基于纳滤传质模型探索有机溶液对麻黄碱的强化分离效应

该文基于纳滤传质模型探索有机溶液对麻黄碱的强化分离效应规律,以麻黄碱为目标成分,采用Box-Behnken中心组和设计建立数学模型,筛选乙醇浓度与溶液pH对纳滤截留的敏感区域,进而基于纳滤传质数学模型,拟合传质系数与有机溶剂浓度的相关性。实验结果表明,截留相对分子质量450,pH 6. 0,乙醇浓度由20%升高至40%,传质系数呈下降趋势,麻黄碱出现强化截留分离行为,在相同条件下,溶剂更换成甲醇和乙腈,也产生相似的强化截留分离效应,3种常见有机溶剂的浓度与强化效应呈正相关,表现为乙腈>乙醇>甲醇。以麻黄碱为例探索有机溶液环境下的纳滤分离机制研究,为中药生物碱类成分的常温化纳滤分离提供理论支撑。     

基于道南效应和溶解-扩散效应分析低浓度乙醇中绿原酸的纳滤分离规律

该文采用纳滤分离低浓度乙醇中绿原酸,探索道南效应和溶解-扩散效应对绿原酸分离的影响规律。实验表明溶液pH、乙醇浓度影响绿原酸分离行为,30%乙醇中绿原酸pH 3~7,截留率相差70.27%,通过响应面法建立二次回归模型,纳滤膜截留相对分子质量、溶液pH、乙醇浓度存在交互作用,绿原酸存在状态决定了其分离行为,随着乙醇浓度的增加,游离态绿原酸因溶解-扩散效应易吸附溶解在膜表面而促进其透过,解离态绿原酸在道南效应和溶解-扩散效应的双重作用下,难以进入膜表面,而截留率显著升高。优选出的纳滤富集工艺相较于传统减压浓缩优势明显,解决了中药分离精制过程中,低浓度有机试剂环境中中药成分在溶剂回收时存在效率低下、成分损失严重的技术难题。     

基于传质数学模型研究丹参-枳实复方中成分存在状态与纳滤分离机制

目的基于传质数学模型,探索丹参-枳实复方中成分存在状态与纳滤分离机制。方法以原儿茶醛、迷迭香酸、丹酚酸B、辛弗林为指标,进行单体成分溶液及丹参-枳实复方溶液纳滤分离,收集膜通量与指标成分截留率,基于传质模型中传质系数与溶质浓度的幂值相关性,以单一成分为参照,拟合复方溶液中成分存在状态,探讨纳滤分离机制。结果分离压力与膜通量呈正性相关,指标成分在单体溶液和复方溶液中传质系数与浓度幂值相关性高,回归系数均大于0.98,纳滤传质模型成立。通过单一成分传质特征构建复方溶液中成分状态解析模式,丹参-枳实复方溶液中指标成分以复合态存在的比例为原儿茶醛26.17%、迷迭香酸79.87%、丹酚酸B89.15%,辛弗林96.92%。结论构建了复方溶液的成分存在状态解析模式,阐明了丹参-枳实复方提取液纳滤分离机制,为中药成分分离精制提供技术支撑。     

有机溶液环境中阿魏酸的纳滤“强化”分离行为研究

目的研究有机溶液环境中阿魏酸的纳滤"强化"分离行为。方法以阿魏酸为指标,采用Box-Behnken中心组合设计建立数学模型,考察截留相对分子质量、乙醇体积分数、溶液pH值对阿魏酸纳滤截留的影响,筛选乙醇体积分数与溶液pH敏感区域;采用纳滤传质数学模型拟合传质系数与有机溶剂浓度的相关性,分析有机溶剂对阿魏酸纳滤"强化"分离规律。结果截留相对分子质量450纳滤膜,pH 8.0,乙醇体积分数由20%升高至40%,传质系数呈下降趋势,阿魏酸出现"强化"截留分离行为,在相同条件下,溶剂更换成甲醇和乙腈,也产生相同的"强化"截留分离效应,3种常见有机溶剂的体积分数与"强化"效应呈正相关,表现为乙醇≈甲醇乙腈。结论纳滤"强化"分离效应与有机溶剂的种类和体积分数相关,以阿魏酸为例探索有机溶液环境下的纳滤分离机制,为有机溶剂环境下中药中酚酸类成分的常温化富集提供理论支撑。     

