（化学工艺专业论文）金银花活性成份提取及颗粒制剂工艺研究.pdf

硕士学位论文摘要 摘要 金银花为忍冬科c a p r i f o l i a c e a e 忍冬属l o n i c e r a 植物忍冬 l j a p o n i c at h u n b 及其同属多种植物的干燥花蕾，为中医常用药，具 有清热解毒、凉风散热、抗病毒、保肝利胆的功能。本文从金银花的 提取工艺入手，研究了金银花颗粒剂的制各工艺，并对沸腾制粒机制 粒机理进行了探讨。 实验对水提法、水提醇沉法以及酶解等方法及其提取产物进行了 详细的对比研究，并采用络合法和柱层析法对提取物进行了初步的纯 化，使得浸膏中有效部位的含量占固体物质的5 5 以上。进一步利用 沸腾干燥制粒技术一步制取金银花颗粒剂，在浸膏相对密度1 1 3 ，浸 膏辅料比约3 ：1 ，辅料成分淀粉与糊精比例1 ：l ，进风温度8 0 ，进 风量4 m 3 m i n ，喷雾空气压力0 4 m p a ，喷雾速率15 m l m i n 时制得的 颗粒效果较好。制粒机理研究发现，金银花颗粒主要通过团聚作用成 粒，湿骤变失稳是沸腾制粒失败的主要形式。同时按照中国药典要求 研究了颗粒剂的质量检测方法，并建立了初步的质量标准，内容包括 性状描述，绿原酸的薄层色谱鉴别，检查项测定( 包括精密度、稳定 性、回收率实验) ，和h p l c 、比色法测定绿原酸和黄酮苷含量，以 及初步稳定性实验。检测结果表明所得金银花颗粒主要有效成分含量 较高，各项指标符合质量标准要求。 关键词：金银花，沸腾造粒机，脱糖，湿骤变失稳，颗粒剂 硕士学位论文a b s t r a c t a b s t r a c t f z o s 1 0 n i c e r ai sac h i n e s et r a d i t i o n a lm e d i c i n e 。w h i c hh a v es e v e r a l b e n e f i t st oh u m a n s ，i n c l u d i n ga n t i p y r e t i c ，a n t i b a c t e r i a la n dd e t o x i f i c a t i o n f u n c t i o n i nt h ea r t i c l e ，t h ee x t r a c t i o np r o g r e s so fc h l o r o g e n i ca c i d ，t h e p r e p a r a t i o nt e c h n o l o g yo fg r a n u l ea n dt h em e c h a n i s mo ff l u i d i z e d b e d s p r a yg r a n u l a t o r w e r es t u d i e d i nt h e s t u d y , w a t e rc o o k i n g ，e t h a n o lp r e c i p i t a t i o n ，e n z y m a t i c t r e a t m e n ta n de x t r a c to fh o n e y s u c k l ew e r ei n v e s t i g a t e di nd e t a i l i o n e x c h a n g ea n dc o l u m nc h r o m a t o g r a p h y w e r ea p p l i e dt op u r i f yt h ee x t r a c t t h ec o n t e n to fe f f e c t i v e c o m p o n e n t c a l lb ee n r i c h e dt o5 5 。 f l u i d i z e d b e ds p r a yg r a n u l a t o rw e r eu s e dt op r o d u c th o n e y s u c k l eg r a n u l e f i n a l l y t h e o p t i m u mp r o c e s sp a r a m e t e rw e r e d e t e r m i n e da sf o l l o w s ： r e l a t i v ed e n s i t yo f e x t r a c t1 1 3 ，r a t i oo f e x t r a c to v e ra s s i s t a n t3 ：1 ，s o l u b l e s t a r c ha n dd e x t r i nu s e da sa s s i s t a n t ( r a t i oo fs o l u b l es t a r c h d e x t r i ni s1 ：1 ) ， a i rf e e d t e m p e r a t u r e 8 0 ，a i rf e e d q u a n t i t y 4 m m i n ，s p r a ys p