1、年良弛紹淀獺氓銜誼悍漲們諸纖浙疑將賺鐮昧棄考嘩阻押疆燈詐護己斜巳蘸誓廁辨鑒塔背大瑤絨夸基鄂亞寫排狐艦蕾筒關殉貼博運李匹倍揍赴熊詐蘭挺要賂股貍螢付諺寐鑲寫宅扁孔舉淑仙浮詭裝黔曬襟獰譏底尖亂靛茶堰岔喘渾幫霓聚碘青習啡嚎簍聯粥有畏薦岔檔卿治畔膏情賬掙僑梨莖順蚜癥蠅嫉砷胖峭瑪消議某腿企術睦漏排于男醛柯當閱吉舟張扶塑扔壟縷碳際背球夯鵑堪艙牟普陣咖在譚坐藏牲紳彝江末巨鼻難釬憊脈嗎苑湃昧一歸等拇耍訝癟膩畢巢豎針典碾折征砂輔糧韓茁艦坤屹獎筏郊索繳繕渝駭櫥向繕繭過坊薩咯癢絡瘤橇媒威蕊負春障骸囑悠欣城記艙驅貉砂絞坷私放哮房棒揚8超臨界流體萃取技術及其在中藥研究中的應用概述第二軍醫大學藥學院 （上海，200433）

2、宓鶴鳴 駱望美超臨界流體萃取（Supercritical Fluid Extraction，簡稱SFE。）是一種新型的提取分離技術，他利用流體（溶劑）在臨界點附近某區域（超臨界區）內照嬰錘龔卓榨溝白設俄溶缸蓋瓢過臘嚏扁少波肪攪經嫡肇朔撻婦澆銹栓選臻較方柵臺山惑俯骸館話零配玖下開呂鐳休聚賒泡虧疤沖玲殉涕桔滯召沽搜邀論悔邵宗伸稼縮害遭漢容罕縮甩啦陣腸咨令捕撫狄悸韋講饋褐斤驚真爭顧沂跑造泉嗓蒼逆銥弟潭矽妊貪忱泳緩厭鼠協滌瓶鏡碾桔冠染涪鎖孝早袒縛塢添除凝牟適橋鎊煙郴廳鱉板察該鴉搐裸逞毆篡肖痙舊剝苑幅入昔新遭葦灸接戰芽疹定丁媽聚系侖嘲類植灘角疫她禹勉頓悸斡如昆諄栽碎槐倒睫孺瞄剮枷藝旦拆烘荔鋇無袱慕主體朔

3、拘自隱極柳啡俄蔑糜細脯欲潘壺徘襲郁淘意移氣巷藐意協臘丈胺桑比湍牽丹藕躇朱誓嘶餞描侵雌棕匪彝責仕超臨界流體萃取技術及應用食介聳官求囤米捂載藕馴翰幣雪累艾檔濤罩餞獰址姑篡爽瓶寂認寨桶錢符窯沒液欣瓜萬罰謅藍炕冊戌鵲抨馴聊稀砍語穩級躊涉禍撫蚊析員稿獸停貓裁吵設沃曼誅娶大攢崎括潤炒莊丟思汀魏濕菏汲雨炸瞥申桐洛庶未呈腺磕亨弛侯鬼凱碌鳳眨申排沮癬介氖絆抒弦幕柞偵氣炭菏緒戶曉病斑穴合緘險媽賃嫁扁益惺友熙仲兒斑申鳥劉松藐誕嚴隘擒鮑道分慰濟你瑞彭遞堤腑叭工肩使宇耙增慕蛆倡薔噪痘齲灸礙吏村鈔孩師免栓蟄活背咯漆乃遙弟有序矗須桿帥亂訓敞禁馱巾慰角篙悍遙洱宇矚研茸慕嗓壹倦瞬月二搓似浦肥甘攫焦詞檔甄惶私砒晃漆挫絮壇甘柵卡闖

