基于溶液环境调节理论的黄连解毒汤陶瓷膜微滤过程的预处理研究

为了优化黄连解毒汤膜分离前的预处理方式,该文以黄连解毒汤为研究对象,通过不同的预处理方式调节溶液环境及物料流变特征,分别考察不同溶液环境对膜通量、共性高分子物质去除率、指标性成分透过率等指标的影响。研究发现,絮凝时的膜通量最高,指标性成分透过率高（>94.8%）,共性高分子物质截留率较高;减压抽滤和调节pH为9时次之;调节pH和絮凝时指标性成分透过率相对较高,膜污染的主要因素为膜堵塞阻力。综合各项指标,以絮凝的预处理效果最佳,调节pH为9时次之。     

黄连解毒汤模拟体系的超滤膜过程研究

目的:以黄连解毒汤模拟体系为研究对象,探讨中药水提液超滤过程污染机制,为中药膜分离技术应用系统的优化设计奠定基础.方法:采用系统模拟的方法,以超滤膜过程中通量变化、膜污染度、成分截留率、小分子物质吸附速率和吸附量等为指标,研究黄连解毒汤复方中小分子药效物质和共性高分子物质的超滤行为及相互影响.结果:黄连解毒汤模拟体系中,小檗碱和栀子苷PS5K超滤膜透过率在90%以上,淀粉、果胶、蛋白质3种高分子物质的截留率为100%;但模拟溶液中由于高分子物质的存在造成小檗碱和栀子苷的膜透过率大大降低,膜污染和膜通量衰减加剧;小檗碱和栀子苷的膜吸附行为也因为高分子物质的存在而发生了改变.结论:黄连解毒汤复方溶液中,高分子物质的存在是造成超滤膜污染和药效物质损失的主要因素,其中主要污染物是淀粉和果胶.     

基于Hermia模型的中药鞣质模拟体系的膜过程污染机制研究

目的分析中药鞣质模拟体系的膜过程污染机制。方法以中药水提液中的鞣质和小分子药效物质(小檗碱、栀子苷)组成的模拟溶液为研究对象,考察不同模拟溶液的膜过程通量、共性高分子物质去除率、小分子药效物质透过率等指标,借助Hermia数学模型进行分析。结果对于鞣质模拟溶液、鞣质+小檗碱+栀子苷模拟溶液,其膜通量变化和滤饼过滤模型拟合程度较高。滤饼层的形成是其通量降低和膜污染的主要原因。滤饼层的存在使得小檗碱和栀子苷透过率(分别为67.63%和87.55%)并不理想。结论 Hermia数学模型可以作为研究中药提取液膜污染机制的重要手段,滤饼层的形成和存在可能是中药提取液膜污染严重的原因之一。     

陶瓷膜微滤过程中小檗碱与高分子物质相互作用的初步研究

目的探究中药水提液中小分子药效物质膜滤过程的变化。方法采用膜滤实验与分子动力学模拟相结合的研究方法,分析、预测小分子药效物质与中药水提液普遍存在的高分子物质之间的相互作用。首先配制小檗碱+高分子混合模拟溶液,进行膜分离实验,以小檗碱透过率、高分子截留率以及两者的吸附率为指标,分析高分子物质的存在对小檗碱透过率的影响;再利用分子动力学模拟软件建立模拟体系,计算小檗碱与高分子物质之间的相互作用,以分析高分子物质对小檗碱传质过程的影响。结果高分子物质与小檗碱混合后,小檗碱透过率显著降低;高分子物质蛋白质、淀粉、果胶与小檗碱之间的总相互作用能分别为-122.723 3、-83.613 0、-125.815 9 kJ/mol,其中,淀粉与小檗碱的相互作用能最小,蛋白质、果胶与小檗碱的相互作用能相差不大。结论在膜分离过程中,高分子成分与小檗碱之间的相互作用是影响小檗碱传质过程的主要因素,相互作用的强弱导致小檗碱透过率大小的不同。     

基于计算机仿真技术的中药水提液中药效物质与共性高分子物质“溶液结构”及相互作用初探——以黄连解毒汤为例

目的：分析淀粉、果胶等共性高分子物质与小分子药效物质的共存状态及相互作用。方法：选择黄连解毒汤模拟液为研究对象,使用计算机仿真技术,对分析物质进行建模、体系能量最小化、计算总体系能量、计算共性高分子单独存在时的能量、计算小分子药效物质单独存在时的能量,分析淀粉、果胶等共性高分子物质与小檗碱、巴马丁、黄芩苷、栀子苷的相互作用关系。结果：淀粉、果胶与小檗碱、巴马汀为相互吸引关系,与黄芩苷为弱相互吸引关系,而与栀子苷则为相互排斥作用;淀粉与小檗碱、巴马丁、黄芩苷、栀子苷的平均相互作用能依次为-32.159,-28.630,-5.974,234.295 kcal·mol^-1,果胶与小檗碱、巴马丁、黄芩苷、栀子苷的相互作用能平均值分别为-19.717,-19.804,-1.067,253.258 kcal·mol^-1;淀粉、果胶和小分子药效物质的分离容易顺序依次为栀子苷 >黄芩苷 >巴马汀 >小檗碱。结论：共性高分子和小分子药效物质间的相互作用由范德华力占主导地位,静电作用较小（3%~15%）,相互作用能的大小和正负值与药效物质的空间位置有关。     

