第八章 第二节 浸出操作与设备(1)
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《药剂学(第五版)》
一、药材的预处理
(一)药材品质检查
1．药材的来源与品种的鉴定 我国药用植物多达5000余种，由于各地名称不一，有些同名异物或同物异名，加上应用的代用品等，造成药材品种的复杂情况。药材种属不同，成分各异，其药效也有很大差异。如果药材品种未经鉴定，就很难设想制剂质量能够稳定和有预期的有效性。因此，使用药材前应了解其来源并进行品种鉴定。
2．有效成分或总浸出物的测定 药材的产地、药用部位、采集季节、植株年龄及炮制方法等对药材的质量也有影响，其有效成分的含量变化与制剂的质量密切相关。为了加强全面质量管理，正确核实药材的投料量，必要时对有效成分已经明确的药材进行化学成分的含量测定。对有效成分尚未明确的药材，可测定药材总浸出物量作为参考指标。
3．含水量测定 药材含水量关系到有效成分的稳定性和各批投料量的准确性，水分大也易发霉变质。药材含水量一般约为9%~16%，大量生产时应根据药材的组织和成分的特性，结合实际生产经验，定出含水量的控制标准。
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(二)药材的粉碎
中药材的粉碎原理与粉碎机基本与西药粉碎雷同(参见本书第四章)。药材的粉碎目的主要是增加药材的表面积，加速药材中有效成分的浸出。药材的性质不同，粉碎的要求不同，可采用不同的粉碎方法，如：①极性的晶形物质均具有相当的脆性，较易粉碎，粉碎时一般沿晶体的结合面碎裂成小晶体；②非极性的晶形物质，如樟脑等则缺乏脆性，当施加一定的机械力时，易产生变形，因此粉碎时通常可加入少量液体，当液体渗入固体分子间的裂隙时，由于降低分子间内聚力，致使晶体易从裂隙处分开；③非晶形药物，如树脂、树胶等具有一定的弹性，粉碎时引起弹性变形，因而降低粉碎效率。此时一般可用降低温度来增加非晶形药物的脆性，以利粉碎；④容易吸潮的药物应避免在空气中吸潮，容易风化的药物应避免在干燥空气中失水。由于含有一定量水分(一般约为9%～16%)的中草药具有韧性，难以粉碎，因此在粉碎前也应依其特性加以适当干燥；⑤贵重药物及刺激性药物为了减少损耗和便于劳动防护，亦应单独粉碎；⑥若处方中某些药物的性质及硬度相似，则可以将它们掺合在一起粉碎，这样既可避免一些粘性药物单独粉碎的困难，又可使粉碎与混合操作结合进行；⑦含糖类较多的粘性药物，如熟地、桂圆肉、天冬、麦冬等的粘性大，吸湿性强，必须先将处方中其他干燥药物粉碎，然后取一部分粉末与此类药物掺研，使成不规则的碎块和颗粒，在60℃以下充分干燥后再粉碎(俗称串研法)；⑧含脂肪油较多的药物，如杏仁、桃仁、苏子、大风子等需先捣成稠糊状，再与已粉碎的其他药物掺研粉碎(俗称串油法)；⑨药物要求特别细度，或有刺激性，毒性较大者，则宜用湿法粉碎。
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将药材粉碎成适当的粒度，有利于有效成分的浸出。一般将草药处理成饮片后提取，不仅可以达到提取有效成分的效果，而且更经济，过细的颗粒可能造成"洗涤浸出"，不利于后处理。如果将中药(不需浸出)粉碎成细粉直接入药时，药粉越细越好。
二、浸出过程
浸出(萃取)过程系指溶剂进入细胞组织溶解其有效成分后变成浸出液的全部过程。它实质上就是溶质由药材固相转移到液相中的传质过程，系以扩散原理为基础，一般药材浸出过程包括下列相互联系的几个阶段：
(一)浸润、渗透过程
当药材粉粒与浸出溶剂混合时，浸出溶剂首先附着于粉粒表面使之润湿，然后通过毛细管和细胞间隙进入细胞组织中。浸出溶剂是否能附着于粉粒表面取决于二者之间的界面情况。浸出溶剂和药材的性质又是界面情况的决定因素，其中溶剂表面张力和药材中含有物性质起着主导的作用。不能附着于粉粒表面的溶剂无法浸出其有效成分。一般在药材组织中含有的组成物质大部分带有极性基团，如蛋白质、淀粉、纤维素等，故极性溶剂易于通过细胞壁进入药材内部。而非极性溶剂，如石油醚、乙醚、氯仿等则较难润湿药材。当用非极性溶剂浸出时，药材应先行干燥，因为潮湿的药材不易被非极性溶剂所润湿。用醇、水等浸出油脂多的药材时应先脱脂，因为油脂不易被极性溶剂润湿。