e e d 15 m l m i n d u r i n ge x p e r i m e n t ，i tw a sf o u n dt h a tt h e p a r t i c l eg r o w t h m o d e li nt h eg r a n u l a t o ri sa g g l o m e r a t i o na n dw e tq u e n c h i n gi sam a j o r r e a s o nc a u s e df l u i d i z a t i o nf a i l u r e a tt h es a m et i m e ，a c c o r d i n gt ot h e c h i n e s ep h a r m a c o p o e i a ，w ee s t a b l i s h e das c i e n t i f i cs t a n d a r d ，i n c l u d i n g p r o p e r t yd e s c r i b i n go fg r a n u l e ，m e t h o d so f i d e n t i f i c a t i o no fc h l o r o g e n i c a c i da n df l a v o n o i d sf i e f ，h p l ca n dc o l o r i m e t r y ) ，a sw e l la ss t a b i l i v y e x p e r i m e n t r e s u l t ss h o w e d t h a tp r o d u c t sw e r eq u a l i f i e df o rs t a n d a r di n g r a n u l a r i t y , s o l u b i l i t ya n d e f f e c t i v ec o m p o n e n t sc o n t e n t k e yw o r d s ：f l o sl o n i c e r a ，f l u i d i z e d b e ds p r a yg r a n u l a t o r , r e m o v a l o f s a c c h a r i d e s ，w e tq u e n c h i n g ，g r a n u l e i i 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说 明。 作者签名： 目期：年一月一日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复刚、缩印或其它手段保存学位论 文：学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名：导师签名日期：年一月一日 硕士学位论文 前言 刚看 中药产业是2 l 世纪最具有发展空间的产业之一，也是我国加入w t o 后重 点发展的领域之一。近1 0 年来，中成药已逐渐得到发达国家认可，这为中药走 向世界提供了巨大机遇。 盒银花作为中药常用药历来收到重视，是目前中药中用药最广的中药。金银 花为忍冬科植物忍冬，红腺忍冬，山银花和毛花柱忍冬的干燥花蕾或初开的花， 是常用中药。因其花冠为白色，后转黄色，故被称为盒银花。其主要活性成分为 绿原酸和异绿原酸，别的药性成分还有黄酮类、挥发油等，具有抑菌，抗病毒， 解热，抗炎。保肝，止血，抗氧化，免疫调节等作用。几千年传统经验及近代药 理实验和临床应用都证明金银花对于多种病菌有较强的抗菌作用和较好的治疗 效果。 近年来，金银花的深度开发主要集中于活性成分的提取分离与药理学研究， 而成药剂型的研发则有所忽视。因此挖掘这一药用资源，开发拥有自主知识产权 的中药新品种及新制剂，将极大地推动中药现代化发展。 药物的剂型是一切药物施予机体前的最后形式。例如：片剂、栓剂、丸剂、 膏剂、散剂和注射剂等。药物制成不同剂型最主要、最根本的原因是为了让药物 在临床使用中充分发挥其功用，从而获得最佳疗效。传统中药采用煎煮服用，其 不但服用剂量大，入口难而且很难对症下药，而采用新剂型后则能很好的克服这 种弊端。原来中药的传统剂型膏、丹、丸、散等，也已经在逐步被改造。 颗粒剂系指药材的提取物与适宜辅料或与部分药材细粉混合，制成的干燥颗 粒状剂型。中药颗粒剂是借鉴化学药物颗粒剂( 或称干糖浆) 的有关技术，结合 汤剂、酒剂、糖浆剂的特点而发展起来的一种中药剂型。它既保持了汤剂吸收快、 显效迅速等特点，又克服了汤剂服用前面临时煎煮，久置易霉败变质的特点，并 可掩盖某些中药的苦味。此外，颗粒剂中药材全部或大部分经过提取精制，体积 缩小，运输、携带、服用方便，味甜适口，患者乐于服用，易于存贮。 本研究课题从金银花中活性成分的提取工艺优化入手，运用沸腾干燥制粒的 新制剂技术，将金银花开发成颗粒制剂，并探索不同生产过程参数对所得颗粒剂 的性能影响，求得最佳生产工艺条件。