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【關鍵詞】生物;技術
中醫藥學是我國在自然科學領域最有特色的學科之一,中藥現代化就是將傳統中醫藥的優勢和特色與現代科學技術相結合,把中藥推向國際化。生物技術作為一種綜合了生命科學與多種現代科學理論與研究手段的高技術,在現代中藥生產中有產廣泛的應用。
1.中藥材資源可持續利用技術
生產具有國際競爭力的現代中藥,其前提是有高質量的中藥原料。現代中藥必須嚴格保證所用的藥材原料無污染,農藥殘留和重金屬含量在十分安全的范圍內,藥效物質基礎的含量穩定、可靠并有嚴格的質量標準。我國中藥資源達1.2萬余種,這些中藥材中部分涉及到珍稀瀕危物種,因此對珍稀瀕危中藥材的挽救、保護與合理利用迫在眉睫。遷移珍稀瀕危動、植物至飼養地和植物園是保存物種的重要方法,建立相應的基因庫用于保存動植物的基因,考察物種的變異具有重要意義。
就中藥材栽培而言,GAP的實施已成為業內共識。基因技術在這方面正在逐漸發揮重要作用,如中藥材優良品種選育、道地性藥材遺傳特征分析、抗性基因的轉基因藥用植物等。
應用RAPD技術對南北蒼術間的差異進行了分析,認為蒼術的道地性是在遺傳和生態兩因素長期復雜作用下形成的遺傳和化學成分有穩定差異的居群;李萍等將5sRNA基因間區序列的變異用于對金銀花藥材道地性的分析。有報道用轉基因植物可生產外源基因編碼的產物(如a栝蔞素、干擾素等),隨著表達效率的提高和受體植物范圍的不斷擴大,將有可能在傳統中藥材中加入有用的新遺傳特性,增加植物的抗病能力等,這將為中藥材的綠色栽培奠定良好的基礎。
2.細胞工程技術
作為中藥和天然藥物發揮藥效活性的物質基礎,天然活性成分往往含量很低,而天然野生資源隨著藥物的開發利用儲存量不斷下降,其原料來源能否滿足批量化生產的需求,是所有天然創新藥物開發所面臨的重大難題,也是高水平中藥能否廣泛應用并走向世界的瓶頸。因此,針對特定有效成分或組分生產的中藥人工資源開發生產技術引起了研究者的極大關注。為合理利用其資源,可利用生物技術的方法和手段進行一些珍稀瀕危品種的快速繁殖,研究其在自然或人工控制條件下個體更新的速率及規律等,如石斛試管苗的快速繁殖。
發酵工程利用生物細胞在人工條件下的快速增殖與次生代謝產物的產生,為人工資源的生產提供了技術平臺。目前,以冬蟲夏草菌發酵生產的菌絲體及產物已形成產業化規模,并有相應的下游產品暢銷。
以微生物、植物、動物細胞為反應器,進行天然活性物質的生產和加工,也已引起研究者的極大興趣,以此推動的天然產物的生物轉化和生物合成研究與開發,在國內中藥研究和開發中的作用正為更多的研究和生產部門所重視。許建峰等利用高山紅景天培養細胞生物轉化外源酪醇生產紅景天苷。紫杉醇作為一種作用機理獨特的天然抗癌藥物,自發現以來受到了人們的廣泛重視,但其在植物紅豆杉中的含量極低,而紅豆杉生長緩慢,資源匱乏,因此嚴重限制了紫杉醇的進一步開發應用。為此,近年來各國科學家在尋找及擴大紫杉醇的藥源途徑上進行了大量的工作。甘煩遠等對紫杉醇的研究進行了綜述,通過兩篇綜述所反映出的研究內容可以看出為解決紫杉醇的資源問題。全世界的科學家分別從篩選高產紅豆杉栽培品種、微生物生物合成、化學合成、生物合成途徑探索、生物合成關鍵酶的發現及其基因表達等多途徑進行資源研究,而這些研究中生物合成與生物轉化技術起著極為重要的作用。
3.酶工程
就療效確切的單一天然活性成分而言,能夠通過工業化生產獲得天然結構復雜的單一產物是人們追求的目標,但天然化合物結構復雜,常有多個不對稱碳原子,合成難度較大或合成條件苛刻;而酶工程為這類成分的獲得提供了新的途徑。如金東史等利用酶轉化方法將人參中的主要皂苷成分轉化成含量只有十萬分之幾的人參皂苷Rh2,并達到了月產30kg的生產規模。
4.生物技術在中藥品質評價中的應用
中藥材是中藥研究開發的基礎,基礎的質量標準無法控制,以后的研究和開發均屬無本之木,其質量標準的制定也就失去了意義。中藥材的質量控制主要應包括兩個方面的內容,一是品種的控制,主要是解決真偽的問題。其二中藥材的有效物質是次生代謝產物,其積累主要與其合成關鍵酶的表達及表達量等有關。因此建立合理中藥材的生產和質量評價體系將對中藥現代化尤為重要。
