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文档简介

第二章药品质量标准与药典演示文稿第一页,共一百四十三页。优选第二章药品质量标准与药典第二页,共一百四十三页。(2)«药品临床试验管理规范»(GoodClinicalPractice,简称GCP)

是临床试验全过程的标准规范。制定GCP的目的在于保证临床试验全过程的规范化、结果科学可靠、保护受试者的权益并保证其安全。我国1986年起开始了解国际上的GCP信息,1999年9月1日正式颁布并实施«药品临床试验管理规范»。第三页,共一百四十三页。(3)«药品非临床研究质量管理规范»(GoodLaboratoryPracticeGLP)是关于药品非临床研究中实验设计、操作、记录、报告、监督等一系列行为和实验室条件的规范。通常包括对组织机构和工作人员、实验设施、仪器设备和实验材料的规定,要求制定标准操作规程即SOP,对实验方案、实验动物、资料档案都有明确的规定。第四页,共一百四十三页。(4)«药品经营质量管理规范»(GoodSupplyPractice,GSP)

是控制药品流通环节有可能发生质量问题的因素,从而防止质量事故发生的一整套管理程序,现行的GSP是2000年4月由国家药监局发布,2000年7月1日起实施,是国家药监局发布的一部在推行上具有强制性的行政规章。是我国第一部纳入法律范畴的GSP。第五页,共一百四十三页。(5)«中药材生产质量管理规范»(GoodAgriculturingPractice,GAP)

是中药种植(养殖)的标准化,应遵循GAP原则,GAP是1998年由欧盟最先提出的,是对药材种植生产全过程的控制标准和程序规范,主要解决原料的集中、质量的均一和稳定性,GAP只是一个大原则,具体每味药材需有各自的SOP(操作规程),满足符合GAP标准的药材的种植是中药生产的第一车间。第六页,共一百四十三页。(6)«中药提取生产质量管理规范»(GoodExtractionPractice,GEP)GEP过程涉及提取、浓缩、层析、结晶、过滤、干燥等单元操作,制定严格的GEP规则,对中药最终质量的影响以及稳定、提高中药的疗效非常重要。在GEP规则中,既要体现中药整体和平衡的特征,又要重视个体和制造过程中的每个环节,单元操作都要有明确的数字化的质量标准,GEP是中药生产的第二车间的标准。(7)GIP—仿制药管理规范第七页,共一百四十三页。二、药品标准

药品标准是国家对药品质量、规格及检验方法所作的技术规定,是药品生产、供应、使用、检验和药政管理部门共同遵循的法定依据。

第八页,共一百四十三页。我国制定药品质量标准的指导思想:

中药标准立足于特色,西药标准立足于赶超。第九页,共一百四十三页。我国现行药品质量标准

1.中华人民共和国药典,简称中国药典2.中华人民共和国卫生部药品标准,简称部颁标准第十页,共一百四十三页。

自2001年12月1日起施行的《中华人民共和国药品管理法》中第三十二条规定“药品必须符合国家药品标准”。明确取消了地方药品标准。从2001年12月1日起至2002年11月30日,国家药品监督管理局对《药品管理法》修订前按照当时实行的地方药品标准批准生产的药品品种,逐个进行审查,经审查,对符合《中华人民共和国药品管理法》有关规定的,纳入国家药品标准,可以继续生产;对不符合规定的,立即停止该品种的生产并撤销其批准文号。

第十一页,共一百四十三页。《药品法》第十二条药品生产企业必须对其生产的药品进行质量检验;不符合国家药品标准或者不按照省、自治区、直辖市人民政府药品监督管理部门制定的中药饮片炮制的,不得出厂。第十二页,共一百四十三页。一、药典知识一、中国药典基本知识

(一)中国药典的历史沿革

建国以来,先后出版了七版药典,1953、1963、1977、1985、1990、1995、2000、2005及2010年版药典,现行使用的是中国药典(2010年版)。其英文名称是ChinesePharmacopiea,缩写为ChP(2010)。第十三页,共一百四十三页。

药典是国家关于药品标准的法典,是国家管理药品生产与质量的依据,和其他法令一样具有约束力。

中国药典(2010年版)分为一、二、三部。第十四页,共一百四十三页。2010年版《中国药典》分为三部出版,一部为中药,二部为化学药,三部为生物制品。2010年版《中国药典》收载品种4600余种,其中新增1300余种,基本覆盖国家基本药物目录品种和国家医疗保险目录品种。第十五页,共一百四十三页。在药品安全性方面,除在附录中加强安全性检查总体要求外,在品种正文标准中也大幅度增加或完善安全性检查项目,进一步提高对高风险品种的标准要求,进一步加强对重金属或有害元素、杂质、残留溶剂等的控制,并规定眼用制剂按无菌制剂要求,明确用于烧伤或严重创伤的外用剂型均按无菌要求。新版药典的附录和凡例等通用性、基础性技术规定与要求,对药典以外的所有上市药品都有直接的作用和影响力。第十六页,共一百四十三页。在有效性和质量可控性方面,除新增和修订相关的检查方法和指导原则外,在品种正文标准中增加或完善有效性检查项目,大幅度增加了符合中药特点的专属性鉴别,含量测定采用了专属性更强的检查方法,增加溶出度、含量均匀度等检查项目。第十七页,共一百四十三页。2010年版《中国药典》重点药品标准的系统性提高工作,对高风险药品尤为重视。对药典一部收载的中药注射剂品种全部增加了重金属和有害元素限度标准;此外对于其他注射剂品种的标准也不同程度地增加了对产品安全性、有效性及质量可控性等方面的质控要求,这些措施对于解决注射剂、特别是中药注射剂的安全性问题必将起到积极的作用。第十八页,共一百四十三页。二、中药标准整体水平全面提升(一)中药收载品种数量大幅度提高