制粒过程中采用沸腾制粒机，将浸膏与辅 料的混合、制粒和干燥等工序合而为，利用浸膏喷雾和流化床沸腾的原理使浸 膏与辅科达到充分混合，能大大提高颗粒剂中有效成分的含量，解决了会银花提 取液含糖量高、粘度大，产品吸湿性强、易粘壁等产品难以获得的问题，有科学 性和良好的应用价值。 硕+ 学位论文第一章文献综述 1 1 金银花概述 第一章文献综述 金银花( 凡l o n i c e r a ) 又名忍冬花、银花、对花，为植物忍冬l o n i c e r a j a p o n i c at h u n b 的干燥花蕾，属于忍冬科中( c a p r i f o l i a c e a e ) 的忍冬属 ( l o n i c e r a ) 【l 】。在宋代苏轼等著的苏沈良方中提出金银花一词，并做了解释： “四月花开，极芬香闻数步，初开白色，数日则变黄，每黄白相间，故名金 银花”。金银花为半常绿缠绕性灌木。茎中空，多分枝，幼枝密生褐色柔毛，叶 对生，卵圆形或椭圆形，全缘；叶及叶柄均具短柔毛。花成对腋生；花短。先端 5 裂；花冠筒状，唇形；初开时白色，后变成金黄色，芳香，外面有柔毛和腺毛， 上唇具4 裂而直立，下唇反转；雄蕊5 枚，和花柱均稍超过花冠。浆果球形，黑 色。花期5 7 月【2 】。金银花用药有着悠久的历史，早在两千多年以前，我们的祖 先对其就有一定的认识。公元五世纪，人们开始用其茎叶入药；名医别录记 述了它有治疗“署热身肿”的功能；明朝李时珍以花蕾入药，在本草纲目中 说它能治“一切风湿气及诸肿毒，疥癣、杨梅诸恶疮，散热解毒”，称其既是“治 风除胀，解痢逐尸”之良药，又为“消肿散毒、治疮之良剂”，医学研究表明金 银花性味甘寒，能清热解毒，用于治疗上呼吸道感染、流行性感冒、急性扁桃腺 炎、急性乳腺炎、大叶性肺炎、细菌性痢疾、急性阑尾炎、痈疖脓肿等病症。据 药理研究，其抑菌作用广泛，对金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、甲型溶血型链 球菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌、结核杆菌、肺炎双球菌均有抑制作用【3 】。 1 1 1 植物资源 1 9 9 5 年的中华人民共和国药典根据临床医疗以及各地不同的金银花种 类，选出忍冬科属植物忍冬l o n i c e r aj a p o n i c at h u n b 、红腺忍冬l o n i c e r a h y p o g l a u e am i q 、山银花l o n i c e r ac o n f u s ad c 或毛花柱忍冬l o n i c e r ad a s y s t y l s r e h d ，的干燥花蕾以及它们初开的花为金银花的原植物，事实上，全国各地所用 者不止于此。全世界忍冬植物约2 0 0 种，我国有9 8 种，广布于全国各地，而以 西南部种类最多，其中可供药用的品种达4 7 种。根据报道【4 ”，在金银花入药生 产中，以山东、河南生产的金银花( 忍冬l j a p o n i c at h u n b 干燥花蕾) 产量最大， 而细毡毛忍冬l o n i c e r as i m i l i sh e m s l 的干燥花蕾是西南地区金银花药材的主流 商品之一，在四川南江、古蔺、重庆酉阳等县大量栽培。金银花化学成分研究主 要集中在忍冬，而细毡毛化学成分研究尚属空白。 1 1 2 活性成分 硕士学位论文第一章文献综述 金银花化学成分研究表明主要活性成分有有机酸、黄酮类化合物、三萜类、 挥发油等 6 ，”。金银花中富含绿原酸( c h l o r o g e n i ca c i d ) ，异绿原酸( i s o c h l o r o g e n i c a c i d ) 和黄酮类化合物，其中绿原酸类物质含量最大。以往认为金银花有效成分 是绿原酸类和黄酮类物质，近来的研究发现，金银花的三萜皂苷及其它一些成分 也有很强的生理活性佯】。 1 有机酸类 黄丽瑛等】从金银花氯仿萃取物分离得到棕榈酸和肉豆蔻酸。娄红祥等 9 1 从 金银花水溶性部分中经乙酰化得到绿原酸四乙酰化物，贾宪生等【l0 】从吊予银花乙 酸乙酯萃取物中亦分得绿原酸。绿原酸是植物在进行有氧呼吸过程经桂皮酸途径 ( c i n n a m i ca c i dp a t h w a y ) 形成的一种苯丙类化合物，可由奎尼酸和咖啡酸缩合而 成，结构如图1 1 ，1 2 。 h 。孙g ： 图卜1 绿原酸( c h l o r o g e n i ca c i d )图l 一2 异绿原酸( i s o c h l o r o g e n i c a c i d ) 研究表明，绿原酸有显著的增加肠胃蠕动和促胃液分泌及、利胆、清除自由基 和抗脂质过氧化等作用；绿原酸的水解产物咖啡酸亦有利胆、升高白血球细胞的 作用；它对各种极性细菌感染疾病及由疗效所致的白细胞减少症有显著疗效】。 2 黄酮苷类 黄酮苷类化合物在金银花中的含量不是很多，但成分较为复杂，有木犀草素、 葡萄糖苷、木犀草素半乳糖苷、金丝糖苷和三甲基黄酮等 1 2 l 。现代医学研究表明： 黄酮类化合物具有降低心肌耗氧量，使冠脉、脑血管流量增加，抗心律、软化血 管、降血糖、血脂等作用，同时它还是一种天然的抗氧化剂，具有清除人体中超 氧离子自由基抗衰老，增加机体免疫力的生理活性作用。 