基因分子標記技術在中藥品質評價中的應用,使中藥材鑒定的方法從傳統的形態表征分析推進到對生物遺傳物質的分析。在中藥的分子鑒別研究中目前主要有以下一些方面:(1)基于PCR方法的DNA分子標記技術,如RAPD、AFLP等;(2)基于分子雜交的DNA分子標記技術,如RFLP;(3)基于DNA序列分析的分子標記技術,如DNA直接測序法、PCRFLP法。利用這些基因鑒別方法對了解和分析藥用動(植)物的遺傳特性、基因與藥材產地、化合物積累的相關性等均具有重要意義。
5.生物技術為中藥新藥研究中的應用
中藥新藥的研發是中藥現代化和國際化的關鍵,要研制符合國際標準規范的現代中藥,應用現代先進的科學技術勢在必行。
(1)生物芯片為中藥新藥分子水平的機理研究提供依據:中藥鑒定基因芯片,可以對中藥材的產地、質量進行鑒定;可以搞清楚中藥作用的分子機理,篩選出中藥有效成分。
(2)生物轉化及生物組合化學為以天然活性成分為先導化合物發現新藥提供了新的思路與方法:生物轉化技術可以彌補化學合成的不足,1997年Khmelnitsky利用鹽活化生物催化劑脂酶,成功地在有機相中進行了紫杉醇系列衍生物的生物合成。由此可見,生物轉化技術在以天然活性成分為基礎的創新藥物研究與開發中具有重要的意義。
(3)生物技術為天然微量活性成分的生產提供了新的技術平臺:中藥中微量高效成分的研制開發一直是困擾醫藥產業界的核心問題,利用定向生物轉化技術可將天然藥物中的高含量成分轉化成微量高活性成分,因此大大提高微量成分的含量,使其達到產業化的要求。如研究發現多種微生物能定向地將含量較高的喜樹堿轉化為10羥基喜樹堿。丁家宜等利用人參毛狀根成功地實現了對羥基苯醌生物合成天然熊果苷。
(4)物技術實現天然結構復雜活性化合物的結構修飾:天然活性成分的研發中還有一個難以解決的問題,即天然活性成分常常體內外藥效學活性差異較大,其中一個重要因素是其在體內吸收不好,導致生物利用度太低。利用生物技術實現天然結構復雜活性化合物的結構修飾,對提高這類成分的生物利用度,進而實現產業開發具有重要意義。
綜上所述,生物技術已經深入中藥研究和開發的各個領域,雖然大多數研究尚處于起步階段,但其影響正在不斷擴大,所顯示出的潛在社會價值和經濟效益也日益得到重視,生物技術將深入到中藥新藥研制的各個環節。正確利用現代生物技術合理地解決中醫藥現代科學研究和產業開發中的重要問題,必將有力地推動我國的中醫藥現代化和國際化進程,為加入WTO后的中國民族產業的國際競爭注入活力。
【參考文獻】
關鍵詞:高新技術;中藥制藥領域;分析
要想促進中藥生產效率的進一步提高,就需要掌握好中藥生產過程中的一些技術手段,在我國的傳統中藥生產過程中,其技術手段可以說是相對落后的,因此文中提出了一種新的技術手段,高新技術是集合先進理論研制出來的技術之一,可以幫助制藥生產朝著自動化以及規模化的方向發展,本文重點對高新技術在中藥制藥過程中的應用情況進行了論述,希望能夠對今后的生產效率有所幫助,更好的發揮藥材自身所具有的價值,促進我國中藥市場規模的進一步擴大。
1 高新技術在中藥制藥工程中的應用與分析
1.1 泡制全浸潤工藝與裝備
在中藥制劑生產的過程中需要經過一系列的過程,這些過程都是十分復雜的,最終才能制成飲片,但是在臨床醫藥治療的過程中卻具有十分顯著的效果。在所有的工序中,其中一個比較重要的環節是浸潤工藝,這不僅是重要的工藝環節之一,同時也是最后一道工序,在這一工序中對浸潤的時間提出了嚴格的要求,因為時間過長或者過短都會對中藥的生產造成一定的影響,因此需要在這一環節中具備完善的工藝以及設備,這樣就能有效的控制不同藥材的浸潤時間。
1.2 動態提取技術
在生產中藥的過程中,提純技術又是比較重要的一個操作技術,在當前的提取技術應用過程中,主要采用的技術方式是乙醇以及水,在此基礎上加以進一步的沉降,但是因為相應的設備比較落后,這樣就會造成藥物具有較低的使用效率,所以要想讓藥物得到更加充分的提煉,將藥材的價值發揮出來,就需要進一步完善相應的提取技術,在動態提取技術的應用過程中,主要是在提取的過程中加入藥材,采用機械化的方式進行提煉,保證藥材中的有效成分能夠得到最大化的提煉與溶解,同時還能對藥物的相對濃度差加以進一步的保證,有效的促進藥物溶出率的提高。
