现 代 制 药 技 术

主 编 李津明

副主编 乔喜芹 贾绍华

编 委 李 葵 刘建军

王 立 陈 靖

孙爱霞 许 婷

李 鑫 葛翠茹

中国医药科技出版社

内 容 提 要

本书以 “现代制药技术”为主线，按制药工程单元操作的分类方法，将化

学制药、生物制药和中药制药领域中的新方法、新技术，进行系统的整理。全

书内容主要取材于国内外期刊和国内外专著，并结合编者在教学、科研中的经

验编写而成。选材上尽量避免制药工程中经典的或已成熟的技术，着重论述和

编辑在此基础上的前沿技术。

图书在版编目 （悦陨孕） 数据

现代制药技术 辕李津明主编 援—北京：中国医药科技出版

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美术编辑 陈君杞

责任校对 张学军

版式设计 程 明

出版 中国医药科技出版社

地址 北京市海淀区文慧园北路甲 圆圆号

邮编 员园园园愿愿电话 园员园原远圆圆源源圆园远网址 憎憎憎郾皂责泽噪赠郾糟燥皂郾糟灶规格 愿缘园伊员员远愿皂皂员辕猿圆

印张 员愿字数 源圆远千字

印数 员—源园园园版次 圆园园缘年 源月第 员版

印次 圆园园缘年 源月第 员次印刷

印刷 三河富华印刷包装有限公司

经销 全国各地新华书店

书号 陨杂月晕苑原缘园远苑原猿员苑园原猿辕砸·圆远源愿定价 猿远郾园园元

本社图书如存在印装质量问题请与本社联系调换

前 言

近十几年来制药工业取得了令人瞩目的发展，多学科理论及

先进技术的相互结合使药物的研究、开发和生产已经从经验模式

走上了科学化、现代化的道路。作为以应用物理学、物理化学、

生物学、生物医学、高分子材料学、机械科学以及电子学等学科

的理论和技术为基础的制药工程出现了很多新方法、新技术，而

这些新方法、新技术都散见在各类文献报道和相关的专著中，目

前缺少比较全面、系统及分类比较合理的专著。

本书是以 “现代制药技术” 为主线，按制药工程单元操作的

分类方法，将化学制药、生物制药和中药制药领域中的新方法、

新技术，进行系统的整理，以期填补这一领域的空白。

全书以新颖、实用、深入、系统为宗旨，内容主要取材于国

内外期刊和国内外专著，并结合本人在教学、科研中的经验编写

而成。有的内容和实例直接来源于本人的科研成果和教学体会，

选材上尽量避免制药工程中经典的或已成熟的技术，着重论述和

编辑在此基础上的前沿技术。

本书分为十四章，分别为：超微粉化技术、高效提取技术、

膜分离纯化技术、纯化澄清技术、浓缩与干燥技术、乳化技术、

固体分散技术、包合技术、微丸成型技术、薄膜包衣技术、基因

操作技术、细胞融合技术、酶技术、发酵技术。

希望本书的出版对提高药物研究水平、开发新的药物制剂、

提高药物制剂质量，帮助读者了解制药领域的发展前景和更新知

识等有所裨益。本书也可以作为药学研究生的教学教材。

编者

圆园园猿年 员圆月

目 录

第一章 超微粉化技术 （ 员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第一节 概述 （ 员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二节 粉碎的含义 （ 猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三节 粉碎度 （ 源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第四节 《中国药典》（圆园园园版）药筛标准和粉末分等 （ 源）⋯⋯

第五节 中药有效成分在体内的吸收过程 （ 远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第六节 细胞级微粉对体内吸收的影响 （ 苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第七节 超细粉碎技术对片剂溶出度的影响 （ 愿）⋯⋯⋯⋯⋯

第八节 微粉的理化特性对制剂工艺的影响 （员园）⋯⋯⋯⋯⋯

第九节 微粉化工艺设备 （员员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、球磨机 （员员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、流能磨 （员圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、胶体磨 （员圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、超微粉碎机 （员猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、深冷磨碎技术 （员猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二章 高效浸提技术 （员缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第一节 浸提的含义 （员缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二节 药材的浸取机理 （员远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、动物性药材的浸取过程 （员远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、植物性药材的浸提过程 （员远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三节 影响浸取的因素 （员怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、浸提溶剂 （员怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、药材的粒度与表面积 （圆猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、浸提温度 （圆源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

·员·

四、浸提压力 （圆远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、浸提时间 （圆苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

六、浸提浓度差 （圆苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

七、固液两相的相对运动速度 （圆愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第四节 强化浸提途径 （圆愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、流化床强化浸提 （圆怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、挤压强化浸提 （圆怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、电磁场强化浸提 （圆怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、电磁振动强化浸提 （猿园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、电场强化浸提 （猿园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

六、脉冲强化浸提 （猿园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

七、超声波强化浸提 （猿圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第五节 酶浸提法 （猿猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第六节 旋流提取法 （猿猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第七节 半仿生提取法 （猿猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、“半仿生提取法” 的理论根据 （猿源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、“半仿生提取法” 的应用实例 （猿远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、“半仿生提取法” 的应用前景 （猿怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第八节 超临界流体提取法 （杂云耘法） （源园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、超临界流体的性质 （源园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、超临界浸提过程 （源园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、超临界提取的特点 （源员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、超临界流体提取在中药有效成分提取分离中的应用

（源员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、超临界 悦韵圆萃取中各操作参数的影响 （远圆）⋯⋯⋯⋯

六、提携剂在中草药超临萃取中的作用 （远源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三章 膜分离技术 （远愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第一节 概述 （远愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、膜分离的基本原理 （远愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、膜分离技术的特点 （远怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

·圆·

第二节 分离膜 （苑员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三节 膜材料 （苑源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、高聚物膜材料 （苑缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、高聚物分离膜的形态结构 （愿员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、分离膜的形态与性能的关系 （愿圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第四节 膜分离装置与工艺 （愿猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、膜组件的主要形式与比较 （愿源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、各种膜组件的比较 （怨圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、膜分离装置的基本流程 （怨源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、膜分离装置的操作工艺 （怨缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第五节 膜过程应用 （员园园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、反渗透 （员园园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、纳滤 （员园圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、超过滤 （员园猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、微孔过滤 （员园缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、透析 （员园愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

六、电渗析 （员员园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

七、气体分离 （员员猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

八、渗透蒸发 （员员苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

九、控制释放 （员圆圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

十、液膜 （员圆猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

十一、膜蒸馏 （员圆缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

十二、膜反应器 （员圆愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第六节 膜分离技术在医药工业的应用 （员猿员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、医疗、卫生用水 （员猿员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、药品生产 （员猿源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、控制释放药物 （员源愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、中药提炼 （员源愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、膜与生物技术 （员缘园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第四章 纯化澄清技术 （员缘苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

·猿·

第一节 大孔吸附树脂法 （员缘苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、大孔吸附树脂吸附原理 （员缘苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、大孔吸附树脂特性、结构 （员缘愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、大孔吸附树脂的特点 （员远猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、影响大孔吸附树脂吸附的因素 （员远源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、大孔吸附树脂预处理、纯化、解吸及再生 （员远远）⋯⋯⋯

六、大孔吸附树脂在中药有效成分纯化中的应用 （员远愿）⋯⋯⋯

第二节 吸附澄清技术 （员苑猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、吸附澄清技术的特点 （员苑源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、吸附澄清剂的作用原理 （员苑缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、吸附澄清剂的分类和种类 （员愿圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、影响絮凝作用的因素 （员愿愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、澄清剂应用前的预处理 （员怨圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

六、甲壳质与其衍生物在中药制剂中的应用 （员怨源）⋯⋯⋯⋯

七、其他吸附澄清剂在中药制剂中的应用 （圆园愿）⋯⋯⋯⋯⋯

第五章 浓缩与干燥技术 （圆员怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第一节 浓缩 （圆员怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二节 干燥 （圆猿员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、干燥的基本原理和影响因素 （圆猿员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、喷雾干燥 （圆猿猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、冷冻干燥 （圆缘猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第六章 乳化技术 （圆远愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第一节 概述 （圆远愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二节 乳化作用 （圆远愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、乳化理论 （圆远愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、乳化剂 （圆苑猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、乳化设备 （圆苑缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三节 亚微乳 （圆苑苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、亚微乳的制备 （圆苑愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、影响成乳的因素 （圆苑愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

·源·

三、亚微乳的应用实例 （圆愿园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第四节 复乳 （圆愿员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、复乳的制备 （圆愿圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、影响成乳的因素 （圆愿猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、复乳产率的测定 （圆愿愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、提高复乳稳定性的措施 （圆愿怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、复乳的应用实例 （圆怨园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第五节 微乳 （圆怨圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、微乳的制备 （圆怨圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、影响成乳的因素 （圆怨源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、微乳中酶的活性 （圆怨愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、微乳的应用实例 （圆怨愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第六节 乳剂的质量评价 （圆怨怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、物理稳定性评价 （圆怨怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、乳剂的表面电荷 （猿园怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、化学测定法 （猿园怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、药物释放特性和靶向性评价 （猿员园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第七章 固体分散技术 （猿员源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第一节 概述 （猿员源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二节 固体分散药剂的特点 （猿员源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三节 固体分散药剂类型 （猿员缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、按药剂释放性能分 （猿员缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、按药剂的分散状态分 （猿员缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第四节 载体材料 （猿员怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、水溶性载体材料 （猿员怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、难溶性载体材料 （猿圆园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、肠溶性材料 （猿圆员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第五节 固体分散体的速效与缓释原理 （猿圆员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、速效原理 （猿圆员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、缓释原理 （猿圆圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

·缘·

第六节 常用的固体分散技术与应用实例 （猿圆猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、熔融法 （猿圆猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

附：滴丸 （猿圆源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、溶剂法 （猿圆缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、溶剂 原熔融法 （猿圆苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、溶剂 原喷雾 （冷冻）干燥法 （猿圆苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、研磨法 （猿圆愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第七节 固体分散体的质量检查与评价 （猿圆愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、固体分散体的鉴别 （猿圆愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、固体分散体的稳定性 （猿猿怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第八章 包合技术 （猿源员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第一节 概述 （猿源员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二节 包合材料 （猿源员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、环糊精 （简称 悦阅） （猿源员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、环糊精衍生物 （猿源源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三节 包合物的组成和分类 （猿源缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、按包合物的结构和性质分类 （猿源缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、按包合物的几何形状分类 （猿源缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第四节 包合原理 （猿源远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、分子结构及大小 （猿源苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、包合物中主、客分子的比例 （猿源怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、客分子的极性 （猿缘员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、其他特点 （猿缘员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第五节 包合作用的特点 （猿缘员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、药物与环糊精精的组成和包合作用 （猿缘员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、包合时对药物的要求 （猿缘圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、药物的极性或缔合作用可影响包合作用 （猿缘圆）⋯⋯⋯⋯

四、包合作用具有竞争性 （猿缘圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第六节 β原环糊精包合物的应用 （猿缘圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、增加药物的稳定性 （猿缘圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

·远·

二、增加药物的溶解度 （猿缘猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、液体药物粉末化 （猿缘猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、减少刺激性，降低毒副作用，掩盖不适气味 （猿缘猿）⋯⋯

五、调节释药速度 （猿缘猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

六、提高药物的生物利用度 （猿缘源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第七节 常用的包合技术及实例 （猿缘源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、饱和溶液法 （猿缘源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、溶液 原搅拌法 （猿缘远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、研磨法 （猿缘苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、冷冻干燥法 （猿缘苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、中和法 （猿缘愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

六、其他方法 （猿缘愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第八节 包合物的验证 （猿缘怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、显微镜法和电镜扫描 （猿缘怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、相溶解度法 （猿缘怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、薄层色谱法 （猿远园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、紫外可见分光光度法 （猿远员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、荧光光谱法 （猿远员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

六、圆二色谱法 （猿远猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

七、红外分光光度法 （猿远猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

八、热分析法 （猿远猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

九、载原射线衍射法 （猿远源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

十、核磁共振法 （猿远缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第九章 微丸成型技术 （猿远远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第一节 概述 （猿远远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二节 微丸的种类和特点 （猿远远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、微丸种类 （猿远远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、微丸特点 （猿远苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三节 微丸的辅料 （猿远愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、微丸稀释剂 （猿远愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

·苑·

二、微丸黏合剂 （猿远怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第四节 微丸成型的方式 （猿苑员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、旋转式制丸 （猿苑员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、层积式制丸 （猿苑猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、压缩式制丸 （猿苑源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、球形化制丸 （猿苑缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第五节 微丸制备设备和实例 （猿苑远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、包衣锅制备微丸 （猿苑远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、流化床制备微丸 （猿愿源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、旋转离心技术制备微丸 （猿愿缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、在液体介质中制备微丸 （猿愿苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第六节 影响微丸成型及质量的因素 （猿怨缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、处方因素 （猿怨缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、工艺因素 （猿怨远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第七节 微丸质量评价方法 （猿怨愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、微丸粒度的测定 （猿怨愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、微丸的圆整度 （猿怨愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、堆密度 （猿怨怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、脆碎度 （猿怨怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、水分含量 （猿怨怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

六、强度或硬度测定 （猿怨怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

七、释放试验 （猿怨怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第十章 薄膜包衣技术 （源园员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第一节 概 述 （源园员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二节 薄膜包衣的方法与设备 （源园员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、埋管式包衣法 （源园员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、空气悬浮包衣法 （源园缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三节 包衣材料及类型 （源园缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、薄膜衣 （源园缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、半薄膜衣 （源园苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

·愿·

三、肠溶衣 （源园苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、增塑剂 （源园愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、溶剂 （源园怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

六、着色剂与蔽光剂 （源园怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第四节 包衣工艺与包衣溶液处方举例 （源园怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第五节 薄膜包衣可能出现的问题及成因 （源员苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第六节 薄膜衣质量评价 （源员苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、渗透性质检查 （源员愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、机械性质试验 （源员愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、黏附性质检查 （源员怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、外观检查 （源员怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第十一章 基因工程制药 （源圆园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第一节 概述 （源圆园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二节 基因工程药物生产的基本过程 （源圆圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、目的基因的获得 （源圆圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、阅晕粤重组体的组建 （源圆源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、构建工程菌 （源圆缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、工程菌 （细胞）的培养 （源圆苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、基因工程药物的分离纯化 （源猿员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三节 基因工程药物的质量控制 （源源猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、材料的质量控制 （源源猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、培养过程的质量控制 （源源源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、纯化工艺过程的质量控制 （源源缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、最终产品的质量控制 （源源远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第四节 基因工程药物的审批 （源源苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、中试产品 （源源愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、临床前安全性研究 （源源怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、临床研究 （源缘园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、审批程序 （源缘员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第十二章 细胞工程制药 （源缘猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

·怨·

第一节 概述 （源缘猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二节 植物细胞制药 （源缘缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、植物材料的准备 （源缘远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、培养基 （源缘苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、培养方式 （源远园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、生物反应器 （发酵罐）的设计 （源远员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三节 动物细胞制药 （源远员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、生产用动物细胞的要求和获得 （源远猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、动物细胞培养基的种类和组成 （源远缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、动物细胞培养的方法和操作方式 （源远怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、动物细胞生物反应器 （源苑远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第十三章 酶工程技术 （源愿愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第一节 概述 （源愿愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、酶 （源愿愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、酶工程 （源怨圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二节 酶的生产 （源怨圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、菌种的分离筛选与遗传育种 （源怨圆）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、培养条件的选择 （源怨苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三节 分离与纯化 （缘园源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、酶分离纯化前的预处理 （缘园缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、沉淀分离法 （缘园怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

三、层析分离法 （缘员猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、电泳分离 （缘圆员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

五、喷雾干燥法 （缘圆源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

六、液体酶制剂 （缘圆源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

七、酶的结晶 （缘圆缘）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

八、酶的纯度与回收率 （缘圆远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第四节 酶的固定化 （缘圆愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、吸附法 （缘圆怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

二、包埋法 （缘猿园）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

·园员·

三、共价结合法 （缘猿猿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

四、共价交联法 （缘猿源）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第五节 酶的化学修饰 （缘猿远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第六节 酶技术在医学方面的应用 （缘猿愿）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一、药用酶的生产技术在临床研究上的实例 （缘猿怨）⋯⋯⋯⋯

第十四章 发酵工程制药 （缘源远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第一节 概述 （缘源远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第二节 发酵工程的分类 （缘源远）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第三节 重组微生物培养的特殊要求 （缘源苑）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第四节 培养方法的选择 （缘源怨）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

第五节 生物反应器 （缘缘员）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

·员员·

第一章 超微粉化技术

第一节 概 述

中药有效成分的溶出速度与药物粉碎度有关，同时与药

物在体内的生物利用度之间存在密切关系。三七不同粉碎度

体外溶出度实验表明：三七药材 源缘分钟溶出物含量和三七总

皂苷溶出量大小顺序为：微粉 跃细粉 跃粗粉 跃颗粒。为了提

高中药粉碎度，近年来，超微细粉化技术在中药粉碎中的应

用日趋增多，应用超声粉碎、超低温粉碎等现代超微细加工

技术，可将原生药从传统粉碎工艺得到的中心粒径 员缘园目 ～圆园园目 （苑缘微米以下），提高到现在的中心粒径为 缘微米 ～ 员园微米，在该细度条件下，一般药材细胞的破壁率≥怨缘豫。这

种新技术的采用，不仅适合于各种不同质地的药材，而且可

使其中的有效成分直接暴露出来，从而使药材成分的溶出和

起效更加迅速完全。由于粉碎过程中不产生局部过热，且在

低温状态下进行，粉碎速度快，因而最大程度地保留了中药

材中生物活性物质及各种营养成分，可提高药效。对某些特

殊药材的粉碎，应以其特点选择恰当的方法。根据中药不同

来源与性质，粉碎可采用单独粉碎、混合粉碎、干法粉碎和

湿法粉碎等方法。对一些富含糖分、具有一定黏性的药材可

采用传统方法如串料法；对含脂肪油较多的药材可用串油法；

对珍珠、朱砂等可采用 “水飞法”；对热可塑性的物料可采用

低温粉碎等方法。

目前出现了 “微粉中药” 或 “微米中药” 的概念，研究超微

粉碎技术在中药微粉化方面的规律，将植物类药材粉碎到细胞破

壁即微米级，其意义就在于可以大大提高有效成分的提取率，缩

·员·

短提取时间，提高药物的生物利用度。现临床应用的中药饮片和

中成药生产中应用的原料药材在煎煮提取时，溶媒需穿透细胞壁

将有效成分通过浓度差而提取出来，可以想象，药物中的有效成

分提取是不完全的，尽管煎煮 圆～ 猿次，药物的提取利用率也是

有限的。再如传统中成药以原药粉制成的丸剂和散剂，由于没有

达到细胞破壁，也影响了药物有效成分在体内的释放，或者说，

人体对药物的吸收利用度不够高。上述情况，实际上也是一种药

材浪费的形式。

中药粉碎到细胞壁破壁级，一般在 缘～ 猿园微米之间，药物

加工领域的专家也一直努力将药物粉碎到更小的量级，能否将

药物加工至纳米量级？如果只从粉碎技术的角度出发，确实可

以把中药加工到纳米级，纳米级粉末的粒度范围是 员到 员园园纳

米之间。微米粉和纳米粉的主要区别是前者是在不改变药物本

身的理化性质的前提下进行的，当物质粉碎到纳米级时，其性

质有可能会发生根本性的改变。一种中药粉碎到纳米级时，它

还能具有原来的药效？或者变为什么样的性质？甚至它还是不

是药物？都是不得而知的。而微米级引起药物性质发生巨大变

化的可能性从理论上讲是极小的，当然，中药粉碎到微米级或

细胞破壁级，到临床应用，这之间也需要一个研究过程，其间

存在的科学问题或药物应用的实际问题也很多，需要进一步深

入研究。

粉碎技术受制于两个方面制约：一是设备的技术水平，这一

方面已经没什么问题；另一个是物料的选择，以现在的研究成果

对于一般的材料也不成问题。虽然现在纳米中药的前途仍处于未

卜状态，从这个角度，是可以提出纳米中药概念的。但是，当这

一技术面对的是与人类健康直接相关的药物，尤其是与传统的中

药相联系时，事情就没有那么简单了，医药对纳米技术的应用就

更要谨慎。

·圆·

第二节 粉碎的含义

粉碎是制药生产中的基本操作之一，也是药剂制备的基础。

粉碎是借机械力将大块固体物料制成适宜程度的碎块或细粉的操

作过程。

物体之所以显示出不同的硬度和性能，主要是依赖于分子间

的内聚力。因此粉碎时必须借助于外力来部分地破坏分子间的内

聚力。“部分” 二字说明粉碎过程是物理过程，而不是化学过程，

也就是用机械的方法增加药物的表面积，即机械能转变成表面能

的过程。

粉碎时，对物料的作用力主要是压缩、撞击、研磨、劈裂、

截切等，但多数情况下，作用于物料的力是上述几种力的联合作

用。在外力的作用下，物料内部可发生压缩、拉伸、剪切等各种

应力，在应力作用下物料可能产生塑性变形，应力超过某一临界

值后破碎。物料在弹性变形范围破碎为弹性破坏，亦称脆性破

坏；塑性变形后的破碎称为韧性破坏。

理论上，物料内部的应力超过物料本身分子间的内聚力即可

引起物料的破碎，但物料破碎时实际的破坏程度有时仅是理论破

坏强度的 员辕员园园～ 员辕员园园园，其原因是物料内部存在构造上的缺陷，

一般脆性破坏显示出在物料内部存在微小的裂缝，在裂缝处产生

的应力集中超过了物料的破坏即引起破碎。对一般物料的破坏，

外力首先作用于物料的突出点上，在局部产生很大的应力和温

度，故物料内部产生小裂缝，这些小裂缝迅速成长、传播，最终

使物料破碎。细粉的研磨需要较大的能量，这不仅是因产生新表

面，而且也需要较多的能量来产生新的裂纹。

粉碎按其粒度大小可分为破碎和磨碎，破碎是指粒度在 员毫

米以上的粉碎作业，磨碎是指粒度在 员毫米以下的粉碎作业，破

碎和磨碎可以统称为粉碎。

·猿·

第三节 粉 碎 度

粉碎度是固体药物粉碎的程度。常以未经粉碎药物的平均直

径 （凿），与已粉碎药物的平均直径 （凿员） 的比值 （灶） 表示 （灶越凿辕凿员）。在未经粉碎药物的平均直径不变的情况下，已粉碎药物

的颗粒越小，粉碎度越大。药材品种繁多，性质各异，就植物药

材而言，一般花、叶组织较疏松，有效成分易被浸出，不必粉碎

过细；根和茎等由于组织硬度大，有效成分难于浸出，应粉碎较

细。用于黏膜、眼部的外用散剂需要极细粉的粉末，以减轻刺

激。内服散剂中不溶出性药物，也必须制成细粉，以利分散，充

分发挥其保护及治疗作用。但浸提制剂，只须将药材碎成饮片或

粗末，不用过细的粉末，以免形成糊状物而影响浸提。因此，粉

碎度应视药物的性质和临床治疗需要而定。

散剂、细粒剂、颗粒剂、胶囊剂、丸剂、片剂等固体制剂多

是以粉末为原料，经过粉碎、混合、制粒等操作制成的。此外，

溶液剂、混悬剂等液体药剂也用一部分粉末做原料。

第四节 《中国药典》（圆园园园版） 药筛

标准和粉末分等

表 员原员 药筛标准

筛号 筛孔内径 （平均值） 目号 （孔 辕英寸）

一号筛 圆园园园依苑园 员园

二号筛 愿缘园依圆怨 圆园

三号筛 猿缘缘依员猿 缘园

四号筛 圆缘园依怨郾怨 远缘

五号筛 员愿园依苑郾远 愿园

六号筛 员缘园依远郾远 员园园

·源·

续表

筛号 筛孔内径 （平均值） 目号 （孔 辕英寸）

七号筛 员圆缘依缘郾愿 员圆园

八号筛 怨园依源郾远 员缘园

九号筛 苑缘依源郾员 圆园园

粉末分等

最粗粉 指能全部通过一号筛，但混有能通过三号筛不超过 圆园豫的粉末

粗 粉 指能全部通过二号筛，但混有能通过四号筛不超过 源园豫的粉末

中 粉 指能全部通过四号筛，但混有能通过五号筛不超过 远园豫的粉末

细 粉 指能全部通过五号筛，但混有能通过六号筛不少于 怨缘豫的粉末

最细粉 指能全部通过六号筛，但混有能通过七号筛不少于 怨缘豫的粉末

极细粉 指能全部通过八号筛，但混有能通过九号筛不少于 怨缘豫的粉末

现行药典规定：供制丸用的药粉应为细粉或最细粉。供制散

剂的药粉，一般散剂应为细粉，儿科及外用散剂应为最细粉。

分析以上规定可知：粉末分等中，细粉、最细粉、极细粉，

对筛上物含量未做规定，只规定了筛下物的最小含量。对于能通

过的细粉的具体粒度分布也未做规定。因此可以这样理解：若粉

末能全部通过九号筛，不管具体细度达到什么程度都符合极细粉

的规定。

目前，中药制造企业中加工粉的工艺多采用少磨多筛的工

艺。其粒度分布峰值尺寸一般靠近所用筛网的孔值。

受现行标准的影响，目前中药粉体的细度一般在细粉级，其

粒度上限在六号筛与七号筛之间，即在 员圆缘微米到 员缘园微米之

间。一般植物的细胞一般在 圆园微米到 员园园微米之间，因此中药

细粉中的药物虽含有一定量的破壁细胞，但绝大多数是以完整的

细胞组织存在的。这样具有完整细胞组织的细胞进入胃肠道以

后，势必存在着浸润与渗透、解吸与溶解、置换与扩散的过程，

有效成分从细胞膜内转移到细胞膜外并被吸收需要相当长的时

间，加之胃排空和肠蠕动的作用，使药粉在胃肠道滞留的时间有

限，这或许是造成中药制剂吸收慢、起效慢和生物利用度低的主

·缘·

要原因。

第五节 中药有效成分在体内的吸收过程

中药材中的有效成分通常分布于细胞内与细胞间质，而以细

胞内为主。中药若采用常规方式粉碎，其单个粒子常由数个或数

十个细胞所组成，细胞的破壁率极低。而中药材所含的有效成分

是通过如下途径被人体吸收的 （以水溶性成分为例）。

药物粉粒 进入胃中在胃液作用下吸水溶胀，进入小肠的过

程中有效成分根据简单扩散的原理不断地通过细胞壁及细胞膜释

放出来，由小肠吸收。由于药物有效成分必须在细胞外浓度低于

细胞内浓度时才可释放出来，浓度差越小释放速度越慢，浓度一

旦平衡则停止释放。因药物粒子较粗，位于粒子内部的有效成分

将穿过几个或数十个细胞及细胞膜方可释放出来，每个细胞壁及

细胞膜两侧的浓度差会非常低，则释放速度较慢，因药物在体内

停留的时间有限，在低速释放的情况下释出率也不会很高。

由于药物粒子较粗，吸附在肠壁上的可能性较小。小肠的蠕

动方式造成了有效成分在细胞周围的浓度会高于小肠壁的浓度，

使细胞壁内外的浓度难以提高，减缓了释放速度。其中一部分粒

子的有效成分在未完全释放出来之前就被排出体外，造成药物的

生物利用度较低。

将植物药材磨碎成细胞级微粉时，其有效成分被人体吸收则

较为简单。药物进入胃中，可溶性成分在胃液作用下即溶解，进

入小肠后溶解的成分开始被吸收。由于药物为超细粒子，其不溶

性成分也极易附着在肠壁上，吸附在细胞壁上的有效成分会快速

通过肠壁吸收，进入血液，而且这些超微粒子因附着力的影响排

出体外时间较长，提高了药物的吸收率。因有效成分从细胞内向

细胞外迁移的过程所需时间缩短，不但吸收速度会明显加快，而

且吸收量也会增加。

·远·

第六节 细胞级微粉对体内吸收的影响

药材粉碎混合均匀度应以细度为基础，粒度越细，其混合均

匀度越高。但由于静电及吸附作用一般物料细度越细，其均质化

越为困难。这是由于中药一般含水率均为 远豫以上，且有的又含

有一定油性及挥发性成分，属两极性物质的混合。在进行细胞级

微粉碎的过程中，通过高强度剪切力使其均匀混合，可达到液相

混合及乳化效果。

以桂附地黄丸的复合粉碎为例：将生药按比例经细胞级微

粉碎 圆园分钟后，得 猿园园目超细粉末，用显微镜检测实际粒径

怨园豫小于 远微米，基本无细胞形式存在。由于粉碎过程中细胞

壁一旦被打破，细胞内水分及油迁出后使微粒子表面成为半湿

润状态，粒子与粒子之间会形成半稳定的粒子团，粒子团的大

小就是我们用常规筛分法检测的粉碎度。每一个粒子团都包含

着相同比例的中药成分，且会由于不同药材的差异，如 匀蕴月值、延展性、可破碎性、含水 （油） 率、吸水 （油） 性、比重

等的不同，而决定粒子团的物理结构组成。这种结构方式称之

为 “固体乳化”。

实际上在混合粉碎中，由于细胞内水分的影响，物料的

表面会呈半湿润状态，其粒子与粒子之间结合较为牢固，具

有相当的稳定性。其油性及挥发性成分在混合粉碎的同时吸

附在一些固体及半液态成分的表面，通过药材中某些具有表

面活性的物质使其易于同亲水性成分相亲和，达到均质的目

的。若将其放入水中搅拌，也不会产生油性与水性成分之间

的偏析。由于细胞级微粉会在将药材中的油细胞打破的同时

进行均质，使得含挥发性成分的复方中药由于条件的不同而

产生挥发性降低或提高的现象。

经过均质的复方中药其油性及挥发性成分可以在进入胃中不

久即分散均匀，因药物均质的作用在小肠中会均匀的同其他水溶

·苑·

性成分同步吸收。这与常规粉碎方式进行的未破壁药材的吸收速

度大相径庭。

通过此方法制得的药粉不添任何辅料即可直接造粒。因药材

中的纤维已达到超细，使其具有药用辅料中成型剂的作用。同时

纤维具有一定的吸收膨胀性，而超细纤维的膨胀质点多，到胃中

崩解速度较快。药物崩解后，因细度极细及均质情况，在以原有

的成分比例进入小肠后，在吸附于肠壁的同时，各组分以均匀配

比被人体吸收。而用常规方式粉碎及混合的情况则会有所不同。

由于粉碎的粒度较大、混合均匀度偏低，不同性状的药物成分会

因其细度、细胞溶胀速度、从细胞壁的迁出速度、匀蕴月值及对肠

壁吸附性的差异而在不同时间被人体吸收，其吸收量值也会不

一，由此可能会影响复方药物的疗效。杜晓敏等通过对桂附地黄

丸采用两种不同粉碎技术加工制成的制剂进行药效比较发现，采

用细胞级微粉技术进行加工制成的制剂，药理效应明显高于传统

粉碎工艺的制剂。

第七节 超细粉碎技术对片剂溶出度的影响

鉴于固体口服制剂的生物利用度与药物溶出度密切相关。苏

瑞强，何煜等人以愈风宁心片中葛根细粉的粉碎工艺技术与愈风

宁心片溶出度的关系进行了研究考察。

愈风宁心片为葛根药材乙醇提取物与葛根细粉经混合制粒、

压片而成。

细粉 粤：用普通粉碎机 （罗底 员园园目） 将葛根片粉碎后再过

圆园园目筛即得。

细粉 月：每次取葛根片 源园园克投入贝利微粉机粉碎 员猿分钟放

出即得。

按工艺要求制成片 粤和片 月进行实验。结果如表 员、表 圆和

表 猿。

·愿·

表 员原圆 愈风宁心片累积溶出率 （豫）

时间 辕分钟 粤 月

员园 猿郾圆依员郾远 远郾缘依苑郾圆

员缘 苑郾愿依愿郾员 员远郾圆依员郾源

圆园 员员郾缘依缘郾猿 圆远郾苑依圆郾员

圆缘 员苑郾愿依源郾猿 猿源郾圆依员郾苑

猿园 圆源郾远依远郾员 源缘郾远依愿郾圆

猿缘 猿员郾源依圆郾远 缘远郾源依缘郾圆

源园 源圆郾怨依员郾缘 苑员郾猿依员郾源

源缘 缘远郾圆依圆郾猿 愿圆郾源依员郾愿

缘园 远圆郾员依缘郾远 怨员郾远依源郾员

缘缘 远远郾愿依苑郾缘 怨猿郾圆依缘郾愿

远园 远怨郾远依远郾源 怨远郾愿依缘郾圆

表 员原猿 愈风宁心片溶出度比较

样品 栽缘园辕分钟 孕

粤 源猿郾圆依远郾员 约园郾园员

月 猿圆郾缘依猿郾缘

表 员原源 愈风宁心片不同批次间溶出度比较

样品 批号 栽缘园辕分钟 孕

粤

园员园源圆远 源猿郾缘依缘郾远

园员园源圆苑 源愿郾远依圆郾远

园员园源圆愿 缘愿郾缘依远郾圆

约园郾园缘

月

园员园源圆源 猿圆郾愿依员郾苑

园员园源圆圆 猿猿郾圆依猿郾源

园员园源圆员 猿猿郾园依员郾圆

约园郾园缘

植物细胞中的有效成分需经过浸润、溶胀、渗透和扩散方能

溶出，超微粉碎技术一方面可使生物细粉的表面积大大增加，提

·怨·

高药物的溶出速度，从而有利于药物的吸收；另一方面超微粉碎

技术可使植物细胞破壁率达 怨园豫，从而使植物细胞中的有效成

分直接暴露出来并进入体液，提高其生物利用度，这是本实验中

超微粉碎技术制得的制剂溶出度远大于普通粉碎技术制得的制剂

的原因所在。

第八节 微粉的理化特性对制剂工艺的影响

药物经粉碎器械粉碎，使之粒径在 缘微米以下，以增大表面积，

加快溶解速度，提高吸收速度和吸收量，达到提高疗效的目的。

员援对混合的影响

混合是固体制剂生产中的重要过程，混合均匀度是某些固体

制剂的重要质量标准之一。药物粒子的大小是影响混合均匀度的

重要因素之一，如粒子大，粒子数又不多，则达不到均匀混合度

的要求；微粉的密度、微粒粒子形态也与混合均匀度有关。各成

分的粒子大小及密度不同或形态不适宜，都可使混合发生困难或

使已混匀的粉粒因加工、运输中的振动而分层。

圆援对分剂量的影响

散剂、颗粒剂、胶囊剂的分装以及片剂生产，一般都是按容

积分剂量，粉粒的堆密度对分剂量的准确度有影响。粉粒的堆密

度除决定于药物本身的密度外，还与粒子大小、形态等有关。在

分剂量过程中一般是使粉粒自动流满定量容器，所以其流动性与

分剂量的准确性有关，而粉碎的流动性则与粒子大小及分布、粒

子形态等有关。在一定范围内，粒子大，流动性好；流动性好的

粒子中若加入较多的细粉，有时会令其流动性变差；当粒子大小

分布范围很宽时，小粒子可穿过大粒子间的空隙落到底层，因粒

子大小不同而致堆密度不同。粒子的形态规则，表面光滑，其流

动性往往较好。

猿援对可压性的影响

结晶性药物的形态与片剂成型的难易有关。一般，立方晶体

·园员·

可直接压片；鳞片状、针状结晶因其流动性不好，同时因结晶易

横向排列，压成的片子易裂，所以结晶需预加工；用结晶直接压

片时，因结晶粒子小，比表面积大，接触面积大，结合力强，压

出的片子硬度大。

源援对片剂崩解的影响

片剂崩解是发挥治疗作用的首要条件，而片剂崩解又决定于

水是否能快速渗入片中。因此，片剂的孔隙径、孔隙率及润湿性

对片剂崩解以至药物溶出都有重要的影响。

缘援对制剂有效性的影响

药物在吸收并产生疗效之前，首先需溶于相应的介质中，因

此药物的溶解度及溶出速度对其吸收都有影响，对于难溶性药物

来说，这一影响更明显。难溶性药物的溶出与其比表面积有关，

粒子小，比表面积大，溶解性能好，可改善疗效。目前，减少粒

径，增加比表面积是提高难溶解性药物溶出度、改善疗效的有效

方法之一。

药物的溶出性还与其润湿性有关，疏水性较强的药物仅靠减

小粒径增大比表面积，对改善溶出性的作用往往不明显，如果在

减少粒径的同时又改善其润湿性，则可取得更好效果。

第九节 微粉化工艺设备

超微细粉碎设备主要有球磨机、流能磨、胶体磨、超微粉碎

机等。

一、球磨机

系用不锈钢制成的圆筒罐，内装有一定数量和大小的用钢、

瓷或花岗石制成的圆球，圆罐的轴固定在轴承上，操作将药物倾

入罐内并盖严，然后由电动机带动罐旋转，在一定的速度下滚

动。转速应控制在使其中圆球能达到一定高度时落下，药物借助

圆球下落产生的撞击作用和圆球与罐壁及球与球之间的研磨作用

·员员·

而被粉碎。

球磨机适用于粉碎结晶性药物、易熔化的树脂、树胶、非纤

维性的脆性药物、毒性药、细料药、挥发性药及有刺激药等；也

常用于对一些难溶于水的矿物类药物进行 “水飞”；在灭菌条件

下进行无菌粉碎混合。

为提高粉碎效率应控制圆罐的转速。转速过快则离心力过

大，球做离心运动而不会撞击物料；转速过慢则球在罐底部仅起

研磨作用。应使球转至罐最高处以最大速度下落撞击物料，这一

速度称临界转速。实际生产中以临界转速的 苑缘豫为宜，即实用

转速 越猿圆辕阅园郾缘～ 猿苑郾圆辕阅园郾缘（则辕皂蚤灶），式 中 的 阅为 圆 罐 的 直 径

（皂）。圆球所占体积占球罐的 员辕猿左右，破损的球应及时更换。

二、流能磨

利用空气或其他气体以一定压力喷射入机内，产生高强度的

涡流及能量交换，使机内的物料颗粒之间在高速气流作用下发生

撞击、冲击、研磨而粉碎。流能磨有跑道式、圆盘式和对喷式等

类型。由于一些颗粒经多次冲击、剪切等作用才发生粉碎，流能

磨内设置一定的分级装置，使粒度达到要求的细粒才能排出机

外。

流能磨粉碎过程，由于气流在粉碎室内膨胀时的冷却效应，

抵消了粉碎时产品的热量，因此特别适用于低熔点或其他对热敏

性强的药物进行粉碎。粉碎的药物可以同时进行分级，可获得 缘微米以下均匀的极细粉末。输入空气经灭菌等处理后，可以适应

无菌粉碎的要求。但操作时，仅适于脆性及坚硬的矿物药料，且

药物须先预粉碎，进料颗粒大小应适宜，加料速度应均匀，以免

堵塞喷嘴。

三、胶体磨

胶体 磨 由 一 个 快 速 旋 转 盘 和 固 定 盘 组 成，两 盘 之 间 有

园郾园圆～ 员毫米的间隙。盘的形状可以是平的、带槽的、锥形的等。

·圆员·

旋转盘的转速为 猿园园园～ 员缘园园园则辕皂蚤灶，盘的圆周速度可达 源园皂辕泽，粒度小于 园郾圆毫米的物料以料浆形式进入圆盘之间。利用液流产

生的强大剪切力使聚合体的颗粒分散为单体颗粒，或是使轻度粘

连的颗粒集合体分散于液相中以及将液体分散为粒度约 员微米的

液滴。

胶体磨按结构可分为盘式、锤式、透平式和孔口式等类型。

四、超微粉碎机

超微粉碎机又称振动磨，其槽形或管形筒体支撑于弹簧上，

筒体中部有主轴，轴的两端有偏心锤，主轴的轴承装在筒体上，

通过绕性轴套同电动机连接。主轴快速转动时，偏心垂的离心力

使筒体产生一个近似于椭圆轨迹的快速振动。筒体内装有钢球或

钢棒等磨介及所需粉碎的物料。筒体的振动使磨介及物料呈悬浮

状态，磨介之间的抛射、研磨等作用将物料粉碎。

振动磨适于各种中药物料，在较短时间达微末级粉碎，并可

使细胞破壁率达 怨缘豫以上。并可于粉碎机外壁通冷却水降温。

五、深冷磨碎技术

深冷粉碎技术利用物料低温脆性进行粉碎，以液氮或液化天

然气冷却剂，在物料粉碎之前或在粉碎过程中将物料冷却，使物

料呈现脆性，用冲击粉碎机、振动磨或其他粉碎机将物料粉碎。

利用深冷粉碎法对食品及药物进行粉碎，不仅产品的粒度较

细，而且保持其营养价值及色、香、味。深冷粉碎还可用于粉

碎、干燥的联合过程，缩短干燥时间、干燥效果好，如血液、抗

生素、生物制品、酵素等。

参 考 文 献

员 单熙滨主编 援制药工程 援北京：北京医科大学 援中国协和医科大学联合

出版社 员怨怨源，愿援第一版

圆 中华人民共和国药典 ［杂］援圆园园园（陨）

·猿员·

猿 刘燕玲 援中药微米即可，不必纳米 （允）援健康报，圆园园员，远猿园员（圆苑怨）源 杜晓敏，郭琪，何煜 援中成药传统制剂与超细粉制剂的药效等比较

［允］援中成药，圆园园园，圆圆（源）：猿园苑缘 金昔陆等 援愈风宁心片及胶囊在兔体内的药物生物利用度研究 ［允］援中

国药学杂志，员怨怨苑，猿圆（源）：圆圆源远 济南倍力粉技术工程有限公司 援中药细胞级微分技术研究资料汇编

苑 曹光明主编 援中药工程学 援北京：中国医药科技出版社，员怨怨源，远援第

一版

·源员·

第二章 高效浸提技术

第一节 浸提的含义

浸提是利用适当的溶剂将原料药中可溶性成分提取出来

的操作。

中药材中所含的成分十分复杂，概括起来可分为：有效成

分，指起主要药效的物质，如生物碱、苷类、挥发油；辅助成

分，指本身没有特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用的物

质，如洋地黄中的皂苷可帮助洋地黄苷溶解或促进其吸收；无效

成分，指本身无效甚至有害的成分，它们往往影响溶剂的浸出效

能、制剂的稳定性、外观以至药效；组织物，是构成药材细胞或

其他不溶性物质，如纤维素、石细胞、栓皮等。绝大多数的中药

制剂是复方，其处方的组成少则几味，多则十几味，甚至有数十

味的药，成分的构成是极其复杂的，因此一般中药浸取中常采用

复方提取，即按配方把多种药材混在一起进行浸取。通常把固体

药物看成由可溶物 （溶质） 和不溶物 （载体） 所组成。浸取过程

就是将固体中可溶物由固体基块中转移到液体中，既由固相转移

到液相中，得到含有溶质的浸取液。因此，浸取过程实质上是溶

质由固相传递到液相的传质过程。

浸取过程中凡用于药材浸取的液体称为浸取溶剂，溶剂浸取

药材后得到的液体称为浸取液，浸取后的残留物称为药渣。

浸取是历史悠久的单元操作之一，其分类方法和名称根据应

用场合不同而不同，在中药工业中常遇到的有：浸渍、煎煮、渗

漉、回流提取等。在浸取过程中应根据临床治疗的需要，处方中

有关药物的性质、拟出制备的剂型、并结合生产的设备条件等，

选用合适的浸取方法，将有效成分及辅助成分尽可能地浸出来，

·缘员·

而使无效成分及组织物含量少混入或不混入浸取液中。

第二节 药材的浸取机理

中药材有植物、动物、矿物性药材三类。矿物性药材无细胞

结构，其有效成分可直接溶解或分散悬浮于溶剂之中，动物性药

材的有效成分绝大部分是蛋白质或多肽类，分子量较大，难以透

过细胞膜；植物性药材的有效成分的分子量一般都比无效成分的

分子量小得多，浸取时要求有效成分透出细胞膜渗出，无效成分

仍留在细胞组织中以便除去。因此，动物性药材与植物性药材的

浸取过程有所不同。

一、动物性药材的浸取过程

动物性药材的有效成分绝大部分是蛋白质、激素、酶等，大

多以大分子形式存在于细胞中，为了浸取完全，应尽量使细胞破

坏。为此在提取前，原料应用电动绞肉机绞碎，绞的越细越好。

若将原料先冻结成冰块，再进行绞扎，既易于粉碎，又可使细胞

膜破裂。

浸提时，应了解有效成分的溶解度和化学稳定性等有关理化

性质，以便选择适当的溶剂、设备和条件。常用的溶剂有稀酸、

盐类溶液、乙醇、丙酮、醋酸、乙醚、甘油等。乙醇、丙酮及甘

油可以破坏细胞结构。将绞碎的原料加入丙酮，即可以破坏细胞，

又可脱水，并能除去细胞中大部分脂肪。浸提时应控制适当的温

度和溶剂的用量，用浸渍、回流等不同方法浸提。经一定时间后，

分离浸取液，残渣可按具体要求再浸取数次，直至浸取完全。

二、植物性药材的浸提过程

（员） 湿润、渗透阶段

新鲜药材的细胞中，含有多种可溶性物质或不溶性物质。药

材经干燥后，组织内水分被蒸发，细胞逐渐萎缩，细胞液中的物

·远员·

质呈结晶或无定形沉淀于细胞中，从而使细胞内出现空洞，充满

空气。当药材被粉碎时，一部分细胞可能破裂，其中所含成分可

直接溶剂浸出，转入浸取液中。大部分细胞在粉碎后仍保持完整

形态，当与溶剂接触时，被溶剂湿润，溶剂并渗透进入细胞中。

溶剂的渗透是由于植物组织内部有大量毛细管作用，溶剂可

以通过毛细管作用渗入植物组织，将植物细胞和其他空隙充满。

毛细管被溶剂所充满的时间与毛细管半径、毛细管长度及毛细管

内压力有关。一般来说，毛细管半径越小，毛细管愈长，毛细管

压力愈大，溶剂充满毛细管的时间愈长。通过对植物药材减压或

对溶剂加压以及以易溶解的气体置换空隙中的空气均可以增加填

充速度，加快溶剂在药材内部的渗透。

浸提溶剂是否能附着于药材表面使其湿润并进入细胞组织

中，决定于溶剂与药材的性质及二者之间的界面情况。溶剂将物

质湿润和该物质与溶剂的表面张力有关，由下式计算，即

σ气 原固 越σ液 原固 垣σ气 原液糟燥泽α （圆原员）

式中 σ气 原固、σ气 原液、σ液 原固—分别表示气 原固、气 原液及

液 原固界面间的界面张力，晕辕皂；α—接触角，度。

当σ气 原固 跃σ液 原固 垣σ气 原固时，溶剂能润湿固体表面。

一般非极性溶剂不易从含有大量水分的药材浸取有效成分，

极性溶剂不易从富含油脂的药材中浸取有效成分，因此富含油脂

的药材，如麦角、杏仁等往往先用苯、石油醚进行脱脂，或榨去

油脂，然后再用适宜的溶剂浸取有效成分。

（圆） 解吸、溶解阶段

由于细胞中各种成分间有一定的亲和力，故于溶解前必须克

服这种亲和力，才能使各种成分转入溶剂中，这种作用称为解吸

作用。浸取过程有效成分时，应选用具有解吸作用的溶剂，如乙

醇就有很好的解吸作用。有时也在溶剂中加适量的酸、碱、甘油

或表面活性剂以助解吸、增加有效成分的溶解作用。

浸提溶剂通过毛细管和细胞间隙进入细胞组织后与经解吸的

各种成分接触，使成分转入溶剂中，这是溶解阶段。

·苑员·

溶质 粤溶解于体积 灾（皂猿） 的溶液中的质量传递速率为：

灾凿悦粤辕凿θ越Ν粤越 运蕴粤（С粤杂原С粤） （圆原圆）

式中，Ν粤—粤物质溶解到溶液中的速率，噪皂燥造辕泽； 粤—颗粒

的表面积，皂圆； 灾—溶液的体积，皂猿；С粤杂—溶质 粤在溶液中的

饱和溶解度，噪皂燥造辕皂猿；С粤—粤在溶液中的浓度，噪皂燥造辕皂猿；θ—

溶解时间，杂；运蕴—传质系数，运蕴越阅辕在，皂辕泽；阅—溶质在溶剂

中的扩散系数，皂圆辕泽；在—扩散层的厚度，皂。

扩散层的厚度与溶解过程的溶液流速有关。在植物药材内

部，实际上溶剂是静止的，因此扩散层厚度可取为等于药材的颗

粒尺寸。

对有间歇操作系统，可将式 （圆原圆） 积分，即

∫悦粤

悦粤园

凿悦粤悦粤杂原悦粤

越粤运蕴

灾∫θθ越园 凿θ

悦粤杂原悦粤悦粤杂原悦粤韵

越藻原（运蕴粤辕灾）θ （圆原猿）

式中 悦粤园—溶液中溶质 粤的初始浓度，噪皂燥造辕皂猿。由式 （圆原猿） 可知，溶液按指数规律趋于饱和状态。

（猿） 扩散、置换阶段

溶剂溶解有效成分后形成浓溶液具有较高的渗透压，从而形

成扩散点，不停地向周围扩散其溶解的成分以平衡其渗透压，这

是浸提的推动力。一般在固体基块表面附有一层十分薄的溶液

膜，称为扩散 “边界层”，湿润和溶解过程中在基块内形成的浓

溶液中的溶质向基块表面液膜扩散并通过此边界层向外面周围的

溶液中扩散。扩散速度的快慢与药材性质、溶剂的性质以及药材

与溶剂相对运动速度等因素有关。

植物药材的浸取过程一般均包括上述几个阶段，但并非几个

阶段截然分开，往往是交错进行的。

·愿员·

第三节 影响浸取的因素

影响浸取的因素很多，一般有：溶剂的性质、药材的性质

（黏度、表面状态等），浸提的温度、压力、浓度差、固液两相的

相对运动速度等等。

一、浸提溶剂

中药材中可溶性成分异常复杂，浸提溶剂的选择对浸提效果

具有显著的影响。浸提溶剂应对有效成分有较大的溶解度，而对

无效成分少溶或不溶，并且要求完全无毒、价廉易得。药材中各

类化学成分的溶解性见表 圆原员。

表 圆原员 各类化学成分的溶解性简表

成分类别

溶解性

水 乙醇 乙醚、丙酮 备注

水溶性有机酸 垣 垣 垣或 依 多羟基酸在醚、氯仿中几

乎不溶

水

溶

性

成

分

苷、鞣 质、 生 物 碱

盐

垣 垣 原 部分强心苷在氯仿中略

溶

单 糖、 低 聚 糖、 氨

基酸

垣 依 原

黏液质、树胶 垣 原 原

蛋白质、酶 热时

垣{ }凝固

原 原 醇溶性蛋白能溶于 缘园豫

～ 苑园豫乙醇

·怨员·

续表

成分类别

溶解性

水 乙醇 乙醚、丙酮 备注

脂

溶

性

成

分

挥发油 级微 垣 垣

生物 碱 盐 基、部 分

水溶性有机酸

原 垣 垣 麻英碱、咖 啡 因、小 檗

碱等可溶于水

苷元［注］树脂、油树脂 原 垣 垣 胡萝卜素不溶于乙醇

脂溶性色素油脂、蜡 原 热时

原{ }可溶

垣 蓖麻油、巴豆油可溶于

冷乙醇

橡胶 原 原 垣其

他淀粉、纤维素 原 原 原 淀粉在热水中则糊化而

无机成分 原或 依 原或 依 原 溶解

｛注｝员援一般酚类、醇类、醛类、醌类、萜类、甾类及多数烃类的溶解性与苷元一

致。

圆援“垣”为可溶；“原”为不溶；“依”为难溶或部分可溶。

（员） 常用浸提溶剂

水

水为常用的浸出溶剂之一。水作溶剂，经济易得，极性大

而溶解范围广。药材中的生物碱盐、苷、苦味质、有机酸盐、

蛋白质、糖、树胶、色素、多糖类 （果胶、黏液质、菊糖、淀

粉等），以及酶和少量的挥发油都能被水浸取。其缺点是，浸

取范围少，选择性差，容易浸出大量无效成分，给制剂带来困

难 （如难于过滤），制剂色泽不佳，易于霉 变，不 易 储 存 等，

而且也能引起一些有效成分 （如某苷类） 的水解，或促进某些

化学变化。

乙醇

乙醇为仅次于水的常用浸出溶剂，是一种半极性溶剂，其溶

解性介于极性与非极性溶剂之间。所以，乙醇能溶解水中溶解的

某些成分，同时也能溶解非极性溶剂所溶解的一些成分，只是溶

·园圆·

解度有所不同。

乙醇能与水任意混溶。基于乙醇能溶解水溶性成分与非水溶

性成分的特性，利用乙醇与水的不同比例混合物作溶剂时有利于

选择成分的浸提，乙醇含量在 怨园豫以上时，适用于浸提挥发油、

有机酸、树脂、叶绿素等；乙醇含量在 缘园豫 ～ 苑园豫时，适用于

浸提生物碱、苷类等；乙醇含量在 缘园豫以下时，适用于浸提苦

味质、蒽醌类化合物。

乙醇有防腐作用。乙醇含量达 圆园豫以上时，还可使药剂不

致霉坏变质。当乙醇含量达 源园豫时，能延缓许多药物如酯、盐

等的水解作用而增加制剂的稳定性，乙醇比热较小，沸点较低；

汽化潜热约为 愿缘噪允辕噪早，故蒸发浓缩等工艺过程耗用的热量较水

为小。但乙醇有药理作用，价格较贵，故使用时以能满足制备的

目的为限，不宜过多使用。例如，橘皮中的芳香成分以 苑园豫乙

醇即能全部浸提，所以制备橘皮酊无需较高浓度的乙醇。

丙酮

丙酮是一种良好的脱脂溶剂。由于丙酮与水任意混溶，所以

丙酮也是一种脱水剂。常用于新鲜的动物药材的脱水或脱脂。丙

酮具有防腐作用，但丙酮易于挥发和燃烧，具有一定毒性，不宜

作溶剂保留在制剂中。

乙醚

乙醚是非极性的有机溶剂，微溶于水 （员颐员圆），可与乙醇及

其他有机溶剂任意混溶。其溶解选择性较强，可溶解树脂、游离

生物碱、脂肪、挥发油、某些苷类。大部分溶解于水的有效成分

在乙醚均不溶解。乙醚有强烈的生理作用，又极易燃烧，价格昂

贵，一般仅用于有效成分的提纯，精制。

脂肪油

脂肪油能溶解挥发油、树脂、油树脂及一些色素醇、酮或醛

类等成分，游离生物碱也能溶解在脂肪油中。脂肪油浸提范围不

广。且黏稠性较大，除少数干燥药材中的有效成分能为油所溶解

外，一般不用脂肪油作溶剂。常用的脂肪油有麻油、花生油、菜

·员圆·

油等。

氯仿

氯仿也是一种非极性溶剂，在水中微溶，与乙醇、乙醚都能

任意混溶。能溶解生物碱、苷类、挥发油、树脂等。不溶解蛋白

质、鞣质等。氯仿有防腐作用，有时常用饱和水溶液做浸提溶

剂。氯仿虽不易燃烧，但有强烈的药理作用，故在浸提液中应尽

量除去，且价格较贵，一般仅用于提纯有效成分。

石油醚

石油醚亦为非极性溶剂，能与非极性溶剂相混溶。脂肪油、

蜡等均能溶于石油醚中。少数生物碱亦能被石油醚溶解。但对药

材的其他成分石油醚几乎不溶。石油醚是一个良好的脱脂剂，在

中成药生产中主要作为脱脂剂。石油醚具有强烈的挥发性及燃烧

性。

在浸提生产中，应根据药物的性质、工艺要求分别选用上述

价廉易得的溶剂用于生产，以充分浸取药材中的有效成分，同时

应考虑溶剂的安全性。

（圆） 浸出辅助剂

浸出辅助剂是指特加于溶剂中以增加浸出效能，增加浸出成

分的溶解度、增加制品的稳定性以及除去或减少某些杂质为目的

的物质。

酸

使用酸的目的，主要是促进生物碱与酸生成可溶性生物碱盐类，

以利于浸出，而且适当的酸度可以对一些生物碱产生稳定作用，沉

淀某些杂质。若浸出成分是有机酸时，加入一定量的酸可使有机酸

游离，再用有机溶剂将有机酸浸出，其效果更好，常用的酸有盐酸、

硫酸、冰醋酸、酒石酸等，酸的用量不宜过多，能维持一定的 责匀值

即可。因为过量的酸能引起水解和其他不良作用。

碱

碱的应用不如酸普遍。常用的碱为氨溶液 （氨水）。例如，

远志浸出溶剂加微过量的氨溶液能防止其酸性皂苷缓缓水解而产

·圆圆·

生浑浊或沉淀。浸出甘草制剂时也可加氨溶液以保证其甘草酸的

浸出安全。氨溶液的优点在于它是一种挥发性弱碱，对成分的破

坏作用小，亦容易控制其质量，对于特殊的浸出也常选用其他

碱，如碳酸钠、氢氧化钙、碳酸钙和石灰等。碳酸钙为一不溶性

的碱化剂，使用时较安全，且能除去很多钙杂质，如鞣质、有机

酸、树脂、色素等，故在浸出生物碱或皂苷时常加以利用。氢氧

化钙与碳酸也有相似的作用，但在水中微溶而有较强的碱性。碳

酸钠有较强的碱性，只限于某些稳定有效成分的浸出。氢氧化钠

的碱性过强，一般不使用。

表面活性剂

利用表面活性剂提高浸出溶剂的浸出效果，应根据被浸提药

材中有效成分种类及浸提方法进行选择。用阳离子型表面活性剂

的盐酸盐有助于生物碱的浸提；而阴离子型表面活性剂对生物碱

有沉淀作用，故不宜采用；非离子型表面活性剂毒性较小，与有

效成分不起化学作用。由于浸提方法不同，选用表面活性剂的种

类也有差异，例如 苑园豫乙醇渗漉颠茄草时，若加入 园郾圆豫吐温 原圆园，则渗漉液中有效成分的含量较同量的吐温 原愿园为佳；但若用

振荡法浸提颠茄草，则吐温 原愿园又比吐温 原圆园的浸提效果好。

甘油

甘油为鞣质的良好溶剂，有稳定鞣质的作用，但由于黏度过

大，多不单独用作浸提溶剂，故常与水或水与乙醇混合使用。如

甘油只作稳定剂时，可在浸出后加入制剂中。

二、药材的粒度与表面积

药材粒度越小，其比表面积越大，从而传质表面积越大，也

就是浸提速度越快。就粒度大小来说，其外形关键尺寸大小起决

定性作用，如从樟木浸提单宁酸的浸提率与粒度的关系主要决定

于颗粒顺纤维方向的长度，与横截面大小关系不大，如表 圆原圆所示。

·猿圆·

表 圆原圆 单宁酸浸提率与樟木粒度的关系

粒度

横截面 （皂皂圆） 员园伊员园 缘伊缘

长度 （皂皂） 圆园 员园 缘 圆园 员园

单宁浸提率 （豫） 猿员郾愿 源愿郾缘 远苑郾苑 猿源郾缘 愿郾猿

浸提率定义为固体药材中可溶物被浸提的百分数。

但药材粒度过小，不宜浸提。过细的粉末在浸提时虽能提高

其浸取效果，但吸附作用亦增加，因而使传质速度受到影响。故

药材的粒度要视所采用的溶解和药材的性质而有所不同。如以水

为溶剂时，药材易膨胀，浸提时药材可粉碎粗些，或者切成薄片

和小段；若用乙醇为溶媒时，因乙醇对药材的膨胀作用小，可粉

碎成粗末 （缘～ 圆园目，甚至 源园目）。药材不同，要求的粉碎度也

不同，通常叶、花、草等疏松药材，宜用较粗的粉末，甚至可以

不粉碎；坚硬的根、茎、皮类等药材，宜用较细的粉末。药材粉

碎过细时，药材组织中大量细胞破裂，致使细胞内大量不溶物及

较多的树脂、黏液质等混入浸出液中，使浸提杂质增加，黏度增

大，传质作用缓慢，同时使浸提液过滤困难，产生浑浊。另外药

材粒度过细也给操作带来困难。如用渗漉法浸提时，由于药材之

间的空隙太小，溶剂流动阻力就增大，容易造成堵塞，使渗漉不

完全或浸取发生困难。

对动物药材而言，一般要求绞碎得细一些为宜。细胞结构破

坏愈完全，有效成分就愈易浸提出来。

总之，药材的粒度对浸取的速度和效果有极大的影响。

三、浸提温度

一般温度愈高，传质速度愈快，因为温度升高能使植物组织

软化，促进膨胀，增加可溶性成分的溶解和扩散速度，促进有效

成分的浸提。而且温度适当升高，可使细胞内蛋白质凝固、酶被

破坏，有利于浸提和制剂的稳定性。

但浸取温度受到药品质量的限制，提高温度必须控制在药材

·源圆·

有效成分不被破坏的范围内，一般中药浸提温度都在 员园园益以

下。同时浸取温度还受到溶剂的沸点限制，在药物耐热性允许的

情况下，一般在沸点温度下或接近于沸点温度下进行浸提比较有

利，因为在没有搅拌的情况下，沸腾状态时，固液两相有较高的

相对运动速度，这样扩散边界层更薄或边界层更新更快，从而有

利加速浸提过程。但在逆流浸取的情况下，沸腾状态使固液两相

产生无规则的运动，使浸提效果下降，对浸提不利。有些药材在

高温浸提后，冷却时由于胶体凝聚等原因又出现沉淀。另外温度

图 圆原员 咽喉消炎浸取率与温度的关系

过高，一些无效成分被浸提，影响制剂质量。图 圆原员所示咽喉

消炎散浸取温度与浸提率的关系。由图中可知，咽喉消炎散宜在

怨缘益以下浸提。

·缘圆·

四、浸提压力

对溶剂较难于渗进固体药材内部的药材的浸提 （大部分中药

属于这类情况），提高压力有利于浸润过程，同时有压力下的渗

透可能把药材内的某些细胞壁破坏，从而有利以后的溶质扩散过

程。但易于渗透的药材，也就是浸提过程主要由扩散过程所控

制，在这种情况下，加大压力对提高浸取速度的作用就不那么显

著。提高压力主要是加快浸润过程，使药材内部毛细孔内更快地

充满溶剂。这样药材中可溶物被溶解，形成浓溶液，与外面周围

的溶剂之间存在浓度差从而使开始发生溶质扩散过程所需的时间

缩短。但当药材内部充满溶剂之后，加大压力对扩散速度的影响

不明显。

图 圆原圆 咽喉消炎散浸取率与时间的关系

·远圆·

五、浸提时间

一般说浸提时间与浸提量成正比。即时间愈长，扩散值愈

大，愈有利于浸提。但当扩散达到平衡后，时间即不起作用。此

外，长时间的浸提往往导致大量杂质溶出，一些有效如苷类等易

被在一起的酶所分解。若以水作溶剂时，长期浸泡易霉变，影响

浸提液的质量。

表 圆原猿 浸提温度、压力及时间与浸提率的关系

药材 有效成分

浸提率 （豫）

（员园园益，猿郾缘澡则，

员郾园员猿伊员园缘晕辕皂）

浸提率 （豫）

（员员缘益，园郾员远澡则，

员郾苑怨愿伊员园缘晕辕皂）

汉防己 总生物碱 园郾员园源 园郾圆园源

益母草 总生物碱 园郾圆园 园郾猿缘

穿心莲 穿心莲内酯 园郾圆员 圆郾愿

黄芩 黄芩苷 员郾愿缘 圆郾缘远

甘草 甘草酸 缘郾猿 缘郾愿

大黄 蒽醌苷 园郾源源 园郾缘源

游离蒽醌苷 园郾园猿员 园郾园源猿

六、浸提浓度差

浓度差实际上就是固体药材内部毛细孔里的浓溶液与外面周

围溶液的浓度差，此浓度差是传质过程的推动力。浓度差越大，

浸提速率越快。适当地运用和扩大浸提过程的浓度差，有助于加

速浸提过程和提高浸提率。要保持一定浓度差或增大浓度差，常

采用的方法有：增大液固比、增加浸提次数和逆流浸提等，其中

的逆流浸提较为合理。一般逆流浸提的平均浓度差比 员次浸提大

些，浸提效率也较高。图 圆原猿所示为液固比对浸提率的关系。

·苑圆·

图 圆原猿 液料比对咽喉消炎散浸取率的影响

七、固液两相的相对运动速度

相对运动速度高时，由于固液之间的摩擦作用，使扩散边界

层越薄或边界层更新更快，从而对加速浸提过程有利。例如，采

用浸渍法时增加搅拌将有助于浸提过程。

第四节 强化浸提途径

所谓强化途径是指附加外力加速浸取过程的方法。在前述及

的影响浸取的因素中曾提到提高浸提温度、压力、加大过程的平

均浓度差、减少药材的粒度等措施均可加速浸提过程。下面主要

·愿圆·

讨论附加外力加速浸提过程的常用方法。

一、流化床强化浸提

流化床浸取是指固液两相形成流态化进行浸提。这是根据流

化床比固定床的传质系数大，因为固液两相的接触面积大，扩散

边界层厚度薄、边界层表面更新快等。如圆锥形流化床，将马铃

薯干芽粉碎成一定粒度的粉粒，添加溶剂湿润，装入床内，并按

规定的速度自下而上的送入浸提剂。由于床内固液两相相对运动

速度很大，故对龙葵碱和茶可宁的浸提速度比固定浸提高了 猿至

源倍。

二、挤压强化浸提

应用间歇卧式挤压浸提器对莨菪草、鼠李壳等进行压缩浸

提，其浸提速度较一般浸渍法快 员怨～ 圆源倍，同时产量和质量都

很高。此设备的工作原理为：将已经湿润膨胀的药材送入器中小

室内，使其进到一个挤压梁下，挤压梁的单位压力为 怨郾愿员伊员园圆

～ 源郾怨伊员园猿噪晕辕皂圆范围内，挤压一次时间为 员园～ 圆缘秒。立式连续

逆流挤压浸提器的锥体高压区压力可达 猿园个大气压，浸取颠茄

叶时，当固液两相之比为 员颐猿，预浸湿润时间 员小时，循环 猿次，

生物碱收率可达 怨远郾远豫。

三、电磁场强化浸提

电磁场强化浸提，就是在浸提器外壳上绕上多层线圈，并通

过交流电或直流电，使浸提过程在电磁场振荡作用下进行实验证

明，在交流磁场强度为 圆缘伊员园源安 辕米作用下，静态浸渍法浸提

缬草根茎 员园小时达平衡状态，浸取率 怨猿豫，未加电磁场时的静

态浸提需 缘圆小时才能达到平衡状态，浸提率只有 远苑郾缘豫。在电

磁场的作用下，经过 缘小时便可达到同样的浸提率，浸取过程加

快了 员园倍。缬草酸的最高浸提率增加约 圆缘豫。此外，交流电磁

场对静浸渍有良好的作用，而直流电磁场对动态连续流动浸提有

·怨圆·

良好作用。

四、电磁振动强化浸提

电磁振荡强化浸提就是用一个特殊设计的电磁振动头，把此

振动头插入浸提器中振动浸提。溶剂或浸提液经电磁振动后，极

易穿透药材组织细胞，扩散边界层更新加快，因而加速了有效成

分的浸提。实验表明，电磁振动用于颠茄叶等质地柔软药材 （如

花、叶、全草） 的浸提，在其他条件相同的情况下，其浸提时间

可缩短 员郾缘～ 圆小时。

五、电场强化浸提

电场可加速生物碱的浸取过程和提高浸取率。浸取设备采用

不导电的材料，如塑料、木材等制成。电场强化浸提器有一个不

锈钢的锥形底，底上附有不锈钢筛孔板作为阴极，器内物料层上

面装有绷紧麻布的木框，框上装有五个方形炭电极作为阳极。电

极接直流电源阴极电流密度为 远园安 辕皂圆，电压 愿园伏 辕皂，用曼陀

罗果仁和果壳细粉作浸提实验，在电场作用下，浸渍出东莨菪碱

的浸提率较普遍浸渍法要高 圆园豫。而浸提时间却缩短一倍。

六、脉冲强化浸提

脉冲强化浸提的方法有多种，主要有气压或液压脉冲、液相

脉冲、机械脉冲及回转脉冲。

气压或液压脉冲是在密闭浸提器内加脉冲气压或液压，其压

力时大时小或时加压时常压；液相脉冲是在多级浸提器，如连续

逆流浸提器中，溶剂由器底脉冲进入浸提器；机械脉冲是在浸提

器内装有脉冲板，使它时上时下而搅动固液两相；回转脉冲是固

液两相在回转脉冲发生器内进行浸提操作，回转脉冲发生器由转

子与定子组成，如图 圆原源所示。粗粉的原料经回转脉冲设备受

涡流、脉冲和气蚀等作用使其于浸提过程中进一步破碎，增大了

接触面积，有效地改进和强化浸提过程，提 高 了 有 效 组 分 浸 提

·园猿·

图 圆原源 脉冲设备结构

员原壳体 圆原定子 猿原转子 源原叶轮

图 圆原缘 单宁浸取工艺装置

员原回转脉冲器械 圆原浸取器 猿原电机

率。图 圆原缘所示为从粉碎的没食子坚果粉 （粒径 猿～ 缘皂皂） 浸提

单宁的生产装置示意图。当转子转速为 苑圆园则辕皂蚤灶，浸提温度 猿园益时，用 缘豫氯化钠水溶液浸提 愿缘分钟后，单宁浸提率为 远怨郾缘豫，

而当转速为 圆怨远园则辕皂蚤灶，经 圆缘分钟后浸取率则为 苑苑豫。在同一

·员猿·

浸提条件下，应用附有搅拌的普通夹套浸提器从粉碎的没食子坚

果粉 （颗 粒 粒 径 愿园豫小 于 员皂皂） 浸 提 单 宁 时，浸 提 率 仅 为

源愿郾缘豫，浸提时间却增至了 猿小时。随着转子和定子径向间隙

（员皂皂～ 园郾猿缘皂皂） 减小和转速增大，药用有效成分浸提率提高，

浸提时间缩短。

七、超声波强化浸提

如图 圆原远为一链式逆流超声波浸提器，浸提器为环形管，

管内有运动的链条，链条上固定有许多有孔的碟片。药粉借助加

料器加到碟片之间，浸取溶剂以与药粉运动的相反方向加入浸提

器。下段浸提器上装有磁致伸缩超声波发生器，浸提受超声波的

作用，使药料的浸取速率加快，加速了浸提过程。

图 圆原远 逆流超声浸取器

员援加料器 圆援链条 猿援链轮 源援超声发生器

除了上述强化措施外，还有其他方法。所有强化方法都必然

要增加附加动力消耗，因此在使用强化方法时，应考虑经济效

益，需作全面的经济核算。

·圆猿·

第五节 酶 浸 提 法

中药制剂中的杂质大多为淀粉、果胶、蛋白质等，可选择相

应的酶予以分解除去。针对根中含有脂溶性、难溶于水或不溶于

水成分多，通过加入淀粉，部分水解产物及葡萄糖苷酶或转糖苷

酶，使脂溶性或难溶于水或不溶于水的有效成分转移到水溶糖苷

中。酶反应较温和地将植物组织分解，可较大幅度提高效率。在

国内，上海中药一厂应用酶法成功制备了生脉饮口服液。

大部分的中药材的细胞壁是由纤维素构成，植物的有效成分

往往包裹在细胞内。纤维素则是β原阅原葡萄糖以 员，源原β原葡

萄糖苷键连结，用纤维素酶解可破坏β原葡萄糖键，进而有利有

效成分的提取。应用纤维素酶法提取盐酸小檗碱时，与未加酶法

比较，盐酸小檗碱的收率明显提高。应用酶解法对其他中药材的

提取工作研究有待进一步开展。

第六节 旋流提取法

采用 孕栽原员型组织搅拌机，搅拌速度为 愿园园园则辕皂蚤灶，原料不

必预先粉碎。提取用水温度分别为 圆园益和 员园园益，处理时间 圆园～猿园皂蚤灶。旋流法提取金盏花，对提取液中黄酮化合物、皂苷、有

机酸等进行分析表明，该法的提取效率高。

第七节 半仿生提取法

半仿生提取法从生物药剂学的角度，是将整体药物研究法与

分子药物研究法相结合，模拟口服给药后药物经胃肠道转运的环

境，为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺。也就

是先将药粉以一定 责匀的酸水提取，再用一定 责匀的碱水提取，

提取用水的最佳 责匀和其他工艺参数的选择，可用一种或几种有

·猿猿·

效成分法结合主要药理作用指标，采用比例分割法来优选。以芍

药苷、甘草次酸为指标比较芍甘止痛颗粒 “半仿生提取法” 和传

统水煎煮法提取率，结果 “半仿生提取法” 优于传统水煎煮法。

以小檗碱、黄芩苷、栀子苷为指标，考察寒痛定泡腾冲剂 源种提

取方法，结果，半仿生提取法 跃半仿生提取醇沉法 跃水提取法 跃水提醇沉法。

一、“半仿生提取法” 的理论根据

（员） 口服给药吸收利用的特点

口服给药的吸收受消化系统生理状态、药物理化性质和食物

等多种因素的影响。多数药物是弱有机酸或弱有机碱，它们在体

液中以分子型或离子型 （离解型） 同时存在。分子型有较大的脂

溶性，而离子型水溶性较大。由于消化管与血管间的生物膜是类

脂质膜，允许脂溶性物质通过，因而分子型药物易吸收，离子型

药物则吸收较差。弱酸类药物在胃中 （酸性） 主要以分子型存

在，容易被胃吸收；弱碱性药物在小肠 （责匀源～ 苑），特别在十二

指肠 （责匀源～ 缘） 吸收较好。小肠是药物被动吸收的主要部位，

也是药物主动吸收的特殊部位，未被胃和小肠吸收的药物到达大

肠 （责匀苑～ 愿） 时，大肠才呈现吸收功能。对药物的吸收来说，

增加其溶解度比考虑解离度更重要。药物的盐可能较其母体化合

物吸收利用更好。生物碱类具有碱性，能与酸结合成盐而溶于

水。因此，大多数生物碱在酸性胃液中可呈生物碱盐形式，溶解

度和溶出速度增大，有利于药物吸收。苷类具有糖基部分，其在

水中的溶解度随糖基数目和 （或） 引入其他亲水基团数目的增多

而增大，有的苷在胃液或肠液中可能水解成次生苷或苷元。某些

酯、酰胺、酰肼、腈类等药物在胃肠液中亦可能被水解。经口服

给药的丸剂、散剂和汤剂等，如果能呈现较理想的疗效，就说明

其药效成分能被胃肠道吸收、代谢和利用。这里所说的药效成分

不仅是指投予的原型药物，而且也应包括药物的代谢物。有些化

合物本身虽然没有生理活性或活性不强，但经代谢后变为活性或

·源猿·

活性增强。

（圆） 中医药防治疾病的特点

对中药作用的认识和研究，绝不能拘泥于某化学成分或适合

纯化学成分的某药理模型，而忽视中药的特性。例如，清热解毒

类中药的抗感染作用往往不是直接抗微生物，而是与其免疫调节

作用有关。

辨证论治是中医的特点，方剂是调整体内系统平衡的最优化

治疗系统，也是中医临床用药的一大特点。药物通过配伍组方可

起到增效、减毒、缓性或产生新药效等作用。中医用药绝不只是

用单体成分。单味中药成分已够复杂，复方中药所含成分更复

杂，一种成分有时会有多种作用。因此，中药复方的生理活性成

分和作用机制非常复杂，中药复方在临床上的效果必然是各种成

分相互作用的综合结果。这种综合作用，从化学成分上考虑，可

能是同一中药共存成分之间或 （和） 异种中药成分之间的复合作

用；从药剂学的角度考虑，药料 （饮片） 提取过程中，有些成分

可能相互作用生成新的化合物；从药物代谢过程考虑，可能是体

内发挥药效过程中的复合作用。

（猿）“半仿生提取法” 的特点

“半仿生提取法” 是将整体药物研究法与分子药物研究法相

结合，从生物药剂学的角度，模拟口服给药及药物经胃肠道转运

的原理，为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺。

即将药料先用一定 责匀的酸水提取，继以一定 责匀的碱水提取，

提取液分别过滤、浓缩，制成制剂。因为此提取法条件不可能完

全与人体条件相同，仅 “半仿生” 而已，故称 “半仿生提取法”。

提取用水的最佳 责匀和其他提取条件的选择，可用一种或几

种有效成分或 （和） 主要药理作用为指标，采用比例分割法、正

交实验法等方法来优选。在条件许可时，可进行高效液相色谱分

析，结合智能色谱分析理论，尽可能多地分离其中所含组分，测

定各组分的色谱定性定量指标，利用模式识别技术和聚类分析、

判别分析等方法，对各组分的色谱定性定量指标进行综合性全面

·缘猿·

分析评价，以确定不同提取条件的优劣。

用 “半仿生提取法” 得到的是粗提物，经济实用，能保证疗

效。其酸水提取液与碱水提取液分别浓缩干燥后，制成泡腾型颗

粒剂较适宜。也可制成茶剂，剂量小的还可制成胶囊剂、片剂

等。若酌加除杂质处理，也可制成液体制剂。

二、“半仿生提取法” 的应用实例

以芍甘止痛颗粒剂为例。本品由芍药和甘草等量组成，其工

艺研究以芍药苷、甘草次酸含量和解痉、镇痛、镇静、抗炎、改

善微循环等药效实验为指标，分三步进行。

（员） 优选提取用水 责匀值

优选范围 责匀员～ 员园。按比例分割法直至选出最佳 责匀值。

样品液的制备 药材经张兆旺鉴定：白芍为毛茛科植物芍药

孕葬藻燥灶蚤葬造葬糟贼蚤枣造燥则葬孕葬造造的干燥根；甘草为豆科植物甘草 郧造赠糟赠则则澡蚤扎葬怎则葬造藻灶泽蚤泽云蚤泽糟澡的干燥根。分别炮制加工成白芍和炙甘草粗粉。各

