超临界萃取技术在中药研发应用创新方面的应用

                                                                         中药超临界制剂与分析技术联合实验室,辽宁大连116600,中国                                                                                                           大连卓尔高科技有限公司,辽宁大连116600,中国;大连卓尔超临界科技发展有限公司,辽宁大连116600,中国;                                                                                                             辽宁中医药大学药学院,辽宁大连116600,中国。

传统中药材加工技术包括水提(煎煮、浸渍、渗漉、回流提取等)、醇提、油提、升华、炮制等方法[1]。数千年来,我国历代中医一直依此加工中药材,通过给病人服用或施治的效果评估药效,进而调整和确定处方组成、服用剂量及方法,并不断进行总结优化,最终形成无数经典名方及治疗方法并流传至今。

超临界萃取技术可用于提取中药中的各种成分,包括挥发油、黄酮类、生物碱、萜类、苷类等[2]。无论是水溶性成分还是脂溶性成分,都可以通过调整萃取条件进行提取,而且还可能够同时提取复方中的多种有效成分。

超临界萃取技术与传统中药制药技术在制备原理、使用介质及工艺过程上都完全不同。由于采用CO2为介质,在接近人体体温的温度条件下进行提取,因此与传统中药材加工方法得到产品的成分不同,有效成分的含量不同,纯度更高,活性也更强。这就意味着采用超临界萃取技术制备中药可能得到更高药效、更小剂量、更低毒副作用,更高用药安全性和依从性,从而带来全新组方,全新剂型、全新给药途径、全新治疗方法或服用方法[3]。同时,相比传统方法,超临界萃取技术具有提取效率高、时间短、步骤简单、无溶剂残留、节能环保且萃取成分有选择性、更集中有效的工艺特点,成果转化应用可行性强、卖点明确。

超临界萃取技术在中药创新方面的应用具体体现在以下几方面:

  • 提升中药活性。可高效提取多种中药中的有效成分,如从丹参中提取丹参酮,从青蒿中提取青蒿素等[4]。通过优化萃取参数,如压力、温度、萃取时间等,可以显著提高活性成分的提取率和纯度。
  • 助力提高中药质量控制。有助于建立更加准确和可靠的质量标准,对中药中的复杂成分进行更精准的分析和鉴定,为中药的质量评价提供科学依据[5]
  • 推动中药复方的研究和开发[6]可解析复方中各成分的相互作用和协同效应,为研究复方的药效物质和作用机制提供有力支持,为复方中药的优化和创新提供新的思路。
  • 发现新成分与新用途。超临界萃取技术能提取出一些传统方法难以获取的成分[7]。由于其特殊的萃取条件和高选择性,可能会发现一些在传统提取过程中被忽略或因破坏而未被发现的成分。这些新成分的发现可能会为中药新药开发带来新的靶点和作用机制。
  • 优化药物成分。通过精准萃取有效成分[8],去除杂质,为新药研发提供更优质的原料,有助于提高新药的疗效和安全性。如对含有多种复杂成分的中药材,可选择性地提取出具有特定药理活性的成分,减少无效成分或副作用成分的干扰。
  • 创新给药途径和服用方法。因药物活性和成分的改变,为中药新药的给药途径和服用方法提供了更多的可能性[9]。例如开发出更方便患者服用的剂型,如口服速释制剂、控释制剂等,或探索新的给药途径,如经皮给药、吸入给药等,提高药物的生物利用度和治疗效果。
  • 提升研发效率。高效提取过程和简单操作步骤可加快中药新药研发速度[10]。在新药研发中,时间和成本至关重要,超临界萃取技术的应用可缩短研发周期、降低成本、提高成功率。