1.3 仿生技術
在生物學中具有仿生技術這一技術手段,將其應用在中藥制藥的過程中是具有十分顯著的意義的,主要是對藥物在人體內的使用情況加以進一步的模擬,這樣有助于將藥物研究以及分子技術有機的結合在一起,經過人體消化以后進而得到合理化設計的一種制藥工藝,因為酸堿環境的不同,所以中藥制劑在生產環境中所要求的溶解度標準也具有一定的差異性,只有選擇出最為合適的酸堿值,才能更好的實現對藥物的提取,保證藥物的質量,促進其價值得到有效的發揮。
1.4 生物酶技術
生物酶技術也是經常應用到的一種技術,這一技術與仿生技術具有一定的相似性,主要是在生物工程技術以及酶工程技術的基礎上加以進一步融合最終形成的技術手段,可以幫助對中藥進行提取,在應用這項技術的過程中,主要采用了催化劑這一方式,生物酶就是一種高效的催化劑,其具備特殊的催化作用,采用這項技術可以保證讓中藥的成分得到最大化的發揮,并且在中藥提取完成以后,其中是含有一定雜質的,在生物酶的作用下,可以幫助將這些雜質揮發掉,促進藥物的濃度更高。
2 中藥制劑應用高新技術應注意的問題
2.1 理論與實踐相結合研究重要處方中的重要活性成分、部位或藥物配比的關系
在進行中藥研制的過程中,應該進一步確定其中所蘊含的活性成分,并且對有用的部分加以更加充分的利用,這樣才能研制出高效的藥物。中藥藥劑中包含的藥劑成分是十分多樣化的,為了保證相互之間能夠得到有效的融合,同時讓各個部分以及藥物都達到良好的配比關系,就需要充分的運用先進的高新技術,將藥物資源的應用加以進一步拓展。我國在目前的研究工作中,主要的方向是中藥藥性以及藥物組成方面的研究,所以在藥物量效方面的研究是缺失的。因此,我們在繼承和發揚我國傳統中醫中藥理論和處方方劑的基礎上,要從理論研究與實驗方式相結合的方式進行發展和研究。
2.2 中藥產品的內在質量和技術含量是至關重要的問題
解決這個問題的辦法是要求我們完善藥物提取可控制行的強制化標準。目前,我國中藥制藥產業中經常發生的農藥超標、重金屬超標問題、中藥制劑的理化性質問題、當前中藥產業的生產效率和質量控制等問題已經有了很大程的提高和完善,同時也極大的促進了中藥制藥產業的發展。但是仍然還存在著尚待解決的問題。中藥制劑的質量可控的重點工作就是中藥處方各中藥制劑的藥性如何確定、如何檢測,除了采用指紋圖譜技術之外還需要我們研究更為實用的新技術。農藥殘留問題和重金屬超標問題應該從藥材的種植源頭抓起,中藥制劑的理化性質包括溶解率、緩釋等問題的改進和藥物易吸濕、霉變的穩定性問題必須依靠先進的技術和可靠的設備得以改變。對于中藥制劑在藥性的最大化保留和藥物性質的穩定問題上應盡量采用新技術和新設備進行生產,而固體制劑應該改變以往的傳統的生產模式,同樣應該采用高新技術和先進的生產設備,例如新制粒技術、包衣技術、固體分散技術、包合物技術、包囊技術等。此外,為了藥物的物理和化學性質的穩定應該采用先進的包裝技術。
2.3 應用現代檢測技術控制中藥質量在當前的中藥制藥領域中
為了提高中藥制藥產業的生產技術和質量控制水平,大力發展想指紋圖譜技術和其他的相關控制技術是十分有必要的,在未來應采用更加先進的高新技術,例如薄層色譜、高效液相色譜、氣相色譜、毛細管電泳、并與二極管陣列檢測器、質譜聯用等。
結束語
隨著科學技術的進步和發展,未來中藥制藥領域的高新技術和設備的使用的頻率和數量將不斷的增大。中藥制藥領域使用高新技術不但能提高整個產業的生產效率和藥物制劑的質量,而且還會大大的促進我國中藥制藥領域的發展和繁榮。總而言之,為了提高中藥制藥的整體水平,在該產業領域就必須加大對高新技術的使用率和應用的程度。隨著科學技術的日新月異,我們相信,未來的中藥制藥領域一定會有更加先進的科學技術應用到該領域中去。
參考文獻
[1]付廷明來慶發.超高分子量聚乙烯纖維的發展與應用現狀淺析[J].硅谷,2011,8(05):22.
[2]徐少萍何熹.超臨界流體萃取技術的應用及其發展[J].山東輕工業學院學報,2003,4(02):45.