新版药典收载中药材、中药饮片、中成药和中药提取物标准大幅提升,一举改变和扭转长期以来收载品种少、基础差,尤其是中药饮片缺乏标准的局面。在中药资源保护及其相关标准技术创新得到跨越式发展。第十九页,共一百四十三页。(二)中药品种分别增加和完善了安全性质控指标一是在中药附录中加强安全性检查总体要求。如在附录制剂通则中,口服酊剂增订甲醇限量检查,橡胶膏剂首次提出不得检出致病菌检查要求等;在附录检测方法中,新增二氧化硫残留量测定法、黄曲霉毒素测定法、渗透压摩尔浓度测定法、异常毒性检查法、降压物质检查法、过敏反应检查法、溶血与凝聚检查法等。

第二十页,共一百四十三页。二是在中药正文标准中增加或完善安全性检查项目。如对易霉变的桃仁、杏仁等新增黄曲霉素检测,方法和限度与国际一致;在正文标准中全面禁用苯作为溶剂;对工艺中使用有机溶剂的均检查有机溶剂残留;对川乌、草乌、马钱子等剧毒性饮片,采用高效液相色谱法(HPLC)等更先进、更精确的方法加以限量检查。

第二十一页,共一百四十三页。三是在重金属和有害元素控制方面,新版药典采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定中药中砷、汞、铅、镉、铜的含量;对一部所有中药注射剂及枸杞子、山楂、人参、党参等用药时间长、儿童常用的品种均增加了重金属和有害元素限度标准。

第二十二页,共一百四十三页。(三)解决了中药饮片标准的问题2010年版《中国药典》的一个主要特点就是,大幅增加了中药饮片标准的收载数量,初步解决了长期困扰中药饮片产业发展的国家标准较少、地方炮制规范不统一等问题。对于提高中药饮片质量,保证中医临床用药的安全有效,推动中药饮片产业健康发展,将起到积极的作用。第二十三页,共一百四十三页。(四)大幅增加符合中药特点的专属性鉴定

一是中药标准中不再使用颜色或沉淀的化学反应和光谱鉴别方法。

二是标准中大幅增加横切面或粉末显微鉴别。2005年版药典共收载显微鉴别620项;2010年版仅新增显微鉴别就达633项,所有的药材和饮片及含生药粉的中成药基本都增加了专属性很强的横切面或粉末显微鉴别。

三是标准中大量使用专属性较强的薄层色谱(TLC)鉴别技术。2005年版药典共收载薄层色谱鉴别1507项;2010年版药典仅新增薄层色谱鉴别就达2494项,除矿物药外均有专属性强的薄层鉴别方法。第二十四页,共一百四十三页。三、现代分析技术广泛应用一是扩大了对成熟新技术方法的收载。如附录中新增离子色谱法、核磁共振波谱法、拉曼光谱法指导原则等。中药品种中采用了液相色谱/质谱联用、DNA分子鉴定、薄层-生物自显影技术等方法,以提高分析灵敏度和专属性,解决常规分析方法无法解决的问题。新增药品微生物检验替代方法验证指导原则、微生物限度检查法应用指导原则、药品微生物实验室规范指导原则等,以缩小附录在微生物方面与国外药典的差距。第二十五页,共一百四十三页。二是进一步扩大了对新技术的应用除在附录中扩大收载成熟的新技术方法外,品种正文中进一步扩大了对新技术的应用。

药典一部根据中医药理论和中药成分复杂的特点,建立能反映中药整体特性的方法,将反映中药内在质量整体变化情况的色谱指纹图谱技术应用到药品标准中,以保证质量的稳定均一。

第二十六页,共一百四十三页。《中国药典》英文版

《临床用药需知》

各年的增补本

药典注释

操作标准:中华人民共和国医药行业标准——药品检验操作规程第二十七页,共一百四十三页。(二)中国药典的基本结构和内容

药典的内容一般分为凡例、正文、附录和索引四部分。第二十八页,共一百四十三页。第二十九页,共一百四十三页。凡例(GeneralNotices)

把一些与标准有关的、共性的、需要明确的问题,以及采用的计量单位、符号与专门术语等,用条文加以规定,以避免在全书中重复说明。第三十页,共一百四十三页。

2.正文(Monographys)

是药典的主要内容,为所收载药品或制剂的质量标准。第三十一页,共一百四十三页。第三十二页,共一百四十三页。第三十三页,共一百四十三页。

3.附录(Appendix)

附录部分记载了制剂通则、生物制品通则、一般杂质检查方法、一般鉴别试验、有关物理常数测定法、试剂配制法以及色谱法、光谱法等内容。

4.索引(Index)