  • 提供优质原料基础。超临界萃取提取物纯度高、杂质少,且物理性质良好,如粒度较小、分布均匀等。这为开发多种先进剂型提供了优质的原料。如在制备中药注射剂时,高纯度的提取物可以减少注射剂中的微粒和杂质,降低不良反应的发生率[11]。对于固体分散体、脂质体等剂型,超临界萃取的提取物能够更好地与载体材料混合,有利于剂型的成型和性能优化。比如,在制备中药脂质体剂型时,超临界萃取的提取物能够更均匀地分散在脂质双分子层中,提高脂质体的包封率和稳定性。
  • 促进缓控释剂型开发。超临界萃取技术结合现代药剂学手段,可以将中药提取物制成缓控释剂型。通过对提取物进行适当的处理,如微囊化、制成纳米粒等,可以控制药物的释放速度。例如,将超临界萃取得到的中药有效成分制成微囊,囊材可以根据需要选择不同的材料,如天然高分子材料或合成高分子材料。这些微囊能够在体内缓慢释放药物,延长药物的作用时间,减少给药频率,提高患者的依从性[12]。同时,缓控释剂型还可以根据疾病的特点和治疗需求,实现药物在特定部位的定时、定位释放,进一步提高药物的治疗效果。
  • 提高药物生物利用度。超临界萃取技术能够改善中药有效成分的物理化学性质,如提高其溶解度和分散性。例如,通过超临界流体技术将难溶性中药成分制成纳米粒或固体分散体等剂型后,药物的表面积增大,溶解度提高,在体内的吸收速度和程度都会得到改善[13]。对于一些口服吸收差的中药成分,这种改善尤为明显,能够使药物更快、更完全地被机体吸收,从而提高药物的生物利用度,增强治疗效果。
  • 增强药物靶向性。在中药新药开发中,结合超临界萃取技术与现代靶向给药技术,可以使药物具有靶向性。例如,将超临界萃取得到的中药有效成分与靶向载体(如抗体、脂质体等)结合,能够使药物精准地输送到病变部位[14]。对于肿瘤等疾病的治疗,这种靶向给药可以减少药物在正常组织中的分布,降低药物的毒副作用,同时提高病变部位的药物浓度,增强对疾病的治疗效果。

  • 保留成分活性,协同增效。超临界萃取技术在温和的条件下进行操作,能够很好地保留中药成分的活性。在中药复方中,这些活性成分之间可能存在协同增效作用。例如,通过超临界萃取技术提取的中药复方中的多种有效成分,在体内能够相互配合,发挥出比单一成分更好的治疗效果[15]。 这种协同作用可以体现在抗炎、免疫调节、抗氧化等多个方面,为提高中药的治疗效果提供了新的途径。
  • 资源高效利用。传统中药制备技术在提取过程中可能会因为提取不完全或在后续处理过程中损失部分有效成分,导致资源浪费。超临界萃取技术具有较高的提取效率,可以充分利用中药资源[16]。例如,在提取一些珍稀中药材时,超临界萃取技术能够最大限度地提取出其中的有效成分,提高了资源的利用效率,有利于新药开发过程中的成本控制和可持续发展。

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参考文献

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[2]尹红果,全海燕,李亚军.超临界流体萃取技术在中药提取物制备中的应用[J].科技创新与生产力,2024,45(7):123-126.

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[6]张倩,韩星星,毛春芹,等.中药复方制剂开发的机遇与挑战:古代经典名方研究开发的问题分析[J].中国中药杂志,2019,44 (19):4300-4308.

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[10]卜永强,汪珊.超临界流体萃取技术在中药研究开发中的应用[J].四川化工,2024,27 (1): 24-27.

[11]吴宏华,吴媛,张绘芳.基于超临界流体强化溶液快速分散技术的冬凌草甲素脂质体口服制剂制备工艺研究[J].中国药房,2019,30(10):1361-1365.

[12]金元宝 超临界CO2萃取中药材挥发油抑菌活性检测研究[D] 吉林农业大学, 2013.

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[15]李芳.以桂枝茯苓丸方药探讨含挥发性成分复方用“半仿生提取法”研究的模式[D].山东中医药大学, 2009.

[16]万楚筠.菜籽饼脂质的亚临界萃取特性及动力学研究[D].中国农业科学院,2017.