超声技术在中草药有效成分提取中应用

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1、超声技术在中草药有效成分提取中的应用邓明蕊李思茗廖文聪梅南晟周辉深圳职业技术学院生物应用工程系现代制药专业指导教师：崔淑芬摘要超声波提取法在植物成分的提取中已广泛使用。超声波提取法在中国药典一部中的使用率呈逐版上升的趋势。但是，与超声波提取法的逐渐广泛使用成鲜明对比的是，中国药典有关超声的描述很不规范。现行2000版药典只规定“超声处理××时间”。而超声提取与原理有关的因素就有超声功率、频率和时间等；仪器方面的不规范引起的问题则更多，超声波提取仪种类和指标各异（有超声波机、超声波清洗器、超声波发生器）、无固定装置、提取瓶、放置位置等都是随意的。实际

2、工作中，按照药典描述进行操作的结果重现性往往很差。有鉴于此，研制标准的超声波提取仪，使现代技术手段准确用于中药标准中，具有重要的现实意义。本文以中药甘草的有效成分甘草酸提取为例，试验各种实验条件对提取效率的影响，为研制标准超声波提取仪提供基础实验数据。关键词超声提取；甘草；甘草酸概述中草药是祖国医药宝库的一个组成部分,数千年来在我国人民的医疗事业中发挥了重要的作用,同时由于其在治疗方面具有特效、安全等优点,因而受到全球瞩目。但因为中草药中所含的成分相当复杂,不仅含有有效成分,还含有无效成分、组织物等,因此要提高中草药的治疗效果,必须把其有效成分提取

3、出来。提取直接关系到成品中有效成分含量,影响内在质量、临床疗效、经济效益及药品质量生产管理规范(GMP)的实施。目前，无论是国内还是国外，提取中草药化学成分的方法主要采用常规提取法：热提取法(煎煮法、回流提取法)和浸泡提取法(渗漉法、冷浸法)，但是这些常规方法均有许多不足之处，如回流法虽然提取较完全，但是需要加热，耗时较长；煎煮法虽然可以方便地进行工业化生产，但是提取率较低，溶媒用量极大，耗时长；渗漉法虽然不用加热，提取效率也较高，但是耗时很长；冷浸法则是最原始的提取方法、溶媒用量大，耗时太长，提取率也很低。随着新技术、新方法不断出现，使用超声技术

4、提取中草药化学成分是目前中草药研究领域的一大热点。1．超声学超声学是声学的一个重要分支或组成部分。它以研究超声在各种物质中产生、传播、接收及与物质的相互作用、产生的各种效应和应用为主要内容。声波属于机械波，是机械振动在弹性媒质中的传播。它在介质中主要产生两种形式的振荡，即横向振荡(横波)和纵向振荡(纵波)。前者只能在固体中产生，而后者可在固、液、气体中产生。现代声学已涵盖了从10-4—1014Hz的频率范围，相当于从大约3小时振动一次的次声到波长短于固体中原子间距的分子热振动，即跨越了1018量级的宽广频段。这也意味着，现在，人们已经掌握了几乎任意

5、频率声波产生与测量研究的近代技术。9从频率范围而言，超声是指频率高于可听声频率范围的声。根据对人耳的统计规律，在声学中，规定可听声的频率上限为2×104Hz。因而概括地说，超声是频率高于20KHz.的声波。若再具体一点说，超声频段中，频率高于108Hz的超声称为特超声。特别是其中108—1012Hz频段，因与电磁波谱中的微波频段相对应，故又称为微波超声。从功率范围而言，连续波超声一般在毫瓦—几十千瓦范围。脉冲波超声可扩充为几分之一毫瓦—几兆瓦。相应地，从声强角度看，聚焦连续波超声在液体中，因受空化的限制，上限约可达几十千瓦每平方厘米；而聚焦脉冲超声

6、在焦斑中心，甚至可达几十兆瓦每平方厘米。显见，超声学包含了从线性学到非线性声学大跨度动态范围丰富的研究内容。再从传播媒质而言，超声在气体、液体、固体、固熔体等物质中，均能有效地传播。而在这些媒质中，不同频率、功率、强度的超声波，都具有其独特的传播特性的传播性及效应，因而也有其相应的研究内容及广泛的应用。1．超声提取的原理　　超声波提取中药和天然药物的简易方法和机理说明：在容器中加入提取溶媒（水、乙醇或其他有机溶剂等），将中药材根据需要粉碎或切成颗粒状，放入提取溶媒中；容器的外壁粘接换能器振子或将振子密封于不锈钢盒中投入容器中；开启超声波发生器，振子

7、向提取溶媒中发出超声波，超声波在提取溶媒中产生的空化效应和机械作用一方面可有效地破碎药材的细胞壁，使有效成分呈游离状态并溶入提取溶媒中，另一方面可加速提取溶媒的分子运动，使得提取溶媒和药材中的有效成分快速接触，相互溶合、混合。2．1超声波空化效应　　空化作用是超声提取的主动力。高频振荡信号，通过超声波换能器转换成高频机械振荡（既超声波）而传播到介质中，由于大能量的超声波作用在液体里，当液体处于稀疏状态下时，液体会被撕裂成很多小的空穴（液体振动而产生数以万计的微小气泡），这些空穴（气泡）在超声波纵向传播形成的负压区产生、生长，而在正压区迅速闭合，这些

8、空穴一瞬间闭合，闭合时产生瞬间高压，即称为空化效应。这种空化效应可细化各种物质以及制造乳浊液，加速待测物中的有效成分进入溶