關鍵詞:超微粉碎;中藥制藥;應用
超微粉碎技術通常就是指采用機械或者是流體動力的途徑,將藥料顆粒粉碎到直徑不足10μm顆粒的過程,超微細粉末是超微細粉碎處理過程中的最終產品,這種技術在應用的過程中能夠展現出其他技術無法展現出來的優勢,所以其在化工醫藥和食品行業等都得到了非常廣泛的應用。
1 超微細粉碎設備及其原理分析
1.1 機械粉碎機
機械粉碎機在發展的過程中一個非常明顯的表現就是能夠在很大程度上改變粉碎介質,同時還能非常明顯的增加攪拌振動裝置,對及其結構抑或是整個設備的運行方式加以調整,其設置了分級器,這樣就可以使得不同形式的外力形成聯合,從而對物料進行更加全面的處理,展現出更好的粉碎效果。最新研發的剪切超細粉碎機是一種粉碎原理以及結構和傳統粉碎機完全不同的特點,其在應用的過程中具有非常大的離心力場,在運行的過程中借助攪拌臂來帶動介質球和物料,并且使其能夠發生摩擦樁基等,這樣就使得物料可以得到非常好的細化處理,在非常短的時間之內就可以收到非常好的效果。
1.2 氣流粉碎機
氣流粉碎機通常又被人們稱為流能磨,它在運行的過程中主要運用的是高壓電流,從而使得粉碎的物料粒子能夠相互碰撞,從而真正的達到粉碎的作用。和普通的機械式粉碎機比較而言,氣流粉碎機能夠更好的保證產品的細度,同時粒徑分布的范圍也得到了有效的控制,氣體在噴嘴的位置可以膨脹降溫,粉碎溫度變化并不是十分的明顯,這一特性也使得低熔點和熱敏性相對較高的物質能夠實現超微粉碎。但是其在氣流粉碎的過程中會產生非常大的能耗,采用國際上較為先進的多噴灌技術和流化床技術以及臥式分級系統,其在運行的過程中E狗展現出非常好的自動分級功能,產品的細度較高,同時具有非常好的均勻性。
1.3 超聲波粉碎機
超聲波發聲器以及換能器在運行的過程中可以產生高頻的超聲波,超聲波在待處理的物料當中可以十分有效的引起超聲空化的作用,超聲波傳播的過程中會產生密疏區,在負壓的作用下會產生一定數量的空腔,所以空腔在高頻壓力變化的影響下發生了振動而膨脹和爆炸,所以,真空腔在爆炸的時候就可以起到非常好的物料粉碎作用。此外,因為超聲波在液體中傳播時會產生非常明顯的擾動,這樣也就使得顆粒有非常大的速度,物料會產生較為明顯的碰撞,超聲波粉碎之后會在液體當中會生成固體顆粒或者是生物組織,同時粒度分布也處于相對比較均勻的狀態。但是目前這種粉碎機的生產效率并不是很高。
2 超微粉碎技術在中藥制藥中的應用
2.1 中藥和中藥復方超微粉碎后藥效學研究
三七的粉碎度不用,其溶出度也會存在著一定的不同,在眾多形態的三七中,三七粉的入藥效果比較好,在研究的過程中發現將原生要材料以傳統的粉碎方式進行處理,其粒徑為150-200目的的粉末,而使用當前的研制方法可以將中心粒徑控制在10μm以下,在研究中還發現采用不同方式所生產出來的藥效指標存在著十分明顯的差異,采用超微粉碎技術能夠十分明顯的減少中藥的服藥量,同時超細珍珠粉在臨床應用的過程中能夠展現出更好的效果,更加有利于人體的吸收。
2.2 可以十分有效的提升植物藥材提取率
研究人員對山茱萸和紅參普通粉碎方式和超微粉碎處理方式的溶出速度進行了非常細致的比較,研究結果充分的標明,超微粉碎技術可以十分有效的提升植物藥材的提取率。
2.3 可改善中藥制劑工藝
某藥廠超微粉碎技術在中藥散劑中的應用,通過對珍珠、爐甘石超微粉碎與傳統粉碎的比較,發現超微粉碎技術可明顯縮短上述兩味藥的生產周期,降低了成本,提高了效率,有利于大批量生產,同時使得到的中藥粉體粒徑更小,提高了藥物的臨床應用療效。
3 對超微粉碎技術應用于中藥制藥業的思考
3.1 中醫藥的特色得到更大的發揮
有著幾千年歷史的中醫藥,為人類的健康做出了巨大的貢獻,辨證性治療、整體性治療、綜合性治療體現著中醫藥的無窮魅力。傳統的中藥劑型丸、散、膏、丹、湯等正是在這種理論的指導下,作為中醫臨床給藥的不同方式發揮其神奇的療效。中藥或中藥復方治療疾病靠的是諸多成分之間的相互聯合、相互制約作用,具有多組分、多靶點的特點,不像化學藥物那樣,單一成分作用于特定的靶點而發揮療效。將超微粉碎技術應用于傳統的中藥劑型的制劑工藝改進,使原有物料處于一種超微細粉末的一種“新的狀態”,充分發揮超微細粉獨特的理化性質,中藥的有效成分不但不會丟失或減少,而且還會被人體充分吸收利用,中醫藥的特色將得到更大的發揮。
3.2 增加中藥的科技含量,賦予中藥以時代特征