基于调节解离状态的丹参酚酸纳滤分离机制

目的通过调节成分解离状态,研究丹参酚酸的纳滤分离机制。方法以原儿茶醛、迷迭香酸、丹酚酸B截留率为指标,酸碱滴定法计算三者p Ka。改变溶液酸碱度,调节游离-解离比例和溶质浓度,考察成分解离状态、浓度与纳滤分离行为的相关性。结果原儿茶醛、迷迭香酸、丹酚酸B的p Ka分别为7.56、4.01、2.77,当溶液pH为1.8时,三者均以游离态分子存在,纳滤分离以分子筛分为主;随着pH升高,溶质逐步解离,呈现出以Donnan效应为主的纳滤分离机制。同时,受溶解-扩散效应影响,降低溶质浓度可提高其截留率。结论丹参酚酸的纳滤分离机制是由分子筛分、Donnan效应等多种作用综合的结果,在明确溶质解离状态的前提下,将有助于提升纳滤技术在中药产业中的应用。     

纳滤技术在中药制药行业应用中的研究进展

随着膜分离技术优势在中药行业应用中日益凸显,本文针对其中的纳滤技术在中药成分分离中的特点及存在问题展开综述。通过查阅相关文献,归纳了纳滤在多糖、黄酮、生物碱等中药活性成分提取浓缩以及中药制剂除杂方面的应用进展,讨论了其所存在的不足以及改进措施。     

多指标评价有机相中纳滤分离丹酚酸B的适用性

目的探索纳滤技术分离有机相中丹酚酸B的适用性。方法以截留率、传质系数、膜通量、膜耐用性和完整性为指标,综合评价大孔树脂洗脱制备的有机相中纳滤分离丹酚酸B的适用性。结果丹酚酸B截留率随着膜截留相对分子质量增加而下降;随着溶液中乙醇比例增加,膜通量衰减明显且丹酚酸B传质系数下降。通过膜耐用性和完整性评价发现,随着分离时间的增加,NFG纳滤膜的截留性能稳定;在膜污染、添加剂溶解脱落等多种效应下,膜通量出现先下降进而升高并维持稳定的现象,同时膜分离层荷电特征稳定,但有效分离孔径增加。结论 NFG纳滤膜可以满足低浓度乙醇溶液中丹酚酸B的精制分离,具有较好的适用性。以丹酚酸B原料精制为例综合分析有机相中纳滤分离的适用性,为有机相中酚酸类成分的精制富集提供理论和技术支撑。     

基于临界分离效应的复杂溶液环境中丹酚酸B、苦参碱纳滤分离规律

目的基于临界分离效应探索复杂溶液环境中丹酚酸B、苦参碱纳滤分离规律。方法通过Box?Behnken响应面法构建纳滤分离数学模型,分析乙醇体积分数、膜孔径、溶液pH对2种成分分离情况的影响。结果膜孔径、溶液pH对各成分分离情况的影响分别符合孔径筛分、电荷效应分离原理,而乙醇体积分数对其呈现出差异,其中苦参碱相对较敏感。乙醇可改变纳滤膜界面组成和有效过滤孔径,苦参碱?丹酚酸B复合物难以接近界面层,需要增大纳滤孔径才可出现临界分离效应。结论本研究改变了溶液环境,调控了限域环境下的有效过滤孔径,可为复杂溶液环境中丹酚酸B、苦参碱的策略性分离提供依据。     