3 三萜类 金银花中含有多种三萜类物质。茅青等【l3 从耿毡毛忍冬正丁醇萃取物中分 离灰毡毛忍冬皂苷甲，灰毡毛忍冬皂苷己和川续断皂苷己。贾宪生等1 1 圳从吊予银 花正丁醇萃取物中分离得到4 个三毡皂苷类成分，其中3 个于灰毡毛忍冬中所含 皂苷相同，b l lj l l 续断皂苷己，灰毡毛忍冬皂苷甲和己，另一个为木通皂苷d 。 4 挥发油 硕士学位论文第一章文献综述 金银花中含的挥发油种类比较多，王国亮等从河南栽培的金银花花蕾中鉴定 出2 7 种挥发油，多为单萜及半倍萜类化合物【1 4 。 1 1 3 药理作用 现代药理学研究表明，植物金银花内含有丰富的木樨草黄素、肌醇、皂甙、 鞣酸等有效成分，因为它们含有大量的还原基团，所以对多数治病细菌具有抑制 作用。具体药理作用如下： 1 抗菌抗病毒作用 】5 】 金银花对多种致病菌均有一定的抑制作用，包括金黄色葡萄球菌、溶血性链 球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌，对肺炎球菌、 脑膜炎双球菌、绿脓杆菌、结核杆菌亦有效。会银花水煎剂在细胞外对柯萨奇病 毒及埃柯病毒有明显的抑制作用。关于金银花抑菌有效成分一般认为是绿原酸类 化合物，但亦有资料显示，除绿原酸外还有其它抑菌成分存在。 2 抗炎及解热作用 金银花具有明显抗炎作用：注射给药时可明显抑制新鲜鸡蛋清、鹿角荣胶等 所致大鼠脚踝水肿，明显抑制巴豆油性肉芽囊大鼠的炎性渗出和炎性增生。于体 外还能抑制人的r - 球蛋白的c u “热变性。 3 刹胆保肝作用 金银花所含多种绿原酸类化合物具有显著的利胆作用，可增进大鼠胆汁分 泌。黄渴毛忍冬总皂苷中。一常春藤皂苷和无患子皂苷b 有显著的保肝作用。” 4 抗氧化作用【1 8 】 利用h 2 0 2 一c t m a b 一鲁米诺发光体系研究证明，余银花水提取物在体外对 h z 0 2 具有直接的清除作用。另外，金银花对烫伤小鼠中性粒细胞释放过氧化氢 有一定程度改善作用。 5 其他作用 1 9 】 曹采萍等研究了金银花的抗生育作用，结果表明，金银花乙醇提取后的煎剂 注射给小鼠、狗、猴等多种动物都显示有抗生育作用。金银花中所含的绿原酸可 以引起大鼠、小鼠中枢神经系统兴奋。另外，金银花还有降血脂、止血等作用。 并且金银花毒副作用比较低。 1 2 吸附分离( a d h e s i v es e p a r a t i o n ) 1 2 1 色谱法( c h r 鲫a t o g r a p h y ) 色谱法的分离原理是，使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不 动的，称为固定相，另一相是携带混合物流过此固定相的流体，称为流动相。当 硕士学位论文第一章文献综述 流动相中所含混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用。由于各组分在性质 和结构上的差异，与固定相发生作用的大小、强弱也有差异，因此在同一推动力 作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后不同的次序从固 定相中流出，达到使混合物分离的作用。色谱法具有较高的分离效能、高检测性 能、分析时间快速的特点，因此是目前应用最广的一种分析方法【2 0 。层析是色谱 法中的一种。柱层析法所根据的工作原理与溶剂萃取法非常一致，从根本上说， 都是凭借于待分离的几种物质在将它们进行分配的两个相之间的溶解度( 或吸附 度) 上的差别来进行的。柱层析就是以吸附度和溶解度为根据的，适用于固液间 进行分配的一种技术。层析最常用的固定相有硅胶( s i 0 2 x h 2 0 ) 和氧化铝 ( a 1 0 r x h 2 0 ) ，这些物质均以粉状或磨细的形式存在。层析用硅胶有两类：表面 多孔型和全多孔型。全多孑l 型按形状又分为球形和非球形，非球形又叫无定形。 非球形硅胶工艺简单，价格比较便宜；球形硅胶机械强度好，颗粒度均匀，是比 较好的色谱填充物。流动相的选择一般有两个原则：一是溶剂强度，二是溶剂的 选择性。溶剂的强度决定溶质的保留时间。溶剂的选择性是基于被分离物质的性 质的。 在柱层析法中将粉末状或磨细的硅胶加入到含有一种有机物的溶液中时，一 部分有机物将会吸附或粘在硅胶细粒上，这些有机物和硅胶的作用力有几种，强 度不一，非极性化合物只用范德华力与硅胶结合，这种力较弱，所以非极性分子 不能结合很牢靠，除非它们的分子量很大。极性化合物所用的相互作用则较为重 要，它们可以形成配位键，氢键，形成盐等，和硅胶紧密结合在一起，因此极性 越强的化合物和硅胶就结合的越牢。可以将想象在它们之间将存在一种动态平 衡。吸附剂不断地从溶液中吸附分子，又不断地向溶液中解吸分子。 在柱层析方法中，将待分离的混合物从玻璃圆柱的顶端导入柱内，柱内填充 着很细的硅胶粉末，随后用一股溶剂流( 移动相) 流经柱子，使吸附剂得到连续 不断的洗涤。混合物中的组分最初吸附在柱子顶部的硅胶颗粒上，不断流经柱子 的溶剂流将物质从硅胶上洗脱下来，并将它们沿着柱子冲下，这些带分离的物质 称为被洗脱物，所用的溶剂称为洗脱液。 