中文索引(汉语拼音索引)和英文名称索引。第三十四页,共一百四十三页。三、中国药典采用的计量单位、符号与专业术语(一)计量单位和符号长度:米m;分米dm;厘米cm;毫米

mm;微米um;纳米nm;体积:升L;毫升mL;微升uL;质量:千克kg;克g;毫克mg;微克ug;纳克ng;压力:兆帕MPa;千帕kPa;帕Pa;第三十五页,共一百四十三页。动力黏度:帕秒Pa﹒s;运动黏度:平方毫米每秒mm2/s波数:负一次方厘米cm-1密度:千克每立方米kg/m3

;克每立方厘米

g/cm3;放射性活度:吉贝可GBg;兆贝可MBg;千贝克

kBg;贝克Bg第三十六页,共一百四十三页。(二)专业术语1、溶解度:溶解度是药品的一种物理性质,是指药品在溶剂中的溶解能力。药典中的溶解度是指在各品种项下选用的溶剂中的溶解性能。药品的近似溶解度以下列各词表示:极易溶解:系指溶质能在(1g或1ml)溶剂不到1ml中溶解。易溶:系指溶质能在(1g或1ml)溶剂1ml不到10ml中溶解。溶解:系指溶质能在(1g或1ml)溶剂10ml不到30ml中溶解。第三十七页,共一百四十三页。略溶:系指溶质能在(1g或1ml)溶剂30ml不到100ml中溶解。微溶:系指溶质能在(1g或1ml)溶剂100ml不到1000ml中溶解。极微溶解:系指溶质能在(1g或1ml)溶剂1000ml不到10000ml中溶解。几乎不荣或不溶:系指溶质能在(1g或1ml)溶剂10000ml中不完全溶解。第三十八页,共一百四十三页。实验方法:除另有规定外,称取研成细粉的供试品或量取液体供试液,置于25℃±2℃一定容量的溶剂中,每隔5min强力振摇30s;观察30min内的溶解情况,如看不见溶质颗粒或液滴时,即为完全溶解。第三十九页,共一百四十三页。2、温度水浴温度出另有规定外,均指98-100℃热水系指70-80℃微温或温水40-50℃室温10-30℃冷水2-10℃冰浴0℃放冷指放冷至室温第四十页,共一百四十三页。3、百分比用“%”符号表示,系指重量的比例;但溶液的百分比,除另有规定外,系指溶液100ml中含有溶质若干克;乙醇的百分比,系指在20℃时容量的比例。此外,根据需要可采用下列符号:%(g/g)表示溶液100g中含有溶质若干克;%(ml/ml)表示溶液100ml中含有溶质若干毫升;%(ml/g)表示溶液100g中含有溶质若干毫升;%(g/ml)表示溶液100ml中含有溶质若干克。

第四十一页,共一百四十三页。

4、液体的滴,系在20℃时,以1.0ml水为20滴进行换算。

5、溶液后记录的“(1→10)”等符号,系指固体溶质1.0g或液体溶质1.0ml加溶剂使成10ml的溶液;未指明用何种溶剂时,均系指水溶液;两种或两种以上液体的混合物,品名间用半字线“-”隔开,其后括号内所示的“:”符号,系指各液体混合时的容量比例。

第四十二页,共一百四十三页。四、标准品、对照品及选用原则标准品:系指用于生物检定,抗生素或化学药品中含量或效价测定的标准物质,按效价单位(或μg)计,以国际标准品进行标定。对照品:系指在用于检测时,除另有规定外,均按干品(或无水物)进行计算后使用的标准物质。第四十三页,共一百四十三页。选用原则标准品与对照品(不包括色谱用的内标物质)均由国家药品监督管理部门指定的单位制备、标定和供应,标准品与对照品的建立或变更其原有的活性或成分和含量,应与原标准品、对照品或国际标准品进行对比,并经过协同标定和一定的工作程序进行技术审定,标准品与对照品均应附有使用说明书、质量要求(包括水分等)、使用效期和装量等。第四十四页,共一百四十三页。五、取样量的有关要求1、取样的准确度、精密度

试验中的供试品与试液等“称量”或“量取”的量均用数字表示,其精确度可根据数值的有效数字位数来确定。如称取“0.1g”,系指称取量可为0.06~0.14g,称取“2g”系指称取量应准确至所取重量可为1.5~2.5g,称取“2.0g”,系指称取量可为1.95~2.05g,称取“2.00g”系指称取量可为1.995~2.005g。用量具;取用量为“约”若干时,系指取量不得超过规定量的±10%。第四十五页,共一百四十三页。

规定精密称定时,系指称取量应准确至所称取量的1/1000;规定称定时,应准确至称取量的1/100;规定精密量取时,系指量取体积的准确度应符合国家标准中对该体积移液管的精密度的要求;规定“量取”时,可用量筒或按量取体积的有效数字为数选。第四十六页,共一百四十三页。恒重

除另有规定外,系指供试品连续两次干燥或炽灼后的重量差异在0.3mg以下的重量。干燥至恒重的第二次及以后各次称重均应在规定条件下继续干燥1小时后进行;炽灼至恒重的第二次称重应在继续炽灼30分钟后进行。第四十七页,共一百四十三页。“按干燥品(或无水物,或无溶剂)计算”

除另有规定外,应取未经干燥(或未去水,或未去溶剂)的供试品进行试验,并将计算中的取用量按检查项下测得的干燥失重(或水分,或溶剂)扣除。第四十八页,共一百四十三页。试验中的“空白试验”