取 员园早，加水煎煮 （加规定 责匀的水，头煎加 圆园园皂造，浸 员园皂蚤灶后

煎 猿园皂蚤灶；二煎加 员远园皂造，煎 圆园皂蚤灶），煎液滤过。依法重复 圆份。

将 猿份样品滤液合并，浓缩至含原药 圆园豫，作为供试液。

① 提取芍药苷用水 责匀值 按文献方法测定芍药苷含量

（见表 圆原源），求 得 回 归 方 程 再越员郾猿远伊员园原圆垣圆郾猿苑愿载， 则越园郾怨怨怨源， 灶越猿。

②提取甘草次酸用水 责匀值 按文献方法测定甘草次酸含量

（见表 圆原缘），求得回归方程 再越圆郾园猿缘苑伊员园原猿垣怨郾园愿园源载，则越园郾怨怨员， 灶越猿。

③提取芍药苷与甘草次酸用水 责匀值 从表 圆原源看出，煎煮

用水 责匀苑郾愿～ 愿郾怨时，芍药苷的提取率较高；责匀在 猿郾猿以下时，

甘草次酸的提取率较高。为了比较芍药苷与甘草次酸总提取率又

分别用 责匀圆和 责匀愿的水，按①和②方法进行了比较 （本实验药

材与以上实验药材同种不同批），结果见表 圆原远。

·远猿·

表 圆原源 不同 责匀水煎液中芍药苷含量

水 责匀测得值

（皂早辕皂造）曾依杂阅

（皂早辕皂造）砸杂阅

（豫）

员郾园 园郾猿猿园 园郾猿猿愿 园郾猿圆远 园郾猿猿员依园郾园园远员 员郾愿源

缘郾缘 园郾园苑员 员郾园源缘 员郾园猿愿 员郾园缘员依园郾园员苑源（员） 员郾远缘

远郾远 员郾圆源圆 员郾圆怨猿 员郾圆远园 员郾圆远缘依园郾园圆缘怨（员，圆） 圆郾园源

苑郾愿 员郾源源园 员郾源愿远 员郾源远源 员郾源远猿依园郾园圆猿园（员，猿，缘） 员郾缘苑

愿郾怨 员郾源缘源 员郾源怨园 员郾缘员苑 员郾源愿苑依园郾园猿员远（员，猿，远，愿） 圆郾员圆

员园郾园 员郾圆缘苑 员郾圆圆缘 员郾圆圆员 员郾圆猿源依园郾园员怨苑（员，源，苑，怨，员园） 员郾远园

注：①与 责匀员比较 （员） 孕约园郾园园员

②与 责匀缘郾缘比较 （圆） 孕约园郾园园缘 （猿） 孕约园郾园员 （源） 孕约园郾园园员

③与 责匀远郾远比较 （缘） 孕约园郾园园员 （远） 孕约园郾园员 （苑） 孕跃园郾园缘

④与 责匀苑郾愿比较 （愿） 孕跃园郾园缘 （怨） 孕约园郾园缘

⑤与 责匀愿郾怨比较 （员园） 孕约园郾园缘

表 圆原缘 不同 责匀水煎液中甘草次酸含量

水 责匀测得值

（皂早辕皂造）曾依杂阅

（皂早辕皂造）砸杂阅

（豫）

员郾园 缘郾怨源远 缘郾远猿猿 缘郾苑缘猿 缘郾苑苑苑依园郾员缘苑怨 圆郾苑猿

圆郾圆 缘郾苑圆远 缘郾苑愿远 缘郾远员猿 缘郾苑园愿依园郾园愿苑愿（员） 员郾缘源

猿郾猿 缘郾远缘猿 缘郾源远远 缘郾源怨怨 缘郾缘猿怨依园郾园怨怨愿（员，源） 员郾愿怨

缘郾缘 源郾苑猿怨 源郾怨源远 源郾怨圆远 源郾愿苑园依园郾员员源圆（员，缘，苑） 圆郾猿员

员园郾园 源郾缘愿远 源郾源园远 源郾源苑猿 源郾源愿愿依园郾园怨员园（猿，远，愿，怨） 圆郾园猿

注：①与 责匀员比较 （员） 孕跃园郾园缘 （圆） 孕约园郾园缘 （猿） 孕约园郾园园员

②与 责匀圆郾圆比较 （源） 孕跃园郾园缘 （缘） 孕约园郾园缘 （远） 孕约园郾园员

③与 责匀猿郾猿比较 （苑） 孕约园郾园缘 （愿） 孕约园郾园园员

④与 责匀缘郾缘比较 （怨） 孕跃园郾园缘

·苑猿·

表 圆原远 不同 责匀水煎液中芍药苷和甘草次酸含量

水 芍药苷 甘草次酸 混合

责匀 测得值

（皂早辕皂造）曾依杂阅

（皂早辕皂造）砸杂阅

豫

孕 测得

值

皂早辕皂造

曾依杂阅

皂早辕皂造

砸杂阅

豫

孕 计算

值

皂早辕皂造

孕

圆 园郾愿员苑 缘郾员缘猿 员郾愿员

园郾苑怨圆 园郾苑愿怨依园郾园圆怨员 猿郾远愿 缘郾园缘怨缘郾员缘猿依园郾园怨猿缘 缘郾怨源圆

园郾苑缘怨 缘郾圆源远

愿 园郾猿远园 源郾圆苑怨 员郾猿员 跃园郾园缘

员郾源圆远 员郾源园怨依园郾园源圆苑 猿郾园猿 跃园郾园缘源郾猿远远源郾猿源源依园郾园缘远怨 缘郾苑缘猿 跃园郾园缘

员郾源源园 源郾猿愿远

由表 圆原远看出，本品用 责匀圆或 责匀愿的水煎煮，芍药苷和甘

草次酸的提取总量无显著差异。

（圆） 优选提取方法

实验材料、仪器、测定方法等同①和②项下。为更利于说明

问题，采用人工胃液和人工肠液替代酸水与碱水作煎煮溶剂。结

果见表 圆原苑。由表 圆原苑看出，“半仿生提取法”（胃液 原肠液）

较常水煎提法芍药苷和甘草次酸的总量显著增加。因此，芍甘止

痛颗粒剂的药料提取，以先用 责匀圆的水作第一煎，继以 责匀愿的

水做第二煎为佳。

表 圆原苑 不同提取合并液中芍药苷和甘草次酸含量

样品液类型

芍药苷 甘草次酸 混合

测得

（皂早辕皂造）曾依杂阅

（皂早辕皂造）孕

砸杂阅（豫）

测得值

（皂早辕皂造）曾依杂阅

（皂早辕皂造）孕

砸杂阅（豫）

计算值

（皂早辕皂造）孕

员郾园源怨 源郾愿源苑

常水煎煮

合并液

员郾园源园 员郾园苑愿依

园郾园猿猿园

猿郾园远 缘郾园缘怨 源郾怨源怨依

园郾员园远猿

圆郾员缘 远郾园圆苑

员郾员园园 源郾怨源园

园郾怨员远 远郾猿缘猿

·愿猿·

续表

样品液类型

芍药苷 甘草次酸 混合

测得

（皂早辕皂造）曾依杂阅

（皂早辕皂造）孕

砸杂阅（豫）

测得值

（皂早辕皂造）曾依杂阅

（皂早辕皂造）孕

砸杂阅（豫）

计算值

（皂早辕皂造）孕

胃液 原肠液

煎煮合并液

园郾怨源愿 园郾怨圆远依

园郾园员怨源

约园郾园缘 圆郾员怨 远郾员猿怨 远郾圆猿猿依

园郾员园怨缘

约园郾园员 员郾苑远 苑郾员缘怨 约园郾园员

园郾怨员猿 远郾圆园远

（猿） 不同提取方法制得样品的药效学比较

以常水煎煮制得同 “半仿生提取法” 制得的芍甘止痛颗粒剂

对实验动物作解痉、镇痛、镇静、抗炎、改善微循环等药效实验

比较，结果对离体兔肠平滑肌抑制作用和巴豆油致小鼠耳廓炎症

抗炎作用，后者均显著强于前者，其余指标二者间无显著差异

（详略）。说明 “半仿生提取法” 制得的样品药效较好。

三、“半仿生提取法” 的应用前景

“半仿生提取法” 能体现中医临床用药的综合作用特点，符

合口服药物经胃肠道转运吸收的原理。同时，不经乙醇沉淀弃杂

质，可避免有效成分损失、缩短生产周期、降低成本。作者已对

寒痛定泡腾冲剂 （由汉代 《伤寒论》 芍药甘草汤加附子、干姜组

成）、黄连解毒颗粒剂 （由唐代 《外台秘要》 黄连解毒汤改制而

成） 等制剂工艺进行了研究比较，结果 “半仿生提取法” 在增加

有效成分提取率、提高某些药效学指标方面，明显的优于水提

法。同时，“半仿生提取醇沉法” 较水提醇沉法有效成分含量高。

提示 “半仿生提取法” 有可能替代 “水提法”；“半仿生提取醇沉

法” 有可能部分，甚至全部替代 “水提醇沉法”，这是中药口服

制剂剂改工艺研究一次新的尝试，具有一定的学术价值和实用价

值。

·怨猿·

第八节 超临界流体提取法 （杂云耘法）

近年来，超临界流体提取已日益引起人们的注意，许多国家

已将此技术用于食品工业，在医药工业领域内也进行了许多研究

工作，用处于超临界状态下的 悦韵圆提取天然植物中的有效成分已

成为现实。

一、超临界流体的性质

超临界流体是指在一定温度和压力下，其密度和该物质在通

常状态下液体密度相当的流体。它与常温、常压下的气体和液体

比较，其密度接近于液体，而黏度又接近气体，因此扩散系数约

比普通液体大 员园园倍。由于其同时具有类似液体的高密度和类似

气体的低黏度，故植物药材中的许多成分都能被其溶解，并且随

着压力的增大，溶解度增加。

可用作超临界流体的气体很多，如二氧化碳、乙烯、氧化亚

氮、各种氟利昂等，它们在其超临界温度和压力下虽然对许多成

分具有溶解能力，但只有二氧化碳最常用。因为二氧化碳性质稳

定，不易燃，不易爆，无毒害，临界温度为 猿员郾园缘益，价廉易

得。

二、超临界浸提过程

在等温下超临界流体提取过程由四个主要阶段组成，即超临

界流体的压缩、提取、减压和分离 。

二氧化碳 （气体或液体） 以气态形式输入到压缩室升压和定

温，成为操作条件下所需要的超临界流体。将该流体通入提取器

中，此时原料中的可溶组分就溶解在流体中，并且随同该流体一

起经过减压阀降压后进入分离器。在分离器内，溶质 （通常为液

体或固体） 从气体中分离出来。超临界流体与提取物分离后，二

氧化碳经压缩机压缩后可循环使用。

·园源·

三、超临界提取的特点

（员） 利用气体溶剂处于超临界状态下具有高密度、低黏度的

性质提取有效成分，然后应用降压的方法将溶解于流体中的溶质

分离，起到提取与蒸馏双重作用，操作周期短，效率高。

（圆） 属于高压技术 （通常在 苑园怨园噪孕葬以上），工艺过程技术

要求高，设备投资费用较大，适用于含量低，产量高、高质量成

分的提取。

（猿） 用二氧化碳作溶剂，工艺过程控制在接近室温条件和缺

氧的提取系统中，因此，适用于 “热敏性” 成分的提取，可防止

其氧化和降解。

四、超临界流体提取在中药有效成分提取分

离中的应用

超临界流体提取研究至今已有三十余年的历史，然而就真

正意义上的中草药提取而言起步相对来说要晚得多。在国外，

尤其在日本，有关中草药的超临界提取开展得较早，经过 圆园世纪 愿园年代的大量投入期后，到 怨园年代末，多数工作已转入

到公司中进行，学术界目前开展这方面的研究已不多见，而公

司的行为往往是严格保密的。据了解，在日本，诸如食品、香

料、天然药物、保健品及化妆品中，许多产品都用到了高质量

的超临界提取物作原料或添加剂，大大提高了相关产品的质量

和档次。在国内，开展中草药超临界提取研究最早的是在 愿园年代后期，经过近 圆园年的努力，有关学者已在近百个品种进

行过，中试及工业化应用也有不少产品在进行之中。其中较为

成功的例子有青蒿素和丹参酮的提取，这些都是在国家科 “八

五” 攻关项目支持下完成的。下面就中草药各类成分的超临界

悦韵圆萃取的研究成果进行概括性介绍。

·员源·

（员） 萜类与挥发油的提取

萜类化合物种类繁多，在自然界中的分布十分广泛，有两万

余种之多。从结构看，它是异戊二烯聚合体及其衍生物，一般以

五个碳为基本单元。萜类通式可写为 （悦缘匀愿）灶，异戊二烯间大多

按头尾相接的顺序相聚合，例如：

悦匀圆

头

越悦原悦匀越悦匀圆

尾

垣

悦匀猿

悦匀圆

头

越悦原悦匀越悦匀圆

尾

→悦匀圆

头

悦匀猿

越悦原悦匀圆原悦匀圆

尾

原┊

悦匀猿

原悦匀头

越悦原悦匀越悦匀圆

尾

悦匀猿

此反应的产物罗勒烯亦可写为：

许多植物成分，如挥发油，其组成中富含萜类化合物；树

脂、胡萝卜素等属于萜类；人参中的活性成分人参皂苷为三萜衍

生物；青蒿中有抗疟功能的青蒿素亦为倍半萜。其分类及分布见

表 圆原愿。

表 圆原愿 萜类化合物的分类及分布

名称 碳原子数 存在

半萜 缘 植物叶

单萜 员园 挥发油

倍半萜 员缘 挥发油

二萜 圆园 树脂、苦味质、植物醇

二倍半萜 圆缘 海绵、植物病菌、昆虫代谢物

三萜 猿园 皂苷、树脂、植物乳汁

四萜 源园 植物胡萝卜素类

多聚萜 约 苑郾缘伊员园猿～ 猿伊员园缘 橡胶、硬橡胶

挥发油也称精油，是一类可随水蒸气蒸馏的油状液体，芳香

而有刺激性辛辣味，存在于植物的根、茎、叶、花、果实中，具

·圆源·

有广泛生物活性，临床上主要用于止咳、平喘、发汗、祛痰等。

在我国，野生与栽培的芳香植物约有近三百种，多分布在松柏

科、唇形科、菊科、木兰科、樟、芳香科、伞形科及姜科等。

挥发油的传统提取方法主要有水蒸气蒸馏法 （杂阅法）、有机

溶剂浸提法和压榨法等，其中以水蒸气蒸馏法最为常用。根据不

同要求，可用冷冻法、分馏法、化学分离法、层析分离法对挥发

油进一步精致纯化，从而得到较纯的组分或单一化合物。传统的

提取方法不仅收率很低，而且由于芳香性成分的大量损失及某些

成分的分解变化使最终产品质量较差。

尽管挥发油所含化学成分因其来源不同而颇不一致，但因其

沸点较低，分子量不大，极性小，在 杂悦原悦韵圆中有良好的溶解

性能，大多数都可用纯 悦韵圆直接萃取得到，所需的操作温度一般

较低，避免了其中有效成分的破坏或分解，因此不仅产品质量佳

而且收率也较传统方法高得多，是一类最适于用 杂悦原悦韵圆提取

的成分。表 圆原怨列出部分研究实例。

表 圆原怨 中草药挥发性成分的 杂悦原悦韵圆提取实例

科

属名称 药用部位

提取物的效率及特点

杂云耘法 杂阅法

姜

科

生姜 根茎 源郾猿豫（猿澡），橙黄色稠

状油，富含姜辣素，天

然风味保持

圆郾圆豫 （缘澡，员圆园益 过 热 水 蒸

气），基本不含辣素，风味与

生姜有较大区别

姜黄 侧根茎 源郾园园豫 （圆澡）， 油 较 香

且纯正

员郾远远豫 （远澡），油香气较淡

珊瑚姜 根茎 愿豫 ～ 员圆豫 （员～ 圆澡），

浓烈香味

猿豫～ 缘豫 （愿～ 员圆澡），较 淡

的气味

高良姜 根茎 猿郾圆豫， 黄 色 油 状 物，

香气纯正

园郾源远豫 （怨澡），浅黄色 油状

物

莪术 根茎 员郾园豫（猿澡）；可提供不

同类萜烯化合物

·猿源·

续表

科

属名称 药用部位

提取物的效率及特点

杂云耘法 杂阅法

伞

形

科

草果 果实 员郾园缘豫 （猿澡）， 主 要 成

分为 员，愿原桉油精

园郾远愿豫 （缘澡），主 要 成 分 为

牛儿醇

砂仁 果实 辛香 带 药 香，新 鲜 感、

天然感好

草豆蔻 种子 清亮、透 明、亮 棕 色、

浓烈的草豆蔻香气

当归尾 尾根 员郾缘豫 （猿澡）， 棕 色 油

液，藁 本 内 酯 含 量 苯

内酯含量 员怨郾愿圆豫

园郾猿圆豫 （缘澡），棕 黄 色 油 状

液体

柴胡 根 员郾愿远豫 （源澡） 园郾圆源豫 （员圆澡）

川芎 根茎 藁本内酯 含 量 员郾缘苑豫；

员园郾猿豫 （源澡）， 淡 黄 色

油状物，香气纯浓

员郾源豫（甲醇提取）；园郾员愿豫（远澡），淡黄色油状物，香气

较淡

防风 根 源郾愿豫 （猿澡） 园郾员缘豫 （员园澡）

羌活 根及根茎 愿郾怨豫 （猿澡） 员郾猿愿豫 （缘郾缘澡）

独活 根 猿郾源豫 （猿澡） 园郾圆圆豫 （缘郾缘澡）

蛇床子 果实 员园豫（猿澡），蛇床子素含

量 为 圆圆郾远员豫； 远郾猿豫，

有大量结晶析出

小茴香 果实 远郾愿豫（猿澡），淡黄色半

透明油状物

员郾缘豫 （远澡），淡黄色油状物

刺柏 叶 淡黄色油状物，首次得

到泪柏醇等 圆园种成分

菊

科

木香 根 圆郾缘圆豫 （圆澡），去氢藁本

内酯含量 猿苑郾园豫；猿郾猿豫，

冷置后有晶体析出

园郾缘猿豫 （员圆澡），去氢藁本内

酯含量 员员郾缘豫

苍术 根茎 缘郾员圆豫 （员澡） 员郾猿员豫 （缘郾缘澡）

黄花蒿 全草 猿郾缘豫，青蒿素含量 为

员远豫；得 到 一 系 列 杂阅法提取不到的组分

·源源·

续表

科

属名称 药用部位

提取物的效率及特点

杂云耘法 杂阅法

卫矛科 巧茶 茎叶 得到 源种木栓烷型三萜

百合科 大蒜 地下鳞茎 蒜素 猿郾苑苑早辕噪早原料 蒜素 员郾源愿早辕噪早原料

胡颓子科 沙棘 果实 油收率达 怨园豫

芸香科 吴茱萸 果实 杂云耘原郧悦直接偶合，轻

组分分离较好

花椒 果皮 远郾缘豫

柳叶菜科 月见草 种子 色泽纯正，γ原亚麻酸

怨郾缘豫

色泽不理想，γ原亚麻酸

苑郾愿豫

木兰科 辛夷 花 愿园分钟，源郾员缘豫；怨郾猿豫 圆郾源豫

八角茴

香

果实 怨郾缘豫

橄榄科 乳香 得到醇、酯等

没药 树脂 得到萜烯类化合物，得

到呋喃倍半萜

列当科 肉苁蓉 茎 得到烷烃、酯类等

莎草科 香附 块茎 圆郾猿豫 （猿澡），黄色油状

物

园郾苑园豫 （远澡），浅 红 色 油

状物

樟科 肉桂 皮 缘郾愿豫，香气纯正

乌药 块根 圆郾怨豫，有白色固体析出

马鞭草科 蔓荆子 果实 员郾远豫，膏状物，香纯

马兜铃科 细辛 全草 圆郾源豫

葫芦科 果实 员郾员豫

禾本科 薏苡仁 种仁 缘郾愿豫

杂悦原悦韵圆提取挥发油成分的最显著特点是油的收率高、产品

质量好、提取速度快。在植物类的常用中药材中，以根及根茎类

入药的种类为最多。故而以挥发油为提取目标的中草药原料中通

常亦以此类药材居多。

·缘源·

珊瑚姜又名阴姜，为贵州少数民族秘传使用的中草药，其精

油对常见皮肤致病性真菌和细菌有较强的抑制作用，曾被贵州神

奇制药厂用作产品的主要功能原料。传统的珊瑚姜挥发组分的提

取多采用水蒸气蒸馏法。该法出油率较低 （一般为 猿豫 ～ 缘豫），

提取时间较长 （愿～ 员圆澡），并且高温过程对萜烯类热敏性物质有

损坏和破坏。李军华等以 杂悦原悦韵圆萃取珊瑚姜，出油率提高到

愿豫～ 员圆豫，提取时间缩短为 员～ 圆澡，且萃取出物中含有相对多的

含氧衍生物及较低的单萜化合物。由于萃取过程始终在低温抽

提，含有较多的芳香成分，从而完整地保存了珊瑚姜的纯天然香

味。对其精油分析的结果表明含量最高的组分为松油烯 原源原醇，

已有研究结果证明它是一种抗真菌成分，而在其他姜科植物的精

油中少见报道。杂悦原悦韵圆萃取法与 杂阅法主要参数对比见表 圆原员园。

表 圆原员园 珊瑚姜两种提取法的主要参数对比

主要参数 水蒸气蒸馏法 超临界 悦韵圆萃取法

提取时间 辕澡 愿～ 员圆 员～ 圆

提取温度 辕益 怨园～ 员员园 猿远～ 源园

提取压力 辕酝孕葬 常压 员员郾员

油得率 辕豫 猿～ 缘 愿～ 员圆

提取物性状 透明油状物 透明油状物和油树脂

提取物颜色 淡黄色 深红色

提取物气味 较淡的珊瑚姜气味 浓烈的珊瑚姜气味

萜品烯 辕豫 圆郾缘圆 员郾员猿缘

香烯 辕豫 猿圆郾猿远 员园郾缘缘

松油烯 原源原醇 辕豫 圆远郾园源 猿圆郾苑猿

β原甜没药烯 辕豫 圆郾员缘 圆员郾怨缘

蒜油的主要组分为有机硫化物，其中的蒜素是大蒜的新鲜风

味所在，一般以它的含量来表示蒜油的品质。而蒜油是极不稳定

的有机硫化物，易降解，常温下 （圆园益） 经过 圆园澡几乎全部分

·远源·

解，受热分解更快。传统方法中以操作简单的水蒸气蒸馏法最为

常用，但用此法提取的蒜油产物多是小分子易挥发硫化物，颜色

棕黄，其中蒜素仅占黄总油量的 园郾缘豫，风味远远不及新鲜大

蒜。对每千克大蒜头进行提取仅得 员郾源愿蒜油，若以大蒜素计，

仅 苑郾缘皂早。蒜油亦可用溶剂浸出法 （一般采用乙醇提取），但乙

醇同时又能溶解水分、可溶性糖分、氨基酸及蛋白质，使其大蒜

提取液呈黏性，故需减压蒸馏和进一步净化处理，其过程往往使

精油有明显损失，此法所得精油含蒜素 缘源豫，每千克大蒜头可

浸出蒜油 圆郾苑猿克，其中蒜素 员郾源缘克。而采用超临界二氧化碳萃

取大蒜头蒜素损失极少，可直接获得纯净、高品质、高得率的蒜

油。有资料报道，用此法每千克大蒜头可得 猿郾苑苑克蒜油，为乙

醇浸提法的 员郾猿愿倍，精油中含蒜素 源园郾猿豫，计 员郾缘圆克。三种方

法所得蒜油质量比较见表 圆原员员。

表 圆原员员 三种方法萃取所得蒜油质量比较

提取方法 蒜油外观性状蒜油得率

（早辕噪早原料）

蒜油中蒜素

含量 （豫）

蒜素绝对得率

（皂早辕噪早原料）

杂阅法 棕黄色，风味远不及新鲜蒜 员郾源愿 园郾缘 苑郾缘

溶剂法 黏性较大，强烈的新鲜蒜味 圆郾苑猿 缘源 员郾源缘

杂云耘法 透明，黏性小，保持大蒜原

有新鲜风味

猿郾苑苑 源园郾猿 员郾缘圆

苍术又名赤术、山蓟，为菊科多年生草本植物南苍术或北苍

术等的干燥根茎。《神农本草经 》 列为上品，《本草纲目》 中称

其为 “除湿发汗，健胃安脾，治痿要药”。李迎春、曾健青等人

用气相色谱 原质谱 原计算机联用法，对北苍术的 杂悦—悦韵圆萃取

产物的化学成分进行了研究，并与传统水蒸气蒸馏法进行了对

比。结果表明，在油收率提高三倍的情况下，所用时间仅约为

杂阅法的 员辕缘。两种方法抽提的苍术主成分基本相同，为苍术酮、

亚油酸和β原桉叶油醇等。鉴定出的 猿种有机酸类化合物中，亚

·苑源·

油酸的含量提高了 圆猿倍。亚油酸为维生素 耘的基本脂肪酸成分，

是人体必须的营养成分，对冠心病患者亦有食疗作用。对两种方

法提取产物亦进行了 郧悦定量进样比较，杂悦原悦韵圆萃取产物中出

峰物质总面积是 杂阅产物中出峰面积的 员辕圆左右。可见 杂悦原悦韵圆

萃取产物中尚存在气相色谱图上未分离出的物质。由于这些物质

分子量大，沸点高，在 杂阅过程中难以蒸出，而在 杂悦原悦韵圆萃取

过程中，因超临界流体具有很强的溶解能力，而将苍术中的组分

更有效地抽提出来，从而使其具有更为新鲜而强烈的气息。

葛发欢等人考察了压力、温度、流量等因素对姜黄油 杂悦原悦韵圆萃取收率的影响，确定了其提取最佳工艺，并在 圆园园蕴设备

上进行生产；其收率比 杂阅法提高 员郾源倍，生产周期只是后者的

员辕猿，所得姜黄油较香且纯正。当归油具镇静大脑、调经止痛等

功效，以 杂悦原悦韵圆萃取当归尾，收率比 杂阅法提高了 源倍，对所

得精油进行 郧悦原酝杂分析后，首次分离鉴定到常规所得不到的一

系列烷烃、有机酸及酯类等 圆愿个成分。川芎挥发油中主要成分

为藁本内酯，有解痉、扩血管作用。用 杂悦原悦韵圆萃取时，其出

油率高达 愿豫～ 员园豫，比 杂阅法高 员园～ 圆园倍。木香主要含挥发油，

其活性成分主要为去氢木香内酯，用 杂悦原悦韵圆于高压低温下萃

取，提取物收率较 杂阅法高 缘倍，去氢木香内酯相对含量亦由

员员郾缘豫提高到 猿苑郾园豫，提取时间却缩短了 缘倍。巧茶是东南亚人

民常用的一种草药，从该属植物中已分离得到多种具抗肿瘤活性

的三萜成分。张 等从海南产的巧茶茎叶中以 杂悦原悦韵圆萃取分

得 源个木栓型三萜化合物，并用波谱方法进行了鉴定。

种子及果实类药物往往含有很高的挥发油和脂溶性成分，用

杂悦原悦韵圆对其提取具有很好的应用前景。

月见草原野生于北美洲，员苑世纪初移植到欧洲，被称为

“国王的灵药”。其种子含有大量的不饱和脂肪酸，特别是含有

γ原亚麻酸 （简称 郧蕴粤，又称维生素 云），这种成分是人体合成前

列腺素的前驱物质，对调节血液中类脂物质、抗血栓等亦有显著

效果，在实验室还发现其有生物活化抑制癌细胞生长的作用。于

·愿源·

恩平等用 杂悦原悦韵圆从我国东北野生月见草种子中提取的精油中，

γ原亚麻酸的含量 （怨郾源缘豫） 高于溶剂法 （苑郾愿源源豫），且色泽纯

正，透明度高。孙爱东等亦以 杂云耘法萃取了月见草油，无溶剂

残留，且脱色、脱蜡在萃取内一次完成，克服了溶剂提取法由于

分离过程需蒸馏加热而造成油脂的氧化、酸败的缺点，从而得到

高质量、高收率的油脂。两种方法所得月见草油脂的物理常数见

表 圆原员圆。

表 圆原员圆 不同方法得到的月见草油的物理常数

萃取法密度

ρ（早辕糟皂猿，圆园益）

折射率

（圆园益）

酸值

（以 运韵匀计）皂化值 过氧化值

杂云耘法 园郾怨圆愿园 员郾源愿园圆 圆郾猿 员愿远郾猿 圆郾圆

溶解法 园郾怨圆远员 员郾源苑怨员 圆郾远 员愿远郾猿 苑郾远

由表 圆原员圆可见，各常数均有差异，尤其是过氧化值差别更

大。杂云耘法所萃取的月见草油符合鲁 辕宰再月源圆原愿愿标准 （无国家

标准）。而溶剂萃取 （未经脱酸、脱胶等处理） 的各类油脂的过

氧化值均不符合药典标准。

吴燕飞等用 杂悦原悦韵圆从草果中萃取分离出挥发油，得到浓

烈草果香气的棕色油，收率较 杂阅法提高约一倍，并首次从中分

离到花生酸等 员圆个组分。王海波等用 杂悦原悦韵圆从蛇床子中萃取

出淡黄色油状液体，收率达 员园豫，从鉴定出的 猿猿个成分中首次

发现亚油酸等 员苑个成分，其中有效成分蛇床子素的含量高达

圆圆郾远豫；对其提取物进行了进一步抗妇科炎症的药效学研究，结

果证明用 杂云耘法获得的提取物进行新药开发，不仅工艺优越，

质量稳定，易于控制，而且还能保持传统中药的治疗结果。彭洪

等对小茴香超临界 悦韵圆萃取产物的化学成分进行研究并与水蒸气

蒸馏法产物比较后发现，前者不仅含有后者之茴香脑、小茴香脑

等成分，还含有一定的油脂和重质成分。

草类、茎类、叶类中草药亦涉及挥发油成分，但由于这类原

·怨源·

料的堆密度较小且挥发油含量低，用 杂悦原悦韵圆萃取时，生产成

本往往较高。青蒿素是一种倍半萜，自中药黄花蒿中分离得到，

是我国唯一得到国际承认的抗疟新药。一方面因其分子量小，属

亲脂性化合物，故用 杂悦原悦韵圆提取容易。葛发欢等采用 杂悦原悦韵圆

萃取从黄花蒿中提取分离青蒿素，青蒿素的提取完全率可达

怨圆豫以上，并可克服传统汽油法收率低、成本高、易燃易爆等缺

陷。刺柏为我国特有树种，西藏民间常用其叶熏烟避秽，黄宝华

等用 杂悦原悦韵圆萃取技术分离鉴定其叶的挥发性成分，其分离鉴

定了 圆员个成分，除杜松烯外均为首次从刺柏叶中得到；在不同

压力下所萃取成分有较大差异，圆园酝孕葬时主要成分为泪柏醇、菖

蒲萜烯，而 猿园酝孕葬时主要成分为 员猿原表泪柏醇、β原桉叶油醇、

榄香醇。

值得特别指出的是，超临界流体技术以其特有的优点，在分

析化学中作为一种新的样品制备方法正在引起注意，并开始形成

一种称之为分析型或微型 杂云耘的技术，通过对环境、食品、天

然化合物和其他复杂基体样品中微量有机化合物的分离和测定，

证明它是一种高效的分离方法。

（圆） 生物碱的提取

生物碱是中药有效成分中非常重要的一类，亦是人们在植物

性药材中研究最早最多的一类成分。生物碱的定义还无一个严格

令人满意的表达。目前较常用的定义是：生物碱是指来源于生物

的含氮的有机化合物。然而，实际上生物碱并不包括氨基酸、肽

类 （肽类生物碱除外）、蛋白质等含氮化合物。大部分生物碱化

学结构复杂，多有复杂的含氮杂环结构，绝大多数具有显著的生

物活性。

生物碱主要存在于植物界，较多的分布于双子叶植物 员园园多

科植物中，并较多集中分布于防己科、罂粟科、夹竹桃科、毛茛

科、豆科、马钱科、茄科等。在较常用的四百味来源于植物的中

药中，至少有四十多味含有生物碱，而且大多数是重要的活性成

分。生物碱的生物活性是多方面的，已用于临床的约有数十种，

·园缘·

如吗啡是很好的镇痛药，利血平是常用的降压药等。特别是近几

十年来在研究抗癌药物的过程中，发现了一些生物碱有较好的抗

癌作用，如长春新碱、美登木碱、紫杉醇等，有的已经用于临

床。

在植物体中，生物碱往往和植物酸性成分结合成盐存在。常

见的有机酸有酒石酸、苹果酸等。少数碱性十分弱的生物碱也可

以游离状态存在，或以酯或苷的形式存在。传统提取中，除个别

具有挥发性的生物碱可用水蒸气蒸馏法进行提取外，一般情况

下，总生物碱的提取常用溶剂法，如可用水或酸水提取法、醇类

溶剂提取法等。传统生物碱提取法的主要缺陷是提取分离步骤

多，排污量大，因为在其提取分离过程中要使用大量的酸或碱性

试剂。

基于生物碱的上述化学性质及其存在特点用纯二氧化碳往往

难以将其有效提出，故在提取前需用氨水等碱性剂碱化，使之全

部转化为游离碱，同时还要使用适当的提携剂以增强流体的溶解

能力或提高选择性。因此，杂悦原悦韵圆法目前对大多数生物碱的提

取尚不是一种很有效的方法，但基于其可大大减少酸或碱性试剂

的用量及具有较高的提取效率，仍值得进一步的深入研究。表

圆原员猿中列出部分 杂悦原悦韵圆萃取生物碱的研究实例。

表 圆原员猿 中草药生物碱的 杂悦原悦韵圆提取实例

科属 名称 药用部位 有效成分

爵床科 马蓝 枝或枝叶 靛玉兰

蓼科 蓼蓝 枝或枝叶 靛玉兰

十字花科 菘蓝 枝或枝叶 靛玉兰

罂粟科 延胡索 块茎 延胡索乙素

茄科 洋金花 花 东莨菪碱

马钱子科 马钱子 种子 士的宁

百合科 光菇子 鳞茎 秋水仙碱

·员缘·

李玲等采用双水平、双因子设计法对中药材马蓝、菘蓝、蓼

蓝的有效成分靛玉红的萃取条件进行了系统的研究，并用微孔高

效液相色谱作了含量监测。结果表明，杂悦原悦韵圆萃取省时、省

力、选择性和可调性强，可用于中草药质量的控制。原永芳等以

苯作溶剂，悦葬（韵匀）圆作碱性剂，采用 杂悦原悦韵圆对延胡索中延胡

索乙素进行提取，整个萃取过程只需 圆园分钟即可完成。洋金花

来源于茄科植物白蔓陀罗，主要有效成分为东莨菪碱，用 杂悦原悦韵圆萃取技术，在 源园益、猿源郾怨孕葬下，以 园郾员皂造氨水作 碱 性 剂，

园郾圆皂造甲醇作提携剂等条件下进行萃取，并用仅向离子对 匀孕蕴悦对其定量。结果表明，不仅萃取完全而且只含较少杂质。马钱子

有效成分主要为士的宁，在以氨水为碱性剂，丙酮作提携剂对其

进行 杂悦原悦韵圆萃取时，其萃取效率较常规氯仿萃取法高得多。

秋水仙碱可抑制癌细胞的增生，姜继祖等对光茹子中的该成分进

行 杂悦原悦韵圆萃取研究，以 苑远豫乙醇为提携剂的试验结果表明，

其提取率平均提高为传统回流萃取法的 员郾圆缘倍，而萃取时间减

少为其 园郾源缘倍，溶剂用量平均减少为其 园郾猿远倍。

（猿） 香豆素和木脂素的提取

香豆素又称豆精，在结构上可以看成是顺邻羟基桂皮酸失水

而成的内酯，是具有苯并α原吡喃酮母核的一类化合物。

香豆素广泛分布于高等植物中，据报道已有 愿园园余种，而其

中尤以芸香科和伞形科居多，其次在豆科、兰科、木犀科、茄科

和菌科植物中亦较多，少数发现于动物和微生物中。香豆素在植

物体的各个部位均有存在，通常以幼嫩的叶茎中含量最高。它往

往以游离状态或与糖结合成苷的形式而存在。

许多香豆素及其苷具有多方面的生物活性，如秦皮中的七叶

内酯和七叶苷有抗菌作用。某些双香豆素具有抗维生素 运的作

·圆缘·

用，可作为预防血液凝固的药物。还有些香豆素具有光敏作用，

能吸收紫外线，例如补骨脂治疗白癜风的有效成分为补骨脂素与

异补骨脂素。

木脂素是一类由双分子苯丙素聚合成的天然化合物。它们绝

大多数通过侧链β原碳原子聚合而形成，所以其母核是由两个

远悦原猿悦构成的。

木脂素广泛地分布于植物界，主要存在于被子与裸子植物

中。一般以植物的木部与树脂中存在得较多，故有木脂素之称。

它在植物体内多数以游离态存在，也有些结合成苷存在。目前认

为天然药物中双聚物往往具有较高的生物活性，木脂素具有抗

癌、保肝、镇静和肌肉松弛等多种生物活性。

传统提取方法中，小分子香豆素因具有挥发性，可采用水蒸

气蒸馏法进行提取。而对其他香豆素，则可采用碱溶酸沉法、系

统溶剂法等方法提取分离，亦可继续用层析方法对结构相似的香

豆素进行分离。游离的木脂素是亲脂性成分，可通过多次溶剂萃

取得到纯度较高的产品。木脂素在植物体内常与大量树脂状物共

存，故宜先用乙醇、丙酮等亲水溶剂提出，得浸膏再以氯仿、乙

醚等分次抽出。而木脂素的分离应根据具体化合物的结构特点，

采用碱液提取、吸附层析或分配层析等方法分离。

杂悦原悦韵圆萃取对于香豆素和木脂素的提取是一种非常有效的

方法。通过采用多级分离或与超临界精馏结合可以得到有效成分

含量很高的提取物。对于游离态的香豆素和木脂素一般只需用纯

杂悦原悦韵圆即可；对于分子量较大或极性较强的成分则有时要加入

适当的 提 携 剂；而 对 于 以 苷 的 形 式 存 在 者，则 几 乎 不 能 用

·猿缘·

杂悦原悦韵圆有效提取。部分提取研究情况列于表 圆原员源中。

表 圆原员源 中草药中香豆素及木脂素的 杂悦原悦韵圆提取实例

科属 名称 药用部位 主要目标成分

伞形科 芹菜籽 种子 正丁基苯酞

蛇床子 果实 呋喃香豆素

芸香科 飞龙掌血 根皮 粤糟怎造藻葬贼蚤灶、栽燥凿凿葬造燥造葬糟贼燥灶藻

木兰科 酝葬早灶燥造蚤葬 花 甲氧基和厚朴酚、厚朴酚

灾蚤则早蚤灶蚤葬灶葬蕴援

厚朴 茎皮、根皮与枝皮 厚朴酚和厚朴酚

菊科 茵陈蒿 全草 扫帚艾酮、悦葬责蚤造造葬则蚤泽蚤灶

桑科 桑白皮 根皮 酝燥则怎泽蚤灶、杂葬灶早早藻灶燥灶

宫地羊等以台湾产蛇床子为试料，以蛇床子的呋喃并香豆素

为提取对象，研究了压力、温度、时间、提携剂等各种因素对蛇

床子的香豆素成分超临界 悦韵圆抽提的影响。结果表明，对于哥伦

比亚苷元和极性比它低的香豆素，以 源园益，源园酝孕葬效果最好。在

提携剂存在下，圆园分钟抽出量为通常乙醇热提抽出量的 远园豫。随

抽出时间增长，抽出量可增加 圆倍以上。考虑到选择性抽出上述

低极性香豆素，可以认为，超临界流体抽提法是值得充分研究的。

中药飞龙掌血植物中含量较高的有两种香豆素类化合物

（Ⅰ：粤糟怎造藻葬贼蚤灶、Ⅱ：栽燥凿凿葬造燥造葬糟贼燥灶藻）。化合物Ⅰ对热、对极性溶剂

均不稳定，当用甲醇热提时，只能得到化合物 Ⅱ。而用索氏提

取器提取时，在非极性溶媒乙醚提取部分，化合物 Ⅰ、Ⅱ均可

得到。可见Ⅰ对热和极性溶剂不稳定。王建平等采用超临界流体

萃取方法，提取飞龙掌血根皮的化学成分，分离效果满意，就压

力、温度、时间、提携剂等提取条件对化合物 Ⅰ、Ⅱ提取率的

影响做了研究，结果表明，该法对不稳定化合物提取具有明显的

优越性。

芹菜，又名药芹、香芹子，人们用之为药和香料已有很久的

历史。在罗马和希腊，很早以前就认为芹菜是具驱风、利尿和壮

·源缘·

肾等功效的植物而加以种植。印度至今仍把它作为一种滋补品或

具有刺激兴奋功能而加以利用。然而长期以来由于对芹菜籽油的

作用的研究有所疏忽，以致对芹菜籽油的利用没有得到足够的重

视，近年来人们发现芹菜籽油具有明显的防治心脑血管疾病的药

理作用，其药用有效成分为正丁基苯酞及其异构体瑟丹内酯。曾

健青、张镜澄等人对芹菜籽油的 杂悦原悦韵圆提取进行了研究。结

果表明，采用该萃取技术可以很容易的将这两种有效成分提取出

来。在 员缘酝孕葬的萃取压力下，杂悦原悦韵圆提得的油中有效成分含量

是常规水汽提取方法的 源倍多，高达 缘园豫以上。

厚朴为木兰科植物厚朴的干燥茎皮、根皮和枝皮，是常用的

中药材。药理实验证明：厚朴有中枢镇静、抗痉挛、抗溃疡、肌

肉松弛以及抗菌等多方面作用。其主要有效成分为厚朴酚 （皂葬早鄄灶燥造燥造）、和厚朴酚 （澡燥灶燥噪蚤燥造）。缪海均等采用超临界流体萃取法提

取厚朴药材中的厚朴酚、和厚朴酚，从压力、温度、提携剂等多

方面探索了萃取的最佳条件，整个过程 圆园分钟即可完成，而且

所得到的萃取液无需过滤，可直接用大孔毛细管柱气相色谱进行

分析。结果表明：该法简单快捷，萃取完全，且提取具有一定的

选择性，提取的杂质较少，是传统的溶剂提取所无法比拟的，为

中药有效成分的提取和质量控制提供了一种有效可靠的方法。

（源） 黄酮类化合物的提取

黄酮类化合物是指基本母核为 圆原苯基色原酮的一类化合

物。一般泛指具有两个苯环 （粤环和 月环） 通过中间三碳链相互

连接而成的 （悦远原悦猿原悦远） 的一类化合物。由于分子结构中有酮

基，其颜色又常呈黄色，故有黄酮之称。

·缘缘·

黄酮类化合物广泛存在于植物中，有文献估计约有 圆园豫的

中草药含有黄酮类化合物，可见其资源之丰富。主要存在于芸香

科、唇型科、豆科、伞型科、银杏科与菌科等。该类化合物不但

分布范围广，种类多，而且生物活性广泛，毒性小，因此很多制

剂可较长时期使用。如水飞蓟素有保肝作用；葛根素有明显的扩

冠作用已用于临床。

黄酮类化合物的传统提取方法中较常用的有醇提取、碱水或

碱醇提取、热水提取等。其粗产物的分离主要是根据其极性差

异、酸性强弱、分子大小和特殊结构等性质，采用适宜的分离方

法，如系统溶剂法、责匀梯度萃取法、硼酸络合法、铅盐沉淀法

等。这些传统的提取法存在明显的排污量大、有效成分损失多、

提取效率低、成本高等一系列缺点。表 圆原员缘列出部分黄酮类化

合物的 杂悦原悦韵圆提取研究实例。

表 圆原员缘 中草药中黄酮类化合物的 杂悦原悦韵圆提取实例

科属 名称 药用部位 主要目标成分

银杏科 银杏叶 叶 银杏黄酮、银杏内酯

豆科 甘草 根及根茎 甘草素、异甘草素、甘草查耳酮 粤、甘草查耳酮 月

姜科 高良姜 根及根茎 高良姜素

山茶科 茶叶 芽叶 茶多酚

蔷薇科 墨红花 花 墨红色素

桑科

橙桑 根皮 黄烷酮、 吨酮

桑白皮 根皮 黄酮类

银杏叶的研究已成为国际上近代植物药物开发的热点之一，

对其活性化学成分的提取分离研究很多。国外主要采用的生产工

艺是以 远园豫丙酮为提取溶剂，经过系列分离精制步骤得产品

耘早遭苑远员；国内较多采用稀乙醇提取、树脂吸附提取工艺。这些工

艺流程过于繁琐，成本高，收率低，产品内在质量比较差，而且

溶液提取方法中有机溶剂和重金属的残留还可能带来毒副作用。

邓启焕和高勇以银杏叶有效成分 （银杏黄酮和内酯） 分离为对

·远缘·

象，建立了一套 杂云耘小试、中试的实验装置和实验方法。通过

与溶剂萃取方法的比较可知：杂云耘流程短，萃取分离一步完成，

萃取得率高，比溶剂萃取方法 （员豫） 高出 圆倍；萃取拟试操作

时间比溶剂萃取方法大大缩短；银杏叶有效成分的质量高于国际

现行公认的质量标准；采用 悦韵圆为萃取介质，在 猿缘～ 源园益进行

萃取操作，保持了银杏叶有效成分的天然品质，而且不存在有机

溶剂和重金属残留。

茶多酚具有显著的抗氧化性和积极的清除自由基的能力，在

食品和医药工业中有着广泛的应用前景，国内外都在积极开展提

取研究。但目前大都采用先溶剂萃取，而后分离的方法，消耗溶

剂量大，分离过程繁琐。李军等首次尝试用超临界二氧化碳来萃

取茶叶中的茶多酚，在流动法测定装置中测定了茶多酚样品在

杂悦原悦韵圆中的溶解度；然后在较适宜的条件下，测定茶叶中茶多

酚萃取量与 悦韵圆的关系，最后将提取物简单分离，得到相对纯度

为 怨缘郾源缘豫的茶多酚；另外，在实验中还发现，加入乙醇水溶液

作提携剂后茶多酚的萃取量可提高 员园倍左右。

（缘） 醌及其衍生物的提取

醌类化合物是分子中具有不饱和环二酮结构的一类天然色素

有机化合物。常作为动植物色素存在于自然界，多呈黄、红、紫

等颜色，当其分子中引入—韵匀、—韵悦匀猿等助色团后，颜色常加

深。因其具有氧化 原还原的特性，故在生物的氧化 原还原生化反

应过程中起着重要的电子传递作用，从而促进或干扰了某些生化

反应，表现出抗菌、抗氧化、抗肿瘤等多种生物活性。在许多中

药中，如红花、黄精、紫草、丹参、大黄、芦荟、番泻叶等，都

含有醌类成分。醌类化合物按其结构可分为苯醌、萘醌、蒽醌、

·苑缘·

菲醌等 源种不同母核的化合物。

天然苯醌和萘醌多呈游离状态。故可采用溶剂提取法；对含

有酚羟基者，可采用碱溶解酸沉淀提取法；而分子量小并具有挥

发性的醌类，可采用水蒸气蒸馏法。上法提取到的醌类，可以进

一步通过层析法进行纯化。蒽醌类化合物常以游离状态及其苷共

存于中药材中，提取此类成分，一般多采用乙醇或甲醇做溶剂，

即可将游离的蒽醌及其苷提取出来。再将提取液浓缩后即可进一

步分离纯化蒽醌类成分。

醌及其衍生物多数极性较大，故用超临界二氧化碳时需要采

用较高的萃取压力，且通常还要加入适当的提携剂。其部分研究

实例见表 圆原员远。

表 圆原员远 中草药中醌类成分的 杂悦原悦韵圆提取实例

科属 原料名称 药用部位 主要目标成分

唇形科 丹参 根及根茎 丹参酮Ⅱ粤

紫草科紫草 根 萘醌色素等

新疆软紫草 根 紫草素等

蓼科大黄 根及根茎 大黄酸、大黄素等

何首乌 块茎 大黄酸、大黄素及大黄素甲醚

丹参酮Ⅱ粤是丹参脂溶性成分之一，是药典规定用于质量控

制的有效成分。采用醇提工艺，可将其提取 怨园豫以上，但经制

稠膏干燥过程，丹参酮降解甚多。浸膏中丹参酮Ⅱ粤含量在

园郾员缘豫～ 员豫左右，再作成制剂，丹参酮Ⅱ粤往往含量太小甚至

检测不出，难以达到药典标准。采用杂悦原悦韵圆萃取并用乙醇作为

提携剂，萃取压力 圆园酝孕葬，温度 源园益时，得结晶状物及深红色携

带剂液，丹参酮Ⅱ粤含量一般在 圆园豫左右，最高可达 愿园豫，可

直接用 于 制 剂 的 生 产，远 优 于 乙 醇 提 取 工 艺。夏 开 元 等 用

杂悦原悦韵圆萃取技术从新疆软紫草中提取了萘醌色素，全程 圆澡，避

免了用石油醚、甲醇等有机溶剂，且较溶剂法含较多成分。大黄

是闻名世界的我国特产药材，一直为泻下、祛瘀、解毒的主要药

·愿缘·

材。文献报道多以大黄素作为大黄药材和制剂的定量指标，其提

取常规方法操作麻烦费时，一般提取需几小时甚至几天，特别是

在提取中伴有明显的醇解反应，有效成分损失大。而超临界流体

提取效 率 高，提 取 物 可 直 接 进 行 点 样 分 析。袁 海 龙 等 采 用

杂悦原悦韵圆萃取技术提取何首乌中蒽醌类成分大黄酸、大黄素、大

黄素甲醚，与超声波提取法进行比较后认为，两种方法无显著差

异，但 杂云耘法时间短，效率高，后处理简单。

（远） 糖及其苷类的提取

糖类是植物光合作用的主要产物，占植物体的 缘园豫 ～ 愿园豫，

是植物细胞和组织的重要营养物质和支持物质。中药所含的糖类

成分包括单糖类、低聚糖类和多糖类。糖类过去曾作为无效成分

弃去，近年来因发现某些多糖具有多方面生物活性而日益引起人

们的关注。作为抗肿瘤多糖类代表的物质是得担子菌 （多孔菌

科） 的芸芝多糖。后来人们又进一步发现多糖具有复杂的、多方

面的功能，如最近发现的多糖的糖链在分子生物学中具有决定性

的作用，它可控制与调节细胞的分裂、分化和生长、衰老。这些

均引起国内外科学家的重视。

苷又称配糖体，它是糖与糖的衍生物 （如氨基酸、糖醛酸

等） 与另一个非糖物质 （称苷元或配糖体） 通过其端基碳原子连

接而成的化合物。水解后生成糖和非糖类 （苷元） 两部分化合

物。苷类植物成分的种类多，范围广，苷元的结构类型差别很

大，性质和生物活性也个有差异。

对于中草药中的多糖，传统提取中大多采用不同温度的水、

稀碱溶液提取，而后采用分步沉淀法、盐析法、金属络合法、季

盐沉淀法等分离纯化。而对各类苷而言，由于苷元的结构不同，

所连接的糖的种类和数目也不一样，还难有统一的提取方法。如

果用极性不同的溶剂循极性从大到小的次序进行提取，则在每一

部分都可能有苷的存在。

由于糖及苷类的化合物分子量较大，羟基多，极性大，用纯

悦韵圆提取产率较低，加入携带剂或加大压力则可提高产率。部分

·怨缘·

有关 杂悦原悦韵圆提取的研究实例见表 圆原员苑。

表 圆原员苑 中草药中糖及苷类的 杂悦原悦韵圆提取实例

科属 原料名称 药用部位 主要目标成分

石竹科 雪灵芝 全草 总皂苷及多糖

伞形科 柴胡 根 皂苷

五加科 人参 叶 人参皂苷

玄参科 毛花洋地黄 叶 地谷新 （阅蚤早燥曾蚤灶）及 粤糟藻贼赠造凿蚤早燥曾蚤灶

毛茛科 芍药 根 芍药苷、白芍药苷

薯蓣科黄山药 根 薯蓣皂苷

穿山薯蓣 块茎 薯蓣皂苷

廖周坤在用 杂悦原悦韵圆萃取藏药雪灵芝时发现，不加携带剂

的 杂悦原悦韵圆萃取，即使压力加大，亦基本无法萃出总皂苷及多

糖，同样条件下加不同携带剂的非梯度萃取，随着携带剂极性的

增大，萃取物多糖收率增大，而总皂苷粗品收率逐渐降低；而在

梯度 杂悦原悦韵圆萃取中，所得总皂苷粗品、多糖的收率分别达传

统萃取工艺的 员愿郾怨及 员郾远圆倍。人参皂苷是存在人参根、茎、叶

中的一种双糖皂苷，具有提高机体免疫的功能。张建中等用

杂悦原悦韵圆萃取技术研究了从人参叶中提取人参皂苷的影响因素，

萃取物中人参皂苷的含量可达 猿园豫。全国近 源园家厂基本采用汽

油或乙醇法提取黄山药中的薯蓣皂素。史庆龙等探讨并确定了

杂悦原悦韵圆萃取薯蓣皂素的最佳条件，并进行中试放大，收率高，

生产周期可大大缩短。这些研究结果初步显示出用 杂悦原悦韵圆并

用提携剂提取技术的良好应用前景。

（苑） 其他化合物的提取

除了上述的研究体系外，一些脂溶性的种子油、天然维生

素、植物甾醇、酚类等药用有效成分的提取也得到了详细的研

究。表 圆原员愿列出有关的研究实例。

·园远·

表 圆原员愿 中草药中其他成分的 杂悦原悦韵圆提取实例

科属 原料名称 药用部位 提取成分

唇形科 紫苏子 种子 脂肪油中α原亚麻酸

蔷薇科 杏仁 种子 脂肪油

豆科 苦马豆 种子 脂肪酸

十字花科 油菜籽 种子 脂肪酸

油菜籽 油渣 天然 灾耘及脂肪油

木犀科 连翘 果实 脂溶性成分

使君子科 西青果 果实 脂肪油

银杏科 银杏 叶 酚类及酸类

姜科 生姜 根茎 姜酚

菊科 黄花蒿 全草 十八醇及β原谷甾醇

毛茛科 牡丹皮 树皮 牡丹酚 （含量 跃怨园豫，油收率 圆郾缘豫）

金粟兰科 草珊瑚 全草 浸膏

紫苏子为唇形科植物紫苏的干燥成熟果实，现代药理研究证

明其脂肪油具有降血脂作用，并可增强智力，提高记忆力和视力

等。它是目前发现的最富含具有重要生理活性、并可抑制癌症发

生和转移作用的α原亚麻酸的植物资源。用 杂悦原悦韵圆法萃取紫苏

子油，能使其中α原亚麻酸含量提高到 苑猿郾远豫，比传统的溶剂法

（石油醚法） 和压榨法提 猿郾远怨豫 ～ 源郾圆缘豫。并可萃取出溶剂法不

能提取的成分，且无任何溶剂残留，使萃取时间大大缩短。两种

方法所得脂肪油的具体比较见表 圆原员怨。

表 圆原员怨 两种提取方法萃取紫苏子油比较

项目 杂云耘法 溶剂法 （石油醚法）

得油率 辕豫 圆愿郾员 员愿

α原亚麻酸含量 辕豫 苑苑郾猿 缘圆

提取时间 辕澡 源 缘园

外观性状 澄清透明、金黄或棕黄色油液，

有特殊香味

淡黄或棕黄色浑浊液、

有香味

·员远·

在此基础上进行的药效学研究证明，紫苏子油毒性低 （小鼠

灌胃 蕴阅缘园跃苑远郾愿早辕噪早），并具调血脂作用，且对大鼠脂代谢紊乱

有预防作用。

著名的草珊瑚药物牙膏和草珊瑚含片，均用草珊瑚全草水煮

浸膏配制而成。由于水煮温度较高，时间长，期间许多成分会发

生分解、氧化或水解等作用；另外，煮出液浓缩的过程，使浸膏

变为棕黑色，这些都不利于产品的制造和开发。为克服以上不

足，李先春等以乙醇为提携剂，用 杂悦原悦韵圆对草珊瑚进行提取，

得到淡绿色物，有清新的香气，其主要成分含量指标高于草珊瑚

浸膏所要求的质量指标。

杏仁为蔷薇科植物北杏的种子，具有祛痰止咳、平喘的作

用。以 杂悦原悦韵圆提取杏仁油，与传统石油醚法相比，油收率提

高 员郾缘源倍，而提取时间却能缩短 源园澡；对所得脂肪油甲酯化后进

行 郧悦原酝杂分析，得到十八碳稀酸等 缘个成分。

五、超临界 悦韵圆萃取中各操作参数的影响

（员） 压力影响

萃取压力是超临界萃取中最重要的参数之一。温度一定时，

萃取压力越高，流体的密度越大，对溶质的溶解能力越强，萃取

所需时间越短，萃取越完全。但过高的萃取压力显然对萃取操作

和设备的使用寿命不利。对于不同的物质，所需适宜的萃取压力

有很大的区别。对于碳氢化合物和低分子量的脂类等弱极性物

质，萃取可在较低压力下进行 （苑～ 员园酝孕葬）；对于含有—韵匀、

—悦韵韵匀基 这 类 强 极 性 基 团 的 物 质 以 及 苯 环 直 接 与—韵匀，

—悦韵韵匀基相连的物质，萃取压力要求高些，一般要到 圆园酝孕葬左

右；而对于含—韵匀和—悦韵韵匀基较多的物质或强极性的配糖体

以及氨基酸和蛋白质类物质，萃取压力一般要在 缘园酝孕葬以上。

萃取压力不仅决定萃取能力，还显著地影响产物的选择性。如在

缘园益，远酝孕葬压力条件下，乳香萃取物中的主要成分是乙酸辛酯

和辛醇，而当压力升至 圆园酝孕葬时，产物的主要成分是乳香醇和

·圆远·

乙酸乳香醇酯，而乙酸辛酯仅占 猿豫左右。因此，选取合适的萃

取压力需要做系统的实验工作。

解析压力的影响在本质上与萃取压力的影响是一致的。为了

使产物完全析出，解析压力越低越好。在实际生产中，要综合考

虑各种条件，选择最有利的解析压力。

（圆） 温度的影响

萃取温度是超临界流体的另一个重要影响参数。温度对超临

界流体溶解能力的影响比较复杂。在一定的压力下，升高温度有

利于溶质挥发性的增加和扩散速度的提高，进而有利于溶质的萃

出。但另一方面，温度升高时超临界流体的密度减小，从而导致

流体溶解能力的降低，对萃取不利。因此，萃取温度对萃取效率

的影响常常有一个最佳值。对于分子量大或 辕和极性强的化合物，

较高的萃取温度通常效果较好。另一方面，萃取温度的选择强烈

地依赖于萃取过程的总的热效应。这种总的热效应主要包括溶质

分子和溶剂分子的结合与传输以及结合前后溶质与溶剂分子扩散

所需要的能量。如果总的热效应为吸热，则温度升高对萃取有

利。反之，如果为放热，则温度升高将不利于萃取。这种吸放热

现象有时相当明显，只要在实践中注意观察就不难发现。

温度对解析的影响与对萃取的影响一般是相反的。多数情况

下，升高解析温度对产物的完全析出有利。对于使用精馏柱的情

况，柱子上下各段的温度梯度是非常重要的影响因素。

（猿）悦韵圆流量的影响

悦韵圆流量是实际生产中必须十分重视的一个参数。一方面，

当 悦韵圆流量增加时，悦韵圆的流速增大，但其与物料的接触时间减

小，不利于萃取能力的提高。对溶质溶解度较小或溶质从原料基

体中扩散出来的速度很慢的体系，采用过大的流量将意义不大。

因为在这种情况下，溶质的溶解平衡还远没达到。另一方面，随

着 悦韵圆流量的增加，传质推动力加大，传递系数增加，有利于萃

取。特别是在一些溶质溶解度大，原料中溶质含量丰富的情况下

（如对种子及果实的萃取），适当加大流量能大大提高生产效率。

·猿远·

（源） 原料粒度的影响

原料粒度的影响同样是极为重要的。多数情况下，对于中草

药原料，如果不对其进行破碎，则萃出物的产率极低。而当原料

破碎至一定程度时，效果大为改观。特别是对于种子类原料，情

况更是这样。因为果实的肉质太厚时，悦韵圆很难渗透至其深层

处。理论上，原料的粒度越小，萃取速度越快越安全。但粒度太

小时，将不仅易于导致气路阻塞，甚至无法再进行萃取操作，而

且还会造成原料结块，出现沟流。沟流的出现，一方面使原料的

局部受热不均匀，另一方面在沟流处流体的线速度大增，摩擦发

热，严重时还会使某些生物活性成分遭受破坏。

（缘） 萃取时间的影响

长期以来，对萃取时间的考察比较简单，文献中往往只提供

有关萃取完全的时间方面的信息。事实上，对于萃取时间的影响

的密切重视有时可以收到意想不到的良好效果。已有许多研究结

果表明，增加萃取强度，用尽量短的时间，更有利于整个萃取效

率的提高。这种情况可能与组分之间存在的 “溶解互助” 效应有

关。天然产物成分复杂，其中性质相近的组分之间可互为提携

剂。因此，设法让多组分 “同时出来”，比分步出来将更加容易。

例如，在油脂类物质的提取时，如果加入乙酸乙酯作提携剂，可

以加快萃取速度。其实，天然产物各组分之间的互助效应是普遍

存在的，这在萃取实验研究中经常被观察到。了解这一点，对于

实际生产中的最佳工艺设计具有重要的指导意义。

六、提携剂在中草药超临萃取中的作用

由于纯 悦韵圆本身的非极性特点，大大限制了其应用范围。为

了有效提取那些非脂溶性的、强极性的重要中药有效成分，常常

要在 悦韵圆中加入提携剂，以改变 悦韵圆流体的极性。提携剂是在纯

超临界流体中加入的一种少量的、可以与之混溶的、挥发性介于

被分离物质与超临界组分之间的物质。提携剂可以是某一种纯物

质，也可以是两种或多种物质的混合物。

·源远·

提携剂可从两个方面影响溶质在超临界气体中的溶解度和选

择性。一是溶剂的密度；二是溶质与提携剂分子间的相互作用。

一般来说，少量提携剂的加入对溶剂气体的密度影响不大，甚至

还会使超临界溶剂密度降低，而影响溶解度与选择性的决定因素

是提携剂与溶质分子间的范德华作用力或提携剂与溶质之间形成

的特定分子间作用，如形成氢键及其他各种化学作用力等。另

外，在溶剂的临界点附近，溶质溶解度对温度、压力的变化最为

敏感，加入提携剂后，混合溶剂的临界点相应改变，如能更接近

萃取温度，则可增加溶解度对温度、压力的敏感程度。

虽然加入提携剂后，体系的相行为和溶剂性质都可能发生复

杂的变化，但在大量实验结果的基础上，仍然可以找到适宜的提

携剂及其用量。提携剂的用量必须是相对 悦韵圆流量而言的，其影

响往往有一个最佳值，太大或太小都不会最好。然而，需要注意

的是，在中草药的提取中，提携剂的使用应力求避免使用那些有

害的物质。一般常用的提携剂有水、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。

陨噪怎泽澡蚤皂葬等曾研究不同提携剂对 杂悦原悦韵圆萃取的影响。如在

员怨郾远酝孕葬和 猿员猿运下，采用 杂悦原悦韵圆萃取三油酸甘油酯，当选用

乙醇、乙醚、丙酮作为提携剂时，萃取效率反而降低；改用乙酸

乙酯作为提携剂后，萃取效率大幅度提高；若选用二氯乙烯作提

携剂，初期能增加萃取效率，但随着萃取过程的进行，萃取效率

反而变的比不加提携剂还低；又如采用 杂悦原悦韵圆萃取三油酸甘

油酯和三硬脂酸甘油酯的混合物，加入不同浓度的乙酸乙酯提携

剂均能提高三油酸甘油酯的选择性，而当浓度分数为 猿时，选择

性提高最多。无花果和杏仁中含抗癌活性成分扁桃苷，单独使用

杂悦原悦韵圆萃取或加入乙酸乙酯、乙醇、乙腈作为提携剂时，收率

几乎为零，而选用水作为提携剂后，扁桃苷的溶解度能大大提

高，收率提高到 苑园豫左右。可见，提携剂的正确选择对萃取效

果影响甚大。提携剂的使用大大拓宽了 杂悦原悦韵圆在生理活性物

质萃取上的应用范围，但目前在使用上还缺乏足够的理论方面的

研究，可测性差，主要靠实验摸索。因此，开展这方面的研究，

·缘远·

具有重大的理论意义和使用价值。

参 考 文 献

员 曹光明主编 郾中 药 工 程 学 援北 京：中 国 医 药 科 技 出 版 社，员怨怨源，远援第一版

圆 张镜澄主 编 援超 临 界 流 体 萃 取 援北 京：化 学 工 业 出 版 社，圆园园员，远援第三版

猿 范碧亭主编 援中药药剂学 援上海：上海科学技术出版社，员怨怨愿，员园援第二版

源 陆蕴如主编 援中药化学 援北京：学苑出版社，员怨怨缘缘 郭振德等，色谱，员怨怨缘，员猿（猿）：员缘远～ 员缘怨远 葛发欢等 援中药材，员怨怨苑，圆园（苑）：猿源缘～ 猿源怨苑 李金华等 援中草药，员怨怨苑，圆愿（圆）：苑愿～ 愿员愿 于小兵等 援分析测试学报，员怨怨猿，员圆（圆）：愿～ 员猿怨 林敬明等 援中药材，圆园园园，圆猿（猿）：员源缘～ 员源愿员园 吴燕飞等 援中药材，员怨怨苑，圆园（缘）：圆源园～ 圆源员员员 李飘英等 援现代化工，员怨怨远，（愿）：猿愿～ 猿怨员圆 李菁等 援中药材，员怨怨远，员怨（源）：员愿苑～ 员愿怨员猿 吴广通等 援药学学报，员怨怨愿，猿猿（远）：源缘苑～ 源远园员源 葛发欢等 援中国中药杂志，圆园园园，圆缘（猿）：员源怨～ 员缘猿员缘 林敬明等 援中药材，圆园园园，圆猿（圆）：愿苑～ 怨员员远 王海波等 援中药材，员怨怨远，员怨（圆）：愿源～ 愿缘员苑 彭洪等 援中国药学杂志，员怨怨苑，猿圆（远）：猿猿苑～ 猿猿怨员愿 董方言主编 援现代实用中药新剂型新技术 援北京：人民卫生出版社，

圆园园员，源员怨 蔡中琴等 援丹参口服液制备工艺研究 援中草药，员怨怨怨，猿园（远）：源猿猿圆园 黄宝华等 援中药材，员怨怨苑，圆园（员）：猿园～ 猿员圆员 陈红等 援中草药，员怨怨苑，圆愿（远）：猿猿苑～ 猿猿怨圆圆 葛发欢等 援中药材，员怨怨缘，员愿（员员）：缘苑园～ 缘苑圆圆猿 张 等 援中药材，员怨怨愿，圆怨（愿）：缘员员～ 缘员猿圆源 张忠义等 援中药材，员怨怨愿，圆员（猿）：员猿员～ 员猿圆圆缘 武练增等 援超临界抽提沙棘油的方法，悦晕员园猿员员园愿粤圆远 李娟等 援中国药学杂志，员怨怨远，猿员（员）：员怨～ 圆园

·远远·

圆苑 马熙中等 援分析测试学报，员怨怨猿，员圆（员）：猿员～ 猿缘圆愿 于恩平等 援中草药，员怨怨圆，圆猿（苑）：猿源远～ 猿源愿圆怨 载酝葬，载再怎，在在澡藻灶藻贼葬造援糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡蚤葬员怨怨员，猿员（员辕圆）：源园猿园 张鑫等 援香料香精化妆品，员怨怨怨，（圆）：怨～ 员圆猿员 李飘英等 援精细化工，员怨怨猿，（源）：源愿猿圆 刘莉玫等 援广州化学，员怨怨远，（猿）：源园～ 源源