中药枳实中辛弗林存在状态与其纳滤传质过程的相关性

该文基于纳滤分离中的溶解-扩散效应和电荷效应理论,拟合传质系数与初始浓度的相关性,构建预测辛弗林传质过程中的数学模型,并验证其适用性。实验结果表明,操作压力与膜通量存在线性关系,随着辛弗林浓度升高膜通量出现衰减。在溶解-扩散效应和电荷效应的双重作用下,其传质系数与初始浓度呈现幂函数相关,回归系数均大于0.9,发现解离状态下的辛弗林传质系数小于游离态及解离-游离共存态。建立的纳滤传质预测数学模型,通过枳实提取液验证发现辛弗林截留率与实验值接近,该模型实用可行。以辛弗林为例建立的纳滤分离预测模型,解决了中药生物碱类成分纳滤分离机制不清晰的问题,为中药生物碱类成分的常温化精制富集提供理论和技术支撑。     

超声辅助膜组合技术探索绞股蓝总皂苷部位的分离机制与精制模式

目的基于超声与膜分离技术,探索绞股蓝Gynostemma pentaphyllum总皂苷的分离机制与精制模式。方法以总蛋白、多糖、绞股蓝总皂苷、绞股蓝皂苷A、芦丁为指标进行综合评价,微滤-纳滤联用预处理去除大分子并浓缩药液,采用Box-Behnken中心组合设计,明确膜孔径、超声功率、pH值对皂苷及黄酮类成分超滤分离行为的差异性,探讨分离机制,设定分离目标,构建绞股蓝总皂苷部位的精制模式。结果微滤和纳滤组合预处理水提取液,可大幅度去除多糖和蛋白,提高浓缩液中总皂苷浓度;超声功率可以调控绞股蓝皂苷胶束状态,溶液碱化,促进包裹或嵌合在胶束中的芦丁溶出,构建了超声辅助超滤的绞股蓝总皂苷精制模式,皂苷类成分总转移率79.7%,其他考察成分均低于6%。结论成分存在状态与分离行为直接相关,以溶液环境和超声辅助调控皂苷缔合状态,构建精制模式,为中药皂苷类成分的常温化精制提供技术支撑。     

分子蒸馏技术在中药油精制及其有效成分富集中的案例研究

分子蒸馏技术是一种新型高效的液-液分离技术,同时也是精制和保护中药有效成分的一种有效途径,特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物的分离和纯化。本文总结了近年来中山大学关于中药油精制的分子蒸馏技术研究,并提供了3个案例:米糠油中植物甾醇的制备研究、广藿香油有效成分的分离纯化以及肉桂油中反式肉桂醛的富集,通过这些典型案例分析,作者探讨了分子蒸馏技术在中药油精制中的应用优势及在中药质量控制中的地位。     

组分结构理论指导下创新中药制剂的拓展与外延

中药制剂学是研究原料制成适宜剂型以供临床应用的科学,其研究范围与传统的化学制剂药物存在显著差别。中药由于成分复杂多样,成分性质不明确、不统一,其制剂前处理过程是影响中药制剂成药性及药物安全有效性的关键因素。中药制剂的内涵是一个巨大的系统工程,不仅应包括传统上的剂型设计过程,还包含物质基础组分结构优化过程;组分提取、分离、精制纯化过程;中药组分性质表征过程;以及为了选择适宜剂型以在最大程度上发挥药效和对制剂进行评价所进行的药物药理毒理等研究过程。因此,该文根据现代创新中药制剂的要求,基于中药的整体和系统性,重点阐述现代中药制剂的拓展性和外延性特点,包括基于组分结构理论探究中药作用的物质基础、组分的分离精制纯化、组分结构优化与网络药理与调控、代表性组分生物药剂学性质,并以此为依据构建多单元释药系统以及中药多维结构过程动态质量控制技术体系。该文科学阐述现代创新中药制剂的科学内涵和系统性,为研发现代创新中药制剂提供思路和方法。     

集成膜技术在中药制药工业中的应用研究进展

传统中药提取、分离技术步骤复杂、能耗高、污染大,已成为中药工业生产面临的主要问题。膜分离技术因具有无需有机溶剂、分离效率高、操作温度低、适用范围广等优点,符合制药行业绿色环保和智能制造的理念,近年来在中药领域得到了推广应用。笔者对膜技术的分类,特点及原理进行介绍,对膜分离技术在中药有效成分提取分离中的应用进行综述,对膜分离技术存在的问题进行分析,并对其发展前景进行展望。     

