中藥制劑中細胞破壁技術(shù)探討

細胞破壁是一種超微粉劑加工技術(shù)，中藥若采用常規(guī)方式粉碎，其單個粒子常由數(shù)個或數(shù)十個所組成，細胞的破壁率極低。中藥材細胞破壁超微粉碎加工技術(shù)可以把藥材有效成分充分釋放出來。細胞破壁后，細胞內(nèi)的水份油份遷出，使微粒子表面呈現(xiàn)出半濕潤狀態(tài)，粒子和粒子之間會形成穩(wěn)定的粒子團，每個粒子團都包含相同比例的中藥成分。該粒子團的物理結(jié)構(gòu)隨組份中各成分HLB值（親水，親油平衡值）、延展性、破碎性、比重等不同組合和不同的相互作用而不同。這種結(jié)構(gòu)有利于人體對中藥的吸收和利用。中藥脂溶性增強，輕易穿過脂膜，可以迅速提人體內(nèi)的血藥濃度，達到治愈的目的。 

　　采用細胞破壁技術(shù)，首先，可以增加藥物和食物的吸收率，提高其生物利用度。中藥經(jīng)過超微處理后，藥物能較好地分散、溶解在胃腸液里，且與胃腸粘膜的接觸面積增大，更易被胃腸道吸收，從而大大提高了生物利用度。對于礦物類藥材，相當于一部分為水不溶性物質(zhì)，經(jīng)超微處理后，由于其粒度大大減小，可加快其在體內(nèi)的溶解、吸收速度，提高其吸收量。 

　　其次，有利于保留生物活性成分，提高藥效，有利于保留不耐高溫的生物活性成分及各種營養(yǎng)成分，從而提高藥效。 

　　zui后，節(jié)省原料，便于應(yīng)用。中藥經(jīng)超微粉碎后，可用較小劑量，獲得原處方療效。 

　　我國向有"醫(yī)食同源，藥食同源"之說，藥食同源在歷*早有記載。"食療"是保健理論中的精髓。如今人們的自我保健意識在日益增強，對于延年益壽、永葆青春有了更強烈的愿望，"醫(yī)食同源，藥食同源"的這一古老的概念，又一次賦于了人們追求回歸大自然的新的含義。隨著我國醫(yī)療模式由單純的治療向預(yù)防、治療、康復(fù)、保健復(fù)合型模式轉(zhuǎn)變，可將某些藥食兩用的中藥加工成超微細粉，制成各種功能性食品，服務(wù)于*。 

　　應(yīng)用該技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品具有六大特點：*是中藥細胞破壁后，它所具有的良好的吸收性、溶解性、化學(xué)活性、生物活性等優(yōu)點，對人體有*的利用價值。第二是中藥細胞破壁后，使傳統(tǒng)的中藥在生產(chǎn)、治療、創(chuàng)新、使用上發(fā)生了革命性的變化。第三是解決了重要長期困擾相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個難題——使用復(fù)雜、費時和不方便。利用這項技術(shù)可制成免煎中藥，使用簡單方便，又減少了用藥量。第四是降低了人體體內(nèi)的藥物殘留，還可以改善藥物品質(zhì)，利于人類健康，為這些行業(yè)產(chǎn)品出口創(chuàng)造了良好條件。第五可以改善中藥的衛(wèi)生質(zhì)量，在對中藥進行細胞破壁超微粉碎時，與細胞尺度相當?shù)南x卵也會被殺死，從而減輕了病蟲害對中藥材的污染與損害，使得超微中藥具有性，保證了中藥成分的完整性與安全性。第六是利于環(huán)保、綠化和植被保護，對中藥產(chǎn)業(yè)的長期和可持續(xù)發(fā)展起到了巨大作用。細胞破壁技術(shù)可節(jié)約中藥40%~60%，個別中藥可提高4倍的藥效，因此，中藥細胞破壁技術(shù)將使工業(yè)生產(chǎn)提升巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。 

　　此項技術(shù)能廣泛應(yīng)用于保健品、副食品、食品、醫(yī)藥、飲料、化妝品、畜牧等行業(yè)，市場前景和發(fā)展空間極為廣闊。 

半生緣冬蟲夏草口服液采用細胞破壁技術(shù)，促使細胞內(nèi)有效活性物質(zhì)溶出，易于被人體全面吸收！提取的蟲草精華具有陰陽同補功效，藥性平和、溫而不燥、補而不滯，尤其適合體質(zhì)虛弱和免疫力低下者服用。

2現(xiàn)國內(nèi)外有哪些破壁技術(shù)

分離膜是指能以特定形式限制和傳遞流體物質(zhì)的分隔兩相或兩部分的界面。膜的形式可以是固態(tài)的，也可以是液態(tài)的。被膜分割的流體物質(zhì)可以是液態(tài)的，也可以是氣態(tài)的。膜至少具有兩個界面，膜通過這兩個界面與被分割的兩側(cè)流體接觸并進行傳遞。分離膜對流體可以是*透過性的，也可以是半透過性的，但不能是*不透過性的。膜在生產(chǎn)和研究中的使用技術(shù)被稱為膜技術(shù)。 

   隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和人類對物質(zhì)利用廣度的開拓，物質(zhì)的分離已成為重要的研究課題。分離的類型包括同種物質(zhì)按不同大小尺寸的分離；異種物質(zhì)的分離；不同物質(zhì)狀態(tài)的分離等。 

    在化工單元操作中，常見的分離方法有篩分、過濾、蒸餾、蒸發(fā)、重結(jié)晶、萃取、離心分離等。然而，對于高層次的分離，如分子尺寸的分離、生物體組分的分離等，采用常規(guī)的分離方法是難以實現(xiàn)的，或達不到精度，或需要損耗極大的能源而無實用價值。 

    具有選擇分離功能的高分子材料的出現(xiàn)，使上述的分離問題迎刃而解。膜分離過程的主要特點是以具有選擇透過性的膜作為分離的手段，實現(xiàn)物質(zhì)分子尺寸的分離和混合物組分的分離。膜分離過程的推動力有濃度差、壓力差和電位差等。膜分離過程可概述為以下三種形式： 

① 滲析式膜分離 料液中的某些溶質(zhì)或離子在濃度差、電位差的推動下，透過膜進入接受液中，從而被分離出去。屬于滲析式膜分離的有滲析和電滲析等； 

② 過濾式膜分離 利用組分分子的大小和性質(zhì)差別所表現(xiàn)出透過膜的速率差別，達到組分的分離。屬于過濾式膜分離的有超濾、微濾、反滲透和氣體滲透等； 

③ 液膜分離 液膜與料液和接受液互不混溶，液液兩相通過液膜實現(xiàn)滲透，類似于萃取和反萃取的組合。溶質(zhì)從料液進入液膜相當于萃取，溶質(zhì)再從液膜進入接受液相當于反萃取。 

   膜分離技術(shù)是利用膜對混合物中各組分的選擇滲透性能的差異來實現(xiàn)分離、提純和濃縮的新型分離技術(shù)。膜分離過程的共同優(yōu)點是成本低、能耗少、效率高、無污染并可回收有用物質(zhì)，特別適合于性質(zhì)相似組分、同分異構(gòu)體組分、熱敏性組分、生物物質(zhì)組分等混合物的分離，因而在某些應(yīng)用中能代替蒸餾、萃取、蒸發(fā)、吸附等化工單元操作。實踐證明，當不能經(jīng)濟地用常規(guī)的分離方法得到較好的分離時，膜分離作為一種分離技術(shù)往往是非常有用的。并且膜技術(shù)還可以和常規(guī)的分離方法結(jié)合起來使用，使技術(shù)投資更為經(jīng)濟。 

   膜分離過程沒有相的變化（滲透蒸發(fā)膜除外），常溫下即可操作；由于避免了高溫操作，所濃縮和富集物質(zhì)的性質(zhì)不容易發(fā)生變化，因此在膜分離過程食品、醫(yī)藥等行業(yè)使用具有*的優(yōu)點；膜分離裝置簡單、操作容易，對無機物、有機物及生物制品均可適用，并且不產(chǎn)生二次污染。由于上述優(yōu)點，近二三十年來，膜科學(xué)和膜技術(shù)發(fā)展極為迅速，目前已成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技和人民日常生活中*的分離方法，越來越廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、食品、醫(yī)藥、電子、電力、冶金、輕紡、海水淡化等領(lǐng)域