·苑远·

第三章 膜分离技术

第一节 概 述

膜分离是在 圆园世纪初出现，圆园世纪 远园年代后迅速崛起的一

门分离新技术。顾名思义，膜分离是利用一张特殊制造的、具有

选择透过性能的薄膜，在外力推动下对混合物进行分离、提纯、

浓缩的一种分离新方法。这种薄膜必须具有使有的物质可以通

过、有的物质不能通过的特性。膜可以是固相、液相或气相。目

前使用的分离膜绝大多数是固相膜。

物质透过分离膜的能力可以分为两类：一种借助外界能量，

物质发生由低位向高位流动，另一种是以化学位差为推动力，物

质发生由高位向低位的流动。表 猿原员列出了一些主要膜分离过

程的推动力。

表 猿原员 主要膜分离过程的推动力

推动力 膜过程

压力差 反渗透、超滤、微滤、气体分离

电位差 电渗析

浓度差 透析、控制释放

浓度差 （分压差） 渗透气化

浓度差加化学反应 液膜、膜传感器

一、膜分离的基本原理

由于分离膜具有选择透过特性，所以它可以使物质有的通

过、有的留下。但是，不同的膜分离过程，它们使物质留下、通

·愿远·

过的原理有的类似，有的完全不一样。总的说来，分离膜之所以

能使混在一起的物质分开，不外乎两种手段。

（员） 根据它们物理性质的不同———主要是质量、体积大小和

几何形态差异，用过筛的办法将其分离。微滤膜分离过程就是根

据这一原理将水溶液中孔径大于 缘园灶皂的固体杂质去掉的。

（圆） 根据混合物的不同性质。物质通过分离膜的速度取决于

以下两个步骤的速度，首先是从膜表面接触的混合物中进入膜内

的速度，（称溶解速度），其次是进入膜内后从膜的表面扩散到膜

的另一表面的速度。二者之和为总速度。总速度愈大，通过膜所

需的时间愈短；总速度愈小、透过时间愈久。溶解速度完全取决

于被分离物与膜材料之间化学性质的差异，扩散速度除化学性质

外还与物质的分子量有关。混合物质透过的总速度相差愈大，则

分离效率愈高，反之，若总速度相等，则无分离效率可言。例如

反渗透一般用于水溶液除盐。这是因为反渗透膜是亲水性的高聚

物，水分子很容易进入膜内，在水中的无机盐离子 （晕葬垣、运垣、

悦造原等） 则较难进入，所以经过反渗透膜的水就被除盐淡化了。

二、膜分离技术的特点

在膜分离出现之前，已经有很多的分离技术在生产中得到广

泛的应用。例如：蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分离等。与这

些传统的分离技术相比，膜分离具有以下特点。

（员）膜分离通常是一个高效的分离过程。例如，在按物质颗

粒大小分离的领域，以重力为基础的分离技术最小极限是微米，

而膜分离却可以做到将相对分子质量为几千甚至几百的物质进行

分离 （相应的颗粒大小为纳米）。又如，与扩散过程相比，在蒸

馏过程中物质的相对挥发度的比值大都是个位数，难分离的混合

物有时仅比 员稍大一点。而膜分离的分离系数要大的多。如乙醇

浓度超过 怨园豫的水溶液已接近恒沸点，蒸馏很难分离。但渗透

气化的分离系数为几百。再如氮和氢的分离，常规方法不仅要在

非常低的温度下进行，而且 匀圆（氢） 辕晕圆（氮） 的相对挥发度很

·怨远·

小。在膜分离中，用聚砜膜分离氮、氢，分离系数为 愿园左右，

聚酰亚胺则超过 员圆园。这是因为蒸馏过程的分离系数主要决定于

混合物中各物质的物理、化学性质，而膜分离中还加入了高聚物

材料的物性、结构、形态等因素，因此显示了异乎寻常的高性

能。由于高聚物材料是如此多种多样，这就为膜分离技术的发展

提供了广阔的天地。

（圆） 膜分离过程的能耗 （功耗） 通常比较低。大多数膜分离

过程都不发生 “相” 的变化。对比之下，蒸馏、蒸发、萃取、吸

收、吸附等分离过程，都伴随着从液相或吸附相至气相的变化，

而相变化的潜热是很大的。另外，很多膜分离过程通常是在室温

附近的温度下进行的，被分离物料加热或冷却的消耗很小。

（猿） 多数膜分离过程的工作温度在室温附近，特别适用于对

热过敏物质的处理。膜分离在食品工业、医药工业、生物技术等

领域有其独特的适用性。例如，在抗生素的生产中，一般用减压

蒸馏法除水，很难完全避免设备的局部过热现象，在局部过热区

域抗生素受热后被破坏，产生有毒物质，它是引起抗生素针剂副

作用的重要原因。用膜分离去水，可以在室温甚至更低的温度下

进行，确保不发生局部过热现象，大大提高了药品使用的安全

性。

（源） 膜分离设备本身没有运动的部件，工作温度又在室温附

近，所以很少需要维护，可靠度很高。它的操作十分简便，而且

从开动到得到产品的时间很短，可以在频繁的启、停下工作。

（缘） 膜分离过程的规模和处理能力可在很大范围内变化，而

它的效率、设备单价、运行费用等都变化不大。

（远） 膜分离由于效率高，通常设备体积比较小，占地较少。

而且膜分离通常可以直接插入已有的生产工艺流程，不需要对生

产线进行大的改变。例如，在合成氨生产中，只需在尾气 （废

气） 排放口接上氮氢膜分离器，利用原有的反应气中压力，就可

将尾气中的氢气浓度浓缩到原料气浓度。这样，用管子直接输送

到生产车间就可作为氢的原料气使用。就这样一个简单的膜分离

·园苑·

装置，使合成氨产量在不增加原料和其他设备下提高 源豫左右。

第二节 分 离 膜

分离膜是膜分离技术的核心。没有分离膜就没有膜分离技

术。分离膜性能的每一重大改进都能使其应用范围扩大、经济效

益提高。一张新的分离膜的研究成功往往象征着一项新的膜分离

过程诞生。因此，分离膜应该具备什么样的基本条件？它的材料

有哪些？以及分离膜的形态结构上有哪些与一般塑料薄膜不同的

地方？这些都是我们必须首先弄明白的。

分离膜性质包括分离、透过性能和物理、化学性能两个方

面。不同的膜分离过程对分离膜的要求是不同的。例如电渗析要

求离子型膜材料，反渗透要求亲水性膜材料，而膜蒸馏要求憎水

性的膜材料。同一膜分离过程，当用于不同的混合物体系时，对

膜的各方面性能要求亦不同。例如，用于一级海水淡化的反渗透

膜要求有非常高的脱盐率 （跃怨怨豫），膜材料必须具有抗高压能

力；而用于一般苦咸水淡化反渗透膜只需 怨园豫 ～ 怨缘豫脱盐率，

一般的高聚物都具有做苦咸水反渗透膜的抗压能力。这是不准备

介绍包括所有膜分离过程提出的分离膜几十种特性及其测定方

法。本节只想让读者了解作为商品分离膜所应共同具备的四个最

基本条件。

员援分离性

关于膜的分离性能，有以下三个要点。

①分离膜必须对被分离的混合物具有选择透过 （即具有分

离） 的能力。这是前提，是最基本的一点。

②分离能力要适度，并不是愈大愈好。它是根据被分离混合

物的原始状态和分离后要达到的目标来合理确定的。因为膜的分

离性能和透过性能是相互关联的，要求分离性能高，就必须牺牲

一部分透量。这样就会提高操作费用。

③膜的分离能力主要取决于膜材料的化学特性和分离膜

·员苑·

的形态结构，但也与膜分离过程的一些操作条件有关。

不同膜分离过程中的分离性能表示方法有所不同。例如，在

反渗透中以除盐的能力来表示，叫脱盐率。怨园豫脱盐率表示膜可

以将水溶液中的 怨园豫无机盐 （主要是 晕葬悦造） 除去。在超滤中以

膜所能截留住的最小分子量的蛋白质来表示。截留率为 酝越远苑园园园的超滤膜表示此膜可以将水溶液中比牛血清蛋白 （相对分

子量为 远苑园园园） 大的蛋白质挡住 （一般指挡住 怨园豫），只让水和

相对分子量小于 远苑园园园的蛋白质通过。在微滤中膜的分离能力是

以膜的平均孔径来表示的。意思是凡是水中体积大于此孔径的溶

质或悬浮固体，都可以被截留住。

圆援透过性

能够对被分离的混合物进行有选择的透过是分离膜的最基本

条件。当然，我们希望需要除去的物质透过速度愈低愈好，希望

通过的物质透过的愈快愈好。二者速度之比，代表着分离效率。

分离膜的透过性能是它处理能力的主要标志。当然，我们希

望在达到所需要的分离率之后，分离膜的透量愈大愈好。因为它

将增加膜的处理能力，使运行成本降低。

要成为一张在工业中有实际应用价值的分离膜，它的透量是

有要求的。低于它就会在经济上站不住脚，无法在生产中使用。

这一对透量的最低标准根据具体流程的各方面条件，进行成本核

算，才能确定。以经济上可行作为唯一准则。

膜的透过性能首先取决于膜材料的化学特性和分离膜的形态

结构。操作因素也有较大影响，它随膜分离过程的势位差 （压力

差、浓度差、电位差等） 变大而增加。操作因素对膜透过性能的

影响比对分离性能的影响要大得多。不少膜分离过程与压力差之

间，在一定范围内呈直线依赖关系，多数反渗透膜操作温度每增

加 员益透量可以增加 猿豫左右。

不同混合物体系，膜的透量表示方法有所不同。对水溶液体

系，透水率的定义一般以单位时间内通过单位膜面积的水体积流

量来表示 （允圆憎），有时也称为渗透流率、透水速度、透水量或水

·圆苑·

通量等。在气体分离中，总的透过速度 （允） 是混合气体中各种

气体渗透流率的总和。即 允越允员垣允圆垣⋯⋯。这是因为水溶液中其

他溶质的体积可以忽略不计，而在混合气体中，每种气体的体积

都是重要的。

猿援物理、化学稳定性

目前所有的分离膜大多是以高聚物为膜材料，需要定期更换

的。这是因为高聚物在长期使用中，与光、热、氧气或酸、碱相

接触，它们能使形成高聚物长链中的链节 （化学键） 断裂。高聚

物的所有特性都是由于形成长链大分子引起的，长链解体了，这

些特征也随之部分或全体消失 ，这种现象称为高聚物的 “老

化”，膜分离过程中除上述因素外，还有其他因素。例如有些反

渗透过程或气体分离过程是在几十到上百个大气压下进行的。高

聚物膜长期处在高压下，会发生被压密现象，它会使膜再长期使

用中透量慢慢减少 （这种变化是不可逆的），终至达到不能使用

的极限。又如，膜在使用过程中与混合物接触的表面会被各种各

样的杂质所污染，它们遮住了膜的表面阻碍了被分离混合物的直

接接触，等于减少了膜的有效使用面积，还有一些污染物会破坏

高聚物的结构。污染造成的膜性能减退大部分可以通过清洗的方

法使它基本上恢复。

膜的更换周期关系着生产成本，十分重要，它首先取决于膜

材料的化学、物理、稳定性。其次它亦与被分离混和物体的化

学、物理特性和操作因素紧密相连。

分离膜的物理化学稳定性主要是由膜材料的化学特性决定

的。它包括耐热性；耐酸、碱性；抗氧化性；抗微生物分解性；

亲水性；疏水性 ；电性能；毒性；机械强度等。个别膜分离过

程也与膜的形态结构有关。

在具体的膜分离过程中，对膜的更换周期要求是不同的。当

然，都是愈长愈好，但根据具体操作条件进行经济核算后，每个

过程都有一个最低的使用周期要求。例如：在一般一级海水淡化

中，要求反渗透膜更换周期为平均 猿年以上；在用微滤处理地表

·猿苑·

水作注入油井的膜过程中对滤芯更换要求最短为 猿个月；在干扰

素等科技生物产品分离中，膜是一次一换的。

源援经济性

分离膜的价格不能太贵，否则生产上就无法采用。分离膜的

价格取决于膜材料和制造工艺两个方面。

不少高聚物很具特色，但由于价格太贵，至少在近期无法作

为商品分离膜的材料加以考虑。例如，在反渗透膜的研究中，曾

发现有一种带冠醚结构的高聚物很有特色，但因合成方法步骤

多、价格贵，无法大批量生产，后来开发工作就停了下来。

分离膜要求具有特殊的形态结构；起分离作用的皮层要

求愈薄愈好，有的分离膜已经做到仅 猿园灶皂；皮层如果属于多

孔性的，则皮层上的孔不仅要求愈多愈好，最好达到都是同

一个尺寸，只有这样，膜的透量才能大，分离物的纯度才能

高；无论是多孔的还是致密的，皮层都不可以有大孔 （缺陷）

存在，这种局部缺陷，即使是个别的，也会使被分离物质从

这里形成短路通过，使整个分离膜的分离率大大降低等。所

以制造这种特殊结构分离膜的工序是繁多而严格的。即使这

样，分离膜最终产品的合格率还是较低的。有的制膜技术已

经研究了几十年，但目前还未能做到在生产规模上达到所需

的重复性，至今仍不能成为商品。

综上所述，具有适当的分离率、较高的透量、较好的物理、

化学稳定性和便宜的价格是一张具有工业实用价值分离膜的最基

本条件。

第三节 膜 材 料

目前使用的分离膜大多数是高聚物类。用无机材料制成的分

离膜仍属少数。本节重点介绍用作分离膜材料的各种高聚物，以

及它们主要用于哪些膜分离过程。

·源苑·

一、高聚物膜材料

（员） 高聚物的基本特征

有机高分子聚合物人们可能不一定熟悉，但提到塑料、橡

胶、尼龙等则家喻户晓，它们都属于高聚物范围，是不同类型的

高聚物。众所周知，高聚物具有很多与一般其他物质不同的性

能。例如：有弹性，温度高了会融化，温度低了又变成固体等。

其实，这些特性都来自高聚物分子的特殊形态结构。

高聚物是由许多很小的有机小分子通过手拉手的形式重复结

成非常长的大分子而形成的。重复相互连接的小分子称为单体

（酝燥灶燥皂藻则），使它们能够连接起来是两种化学反应 （聚合反应和

缩聚反应）。高聚物在长度与粗细上的悬殊差别使它尤如几千米

长的一根钢丝，它的一切特性都是由它而生。每个高聚物分子中

所含有的单体数称为聚合度。高聚物每个分子的聚合度是不同

的。有的差别很大，有的比较接近。所以高聚物不是每个分子具

有相同分子量的物质，而是具有各种分子量的多分散混合物。高

聚物的分子量是个平均值，它是平均聚合度乘单体的分子量。

高聚物的分子量极为重要，很多与应用有关的物理性质都与

它的分子量存在着明显的依赖关系。如图 猿原员所示，高聚物最

低相对分子质量 （粤） 通常是 员园园园左右，以产生起码的力学强

图 猿原员 聚合物力争学强度与分子量的关系

度。超过 粤强度随分子量迅速上升直到临界点 （月），在 月以上

力学强度缓慢增加，最后达到极限值 （悦）。一般说临界点 月相

·缘苑·

应于高聚物开始呈现足够强度，是可以实际应用的最低分子量。

各种高聚物的 粤、月、悦点是不同的。大分子间互相作用力

强的高聚物 （如尼龙） 在较低的分子量就能显示出足够的强度，

反之亦然。

高聚物的物理性质不仅受其分子量的影响，而且还与分子量

分布有关。两次合成的高聚物，可以做到平均分子量非常接近，

但绝对做不到分子量分布完全一样。它是众多长短不一分子的混

合体。有的平均分子量虽然一样，但分子大小及其分布状态却差

别很大，有的则比较接近。所以，一般希望高聚物的分子量分布

愈窄愈好，即尽量多的分子，其长短都很接近，过大或过小的分

子很少。

图 猿原圆 线形的 （葬）、支链型的 （遭）和交联型 （糟）的

聚合物代表性示意图

高聚物的分子链根据单体类型和反应条件分为三种类型，既

线形、支链型和交联型 （图 猿原圆）。

高聚物有二种状态：流动态和固态。在固态中又有无定形态

（玻璃态或橡胶态） 和半结晶态。线形和支链型高聚物一般而言

随着温度从高到低变化，可以从流动态转化为橡胶态，再变为玻

璃态，反之亦然。从刚性玻璃态转变为柔软橡胶态的温度称为玻

璃化温度 （栽早），从橡胶态转变为流动态的温度称为熔融温度

（栽皂）。这两个温度是每个高聚物的重要特征，它显示高聚物的

·远苑·

应用范围。一些分子链之间存在较强相互作用的高聚物，它的局

部地区会出现链与链的有序排列 （图 猿原猿），这种状态称为半晶

态。无机物中有晶体存在，高聚物中完全结晶状态是没有的。

图 猿原猿 聚合物结晶性的缨状微束图像

用高聚物制造分离膜，要尽可能寻找合适的溶剂，先配制高

聚物浓溶液，然后将溶剂去掉，做成各种形态的薄膜。为了增加

膜的强度，有的在成膜过程中使它变成高交联密度的不熔高聚

物。如果碰到难用溶剂溶解的高聚物，则用加热使它变成流体，

再压制成膜。

（圆） 高聚物膜材料

自古以来就有将天然存在的高分子 （如纤维素） 作成粗过滤

的材料。第一张实现膜分离 （透析） 的天然高分子膜是动物的膀

胱。有机合成高分子聚合物膜的历史是从 员愿源源年 杂糟澡燥藻灶遭藻蚤灶发明

硝化纤维素膜作为开始的。此后的一个世纪内，分离膜材料主要

是纤维素衍生物。员怨远园年 蕴燥藻遭和 杂燥怎则蚤则葬躁葬灶制造出第一张具有高

透量和高脱盐率的醋酸纤维素非对称反渗透膜，引起了工业界和

学术界巨大兴趣，大大促进了水溶液膜分离技术 （反渗透、超

滤、微滤、透析等） 的发展和应用。圆园世纪 苑园年代聚砜和芳香

·苑苑·

聚酰胺非对称膜开始应用于气体分离。

圆园世纪 远园年代以来数百种高聚物作为分离膜材料的研究已

经广泛展开。若干膜材料与分离、透过特性之间关系的经验规律

已经掌握。高聚物分子结构与分离膜性能之间定量关系的研究正

结合各个膜分离过程展开。现将重要的高聚物膜材料及其在各类

膜分离过程中应用的情况介绍如下。

①纤维素衍生物 纤维素是资源最为丰富的天然高分子。它

的相对分子量很大 （缘园万 ～ 圆园园万），在分解温度前没有熔点，

又不溶于一般的溶剂。所以一般都先进行化学改性，生成纤维素

醚或酯。由于在反应时有分子链的断裂，纤维素醚或酯的分子量

大大降低，所以纤维素衍生物能溶于一般的溶剂。

醋酸纤维素是由纤维素与醋酸反应制成的。二取代醋酸纤维

素 （悦粤） 含醋酸 缘员郾愿豫，三取代醋酸纤维素含醋酸 远员郾愿缘豫。主

要用作反渗透膜材料，也用于制造超滤膜和微滤膜。醋酸纤维素

膜的优点是价格便宜，膜的分离和透过的性能良好。其缺点是

责匀使用范围窄 （责匀越源～ 愿），容易被微生物分解以及在高压操作

下时间长了容易被压密，引起透量下降。

硝酸纤维素 （悦晕） 是由纤维素和硝酸制成的。价格便宜，

广泛用做透析膜和微滤膜材料。为了增加膜的强度，一般与醋酸

纤维素混合使用。

在制 膜 工 业 中 应 用 的 还 有 纤 维 素 醋 酸 与 丁 酸 的 混 合 酯

（悦粤月） 和乙基纤维素 （耘悦） 等。

纤维素本身也能溶于某些溶剂，如铜氨溶液、二硫化碳、

晕原甲基吗啉 原晕原氧化物 （晕酝酝韵）。在溶解过程中发生降解，

相对分子质量降至几万到几十万。在成膜过程中又回复到纤维素

的结构，称为再生纤维素。再生纤维素广泛用于人工肾透析膜材

料和微滤、超滤膜材料。

②聚砜类 聚砜类是一类具有高机械强度的工程塑料。它耐

酸、耐碱。缺 点 是 耐 有 机 溶 剂 的 性 能 差。自 双 酚 粤型 聚 砜

（孕杂云） 出现后，即发展成为继醋酸纤维素之后目前最重要、生产

·愿苑·

量最大的高聚物膜材料。它可用作超滤和微滤膜材料，并且是多

种商品复合膜 （反渗透膜、气体分离膜） 的支撑层膜材料。

聚砜类材料可以通过化学反应，制成带有负电荷或正电荷的

膜材料或膜。荷电聚砜可以直接用做反渗透膜材料。用它制成的

荷电超滤膜抗污染性能特别好。

聚芳 醚 砜 （孕耘杂）、 酚 酞 型 聚 醚 砜 （孕耘杂原悦）、 聚 醚 酮

（孕耘运）、聚醚醚酮 （孕耘耘运） 也是制造超滤、微滤和气体分离膜的

材料。经磺化的聚醚砜 （杂孕耘杂原悦） 可用于制造均相离子交换

膜。

③聚酰氨类及杂环含氮高聚物 醋酸纤维素 （悦粤） 膜不能

经受反渗透海水淡化高压操作。圆园世纪 远园年代中期芳香聚酰氨

（粤孕粤）、芳香聚酰氨 原酰肼 （粤孕粤匀） 首先被选中作为制造耐高

压的反渗透膜材料。随后，聚苯砜酰氨 （粤孕杂粤）、聚苯并咪唑

（孕月陨）、聚苯并咪唑酮 （孕月陨蕴） 等也相继用做 蕴原杂法制造耐高压

非对称反渗透膜的材料。

目前性能最好的海水淡化反渗透复合膜，其超薄皮层都是芳

香含氮化合物。脱盐率达到 怨怨郾怨怨豫的 孕耘悦原员园园园反渗透复合膜

的皮层是芳香含氮聚醚；孕粤原猿园园是芳香聚醚酰氨；云栽原猿园是芳

香聚酰氨。这类复合反渗透膜的分离与透过性能都很好，也耐高

压，其缺点是耐氯性能差。

聚酰亚氨 （孕陨） 耐高温、耐溶剂，具有高强度。它一直是用

于耐溶剂超滤膜和非水溶液分离膜研制的首选膜材料。在气体分

离和空气除湿膜材料中，它亦具有自己的特色。

聚酯酰亚胺和聚醚酰亚胺的溶解性能较聚酰亚胺大有改善，

已成为一类新兴的有实用前景的高性能膜材料。

④聚酯类 聚酯类树脂强度高，尺寸稳定性好，耐热、耐溶

剂和化学品的性能优良。

聚碳酸酯薄膜广泛用于制造经放射性物质辐照、再用化学试

剂腐蚀的微滤膜。这种膜是高聚物分离膜中唯一的孔呈圆柱形、

孔径分布非常均匀的膜。

·怨苑·

聚四溴碳酸酯由于透气速率和氧、氮透过选择性均较高，以

被用做新一代的富氧气体分离膜材料。

聚酯无纺布是反渗透、气体分离、渗透汽化、超滤、微滤等

一切卷式膜组件的最主要支撑底材。

⑤聚烯烃 低密度聚乙烯 （蕴阅孕耘） 和聚丙烯 （孕孕） 薄膜通

过拉伸可以制造微孔滤膜。孔一般呈狭缝状，也可以用双向拉伸

制成接近圆形的椭圆孔。高密度聚乙烯 （匀阅孕耘） 通过加热烧结

可以制成微孔滤板或滤芯，它也可作为分离膜的支撑材料。

聚 源原甲基 原员原戊烯 （孕酝孕） 已用做氧、氮分离的新一代膜

材料。表面氟化的 孕酝孕非对称膜，其氧、氮分离系数高达 苑原愿。

⑥乙烯类高聚物 （灾蚤灶赠造责燥造赠皂藻则泽） 乙烯类高聚物是一大类高

聚物材料，其中包括聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏氟乙

烯、聚丙烯酸及其酯类、聚甲基丙烯酸及其酯类、聚苯乙烯、聚

丙烯酰胺等。前四种已用于分离膜材料。

聚丙烯腈 （孕粤晕） 是仅次于聚砜和醋酸纤维素的超滤和微滤

膜材料。也用来作为渗透气化复合膜的支撑体。由聚乙烯醇与聚

丙烯腈制成的渗透气化复合膜的透量远远大于聚乙烯醇与聚砜支

撑体制成的复合膜。

以二元酸等交联的聚乙烯醇 （孕灾粤） 是目前唯一获得实际应

用的渗透气化膜。交联聚乙烯醇膜亦用于非水溶液分离的研究。

水溶性聚乙烯醇膜用于反渗透复合膜超薄致密层的保护层。聚氯

乙烯和聚偏氟乙烯用做超滤和微滤的膜材料。

⑦含硅高聚物 聚二甲基硅氧烷 （孕阅酝杂） 通常称为硅橡胶，

用于制造气体分离膜。由于强度低，用做膜材料时需在成膜过程

中进行交联。也用于制备优先透过醇的渗透气化膜，但透量太

低，尚未达到实用水平。

聚三甲基硅丙炔 （孕栽酝杂孕） 制成的气体分离膜初始透量非常

大，但会因膜内吸附小分子有机物而迅速下降，限制了它的应

用。

⑧含氟高聚物 聚四氟乙烯 （孕栽云耘） 可用拉伸法制成微滤

·园愿·

膜。化学稳定性非常好，膜不易被污染所堵塞，且极易清洗。在

食品、医药、生物制品等行业很有优势。

聚偏氟乙烯具有较强的疏水性能，除用于超滤、微滤外，还

是膜蒸馏和膜吸收的理想膜材料。

⑨甲 壳 素 类 甲 壳 素 也 称 壳 聚 糖，是 存 在 于 节 肢 动 物

（粤则贼澡则燥责燥凿） 如虾、蟹的甲壳中的天然高分子 （含氮碳水化合

物），在软体动物 （酝燥造造怎泽糟葬） 如墨鱼、鱿鱼内壳，真菌 （云则怎早蚤）和环节动物 （粤灶灶藻造蚤凿） 中也普遍存在。

甲壳胺 （悦澡蚤贼燥泽葬灶） 是脱乙酰壳聚糖，溶于稀酸即可制造成

薄膜。有希望用于渗透汽化。

二、高聚物分离膜的形态结构

高聚物分离膜从形态上可分为均脂膜和非对称膜两种类型。

均脂膜是指膜的上下左右任何一部分都具有相同的形态和化

学组成 （图 猿原源）。均质膜可以是致密的，也可以是多孔的。这

类膜的透量一般比较小，主要用于电渗析和个别气体分离。

非对称膜是使用最广泛的一种分离膜。也可以说它是分离膜

形态结构上的标征。非对称分离膜一般由两层组成。表面一层非

常薄，从几十纳米 （灶皂） 到几微米 （μ皂），下面一层比较厚，约

员园园多微米。表面层起分离作用 （既选择透过作用），可以是致

密的，也可以是多孔的。下面一层起支撑体作用，是多孔的。

图 猿原源 均质膜 （葬）和非对称膜 （遭）的示意图

非对称膜的制造方法有两类。一类是皮层与支撑层使用同一

·员愿·

种膜材料，在制膜过程中同时形成的。习惯上称这种膜为非对称

膜。另一类是皮层与支撑层分两次形成，先制成支撑膜，在把皮

层复合到支撑膜的表面上，用这种方法制成的非对称膜叫做复合

膜。一般复合膜的皮层和支撑层是两种膜材料。

三、分离膜的形态与性能的关系

（员） 皮层对分离膜的性能起决定性影响

主要表现为：

①皮层愈薄，膜的透量愈大。有些膜分离过程 （如反渗透），

膜的透量与皮层厚度呈反比；

②皮层如果属多孔结构，则单位面积上孔数愈多 （孔隙率愈

大） 膜的透量愈大；

③皮层上孔分布愈狭，分离产品的纯度就愈高，即除了你希

望得到的产品外，其他杂质愈少。

起分离作用的皮层不能存在缺陷 （大孔）。否则被分离体系

就会在此漏过。结果是分离效率急剧下降，透量变得异常高。

（圆） 支撑层对分离膜的性能也有一定影响，支撑层孔愈大，

孔隙率高也能使膜的透量有所提高

支撑体中孔的大小与方向对膜的耐压性能有影响。孔愈小，

膜的耐压性愈好。指状大孔方向若与分离皮层接近垂直正交，则

这种膜的耐压性较指状大孔方向接近与皮层平行的膜强。郧蚤贼贼藻灶泽还发现醋酸纤维素反渗透膜支撑层还分两部分，在上层具有

员园灶皂以下的细孔 ，而下层的孔径在 缘园灶皂以上 （图 猿原缘）。郧蚤贼鄄贼藻灶泽把上层称为过渡层，并指出醋酸纤维素反渗透的耐压性主要

与 月层 （过渡层） 的存在和形成结构有关。

支撑膜表面若存在大孔缺陷，制成的复合膜就会在此形成缺陷。

由此可见，一张高性能的分离膜除了选择合适的膜材料外，

它应具有非对称结构，即具有致密 （或多孔） 的，无缺陷的，超

薄的 （几十纳米厚） 皮层和孔隙率高的多孔支撑层。对复合膜来

说，支撑膜表面要有合适的孔径，孔分布要窄，且无大孔。

·圆愿·

图 猿原缘 膜的三层结构模型

在大量 （即几百几千平方米） 生产的商品膜制造过程中，要

制造皮层这样薄而无缺陷的膜，技术上要克服多少困难可想而

知。

第四节 膜分离装置与工艺

膜分离技术要在工业上应用时，就出现一个问题；“用什么

样的方式才能使单位体积内装下最大的膜面积”？装的愈多，它

的处理量就愈大，设备费用减少了，占地也小了，生产成本低

了，经济效益就提高了。另一个问题是分离膜在使用中，由于膜

表面的原料液浓度总是高于离膜较远处的浓度 （称为 “浓差极

化”），浓差极化愈严重，分离膜的性能受到的影响就愈大。浓度

差极化与膜的组装方式有关，也与操作条件有关。膜分离过程

中，浓差极化只能减少，不能完全没有。第三个问题是，大量的

原料液长时期与分离膜表面接触，它必须会使一些物质黏附在膜

的表面，使膜表面不能与原料液接触，减少了膜的有效面积，从

而使整个装置处理量下降。所以原料液 （或气） 的预处理和膜的

清洗也是膜分离技术在应用中必然要解决的问题。以下围绕以上

三个问题介绍膜分离过程工业应用的技术特点。

·猿愿·

各种膜分离装置主要包括：膜分离器、泵、过滤器、阀、仪

表及管路等。膜分离器是将膜以某种形式组装在各组分分离的器

件，它又被称为膜组件或简称组件 （酝燥凿怎造藻）。在膜分离的工业

装置中，根据生产需要，一般可设置数个至数千个膜组件。

工业上常用的膜组件形式主要有：①板框式；②圆管式；③螺旋卷式；④中空纤维等四种类型。

经验证明一种性能良好的膜组件应具备以下条件。

① 对膜能提供足够的机械支撑并可使高压原料液 （气） 和

低压透过液 （气） 严格分开；

② 在能耗最小的条件下，使原料液 （气） 在膜面上的流动

状态均匀合理，以减少浓差极化；

③ 具有尽可能高的装填密度 （既单位体积的膜组件中填充

较多的有效面积），并使膜的安装和更换方便；

④ 装置牢固、安全可靠、价格低廉和容易维护。

下面主要以反渗透法淡化 （脱盐） 咸水为例，分别介绍上述

四种主要膜组件形式的内部结构和流体在其中的流动方式等。

一、膜组件的主要形式与比较

（员） 板框式

板框式膜组件是膜分离历史上最早问世的一种膜组件形式，

其外观很像普通的板框式压滤机。与管式、螺旋卷式及中空纤维

式等膜组件相比，这不仅有利于降低设备投资和运行成本，而且

还可作为试验机将各种膜样品同时安装在一起进行性能检测。此

外，由于原料液流道的断面积可以适当增大，压降较小，线速度

可达 员～ 缘皂辕泽，而且不易被纤维屑等异物堵塞。为了促进板框式

膜组件的湍流效果，有些厂家将原液导流板的表面设计成各式凹

凸或波纹结构或在膜面配置筛网等物。

①系紧螺栓式 如图 猿原远所示，系紧螺栓式膜组件是先有

圆型承压板、多孔支撑板和膜经粘结密封构成脱盐板，再将一定

数量的这种脱盐板多层堆积起来并放入 韵形密封圈，最后用上、

·源愿·

下头盖 （法兰） 以系紧螺栓固定组成而得。原水由上头盖进口流

经脱盐板的分配孔，在诸多脱盐板的膜面上逐层流动，最后从下

头盖的出口流出。与此同时，透过膜的淡水在流经多孔支撑板

后，分别与承压板的侧面管口处流出。

承压板是由耐压、耐腐蚀材料如环氧 原酚醛玻璃钢模压制

成，或由不锈钢 、铜材等制成。

支撑材料的材质可选用各种工程塑料、金属烧结板，也可选

用带有沟槽的模压酚醛板等多孔材料。其主要作用是支撑膜和为

淡水提供通道。

图 猿原远 系紧螺栓式板框式膜组件

② 耐压容器式 如图 猿原苑所示，耐压容器式膜组件主要是

把多层脱盐板堆积组装后，放入一个耐压容器中而成。原水从容

器的一端进入，分离后的浓水和淡水则由容器的另一端排出。容

器内的大量脱盐板是根据设计要求串、并联相结合构成，其板数

从进口到出口依次递减，目的是保持原水的线速度变化不大以减

·缘愿·

轻浓度差极化现象。

图 猿原苑 耐压容器式板框式膜组件

员原膜与撑板；圆原安装支架；猿原支撑座；源原淡化水顶轴；缘原淡水管螺母；

远原开口隔板；苑原水套；愿原封闭隔板；怨原周边密封 ；员园原基板

以上两种板框式膜组件各有特点，系紧螺栓式结构简单、紧

凑，安装拆卸及更换膜均比较方便。缺点是对承压板材的强度要

求较高。由于板需要加厚，因此膜的填充密度较小。而耐压容器

式由于是靠容器承受压力，所以对板材的要求较低，可做的较

薄，从而膜的填充密度较大。缺点是安装、检修和换膜等均十分

不便。

为了改善膜表面上原水的流动状态，降低浓差极化，上述两

种形式的膜组件均可设置导流板。

（圆） 圆管式

圆管式膜组件最早应用于 员怨远员年，其结构主要是把膜和支

撑体均制成管状，使两者装在一起，或者使膜直接刮制在支撑管

内 （或管外），再将一定数量的这种膜管以一定方式联成一体而

组成，其外形极类似列管式换热器。

圆管式膜组件的形式较多，按其联结方式可分为单管式

和管束式； 按 其 作 用 方 式 又 可 分 为 内 压 型 管 式 和 外 压 型 管

式。

·远愿·

①内压型管式

Ⅰ援内压型单管式 图 猿原愿为内压型单管式膜组件的结构

示意图。其中膜管是被裹以尼龙布、滤纸一类的支撑材料并被镶

入耐压管内。膜管的末端被作成喇叭口形，然后以橡皮垫圈密

封。原水是由管式组件的一端流入，于另一端流出。淡水透过膜

后，于支撑体中汇集，再由耐压管上的细孔中流出。具体使用时

是把许多这种管式组件以并联或串联的形式组装成一个大的膜组

件。当然，为了进一步提高膜的装填密度，也可采用同心套管式

组装方式。

Ⅱ援内压型管束式 其结构如图 猿原怨所示，这是在多孔性

耐压管内壁上直接喷注成膜，再把许多耐压膜管装配成相连的管

束，然后把管束装置在一个大的收集管内，构成管束式淡化装

置。原水由装置端的进口流入，经耐压管内壁的膜管，于另一端

流出，淡水透过膜后由收集管汇集。

图 猿原愿 内压型单管式膜组件

员原螺母；圆原支撑管外径 圆郾缘源糟皂铜管 （壁厚 园郾园怨糟皂）；猿原ф员郾远毫米孔；

源原橡胶垫圈；缘原套管；远原三层尼龙布或 员郾缘层尼龙 垣滤纸；

苑原管状膜；愿原扩张接口

·苑愿·

图 猿原怨 内压型管束式膜组件

员原玻璃纤维管；圆原反渗透膜；猿原末端配件；源原孕灾悦淡化水搜集外套；

缘原淡化水；远原供给水；苑原浓缩水

② 外压型圆管式 与内压形圆管式相反，分离膜是被刮制

在管的外表面上。水的透过方向是由管外向管内。

外压型管式装置早期因流动状态不好，单位体积的透水流量

小，且需耐高压容器，采用者不多。后来采用了小口径细管 （直

径约 园郾员缘～ 园郾远糟皂） 和某些新工艺，提高了膜的装填密度，增大

了单位体积的透水流量，且膜的装拆更换较易，膜更能耐高压和

抗较大的压力变化，因而，该种形式有了发展。

管式膜组件中的耐压管的直径一般在 园郾远～ 圆郾缘糟皂之间。其

材料常用多孔性玻璃纤维环氧树脂增强管或多孔性陶瓷管；非多

孔性但钻有小孔眼 （直径约 园郾员远糟皂） 或表面具有淡水汇集槽的

增强塑料管、不锈钢管或铜管。

管式组件的优点是：流动状态好，流速易控制。安装、拆

卸、换膜和维修均较方便。而且能够处理含有悬浮固体的溶液。

·愿愿·

同时，机械清除杂质比较容易。此外，合适的流动状态可以防止

浓差极化和污染。

管式膜组件的不足之处是：与平板膜比较，管膜的制备条件

较难控制。其次，单位体积内有效膜面积小。此外，管口的密封

也比较困难。

图 猿原员园 螺旋卷式膜组件

员原透过液集水管；圆原抗伸缩装置；猿原浓缩液；源原透过液；缘原膜；

远原多孔支撑体；苑原隔网；愿原黏合剂

（猿） 螺旋卷式

如图 猿原员园所示，螺旋卷式 （简称卷式） 膜组件的结构是由

中间为多孔支撑材料、两边是膜的 “双层结构” 装配组成的。其

中三个边沿被密封而粘结成膜带状，另一个开放的边沿与一根多

孔中心产品水收集管 （集水管） 连接，在膜袋外部的原水侧再垫

一层网眼型间隔材料 （隔网），也就是把膜 原多孔支撑体 原膜原

水侧隔网依次叠合，绕中心集水管紧密地卷在一起，形成一个膜

卷 （或称膜元件） 再装进圆柱形压力容器里，构成一个螺旋卷式

·怨愿·

膜组件。

在实际应用中，通常是把几个膜元件的中心管密封串联起

来，再安装到压力容器中，组成一个单元。原料液 （原液） 及浓

缩液沿着与中心管平行的方向在隔网中流动，浓缩液由压力容器

的另一端引出。透过液 （产品水） 则沿着螺旋方向在两层膜间

（膜袋内） 的多孔支撑体流动，最后汇集到中心集水管中而被导

出 （见图 猿原员员）。

图 猿原员员 螺旋卷式组件的装配图

员原原液入口；圆原密封端盖帽；猿原密封接口；源原密封；缘原螺

旋卷式组件；远原压力容器；苑原透过液出口；

愿原浓缩液出口

影响螺旋卷式装置成本的主要力学参数是原液浓度、进口流

速、回收率、操作压力和隔网的厚度等。

螺旋卷式膜装置的主要优点是结构紧凑、单位体积内的有

效膜面 （愿猿园～ 员远远园皂圆辕皂猿）。缺点是当原液中含有悬浮固体时

使用有困难。此外，透过侧的支撑材料较难满足要求，不易密

封，同时膜组件的制作工艺复杂、要求高，尤其用于高压操作

时难度更大。

·园怨·

（源） 中空纤维式

中空纤维式膜是一种极细的空心膜管，它本身不需要支撑材

料就可以耐很高的压力。它实际上是一根厚壁的环柱体，纤维的

外径有的细如人发，约为 缘园～ 圆园园μ皂，内径为 圆缘～ 源圆μ皂。其特点

是具有在高压下不产生变形的强度。

中空纤维膜组件的组装是把大量 （有时是几十万或更多） 的

中空纤维膜，如图 猿原员圆那样弯成 哉形而装入圆筒型耐压容器

内。纤维束的开口端用环氧树脂浇铸成管板。纤维束的中心轴部

安装一根原料液分布管，使原液径向均匀流过纤维束。纤维束的

外部包以网布使纤维束固定并促进原液的湍流状态。淡水透过纤

维的管壁后，沿纤维的中空内腔，经管板放出；被浓缩了的原水

则在容器的另一端排掉。

图 猿原员圆 中空纤维式膜组件结构

员原原水进口；圆原Ο环密封；猿原端板；源原流动网格；缘原中空纤维膜；远原壳；

苑原原水分布管；愿原环氧树脂管板；怨原支撑管；员园原浓缩水出口；

员员原透过水出口；粤原中空纤维膜放大断面图

高压原料液在中空纤维的外部流动有如下的好处：首先纤维

壁承受的向内压力要比向外抗张力大；其次，原液在纤维的外部

流动时，如果一旦纤维强度不够，只能被压瘪，直至中空内腔被

堵死，但不会破裂，这就防止了透过液被原料液污染。反过来，

若把原液引入这样细的纤维内腔，则很难避免这种因破裂造成的

污染。而且一旦发生这种现象，清洗将十分困难。不过，随着膜

·员怨·

质量的提高和某些分离过程的需要 （如为了防止浓差极化），也

在采用使原料流体走中空纤维内腔 （即内压型） 的方式。

中空纤维膜组件的壳体最早采用钢衬耐腐蚀环氧酚醛涂料，

由于钢材较重，同时内衬涂料容易剥落，使用不安全，现在多改

用不锈钢壳体。另外又开发了一种缠绕玻璃纤维的环氧增强塑料

（既玻璃钢） 壳体，两端的端板也使用了这种材料。

在膜组件加工中的一个问题是中空纤维在分布管上的排列方

式；这涉及中空纤维束的装填密度和流体的合理分布。中空纤维

是以 哉形方式沿着中心分布管径向均匀紧密地排列，整个纤维

束分 员园层，每一层的外部以无纺布包一层。纤维束的最外层包

有导流网，有时纤维 哉形弯曲端也用环氧粘接，以使流体的合

理分布。

中空纤维式装置的主要优点是：单位体积内的有效膜表面

积比率高，故可采用透水率较低而化学物理稳定性好的尼龙中

空纤维。该膜不需要支撑材料，寿命可达 缘年。这是一种效率

高、成本低、体积小和质量轻的膜分离装置。缺点是中空纤维

膜的制作技术复杂，管板制作也较困难，同时不能处理含悬浮

固体的原水。

二、各种膜组件的比较

上述各种形式膜组件的优缺点及其特性的比较分别列于表

猿原圆和表 猿原猿中。从它们单位体积的产水量来看，螺旋卷式

和中空纤维式膜组件的产水率最高，工业上的大型实用装置基

本上都是采用这两种膜组件。不过，应当指出的是，从装置的

膜面清洗角度来说，管式装置仍有它独有的特点。另外如板框

式膜组件，尽管它是最古老的一种形式，本身有不足之处，但

由于它仍具有一定特色而受到产业界的重视，所以，迄今尚占

有一定市场。

·圆怨·

表 猿原圆 各种膜组件的优缺点比较

类型 优点 缺点 使用状况

板

框

式

结构 紧 凑、 简 单、 牢 固、

能承受高压；可使用强度

较高的平板膜；性能稳定，

工艺简便

装置成本高，流动状态不良，

浓差极化严重；易阻塞，不

易清洗，膜的堆积密度较小

适于 小 容 量 规

模；已商业化

管

式

膜容易清洗和更换；原水

流状态好，压力损失较小，

耐较高压力；能处理含有

悬浮物的、粘度高的，或

者能析出固体等易堵塞流

水通道的溶液体系

装置成本高；管口密封较困

难；膜的堆密度小

适于 中 小 容 量

规 模；已 商 业

化

螺

旋

卷

式

膜堆积密度大，结构紧凑；

可使 用 强 度 好 的 平 板 膜；

价格低廉

制作工艺和技术较复杂，密

封较困难；易阻塞，不易清

洗；不易在高压下操作

适于 大 容 量 规

模；已商业化

中

空

纤

维

式

膜的堆积密度大；不需外

加支撑材料；浓差极化可

忽略；价格低廉

制作工艺和技术复杂；易阻

塞，清洗不易

适于 大 容 量 规

模；已商业化

表 猿原猿 各种膜组件的特性比较

类型膜堆积密度

辕（皂圆辕皂猿）

操作压力

辕酝孕葬

透水率

辕（皂猿辕皂圆·凿）

单位体积的透水量

辕（皂猿辕皂圆·凿）

板框式 源怨圆 缘郾源怨 员郾园园 缘园圆

内压管式 猿圆愿 缘郾源怨 员郾园园 猿猿缘

外压管式 猿圆愿 远郾愿远 园郾远员 圆圆园

螺旋卷式 远缘远 缘郾源怨 员郾园园 远苑园

中空纤维式 怨员愿园 圆郾远源 园郾园苑猿 远苑园

指以 缘园园园伊员园原远晕葬悦造溶液作为原液，脱盐率达 怨圆豫 ～ 怨远豫·猿怨·

时的透水率。

综上所述，究竟采用哪种形式的膜组件最好，尚须根据原料

液情况和产品要求等实际条件，具体分析，全面权衡，优化选

定。

三、膜分离装置的基本流程

膜分离装置在实际应用中的基本流程有多种多样，须根据不

同处理对象和要求来确定。由于它们几乎大同小异，下面仅以反

渗透为例做一简单介绍。

反渗透法的基本流程常见的主要有四种 （参见图 猿原员猿）。

图 猿原员猿 反渗透法工艺流程

员原一级；圆原一级多段；猿原二级；源原多级

（员） 一级流程 一级流程是指在有效横断面保持不变的情况

下，原水一次通过反渗透装置便能达到要求的流程。此流程的操

作最为简单，能耗也最少。

（圆） 一级多段流程 当采用反渗透法作为浓缩过程时，如果

·源怨·

一次浓缩达不到要求时，可以采用这种多段浓缩的流程方式。它

与一级流程不同的是有效横断面逐段递减。

（猿） 二级流程 如果反渗透浓缩以一级流程达不到浓缩和淡

化的要求时，可采用二级流程方式。二级流程的工艺线路是指由

一级流程得到的产品水，送入另一反渗透单元中去，进行再次淡

化。

（源） 多级流程 在化工分离中，一般要求达到很高的分离程

度。例如在废水处理中，为了有利于最终处理，经常要求把废液

浓缩到体积很小而浓度很高的程度；又如对淡化水，为了达到反

复使用或排放的目的，要求产品水的净化程度越高越好，在这种

情况下，就需要采用多级流程，但由于必须经过多次反复操作才

能达到要求，所以操作相当烦琐，能耗也很大。

在工业应用中，有关各种膜过程究竟采用哪种级数流程有

利，需要根据不同的处理对象、要求和所处的条件来定。

四、膜分离装置的操作工艺

（员） 膜分离过程中的浓差极化

浓差极化在膜分离操作中是一个不可忽视的影响因素。众所

周知，当膜表面上被溶质或其他被截留物质形成浓差极化时，膜

的传递性能以至分离性能均将迅速衰减，大大影响了膜分离装置

的工作效能，从而将缩短其使用寿命。对工业生产而言，无疑将

直接导致成本的增高，以至带来更为严重的后果。所以在装置的

设计及工艺操作过程中，浓差极化一直是一项极为重要的课题。

对它的分析和处理以使过程强化，具有很大的意义。

①浓差极化形成的基本原因 以反渗透过程为例，在膜装置

的操作中，由于机械压力的作用，迫使溶液中的溶质和溶剂都趋

向穿过膜。其中溶剂基本上是畅通无阻，可以全部穿过。但是对

溶质来说，由于膜的障壁作用，使其绝大部分无法通过而被截留

在膜的高压侧表面上累积，造成由膜表面到主体流溶液之间的浓

度梯度，从而引起溶质从膜表面通过边界层，向主体流扩散，这

·缘怨·

种现象就叫作 “浓差极化”。

②浓差极化的危害 下面仍以反渗透过程为例进行说明。

Ⅰ援当膜表面上溶质浓度增加时，溶质透过膜的流量也将增

加。例如对醋酸纤维膜而言，其溶质通量随界面浓度直线增加，

也就是说，直接支配产品水中溶质含量的是膜表面浓度，而不完

全取决于进料的溶质浓度。

Ⅱ援膜表面上溶质浓度的增加，必然导致界面上渗透压的增

高。因而Δπ增大，也就是说使有效工作压力 （Δ责原Δπ） 减小

（Δ责为膜两侧的压力差；Δπ为膜两侧溶液的渗透压差），结果使

透水率必然下跌。所以紧靠膜表面的溶液浓度对体系的影响是很

大的，因为溶液的渗透压决定了系统的推动力。

Ⅲ援局部浓度的增高，通常会促进溶液中部分溶质成分的饱

和，在一定条件下，甚至会晶析沉积，或变成胶状物质附着于膜

表面，将膜孔堵死，从而减少了膜的有效面积，使透水率进一步

下降。应当指出的是：当上述膜污染严重时，几乎等于在膜表面

上又形成了一层二次薄膜，导致反渗透膜的透水率作用完全消失。

③改善浓差极化的对策 如上所述，浓差极化在反渗透和超

过滤等膜过程中是一个很重要的课题。为了减小它的影响，一般

除在工艺设计中予以充分注意外，在具体运行中可采取以下一些

改善的对策。

Ⅰ援增高流速 首先可以采用化工上常用的增加骚动的措

施。也就是说设法加大流体流过膜面的线速度，其中也包括采用

层流薄层流道法。

Ⅱ援填料法 如将 圆怨～ 员园园μ皂的小球放入被处理的液体中，

令其共同流经反渗透器以减小膜边界层的厚度而增大透过速度。

小球的材质可用玻璃或甲基丙烯酸甲酯制作。此外，对管形反渗

透器来说，也可向进料液中填加微型海绵球，不过，对板式和卷

式组件而言，加填料的方法是不适宜的，主要是因有将流道堵塞

的危险。

Ⅲ援装设湍流促进器 所谓湍流促进器一般是指可强化流态

·远怨·

的多种障碍物。例如对管式组件而言，内部可安装螺旋挡板。对

板式或卷式的膜组件可内衬网栅等物以促进湍流。实验表明，这

些湍流促进器的效果很好。

Ⅳ援脉冲法 主要做法是在流程中增设一脉冲发生装置，使

液流在脉冲条件下通过膜分离装置。脉冲的振幅和频率不同，其

效果也不一样。对流速而言：振幅越大或频率越高，透过速度也

越大。虽然动力增加了 圆缘豫 ～ 缘园豫，但是，换来了透过速度提

高了 苑园豫的得益，有相当的经济价值。

Ⅴ援搅拌法 是目前应用广泛，特别是在测试装置中必定使

用的一种方法。其主要做法是在膜面附近增设搅拌器，也可以把

装置放在磁力搅拌器上回转使用。实验表明，传质系数与搅拌器

的转数成直线关系。

（圆） 前处理与膜的再生

由于分离膜是一种高精密分离介质，它对进料 （包括液体和

气体）有较高的要求，也就是说，所有待分离的原料液，一般都

需要进行前处理，下面仍以反渗透为例做一说明。

在以反渗透法进行水处理时，一个严重的问题是反渗透膜的

透水率将随着运转时间的加长而逐渐衰减。导致这种衰减是许多

因素的综合结果。例如：膜压密、膜水解和被溶液中某些悬浮颗

粒和胶 体 物 质 所 污 染。此 外，不 少 溶 存 于 盐 水 中 的 盐 类 （如

悦葬杂韵源、悦葬悦韵猿和 杂蚤韵圆等）在反渗透过程中，将达到过饱和的程度，

甚至将有沉淀析出在膜表面上。这些因素都将造成透水率的下降。

为了维持反渗透膜的脱盐和透水能力在一个十分恒定的水平

上，除从膜本体改进其机械性能外，很关键的问题是如何使表面

不被污染。达到这一要求通常有两种途径。第一是经常对膜进行

化学清洗，以维护膜表面的洁净。不过，这样做的结果，是带来

很多的停工时间，同时增加了工厂的操作成本 （包括药品和人

工）。第二种途径是对未进反渗透器的原料盐水进行前处理，以

去掉导致污染的成分。这是目前工业上主要采用的方法。

前处理要求的程度一般和反渗透膜组件的形式有一定关系。

·苑怨·

中空纤维系统的要求最高而管式装置要求最低。

工业上经常采用的前处理过程如下：

① 地面水 氯化絮凝沉降砂滤；

② 高硬度水 石灰或石灰碱软化砂滤；

③ 低硬度水 砂和锰沸石过滤。

盐水中如果有机物过高，要用活性炭做附加过滤器。除上述

措施外，必要时原料盐水中，将加硫酸以调节 责匀值；加六偏磷

酸钠以从形成的沉积污垢中，最大限度地降低 悦葬杂韵源、铁和锰的

氢氧化物含量。

由中间工厂操作经验表明：海水的前处理比苦咸水困难。这

首先是因为当回收率超过 猿园豫 ～ 源园豫时，海水中的少数盐类将

达到饱和状态而被沉淀出来，形成一层污垢附着在膜表面上。此

外，海水中尚含有大量有机物质 （藻类、黏液和菌体等） 和胶状

氧化硅，在长期运转过程中，这些有机胶体将逐步在膜表面上黏

附，大大妨碍膜的功能。同时，这些微生物往往会在砂滤中，大

规模繁殖而增大了砂滤层的阻力，使砂滤床的效率降低。

其次，各种菌类若预先不去除干净，还会在装置内继续生

长。尤为严重的是，它们竟以膜材料作为食物来源，使膜基质遭

到破坏。在这种情况下，原料海水必须通过氯气或采取其他措施

杀菌，以消灭和抑制微生物的生长。同时，最好再经过硅藻土过

滤器，以使水质进一步净化。此外，重金属的螯合剂、分散剂及

少量的聚合磷酸盐的添加，也都是十分有效的。

作为前处理的合格指标，浊度一般不能大于 园郾员度。或者采

用 园郾源缘μ皂的精密过滤器，于 远远郾苑噪孕葬的真空度下，过滤 员蕴原水

的时间在 缘分钟以内 （按 圆缘益换算） 也可以。

为了消除污垢对膜性能造成的危害，工业上采取了许多措

施，并做了大量的试验。

表 猿原源介绍了各种膜的清洗技术。其中有一些是传统方法；

也有的是新提出来经过试验认为有效的措施。在探索高效清洗添

加剂中得知，过硼酸钠等的效果极佳。

·愿怨·

表 猿原源 反渗透膜的清洗技术

技术 方法 说明

物理的 机械的

水力学的

逆向流动

空气 辕水冲洗

声学的

泡沫塑料球清洗管道

切线速度改变：湍流促进器

减压和逆向 （渗透）

每天降压冲洗 员缘分钟

超声波清洗

化学的 向进 料 液 中 加 添

加剂 低 压 下 加 添

加剂冲洗

控制 责匀以阻止水解和污垢沉积，在 责匀越缘下，每

升加入 员郾猿圆皂造的 缘豫晕葬悦造；减少摩擦添加剂 （聚

乙二 醇） 和 污 秽； 分 散 剂 （硅 酸 钠） 络 合 剂

（耘阅栽粤，六偏磷酸钠）；氧化剂 （柠檬酸）；去垢

剂 （员豫月陨在）；预涂层 （硅藻土、活性炭和表面活

性剂）；高浓度 晕葬悦造（员愿豫）膜 膜置换

无机膜

使活性不溶解酶贴附

聚电解质膜

原地膜置换

生物产生的保护膜

使污垢膜降解

复合膜，动态层技术

另外，加入各种络合剂可成功的避免原水中特定物质的结

垢，例如：次硫酸钠 （保险粉）、热醋酸、草酸、六偏磷酸钠等

都是已知有效的药品。在具体操作中采用哪种化学药剂为宜，需

根据膜的材质，污染和结垢物的性质分别对待。

通过调节原水的 责匀值也是一种防止污垢的有效方法。例

如：对芳香聚酰胺中空纤维而言，由于它能耐较宽的 责匀范围，

所以在消除铁及碳酸盐引起的膜结垢时，加氨使溶液的 责匀值达

到 愿～ 怨的程度将十分有效。

此外对某些胶状物质占支配地位的膜污垢，采用浓盐水

（员愿豫或 猿郾缘皂燥造辕蕴的 晕葬悦造） 循环流经污垢了的膜表面，取得了较

好的清洗效果。其原理是：盐度的增加，使胶状物间的排斥力减

小，从而促进了絮凝作用。

其他可考虑的手段是把一种所谓“种子”的物质加到进料液里，该

“种子”将优先吸附污垢组分而把它们变成大颗粒的无害胶体带走。

·怨怨·

此外，采用超声法对以酸性矿水为进料的中空纤维反渗透器

的清洗，也取得了满意的结果。

第五节 膜过程应用

对已经在工业上应用的主要膜分离过程的分离原理、主要的

分离膜及主要的应用范围作一简单描述和介绍。

一、反渗透

一种只透过溶剂而不透过溶质的膜，一般称之为理想的半透膜。

当把溶剂和溶液 （或把两种不同浓度的溶液）分别置于此膜的两侧

时，纯溶剂将自然穿过半透膜而自发地向溶液 （或从低浓度溶液向

高浓度）一侧流动，这种现象叫做渗透。当渗透过程进行到溶液的

液面产生一压头 匀，以抵消溶剂向溶液方向流动的趋势，即达到平

衡时，这个 匀就叫做该溶液的渗透压π，可见图 猿原员源（葬）。

图 猿原员源 渗透与反渗透示意图

渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度，而与膜本身

无关。在上述情况下，若在溶液的液面上再施加一个大于π的压

力 责时，溶剂将与原来的渗透方向相反，开始从溶液向溶剂一侧

流动，这就是所谓的反渗透，可见图 猿原员源（遭）。

反渗透膜的分离机理较多，其中主要有毛细管流学说和溶

解 原扩散模型等。

反渗透膜组件的基本性能，一般包括透水率、脱盐率和抗压

·园园员·

实性等。这是衡量反渗透膜组件性能的三个主要参数。

反渗透是在高压下进行的促使膜材质发生物理变化的主要原

因是由于操作压力与温度所引起的压密 （实） 作用，从而造成透

水率的不断下降，其经验公式如下所示：

造早云憎贼辕贼云憎员越原皂造早贼 （猿原员）

式中 云憎员—第 员小时后的透水率；

云憎贼—第 贼小时后的透水率；

贼—操作时间；

皂—压密 （实） 系数。

图 猿原员缘 国外一些优质复合膜的反渗透性能

（操作条件：源郾员员酝孕葬，园郾缘豫晕葬悦造，圆缘益）

·员园员·

皂值一般采用专门装置测定出来，它应该是越小越好。因为

小的 皂值意味着膜的寿命较长。对普通的反渗透膜而言，皂值

以不大于 园郾园猿为宜。根据有关资料得知，当 皂越园郾员时，即一年

后，膜的平均透水率只相当于原来的 缘缘豫。

近年来，反渗透膜大多被作成复合膜，从结构上来说，它属

于非对称膜的一种。这种膜的最大优点是抗压密性较高和透水率

较大，例如，它的透水率在相同条件下，比一般的非对称膜高约

缘园豫～员园园豫。图 猿原员缘列示了国外一些优质复合膜的反渗透性能。

反渗透主要用于海水、苦咸水淡化、电厂锅炉用水净化和超

纯水制备等方面。

二、纳滤

多年来，微滤、超滤和反渗透等已存在相互重叠的倾向，反

渗透与超滤之间也出现交叉。这里介绍的纳滤就是介于传统分离

范围的超滤和反渗透之间，又一种新型分子级分离技术，它是分

离膜家族的新成员。实验证明，它能使 怨园豫的 晕葬悦造透过膜，而

使 怨怨豫的蔗糖被截留。由于该膜在渗透过程中截留率大于 怨缘豫的最小分子约为 员灶皂（非对称微孔膜平均孔径为 圆灶皂），故被命

名为 “纳滤膜”，这就是 “纳滤” 一词的由来。

纳滤膜与其他分离膜的分离性能比较，它恰好填补了超过滤

与反渗透之间的空白，它能截留透过超滤膜的那部分小分子量的

有机物，透析被反渗透膜所截留的无机盐。

纳滤类似于反渗透与超过滤，均属压力驱动型膜过程，但其

传质机理却有所不同。一般认为，超滤膜由于孔径较大，传质过

程主要为孔流形式，而反渗透膜通常属于无孔致密膜，溶解 原扩

散的传质机理能够满意的解释膜的截流性能。由于大部分纳滤膜

为荷电型，其对无机盐的分离行为不仅受化学势控制，同时也受

到电势梯度的影响，所以，其确切的传质机理至今尚无定论。

由于无机盐能透过纳滤膜，使其渗透压远比反渗透膜的低。

因此，在通量一定时，纳滤过程所需的外加压力比反渗透的低得

·圆园员·

多；而在同等压力下，纳滤的通量则比反渗透大得多。此外，纳

滤能使浓缩与脱盐同步进行。所以用纳滤代替反渗透时，浓缩过

程可有效、快速地进行，并达到较大的浓缩倍数。

如上所述，纳滤膜的一个很大特征是膜本体带有电荷性。这

是它在很低压力下具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也

可脱除无机盐的重要原因。

纳滤 膜 组 件 的 操 作 压 力 一 般 为 园郾苑酝孕葬左 右，最 低 的 为

园郾猿酝孕葬。它对相对分子量大于 猿园园的有机溶质有 怨园豫以上的截

留能力，对盐类有中等程度以上的脱除率。

纳滤膜材料基本上和反渗透膜材料相同，主要有醋酸纤维素

（悦粤）、醋酸纤维素 原三醋酸纤维素 （悦粤原悦栽粤）、磺化聚砜 （杂原孕杂）、磺化聚醚砜 （杂原孕耘杂） 和芳族聚酰氨复合材料以及无机

材料等。目前，最广泛用的为芳族聚酰胺复合材料。

商用的纳滤膜组件多为卷式，另外还有管式和中空纤维式。

三、超过滤

最简单的超过滤器的工作原理如图 猿原员远所示，即在一定的

压力作用下，当含有大，小分子物质两类溶质的溶液流过被支撑

的膜表面时，溶剂和小分子溶质 （如无机盐类） 将透过膜，作为

透过物被收集起来，大分子溶质 （如有机胶体等） 则被薄膜截留

而作为浓缩液被回收。

图 猿原员远 超过滤器的工作原理示意

通常凡是能截留相对分子质量约 缘园园以上高分子的膜分离过

·猿园员·

程就被称为超过滤。

在超过滤中，大分子溶质等之所以不能像溶剂那样容易通过

膜，主要是因为下列几种原因：

①被吸附在过滤膜的表面上和孔中 （基本吸附）；

②被保留在孔内或从那里被排出 （堵塞）。

③机械地被截留在过滤膜的表面上 （筛分）。

超过滤膜的特性参数与反渗透膜大体相同，主要包括：水通

量：以 糟皂猿辕（糟皂猿·澡） 表示；截留率：以豫表示；化学物理稳定

性 （包括机械强度）。

其中截留率在实际应用中更多的是用截留分子量来表征膜对

不同分子量溶质的分离能力。可以通过膜对不同分子量溶质截留

率的测定结果得出截留分子量曲线，一般取其截留率为 怨园豫时

所对应的分子量作截留分子量，如图 猿原员苑所示，也可用凝胶渗

透色谱法测定超滤膜的截留分子量。

图 猿原员苑 截留分子量 （球形分子）曲线 （凝胶渗透色谱法）

超滤膜组件中所用的膜材料一般有：二醋酸纤维 （悦粤）、三

醋酸纤维 （悦栽粤）、氰乙基醋酸纤维 （悦晕原悦粤）、聚砜 （孕杂）、磺

化聚砜 （杂孕杂）、聚砜酰胺 （孕杂粤），还有酚酞侧基聚芳砜 （孕阅悦）、

·源园员·

聚偏氟乙烯 （孕灾阅云）、聚丙烯腈 （孕粤晕）、聚酰亚氨 （孕陨）、甲基

丙烯酸甲酯 原丙烯腈共聚物 （酝酝粤原粤晕） 及纤维素等。此外，

还有动态形成的超滤膜。

四、微孔过滤

微孔滤膜通常是由特种纤维素酯或高分子聚合物及无机材质

制成。它的孔径范围一般在 园郾员～ 员园μ皂之间。

（员） 微孔滤膜的形态结构 微孔滤膜的形态结构通常可分为

以下 猿种类型 （参见图 猿原员愿）。

① 通孔型 例如核孔膜，它是以聚碳酸酯为基材，膜孔呈

圆筒状垂直贯通于膜面，孔径异常均匀 （图 猿原员愿葬）。

图 猿原员愿 几种有代表性的膜断面结构

② 网络型 这种膜的微观结构基本上是对称的 （图 猿原员愿遭）。

③ 非对称型 其中有海绵型与指孔型两种，都可以认为是上

列两种结构的不同型式的复合 （图 猿原员愿糟）。

非对称型微孔滤膜是日常应用比较多的膜品种之一。

（圆） 微孔滤膜的截留机理 微孔滤膜的截留机理大体可分为

以下几种 （参见图 猿原员怨）。

① 机械截留 指膜可以截留比它孔径大或孔径相当的微粒

等杂质 原筛分作用；

② 物理作用或吸附截留 包括吸附和电性质等各种因素的

影响；

③ 架桥截留 从电镜观察中可以见到，在孔的入口处，微

粒因架桥作用同样可以被截留；

·缘园员·

图 猿原员怨 微孔滤膜的各种截留作用

④ 网络型膜的网络内部截留作用 微粒并非被截留在膜的

表面，而是在膜的内部。

如上所述，对滤膜的截留作用来说，机械作用固然相当重要，

但微粒等杂质与孔壁之间的相互作用有时比孔径大小显得突出。

（猿） 微孔滤膜的主要特征

①孔 径 均 一 微 孔 滤 膜 的 孔 径 十 分 均 匀，例 如 平 均 为

园郾源缘μ皂的滤膜，其孔径变化范围仅在 园郾源缘μ皂依园郾园圆μ皂。图 猿原圆园为微孔滤膜与滤纸的孔径分布的比较。

图 猿原圆园 微孔滤膜与滤纸的孔径分布

员原微孔滤膜 原云酝原源缘（园郾源缘μ皂）；圆原滤纸 晕燥郾员猿员平均孔径约 圆μ皂

·远园员·

表 猿原缘列出了国外一些主要商品微孔滤膜的最大孔径与平

均孔径及它们的比值。

② 高孔隙率 微孔滤膜的表面上有无数微孔，约为 员园苑～员园员员个 辕糟皂圆，孔隙率一般高达 愿园豫左右，通常其通量比具有同

等截留能力滤纸至少快 源园倍。

③ 滤材薄 大部分微孔滤膜的厚度都是 员缘园μ皂左右，较一

般过滤介质为薄。当过滤一些高价液体或少量贵重液体时，被膜

所占有 的 液 体 的 损 失 量 少。其 次，运 输 时 单 位 面 积 质 量 轻

（缘皂早辕糟皂圆）。另外，贮存时少占空间也是它的优点。

④ 驱动压力低 由于空隙率高、滤材薄，因而流动阻力小，

一般只需较低的压力 （约 圆园苑噪孕葬） 即可。

表 猿原缘 微孔滤膜的最大孔径与平均孔径

商品名 最大孔径 则皂葬曾辕μ皂 平均孔径 则辕μ皂 孔径比 则皂葬曾辕则

郧藻造皂葬灶 园郾愿缘～ 园郾怨园

员郾源园～ 员郾缘员

圆郾圆愿～ 猿郾园圆

猿郾愿缘～ 源郾圆猿

园郾圆园

园郾源缘

园郾愿园

员郾圆园

源郾圆～ 源郾缘

猿郾员～ 猿郾猿

猿郾缘～ 猿郾苑

猿郾圆～ 猿郾缘

酝蚤造造蚤责燥则藻 园郾苑苑～ 园郾愿园

员郾源远～ 员郾缘员

员郾员员～ 员郾员源

圆郾园远～ 圆郾圆猿

猿郾缘～ 猿猿郾愿缘

园郾圆圆

园郾源缘

园郾猿园

园郾远缘

员郾圆

猿郾缘～ 猿郾远

猿郾圆～ 猿郾猿

猿郾苑～ 猿郾愿

猿郾圆～ 猿郾源

圆郾愿～ 猿郾圆

杂糟澡藻蚤糟澡藻则

驭杂糟澡怎藻造

员郾猿圆～ 员郾缘员

员郾怨圆～ 圆郾园远

圆郾猿缘～ 圆郾源怨

园郾源缘

园郾远

园郾愿

圆郾怨～ 猿郾猿

猿郾圆～ 猿郾源

圆郾怨～ 猿郾园

杂葬则贼燥则蚤怎泽 园郾源猿～ 园郾源缘

员郾园怨～ 员郾员员

员郾圆愿～ 员郾源园

员郾苑～ 远员郾怨圆

圆郾圆猿～ 圆郾源怨

猿郾圆远～ 猿郾愿缘

园郾员园

园郾圆圆

园郾源缘

园郾远园

园郾愿园

员郾圆园

源郾猿～ 源郾缘

源郾怨～ 缘郾园

圆郾愿～ 猿郾员

圆郾怨～ 猿郾圆

圆郾愿～ 猿郾员

圆郾苑～ 猿郾圆

·苑园员·

续表

商品名 最大孔径 则皂葬曾辕μ皂 平均孔径 则辕μ皂 孔径比 则皂葬曾辕则

韵曾燥蚤凿 园郾愿愿～ 园郾怨圆 园郾源缘 圆郾园

晕怎糟造藻责燥则藻 园郾苑苑

员郾远猿～ 员郾远怨

圆郾圆猿～ 圆郾猿缘

圆郾远缘～ 圆郾愿圆

园郾圆园

园郾远园

园郾愿园

员郾园

猿郾愿

圆郾苑～ 圆郾愿

圆郾愿～ 圆郾怨

圆郾苑～ 圆郾愿

（源） 微孔滤膜的性能测定 主要有：厚度、过滤速度、空隙

率、孔径及其分布等四个方面。

厚度通常用 园郾园员皂皂的螺旋千分尺测定，较严格的方法是以

专用的薄膜测厚仪测定。它的优点是可以在一定的压强下 （如

园郾园怨愿员酝孕葬），得到较精确的结果。

过滤速度是以恒压连续过滤装置测定流体在一定温度和压力

下，单位时间内透过单位膜面积的液体量。

空隙率是通过测定的表面密度ρ园、真密度ρ员，按式 （猿原圆）

求得的：

ε越（员原ρ园辕ρ员） 伊员园园豫 （猿原圆）

微孔滤膜的孔径对严格控制成膜条件和选择滤膜的最佳应用

极为重要。常用的测定方法有压泵法、泡压法、气体流量法和已

知颗粒通过法等。由于各法的假设条件和样品膜的情况不同，所

得结果往往相差很大。一般应注意尽量结合实际使用的状态来选

定测试方法。许多商品膜在出厂标示孔径时，通常也都注明所用

的方法。

商品生产的微孔滤膜有纤维素体系滤膜、聚酰胺、聚偏氟乙

烯、聚砜、聚丙烯腈、聚丙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯等。

五、透析

借助膜的扩散使各种溶质得以分离的膜过程称为透析 （或

渗析）。它是一种最原始的膜过程，员愿远员年由 栽郾郧则葬澡葬皂为分离

·愿园员·

胶体与低分子溶质所采用。最早用于透析的膜主要是羊皮纸及

火棉胶膜等。

透析过程的简单原理如图 猿原圆员所示，即中间以膜 （虚线）

相隔，粤侧通原液，月侧通溶剂。如此，溶质由 粤侧根据扩散原

理，而溶剂 （水） 由 月侧根据渗透原理相互进行移动，一般低

分子比高分子扩散得快。

图 猿原圆员 透析的原理示意

透析的目的就是借助这种扩散速度的差，使 粤侧二组分以

上的溶质得以分离。不过这里所说的不是溶剂和溶质的分离 （浓

缩），而是溶质之间的分离。浓度差 （化学位） 是这种分离过程

的惟一推动力。

这里用的透析膜也是半透膜的一种，它是根据溶质分子的大

小和化学性质的不同而具有不同透过速度的选择性透过膜，通常

用于分离水溶液中的溶质。

透析膜的主要应用目标是模拟人体肾脏进行血液的透析分

离。膜的截留机理是由于水的膨润作用使寄留于构成膜的高分子

链间的水分子以各种状态 （化合水、游离水等） 存在，因而具有

“孔眼” 的功能。根据这种孔眼的大小，透析膜将按溶质分子的

·怨园员·

大小显示出分级筛分的多孔膜特征。

从宏观角度来看，透析膜的表征一般包括透过性 （溶质透过

性和透水性）、机械强度、生物适应性、溶出物的有无及灭菌的

难易等。

目前，各种透析膜组件和人工肾等均已商品化，国内外市场

上都有出售。

六、电渗析

电渗析技术是 圆园世纪 缘园年代发展起来的一项水处理新技

术。由于其操作简便，运行可靠，效率高，占地面积小，适合于

规模不等的工业水处理。

电渗析装置是由许多只允许阳离子通过的阳离子交换膜 运和允许阴离子通过的阴离子交换膜 粤组成的 （如图 猿原圆圆所示），

这两种交换膜交替地平行排列在两块正负电极板之间。最初，在

所有隔室内，阳离子与阴离子的浓度都均匀一致，而且成为电的

平衡状态。

图 猿原圆圆 电渗析的原理

当加上电压以后，在直流电场的作用下，淡室中的全部阳离

子趋向阴极，在通过阳膜之后，被浓室的阴膜所阻挡，留在浓室

中；而淡室中的全部阴离子趋向阳极，在通过阴膜之后，被浓室

·园员员·

的阳膜所阻挡，也被留在浓室中。于是淡室中的电解质浓度逐渐

下降，而浓室中的电解质浓度则逐渐上升。以 晕葬悦造为例，当 晕葬鄄悦造溶液进入淡室之后，晕葬垣离子则通过阳膜进入右侧浓室；而

悦造原离子则通过阴膜进入左侧浓室。如此，淡室中的盐水逐渐变

淡，而浓室中盐水则逐渐变浓。

离子交换膜是一种由高分子材料制成的具有离子交换基团的

薄膜。其所以具有选择透过性，主要是由于膜上孔隙和膜上离子

基团的作用。

膜上孔隙的作用是在膜的高分子键之间有一足够大的孔隙，

以容纳离子的进出和通过。

膜上离子基团的作用是在膜上高分子链上，连接着一些可以

发生解离作用的活性基团。凡是在高分子链上连接的是酸性活性

基团 （例如—杂韵猿匀） 的膜，称之为阳膜；凡是在高分子链上连

接的是碱性活性基团 ［例如—晕（悦匀）猿韵匀］的膜，称之为阴膜。

例如，在一般水处理中常用的磺酸型阳膜和季胺型阴膜的结构如

图 猿原圆猿所示。

图 猿原圆猿 常用阴阳离子交换膜的结构

在水溶液中，膜上的活性基团会发生解离作用，解离所产生

的解离离子 （或称反离子，如阳膜上解离出来的 匀垣和阴膜上解

离出来的 韵匀原） 就进入溶液。于是，在膜上就留下了带有一定

电荷的固定基团。存在于膜微细孔隙中的带一定电荷的固定基

·员员员·

团，好比在一条狭长的通道中设立的一个个关卡或 “警卫”，以

鉴别和选择通过的离子。阳膜上留下来的带负电荷的基团，构成

了强烈的负电场。在外加直流电场的作用下，根据异性相吸的原

理，溶液中带正电荷的阳离子就可被它吸引、传递而通过微孔进

入膜的另一侧，而带负电荷的阴离子则受到排斥；相反，阴膜微

孔中留下的是带正电荷的基团，构成了强烈的正电场，也是在外

加直流电场的作用下，溶液中带负电荷的阴离子可以被它吸引传

递透过，而阳离子则受到排斥 （参见图 猿原圆源），这就是离子交

换膜具有选择透过性的主要原因。

图 猿原圆源 离子交换膜功能

由上述讨论可知，离子交换膜的作用并不是起离子交换的作

用，而是起离子选择透过的作用。所以更确切地说，应称之为

“离子选择性透过膜”。

在电渗析过程中，能量主要消耗于克服电流通过时所受的阻

力和电极反应两方面。电极反应虽然不能产生淡水，但为使电流

不断通过电渗析器，电极反应是不可免的。为了降低这部分反应

所消耗的能量，在实际应用中可采用装有数百对阴、阳离子交换

膜的多层式电渗析器。

我国对电渗析技术的研究始于 员怨缘愿年，并已广泛用于工业

用水的脱盐，目前在苦咸水淡化中的应用发展也很快，海水淡化

也有成功应用，在废水回收处理和化工过程中的浓缩、提纯、分

离、精制等方面已不断地得到开发，取得了十分可观的经济效益

·圆员员·

与社会效益。现在生产的各种规格的电渗析器均为紧固型的。电

渗析器一般有立式和卧式两种组装形式。基本形成了具有我国特

色的科研、设计、生产制造和推广应用的综合体系，电渗析器和

离子交换膜的产量，电渗析器的使用等在世界上名列前茅。

七、气体分离

人类对气体膜分离技术的研究，早在 员园园多年以前就开始了，

然而，真正大规模工业化应用还只是 圆园世纪 愿园年代以后的事。

通常的气体分离膜可分为多孔质和非多孔质两种，它们各由

无机物和有机高分子组成。

迄今在实际应用中气体分离主要是非多孔质膜 （或称均质

膜），下面着重介绍均质膜的分离机制。

（员） 气体的膜分离机制 均质膜不论是无机材料还是高分子

图 猿原圆缘 气体对均质膜的渗透机制

有机材料都具有渗透性，而且很多是耐热、耐压和抗化学侵蚀

的。其渗透机制如图 猿原圆缘所示。

·猿员员·

首先是膜与气体接触 （图 猿原圆缘葬），接着是气体向膜的表面

溶解 （溶解过程）（图 猿原圆缘遭）。其次是因气体溶解产生的浓度

梯度使气体在膜中向前扩散 （扩散过程），随后气体就到达膜的

另一面，此时，过程始终处于非稳定状态 （图 猿原圆缘糟），一直到

膜中气体的浓度梯度沿膜厚方向变成直线时才达到稳定状态 （图

猿原圆缘凿）。从这个阶段开始，气体由另一膜面脱附出去的速度也

就变为恒定。

气体通过均质高分子膜的渗透，在很大程度上取决于高分子

是 “橡胶态” 抑或是 “玻璃态”。橡胶态聚合物具有较高的链迁

移性和对透过物溶解的快速响应性。可以看到，气体与橡胶之间

形成溶解平衡的过程，在时间上要比扩散过程快的多。

膜材料的性能对气体渗透的影响是十分明显的，例如：氧在

硅橡胶中的渗透性要比在玻璃态的聚丙烯腈中大几百万倍。

气体分离用聚合物膜的选定通常是在其选择性与渗透性之间

采取 “折中” 的办法，即两性兼顾进行的。

（圆） 气体分离膜及其组件的主要特性参数 衡量各种选择性

气体分离膜及其组件的特性参数主要有以下两项。

① 渗透系数 孕它表示气体通过膜的难易程度，是体现膜性能的重要指标，

可由下式计算而得；

孕越择δ辕杂皂贼Δ孕 （猿原猿）

式中 择———气体透过量；

δ———膜的厚度；

杂皂———膜的面积；

贼———时间；

Δ孕———膜两侧的压力差。

孕的最常用单位是：糟皂猿（杂栽孕）·糟皂辕（糟皂圆·泽·糟皂匀早）［员糟皂匀早越员猿猿猿郾圆圆孕葬］。

杂栽孕表示标准状态 （即 园益，园郾员园员猿酝孕葬）。孕的值一般是在

员园原愿～ 员园原员源的数量级。

·源员员·

② 分离系数α各种膜对混合气体的分离效能，一般可用分离系数α来表

示，它标示着膜的分离选择性能，通常可写成下式：

α葬辕遭越（葬组分的浓度 辕遭组分的浓度） 透过气 辕（葬组分的浓度

辕遭组分的浓度） 原料气

越孕葬辕孕遭越（员原孕忆葬辕孕葬） 辕（员原孕忆遭辕孕遭） （猿原源）

式中 孕忆葬，孕忆遭—葬，遭组分在透过气中的分压；

孕葬，孕遭—葬，遭组分在原料气中的分压。

一般来说，当原料气 （高压侧） 的压力远远高于透过气 （低

压侧） 的压力时，两组分的渗透系数比将等于分离系数。所以只

要知道各组分气体的 孕值，就可以把α预估出来。

表 猿原远为某些主要有效膜材料的特性数据概况。

气体分离用膜组件可广泛用于膜法提氢、膜法富氧、富氮、

工业气体脱湿、有机蒸气回收和天然气脱湿、提氦、脱二氧化碳

和脱硫化氢等。表 猿原苑列出气体膜分离过程目前和正在发展的

应用情况。

表 猿原远 某些高分子膜的气体渗透系数 孕与分离系数α

高 分 子 膜

特性

参数

孕伊员园员园，糟皂猿（杂栽孕）·糟皂辕（糟皂圆·泽·糟皂匀早）注 α

匀圆 匀藻 悦韵圆 韵圆 晕圆 匀圆辕晕圆 悦韵圆辕晕圆 匀藻辕晕圆 韵圆辕晕圆

甲基聚

硅氧烷猿怨园 圆员远 员员圆园 猿缘圆 员愿员 圆郾员缘 员郾员怨 远郾员怨 员郾怨源

聚苯醚

（孕孕韵）员员圆郾愿 苑愿郾员 苑缘郾苑 员缘郾愿 猿郾愿员 圆怨郾远 圆园郾缘 员怨郾怨 源郾员缘

天然橡胶 源怨郾圆 员缘源 圆猿郾源 怨郾缘 缘郾员愿 员远郾圆 圆郾源远

聚丁二烯 源圆郾员 员猿愿 员怨郾园 远郾源缘 远郾缘圆 圆员郾源 圆郾怨缘

乙基纤维素 圆远郾园 缘猿郾源 员员猿 员源郾苑 源郾源猿 缘郾愿苑 员圆郾园缘 圆缘郾缘 猿郾猿圆

·缘员员·

续表

高 分 子 膜

特性

参数

孕伊员园员园，糟皂猿（杂栽孕）·糟皂辕（糟皂圆·泽·糟皂匀早）注 α

匀圆 匀藻 悦韵圆 韵圆 晕圆 匀圆辕晕圆 悦韵圆辕晕圆 匀藻辕晕圆 韵圆辕晕圆

聚乙烯

（低密度）员猿郾缘 源郾怨猿 员圆郾远 圆郾愿怨 园郾怨苑 员猿郾怨圆 缘郾园愿 员圆郾怨怨 圆郾怨愿

聚砜 员猿郾园 缘郾园 远郾怨 员郾员 园郾员愿 苑圆郾圆圆 圆苑郾苑愿 猿愿郾猿猿 远郾员员

聚碳酸酯 员圆郾园 员怨 愿郾园 员郾源 园郾猿 源园郾园 远猿郾猿猿 圆远郾远苑 源郾远苑

醋酸纤维 猿郾愿园 员猿郾远 员缘郾怨 园郾源猿 园郾员源 圆苑郾员源 怨苑郾员源 员员猿郾缘苑 猿郾园苑

聚氯乙烯 愿郾园园 圆郾圆园 园郾员源怨 园郾园源源 园郾园员缘远怨缘郾远圆员 员员怨郾猿 员圆郾怨远 猿郾愿猿

聚乙烯

（高密度）员郾员源 猿郾远圆 园郾源员 园郾员源猿 苑郾怨苑 圆缘郾猿员 圆郾愿苑

聚丙烯腈 园郾源源 园郾园员圆 园郾园园愿员园郾园园园怨 源愿愿郾怨 员猿郾猿猿 圆郾园

聚乙烯醇 园郾园园园怨 园郾园园猿猿园郾园园园源愿园郾园园园缘圆园郾园园园源缘 圆园郾园 苑郾猿 员郾园苑 员郾员远

注：在室温下测定，杂栽孕为标准状态，员糟皂匀早越员猿猿猿郾圆圆孕葬。

表 猿原苑 气体膜分离过程和正在发展的应用

混合气体 应用 短评和关键技术问题

匀圆辕晕圆 从合成氨弛放气中回收 匀圆 是成功的，但要除掉可凝结的 匀圆韵或

晕匀猿

匀圆辕悦匀源 从加氢过程中回收 匀圆是成功的，不过可凝结的烃对膜是致命的

匀圆辕悦韵 调节合成气体的比例 是成功的，不过要除掉可凝结的甲醇

韵圆辕晕圆 富氮惰性介质

家庭医用富氧

富氧炉气

高富氧 （跃缘园豫）气体

实用的为 怨缘豫，以后生产出具有更高

选择性的膜，使氮的浓度达 怨愿豫以上，

其富浓的状况将与 孕杂粤相媲美

在技术上不存在大的问题，但市场小，

高温炉需要设计，可满足经济上的需

要，因新制得膜具有调整生产的能力

高聚物膜的选择性太低，如要实现高富

氧，需要α跃远郾园的膜

·远员员·

续表

混合气体 应用 短评和关键技术问题

酸性气体 辕烃 从生物气中回收 悦韵圆

从井口气回收 悦韵圆

从天然气中脱除 匀圆杂

是成功的，在消除可凝结的有机物方面

可与 孕杂粤法相媲美；为防止污染可用来

净化擦洗水；生产能力需要调整是成功

的，但要除掉可凝结物和提高生产能

力，并需要耐老化的膜

没有现成的设备，不过现行的膜可以使

用

匀圆韵辕烃

匀圆韵辕空气

天然气脱水

必要的空气去湿

是有效的，不过烃会或多或少地流失至

渗透质中对中等露点是有效的，问题是

渗透质的浓差极化

烃 辕空气

烃（悦匀源）辕晕圆

控制污染和回收溶剂

提高 月栽哉气体的等级

对氯化过的烃分离是成功的，渗透质趋

向富氧，真空系统的设计是奇特的。

现有膜的选择性不足以防止甲烷过量损

失在渗透质中

匀藻辕烃

匀藻辕晕圆

从气井回收氦

从潜水的气体混合物中回

收氦

低浓度的氦原料需多级操作；市场小

可行，市场小

八、渗透蒸发

渗透蒸发是液体混合物在膜的一侧与膜接触，其中易渗透组

分较多地溶解在膜上，并扩散通过膜，在膜的另一侧汽化而被抽

出，从而得到分离的膜过程。

正因为这一过程是由 “孕藻则皂葬贼蚤燥灶” （渗透） 和 “藻增葬责燥则葬贼蚤燥灶”

（蒸发） 等 两 个 过 程 所 组 成，所 以 合 并 二 词 的 头 尾 而 被 称 为

“责藻则增葬责燥则葬贼蚤燥灶”，简称 孕灾（渗透蒸发或渗透汽化）。

渗透蒸发分离的原理如图 猿原圆远所示。

·苑员员·

图 猿原圆远 渗透蒸发分离的原理

即在膜的上游连续输入经过加热的液体，而在膜的下游以真

空泵抽吸造成负压，从而使特定的液体组分不断变作蒸汽透过分

离膜，然后，再将此蒸汽冷凝成液体而得以从原液体中分离出

去。总括起来，其分离机制可分为 猿步：

①被分离的物质在膜表面上有选择地吸附并被溶解；

②通过扩散在膜内渗透；

③ 在膜的另一侧变成气相脱附而与膜分离。

渗透蒸发分离物质的过程示意参见图 猿原圆苑。图中描绘了由

“○” 与 “●” 组成的液体混合物 （源园豫的 “●”，采用可选择渗

透 “●” 的膜，以渗透蒸发过程分离的模式。由图可见，经由上

述① ～③的分离机制而到达膜的另一侧，变为蒸汽的 “●” 组

分，被进一步冷凝后，将浓缩成 怨园豫的产品。

在渗透蒸发过程中，膜的上游侧压力一般维持常压，而膜的

下游侧有 猿种方式维持组分的低蒸汽分压：

① 采取以惰性气体吹扫的方式，也叫扫气渗透蒸发；

② 以真空泵获得一定真空的方式，也叫真空渗透蒸发；

③ 采用冷凝器连续冷却的方式，也叫热渗透蒸发，其分压

差由温度差造成。

·愿员员·

图 猿原圆苑 渗透蒸发的过程原理（员皂皂匀早越员猿猿郾猿圆圆孕葬）员原液；圆原渗透蒸发膜；猿原蒸汽；源原冷凝器

实际过程中常采用抽空与冷凝相结合的方法。

渗透蒸发与反渗透等膜分离方法的最大区别在于前者透过

时，物料将产生相变。因此，在操作过程中，必须不断加入至少

相当于透过物潜热的热量，才能维持一定的操作温度。

渗透蒸发法的特点如下

①渗透蒸发法的最大特点是单级选择性好，从理论上讲，渗

透蒸发分离的程度无极限，适合分离沸点相近的物质，尤其适于

恒沸物的分离。对于回收含量少的溶剂也不失为一种好方法。

②由于渗透蒸发过程中有相变发生，所以能耗较高。

③渗透蒸发过程的操作简单，易于掌握。

④在操作过程中，进料侧原则上不需加压，所以不会导致膜

的压密，透过率也不会随时间的增长而减小。而且，在操作过程

中将形成溶胀活性层及所谓膜的 “干区”，膜可自动转化为非对

称膜。此特点对膜的透过率及寿命有益。

⑤与反渗透等过程相比，渗透蒸发的通量要小得多，一般在

·怨员员·

圆园园园早辕（皂圆·澡） 以下。而具有高选择性的渗透蒸发膜，其通量往

往只有 员园园早辕（皂圆·澡） 左右。

基于上述特点，在一般情况下，渗透蒸发技术尚难与常规的

分离技术相匹敌，但由于它所特有的高选择性，在某些特定的场

合，例如在以常规的分离手段无法解决或虽能解决但能耗太大的

情况下，采用渗透蒸发则十分合适，如对共沸物和相近沸点物溶

液体系的分离等。

渗透蒸发的膜材料一般可分为有机膜和无机膜；若按膜结构

分类则可分为：均质膜、非对称膜、复合膜及离子交换膜等。

通过评价渗透蒸发膜的两个基本标准是它所具有的选择性和

渗透性。二者分别由分离系数 （α蚤辕躁） 和渗透率 （匝蚤） 代表。

渗透蒸发的膜组件形式常用的主要有平板式和中空纤维式。

表 猿原愿和表 猿原怨列示了由乙醇水溶液中优先透水膜与优先

透醇膜的有关性能。

表 猿原愿 由乙醇水溶液中优先透水膜的有关性能

膜材料原料乙醇浓度

辕豫 （质量）

温度

辕益

透过侧压力

辕孕葬

渗透率

辕（早辕皂圆·澡）

分离系数

α匀圆韵辕耘贼韵匀

孕阅粤·栽酝悦辕孕杂（云栽原猿园）

源郾缘～ 源苑

员～ 源缘

圆猿～ 缘猿

圆猿～ 缘猿

员猿猿—

缘园园园～ 怨园园园圆～ 源郾缘

园郾猿～ 园郾源

耘孕粤·栽阅陨辕孕杂（砸悦原员园园）

怨圆～ 怨远 圆猿～ 源猿 猿园园园～ 怨园园园 员郾源～ 员郾缘

杂孕耘 员源～ 员远 圆远 — 员缘圆 苑圆缘

粤耘酝（粤酝灾） 怨苑 远园 圆远远远 — 苑园

悦耘酝（悦酝灾） 远缘 远园 圆远远远 — 员员

孕粤粤原粤晕 ≤缘园 员缘 猿猿猿 员缘郾猿 源园苑

孕杂陨酝粤原粤晕 ≤缘园 员缘 猿猿猿 员园郾远 怨员圆

孕孕陨酝粤原粤晕 ≤缘园 员缘 猿猿猿 愿郾猿 远缘源

孕粤晕原早原粤粤噪垣 愿园 苑园 — 猿园园园 员缘园园

悦酝悦原孕粤粤晕葬垣共混 愿怨 圆缘 员源远远 缘园园 圆苑园园

·园圆员·

续表

膜材料原料乙醇浓度

辕豫 （质量）

温度

辕益

透过侧压力

辕孕葬

渗透率

辕（早辕皂圆·澡）

分离系数

α匀圆韵辕耘贼韵匀

孕粤晕原孕造葬泽皂葬 愿园 远缘 猿园园 源园园园

孕灾粤·酝粤辕孕粤晕 愿园 愿园 — 源园 员源园园

悦孕杂（悦韵杂韵源） 愿员郾苑 远园 员猿猿 圆源园 员愿缘愿

粤孕杂（悦韵杂韵源） 苑园 远园 源园 圆园圆园 员源源怨

注：表 中，杂孕耘—磺 化 聚 乙 烯； 粤耘酝—阴 离 子 交 换 膜； 悦耘酝—阳 离 子 交 换 膜；

孕杂陨酝粤—聚 晕—琥珀酰亚胺基甲基丙烯酸酯；孕孕陨酝粤—聚 晕原酚酰亚胺基甲基丙烯酸

酯；悦孕杂—阳离子 性 多 糖 类； 粤孕杂—阴 离 子 性 多 糖 类； 粤粤—丙 烯 酸；酝粤—马 来 酐；

孕阅粤·栽酝悦—间苯二胺·均苯三甲酰氯；粤晕原丙烯腈；孕粤粤—聚丙烯酸；悦酝悦—羧甲基

纤维素；孕灾粤—聚乙烯醇。

表 猿原怨 由乙醇水溶液中优先透醇膜的有关性能

膜材料原料乙醇浓度

辕豫 （质量）

温度

辕益

透过侧压力

辕孕葬

渗透率

辕（早辕皂圆·澡）

分离系数

α匀圆韵辕耘贼韵匀

孕阅酝杂 猿郾圆 圆缘 — 怨郾远远 缘郾苑缘

孕阅酝杂辕孕耘杂 园郾园圆远 圆缘 猿园园 — 苑郾园

孕阅酝杂辕孕灾阅云 愿 圆缘 员猿园 源园园 愿

孕阅酝杂（在藻燥造蚤贼藻苑园豫） 源～ 远 圆缘 ≤员园园 猿圆 源园

孕孕孕原早原孕阅酝杂 苑 猿园 — 缘苑（员园μ皂） 源园

孕栽酝杂孕 员园～ 怨园 猿园 员猿猿猿 猿园园 员园～ 源园

孕孕韵原早原孕韵杂 苑郾猿猿 — 远苑 苑苑郾愿（员园μ皂） 圆源郾圆

孕悦匀酝粤原杂贼 猿园 员缘 猿猿猿猿 员园 缘

晕灾孕原耘酝粤 猿苑郾怨 圆缘 员猿郾猿 员远猿 员源郾远

孕杂贼原早原匀阅云阅粤辕孕阅酝杂 愿 猿园 — 远园（员园μ皂） 源缘郾怨

孕灾杂·酝杂辕孕造皂 缘园 圆园 圆远远远 远源园园 圆源～ 猿圆

孕韵杂·阅陨辕孕杂 员园 — 源园 猿远园园 愿

注：孕阅酝杂—聚二甲基硅氧烷；孕孕孕—聚苯基 原员原丙炔；孕栽酝杂孕—聚三甲基硅 原员原丙炔；孕悦匀酝粤—聚甲基丙烯酸环己酯；孕韵杂—聚有机硅氧烷；匀阅云阅粤—十七碳氟癸