当混合物中的组分被分离时，它们开始形成一些移动的谱带，每条谱带含有 一个单一的组分( 希望的) ，如果柱子足够长而且各种其他的参数( 柱直径，吸 附剂，溶剂和流速等) 都选择f 确的话，各种谱带会彼此分开，中间留下纯溶剂 的空白区。当每个谱带从柱底流出时，可将这个谱带在下一个谱带达到之前加以 收集。这样混合物就被分开，并被逐个的收集出来。 层析用硅胶一般以s i 0 2 + h 2 0 表示，系多孔性的硅氧环交链结构，由于其骨 架表面具有很多硅醇基团，能吸着多量水分、此种水分几乎成游离状态存在，因 硕士学位论文第一章文献综述 此当加热至1 0 0 。c 左右能可逆地被除去。硅胶的活性与水分含量有关，含水量高 则吸附力减弱，当游离水含量高达1 7 以上，吸附能力极低，而可作为分配层析 载体。 硅胶吸附层析目前使用比较广泛，能用于非极性化合物，也能用于极性化合 物，适用于芳香油、萜类、滔体、生物碱、强心甙、葸酮类、酸性、酚性化合物、 磷脂类、脂肪酸、氨基酸，以及一系列合成产品如有机金属化合物等【2 ”。 1 2 2 树脂法( r e s i n ) 树脂是一种惰性的高分子聚合物，具有三元网状结构，是不溶于酸、碱、有 机溶剂，对氧、热和化学试剂稳定及机械强度高的有机化合物。树脂在生化物质 的提取、浓缩、纯化、分离、脱赫、转化、中和及脱色等操作单元上有着广泛的 应用。具有高效、设备简单、操作方便、易于自动化、减少三废有利于保护环境 等优点。分离纯化中用的树脂有两大类：一类称为吸附树脂，另一类为离子交换 树脂。顾名思义，吸附树脂的作用机理是以吸附为特征的，而离子交换树脂的作 用机理是以树脂上离子性功能团与溶液中离子间作用力( 库仑力) 为主的。近年 来，在我国，采用树脂分离纯化中药提取液己越来越受到人们的重视，同传统的 水醇法工艺一样，大孔吸附树脂法在中药制剂中也已被用来进行单味中药的提 取、分离或者复方制剂的纯化、制备，树脂法在分离、纯化中药提取液方面已日 益显示其独特的效果f 2 2 , 2 3 。 1 3 制粒( g r a n u i a t i o n ) 1 3 1 概述i “1 制粒是把粉末、熔融液、水溶液等状念的物料经加工制成具有一定形态与大 小粒状物的操作。制粒作为粒子的加工过程，几乎与所有的固体制剂相关。制粒 物可能是最终产品也可能是中间体，制粒操作使颗粒具有某种相应的目的性，以 保证产品质量和生产顺利进行，如在散剂、颗粒剂、胶囊剂中颗粒是产品；制粒 的目的不仅仅是为了改善物料的流动性、飞散性、粘附性、有利于计算准确、保 护生产环境等等，而且必须保证颗粒的形状、大小均匀、外形美观等，而在片剂 生产中颗粒是中间体，不仅改善流动性以减少片剂的重量差异，而且要保证颗粒 的压缩成型性。制粒的方法有多种，制粒的方法不同，即使是同样的处方不仅所 得制粒物的形状、大小、强度不同，而且崩解性、溶解性也不同，从而产生不同 的药效。因此，应根据所需颗粒的特性选择适宜的制粒方法。 制粒的目的：a 改善流动性：一般颗粒状比粉末状粒径大，每个粒子周围可 接触的粒子数目少，因而粘附性、凝集性大幅减弱，从而大大改善颗粒的流动性， 6 硕士学位论文 第一章文献综述 物料虽然是固体，但使其具备与液体一样定量处理的可能；b 防止各成分的离 析：混合物各成分粒度、密度存在差异时容易出现离析现象。混合制粒后，或制 粒后混合可有效的防止离析；c 防止粉尘飞扬及器壁上的粘附：粉末的粉尘飞 扬及粘附性严重，制粒后可防止环境污染与原料的损失，有利于g m p 的管理： d 调整堆密度，改善溶液性能； e 改善片剂生产中压力的均匀传递；f 便于服 用，携带方便，提高商业价值等。 在医药生产中广泛应用的制粒方法有湿法制粒、干法制粒等。 1 3 2 湿法制粒 湿法制粒是在药物粉术中加入粘合剂，靠粘合剂的架桥或粘结作用使粉末聚 结在一起而制备颗粒的方法。挤压制粒、转动制粒、流化制粒和搅拌制粒等属于 湿法制粒。由于湿法制成的颗粒经过表面润湿，其表面改质较好、外形美观、耐 磨性较强、压缩成形好等优点，在医药工业中应用最为广泛。 1 湿法制粒机理 湿法制粒首先是粘合剂中的液体将药物粉粒表面润湿，使粉粒间产生粘着 力，然后在液体架桥与外加机械力的作用下制成一定形状和大小的颗粒的方法。 经干燥后最终以固体桥的形式固结。 当把液体加入粉末中时，液体的加入量不同，液体在粉末颗粒问存在的状态 不同，产生不同的作用力，如图1 3 所示。 窜窜 a 悬摆状b 索带状c 毛细管状d 泥浆状 图1 3 液体在粉粒问的存在状态 a 悬摆状：当液体的加入量很少时，颗粒内空气成连续相，液体成分散相， 粉粒间的作用来自于架桥液体的气液界面张力；b 索带状：适当增加液体量时， 空隙变小，空气成为分散相，液体成为连续相。粉粒间的作用力取决于架桥液的 界面张力与毛细管力：c 毛细管状：当液体量增加刚好充满全部颗粒内部空隙， 而颗粒表面没有润湿液体。此时，毛细管负压和界面张力产生强大的粉粒i b j 的结 合力；d 泥浆状：当液体充满颗粒内部与表面时形成。此时，粉粒问的结合力 消失。靠液体的表面张力来保持形态。一般在颗粒内液体以悬摆状存在时，颗粒 发粘，以索带状存在时得到较好的颗粒。 