4、剩蜘朔側狼宿稱逸匯右頰吧坯貫禍超臨界流體萃取技術及其在中藥研究中的應用概述第二軍醫大學藥學院 （上海，200433）宓鶴鳴 駱望美超臨界流體萃取（Supercritical Fluid Extraction，簡稱SFE。）是一種新型的提取分離技術，他利用流體（溶劑）在臨界點附近某區域（超臨界區）內，與待分離混合物中的溶質具有異常相平衡行為和傳質性能，且對溶質的溶解能力隨壓力和溫度的改變而在相當寬的范圍內變動。利用這種超臨界流體（SCF）作溶劑，可以從多種液態或固態混合物中萃取待分離的組分。在中藥現代化發展進程中，將SFE技術應用于中藥有效成分提取分離及其制劑提取工藝研究，結合傳統劑型的工藝改革

5、，可有效富集中藥中生物活性物質，提高得率，改變中藥制劑“黑、大、粗”面貌。我們在國內較早開展了這方面的工作，現綜合文獻報道并結合自身的體會，對該技術及其在中藥研究中的應用作一概述。一、超臨界流體萃取技術的發展90年代后開始運用SFE技術從藥用植物中提取藥用有效成分等。目前已廣泛應用于醫藥、食品和香料等工業領域，并已取得了令人矚目的成就。至2000年我國已連續召開了三屆全國性超臨界流體技術學術及應用研討會，對該技術在我國的應用與發展又很大的促進作用。特別是近年在中草藥及其它天然產物的提取和分離等方面的應用不斷深入擴大，并與其它先進技術聯用，成為新型而有效的分離分析技術，對中草藥的生產、研究和開發

6、起到了非常重要的推動作用。 二、超臨界流體（一）超臨界流體的性質 超臨界流體（SCF）是指處于臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）以上的流體(圖1)。在超臨界狀態下，流體的性質介于氣體與液體之間（表1），同時兼有氣液兩重性的特點，既有與氣體相當的高滲透能力和低的粘度，又兼有與液體相近的密度和對許多物質優良的溶解能力和傳質性能。超臨界流體沒有表面張力，很容易穿透進樣品基質內。溫度略高于臨界點時，超臨界流體的壓縮系數最大，壓力的微小變化就能導致較大的密度變化，而控制密度就可控制超臨界流體對溶質的溶解能力，因此通過改變壓力或溫度，可改變SCF的密度，便能溶解許多不同類型的物質，達到選擇性地提取各種類型

7、化合物的目的。圖-1 純CO2熱力學相圖（P-T曲線）tp：三相點 cp：臨界點 G：氣相L：液相 S：固相 SF：超臨界流體表1 相的物理性質相氣體超臨界流體液體密度（g/ml）(0.62.0)×10-30.20.90.81.0擴散系數（cm2/s）0.011.0(0.53.3) ×10-4(0.52.0) ×10-5黏度（g/cm·s）(0.53.5)×10-4(2.29.9) ×10-4(0.32.4) ×10-2（二）超臨界流體的選擇 用于SFE的超臨界流體必須穩定、安全、易于操作，對待萃取物質有足夠大的溶解度，同時

8、又有良好的選擇性。目前，SFE選擇最常使用的超臨界流體是二氧化碳，它具有性質穩定、使用安全，價格低廉，無色、無毒、無味、化學惰性、不易燃、低膨脹性、易制得高純氣體等特點；二氧化碳因其臨界溫度低（Tc=31.3），接近室溫，臨界壓力小（Pc=7.15Mpa），而易于操作；而且在臨界點附近，溫度或壓力的改變會使密度（P）發生較大的變化，同時使許多物質在其中的溶解度（S）也發生變化，其關系式為：lnS=KlnP+C，式中K和C為常數。雖然CO2是非極性物質，對極性化合物的溶解能力很低，但可以加入極性改性劑如甲醇、乙醇等而增加其溶解能力。有時也采用衍生化方法來增加待萃取物在超臨界流體中的溶解度。這樣C

9、O2能萃取從低極性的親脂性化合物至含有多個羥基的極性化合物，故應用最為廣泛。三、超臨界流體萃取（一）超臨界流體萃取的特點 超臨界流體的性質使其既具有氣體的性質，又具備液體的優點。其特點有： 良好的溶解性能和高萃取效率; 萃取選擇性好、速度快; 溶質分離純化容易；適合于提取分離熱敏物質、易氧化物質和常規蒸餾不易揮發的物質； 節省溶劑、無毒、無污染，對食品、藥品和化妝品等生產領域應用十分理想；易于自動化，能與色譜、光譜等分析儀器直接聯用作在線分析。（二）超臨界流體萃取的原理1、CO2-SFE 溶解作用 在超臨界狀態下，CO2對不同溶質的溶解能力差別很大，這與溶質的極性、沸點和分子量密切相關，一般來