丙烯酸酯；孕灾杂·酝杂—聚乙烯基硅巯基烷基硅氧烷交链；孕韵杂·阅陨—聚有机硅氧烷·二异

氰酸酯交链；孕耘杂—聚乙烯基硅氧烷；孕灾阅云—聚偏氟乙烯；孕孕韵—聚苯醚。

·员圆员·

九、控制释放

当今，在医用高分子的研究中，药物的控制释放是最热门的

课题之一，因此，进行药物控制释放所用的合成聚合物膜占有很

重要的地位。

控制释放体系最早用于农业方面，例如用于释放化肥、农药

及除草剂等。圆园世纪 远园年代开始向医学界渗透，苑园年代中期以

开始设计大分子量药物的释放。在过去的十多年中，人们在这个

领域进行了大量的工作取得了很大的进展。

所谓药物的控制释放是指药物从制剂中以受控形式恒速地释

放到作用器官或特定靶器官，从而长久地发挥治疗作用。凡具有

此类功效的药物被统称为控释制剂。

在药物的控制释放体系中，药物 （包括农药） 或其他生物活

性物质通常是以高分子膜包裹成微囊或同载体 （通常是高分子材

料） 结合在一起，然后置于释放环境中。膜或载体中的生物活性

物质通过扩散或其他途径释放到环境中。物质的释放速度一般取

决于所用高分子材料的性质，以及它们之间相结合的形式。

近 圆园年来，控释制剂逐渐应用于临床，一般有片剂、胶囊

剂、注射剂、软膏剂、透皮吸收粘贴剂及阴道剂等剂型，而以口

服剂型的片剂与胶囊最为重要。

药物控制释放体系是药物学发展的一个新领域。通常的药物

在体内的浓度经常高于或低于有效范围，可参见图 猿原圆愿的

（葬），前者可能使人中毒，后者则对疾病无效，药物效率仅为

源园豫～ 远园豫。控制释放药物的有效率可达 愿园豫～ 怨园豫，并且具有

以下优点。

①控制释放药物不需要经常服用，一般可一个月或更长，不

存在遗忘吃药的问题。

②控释药物在体内的药物浓度很少高于或低于有效范围，可

参见图 猿原圆愿的 （遭），因而副作用大大降低，甚至可以完全消

除，对患者更为安全。

·圆圆员·

③如果将控释药物体系植入或邻附于病区，不仅药效高，而

且副作用小。

④用已知药物制成控释药物，可使药物改善性能，从而大大

提高疗效，为药物的发展展示了新的前景。

图 猿原圆愿 两种不同给药方式的对比

（虚线表示中毒浓度与最小有效浓度之间的关系）

（葬）普通药物在血液中的浓度变化；（遭） 控制释放药物在血液中的浓度变化

十、液膜

液膜是液体膜的简称，和固体膜相比，液膜分离法具有选择

性高和传质速率大的特点，因此被各界日益重视。

液膜是由悬浮在液体中一层很薄的乳液微粒构成的。乳液通

常由溶剂 （水或有机溶剂），表面活性剂 （乳化剂） 和添加剂组

成的，其中溶剂构成膜的基体；表面活性剂含有亲水基和疏水

基，它可以定向排列以固定油水分界面，使膜的形状得以稳定。

通常膜的内相试剂与液膜是不互溶的，而膜的内相 （分散相） 与

膜的外相 （连续相） 是互溶的，将乳液分散在第三相 （连续相），

就形成了液膜。液膜从形态上可分为乳化液膜和支撑液膜。

·猿圆员·

（员） 乳化液膜

① 乳化液膜的形成 如图 猿原圆怨所示，首先将回收液 （内

相） 同液膜溶液充分乳化制成 宰辕韵（油包水） 型乳液，然后令

其分散于原液 （外相） 中形成 宰辕韵辕宰（水包油包水） 型多相乳

液。介于被包封的内相与连续的外相之间即是液膜相。由于液膜

对各种物质的选择渗透能力不同。因此，它能将溶液中的某种物

质捕集到内相或外相中从而达到分离的目的。通常，内相的微滴

直径为数微米，而 宰辕韵乳液的滴径约为 园郾员～ 员皂皂，膜的有效厚

度为 员～ 员园μ皂，因而，单位体积中膜的总面积非常之大，溶液组

分的透过速度相当快。其传质速度比一般的聚合物膜高数十倍至

数百倍。

图 猿原圆怨 宰辕韵辕宰型乳化液膜

员原表面活性剂；圆原溶质；猿原液膜相（载体、表面活性剂、膜强化剂、有机溶剂）

② 表面活性剂 表面活性剂在乳化液膜中是不可缺少的组

分。它是由亲水基和疏水基两部分组成，两种活性基团构成了不

同的亲油平衡值。一般，以 匀蕴月（匀赠凿则燥责澡蚤造藻蕴蚤责燥责澡蚤造藻月葬造葬灶糟藻） 表

示。若想形成油包水型液膜可选用 匀蕴月值为 猿～ 远的表面活性剂；

若想形成水包油型液膜，则选用 匀蕴月值为 愿～员愿的表面活性剂。

③ 破乳 为了重新使用已用过的乳液，必须将已形成的并

经过分离操作的乳液进行破坏 （称之为 “破乳”），从中分出膜相

·源圆员·

和内相，以分别进行处理。破乳的成功与否关系到乳化液膜的分

离成败。它是整个分离操作的关键。破乳的方法通常有：化学

法、静电法、离心法与加热法。从迄今使用的效果来看，其中以

静电法较好。

（圆） 支撑液膜 用于水溶液处理的支撑液膜如图 猿原猿园所

示。液膜支撑体主要采用疏水性多孔膜，液膜溶液借助微孔的毛

细管力含浸于其内。

图 猿原猿园 支撑液膜

支撑液膜的主要课题是性能衰减，其产生的主要原因有两

个，一是被微量污物污染；二是微孔中的液膜溶液不断的向水中

流失；从而导致液膜性能一再劣化。

目前，为使支撑液膜实用化而采用的膜组件主要有中空丝式

和螺卷式。

为使液膜达到大规模应用的水平，尚须进一步探索更新的液

膜材料，开发最佳成膜工艺，彻底解决液膜的稳定性及高效破乳

技术等方面的问题。

十一、膜蒸馏

膜蒸馏是最近几年发展起来的一种新型膜分离技术，它主要

是利用高分子膜的某些结构上的功能，来达到蒸馏的目的。由于

它具有某些膜技术所不具备的优点，可望成为一种廉价的高效分

·缘圆员·

离手段，所以近年来受到各界的普遍关注。

膜蒸馏的分离模型如图 猿原猿员所示，在疏水性多孔膜的一侧

与高温原料水溶液相接 （即暖侧），而在膜的另一侧则与低温冷

壁相邻 （即冷侧）。正是借助这种相当于暖侧与冷侧之间温度差

的蒸汽压差，促使暖侧产生的水蒸气通过膜的细孔，再经扩散到

冷侧的冷壁表面被凝缩下来，而液相水溶液由于多孔膜的疏水作

用无法透过膜被留在暖侧，从而达到与气相水分离的目的。需要

指出的是这里的冷侧既可如图所示设一与膜保持一定距离 （在）

的冷壁 （间接接触法），也可不设冷壁而直接与冷却水相接 （直

接接触法）。

图 猿原猿员 膜蒸馏法的分离原理

δ原膜的厚度；在原扩散层厚度

膜蒸馏通量可近似地以式 （猿原缘） 表示如下；

云越孕ε（责员原责圆） 辕在 （猿原缘）

式中 云—蒸馏通量，皂猿辕（皂圆·凿）；

孕—透过系数，皂圆辕（凿·皂皂匀早）（员皂皂匀早越员猿猿郾猿圆圆孕葬）；

ε—空隙率；

责员—蒸发表面的蒸汽压；

·远圆员·

责圆—冷凝表面的蒸汽压；

在—扩散层厚度，皂。

膜蒸馏分离系数可表示如下：

α（豫） 越（员原悦责辕悦云） 伊员园园豫 （猿原远）

式中 悦责—通过液浓度，豫 （质量）；

悦枣—进料液浓度，豫 （质量）。

膜蒸馏与其他膜过程相比，具有以下一些优点

①该过程几乎是在常压下进行的，设备简单，操作容易，在

技术力量比较薄弱的地区也有实现的可能。

②在该过程和运行中，无需把溶液加热到沸点，只要使膜两

侧维持适当的温差就可以。这就有可能利用太阳能、地热及温泉

等廉价的天然能源及工厂的余热等。

③在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中，只有水蒸气能透

过膜孔，所以蒸馏液十分纯净，可望成为大规模、低成本制备超

纯水的有效手段。

④该过程可以用来处理极高浓度的水溶液。如果溶质是易结

晶的，甚至可以把溶液浓缩至过饱和状态，出现膜蒸馏 原结晶现

象。

⑤膜蒸馏组件很容易设计成潜热回收的形式，并具有以高效

率的小型组件构成大规模生产体系的灵活性。

对于水溶液的膜蒸馏应选用那些没有亲水基团的高分子材

料。目前所采用的膜材料中普遍认为聚四氟乙烯最好，聚偏氟乙

烯和聚丙烯等也是较好的可选用材料。膜的孔径一般在 园郾圆～园郾源μ皂之间较为合适。孔径太小时，蒸馏通量太低；孔径太大

时，本体溶液将通过膜孔进入另一侧，从而降低溶质的截留系

数。

膜蒸馏用组件通常有平板式、螺旋卷式及中空纤维式三种形

式。

·苑圆员·

十二、膜反应器

随着科技的发展，目前，膜技术已不再局限于单纯分离的范

畴而正在向反应过程跨入，这就是把反应和分离结合为一体的膜

反应器 （参见图 猿原猿圆）。

图 猿原猿圆 膜反应器结构

膜反应过程中采用的膜反应器主要类型如下：

其中进料侧含催化剂的惰性膜反应器所用的本身是惰性的，

只起分离作用；而催化膜反应器所用的膜，同时具有催化和分离

双重功能。虽然两类膜反应器的结构基本相同，但工作原理却不

尽一样。惰性膜 （多用微孔陶瓷、微孔玻璃或高分子膜） 反应器

是利用膜反应过程中对产物的选择透过性，不断从反应区移走产

物，从而达到移动化学平衡并且分离产物的目的。至于催化膜反

应器则是让反应物从膜一侧进入 （如某些脱氢反应） 或从膜的两

侧进入反应器 （如某些加氢、部分氧化反应）。

与一般反应器相比，膜反应器显示出以下的优越性：

①对受平衡限制的反应，膜反应器能够移动化学平衡，大大

提高了反应的转化率；

②膜反应器有可能大大提高反应的选择性；

③在较低温度下反应，可获得较高转化率；

④有可能使产物分离、反应物净化及化学反应等几个单元操

作在一个膜反应器中进行，从而节省过程投资。

（员） 酶膜生物反应器

酶膜生物反应器的开发方向及其主要应用对象是生物工程中

·愿圆员·

的酶反应过程，酶是一种有机催化剂，其催化活性极高，已在多

种发酵过程和有机合成工业中得到广泛应用。由于酶是水溶性物

质，要从反应母液中进行酶的分离是极其困难的。以往的惯例是

价格昂贵的酶使用一次即被抛弃，造成很大的浪费。为了改变这

种状况，人们采取了很多措施，例如：用膜将酶封闭起来，使其

不随生成物排出而损耗；将酶制成不溶于水的形态，即所谓 “固

定化酶”；将酶在膜表面或膜内进行 “固定化”，使反应和分离实

行一体化等。

初期的酶膜生物反映器，实际上是把膜分离装置与反应器

（发酵罐） 组合到一起的联合体。前者只是单纯地起产品分离的

作用。以淀粉在α原淀粉酶和葡萄糖化酶的作用下生成葡萄糖为

例，含有反应生成物的溶液被不断地送到膜分离装置中，由于生

成物分子量较小，容易通过膜而从体系排出；而反应物和酶体的

分子量较大，通不过膜，被重新送回反应器循环进行反应 （参见

图 猿原猿猿）。

图 猿原猿猿 反应器与膜分离的组合

（圆） 钯膜反应器

钯是一种银白色的金属，它的最大特点是在常温下，能溶解

大量的氢 （按体积，相当于它本身体积的 苑园园倍左右），而在真

·怨圆员·

空中加热至 员园园益时，它又能把溶解的氢释放出来。如果钯膜的

两边存在着氢的分压差，则氢就会从压力较高的一侧向低的一侧

渗透。这种现象最早是 员愿远远年由 郧则葬澡葬皂发现的，后来经过人们

的悉心研究，结果提出了所谓的 “质子模型”，即当今众所周知

的溶解 原扩散机制。如图 猿原猿源所示，氢分子首先在钯表面被解

离吸附，然后被电离成质子与电子在钯内扩散。

图 猿原猿源 氢对钯的解离 原溶解 原扩散机制

在膜的另一侧 （低氢分压侧），质子再从金属格子接纳了电

子变成吸附氢原子，缔合后作为氢原子被脱附。只有被解离吸附

成为质子状态的氢才能扩散透过钯膜，而不能变成质子的其他气

体便不能透过。这就是为什么以钯扩散精制的氢不含其他杂质的

缘故。采用钯膜法被精制出来的氢纯度经离子压力计分析，可达

九个 怨以上。所以说，钯是一种透氢选择性极高的膜材料。

然而，应当指出的是，具有能吸附氢的金属不仅限于钯，与

其性能类似的还有：钒 （灾）、铌 （晕遭）、钽 （栽葬） 等第Ⅴ族元

素。此外，有文献报道，若采用由钯合金制成的结构，则将具有

更优异的特性。

不论是酶膜生物反应器，抑或钯膜反应器，都具有极大的魅

力，是近代反应工程中一个值得关注的发展方向。目前，国内外

正在积极地投入这方面的研究与开发，并已在一些应用领域中取

·园猿员·

得了显著的成效。可以断定，随着新技术创新的深入发展，通过

进一步提高膜的使用寿命和透过速度，以及低温活性催化剂的探

索和过程最佳设计的解决，膜反应工程普遍工业化的日子已为期

不远。

第六节 膜分离技术在医药工业的应用

一、医疗、卫生用水

（员） 中空超滤膜应用于大输液的制备 输液剂是大量输入液

体的一种注射剂，是补充、调节病人体内水、电解质及酸碱平衡

的必备药品。由于水中的悬浮物、盐类、微生物、热原等往往会

引起细菌感染，特别是热原注入体内会使人产生发热反应、发冷

发烧、恶心呕吐甚至休克，所以去除热原非常重要。热原就是脂

多糖类物质，也就是细菌、内毒素，其相对分子质量在 员园园园园～圆园园园园之间。国营华阳河制药厂经采用无锡市超滤设备厂生产的

切割分子量为 远园园园道尔顿的 晕哉云原远园园园中空纤维超滤装置于输

液制备生产线上后，情况大为改善，水质非常稳定。

① 工艺流程：

原先的工艺：江河水→自来水→机械过滤器→离子交换→二

级蒸馏→输液车间

改进后的工艺：江河水→自来水→有机→体化→机械过滤器

→员园μ皂粗过滤→电渗析系统→离子交换→员μ皂精滤→中空纤维

超滤器→一级蒸馏→输液车间

② 新旧工艺对比

Ⅰ水质对比 华阳河制药厂在使用原先的工艺时，去除热原

主要 依 靠 蒸 馏 的 方 法，该 法 虽 然 可 以 把 注 射 水 净 化 到 小 于

园郾圆缘耘哉辕皂造，去除或破坏水中的热原，但是在制取蒸馏水时，热

原有时可能随着蒸汽中的微粒一起带进蒸馏水中，使产品水不稳

定，成品率低。员怨怨苑年应用 晕哉云原远园园园型中空纤维超滤器后，

·员猿员·

水质变好，产品稳定。通过质量检验，各项指标符合 《中华人民

共和国药典》 员怨怨缘版二部规定要求。为提高原水的净化程度，

流程中增设了 陨宰杂耘有机一体化净水设备，如此，可使机械过滤

器的反冲次数明显减少，同时中空纤维超滤器至今性能稳定。此

外，为了减少离子交换再生次数，使原水电导率更稳定，在原工

艺中还增设了电渗析器，从而，不仅水质可靠，而且操作费用也

低。

Ⅱ 经济对比 原工艺流程虽然一次性投资少，但是运行费

用较贵，操作较麻烦，产出水质不稳定，成品率低，导致成本增

加，造成资源、人工的浪费，使经济效益明显下降。采用新工艺

后，离子再生周期长，二级蒸馏变为一级蒸馏，运行费用下降一

半，成品率大幅度上升。从总体上讲，采用超滤器后，质量、产

量明显提高，企业效益随之增加。国营华阳河制药厂在 员怨怨苑年

一年中，全年销售比以前增加二倍多。

（圆） 超滤技术在制药工业中除热原的应用 随着膜分离技术

的迅速发展，应用超滤膜分离工艺除去 （或降低） 注射用药物

（药液） 中热原含量，使之符合药典规定，在制药工业中正在日

益推广。

热原 （孕赠则燥早藻灶） 又称内毒素 （耘灶凿燥贼燥曾蚤灶），产生于革兰阴性

（郧则葬皂原灶葬早葬贼蚤增藻） 细菌的细胞外壁，也就是细菌尸体的碎片。它

是一种脂多糖物质 （蕴蚤责燥责燥造赠原泽葬糟糟澡葬则蚤凿藻），简称 蕴孕杂。其相对分

子质量从几千到几万不等，根据产生它的细菌种类而定。在水溶

液中，其相对分子质量可为几十万到几百万不等。最近已揭示了

类脂 粤（蕴蚤责蚤凿粤） 也是热原物质，构成为危害人体的内毒素，相

对分子质量大约为 圆园园园。

热原通常可以用浓度来定量标度。文献上大都以每毫升克数

为浓度单位，一般单位为 灶早辕皂造（即 员园原怨早辕皂造） 或 责早辕皂造（员园原员圆

早辕皂造）。也有采用 耘哉辕皂造为热原单位。我国 员怨愿愿年药典确定用

耘哉辕皂造为热原单位。两个单位之间的换算关系比较复杂，因为来

自不同种类细菌的热原毒性表现不尽一致。

·圆猿员·

热原的检测方法一般是以家兔法作为各国药典中规定的标准

方法，简单地来说就是取 猿只健康的家兔，各注入规定的试样，

在一天内单兔体温上升不超过 园郾远益，猿兔总升温不超过 员郾源益，

即被认为试样中的热原含量合格。

据报道，将热原浓度为 缘灶早辕皂造的试样注入家兔体内，总量

达到 缘园灶早辕噪早（体重） 时，家兔体温上升值达 园郾远益。人体感染发

热的灵敏度是家兔的 猿倍。如有微量热原混入药剂中注入人体血

液系统，会导致严重发热，甚至引起死亡。因此，尽可能降低药

液中热原的含量是十分必要的，特别是当注射液 （如大输液） 用

量较大时，对热原的浓度要求应更为严格。例如上海长征制药厂

对大输液的热原合格指标控制值为 园郾圆缘耘哉辕皂造。注射用药液 （或注射用水） 除热原，使之符合药典的检测规

定，是医药工业中的基本生产环节。目前，一般介绍除热原的方

法有以下 猿类。

①蒸馏法生产去热原水，作注射用水、洗涤水等，但其成本

较高。

②吸附法去热原。其中方式一是表面吸附剂吸附致热性物

质，而让产品物质通过。方式二是吸附剂吸附产品物质，让热原

流出，再把产品物质从吸附剂表面解析回收。

③超滤法除热原作为一种新工艺、新技术，正在制药行业推

广应用。

下面简略介绍由上海原子核研究所开发的超滤等膜组件去除

热原的若干应用实例。

① 硫酸 （双氢） 链霉素药除热原 上海第四制药股份公司

采用卷式超滤器小装置，配以 圆万截留相对分子量的膜柱，进行

了硫酸 （双氢） 链霉素药除热原试验，除热原效果如表 猿原员园所

示。

·猿猿员·

表 猿原员园 家兔法测热原结果

实验

序号

家兔测试升温 辕益

处理前 处理后

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ

药剂回

收率 辕豫

员 员郾园园 员郾园缘 园郾苑园 园郾猿缘 园郾猿园 园郾圆缘 怨源郾园

圆 园郾远园 员郾苑缘 园郾怨缘 园郾源园 园郾圆缘 园郾员缘 怨圆郾猿

猿 园郾愿园 园郾远园 员郾猿园 园郾源园 园郾圆缘 园郾圆园 怨苑郾员

源 员郾圆园 员郾猿园 园郾愿园 园郾圆缘 园郾圆缘 园郾圆园 怨源郾怨

试验结果表明，采用超滤法代替传统的活性炭吸附热原，对

于硫酸 （双氢） 链霉素生产是可行的。

② 中药制剂黄芪注射液的除热原超滤 上海福达制药有限

公司采用 匀孕蕴型板框式超滤器，配备 员万截留相对分子量的 孕耘杂膜，进行中药制剂黄芪注射液的除热原超滤，再经适量活性炭吸

附，使成品热原合格率从原来经常波动到目前 员园园豫合格。由于

中药液中有效成分，如黄酮类、生物碱类、总甙类等成分，其相

对分子质量都在 员园园园以下。因此，中药制剂尤其是注射剂使用

超滤除热原除菌是最适合的，可使产品达到静脉注射剂的质量标

准。

③ 氨基酸产品的除热原试验 与上海天厨味精厂合作进行

了超滤法氨基酸产品的除热原试验。试验按实际生产的八分之一

（缘园园蕴） 进行，采用 匀宰型卷式超滤器和截留相对分子质量 员万

的 杂孕耘杂型超滤膜。在运行压力、流量、温度和浓缩倍数对超滤

产量的影响实验工作基础上，以最佳运行参数进行除热原试验，

取得了良好效果，结果见表 猿原员员。在中试取得成功的基础上，

该厂装配了上海原子核所生产的 匀宰源原圆型卷式超滤器 （有效膜

面积为 源愿皂圆），已投入生产，运行一年多来，情况很好。

二、药品生产

（员） 超滤法在抗生素提炼中的应用 超滤过程一般在常温低

·源猿员·

压下进行，对于分离热敏性、保味性和易受化学物质反应的物系

尤为适用。

青霉素是目前世界上产量最大，应用最为普遍的一种抗生

素。提炼精制是青霉素生产中的重要工序之一，由于提炼精制过

程中，经过滤处理后的发酵液中，存在发酵副产物和残留物，以

及一些可溶性蛋白质，在青霉素过滤液进入高速蝶式离心萃取机

进行萃取时，将发生乳化现象，造成青霉素部分有效单位的损

失，降低了该工序青霉素单程收率。因此，在该过程中必须加入

一定量破乳剂 孕孕月（十五烷基溴化吡啶） 消除乳化。破乳剂一般

为进口产品，价格昂贵，本身有毒，对操作工人的身体健康有

害，含有其成分的废液排放也会严重污染环境。

表 猿原员员 氨基酸除热原试验结果

试验日期 样品名称 样品稀释倍数 鲎试剂法测试结果 家兔法测试结果

缘月 圆愿日

丙氨酸原液

丙氨酸超滤透

过液

缘阳性

阴性合格

缘月 圆怨日

谷氨酸原液

谷氨酸超滤透

过液

缘阳性

阴性合格

远月 圆员日

谷氨酸原液

谷氨酸超滤透

过液

缘阳性

阴性

不合格

合格

远月 圆圆日赖氨酸原液

赖氨酸透过液缘

阳性

阴性合格

·缘猿员·

续表

试验日期 样品名称 样品稀释倍数 鲎试剂法测试结果 家兔法测试结果

苑月 员远日

丙氨酸原液

丙氨酸超滤透

过液 （第 员皂蚤灶）

丙氨酸超滤透

过液

（第 源园皂蚤灶）

丙氨酸超滤透

过液

（第 远苑皂蚤灶）

丙氨酸超滤透

过液

（第 员员园皂蚤灶）

缘 阳性

阴性

阴性

阴性

阴性

青霉素是一种热敏性物质，其水溶液遇酸碱和升温时，青霉

素活性单位 会 降 解，因 此，在 青 霉 素 提 炼 精 制 时，一 般 是 在

员缘益以下快速完成，处理时间的延长，也会引起青霉素降解。青

霉素相对分子质量小于 源园园，发酵液中蛋白质相对分子质量一般

是 员万 ～ 员园万，这样，在理论上讲，使用适当截留分子量的超

滤膜是能够实现二者分离的。

天津大学在华北制药厂的协助下，对超滤工艺用在青霉素提

炼精制过程中去除蛋白质杂质的效果进行了研究。

① 实验装置与流程 实验装置与流程请参见图 猿原猿缘。

该实验 采 用 蜂 房 过 滤 器 作 为 预 处 理， 过 滤 精 度 为 缘μ皂。

目的是去除大分子杂质和机械杂质，保护超滤膜。超滤膜使

用中空纤维聚砜膜。整个实验的操作压 力 为 园郾员～ 园郾员缘酝孕葬。

实验中蛋白质含量由凯氏定氮法测定；青霉素效价采用旋光

分光光度计测定；水分是由碘试剂滴定测得；酯含量是用化

学分析法测定。

·远猿员·

图 猿原猿缘 实验装置与流程

员—原料液贮槽；圆—阀门；猿—旋涡泵；源—转子流量计；

缘—蜂房过滤器；远—压力表；苑—超滤器

② 实验结果分析 该实验使用表 猿原员圆中的三种规格的超滤膜，

分别对青霉素提炼阶段的原料液 （以下简称原料液） 进行超滤，

然后用超滤液进行萃取分离实验，观察分离效果，步骤如下：取

愿园皂造超滤液和 源园皂造丁酯装入分液漏斗。加入 员园豫匀圆杂韵源，调节

责匀值为 圆郾园～ 圆郾缘。振荡摇匀 （或离心分离）。然后静置观察。实

验结果列于表 猿原员圆。

表 猿原员圆 超滤液萃取分离效果

序号 原料液效价原料液蛋白

质含量 （豫）

超滤液蛋白

质含量 （豫）超滤液效价

乳化程度

（豫）

员号膜 员愿怨远缘郾猿 圆郾猿员 员郾园缘 员怨圆猿苑郾愿 园

圆号膜 圆园园员苑郾园 员郾愿员 员郾圆园 圆园员园猿郾源 园

猿号膜 圆猿源苑员郾苑 圆郾圆猿 圆郾员园 圆猿园远苑郾园 圆园郾园

以上 三 种 膜 的 截 留 相 对 分 子 质 量 依 次 为 远园园园、员园园园园和

圆园园园园；它们的超滤器尺寸大小为：ф缘缘伊猿园园、ф缘缘伊猿园园和ф苑园伊源园园；有效面积为 园郾圆皂圆、园郾圆皂圆和 园郾猿缘皂圆；最大操作压力均

·苑猿员·

为 园郾圆酝孕葬。

从表 猿原员圆可知，Ⅰ，Ⅱ号膜去除原料液中蛋白质的效果明

显，萃取分离超滤液无乳化现象。Ⅲ号膜去除原料液中蛋白质效

果不明显，萃取分离超滤液时，产生乳化，水层与酯层间有絮状

物存在，经化验分析为酸化凝结的蛋白质。从实验中还发现，

Ⅰ、Ⅱ号膜对原料液有一定脱色作用，经超滤后，原料液由棕色

变为浅黄色，降低了青霉素色级，提高了产品质量。从实验结果

得知，Ⅰ、Ⅱ号膜均能满足分离要求，但从国内现有制膜技术和

膜的质量稳定性等方面考虑，在以后的实验中均使用Ⅱ号膜。

由实验所得青霉素产品分析结果与产品标准的比较列于表 猿原员猿。

表 猿原员猿 实验产品分析结果与产品标准的比较

项目色

级比容 效价 水分 责匀值

圆愿园灶皂吸光度

圆远源灶皂吸光度

一次 月粤水分

二次 月粤酯含量

产品

标准员 猿郾缘原缘郾缘 跃员缘怨圆 跃园郾员缘豫 缘郾缘原远 约园郾圆 跃园郾愿猿 约圆郾园豫 约员郾缘豫

实验产品

分析结果园郾缘 源郾圆愿 员缘愿怨 园郾员猿豫 缘郾愿怨 园郾员缘 园郾愿猿缘 员郾远源豫 员郾园缘豫

由表 猿原员猿可见，实验所得产品的各项指标，均能达到生产

标准要求。因此，用超滤膜工艺去除青霉素提炼生产中蛋白质代

替破乳剂 孕孕月，在工艺上是可行的，其工业推广的效益是十分可

观的。

（圆） 膜法微生物发酵工业用空气的净化 众所周知，微生物

发酵工业多少年来对空气净化技术的改进与发展一直给予极大的

关注，其原因是落后的气体净化技术给企业带来忧虑和困扰。企

业为解决气体原因 “染菌”，付出了巨大的代价。气体净化技术

的落后一直是微生物发酵工业的老大难问题。

圆园世纪 怨园年代，国内首次从国外购置膜空气净化设备，并

·愿猿员·

逐步扩大应用范围，为发酵工业彻底解决气体净化技术落后，带

来了希望。迄今为止，膜气体净化技术在一些企业中大量应用的

情况证明。此项技术是当今国际上最先进、最理想的。它具有极

高的气体净化质量。使用中安全、可靠、稳定，可充分满足现有

发酵工业的所有操作条件。然而，由于当时国内还不掌握此项技

术，国外产品价格又较高，广泛采用此项技术还有难度。国内生

产企业迫切期盼国内能研制和生产出技术先进、价格便宜、供货

渠道畅通的产品问世。中国科学院大连化学物理研究所在有关部

门的支持和帮助下，已成功研制出具有国际同类产品性能水平，

可与国外产品互换的高效气体净化滤芯，并设置了与之配套的高

性能，两级前置气体净化过滤器，通过国内多家生产厂应用及与

国外产品比较，取得了满意的结果，成为国内唯一与国外产品相

媲美，技术领先的新技术产品。

① 空气净化系统的工艺流程 净化系统由四套装置组成；

初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器、蒸汽过滤器。其工艺流

程如图 猿原猿远所示。

图 猿原猿远 空气净化系统流程

员—压缩机；圆—初效过滤器；猿—中效过滤器；

源—蒸汽过滤器；缘—高效过滤器；远—压力表

其中初效过滤器是压缩空气的第一级净化过滤。其目的是将

压缩空气中的大量污染物去掉，减少压缩空气中的污染物含量，

从而保证后两级气体净化器的稳定、可靠运转。中效过滤器是压

·怨猿员·

缩空气的第二级净化过滤。其目的是将第一级过滤后的气体在进

一步净化，将污染物浓度降低到更低水平，从而有效减少最后一

级高效过滤器的污染物过滤负荷，保证高效过滤器的使用寿命。

高效过滤器是压缩空气的第三级，即最后一级净化。这是一种将

多孔膜折叠制成百褶裙式芯筒过滤器 （参见图 猿原猿苑），具有优

秀的气体净化效果。其目的是将空气中污染物高精度除去，保证

净化后的气体中不带杂菌和噬菌体，从而保证发酵系统不会因气

体原因 “染菌”。

图 猿原猿苑 高效过滤器的构造

蒸汽过滤器是对高效过滤器蒸汽灭菌时用的高压蒸汽实施过

滤，除掉蒸汽中的固体颗粒，防止高效过滤器在消毒时，滤材被

蒸汽中的固体颗粒损伤。

空气净化系统的品种、规格及性能指标如表 猿原员源所示。

由上述初效、中效、高效、蒸汽四套过滤器组成的完整压缩

·园源员·

空气净化系统，设置科学，相互协调性好，气体净化质量保证，

压降小，操作稳定，可靠，可连续长时间运转。

② 模式空气净化系统的应用概况，该系统产品在大连制药

厂支持和配合下，从 员怨怨源年开始进入了生产应用阶段。先后在

青霉素 远贼菌种罐、猿缘贼生产罐、链霉素 愿贼菌种罐、缘园贼生产和各

种补料罐系统中开展应用。后又在山东荷泽制药厂庆大霉素生产

罐，保定区微生物工程有限公司生物钾肥发酵系统，沈阳化工厂

生物催化制 有机产品发酵系统，大连开发区生物饮料厂发酵系

统，河北制药厂青霉素发酵及华北制药厂链霉素发酵及哈尔滨制

药厂青霉素发酵等单位，开展了与国外产品全面比较的实验。

表 猿原员源 膜式空气净化系统的品种与规格

名称 型号气体处理量

（晕皂猿辕澡）

降压

（酝孕葬）

过滤精

度①（晕）备注

初效过

滤器

悦匀哉栽原员 跃缘园园园 园郾园园圆 园郾苑 粤猿外壳，初效率 员支

中 效 过

滤器

在蕴原园郾缘 跃猿园园 园郾园园圆 园郾源 不锈钢外壳 员园义滤芯 员支

中 效 过

滤器

在蕴原员 跃源远园 园郾园园圆 园郾源 不锈钢外壳 圆园义滤芯 员支

中 效 过

滤

在蕴原员郾缘 跃怨园园 园郾园园圆 园郾源 不锈钢外壳 员园义滤芯 猿支

中 效 过

滤器

在蕴原猿 跃员猿愿园 园郾园园圆 园郾源 不锈钢外壳 圆园义滤芯 猿支

中 效 过

滤器

在蕴原缘 跃圆猿园园 园郾园园圆 园郾源 不锈钢外壳 圆园义滤芯 缘支

中 效 过

滤器

在蕴原苑 跃猿圆圆园 园郾园园圆 园郾源 不锈钢外壳 圆园义滤芯 苑支

中 效 过

滤器

在蕴原怨 跃源员源园 园郾园园圆 园郾源 不锈钢外壳 圆园义滤芯 怨

·员源员·

续表

名称 型号气体处理量

（晕皂猿辕澡）

降压

（酝孕葬）

过滤精

度①（晕）备注

中 效 过

滤器

在蕴原员缘 跃远怨园园 园郾园园圆 园郾源 不锈钢外壳 圆园义滤芯 员缘支

中 效 过

滤器

在蕴栽原员 跃缘园园园 园郾园园圆 园郾源 粤猿外壳滤筒 员支

高 效 过

滤器

酝蕴原园郾缘 跃猿园园 园郾园员 无菌 不锈钢外壳 员园义滤芯 员支

高 效 过

滤器

酝蕴原员 跃源远园 园郾园员 无菌 不锈钢外壳 员园义滤芯 员支

高 效 过

滤器

酝蕴原员郾缘 跃怨园园 园郾园员 无菌 不锈钢外壳 员园义滤芯 猿支

高 效 过

滤器

酝蕴原猿 跃员猿愿园 园郾园员 无菌 不锈钢外壳 员园义滤芯 猿支

高 效 过

滤器

酝蕴原缘 跃圆猿园园 园郾园员 无菌 不锈钢外壳 员园义滤芯 缘支

高 效 过

滤器

酝蕴原苑 跃猿圆圆园 园郾园员 无菌 不锈钢外壳 员园义滤芯 苑支

高 效 过

滤器

酝蕴原怨 跃源员源园 园郾园员 无菌 不锈钢外壳 员园义滤芯 怨支

高 效 过

滤器

酝蕴原员缘 跃远怨园园 园郾园员 无菌 不锈钢外壳 员园义滤芯 员缘支

蒸 汽 过

滤器

园郾园员 无菌 不锈钢外壳 员园义蒸汽滤

芯 员支

表注：①过滤精度的单位 晕表示标准立方米。

通过上述一系列的应用和比较，得出结论说明该系统产品的

各项性能指标均达到设计要求。满足了用户的意愿，得到了所有

用户的认可。产品质量可靠，性能达到国外同类产品水平，可与国

·圆源员·

外产品互换，不影响用户正常使用。在产品应用过程中，无一例质

量事故，证明批量生产的产品质量是过硬的。此外，该系统产品具

有高质量的气体净化效果，良好的操作下的适应能力，气体的处理

量大，压降小，使用寿命长，操作方便，勿须管理的特点。

（猿）膜科学在制药领域中的应用 膜科学在制药领域中的应

用已经非常广泛，如在原药生产、制药工艺和原材料的回收利用等

方面的研究、论著颇多，可根据不同应用范围，采用膜电解、电渗

析、透析、微滤、超滤或反渗透技术，达到分离的目的。

膜分离技术在医药生物工程领域中的应用，主要包括医用纯

水及注射用水的制备；用于大输液的生产试制；在生化制药方面的

应用。中药注射剂及口服液的制备；中药有效成分提取；人工肾，

血液透析及腹水的超滤，培养基的除菌等等，通过膜分离技术的研

究，已取得了一批重要的科研成果。

① 医用纯水及注射用水的制备 在医药生产过程中，根据不

同的用途，选用不同孔径的微孔滤膜；一般采用 园郾园园圆～ 园郾园员μ皂孔

径膜用超细过滤，园郾圆圆～ 园郾源缘μ皂用于无菌过滤；园郾远μ皂以上的滤膜

用于除微粒过滤。应用微孔膜过滤大输液，愿园年代已在全国迅速

普及。员怨愿员年军事医学科学院采用中空纤维反渗透装置结合离

子交换树脂等制取注射用水取得成功。员怨愿圆年第二军医大学研

制了“愿员型”净水装置及“允栽”型净水器等项目，均已取得了明显的

经济效益和社会效益。此外，还有人把超滤和电渗析、离子交换联

合试制高纯水，用微孔膜过滤蒸馏水或去离子水制取纯水，用于灭

菌制剂的容器及器材冲洗，或作为无菌生产药品的溶媒使用。

② 超滤技术用于大输液的生产试制 超滤技术用于大输液

的生产试制，以除去输液中的微粒、细菌、热原。在提高大输液澄

明度与贮存稳定性方面，已有可喜的苗头。

已有解放军 圆缘源医院、猿园源医院及杭州市第四人民医院的应用

报道，经初步考察，前者曾用于大输液的生产试制，已除去输液的

苑个品种，苑怨个批次，生产大输液共 远愿园源苑瓶，其质量均较微孔膜

过滤为优。

·猿源员·

③ 膜技术在生化制药方面的应用 膜技术在生化制药方面

的应用最早，项目繁多，成果显著。曾用于酶、激素、核酸、病毒、多

肽、疫苗、血清制剂以及其他蛋白质制剂的浓缩、脱盐精制等。例

如卫生部北京生物制品研究所在破伤风抗毒素、白喉类毒素、小儿

麻痹疫苗、乙肝疫苗的应用。近年超滤应用于右旋糖苷注射液除

热原，提高了注射剂质量。用于胸腺肽生产效果很好。员怨怨园年浙

江海门制药厂采用微孔精密过滤器生产丝裂霉素、妥布霉素、阿霉

素、柔红霉素等大生产的分离过滤，青岛制药厂、哈尔滨制药二厂

用于葡萄糖与活性炭混合液的分离，有的单位用于蜂王浆的生产，

提高了过滤质量、收率与劳动生产率。

④ 再制备中药注射剂中的应用 超滤制备中药注射剂的工

艺研究于 员怨愿圆年 员园月通过鉴定，国内有关的药学专家认为：超滤

法制备中药注射剂是提高中药注射剂质量的一个重大突破。为以

中医理论制备复方中药注射剂开创了新的途径，为促进祖国医学

的发展作出了一定贡献。超滤技术制备中药注射剂是应用“不对

称”结构的高分子膜，将中药浸出液中不同分子量物质加以分离的

新技术，中药药液基本属于胶体混悬液，其中有效成分的相对分子

质量多在 员园园园以下，而无效成分（鞣质、蛋白质、树脂、树胶、淀粉

等）分子较大，用超滤方法可将中药液中不同大小分子的成分加以

分离，达到除去杂质、微粒、细菌、热原，保留有效成分，提高质量的

目的。实验证明，超滤法制备中药注射剂，以水为溶剂，工艺流程

简便，生产周期短，可代替传统方法。如复方丹参注射液，原工艺

水 原醇法，生产周期 员圆～ 猿园天，超滤法缩短至 圆～ 猿天，而且节省

了大量乙醇（相当配制量 缘～ 远倍），有效成分含量超滤产品较其他

方法高 园郾缘～ 员倍。杭州中药二厂和第二军医大学长海医院在中

药注射剂方面，同样获得成功。

据不完全统计，超滤生产中药注射剂，已查到 圆园个单位，猿园多个品种，其中大部分是运用“阅哉云原缘型”药用超滤器完成的，该

机器和超滤膜由空军北京医院研究生产和监制，超滤器由大恒公

司生产。员怨愿愿年通过技术鉴定。员怨愿圆年研制的复方丹参、生脉和

·源源员·

菌栀黄等三种超滤的注射液，留样至今澄明度尚好。超滤器已售

出 员园园多台，分布在全国各地使用。

⑤ 超滤在生产中药口服液饮剂的应用 中药口服饮（为易拉

瓶装饮液，每瓶 员园园皂造）同样是中药剂改的新剂型，与中药注射剂、

冲服剂、片剂比较有独到之处，其特点：Ⅰ用法方便；Ⅱ口服口感

好；Ⅲ剂量准确；Ⅳ易被机体吸收，尤其适合老幼病人服用。因此，

自 员怨愿愿年以来，发展较快，在制作工艺上更简便，成品澄明，贮存

稳定性好，保留中药有效成分高，无附加剂（如需要在超滤前加

入）。空军北京医院 员怨愿圆年制成生脉饮，随后又制成六味地黄饮、

桂附地黄饮、补阳还五饮、知柏地黄饮和麦味地黄饮等 员猿种饮剂，

深受中外厂家青睐。

⑥ 膜技术在提取中药有效成分的应用 膜技术提取中药有

效成分具有不需加热，一般可免除相的转换，能在低压和低温下操

作，基本上不需化学药品处理，不易破坏热敏物质等优点。有人用

中空纤维膜对中药水提液成分进行分离研究，分别从益母、甘草、

白芍等水溶液中分离盐酸水苏碱、甘草酸及白芍苷，以 圆万孔径膜

分离的除杂率为 源园豫左右。此外，超滤法提取黄芩苷及天然麻黄

的膜法提取等取代了传统的苯提和减压蒸馏，节省能耗，节约有机

溶剂，生产成本低、收率高、质量好、安全可靠，具有经济竞争力。

更有用液膜法从黄柏皮中提取黄连素的研究，均具有实际意义。

（源）纳膜法在制药工业中的应用

① 远原氨基青霉烷酸（远原粤孕粤）的浓缩与回收 远原粤孕粤是一

种重要的半合成抗生素原料，用于生产各种半合成青霉素药物，如

氨苄西林、阿莫西林等。远原粤孕粤的化学合成品成本很高，生产上

采用青霉素 郧钾盐粗品在青霉素酰化作用下裂解而得。所得裂

解液中 远原粤孕粤的质量分数为 源豫左右（以效价计约为 员园园园园园哉辕皂造）。用适当的溶媒如醋酸丁酯，再加酸调节 责匀值，萃取分离出

苯乙酸，水相中的 远原粤孕粤经调节 责匀值至其等电点 责匀越源郾圆，即可

结晶析出。也可加一定量甲醇或乙醇于裂解液中，调节 责匀至 远原粤孕粤的等电点及冷却使其直接结晶。但上述两种方法都因 远原

·缘源员·

粤孕粤浓度低，母液体积大，结晶收率受到一定限制。大约有质量分

数为 园郾源豫的 远原粤孕粤（相当于 员园豫的产品）残留在母液中无法回

收而损失。

生产上可采用真空蒸发设备浓缩裂解液，以减少母液体积，进

而减少母液中产品残留引起的损失。但 远原粤孕粤是热敏性物质，

其β原内酰胺环易开裂而失去抗菌活性。因此，对蒸发设备的真

空度要求很高，各种条件近乎苛刻。利用反渗透膜浓缩与回收远原粤孕粤，因膜受污染、堵塞或无法抵抗溶媒侵蚀等原因而达不到预期

效果。

针对上述情况，有人采用耐溶剂的管式纳滤膜浓缩 远原粤孕粤裂解液。远原粤孕粤的相对分子质量为 圆员远，选用的膜组件是英国

孕悦陨公司的 粤云悦猿园型管式纳滤膜，该膜截留相对分子质量约 圆园园，

两根膜并联操作，每根膜的面积为 员郾圆皂圆。操作条件：温度为 远～员圆益，进料压力为 缘酝孕葬，流量为 猿愿蕴辕皂蚤灶，每批裂解液均为 员远园蕴。

远原粤孕粤的效价用碘量法分析测定。中试结果参见表 猿原员缘。由

表可见，膜的平均截留率在 怨怨豫以上，而透析损失率小于 员豫，浓

缩效果是比较理想的。

表 猿原员缘 以纳滤膜浓缩 远原粤孕粤裂解液的中试结果

批号

裂解液

效价

（μ·皂造原员）

浓缩液

体积

（蕴）

浓缩液

效价

（μ·皂造原员）

透析液

体积

（蕴）

透析液

效价

（μ·皂造原员）

浓缩

收率

（豫）

透析损

失率

（豫）

浓缩过程

平均通量

（蕴辕皂圆·澡）

员 苑园园苑愿 远园 员愿源怨源园 员园园 员园猿猿 怨怨郾园 园郾怨 猿猿郾源

圆 怨员远缘源 愿缘 员苑员园猿园 苑缘 员圆苑园 怨怨郾员 园郾远 猿缘郾愿

猿 怨员缘怨怨 苑缘 员怨源源苑猿 愿缘 员源远怨 怨怨郾缘 园郾愿 圆怨郾园

源 员园源远猿员 苑苑 圆员源缘园缘 愿猿 圆园愿苑 怨愿郾苑 员郾园 圆愿郾远

缘 怨源远愿园 苑猿 圆园苑员员圆 愿苑 员远源圆 怨怨郾愿 园郾怨 猿园郾圆

平均 怨怨郾圆 园郾愿 猿员郾源

② 抗生素发酵液的浓缩与纯化 抗生素的生产大多采用发

·远源员·

酵法，而发酵液经过滤除去生物残渣后，得到的滤液中有效抗生

素浓度往往很低，一般采用萃取法浓缩。

纳滤可以从两个方面改进抗生素发酵滤液的浓缩与纯化工

艺：其一，用亲水性纳滤膜浓缩未经溶媒抽提的抗生素发酵滤

液，此时水和无机盐透过膜可以除去，然后用萃取剂抽提出抗生

素。这样，萃取设备和生产能力将大幅度提高，并大大减少萃取

剂的用量。其二，仍先用溶媒从发酵滤液中萃取出抗生素，然后

用耐溶剂疏水性纳滤膜浓缩萃取液，透过膜的溶媒可循环给下一

步萃取过程。这样，可节省溶媒蒸发设备的投资与蒸发所需的热

能，同时也改善操作环境，避免溶媒蒸汽对工人的危害。

抗生素膜法浓缩、纯化的工艺流程与 远原粤孕粤的浓缩过程相

同，如图 猿原猿愿所示。待浓缩的发酵滤液 （或萃取液） 加入料罐

中，料液经过滤，再由高压循环泵增压后进入膜组件，水和无机

盐 （或溶剂） 透过膜，而被膜截留的抗生素浓缩液循环回到料罐

中，经一定时间循环，直至达到规定的浓缩倍数。纳滤膜能成功

地应用于红霉素、金霉素、万古霉素和青霉素等多种抗生素的浓

缩和纯化。平均截留率在 怨怨豫以上，而透析损失率小于 员豫，浓

缩效果是比较理想的。

图 猿原猿愿 纳滤膜浓缩工艺过程示意

员原料罐；圆原给料泵；猿原预过滤；源原高压泵；缘原纳滤；远原压力表；苑原温度计

·苑源员·

三、控制释放药物

控制释放药物的应用一般可分为口服、皮肤渗透、黏膜植入

及皮下植入四种类型。

口服药物是最普遍和最常见的药物治疗形式，许多药物不需

要控制释放，但如果药物在体内的有效浓度范围窄，并且一超过

最低中毒浓度就有明显的副作用，那么就希望这类药物得到控制

释放。目前，口服缓释药物在市场已有销售。

皮肤渗透方法主要适用于对皮肤有高渗透性并且所需剂量不

大的药物。这类药物释放在达到稳态浓度前，需要一段时间（圆～远澡），这样，对急性病就有一定的缺陷。此类体系最主要的优点

是避免了一次性代谢，并且易使用或取走。对于硝酸甘油和东莨

菪碱两种药物，已可以保持 员～ 猿天的恒速，这类药物的控释产

品在市场上也有出售。

黏膜植入通常限于眼睛、口腔、子宫及阴道等，这类系统也

可避免一次性代谢，能够释放局部作用的药物。这方面的实例有

用于治疗青光眼的毛果芸香碱的一星期体系，用于子宫的妊激素

一年释放体系，用于牙齿的有效期为半年的氟化物释放体系，以

及用于牙床的有效期为一星期的 贼藻遭葬糟赠藻造蚤灶藻释放体系等。

皮下植入是目前仍在实验中的一种方法，主要用于那些不适

合口服的药物，特别是大分子药物，包括 灶葬则糟燥贼蚤糟葬灶贼葬早燥灶蚤泽贼泽、胰

岛素 陨灶贼藻则枣藻则燥灶及生长激素等。

控制释放在兽医学上也有很大的应用价值，如用于释放生长

激素等，与人类不同之处是一般不需要降解聚合物。控制释放膜

还广泛用于农药、化肥、除草剂以及防锈剂等的释放。

四、中药提炼

膜蒸馏法可用于人参露和洗参水的分离浓缩。人参中最有价

值的成分是人参皂苷。人参在加工过程中，通常会产生大量洗参

水和人参露，其中含多种有效成分，例如人参皂苷，其他还有微

·愿源员·

量元素和氨基酸。由于浓度极稀，难以充分利用。吴庸烈等采用

膜蒸馏技术对洗参水和人参露进行了浓缩实验性研究。这是一种

将 员园根 直 径 为 员郾缘皂皂的 聚 丙 烯 微 孔 毛 细 管 膜 （标 称 孔 径 为

园郾源苑μ皂），用环氧树脂封在一根长 员源糟皂有机玻璃管中，制成热

交换器式的膜组件，总有效面积为 源愿糟皂圆。原料溶液流经毛细管

膜内侧作为暖侧，采用恒温水浴控制暖侧温度 （源园郾园益）；蒸馏

水反向流经毛细管外侧作为冷侧，用自来水冷却控制冷侧温度

（员缘郾园益），由冷侧纯水增量计算蒸馏通量。分别测定原液、蒸馏

液和浓缩液的电导率，以及人参皂苷、微量元素和氨基酸含量，

并用气相色谱分析挥发组分的变化情况。

操作中，蒸馏通量为 园郾员愿皂猿辕皂圆·凿，所列分析数据是将 圆蕴原液浓缩至 圆园园皂造得到的。浓缩后洗参水和人参露的电导率分别

由原来的 源猿郾园μ杂辕糟皂和 远郾怨μ杂辕糟皂增大到 员愿园μ杂辕糟皂和 员怨郾园μ杂辕糟皂，

而蒸出液电导率为 员郾圆～ 员郾源μ杂辕糟皂，与普通蒸馏水的电导率相接

近。

表 猿原员远中列出膜蒸馏前后人参露中各种单体皂苷和总皂苷

的含量，由表可知，实验中皂苷的截留率达到 怨园豫以上；表 猿原员苑和表 猿原员愿分别列出了膜蒸馏前后人参露和洗参水中主要微

量元素和氨基酸的含量。

表 猿原员远 膜蒸馏前后人参露中的皂苷含量 辕（皂早辕蕴）

皂苷 砸遭员 砸遭圆 砸园 砸凿 砸藻 砸枣 砸早员 砸早圆 总皂苷

膜蒸馏前 圆郾园 圆郾愿 圆郾怨 员郾园 圆郾圆 源郾园 源郾员 猿郾愿 圆圆郾愿

膜蒸馏后 员怨郾圆 圆远郾园 圆愿郾园 怨郾猿 员怨郾源 猿远郾圆 猿怨郾园 猿远郾员 圆员猿郾圆

表 猿原员苑 膜蒸馏前后微量元素的含量 辕（皂早辕蕴）

氨基酸人参露

原液 蒸馏液 浓缩液

洗参水

原液 蒸馏液 浓缩液

月葬 园郾园远圆 园郾园员员 园郾远园员 园郾园猿猿 园郾园员缘 园郾员苑园

悦葬 员郾猿怨苑 园郾源员苑 员员郾缘源愿 远圆郾源怨 园郾缘苑远 员猿员郾远

·怨源员·

续表

氨基酸人参露

原液 蒸馏液 浓缩液

洗参水

原液 蒸馏液 浓缩液

云藻 园郾园员源 园郾园园怨 园郾园缘员 园郾猿远园 园郾园缘愿 园郾苑员圆

运 园郾源缘猿 园郾园愿苑 圆郾苑圆缘 员园圆郾远 园郾远圆缘 源源猿郾员

酝早 园郾圆缘缘 园郾园猿缘 圆郾员圆远 苑郾园员远 园郾员员远 猿苑郾猿苑

晕葬 园郾源员苑 园郾园怨猿 源郾员员猿 圆源郾苑园 员郾远圆员 员员源郾苑

杂则 园郾园员园 园郾园园缘 园郾园远猿 园郾员源猿 园郾园园怨 园郾苑源员

在灶 园郾猿员圆 园郾园远愿 圆郾远圆源 园郾员圆猿 园郾园愿远 园郾苑圆源

表 猿原员愿 膜蒸馏前后氨基酸的含量 （皂早辕蕴）

氨基酸人参露

原液 蒸馏液 浓缩液

洗参水

原液 蒸馏液 浓缩液

粤泽责 ——— ——— 园郾员怨 ——— ——— 员郾园远

栽澡则 ——— ——— 园郾园愿 ——— ——— 员郾源猿

杂藻则 ——— ——— 园郾怨愿 ——— ——— 员郾园员

郧造 ——— ——— 员郾园员 ——— ——— 员郾园源

郧造赠 园郾园苑 ——— 远郾缘园 园郾员愿 ——— 员郾远圆

粤造葬 ——— ——— 园郾缘愿 ——— ——— 员郾园源

韵赠泽 园郾圆苑 园郾园缘 圆郾缘源 ——— ——— 员郾园圆

酝藻贼 园郾苑源 园郾员愿 远郾员圆 园郾圆员 园郾园源 圆郾园园

灾葬造 ——— ——— 圆郾员园 ——— ——— 员郾远缘

陨造藻 ——— ——— 园郾远怨 ——— ——— 员郾猿园

蕴藻怎 园郾员圆 园郾园愿 员郾员园 ——— ——— 员郾远员

孕澡藻 园郾缘 园郾员圆 缘郾园愿 园郾源源 园郾园怨 猿郾怨圆

粤则早 ——— ——— 园郾怨园 ——— ——— 员郾园圆

五、膜与生物技术

生物技术有着悠久的历史。早在公元前，人类就利用微生物

·园缘员·

酿酒制醋。进入本世纪 远园年代，人类取得了基因重组和细胞融

合等具有划时代意义的科技成果，使人类改造大自然的活动从利

用、改良原有的生物品种进入到创建新的生物品种的高级阶段。

利用近代生物技术能大幅度提高农、林、牧、渔业的质量和

产量，可为食品、医药、轻工、化工等工业和生物医学注入新的

活力。据有关国际组织预测，世界生物技术产品的总产值至

圆园园园年将达到 缘远园～ 缘怨园亿美元。其中医药产品约 猿怨园～ 源园园亿美

元、农业产品 愿园～ 怨园亿美元，用于生物技术的辅助设备和工程

系统可达到 员园园亿美元。膜分离技术在生物技术的辅助设备和工

程系统中占有极为重要的地位。

生物工程产业大致有三个层次。第一个层次为资源依赖性产

业，它的特点是利用现有的生物资源为原料，通过各种分离提取

手段，生产有价值的生物产品。第二个层次为传统的生物技术产

业，即利用微生物或酶为催化剂，制造生物产品。第三个层次是

生物高技术产业，这个产业是利用人类创建的新物种，生产高值

的生物产品。三个层次的产业存在着继承、促进交叉渗透的关

系。

从图 猿原猿怨可以看到，生物产品加工过程一般都包括了原料

图 猿原猿怨 生物产品加工过程

灭菌预处理、生物反应、以及反应的检测控制和产品的分离、提

纯、浓缩等步骤。膜技术几乎可以用于生物产品加工过程的各个

·员缘员·

阶段和所有步骤。

表 猿原员怨列出了生物产品加工过程中常用的技术及可以采用

的膜技术。在本章前几节中，已经提到了一些，下面再作些补

充。

表 猿原员怨 生物制品加工过程的膜或膜技术

加 工 步 骤 常 用 技 术 可 用 的 膜 技 术

空气除菌 玻璃纤维过滤器 微滤膜

培养基灭菌 蒸汽消毒 微滤或超滤膜

生物反应 发酵缸，固定等生物反应器 膜生物反应器

细胞分离 离心 微滤或超滤

纯化 沉淀、吸附、离子交换、萃取 超滤、亲和膜、膜萃取

浓缩 蒸发 反渗透、电渗析、纳米膜超滤

检测控制 各种传感器 膜生物传感器

（员） 发酵工业 发酵工业是 圆园世纪下半世纪迅速崛起的新

兴产业。它基本上是以粮食为主要原料，经过微生物发酵制造产

品的产业。发酵工业是我国轻工业发展的新增长点。膜分离是发

酵工业技术改造的关键技术之一。

发酵生产的第一步是从悬浮状态的发酵液中脱除悬浮的细胞

或细胞碎片，以及其他的粒状或胶体状杂质。发酵液分离的常规

方法是高速离心及真空转鼓过滤。发酵产品大多可以通过超滤

膜，而细胞外壳等悬浮固体以及某些蛋白质、多聚糖之类的大分

子则被膜截留。表 猿原圆园是用超滤和真空转鼓过滤分离发酵液的

设备和操作费用对比。

表 猿原圆园 发酵液精制费用比较

项目 操作费 辕（美元 辕皂猿）

助滤剂 远郾猿源 ———

膜更换 ——— 圆郾圆圆

·圆缘员·

续表

项目 操作费 辕（美元 辕皂猿）

能耗 园郾园愿 园郾圆缘

劳动力 园郾猿圆 园郾园愿

维修费用 园郾员源 园郾园源

清洗用化学试剂 ——— 园郾源猿

折旧费 园郾圆愿 员郾员愿

总操作费 苑郾员愿 源郾圆园

以处理量 员皂猿辕澡计的设备费 员园郾园园园 源苑郾园园园

从对比结果看，虽然超滤的设备费比真空转鼓高四倍多，但

其操作费用仅为转鼓的 远园豫。

在用发酵法生产醋的过程中，利用超滤将微生物和醋分开，

不但醋的质量明显提高，而且生产成本仅为传统的石棉和硅藻土

法的几分之一。

在氨基酸生产中，用超滤除菌或除热原，用反渗透进行氨基

酸浓缩，国外已有中试装置在运转。

在链激酶、双肽、热厌氧菌、酵母菌的收集，以及激素、羧

基酞酶、半乳糖酶生产中细胞碎片的分离中，采用超滤和微滤技

术也已有报道。

此外，在提高发酵工业生产中用水的回收率、降低产品浓缩

中的能耗、提高产品质量和回收率、处理高浓度有机废水等方

面，都大有膜技术的用武之地。

（圆） 膜生物反应器

生物反应器是生物产品加工的核心设备。膜生物反应器是由

膜构成的生物反应器，或是其他生物反应器与膜构成的反应系

统。膜反应器利用了膜的特征和功能，改变生物反应历程，提高

生物反应效率。由于膜的功能繁多，所以膜生物反应器的种类也

很多，且无统一的设计和结构。表 猿原圆员概括列出了膜所具有的

各种主要功能，以及这种功能可采用的生物反应体系和相应的膜

·猿缘员·

分离技术。

表 猿原圆员 膜的功能和适用的生物体系

功能 生物体系 可用的膜技术

膜的固载功能 酶催化反应 可截留生物催化剂的膜

膜的分离功能 微生物、动物、植物细胞培养 微滤、超滤、膜萃取、渗透蒸发

膜的复合功能 多酶或多相酶催化反应 膜萃取、超滤

膜的分隔功能 动物细胞培养 微滤、超滤、透气膜

近年来作为乙醇生产过程的革新项目之一，就是将酶固定到

藻朊酸钙中，进行乙醇的连续生产。这种平板型酶膜反应器，与

过去的间歇法相比，使乙醇的产率大为提高 （见表 猿原圆圆）。

表 猿原圆圆 用固定化酶连续发酵的实际结果

发酵工程 过去法 酝藻造造藻月燥蚤灶藻贼法

酶固定化法

现状

杀菌基质 非杀菌基质

目标

发酵方式 间歇式 间歇式 连续式

菌体浓度 辕（早辕蕴） 猿～ 缘 怨郾远 源园 猿源 源园～ 缘园

最终乙醇浓度 （早辕凿蕴） 员园～ 员员 缘郾缘～ 愿郾园 愿郾缘 愿郾缘 愿～ 员员

对糖收率 辕豫 愿缘～ 愿远 愿缘～ 愿远 怨园～ 怨缘 怨园～ 怨缘 怨园

发酵时间 辕澡 苑园～ 苑远 员猿～ 圆园 缘 缘郾苑 猿～ 愿

寿命 辕皂 原原 原原 跃远 跃远 远～ 员圆

在德国，利用膜生物反应器，由α原酮酸与氨制取相应的

蕴原氨基酸的生产厂，已经运行 缘年以上。

在我国，利用中空纤维固定化细胞膜生物反应器生产 远原粤孕粤已形成 员园园贼辕葬的生产规模。

最后需要特别指出的是：膜生物反应器在处理工业废水中，

有极大的潜力和广泛的应用背景。一些非常好的试验结果已经取

得。作为一种新型、高效的污水处理技术，已受到高度重视并在

·源缘员·

加紧开发之中。

（猿） 生物膜传感器 （月蚤燥原皂藻皂遭则葬灶藻杂藻灶糟藻则） 信息时代，人

们处理信息的能力不断提高。与此同时，对传感器的要求越来越

高，需求量越来越大。

膜传感器是一种借助膜的特殊功能来传递或转换各种信息，

并以一定信号显示的仪器。根据功能的特征，膜传感器可分为两

类。一类是直接转换型，在识别物质的同时，膜的物性发生了变

化，从而能直接发出信号。另一类是间接转换型，在识别物质的

同时，膜的物性虽然也发生了变化，但不能直接发出信号。生物

膜传感器的原理示意图见图 猿原源园。

图 猿原源园 生物膜传感器的原理

从图 猿原猿愿可见，生物膜传感器是由生物功能膜与物理化学

器件构成的。最普通的器件是电极。生物膜传感器有酶膜传感

器、微生物膜传感器、免疫响应膜传感器等。酶膜葡萄糖传感器

的示意图见图 猿原源员。

生物膜传感器已得到广泛的应用。例如，可以计测葡萄糖、

尿酸、 蕴原氨基酸、尿素和过氧化氢的各种酶膜传感器；可以计

测乙酸、乙醇、谷酰胺酸、月韵阅、氨等的微生物膜传感器；可以

计测人血清白蛋白、免疫球蛋白、人绒毛性促性腺激素、甲胎蛋

白的免疫响应膜传感器等。这些传感器已在生物工程、食品、医

疗等领域使用。

·缘缘员·

图 猿原源员 酶膜葡萄糖传感器

由于功能膜的不断开发和传感器件的集成化 （微型化） 和智

能化的研究，可能制成能识别味道和香气的多功能生物膜传感

器，与信息网络系统连接，也可能在家庭中应用。

参 考 文 献

员 郑领英，王学松 援膜技术 援北京：人民卫生出版社，员怨怨愿圆 高以煊 ，叶凌碧 援膜分离技术基础 援北京：科学出版社，员怨愿怨猿 王学松 援膜分离技术及其应用 援北京：科学出版社，员怨怨源源 朱长乐，刘容娥等 援膜科学技术 援杭州：浙江大学出版社，员怨怨圆缘 王学松，反渗透膜技术及其在化工和环保中的应用 援北京：化学工业出

版社，员怨愿愿远 运藻泽贼蚤灶早砸援耘援合成聚合物膜 援第二版 援王学松，赵宝泉，张永泰译 援朱

秀昌校 援北京：化工出版社，员怨怨圆

·远缘员·

第四章 纯化澄清技术

中药提取液一般说来体积较大，含量低、杂质多。为提高疗

效，减少服用量，增加制剂的稳定性，常常要进一步分离和纯

化。常用的分离方法有沉降分离法、滤过分离法、离心分离法；

常见的精制方法有水提醇沉法 （水醇法）、醇提水沉法 （醇水

法）、酸碱法、盐析法、离子交换法和结晶法。实践表明，这些

方法也存在一定局限性。近年来，出现了一些分离和精制的新方

法，如絮凝沉淀法、大孔树脂吸附法、高速离心法等。本章重点

介绍的是大孔树脂法和吸附澄清法这些普通而又适用的新的纯化

澄清技术。

第一节 大孔吸附树脂法

大孔吸附树脂是一类不含交换基团的大孔结构的高分子吸附

剂。主要是以苯乙烯、二乙烯苯为原料，在 园郾缘豫的明胶水混悬

液中，加入一定比例的致孔剂聚合而成。它具有良好的网状结构

和很高的比表面积，可以通过物理吸附从水溶液中有选择地吸附

有机物质，从而达到分离提纯的目的。

大孔吸附树脂是一类不带离子交换基团的多孔交联聚合物，

为 圆园世纪 远园年代发展起来的一类新型高分子材料。是继离子交

换树脂之后发展起来的一类新型的分离介质。大孔吸附树脂由于

其骨架材料的不同而有非极性、中等极性与极性吸附树脂之分，

其孔径可在制备时根据需要加以控制。

一、大孔吸附树脂吸附原理

大孔吸附树脂能吸附液体里物质 （又称溶质、被吸附物或吸

附质），我们将它称之为吸附剂。大孔树脂为什么能吸附溶液里

·苑缘员·

某些物质？其原理为：任何固体内部的分子，在其周围受到的作

用力是相等的，而固体表面上分子受到的作用力是不均等的，故

在表面遇到与其电荷相反的物质，即发生吸附作用。而大孔吸附

树脂的吸附作用主要是通过表面吸附，表面电性或形成氢键等来

实现的。

吸附是一种界面现象，经过这种吸附作用，可以使吸附剂界

面上溶质的浓度高于溶剂内溶质浓度，其结果引起体系内放热和

自由能下降。也有极少数相反现象，即经过吸附作用后，体系内

温度反而上升。因放出的热量不同，可将吸附分为物理吸附和化

学吸附。前者放热量小，约为 愿～ 远园允辕克分子，是由范德华引力

产生的；后者放热量大，约为 员圆园～ 源员愿郾远愿允辕克分子，是由化学

吸附产生的，但极少数是吸热的。物理吸附可分为多层吸附，化

学吸附一般为单层吸附。化学吸附的键可被认为是化学键，它的

产生是由表面上分子相互作用引起的，物理吸附与化学吸附有时

不太容易严格区分。

二、大孔吸附树脂特性、结构

（员） 大孔吸附树脂特性

大孔吸附树脂一般为白色球形颗粒，粒度多为 圆园～ 远园目。

理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂。大孔吸附树脂之所以

能从水溶液中吸附有机化合物，是由于它与以往的离子交换树脂

分离的原理不同，他本身具有吸附性和筛选性。其吸附原理是由

于范德华引力或产生氢键的结果。筛选性是由于树脂本身具有多

孔性结构所决定的。正因为有这些特性，使得有机化合物尤其是

水溶性化合物的提纯得以大大简化。

（圆） 大孔树脂的结构

大孔吸附树脂从宏观上看，有许多微观小球组成的，这些微

观小球间存在孔穴。我们如果把一个宏观小球比作远看的一簇葡

萄，那么每个微观小球就相当于近看的一个小葡萄；小葡萄之间

存在的孔穴，其体积与一簇葡萄体积 （包括孔穴） 之比，称为孔

·愿缘员·

表 源原员 国内外生产的大孔吸附树脂特性

型 号 生产厂名 树脂结构 极性 骨 架 密

度 早辕皂造

粒径范围 比表面

积 皂圆辕早

平均孔径 灶皂 孔容

皂造辕蕴

阅 天津制胶厂 α原甲基苯乙烯 非极性 源园园 员园园

阅员园员 天津制胶厂 苯乙烯 原二乙烯 非极性

阅粤 天津制胶厂 苯共聚物丙烯晴 弱极性 圆园园～ 猿园园

酝阅 天津制胶厂 α原甲基苯乙烯 非极性 猿园园

南大 南开大学 苯乙烯 非极性

南大 阅员 南开大学 乙基苯乙烯 非极性 员郾园园员

南大 阅圆 南开大学 乙基苯乙烯 非极性 园郾怨怨远 猿愿圆

南大 阅猿 南开大学 乙基苯乙烯 非极性 员郾园园缘

南大 阅缘 南开大学 乙基苯乙烯 非极性 园郾怨远愿

南大 阅远 南开大学 乙基苯乙烯 非极性 园郾怨怨猿 源远远 苑猿

南大 阅愿 南开大学 乙基苯乙烯 非极性 员郾园园苑 苑员圆 远远

南大 阅杂圆 南开大学 苯乙烯 非极性 园郾怨怨缘 源远圆 缘怨

南大 阅杂缘 南开大学 苯乙烯 非极性 园郾怨源园 源员缘 员园源

南大 阅皂圆 南开大学 α原甲基苯乙烯 非极性 员郾园猿员 圆远远 圆源

南大 阅皂源 南开大学 α原甲基苯乙烯 非极性 员郾员员圆 源员猿 猿圆

·怨缘员·

续表

型号 生产厂名 树脂结构 极性骨 架 密

度 早辕皂造粒径范围

比表面

积 皂圆辕早平均孔径 灶皂

孔容

皂造辕蕴

上试 员园员 上海试剂厂 苯乙烯 非极性

上试 员园圆 上海试剂厂 苯乙烯 非极性

上试 源园员 上海试剂厂 苯乙烯 非极性

上试 源园圆 上海试剂厂 苯乙烯 非极性

新华大孔 员园园 华北制药

新华大孔 员圆圆 华北制药

粤月原愿 南大化工厂 弱极性 员郾员缘 园郾猿～ 员郾圆缘 源愿园～ 缘圆愿 员郾猿～ 员郾源 园郾苑怨～ 园郾苑苑

载原缘 南大化工厂 极性 园郾猿～ 员郾圆缘 缘园园～ 远园园 圆怨郾园～ 猿园郾园园 员郾圆～ 员郾圆源

匀原员园苑 南大化工厂 园郾猿～ 园郾远 员园园园～ 员猿园园 员郾圆缘～ 员郾圆怨

杂原愿 南大化工厂 极性 园郾猿～ 员郾圆缘 员园园～ 员圆园 圆愿～ 猿园 园郾苑愿～ 园郾愿圆

晕运粤原怨 南大化工厂 极性 园郾猿～ 员郾圆缘 圆缘园～ 圆怨园 员缘郾缘～ 员远郾缘

阅猿缘圆园 南大化工厂 非极性 园郾猿～ 员郾园 源愿园～ 缘圆园 愿郾缘～ 怨郾园 圆郾员～ 圆郾员缘

阅源园园远 南大化工厂 园郾猿～ 员郾园 源园园～ 源源园 远郾缘～ 苑郾缘 园郾苑猿～ 园郾苑苑

砸原粤 北京化工厂

·园远员·

续表

型号 生产厂名 树脂结构 极性骨 架 密

度 早辕皂造粒径范围

比表面

积 皂圆辕早平均孔径 灶皂

孔容

皂造辕造

杂陨孕原员员园园上海医药工业

研究所源园园～ 源缘园 怨郾园

杂陨孕原员圆园园 上海医药工业

研究所

缘园园～ 远园园 员圆郾园

杂陨孕原员猿园园 上海医药工业

研究所

缘园园～ 缘愿园 远郾园 园郾愿缘～ 园郾怨圆

杂陨孕原员源园园 上海医药工业

研究所

远园园～ 远缘园 苑郾远 员郾园～ 员郾员

郧阅载原员园员 天津试剂二厂 苯乙烯 非极性 猿猿园

郧阅载原员园圆 天津试剂二厂 苯乙烯 非极性 远愿园

郧阅载原员园猿 天津试剂二厂 苯乙烯 非极性 远苑园

郧阅载原员园源 天津试剂二厂 苯乙烯 非极性 缘怨园

郧阅载原员园缘 天津试剂二厂 苯乙烯 非极性 远员园

郧阅载原圆园员 天津试剂二厂 苯乙烯 非极性 缘员园

郧阅载原圆园圆 天津试剂二厂 苯乙烯 非极性 源愿园

·员远员·

续表

型号 生产厂名 树脂结构 极性骨 架 密

度 早辕皂造粒径范围

比表面

积 皂圆辕早平均孔径 灶皂

孔容

皂造辕造

郧阅载原圆园猿 天津试剂二厂 苯乙烯 非极性 愿园园

郧阅载原猿园员 天津试剂二厂三氯乙烯乙基苯

乙烯非极性 源远园

郧阅载原源园员 天津试剂二厂 乙烯吡啶 强极性 猿苑园

郧阅载原源园猿 天津试剂二厂 乙烯吡啶 强极性 圆愿园

郧阅载原缘园员 天津试剂二厂 含氧极性化合物 极性 愿园

郧阅载原远园员 天津试剂二厂 带强极性基团 极性 怨园

匀孕原员园 韵则早葬灶燥（日本） 苯乙烯 非极性 源园园

匀孕原圆园 韵则早葬灶燥（日本） 苯乙烯 非极性 远园园

载粤阅原圆砸燥澡皂 原 匀葬葬泽

（美国）苯乙烯 非极性 员郾园苑 猿园园 怨园

载粤阅原源砸燥澡皂 原 匀葬葬泽

（美国）苯乙烯 非极性 员郾园愿 苑缘园 缘园

杂原愿远员 砸燥澡皂 原 匀葬葬泽（美国）

缘园园～ 远园园

杂原愿远圆 砸燥澡皂 原 匀葬葬泽（美国）

源园园～ 源缘园

·圆远员·

度；小葡萄之间的平均距离称为孔径 （魡），把所有小葡萄的微

观小球面积加起来就是一簇葡萄的表面积，如果以单位重量计

算，可以将这表面积除以一簇葡萄的重量，既得比表面积 （皂圆辕早）。这些小球体结构多为苯乙烯型，圆原甲基丙烯酸酯型、丙烯

腈及二乙烯苯等。从表 源原员中可以看出，大孔吸附树脂中有带

功能基的，也有不带功能基的。因此，大孔吸附树脂有极性、中

等极性和非极性之分。

由于大孔树脂的孔度、孔径、比表面积及构成类型不同而被

分为许多型号，故性质各异，在应用时必须根据情况加以选择。

三、大孔吸附树脂的特点

（员） 许多生物活性物质对 责匀较敏感，易受酸碱作用而失去

活性，这就限制了离子交换法的应用。而采用大孔吸附树脂，既

能选择性吸附，又便于溶媒洗脱，整个过程 责匀不变。

（圆） 大孔树脂对有机物选择性良好，在大量的无机盐存在下

无影响，还可以大大减小工作流程。而离子交换树脂就要受到严

重障碍。

（猿） 脱色去臭作用能力高，效果不亚于活性炭。

（源） 吸附树脂的物理与化学稳定性高，经久耐用，而活性炭

与之无法相比。

（缘） 吸附树脂一般系小球状，直径 园郾圆～ 园郾愿皂皂之间，不像

粒状活性炭在使用时不方便。

（远） 溶媒法是液液萃取法，所用溶媒耗量大，回收较难，而

且有些化学成分花时间在溶媒中结构不稳定。采用大孔吸附树脂

法，不仅溶媒用量少，而且避免了由于溶媒而产生的乳化现象。

（苑） 吸附树脂品种繁多，可根据不同要求使用不同品种。

（愿） 吸附树脂再生容易，一般用水、稀酸或有机溶剂如低级

醇、丙酮即可，同时分离出来的物质灰分低，没有无机物掺杂其

间。缺点：价格昂贵，吸附效果易受流速和液质浓度的影响。

·猿远员·

四、影响大孔吸附树脂吸附的因素

为了达到较好的分离效果，必须根据所分离化合物的大致结

构、特征来确定分离条件。既被分离化合物分子体积的大小，如

多糖类、皂苷类、取代苯类等，它们分子体积的大小相差明显，

一般通过预试验、查阅文献资料均可获得所应选用的适当孔径的

树脂。其次要知道分子中是否存在酚羟基、羧基或碱性氮原子，

由此确定树脂的型号及分离条件。一般来说，要达到满意的分离

结果，须注意以下几个方面的影响。

（员） 大孔树脂化学结构影响

大孔吸附树脂是一种表面吸附物质，其吸附力与树脂的比表

面积，表面电性，能否与被吸附的化合物形成氢键等有关。引入

极性基团可以改变表面电性，或者与某些被分离的化合物生成氢

键都会影响吸附作用。一般非极性化合物在水中可以为非极性树

脂吸附，极性树脂则易在水中吸附极性物质。

（圆） 被吸附物质的化合物结构影响

在同一树脂中，树脂对分子量大的化合物吸附作用较大，化

合物的极性基团增加，树脂对其吸附力也随之增加，如果树脂与

化合物之间能发生氢键作用，吸附作用也将加强。

（猿） 被吸附物质在介质内溶解度的影响

某物质若能高溶解于某一介质，这表示该物质与介质有很好

的亲和力；这样，吸附剂对该物质的吸附是不会太高的。既然吸

附剂对低溶性的溶质比对高溶性溶质有较高的吸附量，故加入盐

及助溶剂均能影响吸附作用。

（源） 责匀的影响

样品溶液 责匀值对化合物的分离效果至关重要。根据被分离

化合物结构特点灵活改变溶液 责匀值，可使提纯工作达到理想效

果。一般情况下，酸性化合物在适当酸性溶液中充分吸附，碱性

化合物则在适当碱性条件下较好被吸附，中性化合物可在大约中

性的情况下吸附。

·源远员·

（缘） 树脂的清洗

化合物经树脂柱吸附以后，在树脂表面或内部还残留着许多

非极性成分，或吸附性杂质成分，这些杂质必须在清洗过程中尽

量洗除。非吸附性成分一般用水即可洗除，而吸附性杂质根据情

况可 以 用 一 定 浓 度 的 酸 或 碱 液 除 去 （园郾员～ 员郾园皂燥造辕蕴晕葬韵匀或

匀悦造），经清洗可以使许多杂质除去。一般情况下，洗至近无色即

可。树脂清洗不净，将影响大孔吸附树脂的吸附。

（远） 洗脱液的选择

吸附树脂在分离植物有效成分方面的应用是利用吸附的可逆

性 （即解吸）。由于树脂极性不同，吸附作用力强弱不同，解吸

难易也不同。因此，解吸剂 （洗脱液） 是筛选树脂的重要环节。

洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯等，根据吸附力强弱

选择不同的洗脱剂及浓度。对非极性大孔树脂，洗脱剂极性越

小，洗脱能力越强。对中等极性大孔树脂和极性较大的化合物来

说，则用极性较大的溶剂较为适合，为了达到满意的效果，可设

几种不同浓度洗脱，确定最佳洗脱液浓度。实际工作中，甲醇、

乙醇、丙酮应用较多，洗速一般控制在 园郾缘～ 缘皂造辕糟皂圆·皂蚤灶为好。

吸附树脂是近 圆园年发展起来的，对其中一些理论问题大家

正在探讨之中。马丁诺那等认为树脂的使用效果依赖于它的孔

径、孔度和比表面积。付飞氏认为如果表面积有足够大的话，则

吸附树脂的化学结构对某些有机化合物的吸附是主要影响因素。

亚布拉姆斯根据他的试验提出：表面积、孔径和孔度是在干态下

测定的，而树脂在使用时是湿态，故实际情况与干态不同。因

此，他认为影响树脂的吸附因素，更重要的为树脂的骨架结构，

功能基团性质及其极性。

上述三种意见，第一强调了物理因素，而忽视了化学因素在

吸附上起的作用；第二及第三个考虑比较全面，物理和化学因素

都提出了，但还应考虑一些具体情况。

不同类型的吸附剂，性质是不同的。由于吸附作用比较复

杂，故要准确估计某一种吸附剂对某一物质的吸附不太容易。不

·缘远员·

过下面的规律还是符合一般情况的。

① 极性物质在非极性介质 （水） 内被非极性吸附剂吸附；

极性物质在非极性介质内被极性吸附剂吸附。

② 化合物，一头有极性基团，另一头有非极性基团，那么

带极性基团的一头被极性吸附剂吸附；非极性的一头被非极性吸

附剂吸附。

③ 强极性基团的吸附剂，在非极性介质里能很好的吸附极

性化合物。

④ 选用合适的吸附剂以后，选择合适的介质及合适的吸附

条件很重要。对酸性溶质，应在酸性溶液里吸附；对碱性物质，

应在碱液内吸附。

五、大孔吸附树脂预处理、纯化、解吸及再生

大孔吸附树脂用于液体吸附时，分次法和柱法均可采用。所

谓分次法就是将树脂放入内有被吸附的溶液内，经过搅拌或振荡

达到平衡，滤过，即将被吸附物从溶液中分离出来得到。所谓柱

法，就是将吸附树脂放入交换柱 （用滴定管代替） 内，柱的下端

有一烧结玻璃板，下部安有开关活塞 （或柱的下端出口被加工细

口，底端放入少量棉花塞住）。

上述两种方法，后法比较好，故在中草药分离过程中常被采

用。现将柱法吸附操作简述如下：

（员） 大孔吸附树脂的处理

为了保护树脂不受霉菌的侵蚀，购到的树脂一般是用防腐剂

（如氯化钠及碳酸钠溶液） 处理过的，同时树脂内部尚有未聚合

的单体和残留的致孔剂、分散剂等，故用前必须除掉。这个过程

称为树脂的纯化，分以下几个步骤。

① 市售的树脂在出厂前，一般用水润湿保护，使其不致破

碎及改变其内部结构 （如塌孔）；但暴露在空间过久易变干态。

装柱前应将其放在烧杯内并加入足量的去离子水，使其溶胀至体

积不再增加为止，然后倒入内有少许水的交换柱内，柱的长度最

·远远员·

好在 苑园～ 愿园糟皂以上，最短不能低于 远园糟皂。若用水量过多，可以

从底部放出的一部分水，水在柱内的高度应超过树脂的 猿糟皂以

上，管内树脂量不要超过管长的一半以上。

② 反洗：反洗的目的有三，其一可除去吸附树脂内部的气

体及黏着在树脂表面上的悬浮物；其二可冲去破碎及过小的树

脂；其三可将树脂颗粒大小依次沉降 （颗粒大的在柱底，小的在

柱上部），这样可以减少树脂床的压差，以防影响吸附树脂流速。

反洗操作如下：先于柱下方的出口管用一橡皮管与水连接，

柱的上口处用一橡皮管塞住，连接橡皮管的玻璃管，缓慢打开水

源，使水从柱的底部流入，逐渐增加水的流速，使树脂全部移

动，让其体积大于原来的 缘园豫 ～ 员园园豫。持续上述的流速，直至

树脂内的气体全部赶出，同时使悬浮的不洁物、破碎的及过小树

脂颗粒从管顶逸出。然后停止水的流动，使树脂逐渐沉下，调节

树脂顶部约有 圆郾缘糟皂以上的水，备用。

（圆） 大孔吸附树脂的纯化

大孔吸附树脂中水溶性杂质的除去：上面已经提到，大孔吸

附树脂一般含有未聚合的单体、致孔剂 （多为长碳链的脂肪醇

类）、分散剂 （如聚乙烯醇或明胶和防腐剂），使用前必须除去。

这可以用相当于树脂体积 圆～ 源倍的去离子水从分液漏斗内加入

柱内，使其从底管 （以流速为 园郾圆远愿皂造辕皂蚤灶或 员远倍树脂体积的

水 辕小时） 漏出，至柱内的水沉没树脂顶部 圆郾缘糟皂以上为止。

①油溶性杂质的除去：树脂以水洗涤除去水溶性杂质后，再

以相当于树脂体积的 缘倍甲醇、异丙醇洗涤，流速与水洗涤相

同。也可用丙酮加热回流洗脱 （如改良的沙氏提取器），视树脂

中可溶性杂质的多寡，一般需 猿～ 源天，甚至长达 苑～ 愿天才能洗

净树脂中的少量单体、致孔剂等物质。如用甲醇在柱上流动清

洗，不时检查流出的甲醇，当流出的甲醇液与水混合不呈白浊色

即可 （取 员皂造甲醇液加 缘皂造水）。

如果下一步吸附是在水相中进行，最后仍用 圆～ 缘倍的去离

子水洗净，不能让任何其他溶剂存在，以免影响树脂的吸附量。

·苑远员·

如果吸附是在其他有机溶剂中进行，则用 圆～ 缘倍树脂体积的该

种有机溶剂代替去离子水洗涤，以除去上一步用于洗涤树脂的溶

剂 （如甲醇、异丙醇或丙酮）。

②超纯大孔吸附树脂的获得：超纯树脂用于吸附溶液内的痕

量物质，提纯方法为将树脂放入沙氏提取器的纸套内，相继用甲

醇、乙腈及乙醚提取，最终将树脂内所有痕量杂质除去，然后按

上述方法使用。

（猿）解吸附与再生

样品可溶于少量水中再加到柱的上端。若样品在水中不能全

部溶解，也可以将样品先溶于少量甲醇中拌入适量树脂，挥发掉

甲醇后，再将拌有样品的树脂加于柱上。洗脱时通常先用水，续

用醇 原水洗脱，逐渐加大醇的浓度。同时配合适当的薄层 （如硅

胶薄层，纸层或聚酰胺薄层等） 作指导。一般用 怨缘豫的乙醇洗

脱至无色后，树脂柱即已再生，然后以大量水洗去醇，即可用于

相同的植物成分的分离。如若树脂颜色变深，可试用稀酸或稀碱

溶液洗脱，最后水洗至中性。如果柱上方沉积有悬浮物，影响流

速，可用水或醇从柱下进行反洗，以便把悬浮物顶出。

经使用的吸附树脂，其颜色会逐渐变深。若吸附量不降低，这

种改变对树脂的性质和应用是没有影响的。经多次使用后，有时柱

床挤压过紧或树脂颗粒部分的破碎而影响流速，可将树脂从柱中取

出，于烧杯中用水漂洗除去太小的颗粒和悬浮的杂质，再重新装柱。

六、大孔吸附树脂在中药有效成分纯化中的应用

大孔吸附树脂近 圆园年广泛应用于中药有效成分的分离、纯

化，为分离有机化合物尤其是水溶性化合物的有效手段，在中药

化学成分的提纯方面显示了独特作用。由于它本身具有的许多优

良特性，不少研究工作者对其产生了很大兴趣。现介绍大孔吸附

树脂在中药有效成分分离、纯化中的应用。

（员） 皂苷类

天麻中天麻苷的分离。取天麻的乙醇浸膏 圆园早（相当于 员园园早·愿远员·

生药），溶于 缘园皂造水中，通过 酝阅原型树脂床 （圆缘伊缘糟皂，天津

制胶厂），第 员～ 员猿份为水洗脱 （每份 员园园皂造），第 员源份为 缘园豫乙醇洗脱，最后用 怨缘豫乙醇洗脱。根据硅胶薄层检查，合并含

天麻苷的第 远～ 员圆份，再进行一次 酝阅原型树脂分离，用水洗脱，

每份 猿园皂造，共收集 苑份，从第 圆～ 源份得天麻苷 源猿园皂早，甲醇 原醋酸乙酯 （员颐怨） 重结晶，得纯天麻苷 圆员园皂早。

赤芍中芍药苷的分离。从赤芍提取得到赤芍总苷部分，除含

有苷外，还含有较多的蔗糖和葡萄糖，黏度大，不易获得纯的芍

药苷，试用大孔树脂分离，方法如下：取总苷 员缘早，溶于少量乙

醇中，拌入少量 阅型树脂，挥去乙醇后加到树脂床 （员缘园早） 顶

部，先用水洗至糖反应呈阴性，改用 怨缘豫乙醇洗脱。水洗脱部

分 愿郾源早，乙醇洗脱部分 远郾远早。结果表明，大孔树脂可以吸附芍

药苷，而将糖除去，有利于进一步的化学成分的分离。金继暑采

用 阅粤原圆园员型大孔吸附树脂分离白芍总苷。先用水洗至无还原

糖反应，改用乙醇洗脱至苷类完全解吸，收率为 员郾缘豫，且具有

操作简便，树脂再生容易，得率恒定，产品质量稳定等特点。

甜叶菊中含有二萜类化合物成分甜叶菊苷，具有甜度高 （为

蔗糖甜度的 圆园园倍左右），低热量，无毒性等优良特性，因此广

泛用于医药、食品等行业中。采用通常的分离方法成本高、费时

且产品质量及回收率也不理想。曾有人用四种不同型号的大孔树

脂法提取甜菊苷，均获得较好的效果。其中以天津产的 粤皂遭藻则造蚤贼藻载粤阅原源型为最好，其吸附容量为 远郾员源豫，并认为此方法简便，

结晶纯度高，对改进的生产工艺有一定作用。也有人用 阅员园员非极

性树脂作为吸附剂，将甜叶菊干叶用热水提取三次，提取液碱化

上大孔树脂，先用水洗，续用 怨缘豫乙醇洗脱，洗脱液蒸干、结

晶。这种分离方法操作简便，再生方便，粗品收率达 愿豫左右，

精品收率在 猿豫左右，成品质量稳定。也有采用 阅型吸附树脂分

离比色法测定甜叶菊中甜菊苷含量，与高效液相色谱法测定比

较，两者结果相近，故认为本法准确、可靠。

用 苑园豫乙醇回流提取次玫果，得乙醇提取液并回收乙醇得

·怨远员·

水液，滤过，滤液上大孔吸附树脂柱。用适量水洗涤大孔吸附树

脂柱，除 去 多 糖 等 杂 质，用 薄 层 检 识，防 止 皂 苷 洗 下，再 用

苑园豫乙醇洗脱大孔吸附树脂柱得乙醇液 （含皂苷）。用大孔吸附

树脂分离刺玫果苷比皂苷通法省时、省力、省钱，大量使用水洗

液，适用于含量低的皂苷的大量制备。水洗脱虽然能洗下多糖、

单糖、鞣质、低聚糖，但应防止将极性大的皂苷洗下。

用 阅员园员大孔吸附树脂法提取精制三七总皂苷，样品浓度可为

园郾缘早生药 辕皂造，每克大孔吸附树脂的吸附量约为 猿缘皂早，收率在

愿豫以上，并能除去糖类等水溶性杂质，降低了提取物的吸潮性，

色泽好，纯度高，质量稳定。也有人以 阅型树脂吸附三七皂苷，

每克吸附树脂吸附三七皂苷为 缘园皂早，苑园豫乙醇洗脱，流速适中。

江林等人用树脂吸附分离 原比色法测定三七中总皂苷含量，同时

对三七全株不同生长部位、不同规格、不同产地的 圆圆个样品进

行三七总皂苷的含量测定。

王贵德等人用大孔吸附树脂法，将西洋参叶经水提取后，上

大孔吸附树脂分离，用水洗脱后用 员园豫乙醇溶液洗脱，最后用

怨缘豫乙醇洗脱，收集 怨缘豫乙醇洗脱部分，回收乙醇至干，西洋

参叶总皂苷的收率可达 猿郾愿豫。李义侠等用 阅员园员大孔吸附树脂法，

将西洋参茎叶粗总皂苷分离，先用常水洗涤，续用 愿园豫正丁醇

洗脱，精制的皂苷含量可达 怨园豫左右。

李兆龙等人采用聚苯乙烯型树脂 粤皂遭藻则造蚤贼藻载粤阅原员员，分离纯

化绞股蓝总皂苷，样品上柱后用水和 圆园豫甲醇洗脱，续用甲醇

解吸附，也可以用 粤皂遭藻则造蚤贼藻载粤阅原圆树脂分离，二次上柱分离效

果更好。徐氏等人对绞股蓝原浆与口服液总皂苷含量测试，用正

丁醇提取法与大孔吸附树脂分离法进行比较，实验结果表明：原

浆中总皂苷的含量测定，两种方法均可适用，但是吸附树脂法较

正丁醇法优越，特别是对绞股蓝口服液等制剂的测定，大孔吸附

树脂法变异系数较小，数据精确，操作简便。陈刚等人将大孔吸

附树脂法用于绞股蓝皂苷的分离提取，发现在用碱液冲洗柱子

时，绞股蓝皂苷很好的吸附于柱子上，而且用 缘园豫乙醇冲洗柱

·园苑员·

子时，则很快解吸附，而 猿园皂造即能将绞股蓝皂苷全部洗脱下来。

芦金清等人采用 阅型非极性树脂吸附纯化绞股蓝皂苷，经 猿豫晕葬韵匀水溶 液 处 理 后 的 树 脂，对 绞 股 蓝 皂 苷 的 吸 附 容 量 可 达

苑园皂早辕早（干树脂），收率为 圆郾缘豫，解吸醇的浓度为 愿园豫 ～ 怨缘豫，

回收率为 怨苑豫以上。用过柱后可用 园郾缘皂燥造辕蕴的 晕葬韵匀溶液清理，

使树脂表面残留的吸附性杂质除去。

尹笠签等人采用大孔吸附树脂法，直接处理人参汁效果较

好，回收率达 怨园豫以上，收购回来的人参果汁经机器搓取弃籽

取人参果肉及水洗汁，一般含量在 园郾苑～ 源皂早辕皂造不等。含量低，

体积大，不宜采用防腐措施，而采用树脂处理人参果汁，其优越

性就在于可将人参果汁滤过后直接通过树脂柱，可将杂质洗脱

掉，该法工时短，成本低，收率高。

杨建萍等人利用 阅粤员园员大孔吸附树脂不吸附多糖的性质，将

糙叶败酱根的水煎液中皂苷及部分色素吸附在树脂上而与多糖分

离，使糙叶败酱根中的多糖成分得以纯化，为进一步研究糟叶败

酱根中多糖成分提供方便。

刘莉娟等人采用 阅员园员型树脂分离纯化甘草酸。将每 员皂造含

员园皂造生 药 的 样 品 （园郾圆～ 园郾猿皂造），加 于 大 孔 树 脂 柱 顶 端 （苑～愿皂皂，长 员远园皂皂）。比较用水、员园豫、源园豫、愿园豫乙醇洗脱的效

果，认为用水和 员园豫乙醇洗脱效果较好，而且 阅员园员树脂可吸附甘

草酸近 源缘园皂早辕早。吸附树脂用后可加氨性醇进行洗脱再生，然后

用水淋洗至 责匀中性，并保存备用。通过试验证明，阅员园员型树脂

对甘草酸及其制品水溶液中的甘草酸不仅吸附快，解吸快，而且

吸附量大，方法简便有效。由于甘草中除含有甘草酸外，还有黄

酮类、香豆精类及其桂皮醛衍生物、蛋白、糖类等。因此可以用

乙醚除去脂溶液性成分杂质，在解吸甘草酸，使之回收完全。王

其灏等人在分离纯化甘草酸中采用美国进口 粤皂遭藻则造蚤贼藻载粤阅原愿树

脂吸附，将甘草浸膏提取物溶于适量水中，调节 责匀缘～ 远，然后

上 粤皂遭藻则造蚤贼藻载粤阅原愿型树脂柱，依次用水、员园豫乙醇洗脱，洗脱

液以 匀孕蕴悦或 栽蕴悦手段检测。甘草酸单铵盐收率高达 远缘豫 ～·员苑员·

苑缘豫，一次性处理纯度在 怨园豫以上。与由苯乙烯和二乙烯苯作

骨架的 粤皂遭藻则造蚤贼藻载粤阅原圆、粤皂遭藻则造蚤贼藻载粤阅原源型树脂，由丙烯酸酯

组成的 粤皂遭藻则造蚤贼藻载粤阅原苑型树脂；由亚砜组成的 粤皂遭藻则造蚤贼藻载粤阅原怨型树脂相比较，粤皂遭藻则造蚤贼藻载粤阅原愿分离效果最好。

（圆） 生物碱类

三棵针生物碱的提取：取 员园早三棵针生药粗粉，用 员园豫硫酸

渗漉至流出液呈微弱生物碱反应 （共收 员远园皂造），用 员园豫氢氧化

钠调至中性，滤过除去沉淀物，加水稀释至 圆园园皂造，通过 阅原型

树脂床 （缘早）。流出液不显生物碱反应，用水洗至开始出现生物

碱 （以上液体蒸干得残渣 源早），续用水洗脱至无生物碱反应 （这

部分蒸干得黄色粉末 园郾缘怨早），改用甲醇洗脱 （蒸干得棕色膏状物

园郾猿猿早） 测定后两部分中的小檗碱含量，与生药含小檗碱量比较，

提取率可达 怨苑豫。杨桦等人以乌头碱为指标，考察四种树脂 阅员园员

型、阅圆园员型、粤月原愿型、载粤阅原苑型对乌头碱的吸附，用正交实

验设计，以树脂的种类、乙醇的浓度、供试液的 责匀为考察对

象，从而选择提取分离制川乌、制草乌中总生物碱的最佳工艺。

试验结果认为以 粤月原愿型树脂、愿园豫乙醇浓度、责匀缘的条件为

宜。可见，弱极性树脂、较高浓度乙醇及弱酸性药液对川乌、草

乌总生物碱有较好的分离提取效果。

（猿） 黄酮及内酯类

李兆龙 等 人 用 日 本 产 的 非 极 性 大 孔 吸 附 树 脂 （如 阅蚤葬蚤燥灶匀孕原员园，匀孕原圆园，匀孕原圆员） 等分离银杏叶黄酮等。将银杏叶粗

粉经 缘园豫～ 苑园豫乙醇提取，提取液浓缩放冷，析出不需要的成

分，滤液用大孔吸附树脂分离，用水洗柱，再用 远园豫 ～ 苑园豫乙

醇水溶液解吸被吸附的提取物，所得提取物用高效液相色谱分

析，得黄酮类成分大于 圆园豫，银杏内酯含量在 缘豫以上。如果在

水洗柱之后，用低浓度的乙醇洗柱 （如 缘豫乙醇水溶液） 再用

远园豫～ 苑园豫乙醇水溶液解吸提取物，黄酮苷含量可达 圆源豫以上。

国产 阅员园员树脂也可以用于分离银杏叶黄酮，阅员园员树脂对银杏黄酮

的吸附量约为 圆早辕皂造，可得产品含总黄酮约为 猿愿豫。

·圆苑员·

（源） 其他

薄盖灵芝中尿嘧啶和尿嘧啶核苷的分离：薄盖灵芝菌丝体的

乙醇提取物，经乙醚脱脂，阳离子交换树脂处理，得到中性的水

溶部分。取此部分 源园郾苑早溶于水，通过 圆园园早阅粤型大孔树脂床，

分别以水、乙醇 （圆园豫～ 怨缘豫） 洗脱，根据硅胶薄层检查合并为

三个部分，水洗脱液甲 （员园园园皂造） 蒸干得 猿远郾园早，主要含糖。水

洗脱液乙 （员缘园园皂造） 蒸干得 猿郾员源早，主要含尿嘧啶和尿嘧啶核苷。

乙醇洗脱部分为色素。将水洗脱液乙蒸干所得的残渣加水溶解即

析出白色固体，水重结晶得尿嘧啶 园郾园缘早。母液再经 郧阅载员园缘原型

树脂 （天津试剂二厂，苯乙烯型，非极性） 层析，样品与树脂比

员颐圆园。水洗脱除尚可得到尿嘧啶外，主要得到尿嘧啶核苷，水重

结晶得白色针状。

丹皮酚稍溶于水，能随水蒸气挥发，以往测定丹皮酚采用直

接蒸馏气相色谱法。郭丽冰等将徐长卿粉末的水蒸气通过 阅粤圆园员

型大孔树脂柱，使内含的丹皮酚富集于树脂柱上，再用乙醇将其

洗脱后以气相色谱测定含量。

邓少伟等人用市售的大孔吸附树脂分离川芎嗪和阿魏酸。将

该药材用 怨缘豫乙醇回流提取，减压浓缩，而后用大孔吸附树脂

分离。药材和树脂的比例为 员颐圆～ 猿。先用水洗至还原糖反应为

阴性 （酝燥造蚤泽澡反应），续用 猿园豫乙醇洗脱，可得阿魏酸和川芎嗪，

用 怨缘豫乙醇洗柱可再生。

总之，大孔树脂是近代发展起来的一类有机高聚物吸附剂，

应用中草药成分的提取分离效果较好。所得产品纯度高，质量稳

定，成本低。此外，大孔吸附树脂还可以用于含量测定前样品的

预分离。

第二节 吸附澄清技术

吸附澄清技术主要是指运用吸附澄清剂将固液快速分离的技

术。利用吸附澄清技术的历史可以追溯到公元 员世纪，劳动人民

·猿苑员·

由于生产和生活的需要，就开始使用铝矾土和石灰澄清悬浮浊

水。员怨世纪，工业上运用无机凝聚剂作为悬浮液的澄清剂，但

其作用缓慢，效果较差。圆园世纪 缘园年代末，随着有机高分子絮

凝剂的开发出来，澄清技术广泛地用于各工业部门的固液分离过

程。

近年来，以吸附澄清剂作为澄清分离的方法，在食品、医药

方面得到了广泛深入的运用，特别是在中药的除淀粉、蛋白质、

胶质、鞣质、多糖等方面得到了广泛的应用，以往药学工作者运

用水提醇沉的方法去除中药材煎煮液中的上述无效成分，现在运

用吸附澄清技术可以部分代替中药水提醇沉工艺，而且提高了有

效成分的含量，选择性的除去了无效成分，保证了产品质量的稳

定性。

一、吸附澄清技术的特点

水提醇沉法是广泛应用于中药制剂生产中，用以去除杂质的

经典方法。但被视为中药制剂的 “提取通则” 的水提醇沉法尽管

有诸多特点，但缺点也是显而易见的。概括起来有：可造成有效

成分的大量流失；成品稳定性差；中药提取液中总固体物及有效

成分损失严重，难以保证成品制剂的有效性；成本高；生产周期

长等不足。吸附澄清技术是在混悬的中药提取液或浓缩液中加入

吸附澄清剂，以吸附方式除去溶液中的粗粒子，以及淀粉、鞣

质、胶质、蛋白质、多糖等无效成分或无需成分，由于不同的吸

附澄清剂去除杂质的类型不一样，因此以吸附澄清技术部分代替

醇沉法具有以下意义。

（员） 有效 该法不减少溶液中可溶性固体物，能最有效地提

高有效成分的含量，保证制剂疗效。

（圆） 专属性 不同吸附澄清剂具有不同的去除杂质的能力，

选择好吸附澄清剂可以专属性的除去如多糖、蛋白质、鞣质等无

效成分或无需成分，这是醇沉法所不能替代的。

（猿） 无毒性 吸附澄清剂一般为天然有机高分子化合物，本

·源苑员·

身无毒无味。

（源） 方便 采用该项技术精制中药提取液，不需任何特殊设

备，只需加入吸附澄清剂予以处理即可，且缩短工期，全部澄清

过程最多只需 员圆小时左右即可完成。

（缘） 经济 吸附澄清剂成本低廉。

（远） 成品稳定性好 采用该法制得的口服液在室温贮存近 圆年，仍无明显影响澄明度的沉淀产生。

（苑） 降低成本，提高生产效益 有人曾以生产 员园园吨生脉饮

口服液 （约 猿园园万元产值） 为例，采用两种工艺进行生产，统计

了二者的不同耗费。结果表明：采用吸附澄清剂技术较醇沉法，

生产成本大大降低，每生产 员园园吨生脉饮仅酒精与蔗糖节省资金

达 员员万元，加上降低能耗，缩短生产周期，节省固定资产等，

综合效益高于 员缘万元 （澄清剂仅需用 员万元）。这就是说，采用

新工艺后，可在不增加任何投资前提下，降低生产成本，提高生

产效益。因此，以吸附澄清技术作为取代水提醇沉工艺的新技

术，在中药生产中应用可望产生极大的经济效益。

二、吸附澄清剂的作用原理

（员） 悬浮液稳定的原因

传统中医药对药材一般采用水煎法，其水煎液一般为悬混

液，有的放置很长时间也不澄清，那么这个悬浮液稳定的原因是

什么？这是由于悬浮液中固体微粒太细，同时带有同性电荷而形

成布朗运动。另外，溶液中还有一种亲水的胶体，它是可溶性的

大分子，如蛋白质、淀粉和腐植酸等，它们的分子上都有亲水的

极性基团，如—韵匀、—晕匀圆等，对水具有强的亲和力，在分子

的周围保持较厚的水层，能发生膨胀，有形成真溶液的倾向，悬

浮液形成分散体系就是依靠细微粒度、同性电荷以及在水中的溶

解作用而形成稳定状态的。

（圆） 凝聚作用与絮凝作用

在固液分离过程中可以通过凝聚和絮凝的方法来破坏分散体

·缘苑员·

系的稳定性，从而加快沉降速度并提高滤过效率。

①凝聚作用 所谓凝聚作用即在悬浮液中加入无机电解质，

通过电性中和作用来解除布朗运动，使微粒能够靠近接触而聚集

在一起。

乌沙 （酝郾再怎泽葬） 认为，凝聚过程包括下列机理：异向凝聚、

同向凝聚和机械脱水收缩三个过程，这三种凝聚机理见图 源原员。

图 源原员 凝聚过程

葬援异向凝聚 （孕藻则蚤运蚤灶藻贼蚤糟悦燥葬早怎造葬贼蚤燥灶）：由于微粒间布朗运动

发生碰撞而凝聚的过程称为 “异向凝聚”，如图 源原员粤。

奥梅利亚 （韵蒺皂藻造蚤葬） 对单一的分散体系进行了研究，获得了

异向速度变化率的公式：

允月越凿增辕凿贼越源晕运栽灾圆辕猿μ （源原员）

式中：允月—异向凝聚力速度变化率； 灾—在 贼时间内分散体

系中微粒的总浓度；运—有效碰撞系数。晕—在所有碰撞中能成

功产生絮团的碰撞数目； 栽—绝对温度；μ—流体黏度。

在分散体系的异向凝聚过程中，固体微粒总浓度的变化与碰

撞系数，绝对温度以及固体的浓度成正比而与液体的黏度成反

比。

遭援同向 凝 聚 （韵则贼澡燥噪蚤灶藻贼蚤糟悦燥葬早怎造葬贼蚤燥灶）：微 粒 间 由 层 流 与

紊流运动而碰撞接触所产生的凝聚过程称为 “同向凝聚”，如

·远苑员·

图 源原员月。

奥梅利亚也对这个问题进行了研究，在单一分散系统中因层

流而产生凝聚时，获得了同向凝聚速度变化率的公式：

允郧越凿增辕凿贼越圆晕阅猿灾圆γ辕猿 （源原圆）

式中：允郧—同向凝聚速度变化率； 阅—分散体系中固体微粒

直径； 晕—有效碰撞系数；γ—层流速度梯度。

在分散体系的同向凝聚过程中，固体微粒总浓度的变化与层

流速度梯度、碰撞有效系数、微粒直径以及固体浓度成正比。

糟援机械脱水收缩 （酝藻糟澡葬灶蚤糟葬造杂赠灶藻则泽蚤泽）：当凝聚作用发生以

后，包含在絮团中的分散介质，在外力作用比较薄弱的部位被排

挤出来，絮团同时收缩和密集，此时絮团中的微粒之间有足够的

黏附力而不被外力破坏，见图 源原员悦。

为了了解分散体系中搅拌速度与微粒直径的关系，将式 源原员和式 源原圆合并，得式：

γ凿越允郧辕允月越（圆伊运栽辕μ） （源原猿）

以速度梯度γ为纵坐标，微粒直径 凿为横坐标，作速度与微

粒直径的关系图 源原圆：

图 源原圆 速度梯度与微粒直径关系

粤郾圆缘益时，速度梯度和微粒直径之间的关系，其中 粤月为过渡线。

月郾温度变化与过渡线位移

当 允郧辕允月越员时，异向凝聚和同向凝聚相当。采取两个不同

的转速，在相同温度 （圆缘益） 时从 （源原猿） 式计算出两个不同粒

·苑苑员·

径。图 源原圆粤中绘出 粤月线，此线称为 “过渡线”，此时与之相

当微粒直径称为 “过渡直径”。当 允郧辕允月越员园原员时，在过渡线的左

边凝聚作用以异向凝聚为主，远比同向凝聚重要。即：由布朗运

动的碰撞引起的凝聚速率高于机械搅拌碰撞引起的凝聚速率。当

允郧辕允月越员园时，在过渡线的右边，凝聚作用以同向凝聚为主，远

比异向凝聚更为重要，即：由机械搅拌的碰撞引起的凝聚速率高

于由布朗运动碰撞引起的凝聚速率。如果改变温度 （在 员园～源园益范围内） 时，则温度对过渡线位移的影响甚小，见图 源原圆月，因此异向凝聚或同向凝聚的决定因素主要是粒度。过渡直