系指在不加供试品或以等量溶剂替代供试液的情况下,按同法操作所得的结果;含量测定中的“并将滴定的结果用空白试验校正”,系指按供试品所耗滴定液的量(ml)与空白试验中所耗滴定液量(ml)之差进行计算。

试验时的温度

未注明者,系指在室温下进行;温度高低对试验结果有显著影响者,除另有规定外,应以25℃±2℃为准。

第四十九页,共一百四十三页。

六、试药、试液、指示剂

1、试验用的试药除另有规定外,均应根据附录试药项下的规定,选用不同等级并符合国家标准或国务院有关行政主管部门规定的试剂标准。试液、缓冲液、指示剂与指示液及滴定液等均应符合附录的规定或按照附录的规定制备。2、试验用水除另有规定外,均系指纯化水。酸碱度检查所用的水,均系指新沸并放冷至室温的水。第五十页,共一百四十三页。3、乙醇

未指明浓度时均系指95%(ml/ml)的乙醇。4、溶液的澄清度检查除以水为溶剂可不标明外,对用酸、碱或有机溶剂将原料药制成一定浓度的溶液作澄清度检查时,其标题均应标明何种溶液的澄清度。5、酸碱性试验如未指明用何种指示剂,均系指石蕊试纸。第五十一页,共一百四十三页。

七、检验方法和限度

1、本版药典收载的药材及制剂,均应按规定的方法进行检验,如采用其他方法,应将该方法与规定的方法做比较试验,根据试验结果掌握使用,但在仲裁时仍以本版药典规定的方法为准。

第五十二页,共一百四十三页。

2、药品的含量(%),除另有注明者外均按重量计。如规定上限为100%以上时,系指用本版药典规定的分析方法测定时可能达到的数值,它为药典规定的限度允许偏差,并非真实含量;如未规定上限时,系指不超过101.0%。制剂中规定的含量限度范围,是根据该药味含量的多少、测定方法、生产过程和贮存期间可能产生的偏差或变化而制定的,生产中应按标示量100%投料。

第五十三页,共一百四十三页。

3、标准中规定的各种纯度和限度数值以及制剂的重(装)量差异,系包括上限和下限两个数值本身及中间数值,规定的这些数值不论是百分数还是绝对数字,其最后一位数字都是有效位。试验结果在运算过程中,可比规定的有效数字多保留一位数,而后根据有效数字的修约规定进舍至规定有效位。第五十四页,共一百四十三页。1、美国药典

TheUnitedStatesPharmacopoeia,缩写USP,目前为32版,即USP(32)美国国家处方集TheNationalFormulary,缩写NF,目前为27版,即NF(27)

二、几种常用外国药典简介第五十五页,共一百四十三页。以上二者合并为一册,缩写为USP(32)—NF(27)

2002年起每年一版,USP(25)—NF(20)为亚洲版专版药典首版。

第五十六页,共一百四十三页。

3.日本药局方缩写JP,目前为2005年,15版,即JP(15)2.英国药典BritishPharmacopoeia,缩写BP,目前为2005年版,即BP(22)

第五十七页,共一百四十三页。

4.欧洲药典EuropeanPharmacopoeia,缩写Ph.Eup,目前为第五版,2005年增补本。欧洲药典对其成员国,与本国药典具有同样约束力,并且互为补充。

5.国际药典

TheInternationalPharmacopoeia,缩写Ph.Int,目前为第三版,由世界卫生组织(WHO)颁布。第五十八页,共一百四十三页。二、药品检验工作基本程序第五十九页,共一百四十三页。药品检验工作基本程序

取样鉴别含量测定检查提取纯化

样品制备记录报告第六十页,共一百四十三页。一、药品检验工作基本程序(一)取样(Sample)

要考虑取样的科学性、真实性与代表性

1.基本原则均匀、合理

2.特殊装置如固体原料药用取样探子取样第六十一页,共一百四十三页。1.抽取样品法:当药品经包装为箱或袋时,且数量较大,可随机从大批样品中取出部分箱或袋,随机取出一定样品。2.圆锥四分法:将样品堆积成正圆锥形,将圆锥上部压平,然后从圆锥上部十字状垂直向下切开,分成四份,取对角的两等份混匀,直至得到最后样品量3.分层取样法:吸管从容器中分层取样,然后将样品混匀第六十二页,共一百四十三页。(二)鉴别(Identifcation)

判断已知药物及其制剂的真伪;采用一组(二个或几个)试验项目全面评价一个药物。

第六十三页,共一百四十三页。1.性状(Description)

性状项下记述药品的外观、臭、味和一般的稳定性情况,溶解度以及物理常数等。(1)外观、臭、味和稳定性;(2)溶解度;(3)物理常数物理常数包括相对密度、馏程、熔点、凝点、比旋度、折光率、黏度、吸收系数、碘值、皂化值和酸值等;测定结果不仅对药品具有鉴别意义,也反映药品的纯度,是评价药品质量的主要指标之一。构成法定药品质量标准,测定方法收载于药典附录。第六十四页,共一百四十三页。2.显微鉴别第六十五页,共一百四十三页。(1)化学鉴别法

例:苯甲酸[鉴别]

取本品约0.2g,加4%氢氧化钠溶液15ml,振摇,滤过,滤液中加三氯化铁试液2滴,即生成赭色沉淀。

(2)光谱鉴别

3.理化鉴别第六十六页,共一百四十三页。(3)色谱鉴别

TLC法——应用最多(Rf、颜色、荧光)