盡管中醫藥有自己的優勢和特色,但煩瑣的煎藥過程不能適應當今快節奏的生活。某些中藥飲片經過超微粉碎后,可省去煩瑣的煎藥提取過程,經口服吸收后起效迅速,吸收更加完全,為減少中藥服用劑量奠定了基礎。若能夠通過粘膜給藥,其療效更為迅速。故超微粉碎技術的應用將為中藥向現代劑型的發展,提供更加廣闊的空間。
3.3 巨大的經濟效益和社會效益
中藥制藥不同于西藥制藥的一個重要方面就是它們所用的原料不同,即中藥制藥要經過一個復雜的原藥材前處理階段。原藥材提取率的高低,在一定程度上反映著中藥制藥的水平,同時也嚴重影響著中藥療效的發揮。中藥經過超微粉碎后,原藥材的提取率明顯提高,可減少中藥材資源浪費。同時保健中藥超微細粉末還可以作為食品添加劑加入飲料、面包、餅干、糖果等食品中而制成各種各樣的保健食品,還可將其運用到紡織業中,加工成具有一定保健作用的產品,形成產業鏈,帶動一個地區的經濟發展。
3.4 要提供客觀指標
超微粉碎技術畢竟是中藥制藥領域中的一項新技術,在中藥領域應用的研究還處于剛剛起步階段,因此其最終應用于各種各樣的中藥材時還應具體問題具體分析。必須要通過大量的實驗研究,提供諸如超微與藥材性質,超微粉末與指標成分提取率及體內吸收、超微粉末的藥效學、臨床療效等各項客觀指標,證明中藥材經超微粉碎后,各項指標均與其經普通粉碎后得到的結果存在顯著性差異,不可一味追求高科技,盲目應用超微粉碎技術。
結束語
超微粉碎技術在中藥制藥的過程中得到了非常廣泛的應用,在技術適應性上存在著非常多的問題,但是我國的科學技術發展水平在不斷的提高,在技術發展的過程中,這些問題也會解決,所以這一技術在發展的過程中會越來越廣闊。同時它對我國中藥制藥現代化的發展也起到了非常重要的推動作用。
參考文獻
1高通量藥物篩選(HTS)技術
高通量藥物篩選技術是20世紀80年代出現的新的藥物篩選方式,是多種技術方法有機結合而形成的新的技術體系。高通量藥物篩選技術作為藥物研究的新技術和方法,不僅在藥物篩選尋找活性化合物方面有著極大的優勢,在研究藥物作用機制方面亦能發揮作用。應用本技術,可以通過不同的藥物篩選模型研究中藥不同成分的藥理作用,闡明中藥的藥效物質基礎;也可進行中藥復方配伍、比例、活性部位篩選,并根據結果,分析復方的組方原理,決定最佳復方組成,提高治療效果,有效的指導臨床合理用藥。
2提取新技術
提取是中藥制劑生產過程中最基本、最重要的環節之一,提取技術的優劣直接影響到藥品質量和生產效率及經濟效益。為了解決傳統中藥提取過程存在的問題,下面介紹幾種提取分離新技術。
2.1超臨界流體萃取(SFE-CO2)技術超臨界流體萃取技術是一種以超臨界流體代替常規有機溶劑對中藥有效成分進行萃取的新型技術。目前,SFE-CO2己成功的從中藥中得到揮發油、生物堿、苯丙素、黃酮類、有機酚酸、苷類、萜類以及天然色素等成分。有研究表明,采用超臨界流體萃取技術提取的有效成分與傳統煎煮提取得到的有效成分相比,往往具有更強的藥理活性。超臨界流體萃取技術用于中藥有效成分提取的研究很多,但多局限于單味中藥有效成分的提取,而能夠實現工業規模生產的寥寥無幾,主要是因為超臨界流體萃取裝置屬高壓設備,其工程化面臨著設備壓力高、投資大等問題,需要進一步解決有關工程設備的放大問題。此外,與傳統提取技術相比,超臨界流體萃取操作成本較高,故超臨界流體萃取技術目前主要在具有較高附加值的產品中廣泛的應用。
2.2超聲波浸取技術超聲浸取技術是利用超聲波輻射壓強產生的騷動效應、空化效應和熱效應引起機械攪拌、加速擴散溶解的一種新型提取方法。超聲浸取技術對容器壁的厚度及容器位置要求較高,否則將影響藥材浸出效果。目前,盡管已經有了大型設備的研究和生產,但超聲提取實驗研究仍處于較小規模,另外,超聲波的噪音污染也是一個比較嚴重的問題,這需要在設備的設計和生產中加以注意,提高防護。超聲浸取需要加強提取機制、應用參數的研究,使其能夠更廣泛的應用于中藥的研究與生產。
2.3微波浸取技術微波浸取技術是利用微波能來提高浸取率的新技術,微波一可使極性分子超高速旋轉,平均動能迅速增加,使其溫度迅速升高;二是通過離子傳導,離子化的物質在超高頻電磁場中以超高速運動,做轉向及定向排列,產生撕裂和相互摩擦引發熱效應。在微波萃取物質時,輻射導致細胞內的極性物質尤其是水分子吸收微波能量產生大量的熱量,使胞內溫度迅速上升,液態水汽化產生的壓力將細胞膜和細胞壁沖破形成微小的孔洞。隨后,細胞內部和細胞壁水分減少,細胞收縮,表面出現裂紋。孔洞和裂紋的存在使細胞外溶劑進入細胞內溶解并釋放細胞內的物質。微波浸取技術具有選擇性高、操作時間短、溶劑耗量少、有效成分收率高的特點。微波輔助強化浸取技術是一種很有潛力的萃取技術,有廣闊的應用前景。
3分離純化新技術