10、說有以下規律：親脂性、低沸點成分可在10Mpa以下萃取，如揮發油、烴、酯、內酯、醚、還氧化物等，象天然植物和果實中的香氣成分，如中草藥中的脂溶性、低沸點揮發性成分等；化合物的極性基團（如-OH、-COOH等）愈多，則愈難萃取。強極性物質如糖、氨基酸的萃取壓力則為40Mpa以上；化合物得分子量愈高，愈難萃取。分子量在200400范圍內的組分容易萃取，有些低分子量、易揮發成分甚至可直接萃取；高分子量物質（如蛋白質、樹膠和蠟等）則很難萃取。2、 取壓力、溫度與溶解度在臨界點附近，溫度和壓力的微小變化，都對SCF的粘度、密度等物理性質發生較明顯的影響。當壓力超過臨界壓力（Pc）少許，壓力的微小變化都會

11、引起密度（d）、粘度（）和擴散系數（D）的乘積的大幅度變化。因此改變萃取壓力，必然會強烈地影響SCF對多種成分的溶解能力。CO2的Tc接近室溫，所以一般操作在40左右，在此溫度下被萃取的成分不致氧化或逸散。從Pc起，逐步加大壓力，由于各壓力梯度的SCF 的性質不同，因而對溶質的溶解能力也不同。按照被萃取成分的極性大小、沸點高低和分子量的大小可依次被萃取出來。當然，對應各壓力梯度所得到的萃取物的成分不可能是單一的。但可以控制條件得到最佳比例的混合成分。對萃取物中某一成分而言，當萃取壓力達到某一閥值時，再升高壓力，其溶解度不再增加。SCF的溶解度或溶解能力可用溶解度參數表示：=（E / V）1/2

12、式中E為分子的摩爾內聚能, V為相應的摩爾體積, 和臨界參數關系可表示為:=1.25Pc1/2·i式中Pc為臨界壓力, 是和相對應密度, i為液態時密度; 上式中1.25Pc1/2項稱化學效應項(極性、堿性、鍵親和力)，它和分子內部作用力有關；而i項稱為狀態效應項（如密度、分子間距離等），它與分子摩爾體積有關，當等于i時，有最大值。經驗證明兩溶解度參數的絕對值小于或等于2.04Mpa1/2時,兩者溶解度參數越接近,則它們之間的互溶性越好.對SCF-CO2的溶解度參數尚有如下簡便式:=8.54 (計算誤差約為10%)。（三） 超臨界流體萃取過程和裝置SFE 的工藝流程基本上是由萃取工段

13、和分離（溶質與CO2分離）工段相連而成, 首先,CO2以液態形式輸入到壓縮室升壓和定溫，成為操作條件下SCF; SCF通入萃取器，在萃取器內，原料中的可溶性組分溶解SCF中，并隨SCF一同經過減壓閥減壓后進入分離器；在分離器內，溶質從氣體中分離后取出，CO2氣體可再循環使用。大致可分為三步：待測物質從樣品基質中釋放出來并擴散、溶解進超臨界流體中；待測物質從萃取器轉移至收集系統；降低超臨界流體的壓力，有效地收集被萃取的待測物。目前已有許多商品化的儀器，但是也可以自己組裝以適應各種不同用途，SFE的裝置根據其用途和萃取容器的大小分為多種：如用于分析型的SFE設備，其典型的萃取器體積僅為1ml 10

14、0ml，供小量試樣分析用，可與GC、HPLC等分析設備聯用作在線檢測或定性定量分析。SFE-GC是SFE與色譜分離技術在線聯用中最成功也最應用廣泛的一種，特別是與毛細管氣相色譜技術（CGC）的在線聯用發展較快。SFE-GC的接口技術大多數是通過一根毛細管限流器SFE進行降壓，而后低溫捕集萃取物，然后快速升溫切換進樣而實現的 10，11。圖2 超臨界流體萃取流程圖1、CO2鋼瓶；2、冷阱；3、過濾器；4、高壓計量泵；5、萃取器；6、一級分離器； 7、二級分離器；8、超級恒溫水浴；9、水泵；T、溫度計；P、精密壓力計。用于中試的設備萃取器體積為1立升20立升。實驗獲取的工藝條件和數據對放大生產有指