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药材浸润过程的速度与溶剂性质、药材表面状态、比表面积、药材内毛细孔的大小及其分布、浸取温度、压力等因素有关。
(二)解吸、溶解过程
溶剂进入细胞后，根据溶剂种类不同，溶解的对象也不同。水能溶解晶质及胶质，故其浸出液多含胶体物质而呈胶体液，但乙醇浸出液中含有较少的胶质，非极性浸出溶剂的浸出液则不含胶质。
组织中溶液的形成促使细胞内渗透压的升高，因而使更多的浸出溶剂渗入其中，而溶解更多的有效成分。但这一变化需要一定时间，其速度取决于药材与溶剂的特性。一般疏松的药材进行得比较快，但溶剂为水的速度则较慢。
(三)扩散过程
浸出溶剂溶解有效成分后形成浓溶液与周围溶剂产生浓度差，从而产生药物的扩散。一般在药材表面附有一层很厚的溶液膜，称为扩散"边界层"。浓溶液中在块粒表面保持一定的浓度，并通过边界层向四周的稀溶液主体中扩散，其扩散的推动力为边界层内外药物的浓度差。浸出成分的扩散速度可用 Ficks第一扩散公式(Fick's First Law of Diffusion)(8-1)来说明：
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(8-1)
式中，dM-扩散物质量；dt-扩散时间；F-扩散面积，代表药材的粒度和表面状态；dc/dx-浓度梯度；D-扩散系数，负号表示药物扩散方向与浓度梯度方向相反。由式8-1可知，dM值与药材的粉碎度、表面状态、扩散过程中的浓度梯度、扩散时间与扩散系数成正比。当D、F、t 值一定时，dc/dt值如能保持最大，浸出即能很好进行，这与溶剂性质、药材与溶剂相对运动速度有关。
扩散系数D值随药材而变化，与浸出溶剂的性质亦有关。可由试验按下式求得：
(8-2)
式中，R-克分子气体常数；T-绝对温度；N-阿伏加德罗常数；r-扩散分子半径；η-粘度。式(8-2) 表明，粘滞度小，溶解物质的分子小，则D值大，扩散快，提高温度可增加扩散速度。
(四)置换过程
浸出的关键在于保持最大浓度梯度。如果没有浓度梯度，其他因素如D值、 F值和 t值都将失去作用。因此，用新鲜溶剂或稀浸出液随时置换药材粉粒周围的浓浸出液，以提高浸出推动力是控制浸出速率的关键。, http://www.100md.com
(一)药材品质检查
1．药材的来源与品种的鉴定 我国药用植物多达5000余种，由于各地名称不一，有些同名异物或同物异名，加上应用的代用品等，造成药材品种的复杂情况。药材种属不同，成分各异，其药效也有很大差异。如果药材品种未经鉴定，就很难设想制剂质量能够稳定和有预期的有效性。因此，使用药材前应了解其来源并进行品种鉴定。
2．有效成分或总浸出物的测定 药材的产地、药用部位、采集季节、植株年龄及炮制方法等对药材的质量也有影响，其有效成分的含量变化与制剂的质量密切相关。为了加强全面质量管理，正确核实药材的投料量，必要时对有效成分已经明确的药材进行化学成分的含量测定。对有效成分尚未明确的药材，可测定药材总浸出物量作为参考指标。
3．含水量测定 药材含水量关系到有效成分的稳定性和各批投料量的准确性，水分大也易发霉变质。药材含水量一般约为9%~16%，大量生产时应根据药材的组织和成分的特性，结合实际生产经验，定出含水量的控制标准。
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(二)药材的粉碎
中药材的粉碎原理与粉碎机基本与西药粉碎雷同(参见本书第四章)。药材的粉碎目的主要是增加药材的表面积，加速药材中有效成分的浸出。药材的性质不同，粉碎的要求不同，可采用不同的粉碎方法，如：①极性的晶形物质均具有相当的脆性，较易粉碎，粉碎时一般沿晶体的结合面碎裂成小晶体；②非极性的晶形物质，如樟脑等则缺乏脆性，当施加一定的机械力时，易产生变形，因此粉碎时通常可加入少量液体，当液体渗入固体分子间的裂隙时，由于降低分子间内聚力，致使晶体易从裂隙处分开；③非晶形药物，如树脂、树胶等具有一定的弹性，粉碎时引起弹性变形，因而降低粉碎效率。此时一般可用降低温度来增加非晶形药物的脆性，以利粉碎；④容易吸潮的药物应避免在空气中吸潮，容易风化的药物应避免在干燥空气中失水。由于含有一定量水分(一般约为9%～16%)的中草药具有韧性，难以粉碎，因此在粉碎前也应依其特性加以适当干燥；⑤贵重药物及刺激性药物为了减少损耗和便于劳动防护，亦应单独粉碎；⑥若处方中某些药物的性质及硬度相似，则可以将它们掺合在一起粉碎，这样既可避免一些粘性药物单独粉碎的困难，又可使粉碎与混合操作结合进行；⑦含糖类较多的粘性药物，如熟地、桂圆肉、天冬、麦冬等的粘性大，吸湿性强，必须先将处方中其他干燥药物粉碎，然后取一部分粉末与此类药物掺研，使成不规则的碎块和颗粒，在60℃以下充分干燥后再粉碎(俗称串研法)；⑧含脂肪油较多的药物，如杏仁、桃仁、苏子、大风子等需先捣成稠糊状，再与已粉碎的其他药物掺研粉碎(俗称串油法)；⑨药物要求特别细度，或有刺激性，毒性较大者，则宜用湿法粉碎。