分離純化的目的是將無效和有害組分除去,盡量保留有效成份或有效部位,為不同類別中藥制劑提供合格的原料或半成品。為了改善傳統中藥制劑“粗、大、黑”的問題,有關學者將新材料學、分子化學等相關學科的研究成果與對中藥提取液純化精制技術的研究相結合,研究出一些中藥提取液純化的分離新技術。
3.1大孔吸附樹脂大孔吸附樹脂是一種具有大孔結構的有機高分子共聚體,是一類人工合成的有機高聚物吸附劑。因其具多孔性結構而具篩選性,又通過表面吸附、表面電性或形成氫鍵而具吸附性。該技術在皂苷、黃酮、生物堿及其他類化合物的分離中已經得到了廣泛的應用。
與傳統的分離純化方法和其它工藝相比,采用大孔樹脂吸附分離技術對中藥提取液進行精制,從中提取有效部位(群)或有效成分(群),有著明顯的優勢。一般情況,中藥復方提取液經該技術處理后,得到的固形物一般僅為原生藥的2%-5%,而且吸濕性極強的糖、氨基酸、多肽等水溶性雜質被除去,便于后續工序的操作,有效部位或成分含量純度可提高10-14倍,而傳統的水煮法約為30%,醇沉法約為15%;臨床用藥劑量可明顯降低。要想使樹脂分離技術能夠更合理用于中藥的純化,在理論與實踐上還需要進一步的完善,保證研制的中藥新藥安全有效。在中藥研究和生產中探索應用大孔吸附樹脂技術的企業越來越多,前景十分廣闊。
3.2膜分離技術膜分離技術主要利用膜的選擇性分離實現料液的不同組分的分離、純化和濃縮。主要采用超濾和微濾技術,超濾技術分離的粒徑范圍為<0.2μm的微粒或截留分子量3000-80000,微濾技術截留的粒徑范圍為>0.1μm的微粒;所采用的濾膜材質主要是醋酸纖維素(CA)、聚砜(PS)、聚砜酰胺(PSA)、聚丙烯腈(PNA)等;在生產過程中,主要采用膜組件形式,包括中空纖維、螺旋卷式、管式和板框式。膜分離技術在中藥制劑研制中的應用已比較廣泛,主要用途是澄清藥液,除去微粒、細菌、大分子雜質(如膠質、鞣質、蛋白質、多糖)或脫色等。膜分離技術與傳統的生產工藝相比,具有操作簡單、效率高、能耗低、產品質量穩定等優點,應用前景非常廣闊。
4制劑新技術
科學技術的發展,使中藥產業的科技水平有了很大的提高,除了傳統的丸散膏丹劑型外,已出現很多中藥現代制劑,如注射劑、滴丸、軟膠囊、緩釋膠囊、咀嚼片、分散片、泡騰片、噴霧劑、膜劑、凝膠劑等;但總體而言,目前中藥生產的水平仍舊較低,中藥制劑還普遍存在工藝落后、服用量大、起效慢、質量難以控制、療效不穩定等問題。
4.1軟膠囊軟膠囊是指把一定量的原料、原料提取物加上適宜的輔料密封于球形、橢圓形或其他形狀的軟質囊中制成的劑型。軟膠囊適合用于浸膏、脂溶性成分和水溶性成分,填充容量可調范圍較大。目前已有的中藥軟膠囊品種有藿香正氣軟膠囊、銀杏葉軟膠囊、消炎靈軟膠囊等。
4.2滴丸滴丸是以固體分散技術為基礎的新劑型,具有如下特點:設備簡單、操作方便、利于勞動保護,工藝周期短、生產率高;工藝條件易控,質量穩定,劑量準確,受熱時間短,易氧化及具揮發性的藥物溶于基質后,可增加其穩定性;基質容納液態藥物量大,故可使液態藥物固化,如蕓香油滴丸含油達83.5%;用固體分散技術制備的滴丸有吸收迅速、生物利用度高的特點。例如復方丹參滴丸中由于減少了冰片用量,減少了胃腸刺激作用,提高了藥物的生物利用度。其它如冠心丹參丸和蘇冰滴丸等,在抗心絞痛等急性病救治中發揮了良好的效果。
4.3緩、控釋制劑緩釋制劑系指在規定釋放介質中,按要求緩慢地非恒速釋放藥物,與其相應的普通制劑比較,給藥頻率減少一半或有所減少,且能顯著增加患者順應性的制劑。控釋制劑系指在規定釋放介質中,按要求緩慢地恒速或接近恒速地釋放藥物,與其相應的普通制劑比較,給藥頻率減少一半或有所減少,血藥濃度比緩釋制劑更為平穩,且能顯著增加患者順應性的制劑。緩、控釋制劑能緩慢地、持久地釋放藥物,減少用藥頻率,避免或減少血藥“峰谷”現象,易被患者接受,并可提高藥物的療效及安全性。現已上市的中藥緩釋制劑較多,如雷公藤緩釋片、青藤堿緩釋片、復方丹參緩釋片和腦絡康緩釋膠囊等。
5中藥指紋圖譜
【關鍵詞】 中藥分離工程;,,制藥工程;,,中藥學,,,,
摘 要: 結合國家實施的中藥現代化戰略,從工程學的角度探討了在制藥工程專業(中藥制藥工程方向)開設《中藥分離工程》課程的重要性及意義,并對制藥工程專業開設《中藥分離工程》課程進行了實踐。
關鍵詞: 中藥分離工程; 制藥工程; 中藥學