线 粤月位于粒径 员μ皂处，当团增大到 员μ皂以后，可以适当使用搅

拌促使溶液运动，增加微粒接触碰撞机会来完成同向凝聚作用。

如果微粒在 员μ皂以下所形成的絮团主要是由异向凝聚产生，则

在此粒度以下布朗运动起主导作用，此时提高搅拌速度并不会增

加凝聚速率。

图 源原猿 凝聚的两个基本过程

粤：连续过程；月：平行过程

凿援凝聚过程设想：乌沙 （再怎泽葬） 设想了一个凝聚的过程图

源原猿。他认为凝聚有两个基本过程：一个为连续过程 （图 源原

·愿苑员·

猿粤），另一个为平行过程 （图 源原猿月）。连续过程首先由异向凝聚

和同向凝聚产生一个松散的絮团，接着通过机械脱水收缩，使絮

团受压变得小而紧密。平行过程是在这过程中凝聚，机械脱水和

压缩，它们之间没有时间先后差别。分散的微粒和小小的絮团在

液体中运动而相互碰撞，微粒黏附到絮团表面上，同时絮团的表

面层依靠机械脱水收缩而密集。絮团与 “洋葱” 结构相似，一层

一层的增长。

②絮凝作用 （云造燥糟糟怎造葬贼蚤燥灶）葬援高分子絮凝剂的絮凝作用：有机絮凝剂是一种高分子聚

合物，它的分子量很大，通过长碳链上的一些活性官能团可以吸

附在分散体系中的微粒上。由于该聚合物是较长的线状结构，每

个高分子化合物中都有许多官能团，可以在同一个分子上吸附多

个微粒，因而它在微粒之间起了联系的作用，这种作用称为架桥

作用。由于高分子聚合物的架桥作用可以将许多微粒连结在一起

形成一个絮团，这个絮团不断的增长变成较大的絮团，因而加快

了微粒的沉降速度。

拉默 （在葬酝藻则） 和希利认为：这种絮凝作用的吸附在本质上

已改变微粒接触表面，不同于原来的带电表面，因此其作用与凝

聚作用不同。当高分子絮凝剂覆盖微粒表面的部分接近一半时，

其絮凝作用最佳，沉降与滤过速度最快。但是当微粒吸附过量的

絮凝剂以后，微粒表面全部被覆盖，已没有空余表面吸附起架桥

作用的其他絮凝剂，又由于覆盖的絮凝剂带有许多亲水官能团，

故而形成分散作用，这时溶胶或悬浮液又变为稳定的分散体系，

只有当吸附的高分子解吸附或者聚合物之间的长碳链形成键合才

能形成架桥作用。

遭援絮凝过程：拉马乐和希利发表了架桥作用的理论，奥梅

利亚根据这个理论提出了较为完满的图解，描述了絮凝过程的六

个反应，最后乌沙又将压缩作用的机械脱水过程补充为第 苑个反

应。形成絮凝过程架桥作用的想象过程见图 源原源。

·怨苑员·

图 源原源 凝聚过程中架桥作用

图 源原源中反应 员：在分散体系中加入絮凝剂，这时加入量

为最佳使用量。絮凝剂的一端首先吸附于微粒上，而另一端随时

可以通过碰撞接触吸附其他微粒，形成架桥作用，产生絮团。对

稳定的分散体系来说，这种随时可以实现架桥作用的微粒，称为

不稳定的微粒。

·园愿员·

反应 圆：许多不稳定的微粒，通过架桥实现絮凝，形成不规

则的絮团。

反应 猿：不稳定的微粒在运动过程中不能及时与其他微粒碰

撞接触，实现架桥作用。由于聚合物是带有许多官能团的高分子

线状化合物，没有吸附微粒的另一端在运动过程中将会缠绕本身

的微粒，并通过官能团的吸附作用将此微粒表面覆盖，产生分散

作用，因而不能再与其他微粒实现架桥作用，所以再次形成稳定

的微粒。

反应 源：如果絮凝剂用量过大，每个微粒都吸附了多量的高

分子化合物，则此种微粒就没有空余的表面，当然也就不可能再

实现架桥作用，因而分散体系稳定。

反应 缘：通过架桥作用形成的絮团，如果还继续进行剧烈或

长时间的搅拌，则絮团将被打散而破裂，形成散碎的絮团。

反应 远：散碎絮团在运动过程中，通过微粒本身所带的高分子

聚合物对它的二次吸附，形成了再次的稳定的散碎絮团，由于它

的分散作用，使分散体系形成稳定的保护胶体，因而不易絮凝。

反应 苑：由架桥作用形成的松散絮团，因外部作用力的不均匀，

产生机械脱水收缩，这个不规则的松散絮团被压缩成絮团小球。

图 源原源为对各个个别固体微粒的吸附架桥作用过程，而图

源原缘则是对整个分散体系絮凝过程的观察和描述。在分散体系

中加入絮凝剂之后，经过搅拌，絮凝剂首先均匀的分散在溶液

中，同时与固体微粒吸附，最后形成絮团。

图 源原缘 絮凝物的形成过程

粤援添加絮凝剂 月援絮凝剂吸附 悦援微粒间的架桥

·员愿员·

图 源原远 高分子絮凝剂的絮凝过程

粤援量筒中的絮凝沉降：员原悬浮液，圆原加入絮凝剂开始絮凝，猿原沉降完毕

月援絮凝过程：员原微粒带同性电荷形成布朗运动的胶体或半胶体的分散体系；

圆原加入絮凝剂之后，微粒与絮凝剂相互吸附进行架桥作用；

圆忆原单个微粒与形成的絮团相遇，絮团不断增大，开始沉降；

猿原由于吸附架桥作用使絮团不断增大，很快完成絮凝过程，絮

凝物迅速沉于底部。

三、吸附澄清剂的分类和种类

吸附澄清剂可分为无机凝聚剂和有机絮凝剂，在此只介绍用

于食品和药品的吸附澄清剂。

（员） 凝聚剂

① 碳酸钙 （悦葬造糟蚤怎皂悦葬则遭燥灶葬贼藻） 别名沉淀碳酸钙，分子式为

悦葬悦韵猿分子量 员园园郾园怨，由氯化钙和碳酸钠水溶液的复分解反应而

制得，本品为白色、无臭、无味，极细微之轻质粉末或结晶，不

溶于水、甲醇，可溶于稀醋酸、盐酸。用做澄清剂时，往往与海

藻酸钠以员颐员～ 员颐员郾苑的比例混合使用，同时将此混合物搅拌调成

均匀的糊状物，按悬浮液重量的 园郾园缘豫 ～ 园郾员豫的比例加入，混

合均匀，静置 员圆～ 圆源小时，则可使某些混悬液澄清，一些混悬

液不能用海藻酸钠 原碳酸钙澄清时，也可以琼脂代替海藻酸钠，

往往会收到满意的效果。

·圆愿员·

② 硫酸铝 （粤造怎皂蚤灶怎皂杂怎造枣葬贼藻） 分子式为 粤造圆（杂韵源）猿·匀圆韵，无

水分子量为 猿源圆郾源员，它的来源一是铝土矿经粉碎后，在加压条件

下与硫酸反应，然后沉降分离、蒸发、结晶而制得；二是氢氧化

铝与硫酸反应而制得，本品为白色有光泽结晶、颗粒或粉末，无

臭、味初甜而后酸涩，易溶于水，但混合 （员颐员） 时溶液混浊，

水解后生成 粤造（韵匀）猿，不溶于醇，圆豫水溶液呈酸性，责匀值为

猿～ 源。硫酸铝的凝聚作用与明矾相同，由于硫酸铝水溶液的 责匀值为 源～ 缘，故需先加入石灰调至中性，静置，悬浮液中的杂质

便与 胶 体 氢 氧 化 铝 凝 聚 而 沉 淀，其 中 用 量 一 般 为 园郾园园员豫 ～园郾园圆豫。

③ 硫酸钠 （杂燥凿蚤怎皂杂怎造枣葬贼藻） 别名结晶硫酸钠、芒硝，分子式

为 晕葬圆杂韵源·员园匀圆韵；分子量为 猿圆圆郾圆源，由硫酸盐类矿物芒硝族芒

硝，经加工精制而得结晶体。本品为棱柱状、长方形或不规则块

状、粒状或纯净白色晶状粉末，能溶于水、甘油，不溶于乙醇，

作为澄清剂，用量一般为 园郾员豫。

④ 硅藻土 （运蚤藻泽藻造早怎澡则） 别名 阅耘，由经过处理的硅藻土和硅

质架组成，主要成分为 杂蚤韵圆，本品为白色至浅灰色或浅黄色粉

末，溶于强碱和氢氟酸，不溶于水和有机溶剂，有强吸水性，可

吸附自重的 员郾缘～ 源倍的水，由于其具有良好的滤过性，在液体

滤过中作助滤剂。作为澄清剂时其最佳用量为 园郾员缘早辕员园园皂造，混

悬液 责匀值范围为 源～ 远为宜，最佳值为 责匀远郾园，温度以 缘园益为最

佳，静置 猿园分钟即可，本品主要除去不稳定的蛋白质及多酚类

物质和少量多糖，有时可与明胶及高岭土混合使用效果更好。

⑤ 高岭土 （运葬燥造蚤灶蚤贼藻） 别名白陶土，分子式为 粤造圆韵猿·圆杂蚤韵圆·

圆匀圆韵，本品是一种天然的水合铝硅酸盐，将这种物质的粉末经

淘洗、过筛除去砂粒、氧化铁、碳酸钙和碳酸镁等杂质。再用电

磁处理，最后经盐酸或硫酸处理进一步除去杂质而得。本品为白

色或浅灰白色，不含砂粒的软细滑腻性粉末，具有特殊的泥土

味，几乎不溶于水和有机溶剂。作为澄清剂时，主要用于除去蛋

白质、多糖、酚类物质，其最佳用量是 园郾员缘早辕员园园皂造，最适温度

·猿愿员·

是 猿园益，混悬液的 责匀值以 源～ 远为宜，其最佳值根据混悬液不

同而不同，由于它对生物碱具有吸附性，所以澄清相关中药时则

不能使用。

⑥ 皂土 （月藻灶贼燥灶蚤贼藻） 别名膨润土、硅皂土，分子式为 粤造圆韵猿·

源杂蚤韵圆·匀圆韵，分子量为 猿缘怨郾员远，为天然产的硅胶状的含水硅酸铝。

本品为灰黄或乳白色粉末，极细，无砂粒，具泥土味，易吸潮，

不溶于水和酸，但在水中可膨胀，体积约增大 员园倍，形成高黏

度并具触变性兼假塑性混悬剂或凝胶。作吸附澄清剂时，使用浓

度为 员豫～ 圆豫，可与硅藻土或高岭土混合使用。

（圆） 絮凝剂

有机絮凝剂主要成分为碳氢化合物，有天然和人工合成之

分，由于天然的高分子絮凝剂无毒，所以广泛地应用于食品与药

物的澄清。

①明胶 （郧藻造葬贼蚤葬） 别名白明胶，是由动物的皮、白色连结组

织和骨所获得胶原经部分水解而得，是氨基酸与肽交联形成的直

链聚合物，通常是 酝葬增（平均相对分子质量） 在 员缘园园园～ 圆缘园园园之

间，不同 酝则（相对分子质量） 的混合物，因制备时水解方法不

同，明胶可分为酸法明胶 （粤型） 和碱法明胶 （月型）。本品为

浅黄色或琥珀色半透明微带光泽的易碎固体，形状呈薄片、条

状、碎片或粗细不等的粉末，无臭。在冷水中不溶，浸没于水中

则膨胀变软，可吸收本身重量 缘～ 员园倍的水，能溶于热水，形成

澄明溶液，冷后则成为凝胶，溶于醋酸、甘油和水的混合液，不

溶于乙醇。明胶用澄清剂的最佳用量为 园郾员缘早辕员园园皂造，最佳 责匀值

为 远郾园，温度为 缘园益，一般需静置 源园分钟以上，有时明胶与单

宁混合作澄清剂，其混合比例为明胶：单宁 （员～ 圆颐员）。在此需

要说明的是，由于明胶对体系有一定的稳定作用，故它的添加量

十分关键，不同的混悬液，为了提高澄清度，可以改变明胶与单

宁的比例。

②海藻酸钠 本品为多糖类化合物，常用稀碱从褐藻中提取

而得，海藻酸钠可溶于不同温度的水中，不溶于乙醇、乙醚及其

·源愿员·

他有机溶剂。不同 酝葬增产品的黏度有差异，海藻酸钠单独用作

澄清剂时用量为 员豫，混悬液 责匀为 源最佳，它常与单宁混合使

用，其混合澄清剂的用量为 猿豫，其与单宁的混合比例根据不同

的混悬液而不同。

③单 宁 （栽葬灶灶蚤灶） 是 一 种 复 杂 的 多 糖 物 质，其 分 子 式 为

（匀韵）猿悦远匀圆悦韵悦远匀圆（韵匀）圆悦韵圆匀，它往往与明胶混合作为澄清剂，

其原理是单宁与明胶形成明胶单宁酸盐络合物，随着络合物的沉

淀，混悬液的悬浮颗粒被包裹和缠绕而随之沉降，混悬液的 责匀值会影响明胶的沉淀能力，明胶的用量视明胶和混悬液的种类而

定，一般必须对每一种混悬液进行试验，以确定合适的明胶与单

宁的使用量。

④枸橼酸 （悦蚤贼则蚤糟葬糟蚤凿） 别名柠檬酸，分子式为 悦远匀愿韵苑·匀圆韵，

分子量为 圆员园郾员源，本品是由粗糖和黑曲霉菌种经真菌发酵制造而

成。为无色、半透明结晶，或白色颗粒到细微结晶性粉末，无

臭、味极酸，极易溶于水，枸橼酸作为澄清剂的澄清原理是利用

枸橼酸在溶液中水解电离出正电荷，与混悬液中带负电荷的果

胶、纤维素、鞣质、多糖等发生中和，从而使溶液澄清，因此根

据其澄清原理应将其归于凝聚剂，但它为有机化合物，故将其归

于此类。它作用的 责匀值以 猿～ 猿郾缘为佳，如同时加入 圆豫的皂

土，混合均匀，在低温下处理则效果会更好。

⑤琼 脂 （粤早葬则） 别 名 琼 胶、 洋 菜， 系 自 石 花 菜 郧藻造蚤凿蚤怎皂葬皂葬灶泽蚤蚤蕴葬皂曾郾及其他数种红藻类植物中浸出并经脱水干燥的黏液

质，呈细长条状或鳞片状粉末，无色、类白色或淡黄色，无臭、

味淡，在沸水中溶解，在水中不溶，但能在冷水中膨胀 圆园倍，

即使浓度很低 （园郾缘豫） 也能形成坚实的凝胶，浓度在 园郾员豫以

下，则不能形成黏稠液体。它用作澄清剂时，一般不单独使用，

往往与明胶混合使用，其混合比例为明胶：琼脂 （员～ 圆颐员），混

合澄清剂的最佳用量为 猿豫。

⑥蛋清 主要用于药酒与口服液的澄清，它可除去影响药酒

和口服液澄明度的鞣质，其用量为 猿豫 ～ 缘豫，有时将蛋清配制

·缘愿员·

成 缘豫的水溶液，以 远豫的用量加入药液 。

⑦ 酶素 是一种蛋白质，其特点是反应专一。目前用作澄

清剂的有果胶酶与蛋白醇，以酶作为澄清剂，首先必须了解该产

品中的各类成分 （特别需了解去除成分），以确定该产品使用何

种酶系。其次反应温度在 缘园～ 缘缘益以内为佳，其沉淀速度较快，

超过这个温度则酶因高温作用而钝化。反应的 责匀值因酶和种类

不同而异，一般在弱酸性条件下进行，责匀值猿郾缘～ 缘郾缘，酶的用

量视产品本身的性质和酶制剂的活力而定，一般用量为 园郾圆～园郾源早辕员园园早。

⑧蜂蜜 作为澄清剂，在果汁、果酒等饮料的澄清上得到了

广泛的应用，并取得了较好的效果，它之所以具有澄清作用，与

其本身含有的酶有关。所用的蜂蜜必须是未经加工的粗产品。有

人作过试验，不同地区所产的蜂蜜，其澄清效果差别很大，一般

蜂蜜的用量为 圆豫 ～ 源豫，其中枣花蜜以 员郾园豫 ～ 圆郾缘豫为佳，刺

槐蜜以 员郾缘豫 ～ 猿郾缘豫效果良好，杂花蜜以 圆郾园豫 ～ 源郾园豫效果较

好，温度以 员圆～ 圆缘益时效果最佳，必须充分振荡均匀，静置 员圆～ 圆源小时即可澄清。笔者认为以蜂蜜作为药酒和中药口服液的

澄清剂将会收到较好的效果。

⑨甘草汁 曾广泛地用于果汁的澄清，其方法为取甘草

员园园早加水 员园园园皂造，在 员园园益水浴浸提 员园园分钟，滤过即得原汁，

其中可溶性固形物含量为 圆豫，澄清时甘草汁用量为 缘豫～ 圆园豫。

⑩甲壳素及其衍生物 是从节肢动物虾蟹壳经稀酸处理后得

到的物质，它和它的衍生物是天然的絮凝剂，无毒无味，可生物

降解，不会造成二次污染，在食品及中药澄清中应用最为广泛，

具体内容详见有关章节。

瑏瑡员园员果汁澄清剂 是一种新型的食用果汁澄清剂，其主要

成分为变形淀粉，饮料工业用于果汁及其他饮料的澄清，目前广

泛地用于中药煎煮液的澄清，其方法为将 员园员果汁澄清剂临用前

配制成 缘豫的水溶液，用量为 猿豫 ～ 缘豫。据报道用 员园员果汁澄清

剂再加 园郾缘豫滑石粉，可以加快沉淀滤过，提高溶液澄明度。

·远愿员·

瑏瑢聚凝净 由华东理工大学天然药物制剂研究室制备的聚凝

净，其使用方法为：使用前用 员豫醋酸配成 园郾缘豫 （宰辕宰） 的溶

液，用量为 园郾员缘豫～ 园郾猿豫。

瑏瑣在栽悦员垣员天然澄清剂。目前天然澄清剂正广泛用于食品与

医药上天津南开大学研制的 在栽悦员垣员天然澄清剂的类型，应用范

围及性能详见表 源原圆。

表 源原圆 在栽悦员垣员天然澄清剂

类型 应用范围 性能

在栽悦 原Ⅰ 型

（除蛋白型）

啤酒、酱油、食醋、果蔬饮料、味精；

淀粉水解液、抗生素、维生素发酵液

鞣质去 除 率≥缘园豫，蛋

白质去 除 率≥缘园豫，为

后续处理提供方便

在栽悦 原Ⅱ 型

（固体制剂和

颗粒剂型）

员援天然产物提取液澄清 （甜菊苷，人

参皂苷，红景天苷，三七皂苷，绞股

蓝皂苷，银杏黄酮，茶多酚，香菇多

糖，灵芝多糖，枸杞多糖等）

圆援中草药提取液的预处理澄清，用以

代替酒精沉淀工艺制备颗粒剂 （板蓝

根冲剂，清热解毒冲剂等）

除去蛋白 质、鞣 质、树

脂等大分子物质，使溶

液易于滤过，为后续分

离、纯化提 供 方 便。保

留氨基酸、多 苷、多 糖

成分，为制粒提供方便

收率较高

在栽悦 原Ⅲ 型

（溶 液 制 剂

型）

用于各种营养液、口服液的澄清，也

可以用于多种洗剂的澄清，和酒精配

合使用于中草药注射剂的处理，可提

高制剂的澄明度，此外，还可以用于

药酒的澄清

除去胶体等不稳定成分，

使溶液易于滤过。提高

药液的澄清度和澄明度

在栽悦 原Ⅳ 型

（稳 定 制 剂

型）

应用范围同 在栽悦原Ⅲ型，可在浓缩液

中应用，因而澄清剂用量大大降低

性能 优 于 在栽悦原Ⅲ型，

液体制剂的稳定性比Ⅲ型大大提高

在栽悦原预处理 配合澄清剂使用，用于淀粉含量较高

的药液

预处理，在浓缩液中应用

预处理后，药液易于滤

过；液体浓缩后体积小，

减少澄清剂的用量，降

低生产成本

（猿） 合成的絮凝剂

① 交 联 聚 维 酮 （悦则燥泽责燥增蚤凿燥灶） 别 名 聚 乙 烯 聚 吡 咯 烷 酮

（孕灾孕孕），分子式为 （悦远匀怨晕韵）灶，本品由 晕原乙烯基 原圆原吡咯烷

酮在碱性催化剂或 晕， 晕忆原二乙烯咪唑存在下进行聚合，交联

·苑愿员·

反应产生交联均聚物粗品，再用水、缘豫醋酸和 缘豫乙醇回流至

萃出物≤缘园责责皂为止，得纯交联均聚物，本品为白色或近白色具

吸湿性易流动的粉末，不溶于水、乙醇、乙醚等所有常用溶剂。

作为澄清剂其用量一般为 园郾园缘豫～ 园郾猿园豫。

② 聚丙烯酸钠 （杂燥凿蚤怎皂孕燥造赠葬糟则赠造葬贼藻） 分子式为 （悦猿匀猿晕葬韵圆）灶，

灶越员万 ～ 数万，是由丙烯酸钠聚合而成的。蚤援丙烯酸钠的制

备：是由丙烯酸和氢氧化钠中和或由丙烯酸甲酯的氢氧化钠皂

化而得到丙烯酸钠，蚤蚤援丙烯酸钠的聚合：是由聚丙烯酸用氢

氧化钠中和，得到聚丙烯酸钠，本品为白色粉末无臭无味，吸

湿性强，可慢慢溶于水，不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，水溶

液在 责匀源左右时，容易凝聚。

③ 聚对苯二甲酸乙二醇酯 别名 孕耘栽，作为澄清剂，是将

其配制成 员豫的水溶液，用量为 源豫左右。

四、影响絮凝作用的因素

目前，在食品与医药上主要以絮凝剂作为澄清剂，尤其以无毒

的天然高分子絮凝剂为主，因此本节将介绍影响絮凝作用的因素。

在絮凝过程中影响絮凝作用的因素很多，如悬浮液的浓度、

责匀值、温度，絮凝剂的使用浓度，絮凝过程中的搅拌速度等都

直接影响絮凝效果。

（员） 分散体系中微粒的性质

① 微粒的表面电荷 微粒表面电荷有正和负的，在絮凝过

程中首要的条件是微粒必须与絮凝剂发生吸附作用。由于不同的

絮凝剂的高分子链上带有不同性能的官能团，所以根据电性吸附

原理，微粒表面荷负电，则应使用阳离子的絮凝剂如壳聚糖等。

如微粒表面荷正电，则应使用阴离子型絮凝剂。在絮凝过程中有

时还须考虑微粒的等电点，然后再选择絮凝剂，如以人参、甘

草、黄芪等药材制作的某药酒，以蛋清为絮凝剂，就是调至等电

点后再加入絮凝剂进行澄清。

② 微粒的粒径 分散体系中微粒能否自由沉降与粒度有关，

·愿愿员·

同时与固体微粒的比重和液体介质的比重差也有关系。根据斯托

克斯定律，微粒的孔径与沉降速度成正比，对于长时间放置能逐

渐沉降的悬浮液，使用阴离子或非离子型的高分子絮凝剂可以促

进其絮凝速度。对于不能自然沉降的胶体溶液，使用阳离子型的

高分子絮凝剂，可取得较佳的絮凝效果。

（圆） 悬浮液的性质

① 悬浮液的浓度 悬浮液的固体含量越高，在絮凝过程中

絮凝剂的用量也越大。由于在固体微粒含量很高的溶液中线状的

高分子絮凝剂虽然经过搅拌混合亦难于使其均匀分布。

②悬浮液的 责匀值 和无机凝聚剂比较，一般高分子絮凝剂

不易受悬浮液的 责匀值影响，但严格地说，含不同官能团高分子

絮凝剂在不同的 责匀介质中絮凝的效果也不相同，例如用不同的

絮凝剂澄清处理姜汁时，澄清所需的姜汁的 责匀值并不相同，结

果见表 源原猿，从表中可以看出，原蜂蜜澄清所需的 责匀值为 缘，

而 员豫明胶与海藻酸钠则为 源。

表 源原猿 不同澄清剂澄清姜汁时所需的 责匀值

澄清剂责匀值

猿 源 缘 远

员豫明胶 粤 月 粤 粤

员豫海藻酸钠 粤 月 粤 粤

原蜂蜜 粤 月 月 粤

注：粤：表示混浊；月：表示澄清

③ 悬浮液的温度 在一般的情况下，溶液的温度越高，黏

度越小，絮凝剂分子分散也越迅速。水温较高还可以促进絮凝反

应，使絮凝速度加快，絮团增大，这样就促进了絮凝作用，但也

要根据实际情况合理选择。

（猿） 使用方法对絮凝效果的影响

高分子絮凝剂必须使用得当，才能充分发挥絮凝效果，使用

时一般要考虑：

① 絮凝剂的使用浓度 为使絮凝剂能充分发挥作用，首先

·怨愿员·

必须使它能与微粒充分接触，因此使用时应配成稀溶液，一般配

成 园郾园圆豫～ 园郾员豫浓度的溶液，这样才能发挥它的最佳效果。

② 配制絮凝剂时搅拌方法 搅拌混合均匀可促进絮凝剂的

溶解。由于搅拌器的剪切作用，高速搅拌会切断高分子，造成分

子量降低，影响絮凝效果。因此，配制絮凝剂时搅拌不宜过快。

③ 低浓度的絮凝剂溶液的分解 粉末状高分子絮凝剂在保

存过程中，没有发生分解情况，但将它配成稀溶液时，经一段时

间放置，溶液的絮凝效果就会逐渐下降，所以絮凝剂应现用现

配，不宜放置过久。

图 源原苑 氢氧化镁悬浮液中加入絮凝剂后搅拌

速度与沉降效果的关系

④ 絮凝过程中搅拌速度对絮凝效果的影响 使用高分子絮

凝剂进行絮凝时，为了获得最快絮凝和最大絮团，应考虑加入絮

凝剂以后的搅拌状态。搅拌的目的是增加微粒与絮凝剂的接触碰

·园怨员·

撞机会，但必须注意掌握搅拌速度，以不破坏已经形成的絮状物

为前提。在絮凝剂添加过程中，一般先用较快速度进行搅拌，使

絮凝剂与微粒能充分混合接触。一旦絮凝作用产生，搅拌就应该

降低，避免破坏已形成的絮团。图 源原苑表示搅拌速度和搅拌时

间对氢氧化镁悬浮液沉降速度的影响，适当的搅拌速度可以充分

发挥絮凝效果。搅拌速度过慢，达不到均匀混合的目的，部分微

粒可能吸附过量的絮凝剂产生分散，而另外一部分微粒却未达到

足够形成絮凝作用所需的药剂量，如果搅拌速度过快，则会破坏

已经形成的絮团，或对絮凝剂产生剪切作用，使高分子絮凝剂发

生分子量降解，这样也会影响絮凝效果。

⑤ 絮凝剂加入量对絮凝效果的影响 在悬浮液中，随着絮

凝剂加入量的增加，高分子物质与体系中胶体粒子接触的几率亦

随之增加，电中和、吸附架桥作用比较充分，因此絮凝比较彻

底，体系中的胶体粒子就清除的比较干净，体系的澄明度也将随

之提高，但当絮凝剂加入量过大时，高分子链将体系中胶体粒子

完全包裹，由于高分子链之间的静电排斥作用，反而使胶体粒子

稳定悬浮于体系中。这就是我们通常所说的絮凝恶化现象。根据

絮凝理论，胶体表面的 缘园豫被高分子链包裹时，絮凝效果最好，

此时也即絮凝剂的最佳加入量。

（源） 使用混合澄清剂的复合效果

① 无机凝聚剂与有机絮凝剂配合使用 无机凝聚剂与有机

絮凝剂的性能各有利弊，有机絮凝剂的絮凝速度快，生成絮团

大，作用时不但有架桥作用，而且兼有电性中和作用。无机凝聚

剂凝聚作用慢，凝聚强度大，絮团小含水率低，其作用是通过减

少表面电排斥而使微粒凝聚，当微粒凝聚物逐渐加大，达到一定

程度以后加速了沉降。在滤过脱水过程中，往往希望能在短时间

内完成滤过脱水的目的，又能获得含水率低的滤饼。如果单纯使

用无机凝聚剂，虽然可以获得含水率低的滤饼，但滤过时间长，

不能达到缩短滤过时间的目的，因此将两种性能不同的药剂配合

使用，可以获得良好的效果。不仅滤过脱水时间短，而且滤渣含

·员怨员·

水率低。从经济的观点出发，在凝结过程中先用价格低廉的无机

凝聚剂降低微粒电荷使之逐渐形成能够自由沉降的悬浮物，然后

再加入高分子絮凝剂，使形成大块絮团以加速沉降和滤过速度，

这样往往会取得较佳的技术经济效果。

② 不同品种高分子絮凝剂混合使用 在絮凝过程中，如何

选择高分子絮凝剂才能充分发挥作用，应根据絮凝对象经过试验

才能决定，实践证明单独使用有时不如混合使用效果好，例如澄

清姜汁时，选择单宁、明胶、海藻酸钠及蜂蜜单独澄清的效果不

如单宁 原海藻酸钠及明胶 原琼脂复合澄清剂的效果好。

五、澄清剂应用前的预处理

图 源原愿 澄清沉降过程

（员） 澄清剂及其最佳用量的确定

试验时，在量筒中装入一定容量的悬浮液并加入一定量的澄

·圆怨员·

清剂，用带有橡皮垫的玻璃棒 （图 源原愿） 上下抽动，使澄清剂

与悬浮液充分混合。混合均匀后提起搅拌棒，立即按动秒表开始

计时。在固定的间隔时间内，多次记录沉降混浊液的高度和底部

沉积固体的高度，直到沉降完毕为止。从开始沉降至沉降完毕的

时间和澄清液的高度，可以计算出沉降速度。改变澄清剂用量进

行多次试验，可以找出药剂的最佳使用量。

图 源原愿粤为量筒中的悬浮液在加入絮凝剂以后的沉降过程，

从图中明显看出沉降过程的四个步骤为：①在 缘园园皂造量筒中为悬浮

液；②在悬浮液中加入絮凝剂以后，悬浮液中的固体开始絮凝，

形成絮团自由沉降。图中的 粤月线为上清液与浑浊液界面，此界面

以一定速度自由沉降。韵悦线为较粗的固体微粒沉积于底部的沉积

线；③经过一定时间以后，粤月线与 韵悦线重叠相交于 悦。悦以上为

上清液，以下为沉积物。此时表示自由沉降结束；④自由沉降结

束以后，随着时间的延长，絮团间隙水分被挤压出来，沉积线降

到 悦以下，固体体积仍以缓慢速度继续收缩。沉积物体积从 悦被

压缩至 阅。此时沉积物的体积称为压缩体积。

图 源原愿月为混浊液体积与时间的曲线。曲线 粤月表示混浊液沉

降速度。当混浊液面沉降到 悦点时，与图 源原愿粤相对应，表示自由

沉降结束。曲线压缩到 阅点时，沉积物的体积接近于抽滤体积。

在沉降试验中，需要测定和记录不同时间内沉降悬浮液的高

度和底部沉积物增长的高度，并以沉降完毕的时间和澄清高度计

算出沉降速度，同时滤取上清液测定出有效成分的含量，或者是

无效成分的残留量，通过比较，选择出沉降速度快，澄清度好，

有效成分含量高，无效成分残留量少的澄清剂及最佳用量。

（圆） 使用絮凝剂的注意事项

为了获得最佳的絮凝效果，使用絮凝剂时应注意：

① 溶液的配制 絮凝剂是高分子化合物，它虽然可以完全

溶于水，但其分子量极大，溶解速度极慢，尤其是胶体状的明

胶，溶解完全与否用肉眼不易观察。又由于絮凝剂是很长的线状

高分子结构，必须让它在水溶液中充分伸展，才能与微粒充分接

·猿怨员·

触，获得最佳的絮凝效果。因此絮凝剂必须预先溶解。

② 溶液的浓度 从絮凝剂浓度方面看，浓度过高絮凝慢，

难滤过，造成有效成分损失大。这是由于高浓度的高分子溶液对

胶体杂质有保护作用所致，若浓度过低则絮凝剂不能去除无效成

分，也就不能起到应有的絮凝作用。

③ 配制絮凝剂时的搅拌速度 如前所述配制絮凝剂时搅拌

速度不宜过高。

④ 使用絮凝剂的温度 从温度方面考察，一般温度越高越

好，原因如前所述，但也不宜过高，例如：用壳聚糖对黄芩煎煮

液进行澄清时，低于 猿园益或高于 缘缘益时，絮凝效果都不理想，

在 猿缘～ 源园益是最佳絮凝温度，在此温度下，壳聚糖溶液的流动

性好，易于在药液中充分分散，温度过低则使絮凝作用缺乏所需

的活化条件，温度过高则使絮凝作用过快，絮状沉淀细小，沉降

慢或无法沉降。

⑤使用絮凝剂的最佳 责匀值 每个絮凝剂都有澄清的最佳 责匀值，但在食品与药品的澄清过程中，由于要尽可能的保留有效成

分，所以 责匀值的选择要以有效成分的含量为指标进行选择，例

如用壳聚糖澄清黄芩煎煮液时，当 责匀越愿时，絮状沉淀出现最

快、最明显，收率最高。当 责匀大于 愿时，对阳离子絮凝剂本身

发挥作用不利。当 责匀小于 愿时，不利于黄芩苷类溶出，且易沉

淀，因此收率降低，药液不澄清，所以 责匀越愿时，从收率及絮

凝效果两方面来看都是最适宜条件。

六、甲壳质与其衍生物在中药制剂中的应用

（员） 结构和特性

甲壳质又名甲壳素、几丁质、壳多糖、壳蛋白、明角质、明

角壳蛋白、虫膜质、蟹壳素，不溶性甲壳质、聚乙酰氨基葡萄糖

等，化学上可命名为 ［（员，源） 原圆原乙酰氨基 原圆原脱氧 原β原阅葡萄糖］或β原（员→源） 原圆原乙酰氨基 原圆原脱氧 原阅原葡萄糖

（也称 晕原乙酰基 原阅原葡萄糖胺） 线型生物聚合体，或简称聚

·源怨员·

原晕原乙酰 原阅原葡萄糖胺。外文名为 悦蚤灶贼蚤灶。

甲壳素是 晕原乙酰基 原阅原葡萄糖胺通过β原（员，源） 苷键

连接的直链状多糖，结构见图 源原怨。由于—韵⋯匀—韵—型及—韵⋯匀—晕—型氢键的作用，使甲壳质大分子间存在有序结构。因

晶态结构的不同，甲壳素存在α、β、和γ三种多晶型物。

图 源原怨 甲壳素、壳聚糖的化学结构

甲壳质的主要衍生物———脱乙酰甲壳素，又称脱乙酰壳多

糖、脱乙酰几丁质、壳聚糖、聚氨基葡萄糖、可溶性甲壳素、黏

性甲壳素，化学名为聚 （圆原氨基 原圆原去氧 原β原阅原葡萄糖），

外文名为 悦澡蚤贼燥泽葬灶阅藻葬糟藻贼赠造葬贼藻凿悦澡蚤贼蚤灶。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰化的产物，脱乙酰化程度不同，或含

游离氨基的多少可使壳聚糖具有不同的性质，但是它们大多溶于

有机溶媒，如与盐酸、醋酸等结合则可溶于水而形成凝胶。

（圆） 甲壳质、壳聚糖的提取

甲壳质在自然界分布很广。广泛存在于植物细胞壁和甲壳纲动

物及昆虫中，如虾、蟹外壳、乌贼骨架及昆虫翅膀等。甲壳质一般

与蛋白质或碳酸钙或两者同时紧密缔合在一起，成一种络合体。

单虎等研究了甲壳素及壳聚糖的提取工艺，工艺流程如下：

·缘怨员·

① 蟹壳→员园豫的盐酸浸泡 猿～ 源天→→水洗→员园豫的氢氧化

钠煮沸 员～ 圆小时→高锰酸钾溶液脱色→干燥→粉碎→甲壳素

（甲壳素的提取工艺方法一）。

② 蟹壳→远缘益 圆豫氢氧化钠浸泡→水洗→员园豫盐酸浸泡→水

洗→干燥→粉碎→甲壳素 （甲壳素的提取分离工艺方法二）。

③ 甲壳素→员怨郾圆豫氢氧化钠 （溶于酒精水溶液中） 愿苑益圆园小时→水洗→壳聚糖 （壳聚糖提取工艺方法一）。

④ 甲壳素→源缘豫氢氧化钠 员员园益员小时→水洗→干燥→壳聚

糖 （壳聚糖提取工艺方法二）。

⑤ 甲壳素→缘园豫氢氧化钠溶液→微波炉中 员园分钟 （频率

圆源缘园酝匀扎，功率 猿怨园宰）→室温过夜→水洗→壳聚糖 （壳聚糖提

取工艺方法三）。

在甲壳素的提取工艺中，方法一提取的甲壳素得率为 圆缘豫，

为了充分除去壳内的无机盐，又不使大分子链发生降解，在酸浸

时期采用浓度递减，循环浸酸的操作方法。即第一次浸酸 源～ 缘小时的废酸作为第二批料的第一次浸酸液，第二次酸液的浓度则

为前次浸酸液浓度的 缘园豫，依次处理，常温 圆源小时可达到要求。

在酸碱处理阶段，第一次用 员园豫氢氧化钠溶液，第二次碱液的

浓度稍低，主要是弥补第一次反应不完全作用。同时研究表明，

若不用高锰酸钾脱色，在阳光下晒干也可得到白色的甲壳素

产品。

在壳聚糖的提取工艺中，方法一制得的 壳 聚 糖，色 泽 洁

白，—晕匀圆含量为 怨员豫，特性黏度为 员怨远源皂造辕早，脱乙酰为 愿愿豫，

产品符合标准，且可节省碱，可降低成本。方法二制得的壳聚糖

—晕匀圆含量为 愿缘郾怨缘豫，特性黏度为 员愿源圆皂造辕早，脱乙酰为 怨员豫，

与方法一相比，黏度虽下降了，但成本较高，且—晕匀圆的含量下

降。方法三制得的壳聚糖 原晕匀圆含量为 愿缘郾怨缘豫，特性黏度为

员猿猿怨皂造辕早，脱乙酰 怨园豫，基本没有发生改变。

由此可以认为，用酸浸、碱煮可得到合乎标准的甲壳素，用

超声波降解制备壳聚糖，是一种比较有效的方法，速度快、成本

·远怨员·

低、方法简单，且—晕匀圆含量不变，制备出的壳聚糖纯度高、黏

度低。

（员）壳聚糖吸附澄清剂在中药中的应用

壳聚糖作为澄清剂，以其制备简单，成本低，具有生物降解

性及良好的生物学可溶性，安全无毒，既能除去杂质，保证制剂

稳定，又能保留有效成分，缩短生产周期为特点，在中药及其制

剂的澄清中得到了日益广泛的应用。

对单味中药的澄清

①张彤等研究了壳聚糖澄清剂用于精制大青叶等中药浸提液

的澄清效果，并作 栽蕴悦鉴别比较，对 栽蕴悦提示受壳聚糖影响较

大的大青叶中指标成分或靛玉红做了澄清条件正交优选，并与水

煎液、醇沉液做了比较。结果表明，壳聚糖絮凝澄清剂用于精制

单味中药浸提液时有一定的适用范围。具体方法为称取葛根等

圆园味中药各 远园早以 员园倍量水，愿倍量水，煎煮 圆次，每次 员小

时，合并煎液，滤过。分别浓缩至药液体积：生药体积数为远颐员，

源颐员，圆颐员，员颐员时，按 员怨怨缘年版 《中国药典》 一部附录中所载方

法测 责匀值、相对密度。取不同浓缩比例的药液 （各含 员早生药），

依 次 加 入 园郾园缘， 园郾员， 园郾圆， 园郾源， 园郾远， 园郾愿， 员郾园， 员郾圆， 员郾远，

圆郾园皂造的壳聚糖溶液，摇匀、室温放置，肉眼观察。以醇沉上清

液为阳性对照、水煎液为阴性对照。“垣” 表示澄清，“原” 表示

浑浊，“依” 表示介于两者之间，结果见表 源原源。

表 源原源 壳聚糖对不同生药液的澄清作用

药材员豫壳聚糖加入量 （皂造）

园郾园缘 园郾圆 园郾远 员郾园 员郾远 圆郾园责匀

凿（相对密度）

陈皮 原 原 依 垣 垣 垣 源郾猿 员郾园猿怨红花 原 依 依 垣 垣 垣 源郾怨 员郾园源圆扁蓄 原 原 垣 垣 垣 垣 缘郾园 员郾园圆园菊花 依 依 垣 垣 垣 垣 远郾源 员郾园圆怨木瓜 原 原 依 垣 垣 垣 猿郾猿 员郾园猿源白蔹 原 原 垣 垣 垣 垣 缘郾园 员郾园圆员

车前草 原 依 依 依 垣 垣 源郾怨 员郾园猿愿

·苑怨员·

续表

药材员豫壳聚糖加入量 （皂造）

园郾园缘 园郾圆 园郾远 员郾园 员郾远 圆郾园责匀

凿（相对密度）

积雪草 垣 垣 垣 垣 垣 依 缘郾圆 员郾园源远

大青叶 原 原 依 依 垣 垣 缘郾员 员郾园猿怨

黄芩 原 原 原 原 依 垣 缘郾源 员郾园源圆

紫菀 原 依 垣 垣 垣 依 源郾源 员郾园缘苑

补骨脂 原 依 垣 原 原 原 缘郾苑 员郾园圆圆

槐米 垣 垣 依 原 原 原 缘郾源 员郾园员缘

降香 垣 垣 原 原 原 原 缘郾缘 员郾园园圆

桑枝 垣 垣 原 原 原 原 缘郾远 员郾园园怨

板蓝根 垣 垣 垣 垣 依 依 缘郾园 员郾园源员

忍冬藤 原 垣 垣 依 原 原 缘郾源 员郾园员圆

石韦 垣 垣 垣 垣 原 原 源郾愿 员郾园圆员

葛根 依 垣 垣 依 原 原 缘郾愿 员郾园圆愿

桑白皮 依 垣 垣 原 原 原 缘郾源 员郾园员猿

注：表中药液体积：生药重量比例为 源颐员（皂造辕早），观察时间为 猿郾园小时。

实验结果表明，壳聚糖对所选取的单味中药浸提液均有一定

的澄清作用，在影响因素中，壳聚糖加入量为主要因素，加入太

多或太少均不澄清。浓缩比例、放置时间也有一定影响。

上述各单味中药上清液用 栽蕴悦进行定性比较中，将上清液

用有机溶剂萃取或水浴蒸干后超声提取得供试液。按 员怨怨缘年版

《中国药典》 一部相应单味药材 “鉴别” 条目下所载方法选择对

照品 （对照药材），按其色谱条件点样，展开，拍照。其中上清

液是按下述流程图提取的：

·愿怨员·

结果表明：补骨脂、槐米、葛根、降香等经 栽蕴悦鉴别表明：絮

凝、醇沉、水煎三者试液斑点基本一致，在与对照品位置上均显

示相同颜色的斑点，紫菀 栽蕴悦供试液 员中为对照药材的石油醚提

取物，其絮凝供试液在相应位置无斑点。大青叶絮凝供试液如点

样量少时，结果也为阴性，由此说明，大青叶中的靛玉红、紫菀

石油醚提取物中某些成分，在絮凝液中含量偏低。提示当药液中

有效成分水溶性较小时，使用壳聚糖做澄清剂时应慎重。

②陈章荣等研究了壳聚糖对黄芩、大黄、干姜、番泻叶、枳

实水煎液的絮凝作用，方法为分别用浓度为 圆豫、员豫、园郾缘豫、

园郾圆缘豫的壳聚糖乙酸溶液在 责匀越愿，温度在 圆缘益条件下对黄芩、

大黄、干姜、番泻叶、枳实水煎液进行絮沉，发现所有浓度的壳

聚糖溶液对黄芩、大黄水煎液均产生絮状沉淀，絮凝作用比较显

著。高浓度 圆豫的壳聚糖对番泻叶水煎液絮凝效果较差，但其他

浓度的絮凝作用均显著。所有浓度范围对壳聚糖溶液对富含挥发

油的枳实、干姜水煎液絮凝效果都不理想，仅 园郾圆缘豫的壳聚糖

对干姜水煎液絮凝时出现丝状沉淀。

在进一步比较研究黄芩水煎液以醇沉或以壳聚糖絮凝效果的

实验中，具体操作过程如下：

（员）黄芩水煎液的提取：取黄芩 （片状） 按 苑园早加 苑园园皂造水

的比例浸 猿园分钟后加热微沸 员小时，纱布滤过得滤液Ⅰ，滤渣

再加 愿园园皂造水微沸 源园分钟，纱布滤过得滤液Ⅱ。合并滤液Ⅰ、

Ⅱ，园益冷藏 员园～ 圆园小时，棉花滤过得滤液 苑缘园皂造，药液浓度约

为 园郾园怨早辕皂造。（圆）絮凝剂制备：将定量的壳聚糖溶于 圆郾缘豫的醋酸溶液，

制备 员豫的壳聚糖溶液。

（猿）酸沉：取药液 员园园皂造，稀盐酸调 责匀越员～ 圆，静置 圆源小时

后滤过，滤渣真空干燥称重，得黄芩苷粗品。

（源）壳聚糖的絮凝作用：取药液 员园园皂造，稀盐酸调 责匀越愿，

加壳聚糖絮凝剂至 园郾员豫，搅拌 员园分钟，静置滤过，重复操作一

次，得滤液后操作同 “酸沉” 项。

·怨怨员·

（缘）醇沉：猿园园皂造药液减压浓缩至 缘缘皂造，加 怨缘豫乙醇到药液

含醇 苑缘豫，冷藏 圆源小时，滤过，滤液操作同 “酸沉” 项。

（远）总黄酮含量的测定：黄酮以黄芩苷计算，精密称取以上

提取 物 员园皂早（宰），用 无 水 乙 醇 微 热 溶 解，冷 至 室 温，移 入

员园园皂造量瓶，无水乙醇定容。精密称取 缘皂造于 缘园皂造（灾） 量瓶中，

无水乙醇定容。用 苑缘圆型分光光度计在 圆苑怨灶皂处测定吸光度 粤。

按黄酮 悦圆员匀员缘韵员员的 耘员豫员糟皂越远苑猿计，用下式计算纯度 （悦） 和黄酮

收率 （杂）。以酸沉收率为 员园园豫计。

纯度 （悦） 越（粤辕耘蕴） 灾辕宰辕圆园伊员园园豫黄酮收率 （杂） 越宰悦辕宰酸 悦酸 伊员园园豫宰酸：酸沉所得黄芩粗品重量；

悦酸：酸沉所得黄芩粗品纯度。

结果见表 源原缘。

表 源原缘 员园园皂造黄芩水煎液的沉淀物

提 取 方 法 沉 淀 重 量 黄 酮 纯 度 黄 酮 收 率 鞣 质

水煎液 ——— ——— ——— 垣

壳聚糖絮凝所得黄酮 园郾苑园猿怨 愿源郾缘 苑远郾远 原

醇沉所得黄酮 园郾缘圆缘源 愿园郾园 源愿郾圆 垣

酸沉所得黄酮 员郾圆园愿园 苑圆郾远 员园园

注：“垣”：阳性；“原”：阴性。

从表 源原缘可见，在对黄芩水煎液处理时，传统醇沉法除淀

粉、蛋白质效果较好，除鞣质效果较差，而絮沉 （絮凝后酸沉）

除淀粉、蛋白质、鞣质效果都很好，且收率、纯度均高于醇沉。

黄芩煎煮液中主要含黄芩苷 （遭葬蚤糟葬造蚤灶），汉黄芩苷 （宰燥早燥灶燥泽蚤凿藻）、

汉黄芩素 （宰燥早燥灶蚤灶） 等黄酮类、鞣质及一些其他杂质，黄芩煎

煮液杂质检查不含蛋白质、淀粉，只含鞣质。鞣质在中药制剂中

是主要的不稳定成分之一，故中药注射液中需除去鞣质，壳聚糖

能去除鞣质。体现出絮沉的明显优势。

对中药复方提取液的澄清

·园园圆·

①对双黄连提取液的澄清

Ⅰ郾双黄连水提液的制备：称取双花 员园园早，黄芩 员园园早，连翘

圆园园早，加水煎煮两次，第一次加水 圆园园园皂造，煎煮 员小时，第二次

加水 员园园园皂造，煎煮 员小时，合并滤液，旋转蒸发器减压浓缩至生

药 颐水 越员颐员，观察药液颜色，用酸度计测量药液 责匀值，备用。

Ⅱ郾天然絮凝剂的制备：称天然絮凝剂壳聚糖 员早，加 员豫的

醋酸 员园园皂造，磁力搅拌后静置 圆源小时，备用。

Ⅲ郾絮 凝 剂 加 入 量 对 絮 凝 效 果 的 影 响：取 双 黄 连 水 提 液

圆缘园皂造，水浴加热至 愿园益后，分装于 缘个 员园园皂造的烧杯中，分别

按照不同浓度加入絮凝剂，快速搅拌 员分钟，缓慢搅拌 员缘分钟，

停止搅拌，静置 圆源小时，同时观察并记录絮体产生、成长及沉

降情况，静置后用定量滤纸滤过，观察滤液的澄明度，并用分光

光度计λ越苑圆园灶皂处进行吸收度检测，取滤液 员皂造，猿园豫碘基水杨

酸和 员豫氯化钠明胶试液对絮凝前后的蛋白和鞣质定性检测，结

果见表 源原远。

表 源原远 絮凝剂加入量对体系澄明度的影响

杯号 员 圆 猿 源

药液体积 （皂造） 缘园 缘园 缘园 缘园

药液颜色 浅褐 浅褐 浅褐 浅褐

药液 责匀 源郾愿 源郾愿 源郾愿 源郾愿

药液温度 （益） 愿园 愿园 愿园 愿园

絮凝剂浓度 （早辕蕴） 园郾圆 园郾源 园郾远 园郾愿

快搅速度 （则辕皂蚤灶） 员缘园 员缘园 员缘园 员缘园

快搅时间 （皂蚤灶） 员 员 员 员

慢搅速度 （则辕皂蚤灶） 缘园 缘园 缘园 缘园

慢搅时间 （皂蚤灶） 员缘 员缘 员缘 员缘

絮体形态描述 片状、丝状、

量少

片状、丝状、

量较多

片状、丝状、

量多

片状、丝状、

量多

絮体沉降情况 猿园皂蚤灶内澄清 圆园皂蚤灶内澄清 员缘皂蚤灶内澄清 员缘皂蚤灶内澄清

·员园圆·

续表

杯号 员 圆 猿 源

滤过方式 定量滤纸 定量滤纸 定量滤纸 定量滤纸

滤过速度 较慢 较快 快 快

滤过澄明情况 乳光重 乳光轻 澄明 澄明

滤液吸收度 园郾圆怨猿 园郾圆圆员 园郾员愿怨 园郾员怨猿

滤液鞣质检测 原 原 原 原

滤液蛋白检测 垣 原 原 原

观察小结 最差 较差 最优 优

从表 源原远可以看出，即随絮凝剂加入量的增加，絮体的量

逐渐增大，沉降速度逐渐加快，滤过速度也逐渐加快，滤液的蛋

白和鞣质检测由阳转阴，体系的吸收度开始逐渐减少，即体系的

澄明度逐渐增加，当絮凝剂加入量为 园郾远早辕蕴时，体系的吸收度

量小，澄明度最佳；但当絮凝剂加入量过大 （园郾愿早辕蕴） 时，体系

的吸收有所回升，这是因为随絮凝剂加入量的增加，高分子物质

与体系中胶体粒子接触的几率亦随之增加，电中和、吸附架桥及

网捕和卷扫作用比较充分，因此絮凝比较彻底，体系中的胶体粒

子就清除得比较干净，体系的澄明度也将随之提高。但当絮凝剂

加入量过大时，高分子链将体系中胶体粒子完全包裹，由于高分

子链之间的静电排斥作用，反而使胶体粒子稳定悬浮于体系中，

此时将不利于胶体粒子的絮凝，导致体系浊度上升。这就是我们

通常所说的絮凝恶化现象。根据絮凝理论，胶体表面的 缘园豫被

高分子链包裹时，絮凝效果最好。另外，如絮凝剂加入量过大，

制药成本较高，因此我们认为 园郾远早辕蕴是絮凝剂的最佳浓度。

Ⅳ援絮 凝 温 度 对 絮 凝 效 果 的 影 响： 取 双 黄 连 水 提 液

圆缘园皂造，分装于 缘个 员园园皂造烧杯中，依不同絮凝温度加入絮凝

剂，后按 （猿） 项下自 “快速搅拌 员分钟” 起，同法操作。结

果见表 源原苑。

·圆园圆·

表 源原苑 絮凝温度对体系澄明度的影响

杯号 员 圆 猿 源 缘

药液温度益 圆园 源园 远园 愿园 员园园

絮凝剂浓度 园郾远 园郾远 园郾远 园郾远 园郾远

快搅速度 员缘园 员缘园 员缘园 员缘园 员缘园

快搅时间 员 员 员 员 员

慢搅速度 缘园 缘园 缘园 缘园 缘园

慢搅时间 员缘 员缘 员缘 员缘 员缘

絮体沉降情况 猿园分内澄清 圆园分内澄清 员缘分内澄清 员缘分内澄清 圆园分内澄清

絮体形态描述 片状、丝状、

量少

片状、丝状、

量少

片状、丝状、

量少

片状、丝状、

量少

片状、丝状、

量少

滤过速度 较慢 较快 快 快 较快

滤液澄明情况 乳光重 乳光轻 澄明 澄明 有乳光

滤液吸收度 园郾圆怨猿 园郾圆圆员 园郾员愿怨 园郾员怨猿 园郾员怨远

滤液鞣质检测 原 原 原 原 原

滤液蛋白检测 垣 原 原 原 原

观察小结 最差 较差 最优 优 较优

从表 源原苑可见，随絮凝温度的增加，絮体的量逐渐增大，

沉降速度逐渐加快，滤过速度也逐渐加快，滤液的蛋白和鞣质检

测由阳转阴，体系的吸收度逐渐减少，即体系的澄明度逐渐增

加。这可能由于絮凝温度过低，胶体粒子与絮凝剂粒子碰撞的几

率较小，使絮凝作用不充分，导致絮凝效果较差；随絮凝温度的

增加，高分子物质与体系中胶体粒子接触的几率亦随之增加，电

中和、吸附架桥及网捕和卷扫作用比较充分，因此絮凝比较彻

底，体系中的胶体粒子就清除的比较干净，体系的澄明度也将随

之提高，但温度过高 （员园园益），使絮凝剂的高分子易老化，影响

了絮凝剂的絮凝作用，使絮凝效果变差，体系吸收度有所回升。

因此我们认为 远园益为絮凝的最佳温度。

Ⅴ郾体系 责匀值对絮凝效果的影响：取双黄连水提液 圆缘园皂造，·猿园圆·

水浴加热 愿园益后，分装于 缘个 员园园皂造烧杯中，而各烧杯的提取液

责匀值分别 （用 员园豫的盐酸和 员园豫的氢氧化钠溶液调至） 为 圆郾园，

猿郾园，源郾园，缘郾园和 远郾园，按 （猿） 项下自 “快速搅拌 员分钟” 起，

同法操作，结果见表 源原愿。

表 源原愿 体系 责匀值对体系澄明度的影响

杯号 员 圆 猿 源

药液 责匀 圆郾园 猿郾园 源郾园 缘郾园

絮体形态描述 极细颗粒 片状、丝状 片状、丝状 片状、丝状

絮体沉降情况 缓慢 圆园分内澄清 员缘分内澄清 员缘分内澄清

滤过速度 缓慢 较快 快 快

滤过澄明情况 浑浊 乳光轻 澄明 澄明

滤液吸收度 员郾怨苑员 园郾圆猿缘 园郾员远苑 园郾员愿怨

滤液鞣质检测 原 原

滤液蛋白检测 垣 原

观察小结 最差 较差 最优 优

从表 源原愿可以看出，体系 责匀值为 圆郾园时，絮体的颗粒极

细，絮体的沉降速度极为缓慢，且滤过速度慢，滤液浑浊；滤液

的蛋白和鞣质检测亦为阳性；这是由于 责匀值过低时，直接影响

絮凝剂组分的水解，从而影响絮凝剂的絮凝作用，使大部分的杂

质未能清除掉。另外，责匀值过低时，体系中一些酸性物质或酸

不溶物沉淀出来，体系中很多带负电的胶体粒子也可由于酸的加

入使其负电荷被大量中和和脱水产生沉淀。这些沉淀颗粒很细，

可以渗透过纸导致体系浑浊。体系 责匀值为 猿郾园时，絮体呈片状

和丝状，絮体的沉降速度加快，圆园分钟内体系渐清，且滤过速

度也加快，滤液的蛋白和鞣质检测亦转为阴性，但滤液仍有乳

光，说明体系 责匀值仍偏低，部分杂质仍未清除。体系 责匀值为

源郾园时，絮体仍呈片状和丝状，絮体的沉降速度更快，员缘分钟内

体系澄清，且滤过速度也很好，说明体系 责匀值比较合适。当体

·源园圆·

系值 责匀值为 缘郾园时，无论从絮体情况、滤过速度、滤液澄明度、

滤液的蛋白和鞣质检测均于 责匀为 源郾园时无多大差异，这主要是

由于该絮凝剂的两种组分均为高分子物质，因此对体系 责匀值的

变化不很敏感，能在较宽的 责匀值范围内起到絮凝作用。因此

源郾园为絮凝的最佳 责匀值。

Ⅵ郾搅拌速度对絮凝效果的影响：取双黄连水提液 圆缘园皂造，水浴加热至 愿园益后，分装于 缘个 员园园皂造的烧杯中，依不同搅拌速

度加入絮凝剂。按 糟项下自 “停止搅拌” 起，同法操作，结果见

表 源原怨。

表 源原怨 搅拌速度对体系澄明度的影响

杯号 员 圆 猿 源 缘

搅拌速度 则辕皂蚤灶 缘园 员园园 员缘园 圆园园 圆缘园

搅拌时间 皂蚤灶 员园 员园 员园 员园 员园

絮体形态描述 大囊、片丝

状

小囊、片丝

状

片状、丝

状

片状、丝

状

片状、丝

状

絮体沉降情况 员缘分内

澄清

员缘分内

澄清

员园分内

澄清

员缘分内

澄清

圆园分内

澄清

滤过速度 较快 较快 最快 较快 较快

滤液澄明情况 乳光轻 较澄明 澄明 较澄明 较澄明

滤液吸收度 园郾圆愿远 园郾圆远远 园郾员愿怨 园郾圆愿圆 园郾圆愿源

滤液鞣质检测

滤液蛋白检测

观察小结 较差 优 最优 较差 较差

从表 源原怨可以看出，随搅拌速度的增加，絮体粒径逐渐减

小，沉降和滤过速度开始逐渐增加，体系的吸收度开始逐渐减

小，即体系的澄明度逐渐增加，当搅拌速度为 员缘园则辕皂蚤灶时，体

系的吸收度最小，澄明度最佳；这是因为搅拌速度过慢，使絮凝

剂分子不能充分分散而导致絮凝效果不佳。随搅拌速度的增加，

絮凝剂高分子物质与体系中胶体粒子接触的几率亦随之增加，电

·缘园圆·

中和、吸附架桥及网捕和卷扫作用比较充分，体系中的胶体粒子

就清除的比较干净，体系的澄明度也将随之提高。但当搅拌速度

过大 （圆园园～ 圆缘园则辕皂蚤灶） 时，较大的剪切力容易使刚形成的絮体破

碎，此时将不利于胶体粒子的絮凝，导致絮体沉降和滤过速度逐

渐减慢，体系浊度上升，絮凝效果变差；另外，搅拌速度过大，

将使能耗增加，制药成本提高，因此我们认为最佳搅拌速度仍为

员缘园则辕皂蚤灶。

Ⅶ郾醇沉工艺与天然絮凝剂壳聚糖絮凝的比较：取生脉水提

液 缘园皂造，依传统的醇沉工艺进行操作，观察并记录絮体产生、

成长及沉降情况，进行糅质和蛋白的定性检测，对吸收度和有效

成分黄芩苷进行定量检测，并与壳聚糖絮凝的滤液进行比较，结

果见表 源原员园。

表 源原员园 醇沉工艺与絮凝剂絮凝的比较

澄 清 方 式 醇 沉 工 艺 絮 凝 剂（园郾远早辕蕴）

絮体出现时间 立即出现 立即出现

絮体沉降时间 圆澡 员缘皂蚤灶

絮体状态描述 棉絮状 片状、丝状

滤过速度 快 快

滤液颜色 浅黄色 深黄色

滤液吸收度 园郾圆园怨 园郾员愿怨

黄芩苷含量 （皂早辕皂造） 员猿郾员源 员苑郾缘圆

有效成分保留率 （豫） 远员郾远怨 愿圆郾圆缘

从表 源原员园可以看出，采用传统的醇沉工艺对双黄连提取液

进行精制，其精制效果与絮凝剂比较在絮体出现时间和滤过速度

方面差异不显著，但在絮体状态，絮体沉降时间，滤液的颜色、

吸收度和有效成分保留率等方面有一定的差异。主要表现在醇沉

工艺所产生的絮体为棉花絮状，絮体沉降时间长 （需 圆小时），

滤液颜色浅 （浅黄色），滤液吸收度、电导率和ξ电位均较高，

·远园圆·

但有效成分保留率低，仅为 远员郾远怨豫，而絮凝剂所产生的絮体为

片状和丝状，絮体沉降时间短 （需 员缘分钟），滤液颜色深 （深黄

色），滤液吸收度低于醇沉工艺，但有效成分保留率高于醇沉工

艺，为 愿圆郾圆缘豫。产生这些差异的原因是由于醇沉工艺与絮凝剂

的作用机理有所不同，前者是通过改变胶体物质的溶解度，而使

其脱水产生絮凝沉淀，后者则是通过絮凝剂高分子的电中和、吸

附架桥及网捕和卷扫作用，使体系中的胶体物质产生絮凝沉淀。

因此二者在作用物的选择及澄清效果方面必将产生差异，从上述

比较结果可以看出，采用絮凝剂对双黄连提取液进行精制，其效

果不亚于醇沉工艺，尤其在有效成分保留率方面可能要高于醇沉

工艺。

② 对黄芪口服液的澄清

制备工艺：取黄芪药材加水煎煮 猿次，合并煎煮液，浓缩至

生药与水为 员颐员。

Ⅰ援原工艺：取 员颐员的浓缩液 员园园园皂造继续浓缩至生药与水

为 圆颐员，加 怨缘豫乙醇至含醇量为 愿园豫，冷却滤过，回收乙醇，加

水适量冷却滤过，取 员辕圆量滤液加单糖浆和水至 缘园园皂造灌装灭菌

做稳定性观察；另取 员辕圆量滤液加水灌装灭菌供定性、定量实

验。

Ⅱ援新工艺：壳聚糖澄清剂的配置：用 圆豫的醋酸液配成

员豫的壳聚糖澄清剂；澄清效果考察：取生药与水为 员颐员的浓缩

液 缘份，分别加入占药液的 员豫，缘豫，员园豫，圆园豫，猿园豫的澄清

剂；分别置 愿园益水浴加热数分钟，静置 圆源小时，观察上清液，

结果表明壳聚糖澄清剂在药液中含量为 员园豫 ～ 猿园豫范围内均达

到澄清效果，故选 员园豫的澄清剂为宜。

Ⅲ援口服液的制备：取生药与水为 员颐员的浓缩液 员园园园皂造，加

入 员园豫的 澄 清 剂，愿园益 水 浴 加 热 数 分 钟 后 置 离 心 机 中 离 心

（猿园园园则辕皂蚤灶）缘分钟，取 员辕圆量滤液加水至 缘园园皂造，灌装灭菌供定

性、定量实验。

含量测定：

·苑园圆·

Ⅳ援黄芪甲苷含量测定。精密吸取原工艺、新工艺滤液各

员园皂造，经处理制成供试品溶液，以黄芪甲苷作为对照品，运用薄

层扫描法，以氯仿 原甲醇 原水 （远缘颐猿缘颐员园） 下层液为展开剂，以

员园豫硫酸乙醇溶液为显色剂，在λ泽越源园园灶皂，λ砸 越苑园园灶皂扫描，

计算含量，结果黄芪甲苷的含量：原工艺为 愿郾员源皂早辕皂造，新工艺

为 员圆郾园源皂早辕皂造。

Ⅴ援多糖的含量测定。精密吸取原工艺、新工艺药液各 员皂造分别用乙醇调含醇量至 愿缘豫，搅拌、离心、弃去溶液，沉淀用

乙醇洗涤多次，至无色为止，加水溶解沉淀，定容于 缘皂造，吸取

原工艺供试品溶液 缘园μ造，新工艺供试品溶液 员园μ造，各加水至 缘皂造，用苯酚 原浓硫酸进行处理，在 源怨园灶皂波长处测定吸收度，按以葡

萄糖标准品绘制的标准曲线的回归方程计算含量，结果原工艺多

糖含量为 圆郾园员皂早辕皂造，新工艺为 员圆郾猿员皂早辕皂造。

Ⅵ援稳定性观察：将两种工艺制成的口服液经灭菌处理，室

温放置 猿个月，观察其澄清度、色泽变化，结果表明，两种工艺

制剂均稳定，澄明，色泽无变化。

以上实验表明，壳聚糖澄清剂完全可以替代醇沉法用于黄芪

口服液的制备，既能除去杂质，保证制剂稳定，又能保留有效成

分，降低成本，缩短生产周期。

七、其他吸附澄清剂在中药制剂中的应用

（员）员园员果汁澄清剂在中药制剂澄清中的应用

对抗病毒口服液的澄清

Ⅰ援缘豫员园员液的配置：取 员园员果汁澄清剂 缘园早，加蒸馏水至

员园园园皂造，放置过夜，每间隔一段时间搅拌一次，直至溶解。

Ⅱ援不同比例的 员园员液澄清效果比较：取容量为 员园园皂造的比

色管 员远支，分成 源组，每组 源支，分别至含生药 员颐员的按处方

量水煎的水煎液 员园园皂造，取 员园员液按每组 员，圆，猿，源管分别加 愿，

远，源，圆皂造，摇匀，观察沉降时间。标准：沉淀和溶液界面清楚，

继续放置界面不再下降。结果，按编号顺序每组平均沉降时间为

·愿园圆·

圆愿，猿缘，愿园，员缘园分钟，滤过时间分别是 员圆，员缘，员苑，圆园分钟，

溶液颜色分别是浅、稍深、深色。稳定性考察，放置 猿天后分别

加入 员园员液，愿皂造、远皂造管澄明合格，源皂造管出现微混，圆皂造管出

现微量沉淀。

Ⅲ援水煎液浓度比较：取比色管按上述分组编号，每组的 员号管加含生药 员颐员的水煎液，圆号管加 员颐员郾缘的水煎液，猿号管

加 员颐圆的水煎液，源号管加 员颐猿的水煎液各 员园园皂造，分别加入 员园员液 愿皂造，摇匀，进行 源项指标检查。结果沉降时间平均为 圆愿，

圆怨，猿缘，愿园分钟，滤过时间平均为 愿，员猿，员愿，圆苑分钟；溶液颜

色随含药浓度增大而加深，溶液稳定性一样。

Ⅳ援水煎液加 员园员液后添加滑石粉量比较：按实验 （猿） 法

操作，各管加入 园郾缘早滑石粉，摇匀，数秒中后出现大颗粒沉淀

物，圆园分钟后界面清楚，结块坚实，不易起浑。沉淀和滤过速

度比不加滑石粉管快一倍，其他结果相同。

Ⅴ援溶液稳定性考察：取经 员园员液加滑石粉处理后滤过溶液

分别在安瓿中，封口灭菌。取 圆园支存放在冰箱，另取 圆园支置室

温保存一年，溶液颜色和澄明度基本无变化。

实验结果显示，员园员液的沉淀和滤过速度及稳定性优于乙醇

法。水煎液含生药量一般为 员颐员郾缘～ 圆为宜，太浓不易沉淀和滤

过，水煎液中加入 员园员液量以 愿豫较合适，量少杂质去除不完全，

影响产品质量，员园员液法再加 园郾缘豫滑石粉，可以加快沉淀滤过，

提高溶液澄明度。

（圆） 在栽悦员垣员天然澄清剂在中药制剂中的应用

八珍口服液的澄清

① 处方：党参、白术、白芍、北芪、熟地、茯苓、川芎、

甘草。

② 制备方法

③ 定性分析

Ⅰ援白术的薄层分析。以白术原药材为对照药材，将上述两

供试液经薄层展开，在 猿远缘灶皂紫外光灯下检测。供试品色谱与对

·怨园圆·

照药材的色谱在相应位置上显相同颜色的荧光斑点。

Ⅱ援白芍的薄层分析。以芍药苷为对照品，将上述 粤、月两

供试品 （经处理后） 薄层展开，以 缘豫香草醛硫酸溶液显色，供

试品色谱中，在与对照品色谱相应的位置上显相同颜色的斑点。

④ 定量分析：运用高效液相色谱仪，以芍药苷为标准品绘

制标准曲线，将 粤、月八珍口服液进样，测定芍药苷的含量。以

葡萄糖为对照品，在 源怨园灶皂处测定 粤、月八珍口服液中多糖的含

量。以酪胺酸为对照品，以茚三酮显色测定总氨基酸的含量，结

果见表 源原员员。

表 源原员员 两种不同工艺生产的八珍口服液成分比较

药品药品浓度

（皂早辕员园皂造）

总多糖

（μ早辕员园皂造）

总氨基酸

（皂早辕员园皂造）

总固体

（皂早辕员园皂造）

八珍 粤液 缘郾圆远 苑缘郾苑源 苑郾愿缘 员园苑郾愿

八珍 月液 猿郾园源 猿园郾缘愿 缘郾源缘 愿愿郾源猿

⑤ 药理学实验：研究了两种工艺八珍口服液对小鼠巨噬细

胞吞噬功能的影响，对失血性贫血小鼠 匀遭和 砸月悦的影响，对气

虚大鼠血液流变学的影响，对小鼠免疫器官的影响，结果见表 源原员圆，表 源原员猿，表 源原员源，表 源原员缘。

表 源原员圆 对小鼠巨噬细胞吞噬功能的影响

组 别 剂 量 动物数 （只） 吞噬率 （豫） 吞 噬 指 数

生理盐水组 园郾圆圆缘 员园 圆猿郾怨园依缘郾缘园 园郾圆怨圆依园郾园苑员

八珍 粤液 缘 员园 源怨郾猿园依源郾源苑 园郾远怨依园郾园苑园

八珍 粤液 员郾缘 员园 猿远郾愿缘依缘郾员园 园郾源远远依园郾园苑愿

八珍 月液 缘 员园 源源郾愿园依缘郾园猿 园郾缘远缘依园郾园远园

八珍 月液 员郾缘 员园 猿员郾远缘依源郾怨苑 园郾猿愿源依园郾园缘源

八珍丸 圆郾缘 员园 源缘郾怨缘依远郾猿圆 园郾缘怨愿依园郾园愿员

注：与空白对照组比较 孕约园郾园园员。

·园员圆·

表 源原员猿 对失血性贫血的小鼠 匀遭（早辕蕴）和 砸月悦（员园员圆辕蕴）的影响

组别剂量

（早辕噪早）

动物数

（只）

失血前后降低差值

匀遭 砸月悦

给药前后增高差值

匀遭 砸月悦

空白对照组 园郾圆圆缘 员园 源怨郾圆园依员源郾苑园 圆郾源猿依园郾苑圆 缘园郾苑园依缘郾缘园圆郾园苑依园郾缘源

八珍 粤液 缘 员园 源远郾苑园依

员源郾圆园圆郾圆苑依

员郾圆远

远远郾圆园依

员圆郾缘园

圆郾愿圆依

园郾缘怨

八珍 粤液 员郾缘 员园 缘远郾怨园依

员愿郾怨园

圆郾怨猿依

员郾缘缘

缘怨郾圆园依

缘郾缘园

圆郾缘缘依

园郾源员

八珍 月液 缘 员园 缘远郾愿园依

员园郾苑园

圆郾猿愿依

员郾员源缘怨郾怨园依

远郾怨园

圆郾苑猿依

园郾远远

八珍 月液 员郾缘 员园 缘远郾愿园依

员怨郾缘园

圆郾猿猿依

员郾员缘

缘远郾猿园依

怨郾缘园

圆郾猿园依

园郾苑员

八珍丸 圆郾缘 员园 缘圆郾圆园依

员源郾缘园

圆郾猿源依

园郾怨远

远园郾缘园依

员园郾园园

园郾苑苑依

园郾远愿

注：与空白对照组比较：孕约园郾园缘，孕约园郾园员。

表 源原员源 对气虚大鼠的血液流变学影响

组别剂量

（早辕噪早）

动物数

（只）

全血黏度

高切 低切血浆黏度

红细胞

电泳

时间 （泽）

红细胞

压积

（豫）

血沉

正常对

照组

员郾圆 员园 源郾圆缘依

园郾猿苑

缘郾猿圆依

园郾猿员

员郾远愿依

园郾圆猿

员员愿郾怨依

员怨郾员

猿怨郾缘依

缘郾缘

猿郾园依

圆郾怨

气虚模

式组

员郾圆 员园 缘郾苑苑依

园郾远员

愿郾源猿依

员郾园怨

员郾苑缘依

园郾圆园

员员怨郾源依

圆猿郾远

源缘郾苑依

猿郾园

猿郾圆依

员郾怨

八珍

粤液

缘 员园 源郾远缘依

园郾猿猿

缘郾远园依

园郾源愿

员郾苑怨依

园郾猿猿

员园园郾远依

圆缘郾苑

源圆郾愿依

缘郾远

圆郾源依

圆郾圆

八珍

粤液

员郾缘 员园 源郾愿猿依

园郾苑园

缘郾怨源依

园郾苑愿

员郾远怨依

园郾圆愿

员员园郾圆依

员怨郾园

源缘郾园依

远郾远

圆郾园依

猿郾圆

·员员圆·

续表

组别剂量

（早辕噪早）

动物数

（只）

全血黏度

高切 低切血浆黏度

红细胞

电泳

时间 （泽）

红细胞

压积

（豫）

血沉

八珍

月液

缘 员园 源郾远怨依

园郾源远

缘郾愿员依

园郾远远

员郾苑猿依

园郾员怨

员园猿郾猿依

员愿郾愿

源猿郾怨依

源郾怨

圆郾苑依

源郾园

八珍

月液

员郾缘 员园 缘郾园员依

园郾缘怨

远郾园员依

员郾园圆

员郾远远依

园郾猿缘

员员圆郾愿依

圆员郾圆

源缘郾怨依

苑郾源

猿郾愿依

猿郾愿

八珍丸 圆郾缘 员园 源郾远远依

园郾缘苑

缘郾远远依

园郾愿苑

员郾苑源依

园郾员怨

怨怨郾怨依

员苑郾园

源圆郾园依

源郾苑

猿郾园依

圆郾猿

注：与气虚模型组比较，孕约园郾园缘，孕约园郾园员。

表 源原员缘 对小鼠胸腺和脾脏的影响

组别剂量

（早辕噪早）动物数 （只）

胸腺系数

（皂早辕员园早）

脾脏系数

（皂早辕员园早）

生理盐水组 园郾圆圆缘 员园 员郾愿员依员郾园 猿怨郾源依猿郾园

八珍 粤液 缘 员园 猿怨郾员依圆郾愿 苑苑郾圆依猿郾圆

八珍 粤液 员郾缘 员园 圆苑郾源依圆郾圆 缘苑郾怨依圆郾缘

八珍 月液 缘 员园 猿缘郾缘依圆郾圆 苑员郾源依圆郾源

八珍 月液 员郾缘 员园 圆源郾源依员郾圆 缘源郾源依圆郾猿

八珍丸 圆郾缘 员园 猿缘郾缘依圆郾园 苑园郾缘依圆郾缘

注：与生理盐水比较，全部 孕约园郾园员。

⑥稳定性观察：将八珍口服液 （粤液、月液） 灭菌处理，室

温放置 猿个月，结果制剂均稳定，澄明，色泽无变化。

从以上实验可以看出，在定性、定量分析方面表明，八珍 粤液芍药苷、氨基酸、多糖，总固体的含量明显高于八珍 月液，

证明 员垣员澄清剂不与药物有效成分起反应，保证了制剂的疗效。

药理实验证明，八珍 粤液对小鼠胸腺和脾脏免疫功能有增强作

·圆员圆·

用，可使气虚动物全血黏度降低，改善动物气虚症状，有补气作

用，同时可使血虚小鼠症状有所改善，红细胞数增加，血色素增

高，并有明显增强巨噬细胞吞噬功能的作用，其作用优于八珍

丸，与本品临床疗效取得一致结果，证明了 员垣员澄清剂的良好

澄清功能，同时表明 员垣员澄清剂在中草药生产工艺中可代替醇

沉，且澄清速度快，保留了更多的有效成分，降低了成本，缩短

了生产工艺，其制剂的稳定性优于水醇法。

（猿） 聚凝净澄清剂在中药制剂中的应用

聚凝净对肉苁蓉水提液的澄清

① 聚凝净的配制 使用前将聚凝净用 员豫醋酸配成 园郾缘豫（宰辕宰） 的溶液。

② 肉苁蓉水提液 取 猿园园早肉苁蓉切片用去离子水浸泡 员小

时，煎煮 猿次。第一次用水 圆蕴，煮沸 员小时，第二次用水 员郾缘蕴，

煮沸 园郾缘小时，第三次用水 员蕴，煮沸 园郾缘小时，合并煎煮液，冷

却后滤过，将滤液减压浓缩至 员圆园园皂造。

③ 样品 员～ 缘号 取 缘园皂造肉苁蓉水提液 缘份，于温度 苑园～苑缘益，依次缓慢加入聚凝净，使其含量分别为 园郾员缘豫，园郾圆园豫，

园郾圆缘豫，园郾猿园豫。边加边搅拌，全部加入后，继续搅拌 员分钟，

静置。

④ 样品 远～ 愿号 取 缘园皂造肉苁蓉提取液，于室温下缓慢加入

怨缘豫乙醇，使乙醇含量分别为 缘园豫，远园豫，苑缘豫。

⑤ 甜菜碱的 栽蕴悦检识 薄层板：硅胶 郧薄层板。展开剂：

甲醇 原水 原醋酸 （怨颐员颐园郾缘）。显色剂：改良碘化铋钾试剂。结

果：在与对照品位置上，员～ 愿号样品均呈橙红色斑点。

⑥ 甜菜碱含量测定 以盐酸甜菜碱为标准品，用 苑圆员分光

光度计测定吸收度，绘制标准曲线。将 员～ 缘号样品与 远～ 愿号样

品处理后，测定吸收度计算含量，结果见表 源原员远。

·猿员圆·

表 源原员远 各种样品中甜菜碱的含量

样品聚凝静 辕乙醇含量

（豫）澄清度 沉淀形状

甜菜碱含量

（皂早辕皂造）

员 园郾员缘 较混 小块絮状 圆愿郾愿苑缘

圆 园郾圆园 较清 大块絮状 圆愿郾员圆粘 缘

猿 园郾圆园 澄清 大块絮状 圆远郾圆缘园

源 园郾猿园 澄清 大块絮状 圆缘郾愿苑缘

缘 园郾猿缘 较混 大块絮状 圆苑郾园园园

远 缘园 澄清 泥沙状 员怨郾缘园园

苑 远园 澄清 泥沙状 员源郾猿愿园

愿 苑园 澄清 泥沙状 怨郾缘园园

结果表明，絮凝法沉淀颗粒大，呈絮状沉淀，易滤过。醇沉

法沉淀呈泥沙状，不易滤过，并且絮凝法所得甜菜碱含量比醇沉

法至少多 圆缘豫。同时可以看出，随着絮凝剂含量增大，甜菜碱

含量变化不大，絮凝净含量增长 员倍，甜菜碱含量仅降低 员园豫，

进一步说明絮凝法只除去溶液中中粗粒子，较好的保留了有效成

分。

（源） 蛋清在人参杞芪口服液澄清中的应用

人参杞芪口服液的主要成分是人参、枸杞子、黄芪、蜂蜜、

蔗糖等，用煎煮法制备。具体方法：将枸杞子、黄芪的水煎液与

人参薄片的水煎液合并，加入规定量的防腐剂，搅匀，静置过

夜，上清液用绸布滤过，将沉淀离心回收溶液并入滤液中。按滤

液总体积量 猿豫～ 源豫加新鲜蛋清 （每万毫升约加 圆园只鸡蛋和蛋

清，加蛋清一半量的滤液，并将蛋清打碎搅匀） 充分搅拌，加热

至沸后停止加热，将浮于液面的凝固蛋白轻轻捞出，继续加热煮

沸 员缘分钟，用绸布滤过后静置 圆天，将滤液上清液用上层为滤

纸下层垫绸布的布氏漏斗抽滤，沉淀离心回收溶液与滤液合并。

另将蜂蜜、蔗糖与适量上述滤液煮沸 员缘分钟，仍用上述滤器抽

滤后与上述滤液合并，并加灭菌水至规定量，搅匀，放置 圆天，

·源员圆·

分装上清液。

不用水提醇沉法而用煎煮法制备口服液，省时，省力，成本

低，但澄清困难。用本法基本能解决澄清问题。

（缘） 不同澄清剂对气血双补口服液的澄清作用

①组成 气血双补口服液中含有党参、白术、白芍、当归、

黄芪、仙茅、淫羊藿等 员园味中药，芍药苷是其中白芍的主要有

效成分。

②澄清剂的配制

Ⅰ援员园员果汁澄清剂溶液：配成 缘豫溶液。

Ⅱ援壳聚糖溶液：用 员豫的醋酸溶液配成 员豫的溶液。

Ⅲ援在栽悦原Ⅲ天然果汁澄清剂溶液：粤组为配成 员豫的溶液，

月组为用 员豫的醋酸配成 员豫的溶液，使用前按 粤颐月越员颐圆混合。

③供试品溶液的制备

Ⅰ援气血双补口服液的制备：按处方称取各味中药，按工艺

水煎 猿次，煎液合并，并浓缩至药水比为 员颐员备用。

Ⅱ援供试液的制备：取气血双补口服液 缘皂造，置试管中，加

一定量的澄清剂，摇匀，加热 愿园益，员园分钟，猿园园园则辕皂蚤灶，离心

员园分钟，取上清液用正丁醇萃取 源次，合并正丁醇液，挥去溶

剂，残渣加 缘园豫甲醇溶解。滤入 圆缘皂造量瓶中，用同一溶剂洗涤

容器及滤器，滤入量瓶中，并用 缘园豫甲醇定容至刻度，摇匀，

取此液 员皂造放置 员园皂造量瓶中，用 缘园豫甲醇定容至刻度，摇匀，

并用 园郾源缘μ皂滤膜滤过，作供试液备用。

④对照品溶液的制备 取减压干燥过的芍药苷适量，精密称

定，用 缘园豫甲醇配成一定浓度的溶液 （缘员郾远μ早辕皂造）。

⑤空白供试液的制备 按 猿项中 （员） 法处方中除去白芍后

各味中药依法制备，再按 （圆） 法制成空白供试液。

⑥色 谱 条 件 色 谱 柱 杂责澡藻则蚤泽燥则遭悦缘μ皂，柱 长 圆缘糟皂，内 径

源郾远皂皂，流动相 缘园豫甲醇，检测波长 圆圆缘灶皂，流 速 园郾愿皂造辕皂蚤灶，

柱前压 员圆酝孕葬，进样 员园μ造，对照品色谱峰保留时间 源郾远怨缘分钟，

供试品在同一保留时间有同一峰，而空白对照无此峰。

·缘员圆·

取供试液，进样 员园μ造，结果见表 源原员苑。

表 源原员苑 供试品芍药苷含量

澄 清 剂 溶 液 名 称用 量

（豫）

含 量

（μ早辕皂造）

员园员果汁澄清剂溶液 员园 愿员愿郾缘

员园员果汁澄清剂溶液 圆园 苑苑圆郾缘

员园员果汁澄清剂溶液 猿园 苑源愿郾圆

壳聚糖溶液 员园 苑远源郾猿

壳聚糖溶液 圆园 苑员怨郾缘

壳聚糖溶液 猿园 苑缘猿郾猿

在栽悦原Ⅲ天然果汁澄清剂溶液 猿园 远猿苑郾园

在栽悦原Ⅲ天然果汁澄清剂溶液 源园 猿缘源郾圆

在栽悦原Ⅲ天然果汁澄清剂溶液 缘园 远怨源郾怨

乙醇 员园园 苑圆员郾怨

空白 园 园

实验证明，在此 员园味中药的复方制剂中，猿种天然澄清剂

对芍药苷的含量与醇沉法比较无明显差异，澄清效果均较理想，

说明天然澄清剂可以代替乙醇做澄清剂。在提取和精制过程中还

可以选用两种以上工艺联用，以取得更好的效果。将经 在栽悦澄

清剂处理过的药液再用大孔吸附树脂洗脱，得到质量稳定的银杏

叶提取物，其黄酮和内酯分别达 圆远豫和 远豫以上。用大孔树脂吸

附与超滤技术联用对六味地黄丸进行精制，提取物重量只有原药

材的 源远豫，而 怨愿豫的丹皮酚和 愿远豫的马钱子被保留。用吸附澄

清 原 高速离心 原微滤法制备菖蒲益智口服液，可以更好的去除

杂质，选择性保留有效成分，其中 人参皂苷 砸早员与总多糖均较

醇沉工艺有所提高，并且缩短了工艺周期，实现了中药口服液的

连续无醇化生产。

·远员圆·

参 考 文 献

员 张波，等 援絮凝法用于肉苁蓉水提液的研究 援中成药，员怨怨愿，圆园（猿）：

员源～ 员缘圆 中国医学科学院药物研究所 援大孔吸附树脂在中草药化学成分分离提取

中的应用 援中草药，员怨愿园，员员（猿）：员愿猿猿 单 虎，等 援甲 壳 素 及 壳 聚 糖 提 取 工 艺 的 研 究 援食 品 科 学，员怨怨苑，员愿

（员园）：员源～ 员缘源 何炳林 援吸附树脂 粤月原愿对甜菊苷的吸附性能及在其提纯中的应用 援应

用化学，员怨怨源，员员（员）：员远缘 寿国香 援大孔树脂分离 原薄层光密度法测定 援中草药，员怨怨源，圆缘（员员）：

缘苑猿远 刘莉娟 援吸附树脂法测定甘草酸及其制剂品中甘草酸含量 援中成药，

员怨愿缘，员远（缘）：员园苑 魏峰 援用大孔树脂吸附法提取刺玫果 援中医药学报，员怨愿愿，（远）：猿圆愿 常津，等 援甲壳胺对双黄连提取液的精制研究 援中草药，员怨怨苑，圆愿（圆）：