GC法——适用于含挥发性成分的药物

HPLC法——常与含量测定同时进行第六十七页,共一百四十三页。

(三)检查

1、按制剂通则有关要求进行检查。

2、杂质检查。第六十八页,共一百四十三页。(四)含量测定

判断一个药物的质量是否符合要求,必须全面考虑鉴别、检查与含量测定三者的检验结果。

第六十九页,共一百四十三页。二、记录及报告

必须有检验人员、复核人员及部门负责人签名或盖章,必要时由检验单位盖章。

(一)原始记录完整、真实、具体、清晰1.供试品情况(名称、批号、规格、数量、来源、外观、包装等);

第七十页,共一百四十三页。2.日期(取样、检验、报告等);3.检验情况(依据、项目、操作步骤、数据、计算结果、结论等);

4.若需涂改,只可划线,重写后要签名;

第七十一页,共一百四十三页。涂改方式:划两条细线,在右上角写正确数字,并签名例

9.6543-8.12701.5272张杰例0.10312例消耗22.31ml张杰05张杰3第七十二页,共一百四十三页。5.

记录完成后,需复核。复核后的记录,属内容和计算错误的,由复核人负责;属检验操作错误的,由检验人负责。第七十三页,共一百四十三页。品名包装规格批号厂牌来源数量取样日期取样数量报告日期检验依据检验记录结论复核人检验人第七十四页,共一百四十三页。

(二)检验报告书

完整、简洁,结论明确。除无操作步骤外其它内容同原始记录。第七十五页,共一百四十三页。1.全面检验均符合质量标准。如:(三)结论

本品为“维生素C”,符合中国药典(2005年版)的规定。第七十六页,共一百四十三页。三、计量仪器认证要求(1)经计量检定合格;(2)具有正常工作所需的环境条件;(3)具有称职的保存、维护、使用人员;(4)具有完善的管理制度。第七十七页,共一百四十三页。第四节分析样品的制备一、取样二、样品的制备

供试品制备的原则:

最大限度地保留被测定成分,除去干扰物质,将被测定成分浓缩至分析方法最小检测限所需浓度。第七十八页,共一百四十三页。

对于同一成分在不同的剂型中所采用的提取、分离、净化方法可能完全不同,例如欲对制剂中马钱子成分士的宁生物碱进行分析,当马钱子存在于剂中,样品应先蒸去乙醇,再根据生物碱的性质特点,选择提取、分离方法;如存在于蜜丸中,则应考虑大量蜂蜜的存在对提取分离的影响,所以首先要加硅藻土作为稀释剂,与蜜丸研匀,干燥。第七十九页,共一百四十三页。(一)提取1、溶剂提取法

选用适当的溶剂将中药制剂中的被测成分溶出的方法称溶剂提取法。溶剂的选择应遵循“相似相溶”原则。

常用提取方法:溶剂提取法又可分为冷提取、热提取和物理提取法。第八十页,共一百四十三页。①萃取法适用于液体制剂的处理方法,此法简便、快速,据所用萃取溶剂不同,萃取的效率高低取决于所选用的溶剂,溶质在有机相和水相的分配比越大,萃取效果越好。

②冷浸法本法适用于固体样品的提取,方法简便。将样品粉碎后精密称取一定量置具塞容器内加入溶剂,浸泡一定时间。整个浸提过程是指溶媒溶解、分散其有效成分而变成浸出液的全部过程。冷浸法的优点是适宜遇热不稳定成分的提取,且提取的杂质少,样品纯净。

第八十一页,共一百四十三页。

③回流提取法本法是以有机溶剂作溶媒,用回流装置,加热回流提取,提取至一定时间后,滤出提取液,经处理后制成供试品溶液。本法主要用于固体制剂的提取,对热不稳定或具有挥发性的组分不宜用回流提取法提取。

④连续回流提取法连续回流提取法使用索氏提取器连续进行提取,操作简便,节省溶剂,提取效率高,遇热易破坏的成分不宜用此法。

索氏提取器1.冷凝管2.溶剂蒸气上升管3.虹吸管4.装有药粉的滤纸袋5.溶剂6.水浴第八十二页,共一百四十三页。⑤超声提取法超声波提取法是将样品置适当的容器中,加入提取溶剂,放入超声振荡器中提取。超声提取能使样品粉末更好地分散于溶剂中,提高提取效率和提取速度。本法特点是提取效率高,操作简便。

第八十三页,共一百四十三页。

⑥超临界流体萃取(SuperiticalFluid

Extraction,以下简称SFE)

是一项发展很快、应用很广的实用性新技术。传统的提取物质中有效成份的方法,如水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等,其工艺复杂、产品纯度不高,而且易残留有害物质。超临界流体萃取是利用流体在超临界状态时具有密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特性而成功开发的。它具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低等优点。第八十四页,共一百四十三页。什么是超临界:

任何一种物质都存在三种相态----气相、液相、固相。三相呈平衡态共存的点叫三相点。液、气两相呈平衡状态的点叫临界点。在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。超临界流体(SCF)是指在临界温度(Tc)和临界压力(Pv)以上的流体。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。第八十五页,共一百四十三页。超临界萃取的原理

超临界流体萃取分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下,超临界流体具有很好的流动性和渗透性,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,所以在超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。第八十六页,共一百四十三页。相密度(g/ml)扩散系数(cm2/s)粘度(g/cm.s)气体(G)10-310-110-4超临界流(SCF)0.3~0.910-3~10-410-4~10-3液体(L)110-510-2