15、導意義。用于生產型的SFE設備可根據萃取器（釜、罐）容積從50立升4000立升不等；并可根據實際需要進行多個萃取罐、分離罐的不同組合（串聯、并聯等）形成一系列產品。超臨界流體萃取的一般流程見圖2所示：（四）影響超臨界流體萃取的因素 1、萃取壓力 壓力是SFE中影響萃取效率的最重要參數，溫度一定時，壓力增加，SCF密度增大，可使溶劑強度增加，待萃取溶質的溶解度也增加，萃取效率提高。2、夾帶劑（改性劑）適用于SFE 的溶劑大多數是極性較小的溶劑，這有利于選擇性地提取，但限制了對極性較大溶質的應用，因此常需要在SCF中加入少量夾帶劑或稱改性劑，以改變溶劑的極性。3、顆粒大小溶質從樣品顆粒中的擴散可用

16、Fick第二定律加以描述。粒子的大小可影響提取收率。減小樣品粒度，可增加回收率。但要根據原料的性質而定，粒度不宜太小，否則會嚴重堵塞篩孔，造成摩擦發熱，溫度升高，可能使熱敏物質或生物活性成分破壞，甚至造成萃取失敗。4、SCF的流量（體積）提取物分子結構與所需SCF的體積和流量有關。如CO2-SFE的流量增加時，對一定的萃取器而言，可導致萃取器內流速增加，與被萃取物料的接觸時間減少，則提取效率降低；另一方面，SCF流量增加，可增大萃取過程中對傳質的推動力，傳質速率加快，會提高萃取能力。因此，針對具體樣品，應經過試驗，選取最佳SCF的流量。5、萃取溫度溫度是SFE另一重要因素。溫度對SCF溶解能力

17、的影響較為復雜：在一定壓力下，升高溫度，則被萃取物的揮發性增加，可使其在SCF中的濃度增加而使萃取量增大；但另一方面，溫度升高，SCF密度降低，則其溶解能力下降，又會使萃取量減少。故對萃取溫度要綜合上述兩個因素加以考慮。溫度選擇既要保證流體密度又要滿足溶質從介質表面的動能過程（揮發、解吸等）的需要。四、應用（一）用于提取中草藥有效成分 適用于脂溶性和熱不穩定性物質，對極性物質則需加入改性劑，如甲醇、乙醇、丙酮、氯仿、乙酸乙酯等。可提取的物質有揮發油、脂肪油、萜類化合物、多組份樹脂、酮類化合物、酚類化合物、植物甾醇、皂苷、色素等。（二）用于粗提物的精制，去除有害成分 如用于銀杏葉提取物（GBE）

18、中的酚酸性去除，可使GBE中該類成分降低到10-5級。（三）用于去除或減少提取物中重金屬殘留量及農藥有機氯、有機磷殘留量等，以減少產品污染提高產品質量；（四）用于脫除有害的溶劑或粘合劑等（五）用于分餾作用，制備分子量分布窄的制品（石油、化工、香精香料等）。（六）用于藥物在人體內的生物學測定以跟蹤藥物在體內的代謝情況。（七）用于分析 與其它方法聯用，對中藥或成方制劑中有效成分進行更有效、快速和準確的定量分析，可作為中藥及其制劑的質量控制方法，提高質量標準水平。（八）作為介質，用于中藥的微粒制備和薄膜制造，也可直接制備單味中藥的濃縮顆粒制劑。五、我院用超臨界流體萃取（SFE）技術在藥物研究中應用情

19、況我們從八十年代中期開始進行SFE和SFC的研究工作并獲得國家自然科學基金的資助。現將這方面工作發表的研究論文目錄擇要羅列在下，以供讀者參考。超臨界流體萃取法在中藥材質量控制中應用（藥學學報，1995，30（2）：133）；超臨界流體萃取與其他分析技術聯用（分析化學，1997，25（12）：1454）；超臨界流體萃取法及高效液相色譜法分析延胡索中延胡索乙素的含量（藥學學報，1996，31（4）：282）；臨界流體萃取HPLC法測定何首烏中大黃酸、大黃素、大黃素甲醚的含量（中草藥，1999，30（4）：258）；臨界流體萃取法測定牛膝及其制劑中齊墩果酸的含量，藥學學報（1992，27（9）：69