远猿～ 远苑怨 麻秀萍 援大孔吸附树脂对银杏叶黄酮的吸附研究 援中国中药杂志，员怨怨苑

（怨）：缘猿怨员园 邓少伟 援用大孔树脂分离川芎总提物 援中草药，员怨怨怨，猿园（员）：圆猿员员 胡奇芬 援吸附树脂法测定生脉注射液中的人参总皂苷 援中草药，员怨愿愿，

员怨（苑）：愿员圆 堵年生 援大孔吸附树脂—紫外分光光度测定肉苁蓉中苯乙醇苷类含量 援

天然产物研究与开发，员怨怨猿，员缘（猿）：猿园员猿 朱浩 援大孔吸附树脂吸附纯化不同中药有效部位特性研究 援中国中药

杂志，员怨怨愿，圆猿（员园）：远园苑员源 李汉保，等 援壳聚糖澄清法代替醇沉法制备平疣口服液 援中草药，

员怨怨愿，圆怨（圆）：怨缘～ 怨苑员缘 莫国强 援对水提醇沉工艺的一点浅见 援中成药研究，员怨愿远，（缘）：员～ 圆员远 曾宪明 援无机盐对大孔树脂吸附人参总皂苷的影响 援中国医药工业杂

志，员怨怨圆，圆猿（愿）：猿猿怨员苑 张彤，等 援壳聚糖用于大青叶等中药浸提液澄清效果的研究 援中成药，

员怨怨愿，圆园（员园）：苑～ 员园

·苑员圆·

员愿 陈刚等 援大孔吸附树脂———比色法测定绞股蓝及其制剂总皂苷含量 援华西药学杂志，员怨怨圆，（猿）：员源怨

员怨 李纯球 援中药注射剂特点及质量探讨 援中药通报，员怨愿愿，（怨）：缘猿圆园 吕逢 进，等 援介 绍 一 种 中 药 口 服 液 澄 清 方 法 援中 药 材，员怨怨园，员猿

（愿）：员源圆员 李伯庭 援大孔吸附 树 脂 在 天 然 产 物 中 的 应 用 援中 草 药，员怨怨园，圆员

（愿）：源圆

·愿员圆·

第五章 浓缩与干燥技术

第一节 浓 缩

浓缩是中药制剂原料成型前处理的重要单元操作。中药提取

液经浓缩制成一定规格的半成品，或进一步制成成品，或浓缩成

过饱和溶液使析出结晶。

浓缩可采用蒸发方式使溶剂气化，稀溶液被浓缩。所以蒸发

是手段，浓缩是目的。

员援浓缩的基本原理

蒸发浓缩的基本过程就是不断地加热以使溶剂气化和不断的

排出所产生的蒸气。蒸发浓缩可在沸点或低于沸点时进行，又可

在减压或常压下进行。在液体表面发生的气化现象是由于在同一

时间内从液体表面逸出的分子数多于从液体外面进入液体的分子

数。这在任何温度都可进行。蒸发时液体必须从周围吸收热量，

所以温度越高蒸发越快。为提高蒸发效率，生产上蒸发浓缩均采

用沸腾蒸发。

沸腾蒸发浓缩的效率以蒸发器生产强度来衡量。蒸发器生产

强度是指单位时间内，单位传热面积上所蒸发的溶剂量。其单位

噪早辕（皂圆澡），即：

哉越宰辕泽 （缘原员）

若将原料液预热至沸腾后进行蒸发，且不计损失，则蒸发器

的热流量Φ越憎则，根据传热基本方程式可知Φ越噪泽Δ贼，故式 缘原员可表示为：

哉越Φ辕泽砸越噪Δ贼辕砸 （缘原圆）

式中，哉原蒸发器的生产强度，噪早辕（皂圆澡）； 憎原水分蒸发

量，噪早辕澡； 泽原蒸发器传热面积，皂圆；噪原蒸发器总传热系数，

·怨员圆·

噪允辕（皂圆澡益）；砸原水的气化热，噪躁辕噪郧；Δ贼原传热的平均温差，

加热蒸气的温度与溶液沸点之差，益。

由式 缘原圆可知，（当蒸发压力一定时，则可以看作常数），生

产强度与传热温度差及传热系数成正比。

圆援影响浓缩的因素

①传热温度差 （Δ贼） 的影响 传热温度差是加热蒸气的温

度与溶液的沸点之差，它是传热过程的推动力。溶剂气化是由

于获得了足够的热能，使分子摆脱了分子间的内聚力而逸出溶

液。故在蒸发过程中必须不断地给溶液供给热能。提高加热蒸

气的压力和降低冷凝器中二次蒸气的压力，都有利于提高传热

温度差。

Ⅰ 提高加热蒸气的压力可以提高Δ贼，但过高不经济，又

可能会导致热敏成分破坏。

Ⅱ 借助减压方法适当降低冷凝器中二次蒸气的压力，可降

低溶液的沸点和提高Δ贼，而且可以及时移去蒸发器中的二次蒸

气，有利于蒸发过程的顺利进行。

Ⅲ Δ贼的提高也有一定的限度。因为要维持冷凝器中二次

蒸气过低的压力，则真空度过高不仅会增加功率的消耗，而且易

因溶液沸点降 低而引起黏度增加，使传热系数下降。

Ⅳ 连续的蒸发操作可。视为恒温传热。在间歇操作时，加

热蒸气的温度一般是恒定的，蒸发过程中，溶液的沸点随其浓度

的增加而逐渐升高，致使Δ贼逐渐变小。

②总传热系数 （运） 的影响，一般的说，增大总传热系数是

提高蒸发浓缩效率的主要途径。其关系式为

运越员辕（员辕α园垣员辕α蚤垣砸憎垣砸泽） （缘原猿）

式中α园原管间蒸气冷凝传热膜系数，运允辕（皂圆澡益）；α蚤原管

内溶液沸腾传热膜系数，运允辕（皂圆澡益）；砸憎管壁热阻，员辕运允辕（皂圆澡益）；砸泽原管内垢层热阻，员辕运允辕（皂圆澡益）。

由于α蚤受诸多因素影响而无法准确计算，所以总传热系数

多根据经验值，（蒸发器 运值，盘管式为 缘园园～ 圆缘园园，升膜式

·园圆圆·

缘园园～ 缘园园园，离心式 猿园园园～ 源园园园）。由传热原理可知，增大 运的

主要途径是减少各部分的热阻。通常管壁热阻 （砸憎） 很小，可

略去不记；在一般情况下，蒸气冷凝的热阻在总热阻中占的比

例不大，但操作中应注意对不凝性气体的排除，否则，其热阻

也会增大。管内溶液测得垢层热阻 （砸泽） 在许多情况下是影响

运的重要因素，尤其是处理易结垢或结晶的物料时，往往很快

就在传热面上形成垢层，致使热速率降低。为了减少垢层热

阻，除了要加强搅拌和定期除垢外，还可从设备上改进。总传

热系数值虽较复杂，但主要取决于蒸发器结构，操作条件及溶

液的性质。

猿援浓缩方法与设备

浓缩的方法较多，如常规通用的有常压浓缩和减压浓缩等。

本节重点介绍薄膜浓缩和多效浓缩。

薄膜浓缩

①增加液体的气化表面是加速蒸发量的重要因素。薄膜蒸发

是使液体在蒸发时形成薄膜增加气化表面进行蒸发的方法。其特

点是：浸出液的浓缩速度快，受热时间短；不受液体静压和过热

影响，成分不易被破坏；能连续操作，可在常压或减压下进行；

能将溶剂回收重复使用。

②薄膜蒸发的进行方式有两种：一是使液膜快速流过加热面

进行蒸发。另一是使药液剧烈地沸腾使产生大量泡沫，以泡沫的

内外表面为蒸发面进行蒸发。前者在短暂的时间内能达到最大蒸

发量，但蒸发速度与热量供应间的平衡较难掌握，药液变稠后易

黏附在加热面上，加大热阻，影响蒸发，故较少使用。后者目前

使用较多，一般采用流量计控制液体流速，以维持液面恒定。否

则也易发生前者的弊端。

Ⅰ援小型薄膜蒸发装置如图 缘原员所示。

蒸发时先将料管阀门关闭，开启抽气泵，真空度达到适度

后，将蒸气通入蒸发管的外套管内，然后慢慢地开启进料阀门，

使药液适量地连续进入蒸发管形成薄膜，此时管内液体受热后剧

·员圆圆·

烈沸腾，并形成大量泡沫。由于蒸发管上部仍然处在加热范围

内，形成较好的蒸发条件，在压力差较大的情况下蒸气与泡沫的

混合物既很快地破裂进入气液分离器中，气体被导入冷凝器中冷

凝后流入抽滤瓶中。浓缩液流入集收瓶中。

图 缘原员 小型薄膜蒸发装置

Ⅱ援升膜式蒸发器如图 缘原圆所示。

为常用的升膜式蒸发器。其加热室的管束很长，而在加热室

中的液面维持较低，适用于蒸发量较大，有热敏性、黏度不大于

园郾园缘孕葬·泽及易产生泡沫的溶液。不适于高黏度、有结晶析出或易

结垢的溶液。

·圆圆圆·

图 缘原圆 升膜式蒸发器

欲蒸发的药液经输液管，通过流量计，先进入预热器，自预

热器上部流出，从列管蒸发器底部进入，被蒸汽加热后，立即沸

腾气化，形成大量泡沫，生成的泡沫及二次蒸气沿加热管高速上

升，一般为 圆园～ 缘园皂辕泽，减压下可达 员园园～ 员远园皂辕泽或更高。溶液

在呈膜状高速上升的过程中，以泡沫的内外表面为蒸发面而迅速

蒸发。泡沫与二次蒸气的混合物自气膜出口进入气液分离器中，

此时气膜分离为二次蒸气与浓缩液，浓缩液经连接于分离器下口

·猿圆圆·

的导管流入接收器收集。二次蒸气自导管进入预热器的夹层中供

预热药液之用。多余的废气则进入混和冷凝器冷凝后，自冷凝水

出口排出，未冷凝的废气自冷凝器顶端排至大气中。中药浸出液

经此种薄膜蒸发器一般可浓缩至相对密度 员郾园缘～ 员郾员园左右。

Ⅲ援降膜式蒸发器 如图 缘原猿所示为降膜式蒸发器。它与

升膜式蒸发器的区别是原料液由蒸发器的顶部加入，被蒸发的溶

液在重力作用及蒸气的拉拽作用下，沿管内壁呈膜状下降，在下

降过程中被蒸气浓缩，气液混合物流至底部，进入分离器，浓缩

液由分离器底部排出。为保证溶液呈膜状沿加热管内壁下降，在

每根加热管顶部必须装设降膜分布器。

图 缘原猿 降膜式蒸发器

·源圆圆·

降膜式蒸发器可蒸发浓度较高、黏度较大的溶液。不适用于

蒸发易结晶或易结垢的溶液。降膜式蒸发器没有静压强效应，沸

腾传热系数与温度差无关。即在较低的传热温度差下，传热系数

亦较大，故对热敏性溶液的蒸发，降膜式较升膜式更为有利。降

膜式产生膜状流动的原因与升膜式不同。前者由于重力作用及液

体对管壁的附着力，而使液体呈膜状沿管壁下流，即不像升膜式

取决于管内二次蒸气的速度。因此，降膜式适用于蒸发量较小的

场合，如某些二效蒸发设备，第一次采用升膜式，第二次采用降

膜式。

Ⅳ援刮板式薄膜蒸发器 刮板式薄膜蒸发器是一种利用高速

旋转的刮板转子，将料液分布成均匀的薄膜而进行蒸发的一种高

效浓缩设备。其结构主要是在一个直立的夹套圆筒加热器内安装

有快速 （每分钟 猿园园转以上） 旋转的叶片 （刮板） 所组成。刮板

有固定式及滑动式两种。固定式刮板系将刮板固定与旋转轴上，

刮板外缘与筒体内壁的间隙一般为 园郾愿～ 圆郾缘皂皂；滑动式刮板靠

轴旋转时产生的离心力使刮板与加热面内壁接触，液膜厚度与料

液黏度及转速有关，可达 园郾园猿皂皂。

图 缘原源所示为固定式刮板式薄膜蒸发器示意图。原料液由

蒸发器上部经进料管、分液盘流入器内。在离心力、重力及旋转

刮板刮动下，料液在管体内壁形成旋转下降的薄膜，在布膜过程

中同时被蒸发浓缩。浓缩液由底部侧面出料口，借高速旋转叶片

的离心力甩出。二次蒸气经上部分离器排出。

刮板式薄膜蒸发器在真空条件下操作 （真空度约 怨猿噪孕葬），

且料液在加热区停留时间短，故适于高黏度的热敏性物料蒸发浓

缩。有的采用了离心式滑动沟槽转子，除了可强化传热外，操作

过程不易起泡和结垢，故适用于易起泡沫，易结垢的流体的浓

缩。

刮板式薄膜蒸发器的浓缩比例大，一般为 远颐员至 员园颐员，最大

可达 缘员颐员。可将其串联在升膜式或降膜式蒸发器后，使较稀的

中药提取液浓缩至 员园园孕葬·泽以上。其缺点是结构复杂，动力消耗

·缘圆圆·

较大，单位体积的传热面小。

图 缘原源 刮板式薄膜蒸发器示意图

员郾器体 圆郾刮板 猿郾轴 源郾进料分配器 缘郾除涂器

远郾气液分离器 苑郾二次蒸气出口

Ⅴ援离心式薄膜蒸发器 离心式薄膜蒸发器是将料液加到锥

形盘的传热面中央，借高速旋转的离心力将其分散成厚度为

园郾园缘～ 员皂皂的薄膜而进行蒸发的一种新型高效蒸发设备。它综合

了离心分离和薄膜蒸发二种原理，具有液膜厚度薄，传热系数

·远圆圆·

高，设备体积小，蒸发强度大，浓缩比高，物料受热时间短 （约

员泽），浓缩时不易起泡和结垢，蒸发室便于拆洗等优点。适用于

高热敏性物料的蒸发浓缩。如中药提取液、维生素、抗生素、脏

器生化制品及食品等。其缺点是结构复杂，价格较高。

图 缘原缘 离心薄膜蒸发器原理图

员郾凝水管 圆郾凝水槽 猿郾浓缩液汇集管 源郾出料口

缘郾浓缩液出口 远郾清洗水进口 苑郾物料进口 愿郾分配管

怨郾转鼓 员园郾二次蒸汽出口 员员郾蒸汽进口

图 缘原缘所示为离心薄膜蒸发器原理图，加热面为六组固定

图 缘原缘 离心薄膜蒸发器锥形盘结构图

于转鼓并随空心轴旋转的锥形盘。单个锥形盘的结构如图 缘原缘所示。每组锥形盘是由上下二个不锈钢锥体和一个环组成的，二

·苑圆圆·

个锥体中间走蒸气和冷凝气，外壁走料液，用泵将滤过后的料液

经进料管输送到锥形盘的中央，由于离心力的作用，料液由锥型

盘的中心均匀地流至外沿，同时被加热蒸发，蒸发后的浓缩液汇

集于蒸发器的外侧，经出料管排出。加热蒸气由底部进入蒸发

器，经外沿的小孔进入锥形盘的空间，冷凝水在离心力的作用下

经边缘的小孔流出。二次蒸气在蒸发器的中部用水流喷射器泵抽

真空引出。

③多效蒸发

图 缘原远 多效蒸发器流程示意图

员郾料液 圆郾加热蒸气 猿郾蒸气 源郾浓缩液

多效蒸发是根据能量守恒定律确认的低温低压 （真空） 蒸气

·愿圆圆·

含有的热能与高温高压含有的热能相差很小，而气化热反而高的

原理设计的。

多效蒸发器的类型按加料方式可分为四种，如图 缘原远所示。

Ⅰ援顺流式 又称并流式，料液与加热蒸气走向一致，随着

浓缩液稠度逐渐增大，蒸气温度逐渐降低。适用于随温度的降低

黏度增高不太大，或随浓度增大热敏性增加、温度高溶解度反而

变小的料液。

Ⅱ援逆流式 料液与加热蒸气走向相反，随着加热蒸气温度

逐渐升高，浓缩液稠度逐渐增大。适用于顺流式相反的情况。

Ⅲ援平流式 也有的称并流式，料液与加热蒸气走向一致，

料液分别通过各效蒸发器。适用于从各效易于析出结晶的料液。

Ⅳ援错流式 兼具顺流和逆流的特点。料液走向是先进入二

效，流向三效，再反向流入一效。加热蒸气由一效顺次走向三

效，料液最后浓缩温度高。

在单效蒸发过程中，每蒸发 员噪早的水需要消耗 员噪早以上的加

热蒸汽，被蒸发生成的蒸气 （二次蒸气） 被排出或被冷却而白白

浪费了。若将二次蒸气作为加热蒸气引入另一串联的蒸发器，则

又可蒸发 员噪早的水。这样一来，员噪早的蒸气就可蒸发掉 圆噪早的水。

若三个或四个蒸发器组成三效或四效蒸发装置，则可节省能源，

提高蒸发效率。

根据中药浓缩液易起泡、易跑料、易结垢等特点，现中药厂

多采用外加热式三效浓缩罐，由管道将三个并排安装的浓缩罐串

联起来，每一浓缩罐由外循环式列管加热器和蒸发器组成，最末

一罐接水流喷射泵。一次蒸气 （锅炉蒸气） 进入一效列管式加热

器使药液加热，药液受热沿管壁上升，同时在真空作用下，从上

部喷管喷入一效蒸发器，蒸发器内药液又从下部弯管回到加热

器，同时在蒸发器内产生的二次蒸气被吸入底二效做加热蒸气，

第二效产生的二次蒸气被吸入第三效做加热蒸气，第三效产生的

二次蒸气被水流喷射泵带入冷却池。

三效蒸发的蒸气流向是从一效至二效再入三效，而根据药液

·怨圆圆·

的热敏性、黏度变化和结垢等特性，可按药液加入方式的不同把

三效蒸发分为四种流程：①顺流加料法：药液与加热蒸气流向一

致，都从第一效加入，顺流通过各效。可依靠效间压力差自动送

料，生产中广泛采用。适于黏度不大、或热敏性随温度增加较大

的药液。但顺流加料的后一效浓度比前一效高，而沸点却低，所

以黏度逐效增高，传热系数下降；②逆流加料法：与上相反，药

液从三效加入，各效药液由泵送入前效，浓缩液由一效引出。这

样第一效浓度最高，而温度也最高，所以各效黏度相近，各效传

热系数相当 （而顺流加料法是逐效降低的）。适于黏度随温度和

浓度变化较大的药液，但不适于热敏性药液。该法各效间需泵送

料，增加了费用和麻烦；③平流加料法：药液分别加入各效，浓

缩液也经各效分别引出；④错流加料法：兼具顺流和逆流加料方

式，药液走向先入二效再进三效，再进一效。

三效浓缩器有多种规格，一般各效真空度和蒸发温度为：一

效 园郾园源酝孕葬，愿缘益；二效 园郾园远酝孕葬，苑缘益；三效 园郾园愿酝孕葬，远缘益。

药液可浓缩至相对密度达 员郾圆园～ 员郾猿缘。

三效浓缩器的一般操作方法是：先抽真空，使各效真空度达

园郾园远酝孕葬时，开进料阀，药液被吸进一效 （可按药液特性以上述

四种加料流程进料），当药液达蒸发器第一个视镜 员辕圆时，关闭

进料阀，开启加热蒸气阀升温加热。当药液被蒸发体积减小后，

应及时补充料液至第一视镜 员辕圆处，进行蒸发浓缩。浓缩至一定

程度时，将三个蒸发室的浓缩液集中到一效或三效中，继续浓缩

至规定密度。关闭蒸气阀，关闭真空阀，开排空阀破坏真空，开

启放料阀，放出少许浓缩液，测得相对密度符合要求后，放出浓

缩液。

需要注意的是：①真空度过大或过小，均影响浓缩效率。若

真空度过大，则药液产生的蒸气少。真空度过小，则药液蒸气排

放慢。冷却水池的温度过高，也会使真空度下降，可补充自来水

降低水池水温。②浓缩至一定程度时，料液极易产生泡沫，出现

跑料。此时，应加大蒸气压提高温度消泡，打开排空阀，待泡沫

·园猿圆·

消除后，缓缓关闭排空阀，使泡沫稳定时，再关闭排空阀少许，

直到不产生泡沫时为止。切勿将排空阀一次性关闭，否则更易产

生泡沫跑料。③一效加热器整齐压力应保持在设计范围内，若其

压力明显升高，可能是收膏时膏料在管壁结垢而影响传热，应打

开加热器清除垢层。

第二节 干 燥

干燥系指利用热能或其他方式除去湿物料中所含水分，获得

干燥物品的操作。干燥多是在浓缩的基础上进一步除去水分的操

作，它是药剂生产中的重要技术，新鲜药材被干燥可便于贮藏、

粉碎及制剂；较稀的药液通过喷雾干燥而成干粉，避免了长时间

受热浓缩对成分的破坏，且干粉疏松易溶；有些受热易被破坏的

药料，在冷冻高真空情况下，水分升华而被干燥；湿物料经干燥

后，便于药品的贮存和使用。在制剂生产中，原辅料、半成品和

成品，均涉及干燥技术。

一、干燥的基本原理和影响因素

（员） 干燥的基本原理

①湿物料中水分的性质 干燥是除去湿物料中的水分。湿物

料中所含水分性质的不同影响干燥效果。

Ⅰ援总水分 每单位重量的固体物质中所含水分的总量。

Ⅱ援结合水与非结合水 结合水系是指存在于细小毛细管中

和物料细胞中的水分，因为毛细管内水分所产生的蒸气压较同温

度时水的蒸气压低，此种水分难以从物料中去除完全。而非结合

水系是指存在于物料表面的润湿水及物料孔隙中和粗大毛细管中

水分，它所产生的蒸气压等于同温度水的蒸气压，此种水分与物

料结合力弱，易于去除。

Ⅲ援平衡水分与自由水分 物料与一定温度、湿度的空气相

接触时，将会发生排除水分或吸收水分的过程，直到物料表面水

·员猿圆·

分所产生的蒸气压与空气中的水蒸气压相等时为止，物料中水分

处于动态平衡状态，此时物料中所含的水分称为该空气状态下的

平衡水分。平衡水分与物料的种类、空气的状态有关。物料不

同，在同一空气状态下的平衡水分不同；同一种物料，在不同的

空气状态下的平衡水分也不同。物料中所含有的总水分等于自由

水与平衡水之和 （总水分 越自由水分 垣平衡水分），干燥过程仅

可除去自由水分 （自由水分 越全部非结合水 垣部分结合水），不

能去除平衡水分 （平衡水分 越剩余部分结合水）。

②干燥速率 干燥速率是指单位时间内，在单位干燥面积上

被干燥物料的气化的水分量。以微分式表示：

哉越凿宰辕杂凿贼 （缘原源）

式中，哉—干燥速率，噪早辕（ 皂圆泽）； 杂—干燥面积，皂圆； 宰—

水分气化量，噪早； 贼—时间，泽。因为干燥过程是被气化的水分连续进行内部扩散和表面气化

的过程。所以干燥速率取决于内部扩散和表面气化速率。以物料

的湿含量为横坐标，以干燥速率 哉为纵坐标，可绘制干燥速率

曲线。干燥过程明显地分为两个阶段，恒速阶段 （平行于横轴直

线） 和降速阶段 （斜向下线）。在恒速阶段，干燥速率与物料湿

含量无关。而在降速阶段，干燥速率近似的与物料湿含量成正

比。干燥曲线的折点 （恒速直线变为降速斜向下线处） 所示的物

料湿含量是临界湿含量 悦园，与横轴交点所示的物料湿含量即是

平衡水分 悦平。因此，当物料湿含量大于 悦园时，干燥过程属于恒

速阶段；当物料湿含量小于 悦园时，干燥过程属于降速阶段。干

燥过程之所以出现两个阶段，是因为在干燥的初期，由于水分从

物料内部扩散速率大于表面气化速率。此时表面水分的蒸气压恒

定，表面气化的推动力保持不变，因而干燥速率主要取决于表面

气化速率，所以出现恒速阶段。当干燥进行到一定程度，到达

悦园时，由于物料内部水分逐渐减少，水分从内至外的传质途径

加长，导致扩散速率小于表面气化速率，物料表面没有足够的水

分满足气化的需要，所以干燥速率逐渐降低，出现降速阶段。在

·圆猿圆·

恒速阶段，凡能影响表面气化速率的因素都可影响恒速阶段的干

燥。例如，干燥介质温度、湿度流动情况等。在降速阶段，干燥

速率主要与内部扩散有关，因此，物料的厚度、结构等特性，干

燥的温度等可影响降速阶段的干燥。此时热空气流速、相对湿度

等已不是主要因素。

（圆） 影响干燥的因素

干燥速率在恒速阶段与干燥介质条件及物料表面水分气化速

率有关。可通过提高空气温度，减小湿度 （排走湿空气），加大

热空气流速，加大蒸发表面 （物料厚度适宜） 等各种方法加快干

燥；在降速阶段主要与内部扩散 （物料特性） 有关，由于物料结

构、形态及与水结合的状态影响着水分在物料内部扩散速度，不

同物料干燥时间差异较大。若干燥温度过高、速度过快造成表面

水分迅速蒸发而干燥，物料表面板结、龟裂，而内部水分很难再

扩散出来，物料未被彻底干燥。应根据物料特性及干燥方法、设

备等条件采取适宜干燥速度进行干燥。

二、喷雾干燥

喷雾干燥是指用单独一次工序，将溶液、乳浊液、悬浮液或

膏糊液物料变成粉体、颗粒、空心球或团粒。其形式取决于物料

的物理特性，以及喷雾干燥设备的流程和操作。

喷雾是将液体通过雾化器的作用，喷洒成极细小的雾状液

滴。干燥是由于载热体 （热空气、过热水蒸气、烟道气、惰性气

体） 同雾滴均匀混合，进行热交换和质交换使水分 （或溶剂） 蒸

发的过程。喷雾干燥就是喷雾和干燥两者的密切结合，喷雾是干

燥的必要条件，两个方面同时决定着过程本质，直接影响产品质

量的好坏。

（员） 喷雾干燥装置

常用的喷雾干燥装置如图 缘原苑所示，主要包括空气加热系

统、干燥系统 （包括塔身和雾化器），干粉收集及气固分离系统。

图中，空气进入加热器后，用水蒸气或电间接加热 （也可直接加

·猿猿圆·

热） 以预热空气温度。热空气进入干燥塔与喷嘴喷出的雾滴相接

触，雾滴中的水分迅速蒸发，生成粉状或颗粒状成品。废气和干

粉在旋风分离器中得到分离，成品从旋风分离器底部放出，更细

的成品则需通过布袋除尘器进一步分离，最后废气从风机排出。

热风进入塔内时，经过导向板使其均匀分布于塔中，干燥效果较

好。风机安装在流程末端，使整个系统在负压下操作，以免车间

粉尘飞扬。热空气与料液接触方式有并流式、逆流式和混流式三

种，图 缘原愿所示是三种方式四种类型接触方式简图。

图 缘原苑 喷雾干燥流程

员郾加热器 圆郾干燥塔 猿郾旋风分离器 源郾袋滤器

缘郾风机 远郾喷嘴 苑郾导向板

①气液两相并流的喷雾干燥 它又分为两类。一类气液两相

向下并流，如图 缘原愿中 （葬），这种流向应用广泛，特别适用于

热敏性物料。空气进口与液体雾化都在塔顶部分，沿塔向下流

动。气液两相在塔的上部接触，料液水分迅速蒸发，大量吸收空

气的热量，而使热风的温度下降。流到塔的下部，物料已干燥成

粉末，但空气温度也已下降。空塔气速一般保持在园郾圆～ 园郾缘皂辕泽。这种流向适用与喷嘴雾化器和离心转盘雾化器。但由于雾化器和

·源猿圆·

空气分布器均安装在塔顶，对于喷嘴位置和空气分布器的调节较

为不便。

图 缘原愿 空气与料液在干燥器内流动

葬郾并流向下 遭郾并流向上 糟郾先逆流后并流向下 凿郾逆流

另一类是气液两相向上并流的喷雾干燥，如图 缘原愿（遭） 所

示，气体从塔底进入，喷嘴也安装在塔的下部，向上喷出，这种

流向与由上向下的并流操作从原理上并无不同，其较大颗粒不会

被气流带走，所得产品的粒度比较均匀。喷嘴位置在塔的下部，

以便于检修清洗和调整。

②气液两相先逆流后并流的喷雾干燥，如图 缘原愿（糟） 所

示。雾化器安装在塔的中上部，向上喷雾，与塔顶流的热空气相

接触，使料液水分迅速蒸发。这种流向也适用于热敏性物料，并

·缘猿圆·

且有并流的优点。但因逆流时传热、传质的推动力较大，以及停

留时间较长，因而可以降低塔的高度。操作时，应注意防止在颗

粒返回区产生黏壁现象。这种气液流向又称为混流式 。

气液两相逆流操作的喷雾干燥如图 缘原愿（凿），雾化器安装

在塔顶，热空气从塔底进来，塔顶喷出的雾滴与塔底上来的较湿

空气相接触，因此干燥推动力较小，水分蒸发速度较并流式慢。

在塔底、最热的干燥空气与较干的颗粒接触，因此对于能经受高

温，需要含水量低和较高松密度的非热敏性物料，用逆流系统最

合适。此外，在逆流系统中，全过程的平均温度差和分压差较

大，停留时间较长，有利于传热和传质，热的利用率也较高。

并流、逆流和混流喷雾干燥器的应用要根据所处理的料液性

质，采取不同的工艺布置，主要有开放式、闭式循环、半闭式循

环和自惰式循环系统四种形式。此外，还有二级喷雾干燥系统和

流化床喷雾造粒系统等。

开放式喷雾干燥系统是应用最广泛的一种，其特点是用热空

气作为干燥介质，只经过干燥室一次即携带水气排放至大气中。

闭式循环喷雾干燥系统是料液中含有有机溶剂或易燃、易爆性溶

剂时，应用惰性气体作为干燥介质，在封闭系统中进行喷雾干燥

操作。半闭式循环喷雾干燥系统是介于开放式和闭式循环之间。

自惰式循环系统是用明火直接加热，使干燥介质空气的含氧良降

低到 远豫以下，这样可以自制惰性气体避免爆炸或着火。二级干

燥系统是将喷雾干燥和流化床干燥相结合的系统。流化床喷雾造

粒干燥是在含有细粉核的流化床中，用埋在床层内的喷嘴使料液

或黏合剂溶液雾化，并与流化的粉末相接触，在固 原液界面间的

界面能作用下，液体在粒子间交联架桥而产生凝聚现象，同时由

吹上来的热风使其干燥而获得多孔颗粒产品。

（圆） 料液雾化器

喷雾干燥过程可分为四个阶段，料液雾化为雾滴；雾滴与热

空气以并、逆或混合流接触；雾滴在与器壁接触前，水分迅速气

化而达干燥；干燥成品与空气分离。雾滴的大小和均匀程度对产

·远猿圆·

品质量和技术经济指标影响很大，特别是对热敏性物质的干燥尤

为重要。为使料液分散为微细的平均直径 圆园～ 远园μ皂的雾滴，增

大表面积，与热空气接触时迅速气化水分而干燥为粉末或颗粒产

品，料液雾化所用的雾化器是喷雾干燥的关键，常用的有下面三

类喷雾器。

图 缘原怨 “尼洛”多叶式喷雾盘

员郾盖板 圆郾底盘 猿郾固定螺母 源郾料液分配盘

①离心式喷雾器 离心式喷雾器的构造形式有多种，常见的

·苑猿圆·

有多枪式 （又称喷雾式） 和圆盘式两类。圆盘式又分为平滑圆

盘、多叶圆盘、变形多叶圆盘三种，此外还有杯式和碗式的离心

喷雾盘。喷雾盘的结构与转速取决于被干燥物料的比重、表面张

力和黏度。黏度较小的料液，可采用多枪式和多叶式离心圆盘。

黏度大的料液，则采用深底碗式圆盘较为适宜。图 缘原怨所示是

“尼洛” 多叶式喷雾盘，全部用不锈钢制成，适用于食品、医药

料液 的 雾 化。全 盘 共 有 员远条 叶 槽，圆 盘 直 径 为 圆员园皂皂，在

员源园园则辕皂蚤灶的速度下，可处理 缘园园噪早辕澡左右料液。分配盘中有 源个

φ猿皂皂的小孔，保证料液均匀地进入底盘。

工业用离 心 喷 雾 圆 盘 的 直 径，通 常 在 员远园～ 缘园园皂皂范 围

内，转速 猿园园园～ 圆园园园园则·责·皂，也有超过 圆园园园园则·责·皂以上的。

圆周速度为 苑缘～ 员苑园皂辕泽。为了达到产品均匀度、分散度的要

求，以及获得较少的喷距、设计离心喷雾盘时圆周速度最小

不低于远园皂辕泽。

②压力式喷雾器 压力喷雾器形式较多，但以切线旋涡式和

离心式最为常见。图 缘原员园所示，它们的共同特点都是使料液经

喷雾器后形成切线或斡旋状分散液滴，外形呈圆锥状，其中心是

空的圆锥体。

工业上使用的喷雾器孔径为 园郾猿～ 圆皂皂，压力在 缘园～ 圆园园噪早枣辕糟皂圆左右，但近年来也发展到孔径为 源～ 远皂皂，使用压力高达

猿园园噪早枣辕糟皂圆的喷雾器。喷雾器的喷出孔称喷嘴，加工的光洁度和

圆度要求均较高，以保证喷出的雾状均匀，否则出现线流现象

（就是没有分散的液流），将影响干燥的质量。

③气流式喷雾器 气流式喷雾器有二流体式、三流体式、四

流体式及旋转———气流杯雾化式等。

二流体喷雾器是指具有一个气体通道和一个液体通道的喷雾

器，如图 缘原员员所示。又分气液二相在喷雾器内部混合室混合雾

化后，从喷嘴喷出的内合式；气液二相在喷嘴口外雾化的外混合

式；气液喷出后与冲击板碰撞的外混合冲击式。

三流体喷雾器具有一个液体通道，二个气体通道，也分内混

·愿猿圆·

合、外混合、先内混合后外混合三种形式，雾化效果比二流体

好。

图 缘原员园 压力式喷雾器

员郾外壳 圆郾圆板 猿郾旋涡室

源郾小孔 缘郾喷出口

图 缘原员员 气流式喷雾器

四流体喷雾器是有一个干燥用热风通道，二个压缩空气通道

和一个料液通道。这种结构既有利于雾化，又有利于干燥，是值

得研究的喷雾器，适用于高黏度物料的雾化。

选用喷雾器形式时，一般按下列原则考虑：压力式的优点

较多，主要是耗能量低，生产能力大，但需要使用高压液泵。

处理量较低时，以采用气流式最为方便，且所喷雾滴最细，可

处理含有少量固体的溶液。处理含有较多固体量的物料时，宜

采用离心式。

·怨猿圆·

（猿） 喷雾干燥的特点

① 干燥速度快 由于料液经喷雾后被雾化几十微米大小的

液滴，所以单位质量的表面积很大，可达 猿园园皂圆辕噪早左右，因此

热交换迅速，水分蒸发极快，干燥时间一般只要几秒种，多则几

十秒钟，且有瞬间干燥的特点。

② 干燥过程中液滴的温度比较低 喷雾干燥可采用较高温

度的载热体，但干燥塔内温度一般不会很高。当液滴仍有大量水

分存在时，它的温度不超过热空气湿球温度，由于迅速干燥，最

终产品的温度也不会高。所以适合于热敏性物料的干燥。

③ 干燥产品具有良好的分散性和溶解性 根据工艺上的要

求，选用适当的雾化器，可将料液喷成球状液滴，由于干燥过程

是在空气中完成的，所得到的粉粒能保持与液滴相近的球状，因

此具有良好的疏松性、流动性，分散性和溶解性。

④ 产品纯度高，环境卫生好 由于干燥可在密闭的容器内

进行，杂质不会混入产品，保证了产品的纯度，生产有毒气，臭

气物料时，可采用封闭循环或 “自惰” 循环系统的喷雾干燥设

备。

⑤ 生产过程简化，操作控制方便 即使含水量高达 怨园豫的

料液，不经浓缩，同样能一次获得均匀的干燥产品。大部分产品

干燥后不需粉碎和筛选，从而简化了生产工艺流程。对于产品粒

径大小、松密度、含水量等质量指标，可改变操作条件进行调

整，控制管理都很方便。

⑥ 适宜于连续化、自动化生产。

（源） 喷雾干燥的主要缺点：

①当热风温度低于 员缘园益时，热交换的情况较差，需要的设

备体积较大，清洗工作量也大，空气消耗量大，因而动力耗用量

也大。

②从废气中回收粉尘的分离设备要求高，要达到高的回收效

果，附属装置比较复杂。

③设备的热效率较低，在 源园豫以下。

·园源圆·

（缘） 喷雾干燥技术在制剂生产中的应用

① 喷雾干燥法在中药材处理中的应用

Ⅰ援部分中草药喷雾干燥前后化学成分的比较研究 中草药

喷雾干燥操作简便，速度较快，产品粒度均匀，制剂的崩解时限

和溶解度好，容易达到卫生质量标准，与中药汤剂相比具有体积

小，服用方便，又便于贮存和携带等优点。但是，中草药水煎液

经喷雾干燥后，产品质量是否起变化，张培鸿等对部分中草药水

煎液进行了喷雾干燥前后已知主要化学成分的含量测定和薄层色

谱等项的比较实验。在样品的选择上充分考虑到中药材样品和化

学成分的代表性，从植物的药用部位方面，选用了根、茎、叶、

花、果实；从化学成分方面选择了生物碱、黄酮、蒽醌、内酯、

木脂素、皂苷等。喷雾干燥的条件：进风温度 员源园～ 员缘园益，粉区

温度 苑缘益左右，出风温度 远园益左右。试验对 怨种中草药水煎液

喷雾干燥前后已知主要化学成分进行了含量测定，并对野菊花、

黄连、五味子、虎杖等四种中草药水煎液喷雾干燥前后样品进行

了广谱薄层色谱比较试验 （对黄连又做了红外吸收光谱的比较）。

结果表明：中草药水煎液经喷雾干燥后其已知主要化学成分与喷

雾干燥前相比没有明显变化。

梁燕茹等以传统烘房干燥和喷雾干燥进行了对比试验，结果

为：未干燥前浸膏中黄芩苷含量为 圆猿郾园远豫 （以浸膏中干固物量

计算）；烘房干燥法干浸膏中黄芩苷含量为 员圆郾源豫；喷雾干燥法

喷雾粉中黄芩苷含量为 圆圆郾园猿豫。这是因为黄芩苷为一热敏性很

强的物质，烘房干燥法受热时间长，黄芩苷被破坏，所以含量明

显下降；而喷雾干燥法，物质在几秒内完成干燥过程，因此黄芩

苷能基本保持干燥前含量水平，这无论在提高药品的疗效及降低

生产成本等方面都很有价值。

含有活性分子的溶液，经喷雾干燥一步操作就能得到干燥的

细粉。这对于多肽和蛋白质是有利的，因为大分子的冷冻干燥和

结晶方法技术上存在难度，而且费用较高。溶液化成雾滴后，雾

滴具有大的表面积，并和干燥气体紧密接触即被快速干燥成粉

·员源圆·

末。由于干燥过程中蒸发冷却，材料温度仍明显低于干燥空气温

度。因而能有效的保存样品中蛋白质的活性。

武凤兰等将鸦胆子油制成干燥乳剂，进行药效学对比试验，

开发药物新剂型。即采用喷雾干燥方法制备鸦胆子油干燥乳剂，

进行质量评价，同时用两种动物，以雷尼替丁为对照药进行抑制

胃溃疡形成的药效学试验。研究证明干燥乳剂具有良好的再分散

性、稳定性。药效学结果显示，对小鼠阿司匹林所致胃溃疡，束

水应激胃溃疡，大鼠醋酸所致慢性胃溃疡，幽门结扎胃溃疡均有

明显的抑制作用。

陈冲等将银杏叶提取物减压浓缩后进行喷雾干燥 （干燥塔进

风温度 圆园园益，出风温度愿园益），最后加入银杏内酯可以得到淡

黄色的银杏叶提取物，其黄酮含量稳定在 圆远豫以上，内酯含量

稳定在 远豫以上。

Ⅱ援枣粉生产工艺中的喷雾干燥 枣粉的喷雾干燥属于果汁

粉或果粉喷雾干燥的范畴。由于水果中含有的葡萄糖和果糖较

多，喷雾干燥比较困难。林勤保等以不同型式的喷雾干燥设备和

不同助干剂、不同操作参数，研究了枣粉的喷雾干燥。结果表

明：枣浆在普通的喷雾塔中喷雾干燥，必须加助干剂才能够得到

枣粉；枣浆物料比较黏稠，离心式雾化器 （晕陨砸韵粤栽韵酝陨在耘砸哥本

哈根，丹 麦） 易 于 堵 塞 （进 料 速 度 缘郾园皂造辕皂蚤灶，空 压 机 气 压

园郾员怨远酝孕葬，进风温度 员愿园益，出风温度 愿缘益，助干剂：缘园豫麦芽

糊精）。选用气流式雾化器 （气流式喷雾干燥机，华南理工大学）

较好 （干物质 圆园豫 ～ 猿园豫以上的枣粉，添加 远园豫的麦芽糊精，

再加 园郾缘豫悦酝悦防潮剂，过均质机或胶体磨，预热后进行喷雾干

燥，进料温度 远园～ 愿园益，进风温度 员园缘～ 员员缘益，出风温度 远缘～苑缘益，空 压 机 气 压 园郾圆源缘～ 园郾圆怨源酝孕葬， 进 风 负 压 原 愿园园～原员员园园孕葬），提高进料温度和浓度对节能和得到产品都很重要。

在增加浓度上还有较大潜力。进料量应根据干燥条件来调节，过

大则不能干燥，过小则浪费能量。节能型红外加热代替或补充喷

雾干燥中热风加热有一定的开发前景。

·圆源圆·

Ⅲ郾南瓜粉生产工艺中的喷雾干燥 刘晓梅等用喷雾干燥法

生产南瓜粉，不仅保留了南瓜的全部营养成分，而且粉体组织状

态、口感均好。在喷雾干燥器中，从南瓜浓缩液滴中除去水分的

程度取决于控制蒸发速率，即雾滴停留时间，而雾滴停留时间又

取决于在干燥塔中所建立的雾滴空气运动，首先应解决喷雾干燥

时南瓜浓缩液的雾滴直径，它是保证南瓜粉末良好组织状态的先

决条件。试验工艺中控制参数：南瓜浓缩液含水量为 远远豫，为

固体量的 猿源豫，产品最终含水量为 源郾缘豫，干燥塔进风温度为

员远缘益，排气温度为 怨园益，液滴在干燥过程中体积收缩 员园豫，液

滴重度γ糟越员园圆愿噪早辕皂猿，干燥粉末重度γ阅越远园园噪早辕皂猿。工艺参数

对南瓜品质的影响：

浓缩液固体含量：当浓缩液固体含量从 圆圆豫提高到 猿源豫时，

粉末体积增大 员倍。干燥塔效率提高 猿园豫，由于水分蒸发快，

产品比容大。

浓缩液温度：南瓜液进入干燥塔前的温度至关重要，由于南

瓜中含有很多果胶成分，如果温度低于 缘园益，浓缩液变稠流动

性差，干燥效果不佳。

进排风温度：南瓜粉是一种多糖体粉末，进风温度宜高不宜

低，在干燥过程中液滴膨胀比较小，升高干燥温度将产生松散的

大颗粒，进风温度应在 员缘园～ 员苑园益之间，如果升温过快，雾滴破

碎，细粉增多。排风温度控制在 愿园益左右为宜，否则易产生潮

粉，特别是粉体吸湿会加快。喷嘴压力不变时，流量、压力与重

度之间的关系：在工艺研究中，选用雾化角θ越缘缘毅黏壁现象最

小。压力选用 员园圆园孕葬，压力增加雾滴变小，流量控制在 员郾猿噪早辕皂蚤灶，重度 员郾园圆愿，这时所得南瓜粉品质最佳。

Ⅳ郾龟甲胶生产工艺中的喷雾干燥 关于胶类的喷雾干燥，

汤亚池等以龟甲胶为例，研究了喷雾干燥成功条件及不同喷雾温

度对产品质量的影响。郧月原圆员型喷雾干燥机 （日本产）。虽然影

响喷雾粉末形状和粒度的主要因素是胶的浓度及雾化压力。但此

研究结果表明，胶素的喷雾干燥，不适用于较高的浓度及较低的

·猿源圆·

压力，龟甲胶以含固量不超过 猿缘豫，雾化压不低于 圆噪早辕糟皂圆的条

件喷雾为宜。喷雾粉末的含水率主要受出塔风温的影响，龟甲胶

喷雾干燥的出塔温控制在 缘豫以内，比一般中药浸膏喷雾干燥的

出塔风温度稍高一些。进塔风温 员愿园～ 员怨园益之间喷雾干燥。速度

快、效率高，非常适合于胶类后期的脱水干燥，由于塔内温度不

超过 怨园益，蛋白质的性质未受到影响，加之喷雾粒的粒度小，

又呈中空球形，因此在水中的溶化性优于自然晾干的胶粉，更优

于蛤粉烫过的胶珠粉。用喷雾干燥法得到的胶粉制成的速溶龟甲

胶颗粒剂与原块状胶进行药效学对比研究，结果表明二者在滋阴

补血止血等方面的作用基本相同。

Ⅴ援田七粉生产工艺中的喷雾干燥 王士俊等采用武汉制

药机械厂生产的 孕在圆郾愿～ 猿郾缘喷雾干燥机组进行浸膏液喷雾干燥，

干燥塔直径 员圆苑园皂皂，设备总高 猿远园园皂皂，采用气流式喷嘴进行喷

雾，实验的工艺流程如图 缘原员圆所示。

图 缘原员圆 田七浸膏粉喷雾干燥流程

员郾干燥塔 圆郾油水分离器 猿郾滤过器 源郾蒸气加热器 缘郾电加热器

远郾旋风分离器 苑郾抽风机 愿郾料桶

·源源圆·

空气经滤过器 （猿） 除尘后，至蒸气加热器 （源） 和电加热器

（缘） 升温至 员缘园～ 圆园园益后，经干燥塔 （员） 顶部空气分布器进入

塔内，物料借喷头压缩空气气喷入塔内，雾状的液滴与热空气接

触，完成了瞬间干燥。干粉和尾气从塔底抽出进旋风分离器

（远），干粉收集于底部桶内，尾气经抽风机 （苑） 排至系统外。为

避免塔内干粉黏壁，塔内设置了气刷，定时用压缩空气喷吹。实

验采用了 圆园豫浓度的田七浸膏溶液 （相对密度 员郾园愿），以猿噪早辕糟皂圆

压力压缩空气为动力喷入塔内，热空气进风温度为 员苑园益，进料

速度为 猿园噪早辕澡，出风温度 怨圆益，风量 员苑源园皂猿辕澡，喷头压缩空气

量 员郾圆皂圆辕皂蚤灶，干燥水分 圆圆郾缘噪早辕澡，干粉生产能力 苑郾缘噪早辕澡，成

品含水量低于 缘豫，喷雾干燥避免了原工艺中熬膏和烘房干燥造

成的结焦现象。

Ⅵ援挥发油微囊制备中的喷雾干燥 杨庆龙等以藿香油等为

试验对象，采用喷雾干燥技术制备微囊，该法亦可适用于其他挥

发油的微囊化，有较强的应用价值。挥发油与水、高分子胶质混

匀后形成乳浊液———一个挥发油被固态胶薄包围的包裹体。在喷

雾干燥过程中，乳浊液被雾化成微滴后，经受热，使雾滴蒸发，

在雾滴表面形成一层类似于半透膜样的表面膜。该膜具有网状结

构，对水有渗透性，使水分能快速蒸发，而不造成囊心物 （挥发

油） 的过多损失。乳浊液通过喷雾干燥在蒸发水分的同时，起到

包囊的目的。喷雾干燥条件：进风温度 员源远益；出风温度 愿苑益。

作者用同样的条件制备了荆芥油、薄荷油等挥发油微囊，其油保

留率均在 愿缘豫～ 怨园豫之间，稳定性良好。

Ⅶ援挥发油β原悦阅包和物的喷雾干燥法 王溶溶等以挥发

油的保存率作为研究方法的评价指标，采用正交试验法考察不同

喷雾干燥条件对挥发油保存率的影响，挥发油保存率达 愿远郾远豫。

在目前的新药研制中，对于保存挥发性成分较为有效和实用的方

法是：首先用共水蒸馏法提取药材中的挥发油，然后采用溶液法

将挥发油用β原悦阅包合后，干燥，再加入到制剂中。β原悦阅包和

物在干燥过程中，或多或少的有一些挥发性成分脱包，减少了挥

·缘源圆·

发性成分的利用率，且有操作过程较繁琐，得到的β原悦阅包和

物干粉在颗粒剂中不易混匀、颗粒剂色泽不一等缺点。而用溶液

法包合后的挥发油β原悦阅包合物直接加入药液进入喷雾干燥，

控制喷雾干燥条件，使挥发性成分的利用率比上述方法有所提

高，并克服了β原悦阅干粉不易混匀，颗粒剂色泽不一等缺点。

匝在原缘型移动式高速离心喷雾干燥机 （江苏省无锡市喷雾干燥机

厂），由于采用喷雾干燥方法制备干膏粉，然后制粒，故挥发油

的保存率与进风温度、出风温度、喷头压力三因素有较大关系。

按 蕴怨（猿源） 正交表进行试验，得到最佳的喷雾干燥条件为进风温

度 圆员园益，出风温度 怨园益，喷头压力 源噪孕葬。由于喷雾干燥是采用

瞬间加热，使β原悦阅包合物脱包率减少，同时减少了生产步骤，

节省资源，适用于工业生产。

②喷雾干燥法在中药制剂中的应用

Ⅰ援喷雾干燥法在传统剂型中的应用 李梅等使用 孕郧原圆远型喷雾干燥器 （武汉制药机械厂生产） 所得浸膏粉用于片剂、丸

剂、颗粒剂的生产，均收到了很好效果。喷雾方法：气流液混合

式；加热方法：蒸气加热为主，电加热为辅；干燥塔进风温度

员缘园～ 员愿园益；塔底出风温度：愿园～ 怨缘益；物料含固量：猿园豫 ～远园豫（相对密度 员郾员～ 员郾圆）；物料温度：远园～ 愿园益。将液体物料

加热至 远园～ 愿园益，打开蒸气加热器，启动风机和电加热器，待

进塔风温达到 员缘园～ 员愿园益时，将物料也压至喷嘴，进行喷雾干

燥，调节喷料雾状大小，使流量与风温相适应。开启自动气刷，

吹刷塔壁上的干粉。干粉沉至底部收料桶，净化后的尾气经风机

排空。喷雾干燥速度快，时间短，所得粉末极细 （员愿园目以上），

细粉含水量≤缘豫，各成品的生药含量得到了提高，杂菌总数每

克少于 缘园园个。经过对比研究，在片剂、丸剂生产中，经喷雾干

燥后，缩短了生产周期。通常用烘箱生产一个周期需 员园天左右，

利用喷雾干燥后只需 圆～ 猿天即可。在颗粒剂生产中，生药含量

得到了控制，经喷雾干燥后的细粉可根据所需生药量加入辅料制

粒，而流浸膏制粒很难控制生药含量。另外喷雾干燥温度高，污

·远源圆·

染源少，故含菌量得到了很好控制。因此，在片剂、丸剂、颗粒

剂的生产中，应用喷雾干燥法，对制剂的溶出速率、溶散时限、

生药含量的控制及杂菌控制等方面均有所提高。保证了产品质

量，各项指标均符合 《中国药典》 规定。

浸出液一般在真空 愿噪孕葬、温度 远缘益左右浓缩至，相对密度

约为 员郾员圆即可喷雾制粉。喷粉时首先调节散热器及通风管道，

使塔内保持负压 园郾源苑噪孕葬，塔温 苑园～ 愿园益，即可将浓缩液注入喷

枪进行喷粉，收集药粉后即可装胶囊。也可进一步制粒，制成颗

粒剂，如将浸出液稍加浓缩，又可为合剂；若浓缩至波美 圆缘～猿园毅，即可为浸膏。尚艳华等用上述方法制备的中药复方制剂与

传统煎剂、蜜丸等剂型进行了对比实验，结果表明，喷雾干燥工

艺制备中药制剂可缩小制剂体积，在保持原有成分的基础上提高

了单位剂量有效成分的含量，少菌卫生，有利于批量生产。

Ⅱ援颗粒剂生产中喷雾干燥的应用 赵文君等在颗粒剂生产

中试用了喷雾干燥法干燥药材提取物，提高了产品质量和经济效

益，效果显著。原方法：药材提取物→气烘箱高温干燥→湿法制

粒→低温干燥→整粒→包装。该过程中药材提取物干燥设备为气

烘箱。由于提取物本身含水量大，故加热时间长，温度高，常需

愿园～ 怨园益下，怨～ 员圆小时。喷雾干燥法：药材提取物→喷雾干燥

→湿法制粒→低温干燥→整粒→包装。该法所用干燥塔为立式压

力干燥塔。型号为 砸孕孕原再缘园，喷雾压力为 员郾猿～ 员远郾酝孕葬，进样

用高压均质泵，型号为 郧允月员原圆缘，额 定 功 率 苑郾缘噪宰，压 力 为

圆缘噪孕葬，流量 员皂猿辕澡。两种方法对制粒都有汽烘箱低温干燥。由于

所用溶剂为医用酒精，故低温下可正常干燥，不耽误生产，产品

质量不受任何影响。从产品质量和综合经济效益两种方法比较：

（员） 原方法生产的产品色泽不均一，粒度较大而不均匀，溶化后

溶液不澄清，有个别粒状悬浮物存在。应用喷雾干燥法制得的产

品色泽均一，粒度均匀，尤其溶化后溶液澄清，无悬浮物，无焦

屑。（圆） 原方法生产中烘干过程耗能多，粉碎过程损耗大。应用

喷雾干燥法，由于喷出的细粉含水量小于 源豫，故无需烘干。耗

·苑源圆·

能少，减少了烘干过程中原料损耗。由此可见，应用喷雾干燥生

产颗粒剂，从产品质量到经济效益都有所提高。

王岳钧等针对健肝颗粒剂原提取工艺存在的问题进行了改

进，由原来的水提醇沉 原减压干燥法改为动态提取 原喷雾干燥

法，用正交实验探讨最佳提取浸膏工艺，综合考察分析浸膏得

率、苑原甲 基 香 豆 素 得 率 两 个 指 标，优 选 出 最 佳 工 艺 条 件 为

粤猿月员悦圆。

陈忠梁等在 “愈胃灵颗粒剂” 的工艺研究中选择了喷雾干燥

的进风温度，并研究了辅料配比对其成品率的影响。为了减少服

用量，采用喷雾干燥法制粒，即药液浓缩至一定比例，加入少量

糊精，喷雾干燥，得干粉末，直接干法制粒即得。同时考虑到丹

皮酚成分的热不稳定性，观察了喷雾干燥时进风温度对制剂的影

响。结果：真空浓缩至相对密度为 员郾员猿～ 员郾员缘（远园～ 远缘益） 的浸

膏，加柴胡蒸馏液及糊精，喷雾干燥进风温度应控制在 员源缘～员缘缘益，出风温度控制在 员园园～ 员员园益。经大生产验证，工艺可行，

具有溶解性好且成本低的特点。

Ⅲ援低糖型颗粒剂生产中的喷雾干燥冉懋雄等进行了流化喷

雾干燥制粒法制备低糖型颗粒剂的研究，并应用于生产取得满意

成效。云蕴造原员圆园型喷雾干燥制粒机 （重庆广夏干燥设备工程公司

制造）。原料容积 源圆园蕴，直径 员圆园园皂皂，生产能力 愿园～ 员远园噪早。以

合格颗粒收得率为指标，经反复实践，得最佳工艺条件：喷雾空

气 压 力， 当 药 液 相 对 密 度 员郾圆员～ 员郾圆缘（愿园～ 愿缘益） 时， 以

怨愿园郾苑～ 员员苑远郾愿噪孕葬为宜；辅料粒度，应以质地均匀粉体 （如蔗

糖、糊精等） 作母核，粒度以 源园～ 远园目粉为宜；风温：进风温

度 （辅料预热、干燥） 愿缘益左右，喷雾制粒 愿园～ 员员园益，颗粒干

燥 愿园益左右；出风温度一般为 源园～ 缘园益；风量一般为 员郾缘～ 圆郾缘档。操作中尚应注意控制喷雾间歇、抖袋周期、药液温度、药液

黏度、喷雾压力、风压调节、风温调节等条件，正确使用喷枪开

关 （开时先气后液，关时先液后气），严格遵守操作规程，作好

生产记录，以便总结经验。气化喷雾干燥制粒法制备低糖型颗粒

·愿源圆·

剂实用可行，具有显著社会效益与经济效益。国产一步制粒机能

有效制备低糖型中药颗粒剂，连续生产三批精乌颗粒剂低糖型产

品，合格颗粒收得率为 怨源豫 ～ 怨远豫；主药含量与原工艺制品一

致，水分、溶化性、卫生学等符合质量标准。产品含糖量约降低

源园豫，同时具有口感好、药香浓、生产效率高、降低了成本及病

人乐于接受等优点。

刘雪芬等报道了喷雾制粒法制备低糖型的慈禧春宝颗粒剂的

经验。生产实践证明，应用国产喷雾制粒机能有效的制备低糖型

颗粒剂，与传统方法相比，平均降低用糖量 远园豫以上。且具有

质量稳定，成本低廉以及适应临床要求等优点。设备：孕郧蕴原猿园型喷雾制粒干燥机 （重庆广夏干燥设备工程公司制造），原料容

量 远圆园蕴，直径 员圆园园皂皂，生产能力为 猿园～ 源园噪早辕澡。原料的相对密

度为 员郾圆～ 员郾圆缘（愿园～ 愿缘益），员圆园目蔗糖粉为辅料。制备过程：

将辅料称量投入沸腾的制粒锅内，升合喷雾室，送入已调节温度

缘圆益的热风，使辅料 “沸腾” 预热。即将辅料投入制粒锅内，其

底部为多孔板上，上铺有不锈钢筛网，开动风机使空气由进风口

经滤过装置与热交换器后，再由容器底部进入制粒锅，并使制粒

锅内形成负压，辅料则上下浮动翻滚，形成 “沸腾” 而预热干

燥。预热合格后，再将药物提取浓缩液经喷雾嘴形成雾滴，并与

蔗糖粉体凝聚成多孔状颗粒。一边喷雾，一边送热风干燥颗粒，

每隔一定时间振动滤袋器。反复操作，直至将规定另药物提取浓

缩液喷完，并经取样检查颗粒符合规定要求为止，则可停机出

料，整粒即得。主要影响因素：（员） 喷雾空气压力；（圆） 粉体粒

度；（猿） 风温：进风温度为 愿园～ 员园园益，出风温度为 缘园～ 远园益为

宜；（源） 风量等。

Ⅳ援无糖型颗粒剂生产的喷雾干燥 张燕平等运用喷雾干燥

制粒法，进行了无糖颗粒剂的研制，收效良好。设备：孕郧蕴原员园粤型喷雾干燥制粒机 （重庆精工制药机械有限公司制造）。喷雾制粒

参数的设定：以合格颗粒的收得率为指标，经多次实践，得出最

佳喷雾制粒参数的设定范围 （即最佳工艺条件）。（员）浸膏浓缩的

·怨源圆·

相对密度：应控制在 员郾圆园～员郾圆缘（愿园～愿缘益热测），若在 员郾猿园以上，

则易黏壁及堵塞喷头；若在 员郾圆园以下，则制粒时易出现沟流或死

角，甚而 “塌床”。（圆）塔风温度的控制：物料在预热及喷雾时的

温度应在 缘园～缘缘益，进风温度应在 愿缘依圆园益，出风温度应为 远缘依员园益。（猿）空气压力：热蒸气压力应在 园郾猿～园郾源酝孕葬；雾化压力表Ⅰ应为 园郾园怨酝孕葬，表Ⅱ应在 园郾园远酝孕葬。（源） 喷雾速度：一般按低→高

→低→的程序，控制在 员郾缘～ 猿郾园。（缘）风门的开启度：可随喷雾

速度的提高而提高，但若出现沸腾度太高，状态激烈，床层负压

高，粉末吸附在袋滤器上或排出空气中细粉过多等情况，均应调

小风门开启度。（远）原料控制：流浸膏应过 源园目筛后喷雾，辅料

应过 愿园～员园园目筛后入原料容器内。

管敏文等采用喷雾干燥新工艺制成无糖型颗粒剂 （无任何辅

料，用量 少，服 用 方 便）。浸 膏 浓 缩 至 相 对 密 度 员郾员缘～ 员郾圆圆（圆园益） 时，较 适 合 喷 雾 干 燥 操 作，干 燥 时 进 风 温 度 控 制 在

员猿缘益左右时，出风温度为 愿园益左右较好。喷雾干燥所得干浸膏

粉，直接压成粒，便成无糖型颗粒剂，纯度高。

Ⅴ援冬凌草片生产中的喷雾干燥 常永敏等采用喷雾干燥

法，运用正交实验法对喷雾干燥工艺条件进行优选，确定了最佳

喷雾干燥工艺条件。结果最佳工艺条件为浓缩液相对密度 员郾圆缘，

塔进风温度 员怨园益，压料罐压力 园郾园源酝责葬；出粉量为 猿园噪早辕澡。

Ⅵ援肠必清制剂生产中的喷雾干燥 陈象清等考察了提取液

浓缩条件及浓缩液的喷雾干燥条件，优选出最佳喷雾干燥工艺。

匝在原缘型移动式高速离心喷雾干燥机 （江苏无锡市喷雾干燥机

厂）。浓缩液ρ约为 员郾园圆时进行喷雾干燥。喷雾干燥条件的选

择：浓缩液在进风温度为 员员园～ 员愿园益，出风温度为 愿园～ 员圆园益，

喷速 圆园园园～ 源缘园园皂造辕澡范围进行喷雾干燥得干粉。研究结果表明：

进、出风温度低时，干粉含水量高；进、出风温度高时，干粉总

番泻苷损失增加，色泽为深褐色。从而确定进风温度为 员缘园～员苑园益，出风温度 员园园～ 员园缘益，喷速 猿园园园～ 猿缘园园皂造辕澡时，干粉总

番泻苷损失率较低，损失率为 猿郾圆豫，含水量为 源郾源豫，色泽为

·园缘圆·

黄褐色。浸膏粉的制备：相对密度ρ约 员郾园圆～ 员郾园源，在进风温度

员园缘～ 员员缘益，出风温度 怨园～ 员园园益，喷速 缘缘园园～ 远缘园园皂造辕皂蚤灶条件

下喷雾干燥。

Ⅶ郾控释微粒制备中的喷雾干燥 喷雾干燥制备控释微囊较

之常规包衣法制备控释制剂，具有一步制囊的优点。如 砸杂树脂

原茶碱喷干颗粒采用离心式喷雾干燥机在下述条件下喷干：进风

温度 员员园益，出风温度 苑缘益，饲料速度 员缘皂造辕皂蚤灶，压力 远噪早辕糟皂圆。

假胶孔 原茶碱喷干粉采用离心式喷雾干燥机在下述条件下喷干：

进风温度 员圆园益，出风温度 苑缘益，饲料速度 员缘皂造辕皂蚤灶，压力 远噪早辕糟皂圆。实验结果表明：将药物的高分子材料溶液喷干制粒，不能

获得药物微囊，喷干粉仅是药物分散在高分子材料网络中的骨架

型微粒。虽然它们不能降低释药速率，但其压制成的片剂可作为

极有效的控释给药系统，优于其他分散方法获得粉末压制片。因

此，喷干法是制备骨架型控释片剂工艺很有效的一步工艺。药物

的溶解性、片剂硬度、聚合物用量、是否使用增塑剂等是本工艺

制备过程中的主要参数。

（远） 喷雾干燥黏壁现象的处理方法

喷雾干燥过程中，被干燥的物料黏附于干燥塔的内壁上，称

之黏壁。它是生产中的一个不可忽视的重要问题。黏壁现象大概

可分为以下三种类型：

①半湿物料黏壁，造成此类黏壁的直接原因是喷出的雾滴在

没有达到表面干燥之前就和器壁接触，因而黏在壁上，造成产品

烧焦。此类黏壁与下列因素有关：

Ⅰ援喷雾干燥塔结构：根据 猿种雾化器特点，目前立式的圆

锥体结构，容易在锥部位造成黏壁，而且还造成粗离子在锥体部

位循环，发生大分子随气流进入产品或落入塔底的现象。立式的

圆柱体结构能克服上述缺点。

Ⅱ援雾化器的结构：压力式喷嘴和气流式喷嘴产生的标准雾

化图形都是一个和喷嘴轴线对称的空心锥，当它的气体通道和液

体通道轴心不重合时，喷雾锥是不对称的圆锥形，所产生的大雾

·员缘圆·

滴还没有达到表面干燥就碰到壁面而黏住。有的由于结构设计不

合理产生不同心，都会造成此类黏壁。当压力式喷嘴口不圆时，

产生的喷雾锥不对称，也会产生黏壁，这种情况要及时更换喷

嘴。这两种喷嘴在安装时要注意轴线一定要在塔的中心重线上，

多喷嘴操作时既要注意各雾距间不要重叠，又要注意雾滴喷射

角度，不要直接射在对面的塔上。另外，喷嘴操作时，不要产

生过大的振动。操作方面如果液体流量不稳定，大流量时雾滴

变大， 来 不 及 干 燥 产 生 黏 壁， 可 采 用 封 闭 储 料 罐 以 恒 压

（园郾缘～ 员郾园噪早辕糟皂圆）的压缩空气送料。另外雾化的压缩空气不稳

定，也会产生黏壁。因此应专门配有空气压缩机。

Ⅲ援热风在塔内的运动：热风在塔内产生旋转运动，不仅促

进气 原固之间的传热传质过程，而且促进了颗粒在塔内的滞留时

间，同时却带来了严重的黏壁现象。可在塔上部装有旋转角度可

调的热风导向板，使热风产生向下的旋转运动，称 “旋转风”，

另外黏壁处增设一般与塔壁平行的 “顺壁风”，可引起阻止作用，

速度不低于 圆皂辕泽，两股风的比例为旋 颐顺 越猿颐圆。

②低熔点物料的黏壁 颗粒在一定温度 （熔点温度） 下熔融

而发黏，黏附于壁上，这种情况应控制热风在干燥塔内温度分

布，限制塔内最高温度分布区不超过物料的熔点，对于熔点很低

的物料，可用低温喷雾干燥法。也可采用夹套冷却，保持低壁温

或采用冷空气吹扫。

③干粉的表面黏附 这种黏壁不形成坚固层，并且厚度很

薄，粉尘很容易用空气吹掉或轻微的敲打而振落。

向大雄等运用 蕴孕郧原缘园型喷雾干燥机，对水提醇沉处理后

的药液在干燥过程中可能出现堵塞喷头，浸膏软化，黏结成团，

挂壁等现象进行了研究，得到了解决办法：可视情况在药液中加

入 员园豫～ 源园豫的糊精或 员豫 ～ 缘豫微粉硅胶一起喷。高速离心式

喷雾干燥机进风温度控制在 圆园园～ 圆缘园益，出风温度在 愿缘～ 怨缘益。

开始进液时应缓慢地由小到大调节进液速度，直至出品温度下降

至所需范围内。

·圆缘圆·

中药浸膏喷雾干燥过程中常发生黏壁，出现部分浸膏粉

色泽加深或焦化变质，影响产品的质量和收得率。作者对皂

苷的主要成分的产品采用浸膏浓缩后加水调配至一定相对密

度，掺入适当淀粉进行喷雾干燥解决了黏壁的问题。药材经

怨园豫乙醇提取 猿次，减压浓缩至清膏 （相对密度约 员郾圆园） 常

压浓缩成稠膏状 （相对密度约 员郾猿缘），加蒸馏水 调 配 成 相 对

密度约 员郾园缘掺 入 浸 膏 量 员园豫淀 粉 混 匀，纱 布 滤 过，喷 雾 干

燥。进风温度 员苑园～ 员愿园益，出风温度 苑园～ 愿园益；压缩空气压

力≥园郾园远酝孕葬（表压）；压料缸压 力 园郾园源～ 园郾园缘酝孕葬，药 液 温

度 愿园益。喷雾干燥完毕，药粉呈浅棕色，色泽均匀，流动性

良好，药粉混合过筛、检验即可。

三、冷冻干燥

（员）冷冻干燥机理

在冷冻干燥过程中，被干燥的产品首先要进行预冷，然后在

真空状态下进行升华，使水分直接由冰变成气，而获得干燥，在

整个升华阶段，产品必须保持在冻结状态，不然就不能得到性状

良好的产品。在产品的预冻阶段，还要掌握合适的预冻温度，防

止预冻温度不够低，产品没有完全冻结，而抽空升华时膨胀起

泡；防止预冻的温度太低，这不仅增加不必要的能耗，而且对某

些产品成活率有影响。

在冻干产品干燥的升华阶段，因产品升华时需要吸收能量

（每 员克冰升华成水蒸气大约要吸收 远愿园卡左右），需不断加热。

为了获得良好的冻干产品，一般在冻干时根据每种冷冻干燥机的

性能和产品的特点，在经过实验的基础上制订出一条冻干曲线，

然后控制机器，使冻干过程各阶段的温度变化符合预先制订的冻

干曲线。也可以通过一个程序控制器，让机器自动的按照预先设

定的冻干曲线来工作，从而得到合乎要求的产品。如果我们在冻

干时，预先知道产品的共熔点，则冻干曲线就比较容易制订。所

谓共熔点就是产品真正全部冻结的那个温度，也是冻结的产品刚

·猿缘圆·

开始熔化的那个温度。当我们知道某一产品的共熔点时，在预先

时只要使产品温度降到低于共熔点以下几点，产品就能完全冻

结，然后保持 员～ 圆小时左右就可以抽空升华。在升华时只要控

制使产品本身的温度不高于共熔点的温度，产品就能保证质量。

待产品内冻结冰全部升华完毕之后，再把产品加热到出箱时所许

可承受的最高温度，然后在此温度下保持 圆～ 猿小时，冻干过程

就可以结束。

（圆）冷冻干燥装置

冷冻干燥装置有干燥室、真空系统、脱水系统、加热系统、

控制系统五部分组成。此法先将被干物料迅速冷冻至 原猿园～原源园益，然后把保持在 员～ 园郾员皂皂匀早真空度下，让冰升华。冰的

升华速度取决于真空度高低及升华所必需的热量的提供，此外与

物料的状态有关，一般物料厚度为 员园～ 圆园皂皂。

图 缘原员猿 医药用冷冻干燥器

医药工业中使用最多的冷冻干燥装置如图 缘原员猿所示。干燥

室的形状多为箱式，其内部以 愿园～ 员圆园皂皂的间距设置搁板，搁

板上安装支承撑物料的托架，直接接触传热冰冻物料，进行干燥

操作，搁板的内部可循环传导的热载体，并可在 原源园～ 远园益的温

度范围内冷却和加热。各板可在真空条件小升降，当干燥完成

·源缘圆·

后，橡皮塞可在真空下使隔板上的瓶塞紧。其隔板面积大多为

员～ 圆园皂圆，材质多采用不锈钢。

（猿）影响冷冻干燥的因素

冻干产品本身有关的主要因素为该药品的浓度和配方，而影

响冷冻干燥过程的因素则与产品的厚度，冻结条件，产品装卸法

和防止玻璃容器冻裂的措施有关。

① 冻干产品溶液质量浓度太高，易使产品融化，并产生斑

点，浓度太低也不理想，一般浓度为 源～ 圆缘豫较适宜。

② 在冻干产品溶液中添加载体物质，达到提高溶液浓度和

调节共熔点的作用，后者也是干燥成败的关键，添加载体物质会

影响干燥速率及产品最终残留水分。使用的载体物质必须无药物

作用，其比率视产品而定。常用的载体物质为甘露醇、山梨醇、

乳糖、甘氨酸等。

③ 厚度越薄，冻干周期越短。

④ 冻结阶段的质量还和冻干产品的晶形有关，而晶形决定

了产品的外观，残留水分和溶解度等。所以，冻干前配制的溶液

要十分均匀，无结晶存在。

⑤ 减少玻璃容器的破碎率，采用容器质量的一致性，延长

在 园益时冷却时间，正确的冷却和加热速率；减低产品厚度和浓

度；用调节 责匀值改变共晶点，如添加氯化钠或乙醇等。

冷冻干燥在高度真空和低温下进行，因而适用于长期保存血

清、补品和药物。冷冻干燥的成品呈海绵状，易于溶解，在中药

生产中应用范围广。

（源）制品的冷冻干燥过程

制品的冷冻干燥过程包括冻结、升华和再干燥三个阶段。

① 冻结 先将欲冻干物料用适宜冷却设备冷却至 圆益左右，

然后置于冷至约 原源园益 （员猿郾猿猿孕葬） 冻干箱内。关闭干燥箱，迅

速通入制冷剂 （氟利昂、氨），使物料冷冻，并保持 圆～ 猿小时或

更长时间，以克服溶液的过冷现象，使制品完全冻结，即可进行

升华。

·缘缘圆·

② 升华 制品的升华是在高度真空下进行的，冻结结束后

即可开动机械真空泵，并利用真空阀的控制，缓慢降低干燥箱的

压力，在压力降低的过程中，必须保持箱内物品的冰冷状态，以

防溢出容器。待箱内压力降至一定程度后，再打开罗茨真空泵

（或真空扩散泵），压力降至 员郾猿猿孕葬， 原远园益以下时，冰即开始升

华，升华的水蒸气，在冷凝器内结成冰晶。为保证冰的升华，应

开启加热系统，将隔板加热，不断供给冰升华所需的热量。

③ 再干燥 在升华阶段内，冰大量升华，此时制品的温度

不宜超过最低共熔点，以防产品中产生僵块或产品外观上缺损，

在此阶段内隔板温度通常控制在 依员园益之间。制品的再干燥阶段

所除去的水分为结合水分，此时固体表面的水蒸气压呈不同程度

的降低，干燥速度明显下降。再保证产品质量的前提下，在此阶

段内应适当提高隔板温度，以利用水分的蒸发，一般是将隔板加

热至 猿园～ 猿缘益，实际操作应按制品的冻干曲线 （事先经多次实

验绘制的温度、时间、真空度曲线） 进行，直至制品温度与隔板

温度重合达到干燥为止。

为了减少水蒸气在升华时的阻力，冷冻干燥时制品不宜过

厚，一般不超过 员圆皂皂。

（缘）冷冻干燥技术在制剂生产中的应用

由于冷冻干燥方法能保持物料的色、香、味、形，因而五、

六十年代，在食品方面的应用就引起人们的重视。但冷冻干燥需

要的设备较复杂，尤其冷冻干燥时间长，耗能高，使它的推广应

用受到限制。因此研究物料的冻干过程，对缩短物料的冻干时

间，降低能耗均有较大的意义。

人参、巴戟天等贵重药材与胡萝卜具有相同的组织结构，既

组织比较致密，不易自然干燥。用一般的干燥方法易失去营养成

分，而冷冻干燥是最适合于这些药材的干燥方法。物料的冻干过

程是热量和质量传递同时进行的过程，干燥时系统的压力越低，

通过干燥层的传质就越快。但压力的降低，使干燥层的有效导热

系数减少，传热速率降低。即冻干过程的传热和传质是相互矛盾

·远缘圆·

的。因此通过研究物料冻干过程中的传质、传热特性，确定物料

的冻干工艺及参数，可以缩短冻干时间，降低能耗。对于传热控

制的冻干过程，人们进行过比较多的研究，而对传质控制的冻干

过程研究还比较少。故此项研究能为传质控制的冻干过程提供一

些有价值的基础数据。

胡萝卜冷冻干燥过程的研究

员援实验设备及方法 冻干设备采用上海医用分析仪器厂

生产的 蕴郧允原员悦型医用冻干机。该机主要由制冷系统、真空系

统、加热系统、测量和控制系统四部分组成，其中加热系统采

用经改进的双面远红外辐射加热法，辐射板功率 远园园宰，板面

尺寸 园郾猿缘伊园郾员缘（皂），板间距设置 园郾员缘苑皂，物料悬挂于辐射

板中间。该设备冷凝筒及冻干室的最低温度可达 原缘园益。物

料、冻 干 室、冷 凝 筒 的 温 度 均 采 用 热 电 阻 测 量，精 度 为 依园郾员益，物料 的 失 重 量 采 用 经 改 进 的 天 平 称 量， 精 度 为 依园郾园缘早。物料的共熔点采用电阻法测量，从冻结态逐步升温的