細胞破碎方法簡述
隨著重組DNA技術(shù)得到廣泛應(yīng)用以來，生物技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍．很多基因工程產(chǎn)物都是胞內(nèi)物質(zhì)，必須將細胞破壁，使產(chǎn)物得以釋放，才能進一步提取，因此細胞破碎是提取胞內(nèi)產(chǎn)物的關(guān)鍵步驟，破碎方法的得當與否，直接影響到所提取產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)成本?，F(xiàn)將近年來常用的幾種細胞破碎方法介紹一下。 
　　1 高壓勻漿法 
　　設(shè)備是高壓勻漿器，它由高壓泵和勻漿間組成，英國 ADV公司和美國Microfluidics公司均有產(chǎn)品出售。其破碎機理：細胞在一系列過程中經(jīng)歷了高速造成的剪刀，碰撞以及由高壓到常壓的變化從而造成細胞的破碎。 
　　存在的問題；較易造成堵塞的團狀或絲狀真菌，較小的革蘭氏陽性首以及有些亞細胞器，質(zhì)地堅硬，易損傷勻漿閥，也不適合用該法處理。 
　　2 高速珠磨法 
　　設(shè)備是珠后機，瑞士WBC公司和德國西門子機械公司均制造各種型號的珠磨機，其破碎機下：微生物細胞懸浮液與極細的研磨劑在攪拌漿作用下充分混合，珠子之間以及珠子和細胞之間和互相剪切、碰撞，促使細胞壁破碎，釋出內(nèi)含物，在珠波分離器的協(xié)助下，珠子被滯留在破碎室內(nèi)，漿液流出，從而實現(xiàn)連續(xù)操作，破碎中，生的熱量由夾套中的冷卻液帶走。 
　　存在的問題：操作參數(shù)多，一般賃經(jīng)驗估計并且珠子之間的液體損失30％左右。 
　　3 超聲破碎 
　　頻高于15～20KHz的超聲波在高強度聲能輸入下可以進行細胞破碎。其破碎機理：可能與空化現(xiàn)象引起的沖擊波和剪切力有關(guān)。超聲破碎的效率與聲頻、聲能、處理時間、細胞濃度及首種類型等因素有關(guān)。 
　　存在問題；超聲波破碎在實驗室規(guī)模應(yīng)用較普遍，處理少量樣品時操作簡便，液量損失少，但是超聲波產(chǎn)生的化學(xué)自由基團能使某些敏感性活性物質(zhì)變性失活。而且大容量裝置聲能傳遞，散熱均有困難。 
　　4 酶溶法 
　　就是用生物酶將細胞壁和細胞臘消化溶解的方法。常用的溶酶有溶菌酶β-1．3-葡聚糖酶、蛋白酶等。 
　　存在的問題；易造成產(chǎn)物抑制作用，這可能是導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)釋放率低的一個重要因素。而且溶酶價格高，限制了大規(guī)模利用。若回收溶酶，則又增加百分離純化溶酶的操作。另外酶港法通用性差，不同菌種需選擇不同的酶。 
　　5 化學(xué)滲透法 
　　某些有機溶劑（如苯、甲苯）、抗生素、表面活性劑、金屬螯合劑、變性劑等化學(xué)藥品都可以改變細胞壁或膜的通透性從而使內(nèi)合物有選擇地滲透出來。其作用機理；化學(xué)滲透取決于化學(xué)試劑的類型以及細胞壁和膜的結(jié)構(gòu)與組成。 
　　存在的問題；時間長，效率低；化學(xué)試劑毒性較強，同時對產(chǎn)物也有毒害作用，進一步分離時需要用透析等方法除去這些試劑；通用性差：某種試劑只能作用于某些特定類型的微生物細胞。 
　　本文介紹了幾種細胞破碎的方法，可謂各有千秋，在實際應(yīng)用中，應(yīng)盡量考慮全面，選擇zui科學(xué)、有效的方法。 
（哈藥集團技術(shù)中心，李宏君，尹際彤） } 
1、高速組織搗碎：將材料配成稀糊狀液，放置于筒內(nèi)約1/3體積，蓋緊筒蓋，將調(diào)速器先撥至zui慢處，開動開關(guān)后，逐步加速至所需速度。此法適用于動物內(nèi)臟組織、植物肉質(zhì)種子等。
　　2、玻璃勻漿器勻漿：先將剪碎的組織置于管中，再套入研桿來回研磨，上下移動，即可將細胞研碎，此法細胞破碎程度比高速組織搗碎機為高，適用于量少和動物臟器組織。
　　3、超聲波處理法：用一定功率的超聲波處理細胞懸液，使細胞急劇震蕩破裂，此法多適用于微生物材料，用大腸桿菌制備各種酶，常選用50-100毫克菌體/毫升濃度，在1KG至10KG頻率下處理10-15分鐘，此法的缺點是在處理過程會產(chǎn)生大量的熱，應(yīng)采取相應(yīng)降溫措施。對超聲波敏感和核酸應(yīng)慎用。
　　4、反復(fù)凍融法：將細胞在-20度以下冰凍，室溫融解，反復(fù)幾次，由于細胞內(nèi)冰粒形成和剩余細胞液的鹽濃度增高引起溶脹，使細胞結(jié)構(gòu)破碎。
　　5、化學(xué)處理法：有些動物細胞，例如腫瘤細胞可采用十二烷基磺酸鈉（SDS）、去氧膽酸鈉等細胞膜破壞，細菌細胞壁較厚，可采用溶菌酶處理效果更好。
　　　　無論用哪一種方法破碎組織細胞，都會使細胞內(nèi)蛋白質(zhì)或核酸水解酶釋放到溶液中，使大分子生物降解，導(dǎo)致天然物質(zhì)量的減少，加入二異丙基氟磷酸（DFP）可以抑制或減慢自溶作用；加入碘乙酸可以抑制那些活性中心需要有疏基的蛋白水解酶的活性，加入苯甲磺酰氟化物（PMSF）也能清除蛋白水解酥活力，但不是全部，還可通過選擇pH、溫度或離子強度等，使這些條件都要適合于目的物質(zhì)的提取