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将药材粉碎成适当的粒度，有利于有效成分的浸出。一般将草药处理成饮片后提取，不仅可以达到提取有效成分的效果，而且更经济，过细的颗粒可能造成"洗涤浸出"，不利于后处理。如果将中药(不需浸出)粉碎成细粉直接入药时，药粉越细越好。
二、浸出过程
浸出(萃取)过程系指溶剂进入细胞组织溶解其有效成分后变成浸出液的全部过程。它实质上就是溶质由药材固相转移到液相中的传质过程，系以扩散原理为基础，一般药材浸出过程包括下列相互联系的几个阶段：
(一)浸润、渗透过程
当药材粉粒与浸出溶剂混合时，浸出溶剂首先附着于粉粒表面使之润湿，然后通过毛细管和细胞间隙进入细胞组织中。浸出溶剂是否能附着于粉粒表面取决于二者之间的界面情况。浸出溶剂和药材的性质又是界面情况的决定因素，其中溶剂表面张力和药材中含有物性质起着主导的作用。不能附着于粉粒表面的溶剂无法浸出其有效成分。一般在药材组织中含有的组成物质大部分带有极性基团，如蛋白质、淀粉、纤维素等，故极性溶剂易于通过细胞壁进入药材内部。而非极性溶剂，如石油醚、乙醚、氯仿等则较难润湿药材。当用非极性溶剂浸出时，药材应先行干燥，因为潮湿的药材不易被非极性溶剂所润湿。用醇、水等浸出油脂多的药材时应先脱脂，因为油脂不易被极性溶剂润湿。
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药材浸润过程的速度与溶剂性质、药材表面状态、比表面积、药材内毛细孔的大小及其分布、浸取温度、压力等因素有关。
(二)解吸、溶解过程
溶剂进入细胞后，根据溶剂种类不同，溶解的对象也不同。水能溶解晶质及胶质，故其浸出液多含胶体物质而呈胶体液，但乙醇浸出液中含有较少的胶质，非极性浸出溶剂的浸出液则不含胶质。
组织中溶液的形成促使细胞内渗透压的升高，因而使更多的浸出溶剂渗入其中，而溶解更多的有效成分。但这一变化需要一定时间，其速度取决于药材与溶剂的特性。一般疏松的药材进行得比较快，但溶剂为水的速度则较慢。
(三)扩散过程
浸出溶剂溶解有效成分后形成浓溶液与周围溶剂产生浓度差，从而产生药物的扩散。一般在药材表面附有一层很厚的溶液膜，称为扩散"边界层"。浓溶液中在块粒表面保持一定的浓度，并通过边界层向四周的稀溶液主体中扩散，其扩散的推动力为边界层内外药物的浓度差。浸出成分的扩散速度可用 Ficks第一扩散公式(Fick's First Law of Diffusion)(8-1)来说明：
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(8-1)
式中，dM-扩散物质量；dt-扩散时间；F-扩散面积，代表药材的粒度和表面状态；dc/dx-浓度梯度；D-扩散系数，负号表示药物扩散方向与浓度梯度方向相反。由式8-1可知，dM值与药材的粉碎度、表面状态、扩散过程中的浓度梯度、扩散时间与扩散系数成正比。当D、F、t 值一定时，dc/dt值如能保持最大，浸出即能很好进行，这与溶剂性质、药材与溶剂相对运动速度有关。
扩散系数D值随药材而变化，与浸出溶剂的性质亦有关。可由试验按下式求得：
(8-2)
式中，R-克分子气体常数；T-绝对温度；N-阿伏加德罗常数；r-扩散分子半径；η-粘度。式(8-2) 表明，粘滞度小，溶解物质的分子小，则D值大，扩散快，提高温度可增加扩散速度。
(四)置换过程
浸出的关键在于保持最大浓度梯度。如果没有浓度梯度，其他因素如D值、 F值和 t值都将失去作用。因此，用新鲜溶剂或稀浸出液随时置换药材粉粒周围的浓浸出液，以提高浸出推动力是控制浸出速率的关键。, http://www.100md.com