氧化石墨烯基纳滤膜对5种小分子生物碱的透过行为研究

目的 研究水溶性、相对分子质量小的生物碱透过氧化石墨烯基纳滤膜的规律,为氧化石墨烯基纳滤膜应用于中药水提液药效成分分离提供依据。方法 以盐酸小檗碱为模板分子,研究膜材料中氧化石墨烯含量、碳纳米管含量对分离性能的影响;进而以5种生物碱小分子——硫酸长春碱、盐酸巴马汀、盐酸小檗碱、苦参碱、槐果碱为考察对象,考察不同相对分子质量对膜截留率和通量的影响,探究氧化石墨烯基纳滤膜对小分子的选择性透过规律。结果 随着氧化石墨烯用量增加,氧化石墨烯膜对盐酸小檗碱的截留率增加,膜通量随之降低;随着碳纳米管含量的增加,膜对盐酸小檗碱的截留率降低,膜通量随之升高。当生物碱相对分子质量由246.35增加至371.82时,对应的膜截留率由64.75%增加至97.29%,但继续增加相对分子质量至909.05后,膜截留率不再有显著变化。结论 氧化石墨烯基纳滤膜对相对分子质量为300左右的生物碱分子具有理想的分离效果,有望实现该类小分子的高效分离。     

紫苏叶中咖啡酸存在状态与其纳滤传质过程的相关性

目的 研究紫苏Perilla frutescens叶中咖啡酸存在状态与其纳滤传质过程的相关性。方法 以紫苏叶中的咖啡酸为研究对象,改变溶液酸碱度调节咖啡酸游离-解离比例,收集不同存在状态下相应初始浓度和操作压力产生的截留率及其膜通量,基于纳滤分离中的溶解-扩散效应和电荷效应理论,构建截留率与传质系数线性方程,拟合传质系数与初始浓度的相关性,并建立基于操作压力和浓度预测咖啡酸截留率的数学模型,通过紫苏叶水提液验证其适用性。结果 操作压力与膜通量存在线性关系,在电荷效应和溶解-扩散效应的双重作用下,咖啡酸传质系数与初始浓度呈正相关,解离状态下的咖啡酸传质系数小于游离态及解离-游离共存态,同时,在传质系数与初始浓度呈幂函数相关的基础上,建立的纳滤传质数学模型预测的紫苏提取液中咖啡酸截留率与实验值接近。结论 咖啡酸传质系数与存在状态和初始浓度相关,以咖啡酸为例建立的纳滤分离预测模型预测效果好,为热敏性中药成分的纳滤分离提供理论支撑。     

黄连解毒汤全方和不同极性部位的活性筛选

目的:研究比较黄连解毒汤全方水提液体系、水提液体系经有机溶剂梯度萃取后不同极性部位中指标性成分的变化,通过药效学筛选,探讨黄连解毒汤改善脑缺血、益智作用的有效部位及其化学组成,为该方的精制分离提供实验依据。方法:黄连解毒汤全方经水煎煮得水提液(部位Ⅰ),水提液浓缩后以石油醚、乙酸乙酯和水饱和正丁醇梯度萃取,得到石油醚萃取物(部位Ⅱ)、乙酸乙酯萃取物(部位Ⅲ)、水饱和正丁醇萃取物(部位Ⅳ)、残留水层上清液(部位Ⅴ)、残留水层沉淀(部位Ⅵ),以栀子苷、黄芩苷、巴马汀、小檗碱、黄芩素和汉黄芩素6种成分为对照,应用RP-HPLC确定各萃取物中6种指标性成分的含量;选用鼠源肾上腺髓质嗜铬细胞瘤PC-12细胞活性跟踪筛选,MTT法测定黄连解毒汤及各萃取部位对低糖DMEM和氯化钴诱导的PC-12细胞缺糖缺氧损伤的影响。结果:部位Ⅴ中各指标性成分含量较高,且6种指标性成分的比例与部位Ⅰ相似;部位Ⅰ,Ⅴ对PC-12细胞的缺糖缺氧损伤保护作用明显。结论:部位Ⅴ为黄连解毒汤改善脑缺血、益智作用的有效部位。