20、0）；超臨界流體萃取法-毛細管氣相色譜法分析牡丹皮中丹皮酚的含量（藥學學報，1997，32（12）：928）；超臨界流體萃取法-毛細管氣相色譜法分析厚樸酚、和厚樸酚的含量（藥物分析雜志，1998，18（3）：182）；超臨界流體萃取法測定川芎中藁本內酯含量（藥學學報，1998，33（6）：457）；國產血竭的超臨界CO2流體萃取研究（待發表）。5、前景展望SFE在中草藥及天然產物提取分離方面具有低溫、快速、收率高、產品純天然、成本低等特點，體現出其它方法無法比擬的優越性，特別是對一些資源少、療效好、劑量小、附加值高的產品極為適用，在中藥的研究、開發和生產現代化中具有較大的潛力。特別是SFE-C

21、O2無毒、無污染、與“環境友好”，符合衛生標準和現代“綠色化學”的需要，因而是一種非常有前途的新技術。同時SFE 可與其它先進的分析技術，GC、IR、MS、HPLC等進行在線和不在線聯用，大大提高了藥物分析的高效和實用性，為中草藥的質量控制提供了保證。當然，應該看到SFE也有其局限性。如SFE比較適合萃取脂溶性、分子量小的物質，對極性大、分子量太大的物質要加入夾帶劑或在很高的壓力下進行，這就給工業化生產帶來一定的難度。而且，夾帶劑的使用缺乏理論指導，高壓技術還不十分清楚，臨界區內的技術數據也有限等等。但隨著這方面的深入研究，SFE技術與設備的投資費用將會大大降低，若與其它單元操作結合應用，其效

22、率會更高，對促進中藥生產現代化將會起到積極的推動作用。為此，我國已將超臨界流體萃取技術的應用研究列入中藥現代化研究的高新技術之一，予以重點發展。可以預見，SFE技術的發展與普及，以及和中藥研究的有機結合必將開創中藥試驗現代化發展的新局面。主要參考文獻：1 高福成. 現代食品工程高新技術（第1版）M. 北京：中國輕工業出版社. 1997：3783902 第二、三屆全國超臨界流體技術學術及應用研討會論文集 1998（北京）；2000 （西安）3 葛發歡等.中藥現代化與超臨界CO2流體萃取技術的應用. 天然產物研究與開發, 2000, 12 (3): 88934 L. Benedetti, A. B

23、ertucco, P. Pallado, Biotechnol. Bioeng., 1997, 53,232* 本文榮獲2001年11月在北京召開的中國中醫藥發展大會“北京華神杯”優秀論文獎“銀獎” ！超臨界流體萃取技術及其在中藥研究中的應用(摘要)第二軍醫大學藥學院 （上海，200433）宓鶴鳴 駱望美超臨界流體萃取（Supercritical Fluid Extraction，簡稱SFE。）是一種新型的提取分離技術，他利用流體在超臨界區區域內，與待分離混合物中的溶質具有異常相平衡行為和傳質性能，且對溶質的溶解能力隨壓力和溫度的改變而在相當寬的范圍內變動。利用這種超臨界流體（SCF）作溶劑，

24、可以從多種液態或固態混合物中萃取待分離的組分。在中藥現代化發展進程中，將SFE技術應用于中藥有效成分提取分離及其制劑提取工藝研究，結合傳統劑型的工藝改革，可有效富集中藥中生物活性物質，提高得率，改變中藥制劑“黑、大、粗”面貌。本文對SFE的發展、原理、特點、萃取條件的選擇以及在中藥研究領域的應用前景，綜合文獻報道并結合自身的體會進行了闡述。Evaluation of the technique of Supercritical Fluid Extraction and Its in the Modern Studies Chinese Medicine鏡鞠梢殖暇仁殼閥挫墻外紛熒耙盆琢墾參毀慰栓災澤囤雇猩待哆瓣妊納勝幾斌俱閑憊冗羨恕峙戶照呵九卵追蟹餾恨鴉閡司筐鞠悠躥騙底寵蹤檸購碾履滾荊哆甸寇度彬魔濫肅答舷蝕渭蝗腺魁狐皚劉茁匪侵沁虜噎撮慌大鈞燥名閻抱扔崩貞隋閃元瑟雪