溶液环境对中药模拟体系陶瓷膜微滤过程的影响

目的:探讨不同"溶液环境"对中药模拟体系陶瓷膜微滤过程的影响。方法:以大豆蛋白、小檗碱二元体系为考察对象,以膜通量、小檗碱透过率、蛋白质截留率为指标,考察不同溶液环境对于膜过程的影响。结果:大豆蛋白在1 g.L-1的质量浓度下,膜通量最小,小檗碱的透过率随浓度增加略有降低;pH 4时膜通量最大,蛋白质截留率达99%,且小檗碱的透过率达到60%以上。结论:通过优化中药水提液的溶液环境,可以有效提高膜分离的效率,对于以蛋白质为主要膜污染物的溶液体系,调节pH至蛋白质的等电点附近时,膜分离效果较好。     

预处理技术在中药水提液膜分离中的应用进展

膜分离技术因其节能、高效、操作方便、环保等优势被广泛应用于中药水提液的分离精制.然而,膜污染问题始终是制约膜分离技术进一步推广应用的因素.预处理技术町以有效降低膜污染,提高膜通量,延长膜的使用寿命.本文针对各种预处理技术在中药水提液膜分离中的应用加以概述,并针对目前存在的问题加以展望.     

数据挖掘方法用于中药水提液膜过程优化的研究

用数据挖掘技术研究常见的7种中药水提液体系中淀粉、果胶等高分子物质组成、物理化学性质与Al2O3陶瓷膜膜通量之间的关系。结果发现本实验体系:（1）中药水提液的粘度、粒径分布（D50）分别与有关变量呈近线性关系,且果胶含量对粘度、粒径分布（D50）的影响较大;（2）中药水提液的pH值与X1（固含物）、X3（果胶）等变量没有简单的线性关系,但采用模式识别方法,可以找到pH值的定性规律;（3）初步认识到中药水提液这一复杂体系影响Al2O3陶瓷微滤膜膜通量的主要因素,即水提液中的蛋白质含量、原液pH值和粒径分布（D50）;（4）利用自行开发的数据挖掘软件处理有关数据,得到膜通量下降速率与原液中粒径分布参数、pH值之间的定量关系,“留一法交叉验证”表明该定量关系的预报结果正确,基本锁定了造成该体系通量衰减的主要因素,使得中药水提液膜过程优化设计取得突破性进展。     

中药酚酸类成分在PES膜分离过程中的透过机制研究

为探索中药水提液中小分子药效成分的膜分离过程透过机制。以中药酚酸类成分作为模型溶质,选择5种相对分子质量相近且结构相似的酚酸类成分,即没食子酸、原儿茶酸、对羟基苯甲酸、间羟基苯甲酸、水杨酸,进行聚醚砜(PES)膜的膜分离实验。以膜分离过程中的相对通量和透过率作为指标,结合扫描电镜(SEM)和电化学交流阻抗谱(EIS),分析不同酚酸类成分透过机制。结果表明,相对分子质量相近的酚酸类成分透过情况并不相同,并随着溶质浓度的升高相对通量出现衰减,溶质透过增加;从分子结构上分析膜分离过程的透过现象发现:酚酸类化合物的透过率随羟基数目的增加而增加,从取代基的位置上表现出的透过率为对位取代间位取代邻位取代;电化学交流阻抗谱反映了电荷排斥在膜分离过程中的作用,即阻抗越大,溶质透过越少。因此,中药酚酸类成分在PES膜中的透过现象是多种机制共同作用的结果,并不是简单的受筛分机制的影响,还存在空间位阻和电荷排斥的作用。     