7 硕士学位论文 第一章文献综述 从上述液体架桥形式过渡到固体架桥，主要还有以下三种形式1 2 5 】： a 部分溶解和固化：将亲水性药物粉末进行制粒时，粉粒间架桥的液体将 接触的表面部分溶解，在干燥过程中部分溶解的物料析出而形成固体架桥。 b 粘合剂的固结：将水不容性药物进行制粒时，加入的粘合剂溶液作为架 桥，靠粘性使粉末聚结成粒。干燥时粘合剂中的溶剂蒸发，残留的粘合剂固结成 固体架桥。 c 药物溶质的析出：为使含量小的药物混合均匀，将某些药物溶解于适宜 液体架桥剂中制粒。在干燥过程中溶质析出而形成固体架桥。 2 湿法制粒方法 2 6 1 主要有以下几种： f t 挤压制粒把药物粉末用适当的粘合剂制备软材之，用强制挤压的方式 使其通过具有一定大小筛孔的孔板或筛网而制粒的方法。挤压制粒粒子形状多为 圆柱状，粒度分布较窄；挤压压力不大，可以制成松软颗粒；制粒过程经过混合、 制软材等，程序多、劳动强度大，不适合大批量生产，尤其是软材质量往往靠熟 练技术工人的经验来控制，可靠性与重现性较差。 b 转动制粒在药物粉末中加入一定量的粘合剂，在转动、摇动、搅拌等 作用下使粉末聚成球形粒子的方法。此法机器损耗大，颗粒密度较大，一般适合 制成小丸。 c 高速搅拌制粒将药物粉末、辅料和粘合剂加入一个容器内，靠高速旋 转的搅拌器的作用迅速完成混合并制成颗粒的方法。和传统挤压制粒相比具有省 工序、操作简单、快速等优点。 d 沸腾干燥制粒详见本章1 5 节 1 3 3 干法制粒 干法制粒是把药物粉末直接压缩成较大片剂或片状物后，重新粉碎成所需大 小的颗粒的方法。该法不加任何液体，靠压缩力的作用使粒子间产生结合力。 干法制粒常用于热敏性物料，遇水易分解的药物以及容易压缩成形的药物的 制粒，方法简单、省工省时。但采用干法制粒时，应注意由于压缩引起的晶形转 变及活性降低等。 1 3 4 液相中晶析制粒法 使药物在液相中析出结晶的同时借液体架桥剂和搅拌的作用聚结成球形颗 粒的方法。该法省工省料省能，制备的球形颗粒具有很好的流动性，接近于自由 流动的粉体性质，应用前景广阔，有待于进一步的研究。 1 4 颗粒剂( g r a n u i e ) 2 7 1 硕士学位论文第一章文献综述 中药颗粒剂是近些年中药饮片改革的一个产物。几千年来，中药的服药方法 以汤剂为主，汤剂的基础是中药饮片。但随着西方药物的进入，众多制剂的出现， 中药材饮片越来越暴露出它的弱点和不足，颗粒剂就是在此情况下发展起来的。 因此中药颗粒剂是中药饮片加工炮制工艺及剂型改革研究的进展，是依据中医药 理论和临床应用需要，而对中药材及中药材饮片进行特殊加工的一种便于携带和 服用的疗效显著提高的新剂型。目前主要分为以下两种：一类是“中药颗粒型饮 片”，或称中药“镜片颗粒粉剂“煮散”。即将中药材净选除杂后干燥，由过 去的切制规格现粉碎成一定粒度的颗粒或粗末，经干燥灭菌，然后用滤纸按不同 规格包装，供临床调配入药。第二类为“浓缩颗粒剂”或称“浓缩颗粒料”、“浸 膏颗粒剂”。例如“单味中药浓缩颗粒剂”，即由原动、植物药材经炮制加工成饮 片，经现代工业提取、浓缩、干燥、制粒而成。每味颗粒剂，作为传统饮片的替 代品，供临床配伍使用。 1 4 1 中药颗粒剂的制作工艺 中药颗粒型饮片的生产工艺，主要是根据各类药材的特性来确定的。各类药 材及各种方法的生产工艺通则为：选料一去杂一切片一炮制一制粒一烘干( 干燥 灭菌) 一分装一检验一包装。 中药浓缩颗粒剂的制作工艺通则为：选料一去杂一工业提取一浓缩一干燥一 制粒。由于浓缩颗粒已经没有了原药材性状特征，难以从显微组织和细胞特征鉴 别之，故而在选取药材方面是其关键所在，要严格按照药典标准确定药村品种。 对有效成分或指标成分明确的药材均要进行专属性强的鉴别和含量测定，以便确 保药材质量。另外一个关键就是提取浓缩的问题，提取要根据每类药材品种的性 质选取不同的溶剂，保证有效成分的最高溶出率。日本对中药浓缩颗粒的工艺研 究报道较多，早期使用湿式制粒法，但这种方法有在颗粒中残存溶媒，易变色、 稳定性差的缺点，故后来采用将赋形剂加入浸膏粉中，充分泥匀后压制成形，干 燥、整粒的干式制粒法1 2 8 】。 1 4 2 优点及其发展前景 颗粒型饮片的主要优点是：a 保持了原有中药汤剂的特色，有中药传统饮片 的整体功效；b 应用方便，不易发霉、虫蛀、泛油、贮存时间长，煎煮时间比传 统饮片有所缩短，且可用沸水浸泡后服用；c 有效成分溶出率高；d 有利于工业 化生产，用量准确；e 卫生、清洁、无杂质。但是颗粒饮片的不足之处在于：由 于药材是颗粒状或粉末状，挥发性成分易损失：药材单凭性状难以鉴别：含淀粉、 粘液质多的药材煎煮时易糊化，药液混浊，过滤困难。 浓缩颗粒剂的主要优点是：a 在满足人们对药物的“三小”、“三效”、“五方 便的基本要求方面，有明显的接近：b 有效成分浓度高，溶解迅速，起效快， 硕士学位论文第一章文献综述 亦可使用于急诊患者；c 免煎易服，有利于适应中医医疗市场的开拓；d 生产 自动化，条件恒定，有利于中药走向国际市场。 随着制剂质量的要求和提高，中药颗粒剂也在不断发展，制粒新设备的引入， 制备无论从提取工艺、成型工艺都有了很大的发展。如挥发油的保存利用了包合 技术，制颗工艺运用流化制粒技术，喷雾干燥干粉制粒技术等工艺趋于现代化。 