約能源、降低成本。微波萃取效率高、純度高、能耗小、產(chǎn)生廢物少、操作費用少、符合環(huán)境保護要求。但微波萃取技術應用也受到微波萃取設備不能有效地防止微波泄露的限制， 故如果能解決上述的技術問題， 將推動微波技術在工業(yè)上應用

100、的極大發(fā)展， 創(chuàng)造更多的經(jīng)濟價值。微波萃取技術是一種新興技術， 故有待進一步研究。</p><p><b>　　2.2微波反應</b></p><p>　　自1986年Gedege和Giguere等將微波技術應用于促進有機合成以來，微波促進有機化學反應已廣泛應用于各類型的有機合成。與常規(guī)加熱方法不同，微波輻射是表面和內(nèi)部同時進行的一種體系加熱，不需熱傳導和對流。沒有溫

101、度梯度，體系受熱均勻，升溫迅速。與經(jīng)典的有機反應相比，微波促進可縮短反應時間，提高反應的選擇性和收率，減少溶劑用量甚至可無溶劑進行，同時還能簡化后處理，減少三廢，保護環(huán)境，故被稱為綠色化學。</p><p>　　微波輻射(microwave irradiation，MWI)最早用于有機合成反應是在本世紀60年代利用電磁輻射脈沖進行丙烯酸酯、丙烯酸和異丁烯酸的乳液聚合。在MWI作用下聚合反應速度明顯增加。此專利當時

102、并未引起人們的重視。1970年Harwell實驗室利用微波爐成功地處理了核廢料以后，MWI技術擴展到化學領域。真正開始MWI技術在有機合成中的應用。始于加拿大學者R. Gedye等人[Gedye R．Smith F，Westaway K，et al. The use of microwave ovens for rapid organic synthesis. Tetrahedron Lett．1986, 27(3)：279～282]，