过程中，物料内的电阻将逐渐减少，达到共熔点附近时，电阻

将突然变小。其测量示意图见图 缘原员源。

图 缘原员源 物料共熔点测量示意图

圆援实验结果与讨论

（员）胡萝卜共熔点和冻干曲线：实验 中 先 将 物 料 冷 冻 至

原源园益，然后开始升温，并测其电阻，电阻随物料温度的变化关

系见图 缘原员缘。

·苑缘圆·

图 缘原员缘 胡萝卜的电阻随时间的变化关系

由图 缘原员缘可以得出，胡萝卜共熔点为 原员缘～ 原员源益。即在

冷冻干燥胡萝卜过程中，必须先将物料冷冻至 原员缘益以下，才能

开始进入冻干升华阶段。

胡萝卜的冻干曲线见图 缘原员远、图 缘原员苑。其中物料尺寸为

园郾园猿圆伊园郾园园愿（皂），体系的绝对压力为 员缘孕葬。三条曲线由上至下

分别为辐射板面温度、物料表面温度、物料中心温度。

由图 缘原员远可知，物料的整个冻干时间为 愿小时，由于

胡萝卜在升华阶段的失重率为 愿猿豫，则物料的升华干燥时间

为 远郾员小时。由图 缘原员苑可知，在升华干燥过程中，当物料

中心温度接近共熔气时，其表面温度远低于物料最高允许温

度 （缘园益），整个升华干燥过程中物料中心与表面的平均温度

差仅约为 员愿益。而在同一条件下的草菇冻干过程，其温度差

达到约 远园益。因此可以认为，在胡萝卜的冻干过程中，其导

热性能很好，冻干过程为传质控制。这一结论与通过模型计

算导出的结果相一致。

·愿缘圆·

图 缘原员远 胡萝卜的失重率随时间的变化关系

图 缘原员苑 胡萝卜的冷冻干燥曲线

（圆） 胡萝卜冻干过程中的传质特性：物料在冻干过程中的

传质速率决定于物料内部的传质速率和物料表面的扩散传质速

率。实验中通过改变冻干室的压力、物料表面的气速和循环变压

·怨缘圆·

法来研究胡萝卜的冻干特性，结果见图 缘原员愿、图 缘原员怨。

图 缘原员愿 压力和气速对冻干时间的影响

■ 双泵抽气压力 员园皂孕葬；▲单泵抽气压力 员园孕葬；

载双泵抽气压力 圆园园孕葬；·单泵抽气压力 圆园园孕葬。

当冻干室用双泵抽气时，物料表面的气速比单泵抽气增大一

倍，物料的尺寸均为 园郾园猿圆伊园郾园员（皂）。从图 缘原员愿看出，不论

物料的表面气速大小，物料的冻干时间随冻干室压力的降低而缩

短。在高压下 （圆园园孕葬），增大物料表面气速对物料的冻干速率几

乎没有影响；在低压下 （员园孕葬），增大表面气速，对物料冻干速

率的影响也很小。从图 缘原员怨得出，物料在低压条件下的冻干时

间比循环变压条件下的短，且在循环变压条件下，冻干时间随高

压周期的缩短而减少。上述结果表明，在胡萝卜的冻干过程中，

通过增大表面气速，提高冻干室的压力或循环变压法都难以缩短

冻干时间，冻干时间以低压条件为佳。由此可见，胡萝卜在冻干

过程中的传质速率不受物料表面扩散的影响，主要取决于物料内

部的传质速率。通过对胡萝卜的中心部分和外层部分分别进行冻

干过程研究，结果发现中心部分的冻干时间比外层部分的短。用

·园远圆·

电子扫描显微镜分别拍摄其微观结构，发现胡萝卜中心部分的微

观尺寸比外层部分的大，且中心部分的微孔方向与轴向平行，而

外层部分的微孔方向不一。使得水分在胡萝卜中心部分内的传递

阻力小，故其冻干时间短。因此可以进一步认为，胡萝卜的微观

结构决定了其冻干过程中的传质特性。

图 缘原员怨 循环变压对冻干时间的影响

■ 压力 员园孕葬；▲循环变压：高压 （圆园园孕葬）员园皂蚤灶；低压 （员园孕葬）缘皂蚤灶；

·循环变压：高压 （圆园园孕葬）圆皂蚤灶，低压 （员园孕葬）愿皂蚤灶

（猿） 物料最佳冻干厚度的确定：实验中对不同厚度的胡萝卜

进行冻干实验研究，冻干时间以胡萝卜失重率为 怨园豫计。此时

水分的除去率达 怨愿郾愿豫，物料的直径均为 园郾园猿圆皂，系统绝对压

力为 员缘孕葬，实验结果见表 缘原员。

表 缘原员 不同厚度胡萝卜的冻干时间

物料厚度 （皂） 园郾园园远 园郾园园愿 园郾员 园郾园员圆 园郾园员源冻干时间 （澡） 苑郾园 愿郾园 怨郾缘 员圆郾愿 员远郾猿

从表 缘原员可知，冻干时间随物料厚度的减小而缩短。但当

物料厚度减小时，冻干设备在一个生产周期内处理物料量也将减

·员远圆·

少。故在实际生产过程中，并不是物料的厚度越小越好，以生产

能力为目标函数，存在一个最佳的厚度。冻干设备的生产能力：

匝越悦澡辕贼皂 （缘原缘）

其中：悦越灶粤造ρ辕粤燥，贼酝越贼园垣 贼凿 糟越 灶粤造ρ辕粤。 贼皂越贼园垣贼凿式 （缘原缘） 中：粤燥冻干设备的干燥面积 （皂圆），粤造单片物料

的面积 （皂圆），澡物料厚度 （皂），灶每一生产周期所能处理的物

料片数，匝设备的生产能力 （噪早辕皂圆澡），贼园物料冷冻及其他准备

时间 （澡），贼凿冻干时间 （澡），ρ物料密度 （噪早辕皂圆）。

对于一定的设备和物料，式 （缘原缘） 中 悦是常数；且一定物

料的生产冻干操作 贼园是固定的。故可以根据实验数据和式 （缘原缘） 得出生产能力 匝和物料冻干厚度 澡的函数关系，从而求得设

备最大生产能力时的物料冻干厚度。根据实际经验，对于胡萝卜

的冻干操作，选取 贼园越猿澡，则生产能力与物料厚度的关系如图

缘原圆园所示。如图 缘原圆园可得出，当胡萝卜的冻干厚度为 园郾园员皂时，冻干设备有最大的生产能力。

图 缘原圆园 设备生产能力与物料冻干厚度的关系

·圆远圆·

（源） 结论 胡萝卜的共熔点为 原员源～ 原员缘益，其冻干过程为

传质控制，且传质速率决定于物料内部的传质速率，物料表面的

扩散情况对其影响很小。在胡萝卜的冻干过程中，只有降低系统

压力，才 能 有 效 的 缩 短 冻 干 时 间。物 料 的 最 佳 冻 干 厚 度 为

园郾园员皂。

人参的冷冻干燥法研究

人参在加工过程中经过长时间的日晒、水蒸气蒸、高温干燥

等受到影响而大大降低其有效成分含量，并影响其外观色泽以及

成品率等。为了改变这种情况，提高人参的加工质量，王贵华研

究了用真空冷冻干燥法加工人参 （即用机械在低温下将鲜人参进

行快速干燥） 的方法，为商品人参提供了一个新的加工工艺和新

品种。

员援材料、设备、仪器 实验用人参均采用黑龙江省 远年生

鲜园参。冷冻加工设备为 晕再原Ⅰ型真空冷冻干燥机。紫外分析

仪、显微镜、紫外扫描仪、苑圆员型分光光度计等。

圆援加工工艺

（员） 工艺步骤：①刷洗整形：将起收后的鲜园参用冷水迅速

刷洗干净，分个、整形、称重。冷冻贮存：将称重后的人参置于

原缘～ 原猿益的条件下贮存。②降温冷冻：将贮存的人参置于真空

冷冻干燥机中，进行降温冷冻，从 圆园益降到 原圆园益约需 圆郾缘～猿郾缘小时。真空干燥：减压至真空度达 远园μ皂并以每小时 圆益的速

度升温。每隔 员小时记录一次板温和样品温度，并分别绘制板温

和样品温度曲线，在同一坐标上，当两条曲线重叠时再保持 猿～缘小时 （温度在 源缘～ 缘园益） 取出即为 “冻干参”（为区别生晒参、

红参而命名冻干参）。③包装：将冻干参称重，用蒸馏水将其打

潮 （使其柔软防断） 后包装。

（圆） 工艺条件考查：所用人参系用佳木斯药材站提供的 远年

生大小相似的园参。冷冻温度的选择：根据一般冷冻加工原则，

选择几个不同的降温冷冻点 （原缘、 原员园、 原圆园、 原猿园益），观察

·猿远圆·

在不同冷冻温度下加工后的冻干参外形变化。结果其皱缩程度以

原缘益的较大， 原员园益的次之， 原圆园益和 原猿园益的最小，符合外

观要求，较 为 美 观。测 定 其 后 两 种 参 的 总 皂 苷 含 量 分 别 为

源郾苑愿豫、源郾愿怨豫， 与 生 晒 参 相 比 较 （生 晒 参 总 皂 苷 含 量 为

源郾园远豫），比生晒参分别高出约 员愿豫和 圆园豫，两者相差仅 圆豫，

大生产时为节省机械、水电、工时的消耗，可选择 原圆园益为最

好。

结论：用本法加工的冻干参优于生晒参，冻干参外表颜色鲜

浅、美观，主根饱满，无皱似鲜参 （排针），香气浓郁；断面、

粉末颜色均浅；易粉碎，易浸渍而有利于制备制剂；断面荧光亮

蓝、明显而均匀；总皂苷含量比生晒参约高 员苑郾苑豫，收率约高

员园豫～ 员源豫。

加工工艺部分除考察的几个项目为固定者外，其余如降温时

间可随机器性能的不同而不同。机器性能好，则降温时间可稍

快，人参装量少或人参个头小等，则干燥时间也可缩短。

在夏季中药全浸膏生产中冷冻干燥技术的应用

制备中药全浸膏制剂，因夏季气温高、湿度大，在粉碎、制

粒、压片和颗粒包装的过程中往往十分困难。浸膏块在粉碎过程

中因环境温度高、湿度大，会造成粉碎机黏机。烘干后的颗粒一

旦移出烘干器，数分钟内就会出现软化吸潮现象。压片中经常造

成搭桥、黏贴冲头。颗粒包装过程中也会因湿度大造成下料不

畅，导致无法工作，严重时会造成压片包装机部件损坏。对于没

有空调设备、除湿机等设备的生产车间来说是一个十分棘手的问

题。

刘振魁等根据冷冻技术可以使易吸水物质黏度降低、脆度升

高的原理，试用于中药全浸膏制剂的粉碎、制粒、压片和颗粒包

装过程中，取得了满意的效果。具体操作如下：

粉碎：将烘干的全浸膏块降至室温后，敲打成小碎块，添加

少许糊精，放入冰柜冷至 园～ 缘益左右，再进行粉碎。最大时，

可采取批量分次粉碎，并用电风扇对准粉碎机进行降温处理，粉

·源远圆·

碎后的浸膏粉添加赋形剂，计算含量后及时放入冰柜备用。

制粒：采用高浓度乙醇混合少量勤喷、勤翻动，形成小颗粒

即可，动作要快。

制成的颗粒烘干时，温度不宜过高，注意通风，烘干中的颗

粒要勤翻动，促使乙醇、水分尽快散发，防止颗粒因少量水分受

热过高，造成颗粒重新软化成浸膏块。烘干后的颗粒待降低室温

后放入冰柜备用。

压片：需添加的药用辅料应烘干后再行混合，每次添加的料

斗量要少，并采用随压随添加的方式，及时将压好的片剂包装成

瓶或双层塑料袋收集后，集中迅速分装。

颗粒剂包装：也应采取类似片剂制备的方式，适当增加润滑

剂的用量，及时清扫加热器等处的颗粒粉末，防止黏机。

采用上述制备方法，在北方霉雨季节一般房屋条件均可顺利

的完成中药全浸膏的粉碎、制粒、压片或颗粒包装等制备过程。

在蝎毒素Ⅳ分离纯化中的应用

蝎毒可选择性的影响兴奋膜 晕葬垣或 辕和 运垣的通透性，使静息

膜电位明显下降，对躯体痛、内脏痛具有明显的抑制作用。但是

蝎毒粗毒成分复杂，毒、副作用明显，不能直接用于抗痛的基础

与临床研究。为了提高效率，减少毒副作用，对蝎毒进行分离纯

化，寻找镇痛作用强、副作用小的有效成分是近年生物毒素镇痛

新药研究的热点。

韩雪飞等人采用冷冻干燥机 （蕴郧允园缘原Ⅱ，北京） 对蝎毒素

Ⅳ进行冷冻干燥，经真空冷冻干燥的蝎毒素Ⅳ外观呈雪花状结

晶，纯乳白色，膨松感较强，易溶于水，置 原员园益以下，密闭及

闭光贮存以保持其生物活性。具体操作如下：将蝎毒素Ⅳ脱盐液

放入干燥的玻璃平皿中 （液体厚度不超过 员园皂皂），低温冷冻 员圆小时 （原猿园～ 原猿缘益），取出平皿放入冷冻干燥机中，干燥 圆源小

时，收集蝎毒素Ⅳ干粉，密闭封装。此外，单味药有效成分的研

究亦可采用冷冻干燥法。冷冻干燥法与传统加工法的比较：

孟宪贞等对冷冻干燥法和传统加工法制得的鹿茸成分进行了

·缘远圆·

比较，结果表明，冷冻干燥法制得的鹿茸，其氨基酸、有机物

质、铁和锌元素、总氮及总磷含量均高于后者，而灰分少于后

者。说明直接冷冻干燥法加工鹿茸是可取的。由于直接冷冻干

燥，不经水处理，减少了鹿茸有效成分的损失，这对提高鹿茸的

药效是有益的。

王贵华对冻干参和生晒参做了生药学鉴定，并进行了色泽、

气味、外形、断面、粉末、组织、荧光、紫外扫描波形、总皂苷

合量、加工收率等的比较。结果表明，冻干参比生晒参外形美

观，颜色洁净，香气浓郁，有效成分含量高，加工收率高，质轻

有利于制备制剂等优点。

冻干速溶片是用真空冷冻干燥法生产的，它具有片剂的外

形，但吸收较普通固体口服制剂快，生物利用度高，且服用方

便，服用时不需用水辅助吞咽是其独特的优点。由于该剂型的工

业化生产需要大型的冷冻干燥设备，对设备及能源的要求，使其

成本普遍较普通固体口服制剂要高。因此研究开发高效、低耗的

工业化生产工艺，降低成本是该剂型推广应用的关键。

冷冻干燥机的使用

蕴郧允原员悦型冷冻干燥机，照使用说明书进行操作，仍然存在

不少工艺上的问题。如药液冷冻后，可能得不到干燥；干燥时，

若升温过快，会使冷冻后的制品变成液体，并大量起泡，溢出装

制品的容器，当容器装制品的量不恰当时，就会产生干不透等许

多工艺问题。因此在使用中要反复摸索，便可得到满意的冷冻干

燥效果。注意保证制品冷冻成冰后直接升华成蒸气，保证升华不

断进行。

冷冻干燥在国际上与发展成为工程技术的一门分支，并建立

了专门化的研究中心，冻干设备已日趋完善。自动控制系统已用

于冻干设备，可以使干燥过程达到全优。由于事先将蒸气压力曲

线、制品最低共熔点和最大允许温度等方面数据输入控制计算

机，可根据这些数据自动控制加热、真空等，使干燥室内的蒸气

·远远圆·

压力控制在最佳状态，使冷冻干燥的速度达到最快。

参 考 文 献

员 刘国杰 援药剂学 援人民卫生出版社，员怨愿缘圆 南京药学主编：药剂学，第一版，第 源源页，人民卫生出版社，北京：

员怨苑愿猿 奚一民等 援医药设计，（员）：员，员怨愿园源 酝怎贼扎藻灶遭怎则早藻贼葬造：悦澡藻皂，耘灶早，苑圆（员怨）：员苑缘，员怨远缘缘 杨庆贤 援医药设计，（圆）：愿，员怨愿园远 陆彬 援药物新剂型与新技术，人民卫生出版社，圆园园园苑 云砸粤晕运杂援郧援允孕澡葬则皂杂糟蚤，员怨远猿，缘圆（圆）：员猿苑愿 蕴粤悦匀允葬灶凿悦韵匀耘晕允，允孕澡葬则皂杂糟蚤，员怨远远，缘缘（员）：猿圆～ 猿愿怨 淡家林 援微生物学通报，员怨愿远，员猿（源）：员远圆～ 员远远员园 王维贤等 援中国药学杂志，员怨怨源，圆怨（缘）：圆苑怨

·苑远圆·

第六章 乳 化 技 术

第一节 概 述

乳剂系指分散相分散于不相混溶介质中形成乳浊液的过程。

乳浊液形成的过程称为乳化，乳化的方法称乳化技术。乳化过程

实质上是由分散过程和稳定过程两部分组成，分散过程由机械力

（或乳化功） 来实现，稳定过程由乳化剂来完成。因此，乳浊液

形成的必要条件可以图解为：

油

温 度

水乳化剂

机械力

对于普通乳剂，一般分为水包油 （韵辕宰） 和油包水 （宰辕韵）

两种类型。分散相即液滴称内相，介质又称连续相或外相。乳滴

大小一般在 园郾员～ 员园园微米之间，可用稀释法、电导法、染色法

鉴别。乳剂中液滴的分散度较大，药物的吸收和药效的发挥较

快，生物利用度高；油性药物制成乳剂能保证剂量准确；韵辕宰型乳剂可掩盖药物不良臭味；外用乳剂能改善对皮肤、黏膜的渗

透性，减少刺激性等特点。

本章将着重介绍亚微乳、复乳、微乳制备过程的乳化技术。

第二节 乳 化 作 用

一、乳化理论

乳剂分散相的液滴很小，如将 员厘米的一滴油分散成 员园微

米的小油滴，则其表面积增加 员源倍。表面积如此之大，必然导

·愿远圆·

致表面能大大增加。因此，简单地将两种不相溶的液体混合振

荡，所得乳剂是很不稳定，分散相液滴很快合并破裂。欲制得稳

定的乳剂，必须加入乳化剂，乳化剂之所以能起稳定乳剂的作

用，目前普遍接受的学说是吸附膜层学说。

图 远原员 混合膜的形成机械强度

与乳浊液稳定性的关系

（员） 普通乳

在乳剂中，乳化剂被吸附在分散相液滴的表面，并有规则地

排列即在油水界面上形成第三相———界面膜。界面膜在油水之间

起着机械屏障作用，阻止内相合并。界面膜的机械强度决定了乳

剂的稳定性。因乳化剂种类不

同，界面膜可分为三类。

①单分子膜 形成单分子

膜的 乳 化 剂 主 要 是 表 面 活 性

剂。乳化后，乳化剂吸附在两

相界 面 上，明 显 降 低 界 面 张

力，并有规则地定向排列在分

散相小液滴的表面，其亲水基

团指向水相，疏水基团指向油

相而形成单分子膜。此膜有效

地阻 止 了 分 散 相 小 液 滴 的 合

并。倘有些物质能穿入单分子

膜并与乳化剂形成复合物时，

此混合膜在机械强度和致密方

面均比单一组成的膜好，不易

破裂，经得起挤压。形成混合

膜的方法乃除加水溶性的乳化

剂外，还可添加适量的与之能

络合的油溶物。例如当十六烷

基硫酸钠与胆甾醇合用时，可

形成致密的混和膜使乳化剂极

为稳 定。若 用 油 醇 代 替 胆 甾

·怨远圆·

醇，由于双键的空间效应使乳化剂不能在界面上整齐排列成很好

的混和膜因而乳剂不稳定。若用油酸钠与十六醇合用，则可形成

比较紧凑的混合膜，得到中等稳定的乳化剂 （见图 远原员）。

②多分子膜 多分子膜主要由亲水胶乳化剂所形成。亲水胶

不能明显地降低界面张力，但能形成机械强度较大的多分子膜成

为油水的屏障，因而有效地阻止液滴合并，并可通过调节 责匀，

使乳化剂处于稠度最大的状态而增加膜的强度。例如用明胶作为

乳化剂的乳剂，其 责匀在明胶等电点左右乳剂最稳定。但亲水胶

的成膜能力有大有小。有些亲水胶如西黄蓍胶成膜能力很弱，不

能单独作为乳化剂用，只能辅助别的亲水胶乳化，起增强稳定性

的作用。此外，亲水胶还可增加外相 （水） 的黏度，从而提高了

乳剂的稳定性。

③固体微粒膜 极其细微的固体粉末也可用作乳化剂。作为

乳化剂的固体粉末必须对水相和油相都有一定程度的湿润，因而

可聚集在两相界面间而形成固体微粒膜，避免分散相小液滴彼此

接触、合并。固体微粒能否成膜以及膜的强度大小，很大程度取

决于固体微粒与两相间的界面张力。如图 远原圆所示：若固 原水

之间的界面张力 则泽憎大于固 原油的界面的张力 则泽燥与油 原水的界面

张力 则燥憎之和，则固体微粒完全在油相中而不能在界面成膜；若

则泽燥大于 则泽憎与 则燥憎之和，则固体微粒完全在水中也不能在界面成膜。

固体微粒在油水界面成膜的必要条件是 则燥憎跃渣则泽憎原则泽燥渣。若用固

体微粒在两相界面上接触角θ表示，成膜的必要条件是非零接触

角，即 渣糟燥泽θ渣约员。为达此目的，可添加适量表面活性剂加以调整

θ。当θ≈怨园毅时，可得最稳定的固体微粒膜。图 远原猿表示固体微

粒在油 原水界面的接触角θ与表面活性剂链长的关系。据图可预

料在 责Η员圆时，用 园郾园园员酝十二酸钠处理后的硫酸钡粉末可形成

韵辕宰型乳剂，而用十二烷基硫酸钠处理的硫酸钡则形成 宰辕韵型。实验证明，由于接触角接近 怨园度，故所得的两种乳剂均很

稳定；而用油酸钠处理的硫酸钡由于θ很大，所以固体有完全被

油湿润的倾向，所形成的乳剂很不稳定。

·园苑圆·

图 远原圆 固体在油水界面的吸附与界面张力的关系

图 远原猿 吸附了一层两亲化合物的硫酸钡在油 原水及

空气 原水界面的接触角与化合物链长的关系

固体微粒膜的另一个必要条件是微粒应比分散相液滴小得

多。这样才能在内相表面排列成膜。三种类型的界面膜如图 远原源所示。

·员苑圆·

图 远原源 乳化剂在 韵辕宰界面形成膜的类型

形成哪种类型的乳剂，决定于许多因素，如分散相形成液滴

的能力，界面膜形成的好坏，内外相体积比、温度、制备方法

等。但主要决定于乳化剂的特征及 匀蕴月值。一般的规律是，乳

化剂亲水性强，易形成 韵辕宰 型乳剂，亲油性强易形成 宰辕韵型

乳剂。

（员） 复乳

初乳 （一级乳），进一步乳化，可形成 宰辕韵辕宰型 （或 韵辕宰辕韵型） 的复乳，形成的油滴中有一个或多个微水珠，水珠和油滴

外都各有一层乳化剂膜。因此，复乳形成的过程。就是两次普通

乳形成的过程。如图 远原缘示。

图 远原缘 各种乳剂示意图

·圆苑圆·

（圆） 微乳

微乳的本质及形成机制，科学界看法尚不统一。杂澡怎造皂葬灶等

认为界面张力起重要作用，在乳化剂及助乳化剂的帮助下，微乳

中不仅出现超低界面张力，而且出现负的界面张力，因而微乳极

其稳定；另一些学者不同意负界面张力的说法。事实上，在普通

乳中增加乳化剂并加入助乳化剂可以得到微乳，其每个小的乳滴

都有乳化剂及助乳化剂形成的膜，故增大了乳化剂的用量，而助

乳化剂则增大膜的柔顺性，促进曲率半径很小的膜的形成；而在

浓的胶团溶液中加入一定量的油及助乳化剂也可以得到微孔，即

油被胶团增溶。故目前多数人认为微乳是界于普通乳和胶团溶液

之间的一种稳定的胶体分散系统，又称胶团乳。

二、乳化剂

制备乳剂时，除油相和水相外，必须加入起稳定作用的第三

种物质即乳化剂。

（员） 乳剂的基本要求

乳化剂应有较强的乳化能力，并能在乳滴周围形成牢固的乳

化膜。乳化剂应有一定的生理适应能力，不应对机体产生近期和

远期的毒副作用，也不应该有局部的刺激性。乳化剂对不同的

责匀值及乳剂贮存温度的变化有一定的耐受能力。

（圆） 乳化剂的种类

① 表面活性剂类乳化剂

蚤阴离子型乳化剂 如硬脂酸钠、硬脂酸钾、油酸钠、油酸

钾、硬脂酸钙 （韵辕宰）、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸化蓖麻

油等。

蚤蚤非离子型乳化剂 如聚甘油油酯酸 （宰辕韵），聚甘油棕榈酸

酯、聚甘油月桂酸酯、蔗糖单月桂酸酯、蔗糖单棕榈酸酯、脂肪

酸山梨坦类、聚山梨酯类、卖泽、苄泽、平平加、泊洛沙姆等。

② 天然乳化剂 天然乳化剂由于亲水性较强，可形成 韵辕宰型乳剂，有较大的黏度，能增加乳剂稳定性。使用这类乳化剂需

·猿苑圆·

加入防腐剂。

蚤阿拉伯胶 是阿拉伯酸的钠、钙、镁盐的混合物，能形成

韵辕宰型乳剂。

本品适用于制备植物油、挥发油的乳剂，可供内服乳剂使

用，使用浓度为 员园豫 ～ 员缘豫，在 责匀值 源～ 员园范围内乳剂稳定。

阿拉伯胶使用前应在 愿园益加热以破坏氧化酶。阿拉伯胶化能力

较弱，常与西黄蓍胶，果胶，琼脂等混合使用。

蚤蚤西黄蓍胶 可形成 韵辕宰 型乳剂，其水溶液具有较高的黏

度，在 责匀值 缘时溶液黏度最大，常与阿拉伯胶合并使用。

蚤蚤蚤明胶 韵辕宰型乳化剂，用量为油量的 员豫 ～ 圆豫，常与阿

拉伯胶合并使用。

蚤增卵黄 含有 苑豫的卵磷脂，为强 韵辕宰 型乳化剂，可内服，

一个卵黄可乳化脂肪油 愿园～ 员园园早，挥发油 源园～ 缘园早。

③ 固体微粒乳化剂 一些固体微粒可用作乳化剂。当θ约怨园毅易被水润湿，形成 韵辕宰型乳剂，如氢氧化镁、氢氧化铝、二

氧化硅、皂土等。θ跃怨园毅易被油湿润，形成 宰辕韵型乳剂，如氢

氧化钙、氢氧化锌、硬脂酸镁等。

④ 辅助乳化剂 （造葬怎曾蚤造蚤葬造赠藻皂怎造泽蚤枣赠蚤灶早葬早藻灶贼） 主要是指与乳化

剂合并使用能增加乳剂稳定性的乳化剂。它能提高乳剂的黏度，

并能增强乳化膜的强度，防止乳滴合并。

蚤增加水相黏度的辅助乳化剂 如甲基纤维素、羧甲基纤维

素钠、羟 丙 甲 纤 维 素、西 黄 蓍 胶、阿 拉 伯 胶、黄 原 胶、瓜 耳

胶等。

蚤蚤增加油相黏度的辅助乳化剂 如鲸蜡醇、蜂蜡、单硬脂酸

甘油脂、硬脂酸、硬脂醇等。

（猿） 乳化剂的选择

乳化剂应根据乳剂的使用目的、药物的性质、处方的组成、

欲制备乳剂的类型，乳化方法等综合考虑，适当选择。

① 根据乳剂的类型选择 在设计乳剂处方时应先确定制备

乳剂的类型，根据确定的乳剂类型选择所需的乳化剂。乳化剂的

·源苑圆·

匀蕴月值为这种选择提供了重要的依据。

② 根据乳剂给药途径选择 口服乳剂应选择无毒的天然乳

化剂或某些亲水性高分子乳化剂等；外用乳剂应选择无局部刺激

性的乳化剂，长期使用无毒性；注射用乳剂应选择磷脂、泊洛沙

姆等乳化剂。

③ 根据乳化剂性能选择 乳化剂的种类很多，应选择乳化性

能强、性质稳定、受外界因素影响小、无毒无刺激性的乳化剂。

④ 混合乳化剂的选择 乳化剂混合使用有许多优点，可改

变 匀蕴月值，以改变乳化剂的亲油亲水性，使其有更大的适应性，

还可增加乳化膜的牢固性。乳化剂混合使用时，必须符合油相对

匀蕴月值的要求，混合乳化剂 匀蕴月值的计算公式为：

匀蕴月越（匀蕴月粤伊宰粤垣匀蕴月月伊宰月） 辕宰粤垣宰月 （远原员）

（远原员） 式 中， 匀蕴月粤月—混 合 乳 化 剂 的 匀蕴月 值； 匀蕴月粤、

匀蕴月月—分别为 粤、月乳化剂的 匀蕴月值；宰粤、宰月—分别为 粤、月乳化剂的重量。混合乳化剂的 匀蕴月值是各乳化剂 匀蕴月值的加权

平均值。

三、乳化设备

乳化技术首先要使用内相分散成乳滴，这一步通常靠外力做

功，然后乳化剂再使乳滴稳定。使用不同的设备可以得到粒径不

同的乳剂，粒径大约见图 远原远所示，操作不同时粒径还会有

变化。

现将目前使液滴分散制备乳剂的常用设备简介如下。

（员） 电动搅拌器 电动搅拌器的转速一般为以 员园园园则辕皂蚤灶下，

其剪切力不大，制得的普通乳粒径范围较宽。

（圆） 胶体磨 胶体磨依靠其转子与定子之间产生的高速剪切

力使液滴分散，制备出的乳剂的质量不如高压乳匀机或超声波乳

化器好，可用于制备比较黏的乳剂。

（猿） 超声波乳化器 用超声波 （频率大于 员远噪匀扎） 发生器产

生超声波作为乳化的能源，乳化时间短，液滴细而匀，但因能量

·缘苑圆·

大，可引起药物的分解失效。

图 远原远 不同乳化设备可制成不同粒径的乳剂

员援搅拌 圆援胶体磨 猿援超声波 源援高速搅拌器 缘援两步高压乳匀机

（源） 高速搅拌器 高速搅拌器包括旋桨搅拌器或组织捣碎

器，转速可达 员园园园～ 缘园园园则辕皂蚤灶，利用它产生的剪切力和击碎

力使液滴分散。在一定的范围内，转速愈高，搅拌的时间愈

长，乳滴愈小。乳化程度除受旋转速度的控制外，还受到叶轮

类型，叶轮在容器中的位置以及容器形状的影响。操作时应尽

量避免起泡，气泡除了可能引起氧化等副作用外，还会减小击

碎力，使乳化过程延长。但由于气泡难于完全避免，故易被氧

化 的 药 物 可 因 乳 化 而 变 质， 使 高 速 搅 拌 器 的 应 用 受 到

限制。

（缘） 高压乳匀机 先混合制备乳剂的液体，或先制得大乳滴

·远苑圆·

粗乳，再经高压乳匀机的高压泵强行高速通过匀化阀的狭缝，可

被高速剪切力匀化。这类乳匀机可以一步完成，也可以二步完

成，即经过两个串联的匀化阀，通过第一个匀化阀的压力降较

大，主要起分散液滴的作用，通过第二个匀化阀的压力降应低于

第一个，主要起提高乳剂稳定性的作用，其最大工作压力可达

缘缘园园园噪孕葬，正常泵速为 缘源蕴辕澡，静脉脂肪乳目前均用二步高压乳

匀机制备，乳匀机的原理如图 远原苑所示。

图 远原苑 乳匀机的原理

第三节 亚 微 乳

亚微乳常作为胃肠外给药的载体，其特点包括：提高药物稳

定性、降低毒副作用、提高体内及经皮吸收、使药物缓释、控释

或具有靶向性。

亚微乳的粒径一般认为比微血管小，约 园郾员～ 园郾源μ皂之间。

全氟碳乳剂系 韵辕宰型亚微乳，粒径 园郾员～ 园郾缘μ皂，可以在组织中

进行氧与二氧化碳的交换，代替血液的部分功能。提供高能量的

静脉注射脂肪乳，副作用小而药效长的环孢菌素注射脂肪乳均属

亚微乳。

·苑苑圆·

一、亚微乳的制备

亚微乳常用两步高压乳匀机制备，但应先用组织捣碎器制成

粗乳，再将粗乳反复通过两步高压乳匀机，直到制得合格的亚

微乳。

制备过程包括以下四步：

（员） 和 （或） 乳化剂溶入水相或油相。有三种方法：①将水

溶性成分溶入水中，将油溶性成分溶入油相中，本法最常用；②将水不溶性的乳化剂溶入醇中，加水，蒸发完全除去醇，得到在

水相中呈细分散的乳化剂；③先制备类脂质体的分散系统，如将

磷脂及两性霉素溶于甲醇、二氯甲烷或氯仿或其混合液，减压蒸

发得薄膜，再在水相中用超声处理，加热至 苑园益，油相过滤后

亦加热至 苑园益，将二者混合再电磁搅拌。

（圆） 将油相及水相于 苑园～ 愿园益用组织捣碎机制得粗乳。

（猿） 将粗乳迅速冷却至 圆园益以下，再用两步高压乳匀机乳

化，即得细分散的亚微乳。

（源） 调节 责匀，过滤除粗乳滴与碎片，可进一步保证亚微乳

的质量。

如药物或其他成分易于氧化，则制备的各步都在氮气氛下进

行，可热压灭菌，如有成分对热不稳定，则采用无菌操作。

二、影响成乳的因素

（员） 稳定剂的影响 造藻增赠等发现，用蛋黄卵磷脂和 责燥造燥曾葬皂藻则作混合型乳化剂，并以油酸作为稳定剂，以地西泮为模型药物制

得的亚微乳可在 源益稳定 圆源个月以上 援处方为：地西泮 园郾缘早，

大豆油 员猿郾圆早，油酸 远郾远早，精制蛋黄卵磷脂 员郾园早，孕燥造燥曾葬皂藻则圆郾园早，

甘油 圆郾圆缘早，α原维 生 素 耘（即 生 育 酚） 园郾园缘早，加 蒸 馏 水 至

员园园郾园早。油酸的作用有三：①增大膜的强度；②使地西泮的溶解

度增大，当油酸在大豆油中达到 猿园豫时，地西泮在油相中的溶

解度可达到 圆缘早辕蕴，对油的相体积分数为 园郾圆的乳剂，可使整个

·愿苑圆·

亚微乳中地西泮的含量达到 缘早辕蕴（地西泮在水中的溶解度仅

园郾苑早辕蕴），静注或肌注 圆皂造即可达到 员园皂早的剂量；③使亚微乳的

ξ电势绝对值升高。蛋黄卵磷脂和 责燥造燥曾葬皂藻则的疏水部分相互作用

形成膜，油酸的双键也参与这种相互作用从而形成稳定的复合凝

聚膜。由透射电镜 （栽耘酝） 照片分析可知，亚微乳稳定性的增大

并不是由于形成液晶膜 援在大豆油中逐步加入油酸，油水的界面

张力不断降低，直到油酸的量达到 猿园豫 ～ 缘园豫时界面张力达到

最低———员缘皂晕辕皂，这与油酸和水的界面张力 员缘郾远晕辕皂基本一

致，表明油酸已在油水界面达到饱和 （油酸钠降低界面张力的能

力比油酸强的多，油酸钠 员皂皂燥造辕蕴就显著降低界面张力，但由于

其水溶性太强，不易定位在油水界面上，无法用于制备稳定的亚

微乳）。但在油酸甘油脂 原蛋磷脂酰胆碱亚微乳中油酸大量集中

在界面上 援在该亚微乳中油酸的表观 责匀为 苑郾源～ 苑郾缘，而在水中

其 责运葬为 源郾愿。地西泮微乳的 责匀调到 苑郾愿～ 愿郾园，油酸大量电离，

但仍然能处在油水界面上。而且油酸的存在使亚微乳的ξ电势绝

对值升高，且ξ电势的绝对值随油酸浓度的增大而升高，无油酸

时为 原猿源皂灾，有 缘豫油酸时约为 原苑园皂灾，有利于亚微乳的稳定。

（圆） 混合乳化剂的影响 毒扁豆碱在单独用磷脂乳化时，不

能得到稳定的乳剂。加入一种乳化剂 孕燥造燥曾葬皂藻则即可提高毒扁豆

碱乳剂的稳定性，可能是在油 原水界面形成了 孕燥造燥曾葬皂藻则与磷脂

的复合凝聚膜。这两种乳化剂在胃肠外给药的 韵辕宰 型乳剂中广

泛合用，已用于静脉脂肪乳，未发现有毒性。

月藻灶蚤贼葬等，（员怨愿远） 制备的注射用水杨酸毒扁豆碱亚微乳，以

大豆油为油相，用精制的阴离子型磷脂和非离子型 孕造怎则燥灶蚤糟云远愿为乳化剂，甘露糖醇作助乳化剂，典型的处方是：药物适量，大

豆油 圆园郾园豫，精 制 磷 脂 员郾园豫， 孕造怎则燥灶蚤糟云远愿圆郾园豫， 甘 露 糖 醇

远郾园豫，注射用水加至 员园园豫，苑园益乳化，骤冷即得。发现磷脂或

孕造怎则燥灶蚤糟云远愿用量增大，无药的亚微乳平均粒径都减小，但ξ电势

与磷脂的用量关系不明显，仅随 孕造怎则燥灶蚤糟云远愿的用量增大开始下

降，达到一平台，随后又下降。含药的亚微乳情况不同，水杨酸

·怨苑圆·

毒扁 豆 碱 的 用 量 增 大，ξ电 势 绝 对 值 增 高 （从 原缘圆皂灾 到

原苑园皂灾），乳剂的平均粒径基本不变 （约 园郾缘μ皂）。磷脂含量增大

到 园郾愿豫以上时，使ξ电势达 原远园皂灾，平均粒径小于 园郾缘μ皂，均

有利于亚微乳的稳定 援但稳定性有时不单取决于ξ电势，也不单

取决于平均粒径，而与乳化剂膜的厚度及性质关系较大，其中

孕造怎则燥灶蚤糟云远愿加入到磷脂中有利于形成这种起屏障作用的复合凝聚

膜。孕造怎则燥灶蚤糟云远愿含量≥圆郾园豫的无药及有水杨酸毒扁豆碱的亚微

乳，两者在室温下的贮存期 （不出现小油滴的期限） 至少为 远个

月，且 远个月后未见平均粒径或ξ电势有变化 （贮存期在 远个月

以内的，无药的乳剂贮存期总是比含药的长）。温度对贮存期的

影响不大，如 猿苑益贮存，以上优化的亚微乳的稳定性无明显变

化，但不稳定的亚微乳的贮存期可能变短。

三、亚微乳的应用实例

（员） 静脉注射脂肪乳

静注脂肪乳是提供高能量与人体必需脂肪酸的胃肠外给药的

营养液。它以植物油为主药，如大豆油、红花油等的精制品；常

用的乳化剂有卵磷脂、大豆磷脂、大豆卵磷脂、孕造怎则燥灶蚤糟云远愿、聚

甘油棕榈酸二醇酯等；常用的等渗剂有甘油、山梨醇、木糖醇、

葡萄糖等。制备时，除选用适宜的乳化剂外，还必须采用高压乳

匀机，才能得到符合静脉注射要求的乳剂粒径。各国的处方大同

小异。德国生产的低磷脂静脉脂肪乳 （可避免对脂代谢的不良影

响） 处方如下：精制豆油 员园园郾园早，猿原杂晕原磷脂酰胆碱 （卵磷

脂）远郾园早，甘油 圆缘郾园早，注射用水加至 员园园园皂造。制备的基本步骤如下：将卵磷脂放入高速组织捣碎机内，加

甘油及适量注射用水，在氮气流下作成均匀的磷脂分散液。将此

分散液转入二步高压乳匀机内，再加入精制豆油，在氮气流下经

两步乳化，冷却后，在氮气流下用 源号垂熔玻砂漏斗减压过滤，

在氮气流下装瓶、轧盖。经 怨园益预热，再经 员圆员益灭菌 员缘分钟，

冲热水降温，放止室温。得粒径在 员μ皂以下的乳白色亚微乳。

·园愿圆·

本品经粒径测定、溶血试验、热源检查、降压试验、油及甘油含

量测定、过氧化值、酸价、责匀等各项检查，合格后包装，圆缘益以下贮存。使用前摇匀。

（圆） 注射用地西泮亚微乳

地西泮不溶于水，静注地西泮亚微乳可以克服市售地西泮注

射液用有机溶剂 （丙二醇、乙醇、苯甲醇） 带来的毒性及血栓性

静脉炎等副作用。用 责燥造燥曾葬皂藻则员园愿和精制豆磷脂作混合型乳化

剂，将地西泮溶于精制豆油中，在水相中加入甘油调等渗，作成

韵辕宰型亚微乳化剂。

处方：地西泮 园郾缘早，孕燥造燥曾葬皂藻则员园愿源早，精制豆磷脂 园郾猿早，精

制豆油 员缘早，甘油 圆郾缘早，注射用水加至 员园园早。

将精制豆磷脂、地西泮溶入精制豆油中作油相，将孕燥造燥曾葬皂藻则员园愿和甘油溶入注射用水中作水相。油相与水相加热至 远园益，倾

入组织捣碎机中捣 怨分钟得粗乳，将粗乳转入高压乳匀机中循环

猿次，过滤，分装，灭菌，即得很细的亚微乳。

用透射电镜法测定亚微乳粒径，无大于 猿远源灶皂的，新制备的

地西泮亚微乳平均粒径为 苑猿郾愿员灶皂；室温放置 缘月后，测得平均

粒径为 苑源郾圆猿灶皂，说明无明显变化。地西泮亚微乳注射液的小鼠

蕴阅缘园是市售的地西泮注射液的 圆郾缘倍。兔耳静脉注射地西泮微乳

后，发生炎症的百分率为 远郾远苑豫，而市售的地西泮注射液的为

员远郾远豫。这可能是由于亚微乳中的地西泮分散在油相中，不易在

局部形成过高浓度，且其中不含有机溶剂的缘故。但这两种注射

液在家兔体内的药时曲线相似。

第四节 复 乳

复乳又称二级乳，系指将 韵辕宰或 宰辕韵的初乳为分散相进一

步乳化形成的多相分散体系。复乳滴粒一般在 缘园μ皂以下，具有

两层或多层液体乳膜结构，这种结构特点，可以有效的控制药物

的扩散速率。因此，药物作成复乳后，可以缓释或控释，起到

·员愿圆·

“药库” 作用；且在体内具有淋巴系统的定向作用，可选择分布

于肝、肾、脾等网状内皮系统较丰实的器官中，可成为良好的靶

向系统；复乳也可以避免药物在胃肠道中失活，增加稳定性，或

作为药物超剂量或误服引起中毒的解毒系统。复乳可以口服，也

可以注射。

复乳一般有 宰辕韵辕宰 型和 韵辕宰辕韵型。宰辕韵辕宰 依次叫内水

相、油相和外水相，内外水相的组成可以相同，叫二组分二级

乳，如组分不同则叫三组分二级乳。可用 宰员辕韵辕宰圆表示。同样，

也可以有 韵辕宰辕韵型的二组分二级乳及 韵员辕宰辕韵圆型的三组分二级

乳，也可能有 宰辕韵员辕韵圆或 韵员辕韵圆辕宰 型等三组分二级乳，甚至也

可能有 韵员辕宰辕韵员辕宰辕韵圆或 韵圆辕宰员辕韵员辕宰圆辕韵圆型的多级复乳。目前

研究较多的是 宰辕韵辕宰型复乳。

一、复乳的制备

采用二步乳化法制备，第一步先将水、油、乳化剂制成一级

乳，再以一级乳为分散相与含有乳化剂的水或油乳化制成二级

乳，如图 远原愿所示。

图 远原愿 复合乳剂制备过程示意图

如制备 韵辕宰辕韵型复合乳剂，先选择亲水性乳化剂制成 韵辕宰型一级乳剂，再选择亲油性乳化剂分散于油相中，在搅拌下将一

级乳加于油相中，充分分散即得 韵辕宰辕韵型乳剂。

·圆愿圆·

二、影响成乳的因素

（员） 油相的选择 在药剂中常用的油均可用于制备复乳，如

液状石蜡、长链脂肪酸的酯 （括油酸乙脂、肉豆蔻酸异丙酯等）、

橄榄油、精制豆油、花生油、芝麻油等植物油，还可用它们的混

合物。

油相与复乳的稳定性及释药特性关系很大，尤其是油相的黏

度。黏度太高或太低均不能得到理想的复乳。油的黏度在 园郾园缘～ 园郾员圆孕葬·泽范围内可制得粒径适宜、具塑性流体性质、稳定性高

的复乳。液状石蜡 （黏度 园郾园缘孕葬·泽） 无臭、价廉，形成的复乳易

倾倒，作口服复乳的油相比较适宜。注射用油 （黏度 园郾员圆孕葬·泽）也可以作成复乳。有人用黏度不同的两种油 （一种黏度大的异链

烷烃及一种黏度小的直链烷烃），混合得黏度不同的油用于制备

宰辕韵辕宰型复乳，发现黏度愈小的油膜形成的复乳稳定性也愈差

（油膜愈易破裂引起内水相外溢）。有人分别用菜籽油、麻油和精

制豆油作 宰辕韵型初乳，结果以精制豆油形成的初乳最为稳定。

阅葬增蚤泽等研究了多种油的复乳产率。其方法是将示踪物 （荧

光物质 远原羧基荧光素） 溶于内水相，油相是 员园豫杂责葬灶愿园、圆豫栽憎藻藻灶愿园及一种矿物油或植物油加到 员园园豫，内水相同油相作成

初乳，再加外水相 （含 圆豫栽憎藻藻灶愿园） 制成复乳。将复乳稀释，再

分离含内水相的油滴后，测外水相中示踪物的量，即可计算产

率。发现矿物油 （液状石蜡或液状异三十烷） 的产率比植物油高

得多，表明乳化剂与矿物油的相互作用较强，因矿物油均系烃

类，杂责葬灶愿园、栽憎藻藻灶愿园也有长链烃基之故；而植物油中以芝麻油

的产率最高。

采用在体温下才熔化的固态油相制备 宰辕韵辕宰 型复乳，可能

使复乳乳滴在室温呈固态很稳定，在体温可融化释放药物。但

宰澡蚤贼藻澡蚤造造（员怨愿员） 曾用十八烷 （皂郾责郾猿园益） 作了初步研究，未得

满意结果。

（圆） 乳化剂的影响 离子型或非离子型的乳化剂虽都可以选

·猿愿圆·

用，但非离子型乳化剂通毒性都较小，且非离子型乳化剂比离子

型乳化剂有较高的复乳产率，它们又不易与离子化合物反应，故

非离子型乳化剂常用于制备复乳。

①匀蕴月值的影响：在制备水 辕肉豆蔻酸异丙酯 辕水复乳时，研

究了乳化剂Ⅰ和Ⅱ的 匀蕴月值的影响。初乳由油 源苑郾缘豫和 匀蕴月值

为 圆～ 愿，由 杂责葬灶愿缘（匀蕴月员郾愿） 垣杂责葬灶圆园（匀蕴月愿郾远） 以不同比例

混合成的 远组乳化剂Ⅰ圆郾缘豫组成，以分层的程度作为不稳定性

的指标，发现当 匀蕴月值为 源郾缘时，所得的初乳最稳定，故用 匀蕴月值为 源郾缘的乳化剂Ⅰ制备初乳。再用 匀蕴月值为 远～ 员远、由 杂责葬灶愿园

（匀蕴月源郾猿） 和 栽憎藻藻灶愿园（匀蕴月员缘郾园） 以不同比例混合成的 愿组乳化

剂Ⅱ（作成外水相，体积与初乳相等） 制备 宰辕韵辕宰 型复乳，发

现 匀蕴月值为 远郾缘的最稳定。故选用 匀蕴月值为 远郾缘的乳化剂Ⅱ。

通常乳化剂Ⅰ和Ⅱ制备时在各相中没有都达到饱和，在放置过程

中乳化剂会在各相间发生转移，这也是使复乳稳定性降低的因

素。如先使乳化剂Ⅰ和Ⅱ在各相中都达到饱和，可减少这一因素

的影响。

有人用液状石蜡作油相制备 宰辕韵辕宰 型复乳，乳化剂Ⅰ的

匀蕴月值对复乳影响较大，以 杂责葬灶愿园垣栽憎藻藻灶愿园组成的 匀蕴月值为

源郾缘～ 远郾园的较好。杂责葬灶愿园及 杂责葬灶愿缘是复乳形成百分率比较高的

油溶性乳化剂。由 杂责葬灶愿园、杂责葬灶愿缘分别与 栽憎藻藻灶愿园，或单独用

栽憎藻藻灶愿园作乳化剂Ⅱ（匀蕴月值 员员～ 员缘），发现乳化剂Ⅱ的 匀蕴月值

影响不显著 （选用 匀蕴月为 员员的）。但两种乳化剂的用量对复乳

的稳定性均有显著影响，选用量为 愿豫 ～ 员园豫乳化剂Ⅰ，缘豫乳

化剂Ⅱ。也有人用 杂责葬灶远园，杂责葬灶愿缘或 杂责葬灶圆园与 栽憎藻藻灶圆园、杂责葬灶源园或 杂责葬灶愿园分别作成 匀蕴月值为 员园、员员、员圆的乳化剂Ⅱ，发现用

匀蕴月值 员圆的乳化剂Ⅱ，制得的液状石蜡为油相的 宰辕韵辕宰 型复

乳不稳定。可能是 匀蕴月值为 员园或 员员者形成的膜较坚固，油滴亦

较大，比较不易破裂。匀蕴月值相同时，栽憎藻藻灶中亲油基团碳链由

悦员圆增长至 悦员愿时，复乳的稳定性逐步增大，因长碳链的液状石蜡

与长碳链的 栽憎藻藻灶更相容。能制备稳定的 韵辕宰 型乳剂的乳化剂

·源愿圆·

（如 匀蕴月值为 员员者），用作制备同类型 宰辕韵辕宰 型复乳的乳化剂

Ⅱ时，不一定复乳也稳定，说明普通乳与复乳破裂的原因不一定

相同。

②复乳乳滴的结构：云造燥则藻灶糟藻等试验表明，宰辕韵辕宰型复乳乳

滴结构取决于乳化剂Ⅱ的性质 援用乳化剂Ⅰ杂责葬灶愿园圆郾缘豫，水

缘园豫，肉豆蔻酸异丙酯 源苑郾缘豫作成初乳开始，用不同的非离子型

亲水性表面活性剂作乳化剂Ⅱ，制得 粤、月、悦猿种类型的 宰辕韵辕宰型复乳。其方法是将上述初乳再分散在等体积的外水相 （含

圆园早辕蕴乳化剂Ⅱ） 中，乳化剂Ⅱ是：用 月则蚤躁猿园制得 粤型复乳，用

栽则蚤贼燥灶载员远缘得 月型，用 杂责葬灶愿园：栽憎藻藻灶愿园（质量比 猿颐员） 得 悦型。

这三类复乳的结构是：粤型复乳由小复乳滴组成 （平均直径

愿郾远μ皂），其中 愿圆豫仅含一个微水珠 （平均直径 猿郾猿μ皂）；月型复

乳由较大的复乳滴组成 （平均直径 员怨μ皂），其中含较小但更多的

微水珠 （平均直径 圆郾圆μ皂）；悦型复乳由很大的复乳滴组成 （平

均直径 圆缘μ皂），其中含数目众多的，靠近成团而难以分辨的微水

珠，可认为，悦型复乳中的乳滴 （初乳） 是絮凝状的 宰辕韵型

乳剂。

高晓黎等以豆磷脂 源郾苑早和 孕燥造燥曾葬皂藻则园郾猿早作乳化剂Ⅱ，另加

尼泊金甲酯 园郾员早，员豫孕灾孕溶液 园郾圆皂造及水 源缘皂造作外水相，同

缘园皂造宰辕韵型初乳 （水相为 员郾远豫甘草酸单铵盐，油相为精制豆

油，乳化剂Ⅰ为 杂责葬灶愿园垣栽憎藻藻灶愿园），加热混合，超声乳化得供口

服的 宰辕韵辕宰型复乳，复乳主要为 月型，粒径多在 员～ 员园μ皂。

通常 月型复乳的稳定性大于 粤型及 悦型 援这三种类型的区

分不是绝对的，仅就多数复乳滴而言，且三种类型的复乳中都有

不含微水珠的油滴，有时也有更复杂的复乳形成，如 宰辕韵辕宰辕韵辕宰型的五组分复乳。

③乳化剂的用量：所用乳化剂在该相中一般是 员豫 ～ 员园豫，

量太少影响乳剂稳定性，增大乳化剂Ⅰ的用量虽可增大黏度，增

大乳化剂Ⅱ的用量也可减小分层，但增大乳化剂的用量都会提高

毒性。乳化剂的用量除可由三元相图确定外，亦可从复乳产率与

·缘愿圆·

乳化剂用量的关系考虑。例如 酝葬贼泽怎皂燥贼燥等在制备 宰辕韵辕宰 型复

乳时，发现应用非离子型的乳化剂比用离子型的可得到更高的产

率，且制备初乳使用的 杂责葬灶愿园（乳化剂Ⅰ） 的量愈大，在实验条

件下 （外水相中的乳化剂Ⅱ 栽憎藻藻灶圆园为 园郾缘豫，水相在初乳中的

相体积分数ψ宰辕韵为 园郾远源，初乳在复相中的相体积分数ψ宰辕韵辕宰为

园郾猿源） 复乳的产率愈高，当 杂责葬灶愿园用量达 猿园豫时产率达 怨园豫，

杂责葬灶愿园用量在 源园豫以上，产率不再增大 （约 怨圆豫）。而在油相中

乳化剂Ⅰ为 猿园豫，ψ宰辕韵为 园郾苑圆、ψ宰辕韵为 园郾缘员的实验条件下，外

水相中的乳化剂Ⅱ（栽憎藻藻灶圆园） 的用量增大，复乳的产率明显下

降，用多种非离子型乳化剂作乳化剂Ⅱ时都有类似结果。其原因

可能是乳化剂Ⅱ的量超过临界胶团浓度形成胶团，使乳化剂Ⅰ在外

水相中的溶解度增大 （胶团增溶）因此油相中及界面上的乳化剂Ⅰ减少，导致油膜的破裂，从而降低了产率。在这个特定系统中，

乳化剂Ⅰ对乳化剂Ⅱ的用量比很重要，要得到高产率 （≥怨园豫）的复

乳，乳化剂Ⅰ的用量要比乳化剂Ⅱ的大 员园倍以上。

乳化剂 可 改 变 有 关 的 界 面 张 力，从 而 影 响 复 乳 的 产 率。

孕葬灶糟澡葬造（员怨苑愿） 发现复乳的产率与铺展张力γ泽责成正比，而后者可

由下式求得：

γ泽责越γ燥原γ憎原γ韵辕宰 （远原圆）

式 （远原圆） 中γ燥是油 （煤油） 表面张力，γ憎是水的表面张

力，γ韵辕宰 是 油 辕水 界 面 张 力。γ泽责为 正 值 时，复 乳 的 产 率 较 高

（跃愿园豫），γ泽责为负值时产率较低。

在固定油相种类和相体积分数 （如 缘园豫） 的条件下，可绘

制水 原乳化剂Ⅰ原乳化剂Ⅱ三元相图，初步确定乳化剂用量，见

图 远原怨。

（猿） 相体积分数 阅葬增蚤泽等在油相中有 员圆豫乳化剂Ⅰ（由

员园豫杂责葬灶愿园与 圆豫栽憎藻藻灶愿园组成） 的条件下发现，宰辕韵型初乳中

水的相体积分数ψ宰辕韵愈大，复乳的产率愈低 （复乳中油膜的厚

度变小因而不稳定）；而复乳中初乳占的相体积分数ψ宰辕韵辕宰增大

时，复乳的产率开始不同程度的提高，到ψ宰辕韵辕宰为 园郾猿～ 园郾苑时，

·远愿圆·

产率保持基本不变。酝葬贼泽怎皂燥贼燥等发现，在乳化剂Ⅰ的用量很高

的实验条件下，（即：油相中的乳化剂Ⅰ杂责葬灶愿园为 猿园豫，外水相

中乳化剂Ⅱ栽憎藻藻灶圆园占 园郾缘豫，ψ宰辕韵燥为 园郾猿远～ 园郾怨园），ψ宰辕韵增大，

对 宰辕韵辕宰型复乳的产率影响不大，但当ψ宰辕韵为 园郾远源且ψ宰辕韵辕宰

从 园郾员增大至 园郾缘时，复乳的产率从 缘苑豫升高到 怨缘豫 （即内水相

的外溢减少），此后相体积分数再增大，产率基本不变。所以内

水相的外溢不是由于油滴的合并所引起，而是由于微水珠外的油

膜破裂，因为如果是由于油滴的合并，则产率应随ψ宰辕韵辕宰的增大

而降低。也有人认为内水相在初乳中可占 缘豫 ～ 苑缘豫，最好的范

围是 圆缘豫～ 缘园豫。

图 远原怨 水 原乳化剂Ⅰ原乳化剂Ⅱ三元相图

（源） 搅拌速率和搅拌时间 采用二步乳化法制备 宰辕韵辕宰型

复乳，成乳是应注意搅拌速率及搅拌时间。第一步加入溶液宜

慢，搅拌速率应稍大于第二步，但也不应激烈，否则会引起乳滴

·苑愿圆·

的破裂。第一步制备 宰辕韵型初乳较容易，如将水相加入到含有

油溶性乳化剂的油相中并适当搅拌即得。但第二步由 宰辕韵型初

乳制备 宰辕韵辕宰型复乳可能会遇到问题，当把 宰辕韵型初乳剂加

到含有水溶性乳化剂的水相并加以搅拌时，宰辕韵型乳滴 （即含

微水珠的油滴） 分散到水相中去的同时，油滴可能部分破裂，内

外水相就会合并，这样有的油滴中就会减少 （或不含） 内水相，

搅拌过久或过猛，这种情况就更严重。因此，第二步时应避免使

用高速或长时间的搅拌。即使仅用手摇动，也难完全避免内水相

的外溢损失。

（缘） 超声的影响 超声处理容易破坏复乳，通常仅可用于制

备初乳。

（远） 被包封药物的性质 能与表面活性剂反应的药物可降低

复乳的稳定性；药物还可能引起内外相间的渗透压差，从而影响

乳剂的稳定性。

三、复乳产率的测定

宰辕韵辕宰型复乳易发生内水相外溢而使产率降低，故常需测

定其产率以评价其制备工艺与稳定性。

（员） 电导法 如用 员早辕造晕葬悦造源郾苑缘皂造（作指示物） 为内水相，

加明胶溶液，液状石蜡和 杂责葬灶愿园作成 宰辕韵型初乳 员园皂造，加含

栽憎藻藻灶愿园的外水相 员园皂造，制成 宰辕韵辕宰型复乳 圆园皂造。用水代替指

示物溶液制备空白复乳。用电导仪测得 员早辕蕴晕葬悦造溶液、复乳、

空白复乳的电导分别为 杂员、杂圆、杂猿则复乳的产率为：

再（豫） 越员园园［杂员原圆园（杂圆原杂猿） 辕源郾苑缘］ 辕杂员 （远原猿）

（圆） 透析法 内水相中用葡萄糖 （同样也可用 晕葬悦造） 作指

示物，制得 宰辕韵辕宰型复乳后，立即将一定量复乳对一定量纯水

进行透析直至达到透析平衡 （约 圆园小时，达到透析平衡，也有

仅用 源小时透析来计算的，但若未达到平衡，则计算的产率会偏

高）。对透析液中的指示物定量得 悦（早辕蕴），如原内水相中有指

示物 宰（早），复乳中已外溢的内水相体积、外水相体积和透析用

·愿愿圆·

的纯水体积分别为 灾员、灾圆、灾猿（蕴），则复乳的产率为：

再（豫） 越员园园原员园园悦辕［宰辕（灾员垣灾圆垣灾猿）］ （远原源）

此外，因已知配制时内水相的体积 灾蚤，故式 （远原源） 中已外

溢的内水相体积 灾员，可由下式求得：

灾员越悦（灾圆垣灾猿） 辕（宰辕灾员原悦） （远原缘）

但应注意长时间透析，有的物质可能变性。

四、提高复乳稳定性的措施

（员） 稳定剂的应用 可在内外相中加入高分子物质作稳定

剂。如在外水相中加入 员园早辕蕴孕灾孕溶液，或加入增稠剂聚乙二醇

或表面活性剂 孕燥造燥曾葬皂藻则，可使复乳的黏度增大，降低复乳乳滴膜

的流动性，这对减小 宰辕韵辕宰型乳的分层是有利的，但不应影响

其倾倒性及通针性。亦可在 宰辕韵辕宰型复乳的内水相中加入亲水

的高分子，如适量 缘早辕蕴明胶溶液或蛋白质溶液，可增强油水界

面膜的机械强度，都可提高复乳的稳定性。

（圆）形成聚合凝胶与聚合膜

①聚合凝胶：云造燥则藻灶糟藻等在内水相或外水相中形成聚合凝胶

（泽） 以提高复乳的稳定性。如制备 杂辕韵辕宰 型复乳时，内水相含

愿园早辕蕴丙烯酰胺，交联剂 晕，晕忆原亚甲二丙烯酰胺，与等体积的

油相 （含 缘园早辕蕴杂责葬灶愿园） 在氮气氛下乳化形成 宰辕韵型初乳，充

氮下灌封于安瓿中，用 悦燥的γ射线辐射 （园郾圆缘酝则葬凿），达到胶凝

点交联形成 杂辕韵型初乳，再将其与含亲水性乳化剂 栽憎藻藻灶愿园的等

体积外水相，经第二步乳化即得 杂辕韵辕宰 型复乳。这种复乳可防

止内水相的合并。如欲制备 宰辕韵辕杂型复乳，可将 宰辕韵型初乳与

等体积的外水相 （含 圆园早辕蕴，猿颐员杂责葬灶愿园辕栽憎藻藻灶愿园、远园早辕蕴丙烯酰

胺和 圆园早辕蕴交联剂 晕，晕忆原亚甲二丙烯酰胺），经第二步乳化形

成 宰辕韵型复乳，在充氮下灌封于安瓿中，用 悦燥的γ射线辐照

（园郾圆缘酝则葬凿），交联形成半固体 宰辕韵辕宰 型复乳。又如在外水相中

加入亲水性表面活性剂 孕燥造燥曾葬皂藻则（员园豫 员颐员孕造怎则燥灶蚤糟云愿苑辕云愿愿） 再

用γ射线 （缘郾猿缘酝则葬凿）辐照，也形成半固态复乳，在贮放时不分

·怨愿圆·

层，临用时只要加水稀释即可。聚合物的类型不同，辐照的剂量

亦不同。存在的问题是药物受γ照射可能引起分解和剩余的丙烯

酰胺单体可能有毒。

②聚合膜：云造燥则藻灶糟藻（员怨愿远） 又提出一种界面聚合法，通过

内水相中的蛋白质或聚丙烯酰胺与油相中的疏水性 孕燥造燥曾葬皂藻则在

界面作用，再用γ射线辐照，在界面形成聚合膜提高复乳的稳

定性。

（猿） 形成液晶相膜 运葬增葬造蚤怎灶葬泽等 （员怨苑愿） 以壬基苯酚二乙

烯甘油醚为乳化剂，同水和二甲苯组成含有液晶相的，稳定性很

高的复乳。在研究这个三组分相图时，发现有一个较大的区，为

三相平衡区，其中有一相为液晶相，含液晶相的复乳组成为

怨郾猿苑豫对二甲苯、愿苑郾远远豫水、圆郾怨苑豫壬基苯酚二乙烯甘油醚，此

复乳经 员源天才逐渐出现相分离的迹象，而无液晶相存在的复乳

至多只能稳定 源愿小时。

五、复乳的应用实例

（员） 依托泊苷复乳

抗肿瘤药依托泊苷复乳作成复乳可避免直接口服时引起的胃

肠道内的失活，复乳还可作成靶向给药系统。依托泊苷在水及油

中都几乎不溶，可溶于 孕耘郧源园园或其水溶液。

初乳组成：依托泊苷适量、羧甲基甲壳素 猿郾园豫、孕耘郧源园园圆园豫、稳定剂 粤杂猿郾园豫、鲸蜡醇 员郾园豫。复乳的组成：初乳适量，

乳化剂 栽憎藻藻灶愿园原豆磷脂混合型乳化剂适量。

将依托泊苷溶于 孕耘郧源园园与水配成的内水相，在 员园园园园则辕皂蚤灶高速搅拌下将内水相缓慢倾入油相中，搅拌 员园分钟得 宰辕韵型初

乳 （内水相 颐油相 越员颐员）；再将初乳缓缓倾入缓慢搅拌下的外水

相 （含 栽憎藻藻灶愿园原豆磷脂混合型乳化剂 园郾缘豫），搅拌 猿分钟即得

宰员辕韵辕宰圆型复乳。测得依托泊苷复乳平均产率为 远员郾园豫。

质量检查：

①复乳药物稳定指数的测定 在室温、避光条件下，经过

·园怨圆·

园、员缘、猿园、远园天，采用 匀孕蕴悦测定样品的产率 再，从不同时间

的产率 再贼由下式计算稳定指数：

稳定指数 越（员原再贼辕再园） 伊员园园豫式中 再园为 园天的产率 援结果 员缘，猿园，远园天的稳定指数平均

值分别为 员圆郾苑怨豫、圆员郾苑怨豫、圆苑郾源苑豫，即稳定性逐渐降低。

②乳滴粒径变化的测定 采用 悦燥怎造贼藻则计数仪及显微镜测定，

确定在 圆个月内乳滴粒径的变化，发现乳滴逐渐变小 （小于

员园μ皂的逐渐增多，大于 圆园μ皂的逐渐减少），显微观察可见复乳

由滴内的微水珠逐渐变小或消失 （可能因为其渗透压小，经油膜

而外溢）。

本章实例中静注地西泮亚微乳的乳化剂 孕燥造燥曾葬皂藻则员园愿与精制

豆磷脂的用量，就是采用改良的单纯形优化法，以上面质量检查

的两项指标确定的。

（圆） 蝮蛇抗栓酶复乳

蝮蛇抗栓酶是新的抗凝药，临床静脉给药可产生过敏反应，

改为口服复乳剂型，可扩大应用范围，减少过敏反应和胃肠道失

活，并增进口服药物的吸收。

制备：①宰辕韵型初乳：取蝮蛇抗栓酶原液，缘早辕蕴明胶溶液

加入适量蒸馏水中作水相，另取单脂酸甘油酯、栽憎藻藻灶愿园加入液

状石蜡中作油相，在搅拌下将水相滴入油相中，高速搅拌数小时

即得。②宰辕韵辕宰 型复乳：将单脂酸甘油酯、栽憎藻藻灶愿园和 员园早辕蕴孕灾孕溶液中加入蒸馏水作外水相，将新制初乳在搅拌下缓慢滴入

外水相，经数小时高速搅拌即得。

产品的产率为 愿员郾猿豫，相转变温度 （苑圆益） 远高于室温，稳

定性好。口服复乳 员郾园μ辕噪早与同剂量水溶液相比，在给药 圆小时

内凝血时间有显著差异 （孕约园郾园员），且与静注 园郾猿怎辕噪早的效应相

当，说明复乳避免了胃肠道的失活。

（猿） 平阳霉素 杂辕韵辕宰 复乳 平阳霉素 （粤缘） 的明胶微球乳

剂 （杂辕韵） 的黏度高、注射的通针性差，为此，又研究了其 杂辕韵辕宰复乳。

·员怨圆·

制法：将 园益的 粤缘明胶微球乳剂 （杂辕韵） 圆皂造与 员园益、猿皂造的 员豫明胶水溶液乳化均匀，即得 杂辕韵辕宰复乳。

该复乳经显微照相，可见含有大量微球的油滴均匀分散在水

相，复乳乳滴粒径范围 员源～ 缘苑μ皂，平均粒径 圆员郾圆源μ皂。将该复乳

分别置 原员园益、源益及室温，结果 原员园益试样在 员小时内出现结冰

破乳、微球泄漏现象，源益的 源天内稳定，而室温的在 圆源小时内未

见明显变化。表明该复乳应在用前配制、源益贮存。流变学实验表

明，该复乳为 晕藻憎贼燥灶流体，且其流动性和通针性均较好。体外释

药数据与一级速率方程的相关性最好 （积累释药豫为 砸豫）：

造早（员园园原砸） 越员郾愿怨怨愿原园郾园远源猿圆贼 （则越园郾怨苑源，灶越员猿）

释药的 贼员辕圆为 圆小时。家兔皮下注射该复乳，血药浓度开始

时复乳组低于水溶液对照组，员小时后复乳组高于对照组；淋巴

结的药浓复乳组明显高于对照组；肺部峰浓度复乳组 （园郾源源μ早辕早） 远低于对照组 （圆愿郾怨怨μ早辕早），肺部毒性可明显降低。

第五节 微 乳

乳剂液滴一般在 园郾员～ 员园μ皂之间，这时乳剂为乳白色不透明

液体。当乳滴粒子小于 园郾员μ皂，乳剂粒子小于可见光波长的 员辕源即小于 员圆园μ皂时，乳剂处于胶体分散范围，肉眼可见乳剂为透

明液体，称为微乳或胶束乳剂，微粒粒径可小至 园郾园员～ 园郾员园μ皂范围。

微乳今年愈来愈受到重视，主要用作药物的胶体载体。其优

点包括增大难溶于水的药物的溶解性、提高易水解药物的稳定

性，也可作为缓释给药系统或靶向给药系统。

一、微乳的制备

制备微乳第一步是确定处方。其处方组成的必需成分通常是

油、水、乳化剂和助乳化剂。油、乳化剂和助乳化剂确定了之

后，可通过三元相图找出微乳区域，从而确定它们的用量。一般

·圆怨圆·

可把乳化剂及其用量固定，水、油、助乳化剂三个组分占正三角

形的三个顶点作图，见图 远原员园。

图 远原员园 形成微乳的三元相图

图中有两个微乳区，一个靠近水的顶点，为 韵辕宰型微乳区，

范围较小，另一个靠近助乳化剂与油的连线，为 宰辕韵型微乳区，

范围较大，故制备 宰辕韵型微乳较为容易。但温度对微乳的制备

影响较大。

图 远原员员 乳化剂与助乳化剂的质量比对微乳形成的影响

韵：豆蔻酸异丙酯 宰：水 栽：栽憎藻藻灶愿园 杂：山梨醇

（葬） 栽垣杂越员颐圆 （遭） 栽垣杂越员颐源

如制备豆蔻酸异丙酯微乳时，用三元相图研究乳化剂与助乳

化剂的用量比 （栽憎藻藻灶远园辕山梨醇） 对稳定的微乳存在区域的影

响，发现质量比须在 员颐员郾缘～ 员颐源郾园之间才能在实验条件制得稳

·猿怨圆·

定的微乳，而以质量比为 员颐圆时微乳存在的区域最大。但即使微

乳区最大时也未与水的顶角相通，即此微乳不能用水无限稀释。

见图 远原员员。在制备微乳时，乳化剂与助乳化剂的质量比影响很

大，它对微乳的粒径、稳定性等至关重要。

从相图确定了合适的处方后，将各成分按比例混合即可制得

微乳 （无需作大的功），且与各成分加入的次序无关。通常制备

宰辕韵型微乳比 韵辕宰型微乳容易。如先将亲水性乳化剂同助乳化

剂要求的比例混合，在一定温度下搅拌，再加一定量的油相，混

合搅拌后，用水滴定此混浊液至澄清，即得。如制备 韵辕宰 型微

乳，可将选定的溶于油相的乳化剂以 员园豫 ～ 圆园豫的量溶于油相

中，再将此油相在搅拌下加入到适量的水相中去，最后用根据相

图计算得知的助乳化剂量加入到以上混合物中，可得透明的 韵辕宰型微乳。微乳中的油、水仅在一定比例范围内混溶，在水较

多的某一范围内形成 韵辕宰 型微乳，在油较多的某一范围内形成

宰辕韵型微乳。

制备 韵辕宰型微乳的基本步骤是：

（员） 选择油相及亲油性乳化剂，将该乳化剂溶于油相中。

（圆） 在搅拌下将溶有乳化剂的油相加入水相中，如已知助乳

化剂的用量，则可将其加入水相中。

（猿） 如不知助乳化剂的用量，可用助乳化剂滴定油水混合

物，至形成透明的 韵辕宰型微乳为止。

二、影响成乳的因素

微乳的处方在组成上的一个特点是通常必须有助乳化剂。但

少数离子型表面活性剂 （如 粤藻则燥泽燥造原韵栽） 和非离子型表面活性

剂能使界面张力降到临界值 （员园原圆皂晕辕皂），不加助乳化剂也可形

成 韵辕宰型微乳。达到临界值的微乳乳滴多为球形。基于热力学

计算，必须达到超低临界面张力 （≤员园原源皂晕辕皂），宰辕韵型微乳

中水滴才能大量地形成棒状聚集体。

助乳化剂可插入到乳化剂界面膜中，形成复合凝聚膜，提高

·源怨圆·

膜的牢固型和柔顺性，微小的乳滴才易形成。设计微乳处方时，

一般选用链长为乳化剂 员辕圆的助乳化剂，以利增加界面膜的柔

顺性。

（员） 助乳化剂的影响 助乳化剂可调节助乳化剂的 匀蕴月值，

使与油相的要求符合，以利微乳的形成。一般不同的油对乳化剂

的 匀蕴月值有不同得要求。制备 宰辕韵型微乳时，大体要求乳化剂

的 匀蕴月值为 猿～ 远，制备 韵辕宰型微乳则需要用 匀蕴月值为 愿～ 员愿的

乳化剂 （表 远原员）。

表 远原员 微乳中不同的油相所需乳化剂的 匀蕴月值

油相 微乳 宰辕韵型 韵辕宰型

脂溶性维生素 原原 缘～ 员园

棉籽油 原原 苑郾缘

其它植物油 原原 苑～ 员圆

挥发油 原原 怨～ 员远

液状石蜡 源 员园

芳香烃 源 员圆

蓖麻油 原原 员源

亚油酸 原原 员远

油酸 原原 员苑

助乳化剂对界面能和乳滴粒径也有影响。沈兴海等研究了十

二烷基硫酸钠 原醇 原正庚烷 原水组成的 宰辕韵型微乳，其中醇

（直链，缘～ 愿个碳原子） 作为助乳化剂，测得醇从连续相转移到

界面层时自由能降低，即醇移动到界面层后系统的稳定性提高，

且自由能的降低值随醇的碳链的增长而变大 （直线关系）。得到

的结果还提示：①醇的碳链愈长，其表面活性愈强，使界面能降

低愈多；②醇的碳链愈长，界面膜的强度增加的愈多；③醇的碳

原子数与水滴半径成直线关系，每增加一个碳原子，水滴的半径

约增加 园郾猿圆灶皂；④微乳系统中乳化剂十二烷基硫酸钠的平均聚

·缘怨圆·

集数随醇的碳原子数或含水量的增大而迅速上升等。

（圆） 乳化剂的修饰 宰澡藻藻造藻则等用聚乙二醇修饰的磷脂酰乙

醇胺 （一甲氧基聚乙二醇 圆园园园丁二酸脂 原二硬脂酸磷脂酰乙醇

胺，简称 孕耘郧圆园园园原孕耘） 作乳化剂，制备甘油三酯微乳，明显提

高微乳的稳定性。

微乳的稳定性用浊度法测定。浊度几乎不随时间变化 （一直

到制备后 愿天）。微乳很稳定，贮存 远个月粒径大小无明显改变。

乳化剂也不易受血清蛋白的影响。所得微乳在循环系统中的寿命

很长，在注射 圆源小时后油 圆缘豫以上仍然在血中。

用几种乳化剂作了对比研究，即卵磷脂酰胆碱 （耘孕悦） 或摩

尔比 源缘颐缘缘的胆固醇 （悦匀韵蕴） 与 耘孕悦、或摩尔比 源缘颐缘缘的 悦匀韵蕴与二硬脂酸磷脂酰乙醇胺 （阅杂孕悦），或 耘孕悦以不同量的 孕耘郧圆园园园原孕耘做成脂质体作乳化剂。

微乳的制备采用微流态化法 （皂蚤糟则燥枣造怎蚤凿蚤扎葬贼蚤燥灶）。先制备脂质

体：卵磷脂酰胆碱、或胆固醇与卵磷脂酰胆碱 （摩尔比 源缘颐缘缘）、

或胆固醇与二硬脂酸磷脂酰乙醇胺 （摩尔比 源缘颐缘缘） 溶于 悦匀悦蕴猿，

通 晕圆干燥成膜，抽真空 圆小时。加 责匀苑郾缘匀月杂杂（匀耘孕杂遭怎枣枣藻则藻凿泽葬造蚤灶藻泽燥造怎贼蚤燥灶） 作成 员园园早脂质体 辕蕴。通过 园郾员μ皂压滤器压滤。所