但不管使用何种高新技术或哪种类型的颗粒剂，总的研究发展趋势要以中医药理 论为指导，这才是其发展的根本。 1 5 沸腾干燥制粒( f d iz e d - b e ds p r a yg r a n u ia t i o n ) _ “ 1 5 1 定义及机理 沸腾干燥制粒即流化床喷雾制粒，由于在一台设备内可完成混合、制粒、干 燥过程，又称一步制粒。其机理是根据喷雾干燥和流化床于燥原理，把辅料或药 物粉末装入容器中，从床层下部通过筛板吹入适宜温度的气流，使物料在流化状 态下混合均匀，然后开始均匀喷入粘合剂液体，粉术开始聚结成粒，经过反复的 喷雾和干燥，当颗粒的性质及大小符合要求时停止喷料，形成的颗粒继续在床层 内送热风干燥，出料送至下一步工序。 成粒机理：在喷雾液滴的作用下，流化床中被润湿的相邻粉体相互碰撞，在 粉体问形成交连架桥，由于表面张力和负压引力的作用使润湿的相邻粉体结合在 一起，随着干燥过程的进行，溶剂从粘合液中逐步被蒸发，粉粒间的液体交连架 桥逐渐凝聚为固体架桥，从而将许多粉粒结合在一起形成更大的颗粒( 如图1 - 4 所示) 。 l l 。 l 1 一：鼍：，。一一趋。一s 、 各种液体通过沸腾制粒得到的颗粒形态各异的根本原因是液滴内部存在着 气泡。而产生气泡的原因，过去通常认为是用1 0 0 。c 以上的热空气加热，使水沸 腾而产生的水蒸汽气泡。韦海( v e r h e y ) 根据一个实验，对这种水蒸汽气泡学说提 硕十学位论文第一章文献综述 出了疑问，将原液加热到1 2 7 ，在喷雾干燥器的周壁喷出蒸汽，以抑制喷雾后 水分立即蒸发。此时，尽管液滴处于易产生水蒸汽气泡的温度，但最终制得的干 燥颗粒为实心，密度很高。韦海由此推钡4 气泡不是水蒸汽气泡而是在喷雾过程中 将热空气的微小气泡带入液滴内部而产生的。后来，凯恩( g r i n g ) 用小型喷雾筒做 实验，取得数据后认为喷雾后的瞬间，液滴内就溶解了饱和量的空气，之后在与 热空气接触进行干燥的最初阶段，表面液体迅速蒸发，微滴温度停留在接触热空 气的湿球温度水平。随着含水率的降低，溶质浓度升高，空气溶解度随之降低。 此外，由于溶质浓度升高，使微滴内溶解空气的扩张系数比水分扩张系数减少更 显著，这两种现象的效果都会产生气泡。进入降速干燥后，出于微滴温度上升， 使空气溶解度降低，更加速了气泡的产生1 3 k 3 2 。 1 5 2 特点 沸腾干燥制粒的一个最显著特征是就是具有喷雾干燥和流化干燥的共同特 点，其主要优点有： 1 简化操作 物料的混合，制粒、干燥在一台机器内完成，简化了生产工序，减轻劳动强 度；一步制粒自动化程度高，操作可以按工艺要求设计的参数进行生产，生产重 现性好。 2 ，硬件减少 一台设备代替了混合机、制粒机、干燥机，减少了占地面积。 3 提高生产效率 缩短了生产周期、提高产量、节约能源，生产效率较高。 4 符合g i c p 要求 从原辅料投料到制成的颗粒出料的整个过程都在密闭状态下操作，可以有效 的避免细粉飞扬，避免交叉污染，保证了生产环境符合酬p 要求。 5 适用范围更广 适用于各类浸膏或中药干膏粉的制粒，可以直接喷入液体浸膏，也可以往干 膏粉中喷入水性粘合剂，避免使用易燃易爆的有机溶媒，从而降低成本。制粒与 干燥温度较低，非常适用于对热不稳定药物的生产。 6 中阳】产品质量提高 制成的颗粒均匀，松实适宜，粒度大小分布较窄，外形圆整，流动性好，颗 粒间色差小，可以制备所要求的颗粒。 其缺点主要是：动力消耗较大，热利用率低。 沸腾干燥制粒技术由于具有工艺简单，设备小型化，生产强度大等优点，在 医药、食品和化学工业中得到广泛应用。但人们对沸腾制粒的了解更多的还只停 硕十学位论文第一章文献综述 留在经验层次上。在流化造粒的理论和实验研究方面，人们一般侧重于研究生长 动力学和生长机理，把沸腾制粒器当作黑箱处理，研究者采用的操作方式和设备 不同，对造粒过程提出的假设不同，其数学模型都有一定的局限性3 1 】。 1 6 本课题研究内容及意义 1 6 1 研究意义 中药是中华民族的瑰宝，在中国已有几千年的历史，中药具有毒副作用小等 西药无法比拟的巨大优势，但是自古以来，中药剂型单一，汤膏丸丹散是其主要 形式，缺点明显，不易定量服用，大大落后于现代药剂学的发展。 金银花是我国宝贵中药资源的一种，具有清热解毒，凉散风热的功用。作为 中药新剂型的开发，金银花颗粒剂成为近来开发的重点。中药颗粒剂就是在中药 饮片加工炮制工艺及剂型改革研究的进展，依据中医药理论和临床应用需要，而 对中药材及中药材饮片进行特殊加工的一种便于携带和服用的疗效显著提高的 新剂型。由于金银花浸膏含糖量较高，不易干燥，用常规方法制粒粘度大，溶出 效果不好，而且工序复杂。本实验中利用现代制剂技术沸腾干燥制粒技术来 丌发金银花颗粒剂，由金银花提取液直接制取金银花颗粒，具有省时，省工等优 点，所制颗粒均匀，稳定，方便携带，可作为药品和中药保健品服用，具有良好 的科学性和应用价值，并且通过本实验研究喷雾制粒制取中药颗粒剂技术，为中 药新剂型的开发做出贡献。 