制藥工程專業是1998年教育部調整后的一個整合專業,是一門工程技術科學,主要解決藥品生產過程中的工程技術問題和實施《藥品生產質量管理規范(GMP)》,實現藥品的規模化生產和規范化管理[1]。本專業是奠定在藥學(中藥學)、生物技術、化學和工程學基礎上的交叉學科,是應用化學、生物技術、藥學(中藥學)、工程學及相關科學理論和技術手段解決制造藥物的實踐工程。由于制藥工程專業是最近幾年才設置的新專業,制藥工程專業已基本確定為以化學工程和藥學為其主干課程的教學模式,并以化學制藥、中藥制藥、生物制藥等為主要專業方向。但在課程設置、實驗教學安排等方面還不盡相同[2]。國家近年來十分重視生物醫藥產業和中藥現代化戰略,隨著中國加入WTO,具有完全知識產權的中藥更是得到關注,不少省市均將生物醫藥和中藥產業作為支柱產業。中藥制藥工程專業的培養目標是未來的中藥制藥工程師,在學校里應當接受工程的基本訓練。制藥工程專業的學生通過在中藥工程領域內的系統工程學習,完成工程師的基本訓練,獲得一技之長,用自己的專業知識、專業技能為社會主義建設服務。在中藥制藥工程專業方向的課程體系中,涉及到工程的課程不多,尤其是在中藥分離提取方面,涉及的課程一般以實驗室的提取分離為教學模式,缺乏工程體系。我們在制藥工程專業(中藥制藥方向)開設《中藥分離工程》一課,是將目前我國中藥制藥企業正在推行的中藥現代化緊密結合起來,緊緊圍繞現代中藥分離技術,從工程學角度,全面、系統的介紹中藥制藥過程中的分離工程。包括:超臨界流體分離工程、超聲及微波輔助萃取分離工程、色譜分離工程、吸附分離工程、膜分離工程、固液分離工程、蒸餾分離工程、生物及結晶分離工程等現代分離技術[3]。本研究對制藥工程專業開設《中藥分離工程》課程進行了探索。
1 中藥制藥工程專業學生具備工程素養的必要性
中藥現代化一個非常重要的方面就是中藥生產技術的現代化,也是我國中藥產業目前面臨的主要問題。中藥現代化生產包括一系列重要操作,例如,提取、濃縮、分離等單元操作過程,運用現代分離技術如:超臨界萃取技術、膜分離技術、蒸餾技術、樹脂吸附分離技術、微波協助萃取技術等。其中分離工程的內容在整個中藥現代化關鍵技術中占有較大比重,要想對目前我國中藥生產中相對落后的提取、分離、精制等技術進行改造,積極引進和消化吸收已經成熟的先進生產技術,使中藥的生產能達到現代化的水平,就需要培養大量懂得現代中藥分離工程的專業技術人才。國內理工院校的制藥工程專業均為新近設置,雖各具特色,畢竟都在創建過程之中。相對而言,武漢理工大學的制藥工程專業以“中藥制藥”為方向,課程設置以化學化工為主,強調“工程制藥”,瞄準“中藥制藥的現代化”[4]。但是從近年來用人單位對制藥工程專業畢業生反饋的情況看,該專業的學生具有扎實的基礎理論、較強的動手能力和吃苦務實的精神。但同時反映缺乏工程能力,畢業后對工程實際的適應能力較差,具體表現在:① 理論與實際脫離,只會按書本上的內容解題,不能有效地解決企業的實際問題;② 對工程規范了解甚少,不會使用工程手冊,所做的化工設計不規范不能運用于實際;③ 缺乏經濟觀點,對工程與設備的選擇能力差,從技術上考慮多而從經濟上考慮少,不能很快完成從學生到工程技術人員的角色轉換。這說明了本科專業教育在注重化學基礎理論的同時,對學生工程素質培養不夠。為使學生畢業后能適應我國正在推行的中藥現代化戰略,直接面向中藥制藥企業,培養中藥制藥的工程技術人才是中藥制藥工程專業的首要任務,作為專門講授現代中藥分離方法的《中藥分離工程》課程對學生工程素養的培養有著重要的作用,因此《中藥分離工程》對于中藥制藥工程專業來說是十分重要的一門專業課程。而目前在國內的中藥制藥工程專業均未開此課程,因此我們率先提出了《中藥分離工程》這一概念,并在武漢理工大學制藥工程專業(中藥制藥工程方向)及時開設了《中藥分離工程》課程,并在授課過程中進行了一些教學改革。
2 課程特點與設置
計劃《中藥分離工程》課程將目前我國中藥制藥企業正在推行的中藥現代化戰略緊密結合起來,緊緊圍繞現代中藥分離技術,從工程學角度,全面、系統的介紹中藥制藥過程中的分離工程。該課程不但揭示了中藥分離過程的本質規律,而且著重研究了適宜分離方法的工業化途徑、設備設計放大效應、最優分離路線的工業化及最優操作條件。在選擇具體分離方法時,不僅要求技術上可行、經濟上合理,而且要考慮能耗、環保、設備放大和開發成本等問題。《中藥分離工程》主要章節包括:超臨界流體分離工程、超聲及微波輔助萃取分離工程、色譜分離工程、吸附分離工程、膜分離工程、蒸餾分離工程、生物及結晶分離工程等現代分離技術。教材建設內容確定之后,教師在授課時就有了基本框架。但我們的教學內容并不局限于教材,因為與科學技術的飛速發展相比,教材內容總是滯后的。