这种流体(SCF)兼有气液两重性的特点,它既有与气体相当的高渗透能力和低的粘度,又兼有与液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力。

第八十七页,共一百四十三页。超临界流体(SCF)的选取

溶质在某溶剂中的溶解度与溶剂的密度呈正相关,SCF也与此类似。因此,通过改变压力和温度,改变SCF的密度,便能溶解许多不同类型的物质,达到选择性地提取各种类型化合物的目的。可作为SCF的物质很多,如二氧化碳、一氧化亚氮、六氟化硫、乙烷、甲醇、氨和水等。其中二氧化碳因其临界温度低(Tc=31.3℃),接近室温;临界压力小(Pv=7.15MPa),扩散系数为液体的100倍,因而具有惊人的溶解能力。且无色、无味、无毒、不易燃、化学惰性、低膨胀性、价廉、易制得高纯气体等特点,现在应用最为广泛。第八十八页,共一百四十三页。二氧化碳超临界萃取的溶解作用

在超临界状态下,CO2对不同溶质的溶解能力有以下规律:亲脂性、低沸点成分可在104KPa以下萃取,如挥发油、烃、酯、内酯、醚、环氧化合物等。化合物的分子量愈大,愈难萃取。分子量在200~400范围内的组分容易萃取,高分子量物质(如蛋白质、树胶和蜡等)则很难萃取。化合物的极性基团(如-OH、-COOH等)愈多,则愈难萃取。如糖、氨基酸的萃取压力则要4×104KPa以上;第八十九页,共一百四十三页。超临界CO2萃取的特点

1、可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取,有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散,完整保留生物活性,而且能把高沸点,低挥发、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。2、由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染,100%的纯天然,符合当今“绿色环保”、“回归自然”的高品位追求。3、控制工艺参数可以分离得到不同的产物,可用来萃取多种产品,而且原料中的重金属、无机物、尘土等都不会被CO2溶解带出。第九十页,共一百四十三页。4、蒸馏和萃取合二为一,可以同时完成蒸馏和萃取两个过程,尤其适用于分离难分离的物质,如有机混合物、同系物的分离精制等。5、能耗少;热水、冷水全都是闭路循环,无废水、废渣排放。CO2也是闭路循环,仅在排料时带出少许,不会污染环境。由于能耗少、用人少、物料消耗少,所以运行费用非常低。

因此,CO2特别适合天然产物有效成分的提取。对于天然物料的萃取,其产品真正称得上是100%纯天然的“绿色产品”。

第九十一页,共一百四十三页。影响超临界萃取的主要因素1、密度:溶剂强度与SCF的密度有关。温度一定时,密度(压力)增加,可使溶剂强度增加,溶质的溶解度增加。2、夹带剂:适用于SFE的大多数溶剂是极性小的溶剂,这有利于选择性的提取,但限制了其对极性较大溶质的应用。因此可在这些SCF中加入少量夹带剂(如乙醇等)以改变溶剂的极性。加一定夹带剂的SFE-CO2可以创造一般溶剂达不到的萃取条件,大幅度提高收率。3、粒度:溶质从样品颗粒中的扩散,可用Fick第二定律加以描述。粒子的大小可影响萃取的收率。一般来说,粒度小有利于SFE-CO2萃取。4、流体体积:提取物的分子结构与所需的SCF的体积有关。增大流体的体积能提高回收率。

第九十二页,共一百四十三页。超临界萃取技术的应用及前景展望1、食品工业:植物动物油脂的提取及脱色等。2、医药、化妆品:鱼油中的高级脂肪酸(EPA、DHA等)的提取;药效成分(生物碱、甙等)的提取化妆品原料(美肤效果剂、表面活性剂等)的提取。3、化学工业:石油残渣油的脱沥;原油的回收、润滑油的再生;烃的分离、煤液化油的提取;含有难分解物质的废液的处理;用超临界流体色谱仪进行分析和分离。4、医药工业:SFE-CO2技术在生物活性物质和天然药物提取中的应用,超临界流体技术在手性药物合成中的应用,超临界流体技术在药剂学中的应用,超临界流体技术在药物分析中的应用。目前,有关超临界流体技术的基础理论研究正在加强,大规模的工业化还有一定的困难,但从这项技术的应用可以看出超临界萃取技术在未来具有极其广阔的发展前景。第九十三页,共一百四十三页。2、升华法

某些固体化学成分具有较高的蒸气压,受热时不经熔融就可直接气化,气体遇冷又凝固为原来的固体化合物,此过程称为升华。中药中某些成分具有升华的性质,可利用升华的方法直接从中药中提取出来。如樟木中的樟脑,是世界上最早应用升华法制取的有效成分。茶叶中的咖啡碱加热到178℃就能升华而不被分解。此外,游离羟基蒽醌类成分、小分子游离香豆素类成分及某些有机酸和酚类成分等,也具有升华的性质,可用升华法提取。升华法虽简单易行,但药材炭化后,往往产生挥发性的焦油状物,粘附在升华物上,不易精制除去,并且升华不完全,产率低,有时还伴有分解现象,因此较少采用。第九十四页,共一百四十三页。