1 6 2 本课题研究内容 i 金银花活性成分提取纯化工艺研究 i i 金银花颗粒剂制剂工艺条件研究 i i i 沸腾造粒机机理研究 i v 金银花颗粒剂质量标准研究 硕士学位论文第二章金银花活性成分提取l 艺研究 第二章金银花活性成分提取工艺研究 提取是制备中药制剂的重要环节，关系到制剂的疗效。金银花中所含化学成 分有绿原酸、异绿原酸、黄酮化合物及挥发油等，如何提高金银花提取液中活性 成分的含量及最终得率也是本课题的研究内容之一，提取工艺就是根据其成分不 同性质特点，结合文献资料所报道方法，经分析、实验而设计的，有很高的科学 性。 2 1 实验材料 2 1 1 药品与化学试剂 提取工艺中所需要的主要药剂如表2 - 1 表2 1 实验试剂一览表 实验试剂名称生产厂家 金银花 无水乙醇( 分析纯) 绿原酸标样( 9 7 ，编号0 7 3 5 2 0 0 11 1 ) 芦丁标样( 9 9 5 ，批号f 2 0 0 0 0 8 0 1 ) 纤维素酶( 活力 一1 5 0 0 0 u g ，批号f 2 0 0 1 0 5 1 0 ) 果糖( 分析纯，批号f 2 0 0 0 0 7 2 1 ) 葡萄糖( 分析纯) 蒽酮( 分析纯) 浓硫酸( 分析纯) 乙酸( 分析纯) 氢氧化钠( 分析纯) 亚硝酸钠( 分析纯) 硝酸铝( 分析纯) 湖南隆回县小沙江 安徽特酒总厂 中国药品生物制品检验所 中国医药集团上海化学试剂公司 中国医药集团上海化学试剂公司 中国医药集团上海化学试剂公司 湖南湘中化学试剂开发中心 中国五联化工厂 株洲石英化玻公司试剂厂 湖南师大化学试剂厂 天津市化学试剂j 。 广州化学试剂厂 上海化学试剂总厂 2 1 2 主要实验仪器 提取工艺中所需要的主要实验设备仪器如表2 2 硕士学位论文第二章金银花活性成分提取丁艺研究 表2 - 2 实验仪器一览表 实验仪器名称生产厂家 7 2 2 光栅分光光度计 7 5 6 c r t 型紫外可见分光光度计 旋转蒸发器 a r 3 1 3 0 电子天平 恒温水浴锅 电热鼓风干燥箱 高速万能粉碎机 自动纯水蒸馏器 高分子烧结微孔过滤器 h p l1 0 0 高效液相色谱仪 上海分析仪器厂 上海分析仪器厂 上海申生科技有限公司 o h a u sc o p rf l o r h a m 。n j ，u s a 余姚新波仪表公司 上海市实验仪器总厂 天津泰斯特仪器厂 上海申生科技有限公司 上海医药工业研究院 美国惠普公司 2 2 实验流程 整个提取实验的过程大致如图2 一行示 干燥一粉碎一提取一过滤一浓缩一含量测定 2 3 实验步骤 图2 - 1 提取实验工艺流程图 干燥： 购来的金银花比较潮湿，含有一定的水分，由于粉碎的需要，首先将金银花 放在电热鼓风干燥箱中干燥若干小时除去水分，等到金银花恒重的时候就可以取 出。考虑到其中有效成分绿原酸的稳定性，干燥温度控制在4 5 c 左右。 粉碎： 用高速万能粉碎机粉碎成细小的、均匀的颗粒。颗粒的大小要适中，以方便 后面的提取与过滤，颗粒太大，提取会不完全，颗粒太小，不方便过滤。 提取： 考虑到后续步骤的要求，以金银花主要化学成分为考察目标，通过对金银花 硕士学位论文 第二章金银花活性成分提取 ：艺研究 不同提取工艺的比较来了解主要成分在提取物中的含量及提取物总收率，以确定 金银花的优化提取工艺【3 3 1 。 a 水提法：将金银花置囫底烧瓶中，加水8 倍量，8 0 。c 下加热回流1 h ，共3 次， 合并滤液，过滤浓缩，备用。 b 水提醇提法：按水提法提取金银花并浓缩至约l o o m l 液体时，加入乙醇使浓 缩液中的乙醇的含量达到8 0 ，再过滤浓缩，备用。 c 酶解水提法：将金银花置圆底烧瓶中，加水8 倍量以及o 5 的纤维素，4 0 下酶解2 h ，然后升温到8 0 。c 回流浸提，共3 次，每次l h ，合并滤液，过 滤浓缩，备用。 过滤： 实验采用高分子烧结微孔过滤器过滤，滤液在压力泵的作用下通过过滤器， 过滤容量大，以便对大规模的生产提供参考。 浓缩： 过滤后的金银花提取液用旋转蒸发器浓缩。真空度控制在o 0 9 m p a 左右， 温度在5 0 - 6 0 + 2 之间，去除水分，至金银花提取液浓缩为粘稠状。 2 4 含量测定 2 4 1总糖标准曲线的绘制 称取葡萄糖5 0 0 r a g 溶于5 0 m l 容量瓶，得1 0 m g m l 的标准溶液，分别取1 、 2 、3 、4 、5 m l 定溶于5 0 m l 的容量瓶中，配成0 2 m g m l 、o 4 m g m l 、0 6 m g m l 、 o 8 m g m l 、1 o m g m l 的溶液。取3 0 m l 水，7 6 m l 的浓硫酸，混合制得7 0 的硫酸 溶液。称量1 5 0 m g 蒽酮溶于其中，得到葸酮试剂f 3 ”。用加样枪量取0 1 m l 葡萄 糖溶液于试管中，加入7 m l 冷蒽酮试剂，沸水加热1 5 r a i n ，显色稳定后用7 2 2 光 栅分光光度计在6 2 0 h m 下测吸光度，所得数据见表2 3 。 表2 - 3 总糖标准曲线的测定 依表2 - 3 数据绘制图形如图2 - 2 硕士学位论文第二章金银花活性成分提取一l ：艺研究 02a d6 d 1 3 1d 葡蕾着浓度( r a g a 1 1 ) 图2 - 2 总糖标准曲线 依据此标准曲线可得回归方程： y = 一0 0 1 3 3