因此,教師對學科發展前沿的技術與交叉領域的發展要有清楚的了解,要經常查找文獻,關注熱點研究的進展,及時介紹給學生。綜合起來,本課程主要有兩大特點:① 課程內容綜合性強涉及到中藥有效成分種類及特性、化工原理、化工熱力學、物理化學和化工機械設計等基礎知識,同時要求具有較強的數學功底和編程處理數據的能力。② 工程概念強該課程重在培養學生運用工程的手段,分析和解決實際問題,教材中有許多經驗關聯式,沒有工程的思想和實踐是很難理解這些內容的。要求教學過程中更注重理論聯系實際,結合學科的進展情況和自已的科研成果,重在培養學生的工程興趣和提高學生工程素養。初步定于在制藥工程專業(中藥制藥方向)開設《中藥分離工程》的專業課,時間安排在《化工原理》、《天然藥物化學》課程之后,教學時數共計32學時,主要介紹中藥分離的基本知識、各種分離方法及基本原理、分離過程的操作條件選擇、工業化設備等內容,并安排上機學時,主要借助仿真軟件,讓學生能模擬工廠實際分離過程進行操作,更好的掌握分離方法在中藥分離過程中的應用。
3 課程開設模式
31 講授中注重理論聯系實際授課模式思路在講授過程中,教師除熟悉相關內容、吃透教材、認真備課外,還必須積累工程實踐經驗,才能從工程上把握分離方法的特點,在教學內容中結合科研經歷而使課堂教學更具有現實性和新意,充分調動學生的求知欲望。在教學中將教材與實際相結合,學生主動參與性是相當高的,學生不但掌握了相關原理及其應用,更重要的是這樣的課堂教學給學生的印象很深,能大大激發學生的專業興趣。
32 注重培養學生研究開發、工程設計和解決工程技術問題的能力過去的工程教育存在的主要問題是知識面不廣,工程知識缺乏。從我國產業部門對工科學生的反饋信息中可了解到本科生畢業后需兩年多實踐才能勝任工作,為了縮短培養與使用之間的時間差,在培養過程中應該強調工程教育是一個綜合培養過程,以強化工程觀點和工程意識。授課講師在講授中藥分離工程課程時力求從工程角度分析問題,比如講述分離路線選擇的內容時,以某一中藥材中多種有效成分的提取分離實例,著重向學生分析哪些分離方法可以考慮?讓學生確定最經濟的分離路線,作出適當的經濟分析。這種實例分析主要是考察學生的基礎知識,要求從分子極性的微觀性質作出宏觀影響分析;并考察學生的工程思想,給出較經濟的答案。另外萃取分離中若采用的溶劑是有機溶劑,從環保和成本角度講都必須循環利用,要讓學生充分認識到這一點。做好這些題不僅要求學生具有足夠的理論知識,而且要考慮實際工程,因此能加強工程教育在本專業課程中的滲透,達到潛移默化地建立工程思想的目的。
4 改變考試模式,注重培養學生分析和解決工程問題的實際能力
根據中藥分離工程課程的特點和制藥工程專業的培養目標,要求學生具備用工程的思想分析問題、解決實際工程問題的能力。如果還是按照一般課程采用傳統的考試方法,可能會造成學生死記公式、盲目套用公式的局面。不從解決實際問題出發,就很難達到培養學生建立工程的思想,解決工程問題的能力。所以從第一節課起教師就得告訴學生該課程的特點,讓學生在學習過程中心中有數,考試也主要從培養學生解決工程問題的能力出發采用多種手段進行考察。我們采取書面閉卷考試與大作業相結合的方式記錄學生的學習成績。書面考試與大作業分別占70%和30%。書面考試側重于面上比較淺的概念原理性內容,注重基本知識的掌握,任課教師根據教學大綱要求和講課內容,從中提煉出幾種題型,包括基本概念問答、基本原理簡述和綜合應用分析等題型,基本全面覆蓋了教學內容。而大作業讓學生完成一個設計題目,題型盡量與工廠實際聯系,要求學生運用課本知識,同時查閱一些資料后完成。最后根據學生上課情況及完成作業情況,評定學生平時成績。因為這種考試方式綜合性強,考察知識全面,所以受到了學生和老師的肯定。
5 小結
通過在中藥制藥工程專業學生中開設《中藥分離工程》,進一步優化了中藥制藥工程方向的課程設置、培養目標等。通過開設《中藥分離工程》課程,并結合中藥制藥企業的中藥現代化生產實際,讓同學們充分認識到了中藥分離工程在中藥制藥中的重要性,并具備了一定的工程實踐能力。通過教學實踐,跟蹤學習該課程同學進入企業的動向及成效,我們的教學內容及方法也在不斷的完善中。同時在課程講授過程中,通過相關資料及素材的收集工作,不斷完善課程講義,培養高水平的中藥制藥的工程技術人才。
參 考 文 獻
1 沈永嘉,卓超. 關于制藥工程專業課程設置的設想. 化工高等教育,2002,(3):37
2 李湘南. 制藥工程專業發展方向. 理工高教研究,2003,22(3):92