数据挖掘方法用于中药水提液膜过程优化的研究

用数据挖掘技术研究常见的7种中药水提液体系中淀粉、果胶等高分子物质组成、物理化学性质与Al2O3陶瓷膜膜通量之间的关系。结果发现本实验体系：(1)中药水提液的粘度、粒径分布(D50)分别与有关变量呈近线性关系，且果胶含量对粘度、粒径分布(D50)的影响较大；(2)中药水提液的pH值与x1(固含物)、x3(果胶)等变量没有简单的线性关系，但采用模式识别方法，可以找到pH值的定性规律；(3)初步认识到中药水提液这一复杂体系影响Al2O3陶瓷微滤膜膜通量的主要因素，即水提液中的蛋白质含量、原液pH值和粒径分布(D90)；(4)利用自行开发的数据挖掘软件处理有关数据，得到膜通量下降速率与原液中粒径分布参数、pH值之间的定量关系，“留一法交叉验证”表明该定量关系的预报结果正确，基本锁定了造成该体系通量衰减的主要因素，使得中药水提液膜过程优化设计取得突破性进展。     

XDLVO理论解析中药共性高分子的超滤膜污染行为

目的 基于扩展的德亚盖因-兰多-弗韦-奥弗比克（extended Derjaguin-Laudau-Verwey-Overbeek,XDLVO）理论解析蛋白质、鞣质、果胶、淀粉4种中药共性高分子与超滤膜及各高分子之间的界面相互作用,预测其超滤膜污染行为。方法以蛋白质、果胶、鞣质、淀粉4种中药共性高分子作为模拟污染物进行超滤膜过滤实验。采用XDLVO理论定量分析中药共性高分子与超滤膜之间的界面相互作用,评价极性作用力（AB）、范德华力（LW）、双电层作用力（EL）对超滤膜污染的相对贡献,预测中药共性高分子的超滤膜污染行为,并将XDLVO理论预测结果与膜过滤通量进行比较分析。结果 4种中药共性高分子与超滤膜之间的总界面作用能大小顺序依次为果胶>淀粉>鞣质>蛋白质,且皆为负值,表明4种中药共性高分子与超滤膜之间表现为相互吸引。其中,极性作用力最大,在总界面作用能中占主导地位;双电层作用力最小,其对总界面作用能的影响可以忽略。除果胶-果胶之间相互吸引外,蛋白质-蛋白质、鞣质-鞣质、淀粉-淀粉之间均表现为相互排斥。各高分子溶液的超滤膜通量衰减严重程度依次为果胶>淀粉>...     

紫苏叶中咖啡酸存在状态与其纳滤传质过程的相关性

目的 研究紫苏Perilla frutescens叶中咖啡酸存在状态与其纳滤传质过程的相关性。方法 以紫苏叶中的咖啡酸为研究对象,改变溶液酸碱度调节咖啡酸游离-解离比例,收集不同存在状态下相应初始浓度和操作压力产生的截留率及其膜通量,基于纳滤分离中的溶解-扩散效应和电荷效应理论,构建截留率与传质系数线性方程,拟合传质系数与初始浓度的相关性,并建立基于操作压力和浓度预测咖啡酸截留率的数学模型,通过紫苏叶水提液验证其适用性。结果 操作压力与膜通量存在线性关系,在电荷效应和溶解-扩散效应的双重作用下,咖啡酸传质系数与初始浓度呈正相关,解离状态下的咖啡酸传质系数小于游离态及解离-游离共存态,同时,在传质系数与初始浓度呈幂函数相关的基础上,建立的纳滤传质数学模型预测的紫苏提取液中咖啡酸截留率与实验值接近。结论 咖啡酸传质系数与存在状态和初始浓度相关,以咖啡酸为例建立的纳滤分离预测模型预测效果好,为热敏性中药成分的纳滤分离提供理论支撑。     

基于水动力学尺寸调控中药多组分喷干粉的表面组成:以多糖和蛋白二元体系为例

目的探讨水动力学尺寸(水合粒径)与中药多组分喷干粉表面成分分布的关系,以实现表面组分径向有序分布的调控。方法选取具有特定相对分子质量的溶菌酶与葡聚糖代替中药提取液中含量丰富的蛋白和多糖2种高分子物质,制备不同含量混合物溶液。采用激光光散射法测定其溶液状态下的水合粒径;喷雾干燥后采用X射线光电子能谱测定喷干粉表面元素,并将两者进行相关性分析。继而调节溶液环境,观察水合粒径与表面元素变化情况。最后测定粉体稳定性、吸湿性及含水量等性质。结果溶液环境导致物质粒径发生变化,其中溶菌酶的水动力学尺寸随溶液离子强度或pH值的增加而增加,葡聚糖的水动力学尺寸随溶液离子强度或pH值的增加而减小。X射线光电子能谱分析表明混合物喷干粉表面均存在蛋白表面富集现象,其中高离子强度或高pH值下喷干粉的蛋白表面富集程度更高,这与高离子强度或高pH值时溶菌酶水合粒径尺寸增加的趋势是一致的。颗粒性能测试实验表明对于以水为溶剂的葡聚糖-溶菌酶二元喷干粉,溶菌酶的加入使得混合物的吸湿性降低、稳定性提高,另外提高溶液离子强度或者pH值则使喷干粉稳定性进一步提高。结论水动力学尺寸是影响蛋白富集于喷干粉表面的主要因素,且由于低吸湿性蛋白在喷干粉表面的富集,导致混合物吸湿性降低,有效提高其物理稳定性。     