3、蒸馏法

是将提取液加热沸腾,使溶剂气化并冷凝为液体而回收,达到提取液浓缩的目的。蒸馏方法的选择可随提取液的沸点和性质而定,为了避免仪器受热不均匀而炸裂破损,或引起成分的分解破坏,在常压和减压蒸馏时,应采用热浴间接加热。常用的热浴有水浴、油浴和砂浴。第九十五页,共一百四十三页。二、水蒸气蒸馏法基本原理是根据分压定律(P总=P水+PA),系统中总蒸气压等于各组份蒸气压之和。当总蒸气压与外界大气压相等时,溶液开始沸腾。从公式可以看出,其沸点低于任何一组份的沸点。本法适用于具有挥发性,能随水蒸气蒸馏而不被破坏,与水不发生反应,且难溶于水的成分提取。第九十六页,共一百四十三页。分子蒸馏技术MOLECULARDISTILLATIONTECHNOLOG分子蒸馏技术是现代工业生产的一项重要分离技术第九十七页,共一百四十三页。

分子与分子之间存在着相互作用力。当两分子离得较远时,分子之间的吸引力是主要的。但当两分子相互接近到一定距离之后,分子之间的作用力就会改变为斥力,并且随着其接近程度而迅速增加。当接近到一定程度时,由于斥力的作用,两分子发生斥离。这种由于接近而至斥离的过程就是分子的碰撞过程。分子碰撞一、分子运动理论-分子运动平均自由程第九十八页,共一百四十三页。分子运动平均自由程平均自由程的数字表达式可写为:

-平均自由程P-运动分子所处空间的压强;T-运动分子的环境温度;K-波尔兹曼常数分子运动自由程一个分子相邻两次碰撞之间所走的路程。第九十九页,共一百四十三页。

根据分子运动理论,液体分子受热从液面逸出,不同种类的分子,其平均自由程不同;

液体混合物为达到分离的目的,首先进行加热,能量足够的分子逸出液面。轻分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小,若在离液面小于轻分子平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一冷凝面,使得轻分子落在冷凝面上被冷凝,从而破坏了轻分子的动态平衡,使得轻分子继续不断逸出。而重分子因达不到冷凝面,很快趋于动态平衡。这样就将混合物分离了。分子蒸馏的原理第一百页,共一百四十三页。

对于许多物料而言,至今基本上仍未有可供实际应用的数学公式能对分子蒸馏中的变量参数进行准确的描述。但在包括生产线在内的相关设计模型范围内,由经验从各种规格蒸发器模型中获得的蒸馏条件,可以安全地推广到从实验室用的到生产线上用的分子蒸馏装置中,尽管没有一个完整的理论。第一百零一页,共一百四十三页。膜形成

Nasselt对降膜、无机械运动的“垂直”装置中的膜形成,描述如下:

σm

-名义膜厚[米]

-物料动力粘度[米2·秒-1]

g-重力加速度[米·秒-2]

Re-雷诺数,无因次

Re>400时,该方程成立

-表面载荷[米3·秒-1·米-1]

-物料的动力粘度[米2·秒-1]假设一个层(无扰动)流,其名义膜厚:第一百零二页,共一百四十三页。

对机械式刮膜来说,文献中所见到的所有膜厚都是由经验公式确定的,它们介于0.05~0.5mm之间。表面载荷(取决于蒸发器的长度)物料黏度刮片元件施加于膜上的力主要参数第一百零三页,共一百四十三页。停留时间和热分解名义停留时间直接影响因素加热面长度物料黏度表面载荷要求的产量第一百零四页,共一百四十三页。

Hickman和Embree对分解几率给出如下公式:

Z=p·t

Z-分解几率

P-工作压力(与工作温度T成正比)

t-停留时间[秒]物料在分子蒸馏中的分解几率和停留时间比其它类型的蒸发器低了数量级。分解几率(对物料的热破坏)第一百零五页,共一百四十三页。

对分子蒸馏而言,在实际中可以发现:

如果阻止蒸汽流进入内部冷凝器中的不凝性气体被抽走,那么在介于10-1~10-3mbar之间的工作压力下,分子蒸馏器能获得300kg/

·h的生产能力。

对许多物料来说,该范围内的生产能力使分子蒸馏在经济上十分诱人!第一百零六页,共一百四十三页。蒸发速度数学公式仅仅适用于具有自由流动膜的“纯”分子蒸馏推广的Langmuir-knudsen方程为:

G-蒸发速度[Kg/m2·h]M-分子量P-蒸汽压[mbar]T-蒸馏温度[k]残余气体的压力愈低,值愈接近1第一百零七页,共一百四十三页。值得说明的是,分子蒸馏的压力为×10-3托级,系指残余空气的压力,绝非被蒸馏空间的压力。因蒸馏物质的蒸汽压是根据液面温度而定的,它完全可能比残余压力大很多,直到约1托(即两者相差近千倍)。第一百零八页,共一百四十三页。

内部冷凝器,流阻小,极限真空高分子蒸馏装置第一百零九页,共一百四十三页。

分子蒸馏与其它蒸馏方法相比其突出优点在于:

a.操作温度低

b.物料受热时间短

(这两点对于高沸点和热敏物料尤为重要)

c.工业化生产能力第一百一十页,共一百四十三页。分子蒸馏的缺点:1.生产能力方面2.设备投资方面第一百一十一页,共一百四十三页。

主要区别在于物料形成薄膜的方法不同。现在国内、外的工业化装置以转子刮膜式为主。分子蒸馏模式离心薄膜式转子刮膜式第一百一十二页,共一百四十三页。转子刮膜式分子蒸馏器第一百一十三页,共一百四十三页。石油化工方面塑料工业方面食品工业方面医药方面香料工业方面

应用概况第一百一十四页,共一百四十三页。1.酸性氯化物2.氨基酸酯3.葡萄糖衍生物4.吲哚5.萜酯6.天然和合成维生素7.互叶白千层油8.辣椒碱9.大蒜素的精制10.川芎11.当归姜油中草药有效成分的提纯制药第一百一十五页,共一百四十三页。中试型设备:MD-S150

第一百一十六页,共一百四十三页。净化方法

1、液-液萃取法

可采用适当的溶剂利用萃取法原理将被测成分或杂质提取出来使被测成分与杂质分离。2、色谱法

色谱法是中药分析中常用的样品净化方法,包括柱色谱法、薄层色谱法和纸色谱法,其中以柱色谱法常用。第一百一十七页,共一百四十三页。萃取EXTRACTION萃取:利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法。第一百一十八页,共一百四十三页。基本概念萃取剂:流体(液体,超临界流体)

液体:液液萃取有机溶剂萃取双水相萃取反胶团萃取液膜萃取固体:液固萃取(浸取)目标物第一百一十九页,共一百四十三页。萃取相(轻相)萃余相(重相)第一百二十页,共一百四十三页。操作的一般过程萃取–

洗涤–

反萃取第一百二十一页,共一百四十三页。分配定律分配定律(distributionlaw)

在恒温恒压下,溶质在互不相溶的两相中达到分配平衡时,溶质在两相中的平衡浓度之比为常数适应条件:相同分子形态(相对分子质量相同)存在于两相中的溶质浓度之比。不适合于化学萃取,因溶质在各相中并非以同一种分子形态存在。

第一百二十二页,共一百四十三页。

分配常数

分配系数线性平衡Langmuir型平衡适应条件:低浓度适应条件:高低浓度第一百二十三页,共一百四十三页。弱电解质的分配平衡弱电解质的萃取理论

弱碱和弱酸的解离平衡关系分别为:AH(lightphase)

KaKb AH↔A-+H+BH+↔B-+H+

AH=A-+H+(water)弱酸性电解质的分配系数 弱碱性电解质的分配系数

第一百二十四页,共一百四十三页。有机溶剂的选择选择原则:根据相似相溶的原理(最重要参数:介电常数,极性),选择与目标产物性质相近的萃取剂,可以得到较大分配系数。此外,有机溶剂还应满足以下要求:1)、价廉易得;2)、与水相不互溶;3)、与水相有较大的密度差,并且粘度小,表面张力适中,相分散和相分离较容易;4)、容易回收和再利用;5)、毒性低,腐蚀性小,闪点低,使用安全;6)、不与目标产物发生反应。常用于抗生素类萃取剂有:丁醇等醇类、乙酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸戊酯等乙酸酯类以及甲异丁基甲酮(methylisobutylketone)等。第一百二十五页,共一百四十三页。水相条件的影响pH值

一方面,pH值影响分配系数;另一方面,pH影响选择性。温度温度影响分配系数盐析剂

一方面,盐析剂可使产物在水中溶解度降低,而易于转入溶剂中去。另一方面,也能减少有机溶剂在水中溶解度。带溶剂

能与目标物形成复合物,易于溶于有机溶剂中。第一百二十六页,共一百四十三页。乳化现象及去乳化乳化:

水或有机溶剂以微小液滴形式分散于有机相或水相中的现象。常常发生在实际发酵产物的萃取操作中。产生乳化后使有机相和水相分层困难,出现两种夹带:①发酵液中夹带有机溶剂微滴,使目标产物受到损失;②有机溶剂中夹带发酵液给后处理操作带来困难。产生原因: 是发酵液中存在的蛋白质和固体颗粒等物质,这些物质具有表面活剂性的作用,使有机溶剂和水的表面张力降低,水易于以微小液滴的形式分散于油相称为油包水型W/O乳浊液;相反,为O/W型乳浊液。第一百二十七页,共一百四十三页。乳化处理及破乳

1)在操作前,对发酵液进行过滤或絮凝沉淀处理,可除去大部分蛋白质及固体微粒,防止乳化现象的发生。

2)乳化产生后,采取适当的破乳手段。如果乳化现象不严重,可采用过滤或离心沉降的方法。对于O/W型乳浊液,加入亲油性表面活性剂,可使乳浊液从O/W型转变成W/O型,但由于溶液条件不允许W/O型乳浊液的形成,即乳浊液不能存在,从而达到破坏的目的。相反,对于W/O型乳浊液,加入亲水性表面活性剂,如SDS可达到破乳的目的。第一百二十八页,共一百四十三页。固相萃取技术SPE一.

概述二.

SPE基本原理三.SPE法的优点四.SPE装置五.SPE的类型六.SPE方法的建立七.SPE的应用第一百二十九页,共一百四十三页。

所谓萃取法,就是从样品中提取组分,传统的方法是液液萃取法(LLE),即用液体作为提取剂;我们这里探讨的SPE,是用固体物质作为萃取剂,采用高效、高选择性的固定相进行萃取的样品预处理技术。

SPE技术自上世纪70年代后期问世以来,发展迅

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