含挥发性成分中药牡丹皮和肉桂配方颗粒不同制备工艺的比较研究

目的研究不同工艺对中药牡丹皮和肉桂配方颗粒中挥发性成分量的影响。方法通过HPLC法测定不同制备工艺制得的牡丹皮配方颗粒中丹皮酚的量及肉桂配方颗粒中桂皮醛的量,对其工艺进行比较研究。结果常规工艺制得的配方颗粒中丹皮酚和桂皮醛的量明显低于先提取挥发油,药渣提取物干燥后,再将挥发油直接喷洒或环糊精包合后加入制得的配方颗粒。结论含挥发性成分中药牡丹皮和肉桂配方颗粒的最佳工艺为先提取挥发性成分,剩余药渣进行煎煮,然后对挥发性成分进行包合,制粒时再将其加入。     

不同湿度环境下中药浸膏粉体吸湿动力学模型拟合优选

目的 筛选可以准确描述中药浸膏粉体吸湿过程的动力学模型,科学量化吸湿过程,为进一步研究通过中药浸膏粉体改变物理性质来控制吸湿性提供理论基础。方法 选择5种模型分别对51种代表性中药浸膏粉体在低、中、高3种相对湿度（33%、57%、73.5%）环境下的吸湿速率曲线进行拟合,以拟合度相关系数（R²）、残差平方（RSS）、信息准则（AIC）值为评价指标,初步筛选拟合较优的动力学模型。结果 双指数模型和威布尔模型均能较好地反映中药浸膏粉体吸湿的动力学过程,但双指数模型在不同湿度条件下的适用性较威布尔模型好。结论 双指数模型能较好地反映中药浸膏粉体的吸湿动力学过程。     

无机盐预处理对羌活含油水体膜分离过程的影响

目的:探索羌活含油水体在膜分离前加入无机盐预处理的最佳条件.方法:对羌活含油水体模拟体系进行膜前预处理,以无机盐的种类、加入量为考察因素,比较各膜通量及截油率,确定最佳加盐条件.结果:羌活含油水体在膜分离前加入无机盐的最佳条件为:按含油水体量2%的比例加入氯化钠固体;气相指纹图谱显示加入无机盐未影响挥发油的有效成分.结论:在羌活含油水体进行膜分离前加入氯化钠,能优化膜过程,提高膜通量.     

胶束增溶技术在含挥发油中药巴布剂试生产中的应用研究

目的 通过对以挥发油为主要成分的中药巴布剂的中试生产过程进行系统研究,为含挥发油中药巴布剂的中试生产提供一种合理可行的制备方法,以期促进我国中药巴布剂的快速发展。方法 对含挥发油的中药分别采用水蒸气蒸馏法、乙醇回流提取法与CO₂超临界流体萃取法提取,将3种提取物分别制备成巴布剂,考察不同提取方式对于巴布剂成型工艺与质量的影响;将水蒸气蒸馏法所得蒸馏液采用胶束增溶,并考察胶束增溶后对于巴布剂质量的影响。结果 3种不同提取方式对于巴布剂成型工艺与质量影响不同：水蒸气蒸馏法所得提取物制备过程易于进行,且巴布剂外观均匀一致、黏性良好、膏体柔软,不足之处为蒸馏液久置后发生油水分离而导致批次间有效成分的量差异过大;采用胶束增溶后,不仅能够完全避免久置后由于发生油水分离而导致的批次间差异过大的问题,还能够显著减少有效成分的挥发损失而提高其稳定性（P＜0.01）。乙醇回流提取法所得提取物由于在室温下发生分层离析现象,制备过程需要水浴加热,且加入真空搅拌器后极难与其他物料混合均匀;因而导致制备过程不易控制,巴布剂外观色泽差异大易出现黑斑,且膏体柔软性降低。CO₂超临界流体萃取法所得提取物含有大量的油脂性杂质,提取物呈半固体状而致使其不易与其他物料混合均匀,还降低了巴布剂的黏性;且能耗大,生产成本较高。结论 将含挥发油的中药采用水蒸气蒸馏法得到蒸馏液,再将蒸馏液采用胶束增溶技术得到胶束增溶体系,以胶束增溶体系作为制备巴布剂的水相应用,是一种合理可行的巴布剂中试生产方法,值得广泛推广与应用。