得脂质体粒径约 员圆园灶皂。再制备微乳：员缘皂早玉米油、员皂早耘孕悦及

不同量的 孕耘郧圆园园园原孕耘在 悦匀悦造猿中混合。通 晕圆使干，再抽真空至

少 猿小时，即得厚的类脂膜，加入 员皂造匀月杂杂及脂质体 （员园园皂早辕皂造）员缘园μ造，再加 远皂造匀月杂杂于微流态化器中在 苑圆源园园噪孕葬下通过混

合室，即得。制的得微乳粒径均小于或约等于 员园园灶皂，且粒径呈

郧葬怎泽泽分布。

修饰后的乳化剂使微乳稳定性提高。凡未加 孕耘郧圆园园园原孕耘的

微乳的浊度 原时间曲线开始部分浊度都升高，然后再降低 （因粒

径大的上浮），而含有 孕耘郧圆园园园原孕耘的则浊度几乎不随时间变化

（一直到制备后 愿天），见图 远原员圆。有 孕耘郧圆园园园原孕耘悦匀韵蕴与 阅杂孕悦的脂质体制得的玉米油微乳最稳定，贮存 远个月粒径无明显改

变。可能 悦匀韵蕴与测定微乳的稳定性。先用员源悦标记甘油三酯，

·远怨圆·

猿匀标记 孕耘郧圆园园园原孕耘混合乳化如上，对比有血清或无血清温育

猿苑益，源小时） 后的变化。如稳定，则经温育和柱色谱，两种标

记物应同时洗脱，如两种标记物不同时洗脱，表明不稳定。结果

用 悦匀韵蕴与 耘孕悦脂质体作的微乳，经小鼠血清 猿苑益温育 源小时后

杂藻责匀葬则燥泽藻悦蕴原源月柱，有 缘园豫 孕耘郧圆园园园原孕耘已与甘油三酯分离。

而用 悦匀韵蕴与 阅杂孕悦脂质体作的微乳在同样条件下 （甚至 猿苑益温

育 圆源小时） 孕耘郧圆园园园原孕耘均与甘油三酯同时洗脱而不分离，可见

后者稳定得多；若载有药物，也很稳定。

用标记物在小鼠体内考查微乳的稳定性，也得到相同的结

论，即用胆固醇与卵磷脂酰胆碱脂质体作的乳剂给小鼠注射 员天

·苑怨圆·

后，在循环系统中的甘油三酯只剩注射量的 员豫以下，甘油三醇

对 孕耘郧圆园园园原孕耘的比值降到 员颐远～ 员颐苑，即不稳定；而用 悦匀韵蕴与

阅杂孕悦脂质体制备并用 孕耘郧圆园园园原孕耘稳定的乳剂则在循环系统中的

寿命长得多，甘油三脂对 孕耘郧圆园园园原孕耘的比值仅降到 员颐员郾缘～员颐员郾源，在注射 圆源小时后甘油三酯注射量的 圆缘豫以上仍然在血

中。用柱色谱证明了注射后 员小时测定的标记物与注射的物质为

同一结构。

如用超声代替微流态化器制成脂质体微乳，完全未用磷脂的

最不稳定，微乳的浊度降低一半的时间小于 猿小时；用仅含卵磷

脂酰胆碱的磷脂的稳定性居中，贼员辕圆约 远小时；用 源皂早混合物

（摩尔分数 怨苑豫耘孕悦与 猿豫 孕耘郧圆园园园原孕耘） 的稳定性最高，贼员辕圆约为

员圆小时。三者在 远小时后稳定性的变化都较小。

三、微乳中酶的活性

在制备微乳时用正戊烷和正己烷代替正丁烷作助乳化剂，可

提高微乳中β原羟基类固醇脱氢酶 （溶于水） 的稳定性，并增大

其活性。用非离子型乳化剂和环己烷作成微乳，发现微乳中该脱

氢酶的活性与稳定性取决于水与乳化剂的摩尔比，当此摩尔比为

愿郾源颐员时油最大的活性，摩尔比为 员员郾苑缘颐员时酶的稳定性最高，

即 愿天后仍能保持 缘园豫的活性。

四、微乳的应用实例

现以新产品环孢菌素微乳浓液为例。

器官移植是 圆园世纪医学四大成就之一。过去由于病人的免

疫系统对异体器官的排斥反应使得器官移植病人的成活率很低。

环孢菌素 （糟赠糟造燥泽责燥则蚤灶粤，悦杂粤） 是一种免疫抑制剂，被广泛用于

器官或骨髓移植的抗排斥反应，它由 员员种氨基酸组成的环状多

肽化合物，不溶于水，几乎不溶于油，但易溶于乙醇。器官移植

病人需要长期复用 悦杂粤，但口服很难吸收，生物 利 用 度 仅 为

缘豫～ 苑豫 （平均 猿园豫）。美国药典 圆圆版收载有软胶囊剂 （内为

·愿怨圆·

宰辕韵型乳剂） 与注射剂 （静脉 缘毫升 辕支）。以后改为 韵辕宰 微乳

浓液 软 胶 囊 （如 员怨怨源年 缘月 杂葬灶凿燥扎公 司 在 德 国 上 市 第 二 代

杂葬灶凿蚤皂皂怎灶晕藻燥则葬造软胶囊），生物利用度为 宰辕韵型乳剂软胶囊的

员苑园豫～ 圆猿猿豫，平均剂量减少 员远豫，排斥反应发生率由 缘源豫下

降到 源园豫。

环孢菌素微乳浓液的处方为：环孢菌素 员园园皂早；员，圆原丙二

醇 员园园皂早；无水乙醇 员园园皂早；精制植物油 猿圆园皂早；聚氧乙烯 （源园）

氢化蓖麻油 猿愿园皂早。

主药用无水乙醇溶解后，加入乳化剂聚氧乙烯 （源园） 氢化蓖

麻油及助乳化剂 员，圆原丙二醇，精制植物油为油相，与乙醇混

合液混匀，即得澄清黏性液体，最后制成软胶囊。口服后在胃肠

道中遇体液形成 韵辕宰型微乳。

第六节 乳剂的质量评价

乳剂的质量除了与处方及工艺有关外，包装、贮存条件也有

密切关系。一般应于凉暗处密封保存，但乳剂不易冷冻。

一、物理稳定性评价

评定乳剂的稳定性是评价其质量的重要一环，也是决定其贮

存期的基本因素。但由于乳剂的种类很多，用途各异，难于制定

统一的标准。目前我国新药评审乳剂 （普通乳剂） 指导原则中指

出，乳剂稳定性重点考察项目为形状、分层速率、色谱检查降解

产物及其含量。

乳剂稳定性影响因素试验，可按我国规定对制剂稳定性的影

响因素试验的要求，除去外包装，按三方面进行，即：强光照射

试验，在 圆园园园～ 源园园园造曾的光照下 员园天内测定若干次；高温试验，

在密闭容器中于 源园益、远园益、愿园益分别放置 员园天内测定若干次。

高湿度试验，在密闭容器中于 圆缘益、相对湿度 苑缘豫及 怨圆郾缘豫条

件下放置 员园天内测定若干次。乳剂稳定性考察项目可按上述重

·怨怨圆·

点考察项目进行测定。

室温留样考察，在实际的环境温度范围内进行，应按一定的

时间间隔，对乳剂样品仔细观察，看是否有分层现象，并对电

导、黏度、乳滴粒径分布、ζ电势、责匀值及化学组成 （药物含

量） 等进行测定。此外，预测贮存期的工作应包括灭菌及无热源

方法的建立，我国规定的室温留样考察，即在室温的自然条件下

贮放，定期分别于 园、员、猿、远、员圆、员愿、圆源、猿远个月，按其重点

考察项目进行检测，与开始结果对比，以确定有效期或使用

期限。

目前还没有评价乳剂稳定性的完善的方法。从原则上讲，评

价乳剂的稳定性的方法，就是采用人为的应力条件 （加速试验）

或测定某些与稳定性有关的参数，用来推断其稳定性。须注意，

人为的应力条件可能过头，合格的乳剂会得到不合格的结论；升

温加速试验的结果再用 粤则则澡藻灶蚤怎泽公式推算贮存期，通常并不能

完全反映乳剂在常温贮存的稳定性，因为高温不仅提高了反应速

率，而且可能改变反应级数，引起常温时不会发生的反应，如促

进磷脂的分解等，并引起乳剂在常温不易发生的物理化学变化，

破坏和降低乳剂的物理稳定性。测定的参数如与稳定性无恰当的

关系，也可能得出错误的结论，或者只能把最坏的乳剂评定为不

合格。

（员） 乳剂的粒径及其分布 粒径及其分布是乳剂的最重要特

性之一。在对乳剂作长期留样观察或加速实验时，可以通过测定

乳滴的粒径分布的变化而方便地反映稳定性的变化。有人认为，

测定乳剂稳定性唯一的精确方法就是在乳剂老化的过程中测定其

粒径分布。在一定的技术条件下，这个看法是有道理的。如测定

在下列范围的乳滴数：园郾园～ 园郾怨μ皂，员郾园～ 员郾怨μ皂，圆郾园～ 圆郾怨μ皂等，测定大量 （不少于 远园园个） 乳滴后，然后据此以频数为纵

轴，以粒径为横轴，绘出乳滴粒径分布图，乳剂贮放一段时间以

后，再测定乳滴粒径分布，与前次测定的比较，就可以对在这个

贮存期内乳剂的稳定性做出判断。与此类似，运蚤灶早等用油滴的比

·园园猿·

界面 （糟皂圆辕早油） 降低的倒数随时间的变化，作为衡量乳剂稳定

性的指标。

① 对乳剂粒径的要求 目前仅静脉注射乳剂应考虑粒径，

对其它的乳剂，考查粒径一般仅作为考查稳定性的一种方法。对

静脉乳的粒径目前尚无统一规定，已报道的静脉乳产品一般粒径

均匀，平 均 小 于 员μ皂， 无 聚 集 合 并 现 象； 在 一 滴 乳 剂 液 中

（园郾园缘皂造），员园～ 缘μ皂的 乳 滴 不 多 于 圆克 辕颗，无 大 于 员缘μ皂的

乳滴。

不少人认为，静脉乳的乳滴应小于红细胞，在 员～ 源μ皂之间，

才不至造成毛细血管阻塞或肺栓塞。但 杂澡葬枣蚤则燥枣枣等人给人体静注粒

径大于 缘μ皂的乳剂，无显著不良后果。月葬造燥皂蚤凿燥等给 圆源人静注粒

径为 远μ皂、少数 员园μ皂的乳剂，未见不良后果。国外静注脂肪乳产

品的样品中发现有许多大于 缘μ皂得乳滴，个别还有 员园～ 员缘μ皂的，

间或有大与 员缘μ皂的乳滴。苗林等制得维生素 耘静脉乳，分别用

悦燥怎造贼藻则技术仪测每 缘园园园园个粒子的粒径分布随时间的变化，经统计

得①小于 苑μ皂、②苑～ 员园μ皂、③员园～ 员缘μ皂、④大于 员缘μ皂的乳滴百

分率 在 园个 月、猿个 月、远个 月 分 别 为① 怨怨郾怨源远豫、怨怨郾愿怨源豫、

怨怨郾缘源远豫，② 园郾园猿圆豫、园郾园怨源豫、园郾猿远豫，③ 园郾园员远豫、园郾园园愿豫、

园郾园远圆豫，④ 园郾园园员愿豫、园郾园园园圆豫、园郾园圆远豫，认为其稳定性及粒径

符合临床用静脉乳的要求。

（圆） 测定乳滴粒径的方法

①显微镜法：杂糟澡燥贼贼等改进了测定乳剂粒径的显微镜法，要

点为：Ⅰ自制样品池用打有直径 源郾苑远皂皂圆孔的黏胶带平贴在显

微镜载玻片上，装入试样再用盖玻片盖好，胶带厚度为 缘苑～远苑μ皂。Ⅱ用 员园～ 圆园早辕蕴聚乙二醇或 缘园早辕蕴动物胶 （源园糟） 作稀释

液配置试样 （稀释 远园园倍），趁热加入样品池，动物胶冷后成凝

胶，阻止流动并防止乳滴的 月则燥憎灶运动影响测定。Ⅲ据统计分

析，应测定 圆园园～ 源园园个乳滴，算术平均径的置信度即可达或略

超过 怨缘豫。Ⅳ双筒显微镜带 员园园伊消色接物油镜及广角 员园伊接目

镜，接目镜中有 缘皂皂分度为 缘园伊园怨苑远μ皂的测微尺。

·员园猿·

复乳亦可方便地用显微镜测定复合乳滴 （如含微水珠的油

滴） 的粒径分布及复乳变为初乳乳滴的数量。可用水将 宰辕韵辕宰型复乳适当稀释，对 缘园园个乳滴进行上述测定。亦可用显微照相

法，比较不同时间的照片，可知复乳滴、其中含有或不含微水珠

的油滴的粒径 （用目镜测微尺） 和数量的变化。此法简便、直

观，对复乳的稳定性可提供很有价值的信息。但繁杂费时，易发

生错误，如因复乳滴大小或表面反光而看不清其中是否有微水

珠，被测粒径的初乳油滴重叠而被误认为是复乳滴，复乳滴合并

变大与因内水相外溢而引起变小互相抵消，高倍放大需长时间曝

光而小乳滴因 月则燥憎灶运动发生位移使照片看不清晰等。采用冷

冻 原腐蚀电镜法，不仅能更清楚地观察内相微水珠，还可测定它

们的粒径。也可采用高速电影显微摄影 （糟蚤灶藻皂蚤糟则燥早则葬责匀赠），一般

每 员圆～ 员缘秒拍摄一张，亦可采用强光源快到 圆园园园张 辕秒，可观

察和研究乳滴运动和破裂的过程。

用显微镜研究时，除普通光学显微镜外，还有以下方法：Ⅰ透射电镜 （栽耘酝） 法用静脉脂肪乳做成琼脂微球，放入有塞小瓶

内，用 韵泽韵源溶液 （圆园早辕蕴） 固定 圆小时。可测得边界清楚的粒径

为 圆员园～ 圆远园灶皂的乳滴，结果与光子相关光度法 （孕悦杂） 一致，但

本法昂贵且费时 （约 猿园小时）。后改进用蒸馏水稀释微乳，再加

韵泽韵源溶液固定 员缘分钟，再将固定的乳剂薄层作 栽耘酝测定，小乳

滴边界清楚，方法简便。Ⅱ扫描电镜 （杂耘酝） 法亚微乳在热力学

上仍是不稳定的，在贮放及加工过程中乳滴油增大的倾向。用

杂耘酝可得乳滴的三维图像 （不同于 栽耘酝），有利于结果的解释。

但类脂极难固化，故应特别注意 杂耘酝的固化手续，以便保持乳

滴的粒径及形状Ⅲ栽耘酝冷冻碎裂法将乳剂速冻再碎裂，可用于

准确研究细而多分散的混悬液或乳剂，亦可区别乳滴或气泡，可

测出分子的尺寸及类脂等大分子的精细结构，如对乳剂其稳定作

用的层状或单层结构，但本法繁杂、费时。

② 其他方法：悦燥怎造贼藻则计数仪亦是测定粒径及其分布的常用

方法，也可用血细胞计数仪。国外常用的光子相关光度法最适合

·圆园猿·

测定 员μ皂以下得粒径范围很窄的乳滴，用于普通乳剂稳定性的

测定不太满意，因为普通乳粒径较大，而该法测定粒径范围宽的

乳滴粒径亦有困难。光子相关光度法和计算机调控的激光测定

法，可有效的测定 缘园灶皂～ 员园μ皂范围的乳滴。激光测定法比广泛

应用的 悦燥怎造贼藻则计数仪的优点在于无需加入电解质，因而不会影

响乳剂的稳定性。宰藻泽贼藻泽藻灶等首次应用透射电镜图的三维分析及猿圆责核磁共振定量技术，测定经冷冻破裂并经分级的静脉脂肪乳

乳滴粒径，结果是绝大多数粒径小于 员园园灶皂，光子相关光度法结

合化学分析也得到同样结论。而过去文献用其它测定粒径的方

法，如光子相关光度法、扫描电子显微镜、透射电镜法、梯度离

心、激光离心光沉降分析、场流动分级分析、弹性光散射等，多

数测得静脉脂肪乳乳滴的粒径都在 员缘园～ 缘园园灶皂范围。宰藻泽贼藻泽藻灶等认为，这种粒径测定结果的差异除有的测定方法的局限以外，

还在于静脉脂肪乳以精制的磷脂和卵磷脂作稳定剂，由于乳化时

的巨大能量，会形成许多由过量磷脂组成的单层或多层的大气

泡，过去多被误为乳滴。

沉降场流动分级法与光子相关光度法结合，可用于测定多级

分散的乳滴，前法具有高的分辨率，可将不同大小的乳滴分级，

再在某一选定位置用后法准确测定已分级的乳滴粒径。此法可测

出粒径分布的细微变化，可与各种加速试验结合使用，得出有预

见性的结论。

③离心法 经离心后，乳滴会上浮或下 沉。将 乳 剂 放 在

猿苑缘园则辕皂蚤灶、半径为 员园糟皂的离心机中离心 缘小时，可相当于放置

员年因密度不同产生的分层、絮凝或合并的结果。

将鸦胆子油静注乳剂 （豆磷脂做乳化剂） 在约 圆园园园则辕皂蚤灶条

件下离心 圆园分钟以内，从表层取液测定，发现乳滴都增大，在

园郾缘豫～ 员郾园豫乳化剂范围内，乳化剂用量愈少得乳滴增大愈多。

且其平均体积 原面积径 （阅增泽） 的增大与时间接近成直线关系，

离心 圆园分钟后，阅增泽增大 圆缘豫。

④稳定指数法 用于测定复乳的稳定性。在 宰辕韵辕宰 型复乳

·猿园猿·

的内水相中溶有指示物 （如 晕葬悦造，外溢后可用电导法或电位法

定量，亦可用葡萄糖或荧光剂），复乳制得后任何时候都可测定

产率 赠（即复乳形成的百分率或包裹率，测定法见本章第三节）。

如复乳制得后即刻测定产率 赠。贮放一定时间后，由于内水相及

其中的指示物可因油膜破裂或透过油膜外溢，产率下降，再测的

赠贼，如 砸表示稳定指数，有

砸越（赠园原赠贼） 辕赠园越（员原赠贼辕赠园） 伊员园园豫 （远原远）

如 砸很大，表明在贮放时间内，指示物外溢严重，复乳的

稳定性差；相反，如 砸小则复乳较稳定。此法亦称渗透率法，

稳定指数又称渗透率。

⑤浊度法 比浊度与乳剂粒径呈反比，乳剂浊度变小时表明

粒径变大，可用于评价乳剂的稳定性。

浊度 （贼怎则遭蚤凿蚤贼赠，τ） 的定义：将一束入射光的光强度降到员辕藻的光程的倒数称为浊度。

设一定 波 长 的 光 通 过 乳 剂 后 吸 光 度 粤与 光 程 蕴呈 正 比

（蕴葬皂遭藻则贼定律），即 粤越运蕴越员早（陨园辕陨），陨园及 蕴分别为入射光及

透过光的强度。如光程为 蕴忆时光强度降到入射光的 员辕藻，即 粤忆越运蕴忆越陨早藻。按浊度定义，可得

τ越员辕蕴忆越噪辕粤忆越造早（陨园辕陨） 蕴粤忆越造早（陨园辕陨） 辕［蕴（造早藻）］

越造灶（陨园辕陨） 辕蕴孕

（远原苑）

式 （远原苑） 即浊度的定义式。τ辕悦［悦可用豫（早辕早）］称为比

浊度，与比吸光度 （葬遭泽燥则责贼蚤增蚤贼赠） 相当，但前者除了包括光吸收

外，还包括光散射。

如用辛苯聚醇 怨作乳化剂制备的十六烷乳剂，对一定波长的

光，τ与 悦成直线关系 （直线通过原点），而不同的波长得的直

线斜率不同，此斜率既是比浊度。图 远原员猿即是浊度 原十六烷豫（早辕早） 图，直线旁的数字是所有光波的波长 （单位 灶皂），上面一

组粒径较小 （体积径 圆郾圆员μ皂），散射紫光强于红光，比浊度从

·源园猿·

红、绿、 蓝 到 紫 依 次 增 大； 下 面 一 组 粒 径 较 大 （体 积 径

缘郾圆愿μ皂），散射红光强于紫光，比浊度从红、绿、蓝到紫依次

降低。

图 远原员猿 源种波长乳剂的浊度与十六烷用量的关系

在测定这个乳剂的浊度变化时，固定采用蓝色光 （源苑缘灶皂）。

因为用蓝光得到的这两种乳滴粒径不同的乳剂比浊度 （图中直线

斜率） 值之比 （圆郾猿苑），与两种乳滴体积径的反比 （缘郾圆愿辕圆郾圆员越圆郾猿怨） 最接近。而红、绿、紫光得比浊度值之比分别是 员郾猿愿、

员郾怨远、圆郾愿源。故从理论上讲，对十六烷乳剂粒径范围的乳滴，用

蓝光测定浊度时，才能反应体积径与比浊度的反比关系。当油滴

的含量不变时，油滴如变大，乳剂的比浊度变小，即较为透明。

韩继洪等提出离心分光光度法用于评价乳剂的物理稳定性，

并提出乳剂的稳定性参数 运耘如下：

·缘园猿·

运耘越｛渣粤园原粤渣辕粤园｝ 伊员园园豫 （远原愿）

式 （远原愿） 中 粤园为原乳剂的稀释液在某一波长的吸光度，粤为原乳剂经离心后离心管下层液经同倍稀释后在用一波长的吸光

度；随离心后下层液浓度增大或减小，粤园可大于或小于 粤，其

差值取绝对值以保证 运耘为正值。在同样条件下，运耘愈小，乳剂

愈稳定。对特别稳定的乳剂，可以 圆园园园～ 猿园园园则辕皂蚤灶离心 员园分

钟，对不很稳定的乳剂，可 缘园园～ 员园园园则辕皂蚤灶离心 缘分钟，稀释倍

数以吸光度值在 园郾猿～ 园郾源范围为好。此法实际上是离心法与浊

度法的结合，其吸光度中包括了散射光。

（远） 加速试验 文献中有多种加速试验法，其中蒸气灭菌、

激烈振摇即冷冻—融化循环一般可用于推算乳剂的贮存期，因为

这些同乳剂可能遇到的灭菌、运输及陈化的实际条件比较接近。

在这些加速试验前后，都要测定乳剂的 责匀值、ζ电势、乳滴粒

径分布及药物的含量等。我国对制剂的加速试验规定为：采用上

市包装，于 源园益及 远园益两种温度、相对湿度 苑缘豫，分别贮放 猿个月；如制剂不够稳定，可分别降低温度、湿度继续试验，同时

可考虑该改良包装等。可供乳剂参考。

宰辕韵辕宰型复乳的粒径、浊度等性质的变化和内水相外溢随

时间的推移而变得显著。用加速试验可推得其在室温时的速率常

数。如内水相含电解质，可测定电导的变化。将复乳分别在几个

高于室温的温度下恒温，测定其电导 曾贼随时间 贼的变化，并测 贼越肄时的极限电导 曾肄。得各温度时内水相外溢的一级速率方

程式

造早（曾贼原曾肄） 越原运贼贼垣粤贼 （远原怨）

由 粤则则澡藻灶蚤怎泽方程，造早运贼与 员辕栽呈直线关系，从而可推得室温

的速率常数 运圆园糟

（苑） 黏度法 运蚤贼葬等根据 晕藻憎贼燥灶流体的 酝燥燥灶藻赠理论得出以

下几式：

（Ф憎蚤垣Ф燥）辕造燥早η越（圆郾猿园猿辕葬）原（圆郾猿园猿λ辕葬）（Ф憎蚤垣Ф燥）

（远原员园）

·远园猿·

造灶η越葬（Ф憎蚤垣Ф燥） 辕［员原λ（Ф憎蚤垣Ф燥）］ （远原员员）

Ф憎蚤越葬｛造燥早η［（圆郾猿园猿辕葬） 原（圆郾猿园猿λФ燥辕葬）］ 原Ф燥｝ 辕（葬垣圆郾猿园猿λ造燥早η）

（远原员圆）

式中η表示复乳的相对黏度，α、λ是常数，Ф憎蚤、Ф燥是内水

相及油相在整个复乳中的相体积分数 （其和是初乳在复乳中的相

体积分数）。如贮放过程中由于油膜破裂而发生内水相外溢，或

因外水相渗透压大，油膜起半透膜作用使内水相外溢，则Ф憎蚤将

变小而Ф燥不会变化。由式 （猿原圆缘） 可知，侧得η的值，即可得

内水相的相体积分数。式中的常数求法如下：对一些新配的 宰辕韵辕宰型复乳，由式 （猿原圆猿） 用 （Ф憎蚤垣Ф燥） 辕造燥早η对 （Ф憎蚤垣Ф燥）

作图，得到直线，由该直线方程的截距和斜率，即可求得各复乳

样品的常数α和λ，当Ф憎蚤很小 （如 约园郾圆） 时，复乳属于当切变

速率很小时的 晕藻憎贼燥灶流体，可以用η随时间降低的速率来表示

Ф憎蚤随速率降低的速率，这个速率愈高，复乳的稳定性愈小，但

应注意，Ф憎蚤跃园郾圆时，复乳不属于切变速率很小时的 晕藻憎贼燥灶流

体，此法不合用；内水相如含小牛血清白蛋白，则贮放开始η会

升高；内水相如含 晕葬悦造或葡萄糖时，复乳的黏度要先升高后降

低 （因渗透压关系，内水相先吸水，外水相体积减小而引起复乳

黏度增高，以后油膜破裂，内水相外溢复乳黏度降低）。

（愿） 计算法 静脉脂肪乳的稳定性也可用计算法预测，只用

脂肪乳的ζ电势来推算其稳定性未能取得成功，如不仅考虑ζ电

势，也考虑 （受葡萄糖浓度影响的） 灾葬灶凿藻则憎葬葬造泽力，则可能由

阅蕴灾韵法计算脂肪乳的稳定性。阅蕴灾韵法是基于四位有关作者提

出的计算法，该法从乳滴间的 灾葬灶凿藻则憎葬葬造泽引力和静电斥力之间

的平衡出发，来计算乳剂的稳定性。乳滴间的总位能 灾栽为静电

斥力 灾砸、灾葬灶凿藻则憎葬葬造泽引力 灾粤和水合斥力 灾匀的总和，即：

灾栽越灾砸垣灾粤垣灾匀 （远原员猿）

式 （远原员猿） 中 灾砸 是ζ电势和溶液离子强度等的函数，灾粤

·苑园猿·

是油相 （大豆油） 在水相中 匀葬皂葬噪藻则常数 （与葡萄糖浓度有关）

等的函数，灾匀亦可计算求得。如计算得乳滴间距离变化时的势

能均为排斥，则乳剂稳定；但当ζ电势较低时，可在乳滴相距

猿～ 员园灶皂处有一较弱的第二低势能点，在此第二低势能点，可由

平衡条件求得乳滴分数 （贼澡藻枣则葬糟贼蚤燥灶燥枣凿则燥责造藻贼泽） 枣月，而起倒数称

为稳定性比值 （泽贼葬遭蚤造蚤贼赠则葬贼蚤燥） 宰，即：

宰越员辕枣月宰可用于表示静注的脂肪乳的稳定性，其数值表示一个乳

滴要合并需要的平均碰撞次数，显然，宰 愈大，乳剂愈稳定。

改变脂肪乳的葡萄糖浓度或 悦葬悦造圆浓度，脂肪乳的稳定性也改

变，在多数情况下，以上计算值与实验结果基本一致。

计算油膜厚度Δ可用于估计 宰辕韵辕宰型复乳的稳定性。通常

油膜愈厚复乳愈稳定，并可在第一步乳化时加以控制。酝葬贼泽怎皂燥贼燥等假设油滴中的内水相为单室 （每个油滴中只有一个微水珠），

则微水珠外油膜的平均厚度Δ可由下式求得：

Δ越阅辕圆［（员辕Ф宰辕韵）员辕猿原员］ （远原员源）

式 远原员源中 阅为微水珠的平均直径。如 阅为 圆μ皂，Ф宰辕韵为

园郾怨时，得Δ约为 猿远灶皂；如 阅为 圆μ皂，Ф宰辕韵为 园郾缘时，得Δ约为

圆远园灶皂，后者较前者稳定，但油膜厚度得计算只是近似的，可能

有较大的误差，因为复乳中油滴不会全为单室，往往是单室与多

室并存，有时单室的还是少数。

（怨） 其它方法 许伟国等制得 宰辕韵辕宰 型蝮蛇抗酸酶复乳，

用以下方法考查其物理稳定性：①不同温度贮存：室温 猿月，或

源益员圆小时再 猿苑益员圆小时循环 员园次，未见复乳有分层、聚集或

破裂的现象；②相转变温度的测定：将复乳置水浴中逐渐升温，

测定各温度下的电导率，发现开始温度升高电导增大，缘缘益以后

电导率下降，至 苑圆益电导最低，表明 缘缘益为初变温度，苑圆益为

相转变温度，即相转变温度远高于室温。以上都说明该复乳稳定

性好。

将鸦胆子油静注乳剂冷冻两次，平均粒径增大 员猿猿豫，但

·愿园猿·

苑园益加热 苑圆小时，平均粒径增大程度小于 员园豫。

二、乳剂的表面电荷

乳剂如有绝对值较高的ζ电势 （如高于 原猿园皂灾），可使得乳

滴间有较大的斥力，有利于乳剂的稳定。乳剂的ζ电势可用ζ电

势仪或界面移动电泳仪测定。

由 韵辕宰型乳剂的界面电泳速率来推算ζ电势的基本原理如

下。在电泳管中盛已着色的乳剂，两端加电解质溶液将电极覆

盖。通 员员园～ 缘园灾的电压，测定有色界面的移动速率，ζ电势可

由下式算得：

ζ越源πη增辕择耘 （远原员缘）

远原员缘式中η是分散介质的黏度，增是有色界面的移动速率，

耘是两电极间的电势梯度。

ζ电势来源于组成乳滴膜的物质的离解，如磷脂的离解使乳

滴带负电。一般卵磷脂中含的某些磷脂电离明显地受介质 责匀的

影响，这时介质的 责匀值会影响ζ电势。韩继洪等制得替加氟

（呋喃氟尿嘧啶） 脂肪乳，测得乳滴带负电荷，且ζ电势绝对值

随乳 剂 的 浓 度 增 大 而 升 高， 至 乳 剂 达 圆园早辕蕴后， 不 再 改 变

（原猿源郾猿皂灾）。

三、化学测定法

（员） 责匀值 脂肪乳的主要降解途径是其中的磷脂及甘油三

脂的水解，从而引起介质的 责匀值降低。水解的速率与乳剂最初

的 责匀值有关，故乳剂制得后即应将 责匀值调至 苑～ 愿，以减小水

解的影响，并应在整个贮存过程中经常测定 孕匀，以检查脂肪酸

的形成。

（圆） 药物含量 乳剂中的药物可因氧化、水解、光解等化学

反应而变质，也可因乳化剂形成胶团的催化作用而加速分解，故

常需了解药物在乳剂中的化学稳定性。如用 匀孕蕴悦法同时测定替

加氟 （云栽原圆园苑） 静脉脂肪乳剂其分解产物氟尿嘧啶 （缘原云哉），

·怨园猿·

于 员园园益、不同的 责匀值的碱性环境加热，测 云栽原圆园苑浓度与时

间的关系，发现在 责匀苑郾缘圆～ 员园郾圆圆的分解反应都符合一级反应动

力学方程，且分解速率常数 运随 责匀的升高而显著降低。另在不

同温度 （源怨郾缘～ 愿缘郾猿益） 测定 云栽原圆园苑及 缘原云哉浓度随时间的变

化，由求得各温度下 云栽原圆园苑的分解速率常数，回归得：

造灶运越原员源猿园愿郾缘辕栽垣猿苑郾缘远 则越园郾怨怨愿圆由斜率求得 云栽原圆园苑在脂肪乳中的分解活化能 耘葬越员员愿郾怨噪允辕

皂燥造，频率因子 粤越缘郾苑园伊员园员圆辕杂。并由 圆缘益及 源益的分解速率常

数，求得该脂肪乳在 圆缘益及 源益的有效期分别为 员源苑郾愿天及 缘远缘圆天；并得 缘原云哉进一步分解为尿素的降解速率常数 运圆为 园郾园员缘辕澡

（愿缘郾猿益） 或 怨郾圆伊员园原源辕澡（苑源郾远益）。

四、药物释放特性和靶向性评价

（员） 体外释药的动力学试验 对乳剂的体外释药的准确分析

必须先知道药物在乳剂中各相的分布。一般地讲，结合在乳剂油

相中的药物都是脂溶性的，在水中的溶解度有限，这就使得漏槽

条件不能占优势。

从载体中释药的研究，要尽量接近体内条件，对静脉给药的

要维持血液的 责匀值。静脉给药的微乳用作亲脂性药物的载体，

这些药物的水溶性不高。加入有机溶剂或表面活性剂，虽然可以

提高释药介质中的溶解度，但条件与体内不同了。可采用加入清

蛋白的方法提高溶解度，由于亲脂性药物与血蛋白 （主要是清蛋

白） 有强的亲和力，这比用其它的潜溶剂优越，因为它是体内的

成分。如应用 员园早辕蕴的清蛋白溶液，亲脂性药物咪康唑 （皂蚤糟燥灶葬鄄扎燥造藻） 的溶解度比水中提高约 猿倍，地西泮则提高 猿郾缘倍，已可

保证维持释药介质的无限稀释条件。人体清蛋白也常用作释药介

质的潜溶剂，以研究亲脂性药物 （尤其是经皮制剂及静注制剂）

的释药特性。

体外释药的动力学试验可采用以下方法：

① 透析袋扩散法 在透析袋中放置一定体积的药用 韵辕宰 型

·园员猿·

微乳或亚微乳，扎紧后置入释放介质中，猿苑益恒温并连续电磁搅

拌，定时从释放介质中取样分析药物含量。通常药物从乳剂中进

入透析袋内溶液的速率，小于从透析袋内透析出来的速率。袋内

外的药物浓度梯度较小，这是本法测得的释药速率往往显著偏小

的原因。宰葬泽澡蚤灶早贼燥灶认为，由于这些方法不是在漏槽条件下进行

的，因而测得的不是真实的释放速率。

② 总体液平衡反向透析法 为了避免将乳剂封闭在透析袋

内，本法将 韵辕宰型乳剂直接放入一定体积的释放介质内于 猿苑益搅拌。这时释放介质成为油滴的分散介质，药物从油滴中释放入

释放介质，仅受到油滴和新的外水相之间的真实的浓度梯度的控

制，符合无限稀释的条件。在试验前几小时，装有 员皂造同一释放

介质的透析袋若干个，放入释放介质中平衡。试验时药物经乳滴

溶入释放介质，每隔一定时间取这个透析袋液 员皂造及释放介质

员皂造测定药物含量。由每次测得的药物在透析袋内的浓度 （悦凿）

及释放介质的体积及其总浓度 （悦贼其中包括乳滴内的药物），即

可算得该时间的释药百分率。通常一小时以内药物就全部释放到

介质中去了，在一定的 责匀值时不同的剂型的释药有时看不出区

别。由于稀释倍数很大 （伊缘园园），药物的分配基本上全偏向水

相。整个动力学过程是受油水间的分配速率所控制，而不是受过

界面膜的扩散的控制。该法可避免将亚微乳分散系统封闭在透析

袋内，但仅能区分一小时的释药情况。

③ 离心超滤法 该装置是在离心管中用有超滤膜隔开的封

闭管，可在离心条件下将若干微升的水分散介质中的毫微粒分

离。杂葬灶贼燥泽原酝葬早葬造澡葬藻泽等用该法测定亚微乳中祛脂胺脂的释放：

在 圆缘园皂造释放介质 （缓冲溶液） 中直接加入 员皂造祛脂胺脂亚微

乳，在 猿苑益搅拌，在不同时间各取 源园园μ造释放介质 （包括乳滴）

放入 哉造贼则葬原枣则藻藻酝悦怎灶蚤贼（员园园园园晕酝宰蕴，孕蕴郧悦原贼赠责藻皂藻皂遭则葬灶糟藻）于 缘园园园伊早离心 缘分钟，取超率液 缘园μ造用 匀孕蕴悦测祛脂胺脂，同

时测定释放介质中祛脂胺脂的总浓度，即可算出释药百分率。结

果是 员缘分钟内从亚微乳中释放 苑缘豫 ～ 怨园豫。该法方便快速，缺

·员员猿·

点是强的离心力可能使乳剂发生变化，从而改变药物的分布。低

压下超滤有可能克服这个缺点。

④ 低压下超滤法 将乳剂置入带搅拌的超滤池，池中有适

量 （猿园～ 圆园园酝蕴或 圆园园～ 员园园园酝蕴，取决于牌号） 的释放介质，隔

一定时间将一定量此释放介质通过超滤膜过滤 （用小于 缘园噪孕葬的

低压氮气），再测定滤液中的药物含量。此法已用于测定一种亚

微乳商品 （阅蚤葬扎藻皂怎泽援杂憎藻凿藻灶） 中的地西泮。地西泮从乳剂的释

药都是快速的 （缘分钟内释药 愿园豫以上），再者，从这种乳剂的

释药及从其水醇 （澡赠凿则燥葬造糟燥澡燥造蚤糟） 溶液的释药并无差异。这清楚

地表明整个动力学过程的速率控制步骤是药物在分散系统中的分

配，并于以下的临床结果相符合：地西泮从市售的水醇溶液或乳

剂中经静注后的药代动力学行为并无差异。

（圆） 体内释药评价 晕燥早怎糟澡蚤评价了药物在脂肪乳中的清除

作用，认为经静注后药物从脂肪乳或类似的乳剂中释放，会受到

药物的亲脂性大小的影响。如果药物的亲脂性弱，扩散将起支配

作用，因而药物的释放与脂肪乳的代谢无关；相反，如药物的亲

脂性很强，如碳氢化合物等，则甘油三酯脂类的代谢可能起关键

作用。当高度亲脂的药物与脂肪乳的脂类结合，脂蛋白解脂酶引

起的脂解可促使乳滴释放药物，再进一步发生药物扩散或转移到

其他脂蛋白上，在这种情况下与蛋白结合是另一个影响药物释放

和分配的因素。与蛋白 辕脂蛋白具有很高的亲和性的药物，如 员，

员，员原三氯 原圆，圆原双 （对 原氯苯基） 乙烷，可表现出比甘油三

酯更快的血浆清除率。因此，前面从体外释药动力学得到的、药

物从乳剂中的释放主要是受扩散分配的控制这一结论，当应用于

体内时，仅限于亲脂性低的药物，而对乳剂中亲脂性强的药物体

内释放，体内的脂解代谢也对药物的释放有促进作用。除非在用

于低压超滤的含清蛋白的缓冲释放介质中，同时也加入适当的脂

解酶，否则无法把体外结果推广用于体内。

（猿） 靶相性评价 乳剂具有淋巴亲和性和靶向性。

药物的靶向性可由以下三个参数衡量

·圆员猿·

①相对摄取率 则藻

则藻越（粤哉悦蚤）皂辕（粤哉悦蚤）泽 （远原员远）

式中 （远原员远） 中 粤哉悦蚤是由浓度 原时间曲线算得的第 蚤个器

官或组织的药时曲线下面积，脚标 皂和 泽分别表示微粒及溶液。

则藻大于 员表示微粒在该器官或组织有靶向性，则藻愈大靶向效果愈

好；小于 员表示无靶向性。

②靶向效率 贼藻

贼藻越（粤哉悦）靶 辕（粤哉悦）非靶 （远原员苑）

式 远原员苑中，贼藻值表示微粒或溶液对靶器官的选择性。贼藻大

于 员表示药物对靶器官比非靶器官的选择性强；贼藻的值愈大，选

择性越强；微粒的 贼藻与溶液的 贼藻相比，说明微粒靶向性增强的

倍数。

③峰浓度 悦藻

悦藻越（悦责）皂辕（悦责）泽 （远原员愿）

式 远原员愿中，悦责为峰浓度，每个组织或器官中的 悦藻值表明

微粒改变药物分布效果，悦藻愈大，表明改变药物分布的效果愈

明显。

参 考 文 献

员 毕殿洲 援药剂学 援中国医药科技出版社，圆园园园（怨圆）圆 陆彬 援药物新型与新技术 援人民卫生出版社，圆园园园（缘猿）猿 冯燕 援中成药，员怨怨员，员猿（猿）：远源 吴琼珠等 援中国医药工业杂志，员怨怨园，圆员（远）：圆缘圆缘 酝葬早凿葬泽泽蚤杂葬灶凿杂蚤皂葬灶原栽燥增粤援陨灶贼允孕澡葬则皂，员怨怨园，缘怨，：远怨远 韵皂燥贼燥泽澡燥允粤陨灶贼允孕澡葬则皂，员怨怨园，远圆：愿员苑 钟建平，陈国神等 援中国医院药学杂志，员怨愿怨，怨（猿）：员员缘

·猿员猿·

第七章 固体分散技术

第一节 概 述

固体分散多是一种或多种难溶性物质以分子、胶态、微晶或

无定形分散在一种水溶性、无生理活性载体中得到药物 原载体的

固体分散物。药物制成固体分散药剂主要是增加难溶药物的分散

度。粒径在 园郾园园员～ 园郾员μ皂之间，如此高度的分散，是任何机械

粉碎所无法达到的。在一般情况下药物的溶解度与药物粒子大小

无关。但对难溶药物来说其粒子大小小于 园郾员μ皂时，则粒子愈

小溶解度愈大。这种关系可用 燥泽贼憎葬造凿原云则藻怎灶凿造蚤糟澡方程式来解释。

蕴灶杂圆辕杂员越圆σ皂辕ρ砸贼（员辕则圆原员辕则员） （苑原员）

式 苑原员中，杂员，杂圆分别为半径 则员，则圆粒子的溶解度，ρ为固

体密度，σ为固体溶质与溶剂之间的界面张力，酝为分子量，砸为气体常数，栽为绝对温度。因为 圆σ皂辕ρ砸栽大于 园，当 则员跃则圆时，

则必须 杂圆跃杂员。说明小的粒子具有较大的溶解度。难溶药物制成

固体分散药剂，就能提高溶解度，加快溶出速度，从而产生较多

的生物利用度。此外，我们可以认为改变载体的性质，从而达到

速释和缓释目的。

第二节 固体分散药剂的特点

固体分散药剂一般由药物和载体两种组分组成，具有如下

特点：

（员） 利用强亲水性高分子为载体，可增加难溶性药物溶出速

度和溶解度，提高药物的生物利用度为实现药物速效高效的途径

之一；利用难溶性载体可延缓或控制药物的释放，使药物长效

·源员猿·

化；利用肠溶包衣剂为载体，可控制药物靶于小肠释放；

（圆） 有利于药物加工成其他剂型，如散剂、片剂、胶囊剂、

丸剂、注射剂和栓剂等；

（猿） 减少给药剂量，降低不良反应；

（源） 小剂量药物均匀地分散于载体中，使分剂量准确，便于

给药；

（缘） 药物被非水性载体包埋，可避免水解和氧化，掩盖不良

气味和刺激性；

（远） 使液体药物固体化，方便储运和服用；

（苑） 制备工艺简便易行；

（愿） 有些载体可辅助药物发挥作用，如尿素有助于利尿和抑

菌作用；利血平的药理作用可被去氧胆酸明显增强；孕耘郧类可防

止强心苷类被唾液分解。缺点有：

①制剂体积增大，不便给药。

②制剂的稳定性不够高，受潮易老化。

③滴丸为固体分散药剂的一大类，目前基质和冷却剂的种类

还有限等。

第三节 固体分散药剂类型

一、按药剂释放性能分

（员）速释固体分散药剂 利用强亲水性载体制备的固体分散系。

（圆） 缓释 （控释） 固体分散药剂 利用脂溶性载体制备分散

系，延缓药物释放，基至使释放符合零级过程。

（猿） 靶位释放固体分散药剂 利用肠溶包衣制备的固体分散

系，口服后定位在肠道溶解释放药物。

二、按药剂的分散状态分

（员）共熔混合物 系两种固体物质 （药物和载体） 熔融成完

·缘员猿·

全混溶的液体，搅拌均匀，迅速冷却固化而成的分散系。如 圆园豫氯霉素尿素 （愿园豫）低共熔混合物，比纯氯霉素溶解速度快四倍，

圆郾缘豫灰黄霉素琥珀酸低共熔混合物比纯灰黄霉素提高 猿园倍。

低共熔混合物如图 苑原员所示。在低共熔混合物中，药物是

超细结晶状态分散于固体载体中，为物理混合物。

图 苑原员 低共熔混合物

（圆） 固体溶液 多指药物的分子状态溶解在固体载体中形成

的均相体系。根据固态溶液的混溶程度可分为连续性固态溶液和

非连续性固态溶液，如图 苑原圆，苑原猿所示。

① 连续性固态溶液是指固体溶质可以任意比例溶解于固体

溶剂中形成的 （完全混溶的） 固体分散系，又称同晶型的、无限

的固态溶液，目前对这一类固态溶液尚不感兴趣。

② 非连续性固态溶液是指固体溶质部分的溶于固体溶剂中

形成的固体分散系，又称有限的固态溶液，目前研究的固态溶液

大多数属于此类，如联苯双酯 孕耘郧远园园园固态溶液。当联苯双酯

比例小时，形成以 孕耘郧远园园园为连续相的α固态溶液，当联苯双酯

增大到一定程度时，形成以联苯双酯为连续相的β固态溶液。

·远员猿·

图 苑原圆 连续性固态溶液相图

（粤为药物 月为载体）

图 苑原猿 非连续性固态溶液相图

（粤为药物 月为载体）

固态溶液还可以根据结晶的结构分成取代固态溶液和空隙固

态溶液 （图 苑原源、缘）。取代固态溶液是药物分子取代载体晶格

·苑员猿·

上的载体分子而形成固体分散系。空隙固态溶液是药物分子钻到

载体分子的晶格的空隙中而成。一般来说药物分子有效直径与载

体分子有效直径的差不到 员缘豫时，易形成取代固态溶液。而载

体分子的表现直径比药物分子的表观直径高 园郾缘怨倍，且药物体

积比载体的体积少 圆园豫，则形成空隙固态溶液。

图 苑原源 取代固溶体 图 苑原缘 空隙固溶体

在固态溶液中药物以分子状态分散，因此溶解速度大于低共

熔混合物，如表 苑原员所示。

表 苑原员 不同状态溶解速度

氯霉素 辕尿素 灰黄美素 辕酒石酸

结晶物质 员 员

低共熔混合物 员郾猿 猿郾苑

固态物质 猿郾怨 远郾怨

（猿） 玻璃溶液 是以熔融法将药物均一地溶于一种均匀的透

明载体中，骤然冷却其熔融物，得到玻璃状的固体分散系。玻璃

溶液常用的载体为多羟基化合物，如枸橼酸、孕耘郧、蔗糖等。

由于载体有较强的氢键效应，能抑制药物析出结晶。玻璃溶

液类似于液态溶液，其晶格能小于固态溶液，所以药物从玻璃溶

液中溶解比固态溶液快。又因为玻璃溶液黏度大，即使药物浓度

达到饱和状态，析出的结晶仍很小，因此溶解速度快。当药物和

载体间没有相互作用且在熔融液态中不易相混溶，就形成玻璃混

·愿员猿·

悬液。玻璃混悬液中的药物和载体均为透明的固体物质。

（源） 复合物型固体分散药剂 药物与载体按一定比例缔合生

成的分子化合物、络合物或包合物，如尿素双氢氯噻嗪 （员园颐员）

固态溶液为分子间络合物。包合物有管状包合物、笼状包合物、

层状包合物，如尿素 原亚油酸、硫脲 原驱蛔素、去氧胆酸 原维生

素 粤包合物及氢醌包合物、环糊精包合物。

（缘） 混合型固体分散药剂 固体分散体系中往往同时存在上

述两种或两种以上的形式，如尿素和双氢氯噻嗪形成的固体分散

药剂，根据组成不同可形成固态溶液、分子化合物、低共熔混合

物和共沉淀物，或几种混合物，猿圆豫双氢氯噻嗪尿素固体分散系

有共沉淀物和分子化合物共存。

第四节 载 体 材 料

固体分散体的溶出速率在很大程度上取决于所用载体材料的

特性。载体材料应具有下列条件：无毒、无致癌作用、不与药物

发生化学反应、不影响主要的化学稳定性、不影响药物的药效与

含量检测、能使药物得到最佳分散状态或缓释效果、价廉易得。

常用载体材料可分为水溶性、难溶性和肠溶性三大类。几种载体

材料可联合应用，以达到要求的速释或缓释效果。

一、水溶性载体材料

常用高分子聚合物、表面活性剂、有机酸以及糖类等

（员） 聚乙二醇类 聚乙二醇类 （孕耘郧） 具有良好的水溶性

（员颐圆～ 猿），亦能溶于多种有机溶剂，使药物以分子状态存在，且

在溶剂蒸发过程中黏度骤增，可阻止药物聚集。一般选用相对分

子质量 员园园园～ 圆园园园园的固体分散体载体的材料。最常用 孕耘郧源园园园或 孕耘郧远园园园，它们的熔点低（缘园～ 远猿益），毒性较小，化学性质稳

定（但 员愿园益以上分解），能与多种药物配伍。当药物为油类时，

宜用聚乙二醇类 员圆园园园或聚乙二醇类 远园园园与聚乙二醇类 圆园园园园的混

·怨员猿·

合物。采用滴制法制成固体分散体丸时，常用 孕耘郧远园园，也可加硬

脂酸调整其熔点。另有聚氧乙烯 （源园） 单硬脂酸酯 源远～ 缘员益，可

使某些在 孕耘郧远园园园中溶解不良的药物溶解度明显增加，提高溶出

速率和生物利用度但其吸湿性比 孕耘郧大。

（圆） 酮类 聚维酮 （孕灾孕） 为无定型高分子聚合物，无毒，

熔点较高，对热稳定 （员缘园益变色），易溶于水和多种有机溶剂，

对许多药物有较强的抑晶作用，但成品贮存过程中易吸湿而析出

药物结晶。

（猿） 表面活性剂类 作为载体材料的表面活性剂大多含聚氧

乙烯基，其特点是溶于水或有机溶剂，载药量大，在蒸发过程中

可阻滞药物产生结晶，是较理想的速效载体材料。常用的有

责燥造燥曾葬皂藻则员愿愿，对黏膜的刺激性小，可用于静脉注射。

（源） 有机酸类 该类载体材料的相对分子质量较小，如枸橼

酸、酒石酸、琥珀酸、胆酸及脱氧胆酸等，易溶于水而不溶于有

机溶剂。本类材料不适用于对酸敏感的药物。

（缘） 糖类与醇类 作为载体材料的糖类常用的有半乳糖和蔗

糖等。醇类有甘露醇、山梨醇、木糖醇等，尤以甘露醇为最佳。

它们的特点是水溶性强，毒性小，因分子中有许多个羟基，可同

药物以氢键结合生成固体分散体，适用于剂量小、熔点高的药物。

二、难溶性载体材料

（员） 纤维素类 常用的有乙基纤维素 （耘悦），其特点是溶于

有机溶剂，含有羟基能与药物形成氢键，有较大的黏性，载药量

大，稳定性好，不易老化。

（圆） 聚丙烯酸树脂类 常用含季铵基的聚丙烯酸树脂 耘怎鄄凿则葬早蚤贼（包括 耘、砸蕴和 砸杂等几种）。此类产品在胃液中可溶胀，

在肠液中不溶，不被吸收，对人体无害，广泛用于制备具有缓释

性的固体分散体。有是为了调节释放速率，可适当加入水溶性载

体材料如 孕耘郧或 孕灾孕等。

（猿） 其他类 常用的有胆固醇、棕榈酸甘油酯、胆固醇硬酯

·园圆猿·

酸脂、巴西棕榈酸等脂质材料，均可作成缓释性固体分散体，亦

可加入表面活性剂、糖类、孕灾孕等水溶性材料，以适当提高其释

放速率，达到满意的缓释效果。

三、肠溶性材料

（员） 纤维素类 常用的有醋酸纤维素类酞酸脂 （悦粤孕）、羟

丙甲纤维素酞酸脂 （匀孕酝悦孕，其商品有两种规格，分别为 匀孕缘园，

匀孕缘缘） 以及羧甲乙基纤维素 （悦酝耘悦） 等，均能溶于肠液中，可

用于制备在胃中不稳定的药物在肠道释放和吸收、生物利用度高

的固体分散体由于它们化学结构不同，黏度有差异，释放速率也

不相同。悦粤孕可与 孕耘郧联用制成固体分散体，可控制释放速率。

（圆） 聚丙烯酸树脂类 常用Ⅱ号及Ⅲ号聚丙烯酸树脂，前者

在 孕匀远以上的介质中溶解，后者在 责匀苑以上的介质中溶解。

第五节 固体分散体的速效与缓释原理

一、速效原理

（员） 药物的分散状态

药物在固体分散体中所处的状态是影响药物溶出速效的重要

因素。药物一般以分子状态、胶体状态、亚稳定态、微晶态以及

无定形态存在于载体材料中，载体材料可阻止已分散的药物再聚

集粗化，有利于药物溶出与吸收。

①分子状态分散 在用 孕耘郧类作载体时，可改变药物结晶

体的性质，如溶解度、溶出速率、吸附能力以及吸湿性等。当药

物的相对分子质量小于 员园园园时，可与其形成填充型固态溶液，

这种固体分散体的溶出速率高、吸收好。

②胶体、无定形和微晶等状态分散 如果采用熔融法制备固

体分散体，由于从高温骤冷，黏度迅速增大，分散的药物难于聚

集、合并成微粒，有些药物易形成胶体等亚稳定状态。当载体材

·员圆猿·

料为 孕灾孕、甲基纤维素或肠溶材料 耘怎凿则葬躁蚤贼蕴等时，药物可呈无

定形分散。这些亚稳定状态或无定形状态的药物，溶解度和溶出

速率都较多晶型的其他状态为大。

药物分散于载体材料中的状态与药物的相对含量有关。药物

由于所处分散状态不同溶出速率也不同，分子分散时溶出最快，

其次为无定形，微晶最慢。

不同药物与不同载体材料形成无定形态的固体分散体，可使

速效程度有差异。

（圆） 材料对药物溶出的促进作用

①载体材料可提高药物的可润湿性 在固体分散体中，药物

周围被可溶性载体材料包围，使疏水性或亲水性弱的难溶性药物

具有良好的可润湿性，遇胃肠液后，载体材料很快溶解，药物被

润湿，因此溶出速率与吸收速率均相应提高。

②载体材料保证了药物的高度分散性 当药物分散在载体材

料中，由于高度分散的药物被足够的载体材料分子包围，使药物

分子不易形成聚集体，故保证了药物的高度分散性，加快药物的

溶出与吸收。

③载体材料对药物有抑晶性 药物和载体材料 （如 孕灾孕） 在

溶剂蒸发过程中，由于氢键作用、络合作用或黏度增大，载体材

料能抑制药物晶核的形成及成长，使药物成为非结晶性无定形状

态分散于载体材料中，得共沉淀物。

二、缓释原理

药物采用疏水或脂质类载体材料，制成的固体分散体均具有

缓释作用。其缓释原理是载体材料形成网状骨架结构，药物的分

子或微晶状态分散于骨架内，药物的溶出必须首先通过载体材料

的网状骨架扩散，故释放缓慢。

耘悦的固体分散体含量愈低、固体分散体的粒径愈大、耘悦粒

度愈高，则溶出愈慢，缓释作用愈强。其缓释作用可符合零级、

一级或 匀蚤早怎糟澡蚤方程等规律，主要取决于载体材料。

·圆圆猿·

第六节 常用的固体分散技术与应用实例

一、熔融法

将药物与载体材料混匀，加热至熔融，在剧烈搅拌下迅速冷

却成固体，或将熔融物倾倒在不锈钢板上成薄层，在板的另一面

吹冷空气或用冰水，使骤冷成固体，再将此固体在一定温度下放

置变脆成易碎物。为了缩短药物的加热时间，也可将载体材料先

加热熔融后，再加入已粉碎的药粉。本法的关键在于迅速冷却。

本法简便，适用于对热稳定的药物。多用熔融点低，不溶于有机

溶剂的载体材料，如 孕耘郧类、枸橼酸、糖类等。

例 员 硝 硫 氰 胺 固 体 分 散 物 取 硝 硫 氰 胺 （愿园目） 和

孕耘郧远园园园（远园目） 混合过筛，于 员园园益水浴上的蒸发皿中熔融

（加热过程中，防止水蒸气进入），待硝硫氰胺完全溶解后，倾入

预冷瓷盘中，推成薄片，迅速送冰箱冷却，固化后放盛有硅胶的

干燥器中干燥即得 （硝硫氰胺 颐孕耘郧远园园越员颐怨）。

硝硫 氰 胺 为 治 疗 血 吸 虫 有 效 药 物， 但 几 乎 不 溶 于 水

（园郾源缘μ早辕皂造），制成分散物 猿园皂蚤灶溶解药物为 远郾缘μ早辕皂造为纯药 员缘倍，为微粉化硝硫氰胺 （园郾远圆μ早辕皂造） 的 员园郾远倍。分散物的生物

利用度是微粉化的 圆倍。

例 圆 安定固体分散物 取安定 颐孕耘郧源园园园（员颐怨），于 员猿园益加热熔融，所得的均匀液体倾入冷瓷盘中，于 猿苑益放置 源愿小时

后粉碎，过筛得共熔物。

安定为常用的镇静药，因水溶度低，口服吸收差。制成分散

物溶出 （猿园皂蚤灶） 达 苑园豫为纯品 （员怨豫） 的 猿郾苑倍。

例 猿 甘磷酰芥注射用固体分散物 将药物与 孕耘郧圆园园园用熔

融法制成粉状共熔物装于安瓶中，用前加水溶解，药物浓度可达

苑郾猿皂早辕皂造。甘磷酰芥为抗癌物，不溶于水，制成分散物大大提高了药物

·猿圆猿·

溶解度 （苑郾猿皂早辕皂造）。

附：滴丸

滴丸是将药物和基质 （载体） 的熔融液通过滴制法而制得的

丸状固体分散药剂。制备滴丸除需要选择基质材料外，还要选用

冷却剂。基质材料必须性质稳定，不与主药发生作用，熔点较

低，在一定温度下 （远园～ 员园园益） 能熔化成液体骤冷后又能凝成

固体，常温下保持固态且无毒。基质有亲水性和脂溶性两类。亲

水性基如 孕耘郧甘油明胶等。脂溶性基质如硬脂酸，氢化植物油，

虫蜡等。冷却剂的必备条件是：主药与基质均不能在其中溶解或

相互作用，比重与液滴的比重相近，以利滴丸在其中缓缓下沉或

缓缓上升。脂溶性基质常用水或不同浓度的乙醇为冷却剂，水溶

性基质可用液状石蜡、甲基硅油、植物油、煤油等为冷却剂。

熔融的药液在滴制时能否成形，与基质、冷却剂的选择、滴

制时的温度和滴制设备等有关。从理论上分析，主要在于液滴的

内聚力大于药液与冷凝液间的黏附力，这两种力之差就是滴丸成

形力 （云），可用下式表示：

云越则葬垣则葬遭原则遭

式中 则葬为药液表面张力，则遭为冷却剂表面张力，则葬遭为药液

和冷却剂界面张力。当 云跃园时，滴丸才能成形，云的大小，可

用界面活性剂调节。

制备滴丸需要的场地较小，操作简便，无粉尘，卫生条件

好，生产周期短，质量易控制。

制备滴丸需要的药物有固态的，也有液态的 （挥发油）。滴

丸除供口服，还可供耳、鼻、眼科用。举例如下。

例 源 灰黄霉素滴丸 取 怨份 孕耘郧远园园园在油浴上加热至约

员猿缘益，加入 员份灰黄霉素，不断搅拌使之全溶，保温过滤于贮

液瓶中，维持温度约为 员猿园益进行滴制。不锈钢滴管的出口处内

径为 怨郾园皂皂，外径 怨郾愿皂皂。以 愿园滴 辕皂蚤灶的速度滴入用冰冷却的

含 源猿豫煤油的液状石蜡中成丸。取出滴丸，用液状石蜡洗数次，

·源圆猿·

除去煤油味后，再用纸吸除所黏附的液状石蜡，即得。

灰黄霉素是抗真菌有效药物，但溶解度小难吸收，用量较

大。制成分散物口服 圆小时内几乎吸收完全，而微粉片吸收

源猿豫则需 猿园～ 愿园小时。员园豫 ～ 圆园豫灰黄霉素分散在人体内的吸

收量比微粉高 员倍多，故灰黄霉素粉片每日剂量为 缘园园皂早，而滴

丸则减为 圆缘园皂早。

例 缘 苏冰滴丸 取 孕耘郧远园园园苑园园早置锅中，于油浴上加热至

怨园～ 员园园益，待全部熔融后，加入苏合香酯 员园园早及冰片 圆园园早搅拌

至溶解，转移至贮液瓶中，密闭并保温在 愿园～ 怨园益，调节滴速

滴入 员园～ 员缘益得液状石蜡中，将成形滴丸沥尽并擦除液状石蜡，

置石灰缸里干燥即得。

本品由苏合香丸剂改而得，具芳香开窍，理气止痛之功，较

原制剂减少用药味数和剂量而起效更迅速。

例 远 氯霉素耳滴丸 取氯霉素与 孕耘郧远园园园按 员颐圆比例配

合，水浴上熔融，搅匀，过滤置 愿园益保温瓶中，滴于用冷却的

液状石蜡中成丸 （每粒含主药 苑皂早，丸重 圆员皂早）。

氯霉素为抗菌消炎药，但溶解度很小，熔点较高 （员源怨～员缘猿益），不易在溶液中维持较高浓度，制成滴丸，放入耳腔，

孕耘郧与氯霉素互溶，溶解速度比纯氯霉素丸快 远郾圆倍，产生速

效，也比一般丸、片、水剂维持时间长。

二、溶剂法

将药物与载体材料共溶于有机溶剂中，蒸去溶剂，干燥，即

可得到药物在载体材料中混合而成的共沉淀固体分散体，亦称共

沉淀法。本法适用于对热不稳定或易挥发的药物。多用 孕灾孕类、

半乳糖、甘露醇、胆酸类等作载体材料。

例 苑 甲磺丁脲共蒸发物 将甲磺丁脲与 孕灾孕（员颐员） 精确称

量溶于甲醇中，在 猿苑益时不断搅拌下蒸发甲醇，得共沉淀物，

移置真空下放置 圆源小时，过筛得 员园园～ 圆园园目粉末。

甲磺丁脲为水难溶性的口服降血糖，与 孕灾孕制成共沉淀复

·缘圆猿·

合物后，增大了药物的水溶度。

例 愿 洋地黄毒苷 （地高辛） 共蒸发物 将药物和 孕燥造燥曾葬皂藻则员愿愿（员颐员园或 员颐员园园） 溶解于 怨缘豫乙醇中，然后在旋转真空蒸发

器蒸去乙醇，置真空 员圆小时，除尽溶媒，粉碎过筛即得。

洋地黄毒苷 （地高辛） 为强心苷类，与 责燥造燥曾葬皂藻则员愿愿制成分

散药及含药 员豫或 员园豫，溶出 （猿园皂蚤灶） 药量分别为纯药的 猿猿倍

和 员苑倍 （员远倍和 员园倍）。

例 怨 醋酸棉酚共蒸发物 取醋酸棉酚 颐孕灾孕噪员缘（员颐苑） 混合，

置于茄型瓶中逐加二氯甲烷，使全部溶解后立即用旋转蒸发器于

源缘益水浴蒸除溶剂，待瓶内液体变黏稠后倒入平皿中，室温挥去

剩余溶剂，固化即得具有氢键的共沉淀物。

醋酸棉酚为男子抗生育用药，但几乎不溶于水，制成共蒸发

物，溶出过程服从 匀蚤早怎糟澡蚤方程，苑皂蚤灶可溶出药量 怨缘豫以上。

例 员园 布洛芬共蒸发物 取布洛芬 颐孕灾孕源园园园（员颐缘） 分别用氯

仿溶解后，混匀，于 源园～ 缘园益水浴中减压蒸发，成松球状固体，

取出置于干燥器中干燥，过筛得 远缘～ 员园园粉末。

布洛芬为消炎镇痛药，水中几乎不溶，制成共沉淀后，溶出

速度比纯药 ［员郾圆远缘皂早辕（糟皂圆·澡）］大 源倍 〔源郾怨源远皂早辕（糟皂圆·澡）〕。

例 员员 联 苯 双 酯 共 蒸 发 物 联 苯 双 酯 员份 （远园目） 和

孕灾孕噪圆苑～ 圆猿怨份 （远园目） 分别用氯仿溶解后混匀 （加适量 栽憎藻藻灶愿园），置水浴上蒸去氯仿，然后倾于用冰冷却的不锈钢板上，迅

速冷却固化，源园益减压蒸发，粉碎即得。

联苯双酯聚很强降转氨酶作用，是治疗慢性病毒性肝炎有效

药物，但水溶性差，口服仅吸收 圆园豫 ～ 猿园豫，共蒸发物溶出速

度较原药显著加快。

例 员圆 香茶菜甲素注射用共蒸发物 取香茶菜甲素 颐孕灾孕噪猿园

（员颐员园） 用 怨缘豫乙醇溶解后，用蒸汽浴加热使溶媒蒸发，并不断

搅拌，使呈透明状物，真空干燥，粉碎过 愿园目筛，分剂量装于

安瓿。

香茶菜甲素为抗癌药，水中几乎不溶，共蒸发物溶解度为

·远圆猿·

源皂早辕皂造，员园皂蚤灶溶出药量为 愿圆豫。

例 员猿 中药当归提取的共蒸发物 取当归乙酸乙酯提取物和

孕灾孕（员颐缘） 混匀，加适量甲醇使完全溶解，置沸水浴中回收甲

醇至呈稠膏状，然后在 远园益真空干燥，粉碎过筛即得。

三、溶剂 原熔融法

将药物溶于适当的溶剂中，再将此溶液直接加入已熔融的载

体搅拌均匀，按熔融法固化即得。本法适用于液态药物，但只是

用于剂量小于 缘园皂早的药物。凡适用于熔融法的载体材料均可

采用。

例 员源 联苯双酯固体分散物 取联苯双酯一份 （远园目） 溶

于氯仿后在搅拌下加到熔融的 孕耘郧远园园园怨份中，混匀并在不断搅

拌下蒸去氯仿，然后倾于用冰冷却的不锈钢板上，冷却固化，

源园益真空过液干燥，粉碎过筛 （远园目） 即得。

螺内酯固体分散物 取螺内酯 园郾缘早用适量 怨缘豫乙醇溶解，

加入 孕耘郧远园园园怨郾缘早搅匀，于水浴上加热使熔融，并蒸去乙醇，

随后将熔融物倾入置于冰浴中不锈钢盘中，使成薄层，吹以冷

风，令 其 迅 速 冷 却 固 化， 置 于 干 燥 器 内 干 燥， 粉 碎 过 筛

即得。

螺内酯为有效利尿药，因难溶于水，吸收较差。螺内酯粗晶

片剂，一次剂量为 员园园皂早，微粉片减为 圆园皂早，本品仅需 员园皂早援本品在 猿园皂蚤灶内释药百分率是微粉释药的 猿～ 源倍。

四、溶剂 原喷雾 （冷冻） 干燥法

将药物与载体材料共溶于溶剂中，然后喷雾或冷冻干燥即

得。溶剂 原喷雾干燥法可连续生产，溶剂常用低级醇或其混合

物。冷冻干燥法适用于易分解或氧化、对热不稳定的药物。常用

的载体材料为 孕灾孕类、孕耘郧类、β原悦阅、乳糖、甘露醇、水解明

胶、纤维素类、聚丙烯酸树脂类等。

·苑圆猿·

五、研磨法

将药物以较大比例的载体材料混合后，强力持久地研磨一定

时间，不需加溶剂而借助机械力降低药物的黏度，或使药物与载

体材料的氢键相结合，形成固体分散体，研磨时间长短因药物而

异。常用的载体材料有微晶纤维素、乳糖、孕灾孕类、孕耘郧类等。

第七节 固体分散体的质量检查与评价

固体分散体中药物分散状态的鉴别是质量检查的首要项目。

同时由于固体分散体在贮存过程中存在老化等问题，因而稳定性

的检查以及与药物分散状态密切相关的溶出度或溶出速率的体外

试验和体内的生物利用度试验均是评定固体分散体的必要项目。

一、固体分散体的鉴别

固体分散体中药物分散状态有呈分子状态、亚稳定态及无定

形态、胶体状态、微晶或微粉状态。目前只有粗略的鉴别这些状

态的方法，如差示热分析法、差示扫描量热法、载原射线衍射法

和红外光谱测定法等。较粗的分散系统是可应用显微镜法。下面

分别予以简要介绍。

（员） 热分析法 常用差示热分析法与差式扫描量热法两种。

① 差示热分析法 差示热分析法 （凿蚤枣枣藻则藻灶贼蚤葬造贼澡藻则皂葬造葬灶葬造赠鄄泽蚤泽，阅栽粤） 又称差热分析，是使试样和参比物在程序升温或降温

的相同环境中，测量两者的温度差随温度 （或时间） 变化关系。

阅栽粤谱图的横坐标为温度 栽（或时间 贼）；纵坐标为试样与参比物

质温差Δ栽越栽杂原栽则；所得到的Δ栽原栽曲线称差示热分析曲线又

称差热曲线。在曲线中出现的差热峰或基线突变的温度与测试物

的转变温度或测试物反应时吸热或放热有关。若固体分散体为测

试物，主要测试其有否药物晶体的吸热峰，或测量其吸热峰面积

的大小并与物理混合物比较，可考察其药物在载体中的分散程

·愿圆猿·

度。阅栽粤的基本结构如图 苑原远所示。

图 苑原远 阅栽粤基本结构示意图

员援参考池 圆援样品池 猿援温差检测器

举例：硝苯地平 （晕云孕） 原水溶性 原肠溶性

材料固体分散体的 阅栽粤测试，测试样品有 葬援晕云孕纯药；遭援肠溶性材料 （耘酝）；糟援水溶性材料 （宰酝）；凿援晕云孕物理混合

物；藻援晕云孕固体分散体。阅栽粤分析结果见图 苑原苑，在 晕云孕纯药

的 阅栽粤曲线 （葬） 上，在 员苑远益处有吸热峰，是 晕云孕熔融峰；在

耘酝的 阅栽粤曲线 （遭） 上，在 圆园园益内没有锐峰，在 宰酝的 阅栽粤曲线 （悦） 上，在约 远缘益处有吸热峰为 宰酝的熔融峰；（凿），（藻）分别是 晕云孕物理混合物和固体分散体的 阅栽粤曲线，两者均在

远缘益处出现吸热峰，而在 晕云孕特征熔融峰 员苑远益处没有峰，分析

原因，对于固体分散体，可能由于结晶被抑制，而物理混合物是

因为 宰酝在 远缘益左右熔融，而在 远缘～ 圆园园益升温过程中，晕云孕的

结晶逐渐被溶解于 宰酝和 耘酝混合物中因而不显示 晕云孕的熔融热

效应过程。

②差示扫描量热法 差示扫描量热法 （凿蚤枣枣藻则藻灶贼蚤葬造泽糟葬灶灶蚤灶早糟葬造燥则蚤皂原藻贼藻则赠，阅杂悦） 又成为差动分析，是使试样和参比物在程

序升温或降温的相同环境中，用补偿器测量使两者的温度差保持

为零所必须的热量对温度 （或时间） 的依赖关系。阅杂悦的热谱图

的横坐标为温度 栽，纵坐标为热量变化率 凿匀辕凿贼，得到的 凿匀辕凿贼原栽，曲线中出现的热量变化峰或基线突变的温度与测试物的转变

温度相对应。差动分析仪与差热分析仪的结构相似，由控温炉、

·怨圆猿·

图 苑原苑 各种试样的 阅栽粤曲线

（葬）物理混合物（遭）固体分散物

（糟） 晕云孕（凿）水溶性材料（藻）肠溶性材料

温试控制器、热量补偿器、放大器、记录仪组成。其主要部分的

结构示意见图 苑原愿。阅杂悦与 阅栽粤不同之处是要使试样与参比物

的温差保持为零，采用热量补偿器以增加电功率的方式迅即对参

比物或试样中温度低的一方给予热量的补偿，做功的多少即为试

样的吸放热变化，通过记录下的 阅杂悦曲线直接反映出来，从而

可以从谱图的吸放热峰的面积得到定量的数据。固体分散体中若

有药物晶体存在，则有吸热峰存在；药物晶体存在愈多，吸热峰

·园猿猿·

总面积愈大。阅杂悦的主要结构见示意图 苑原愿。

图 苑原愿 阅杂悦基本结构示意图

员援参考池 圆援样品池 猿援热量补偿器

源援进气口 缘援出气口

举例：布洛芬 原孕灾孕共沉淀物的 阅杂悦测试，测试条件：以

空铝坩为参考池，另一空铝坩为样品池放入大约 员园皂早的样品，

扫描速度 缘糟辕皂蚤灶，扫描范围 圆园～ 猿园园糟，结果见图 苑原怨。

图 苑原怨 布洛芬、孕灾孕及其共沉淀物的 阅杂悦曲线

员援布洛芬 圆援孕灾孕 猿援比例为 员颐猿布洛芬 原孕灾孕共沉淀物

由 阅杂悦曲线图可知布洛芬有两处吸热峰，第一个吸热峰在

苑缘郾缘益，为布洛芬的熔点峰。第二个吸热峰在 圆园怨益，为布洛芬

的蒸发峰。孕灾孕的 阅杂悦曲线只显示一个吸热峰，为 孕灾孕中水分

的蒸发。布洛芬 原孕灾孕共沉淀物的 阅杂悦图中，药物原来 圆个吸热

峰已完全消失，表明共沉淀物中不存在药物结晶，药物可能与

孕灾孕形成络合物。

（圆） 载原射线衍射法 载原射线衍射法 （载原则葬赠凿蚤枣枣则葬糟则贼蚤燥灶）

·员猿猿·

系当能量在 员园～ 缘园运藻灾（相应波长为 圆缘～ 员圆园孕皂） 范围的 载原射

线射入晶体后，迫使原子周围的电子作周期振动，产生相应新的

电磁辐射，发生所谓 载原射线散射现象，由于 载原射线的互相干

扰和互相加叠，因而在某个方向得到加强，就出现了衍射现象。

粉末衍射法广泛应用于晶体材料的定性分析，作为一种 “指纹”

鉴定法来辨认结晶材料的化学组成。因每一种物质的结晶都有其

特定的结构，其粉末衍射图也都有其特征，犹如每个人都有特征

的指纹那样，用于鉴别。鉴别固体分散体时，若有药物晶体存

在，则在衍射图上就有这种药物晶体的衍射特征峰存在。定性地

鉴别固体分散体中药物分布情况。载原射线粉末衍射仪的主要结

构见示意图 苑原员园。

图 苑原员园 载原射线衍射仪的基本结构示意图

举例：联 苯 双 酯 （阅阅月） 三 种 固 体 分 散 体 （阅阅月原孕灾孕，

阅阅月原孕耘郧远园园园，阅阅月原尿素）、相应配比的三种物理混合物及各

原药单一组分的 载原射线衍射测试，测试条件：高压强度 源园噪灾，

悦怎运α，管流 苑园皂粤，时间常数 员泽，发射狭缝 越接收狭缝 员毅，记数

率满刻度 缘园园园脉冲 辕泽，以 圆θ角 圆毅辕皂蚤灶，纸速 圆园皂皂辕澡，率波 晕蚤，闪烁探测器。测得 载原射线衍射图见图 苑原员圆，苑原员猿，苑原员源。

从图 苑原员员可见，联苯双酯在 圆源郾源～ 圆远郾园糟有强的晶体衍射

峰。此峰相对尿素的衍射峰是接近独立的。见图 苑原员圆，受尿素

衍射峰的影响很小，联苯双酯与尿素的物理混合物和固体分散体

衍射图谱中在 圆源郾愿～ 圆远郾园，均出现联苯双酯特征峰，衍射强度基

本相同，这表明联苯双酯与尿素的固体分散体是一种简单低共熔

混合物，由于是在高温骤冷条件下制备的，该固体分散体中的联

·圆猿猿·

苯双酯结晶是以微晶形式分散的。

图 苑原员员 纯 阅阅月载原射线衍射图

图 苑原员圆 员园豫阅阅月原怨园豫尿素物理混合物 （上）、员园豫阅阅月原怨园豫尿素固体分散体 （中）及尿素 （下） 载原射线衍射图

孕灾孕是一种无定型粉末，其衍射图谱没有明显的晶体衍射

峰。联苯双酯与 孕灾孕共沉淀物的衍射图谱没有显示联苯双酯衍

射峰，如图 苑原员猿所示，而两者的物理混合物则出现联苯双酯衍

射峰，推测共沉淀物的分散状态可能是受 孕灾孕本身物理性质的

影响，在制备固体分散体过程中形成无定型共沉淀物后主药的晶

·猿猿猿·

体衍射峰消失。

图 苑原员猿 员园豫阅阅月原怨园豫孕灾孕物理混合物 （上）、员园豫阅阅月原怨园豫孕灾孕固体分散体 （中）及 孕灾孕（下） 载原射线衍射图

图 苑原员源 员园豫阅阅月原怨园豫孕耘悦远园园园物理混合物 （上）、员园豫阅阅月原怨园豫孕耘悦远园园园固体分散体 （中）及 孕耘悦远园园园（下） 载原射线衍射图

孕耘郧远园园园在 圆源～ 圆远益间没有衍射峰，见图 苑原员源所示，而以

孕耘郧远园园园为载体的联苯双酯固体分散体中联苯双酯的特征衍射峰

为物理混合物的一半左右，因为物理混合物中联苯双酯是百分之

百的晶体分散，进而推断固体分散体中有部分联苯双酯是以分子

状态分散，而另一部分仍然以晶体状态存在，这一部分晶体可能

是以微晶体状态分散。

·源猿猿·

从上述三种固体分散体 载原射线衍射试验结果，可推断药物

在载体中的分散程度大小顺序为 阅阅月原 孕耘郧远园园园≥阅阅月原孕灾孕跃阅阅月原尿素。

图 苑原员缘 红外光谱图

员郾布洛芬 圆郾孕灾孕

猿郾布洛芬 原孕灾孕（员颐猿）物理化合物

源郾布洛芬 原孕灾孕（员颐猿）共沉淀物

（猿） 红外光谱测定法 红外光照射到物质分子只能激发分子

内原 子 核 之 间 的 振 动 和 转 动 能 级 的 跃 迁。中 红 外 区 （源园园～源园园园糟皂） 是大多数化合物的化学键振动能级跃迁区域。产生的分

子振动光谱即为红外吸收光谱。物质结构中不同的官能团有不同

的特征吸收光谱。影响基团特征频率的因素可影响键力常数的改

变，其内部因素则由基团间的相互影响造成。综合这些特征频率

和影响因素造成的特征频率的差别和形成的谱带形状就可确定化

合物的类型。影响特征频率改变

的内部因素主要有：诱导反应、

共轭效应、耦合效应和氢键效应

等。这些因素在固体分散体的红

外光谱中，由于药物与高分子载

体间发生某种反应而使药物吸收

峰发生位移或强度改变等现象。

如发生氢键效应，常常使正常的

共价键长伸长，键能降低，特征

频率出现随之降低，而且谱线出

现变宽。举例：布洛芬 原孕灾孕共

沉淀物的红外光谱测定，测试条

件：参比物 运月则，扫描方式 远，狭

缝 猿，时间常数 员。结果见图 苑原员缘。

红外光谱图表明：布洛芬及

其物理混合物均于 员苑圆园辕糟皂原员波

数有一强吸收峰，而在共沉淀物

中吸收峰向波数发生位移，强度

也大幅度降低。认为可能由于布

·缘猿猿·

洛芬与 孕灾孕在共沉淀物中以氢键的形式结合。

（源） 溶出速率测定法 文献报道的溶出速率测定法有百种以

上，但其基本方法大致可以归纳为两大类：搅拌法与流室法。我

国 员怨怨缘年版中国药典二部收载了三种方法：第一种 （转篮法）、

第二种 （杯法）、第三种 （小杯法）。难溶性药物制成固体分散体

后其溶除速率一般比原药快，例如：布洛芬 原孕灾孕共沉淀物与布

洛芬原药相比，溶出大大加快，且 孕灾孕含量愈高，溶出速率愈

高。见图 苑原员远。

图 苑原员远 布洛芬 原孕灾孕共沉淀物特性溶出速率

以上四种测定方法是测定固体分散体的常用方法，选用时根

据现有条件和分散体的性质要求而定，必要时也可几种方法联用，

以使从不同角度来评价固体分散体中药物的分散状态和程度。

举例：双炔失碳酯 原孕灾孕共沉淀物，双炔失碳酯 （葬灶燥则凿则蚤灶，

粤阅） 商品名 缘猿原抗孕，与 孕灾孕采用溶剂法制成共沉淀物，以三

种测定方法对其鉴别。

①阅杂悦测定：测定条件用参比物 （葬原粤造圆韵猿） 约 源皂早，样品

·远猿猿·

源皂早空气，升温速率 员园糟辕皂蚤灶，纸速 员园皂皂辕皂蚤灶，扫描温度自室

温 ～ 圆园园益，结 果 见 图 苑原员苑。图 苑原员苑（蚤） 表 明 粤阅： 孕灾孕（员颐远～ 员颐怨） 的物理混合物均出现两个锐峰，即 粤阅熔融峰 （峰

位约 员缘源益） 及 孕灾孕熔融峰 （峰位约）远园益，而图 苑原员苑（蚤蚤） 表

明员颐员～ 员颐远亦出现两个锐峰，峰位分别约为 员缘源度和 远园度，说

明未形成共沉淀物，而 员颐苑～ 员颐怨时仅出现一个锐峰，峰位约为

远园度，粤阅熔融峰已消失，形成了 粤阅原孕灾孕共沉淀物。

图 苑原员苑 阅杂悦曲线

（蚤） 粤阅：孕灾孕不同比例的物理混合物 （蚤蚤） 粤阅：孕灾孕不同比例的共沉淀物

②载原射线衍射测定：测定条件用 悦怎运圆，高压强度 源园噪灾，

管流 愿园皂粤，光路狭缝 员～ 员毅，扫描速率 圆θ角 源毅皂皂辕皂蚤灶，纸速

源园皂皂辕皂蚤灶，量程 员伊员园猿脉冲 辕泽，结果见图 苑原员愿。图 苑原员怨表明

孕灾孕为无定型粉末，无结晶衍射峰，粤阅具有明显的晶体衍射峰，

而 粤阅原孕灾孕共沉淀物不具有晶体衍射峰，说明 粤阅已消失，形

成了共沉淀物。

·苑猿猿·

图 苑原员愿 载原射线衍射图

图 苑原员怨 溶出速率图

·愿猿猿·

③溶出速率测定：测定条件用溶出度测定仪的第一法，样品

置处理过的绸布袋内，放入吊篮中，转速 员园园则辕皂蚤灶，水浴温度 猿苑依园郾缘益，以 缘园豫乙醇 员园园园皂造为溶出介质，按时取样 猿皂造，同时

补加溶出介质 猿皂造，于 圆苑园灶皂波长测定，结果见图 苑原员怨。图 苑原员怨表明 孕灾孕提高了 粤阅的溶出速率，当 粤阅颐孕灾孕为 员颐猿～ 员颐远时

即可加快 粤阅的溶出 （但 阅杂悦测定表明未形成共沉淀物），而 员颐愿时其溶出比原药 粤阅约大 猿愿倍 （圆园皂蚤灶），且 阅杂悦测定说明 粤阅与

孕灾孕形成了共沉淀物。

二、固体分散体的稳定性

许多文献报道了固体分散体稳定性方面的研究。药物与载体

比例不合适、贮存温度过高、湿度过大、存放时间太长，都会使

分散体系统的溶出降低。实验证明，吲哚美辛 员缘豫和 圆缘豫存放 员年后，溶出明显减少。在 猿缘益或 圆缘豫存放的比在 源益溶出速率要

低得多。因为除了结晶度大外，还产生药物自身的缔合效应

（泽藻造枣葬泽泽燥糟蚤葬贼蚤燥灶）。选用亲水性载体的固体分散体在贮存过程中溶

出增加，如氯磺丙脲 原尿素即为一例。大多数固体分散物在恰当

条件下配制和存放，生物利用度不变。又如庚苯吡酮 （灶葬遭蚤造燥灶藻）固体分散体，为安神止吐药，存放 圆年不变。

固体分散体长时间贮存，出现硬度变大，析出结晶，药物溶

出度将降低的情况称为老化现象。通常与药物浓度过高；贮存密

封不好；载体不适合等因素有关。如载体 孕耘郧远园园园在温度高出

缘缘益时，本身黏度变化，开始的结晶逐渐变为稳定的长键结晶，

这种现象严重影响药物的溶出速率。

药物与 孕耘郧制备的固体分散体，长期存放会出现含量下降

的化学不稳定现象，其原因可能是由于 孕耘郧在高温、高湿和阳

光照射下与水溶性药物发生反应，出现降解产物，如氨苄西林和

沙丁胺醇。也可能有微量杂质，加速药物氧化，如可的松等。

提高固体分散体稳定性的方法，首先是针对环境情况进行改

善；也可加入稳定剂除去碱金属离子以延缓化学反应；采用联合

·怨猿猿·

载体，调节载体的物化性质；还有重要的一条是根据药物性质选

用载体能很好的改善效果。如氯噻酮是一酸性药物，选用中性尿

素就不如酸性载体的枸橼酸或富马酸，以后者为载体的分散物，

猿个月后的高温放置仍能保持原释放速率。

参 考 文 献

员 陆彬 援药物新剂型与新技术 援北京：人民卫生出版社，员怨怨愿圆 耿作成等 援中国医院药学杂志，员怨怨园，圆缘（苑）：源园圆猿 孙淑英等 援沈阳药学院学报，员怨怨圆，怨（员源）：圆源源源 陆锦芳等 援中国药学杂志，员怨愿怨，圆源（远）：猿源远缘 余自成 援中国药学杂志，员怨怨源，圆怨（远）：猿圆远远 刘伯年 援中成药研究，员怨愿园，员；员

·园源猿·

第八章 包 合 技 术

第一节 概 述

包合技术系指一种分子被包嵌于另一种分子的空穴结构内，

形成包合物的技术。这种包合物由主分子和客分子两种组分加合

组成，主分子具有较大的空穴结构，是以将客分子容纳在内，形

成分子囊。包合物能否形成及其是否稳定，主要取决于主分子和

客分子的立体结构和二者的极性。客分子必须和主分子的空穴形

状和大小相适应。包合物的稳定性则主要取决于两组分间的范德

华力。包合过程是物理过程而不是化学反应，包合物中主分子和

客分子的比例一般为非化学剂量，主、客分子数之比可在较大的

范围内变动。

第二节 包 合 材 料

包合物中处于包合外层的主分子物质称为包合材料，通常可

用环糊精、胆酸、淀粉、纤维素、蛋白质、核酸等作包合材料。

制剂中常用环糊精。

一、环糊精 （简称 悦阅）

环糊精是由淀粉用嗜碱性芽孢杆菌经培养得到的环糊精葡聚

糖转位酶作用后形成的产物。由 远～ 员园个 阅原葡萄糖分子以 员郯源原糖苷键连结的环状低聚糖化合物。为水溶性、非还原性的白

色结晶状粉末，常见有α、β、γ三种，分别由 远、苑、愿个葡萄糖

分子构成。α、β、γ的 悦阅的结构式如图 愿原员所示。

·员源猿·

图 愿原员

经 载射线衍射和核磁共振证实它们的立体结构是环状中空

圆筒型，其葡萄糖分子的 悦原员为椅式构型。由于 圆位、猿位上

的—韵匀基排列在空隙的开口处或空隙外部，而 远位上的—韵匀基

排列在空隙的另一端开口处，呈亲水性。远位上的 悦匀圆和葡萄糖

苷结合的氧原子则排列在空隙的内部，故呈疏水性。这说明 悦阅的上层、中层和下层是分别由不同的基团组成，其结构见图 愿原圆，愿原猿所示。

由于 悦阅是环状中空圆筒型的特殊结构，故呈现出一系列特

殊性质，能与某些物质分子形成包合物。

图 愿原圆β原悦再阅环状结构

·圆源猿·

图 愿原猿α原悦再阅的立体结构

α、β、γ悦阅的空隙内径及物理性质有较大差别，见表 愿原员所示。

表 愿原员 各种环糊精的一般性质

项目 α原悦再阅 β原悦再阅 γ原悦再阅

葡萄糖单体数 远 苑 愿

酝砸 怨苑猿 员员猿缘 员圆怨苑

分子空洞内径 园郾源缘～ 园郾远灶皂 园郾苑～ 园郾愿灶皂 园郾愿缘～ 员郾园灶皂

空隙深度 园郾苑～ 园郾愿灶皂 园郾苑～ 园郾愿灶皂 园郾苑～ 园郾愿灶皂

空洞体积 员苑郾远灶皂 猿源郾远灶皂 缘员郾园灶皂

［α］阅圆缘（匀圆韵） 垣员缘园郾缘毅 垣员远圆郾缘毅 垣员苑苑郾源毅

溶解度 （早辕蕴，圆缘益） 员源缘 员愿郾缘 圆猿圆

结晶形状 （从水中得到） 针状 棱柱状 梭柱状

（员） 各种有机溶剂中的溶解度见表 愿原圆所示。

在α、β、γ悦阅中以β原悦阅在水中溶解度最小，最易从水中

析出结晶。α、β、γ原悦阅的空隙内径及物理性质有较大差别，

β原悦阅空隙适中，较为实用。因此，包合材料多采用β原环糊

精。β原环糊精包合物是一种超微型药物载体，又称β原环糊精

分子胶囊。β原悦阅是 苑个葡萄糖分子以 员，源原糖苷键连接。筒状

结构，筒内壁空腔为 园郾远～ 员灶皂，由于葡萄糖的羟基分布在筒的

两端并在外部，糖苷键氧原子位于筒的中部并在筒内，β原悦阅的

两端和外部为亲水性，而筒的内部为疏水性，借范德华力将一些

·猿源猿·

大小和形状合适的药物分子包合于环状结构中，形成超微囊状包

合物，供口服或注射在体内经酶水解释放出药物。

β原悦再阅为白色结晶状粉末，熔点 猿园园～ 猿园缘益，纯度 怨怨豫，

水分 （怨依员）豫，灰分 园郾园圆豫以下，铁 缘皂早辕噪早以下。

悦再阅对酸较不稳定，但比淀粉和非环状小分子糖类耐酸。

对碱、热和机械作用都相当稳定。悦再阅与某些有机溶剂共存时，

能形成复合物而沉淀，可以利用各种 悦再阅在溶剂中溶解度不同

而进行分离。悦再阅在一些溶剂中的溶解度见表 愿原圆，猿所示。

表 愿原圆β原悦再阅不同温度的水中溶解度

温度 （益） 圆园 源园 远园 愿园 员园园

水溶解度 （早辕造） 员愿 猿苑 愿园 员愿猿 圆缘远

表 愿原猿β原环糊精在某些溶剂中的溶解度

温度 （益）

溶剂 （皂造）

水 （皂造）

圆缘

园 缘园园 员园园园

员园园园 缘园园 园

源缘

园 缘园园 员园园园

员园园园 缘园园 园

甲醇 员怨 猿郾园 约员郾园 源园郾园 员圆郾园 约员郾园

乙醇 员怨 员远郾园 约员郾园 源园郾园 源员郾园 约员郾园

丙醇 员怨 员苑郾园 约员郾园 源园郾园 缘猿郾园 约员郾园

异丙醇 员怨 圆苑郾园 苑郾园 源园郾园 愿员郾园 约员郾园

乙二醇 员怨 苑郾园 员园源 源园郾园 圆员郾园 员圆员郾园

丙二醇 员怨 员苑郾园 圆园郾园 源园郾园 源源郾园 源源郾园

丙三醇 员怨 源郾园 源猿郾园 源园郾园 员缘郾园 愿愿郾园

丙酮 员怨 缘郾园 约员郾园 源园郾园 员猿郾园 约员郾园

二、环糊精衍生物

悦阅衍生物更有利于容纳客分子，并可改善 悦阅的性质。近

年来主要对β原悦阅的分子结构进行修饰，如将甲基、乙基、羟

乙基、葡糖基等基团引入β原悦阅分子中 （取代羟基上的氢）。引

·源源猿·

入这些基团，破坏了β原悦阅分子内的氢键，改变了其理化性质。

（员） 水溶性环糊精衍生物 常用的有甲基衍生物、羟丙基衍

生物，葡萄糖衍生物等。葡萄糖衍生物是在 悦阅分子中引入葡糖

基 （用 郧表示），其水溶性发生了显著改变。郧原β原悦阅为常用

的包合材料，包合后可使难溶性药物溶解度增大，促进药物的吸

收，溶血活性降低，还可作为注射剂的包合材料。

（圆） 疏水性环糊精衍生物 常用作水溶性药物的包合材料，

以降低水溶性药物的溶解度，而使药物制剂达到缓释效果。常用

的有β原悦阅分子中羟基的 匀被乙基取代的衍生物，取代后的产

物在水中的溶解度降低。乙基 原β原悦阅微溶于水，比β原悦阅的吸

湿性小，具有表面活性，在酸性条件下比β原悦阅更稳定。

第三节 包合物的组成和分类

包合物的分类方法常见的有两种。

一、按包合物的结构和性质分类

（员） 多分子包合物 多分子包合物是若干主分子由氢键连

接，按一定方向松散地排列形成晶格空洞，客分子嵌入空洞中而

成。包合辅料有：硫脲、尿素、去氧胆酸、对苯二酚、苯酚等。

（圆） 单分子包合物 单分子包合物由单一的主分子与单一客

分子包合而成。即单个主分子的一个空洞，包合一个客分子，如

具有管状空洞的包合辅料环糊精。

（猿） 大分子包合物 天然或人工大分子化合物可形成多孔的

结构，能容纳一定大小的分子。常见的有葡聚糖凝胶、沸石、硅

胶、纤维素、蛋白质等。在药剂的研究和生产中用途颇广。

二、按包合物的几何形状分类

（员） 管状包合物 是由一种分子构成管形或筒形空洞骨架，

另一种分子填充其中而成。管状包合物在溶液中较稳定，如尿

·缘源猿·

素、硫脲、环糊精、去氧胆酸等均形成管状包合物。

（圆） 笼状包合物 是客分子进入几个主分子构成的笼状晶格

中而成，其空间完全闭合，重要的有对苯二酚包合物和邻百里酸

三交酯包合物。

对苯二酚氢醌包合物，三分子对苯二酚通过氢键形成环状结

构，两个环状结构一正一反结合，即开口端互相交叉构成一个笼

子，可使甲醇、乙腈、甲酸、乙烯、二氧化硫、二氧化碳、氯化

氢、溴化氢、氩、氪、氙等大小合适的分子或原子填充其中形成

晶格包合物，这种包合物在溶液中很不稳定，极易分解。此类包

合物制备简单，将主分子溶于溶剂中，再加入客分子使其包合，

即析出包合物结晶，形成的固态包合物较稳定，被包合的客分子

臭味消失，通过加热溶解于水或把结晶研磨粉碎，可将客分子

释出。

（猿） 层状包合物 如黏土形成的包合物与石墨包合物。药物

与某些表面活性剂能形成胶团，某些胶团的结构也属于包合物。

月桂酸钾使乙苯增溶时，乙苯可存在于表面活性剂亲油基的层

间，形成层状包合物。非离子型表面活性剂使维生素 粤棕榈酸

酯增溶，其结构也可认为是层状包合物 （图 愿原源）。

图 愿原源 包合物类型

第四节 包 合 原 理

主分子和客分子进行包合作用时，相互之间不发生化学反

·远源猿·

应，不存在离子键、共价键或配位键等化学键的作用，包合作用

主要是一种物理过程。

包合物形成条件，主要取决于主分子和客分子的立体结构和

两者的极性。包合物的稳定性，依赖于两种分子间的 增葬灶凿藻则宰葬葬造泽引力的强弱。如分散力、偶极子间引力、氢键、电荷迁移

力等，有时单一作用力起作用多数为几种作用力的协同作用。

一、分子结构及大小

主分子可以是单分子如直链淀粉、环糊精等或以氢键结合的

多分子聚合而成的晶格，如氢醌、尿素等。均需具有一定形状和

大小的空洞，特定的笼格，洞穴或沟道，以容纳客分子。

客分子的大小，分子形状应与主分子所提供的空间相适应，

若客分子小，选择的主分子较大，包合力弱，客分子可自由进出

洞穴；若客分子太大，嵌入空洞内困难或只有侧链进入，包合力

也弱，均不易形成稳定的包合物；只有当主、客分子大小适合

时，主 原客分子间隙小，产生足够强度的 增葬灶凿藻则宰葬葬造泽力，则稳

定的包合物形成。

例 员援多分子尿素包合物 尿素分子为四方晶系，晶格较

松，分子间 增葬灶凿藻则宰葬葬造泽力很小，当与适当的客分子包合时，尿

素变成内壁为六方晶格的管状包合物，结构紧密，能量减少。由

于尿素分子之间以 原晕匀圆与氧原子形成氢键，构成管道直径约为

园郾缘灶皂，直链烷烃 （直径约为 园郾源员灶皂） 可直立插入，尿素分子与

烷烃分子之间靠 增葬灶凿藻则宰葬葬造泽引力结合，结构紧密而形成晶型包

合物。由于尿素形成的管道空洞较小，客分子只能是长形不分支

的直链化合物，如正辛烷能被包合，异辛烷、甲基支链的烷烃

（园郾缘缘灶皂） 和苯 （园郾缘怨灶皂） 都不能包入尿素晶格空洞中。尿素分

子纵长相当 园郾员愿苑灶皂。客分子的长度与形成的包合物所需尿素分

子成正比。客分子长度 辕园郾员愿苑灶皂越尿素分子数 灶辕客分子数 皂。

即：客分子越长，形成包合物所需尿素分子越多。

例 圆援环糊精 （悦再阅） 包合物 不同于尿素分子与分子之间

·苑源猿·

晶格空洞形成的包合物，环糊精所形成的包合物是单分子空洞内

包入客分子。环糊精同系物有α原悦再阅、β原悦再阅、γ原悦再阅。空

洞大小不同，α原悦再阅约β原悦再阅约γ原悦再阅。客分子蒽 跃萘 跃苯，

蒽只被γ原悦再阅包合，萘可以进入β原悦再阅和γ原悦再阅中，苯则

可被三个环糊精包合。对于氯，溴，碘分子，体积最小的氯分子

只与空洞最小的α原悦再阅紧密结合，β原悦再阅和γ原悦再阅空洞较

大，氯分子可自由出入空洞，包合力极弱。客分子的侧链对包合

作用也有影响，当客分子太大时，主分子包入困难，若有侧链可

被包入空洞，氢键缔合可以形成包合物，若无氢键形成，则包合

作用仍相当弱。前列腺素 云圆葬与α原悦再阅，β原悦再阅包合部位不同，

包含作用都较弱；包合过程整个分子被包入时，包合作用则较

强，如吲哚美辛包合物 （图 愿原缘）。

图 愿原缘 包合物示意图

（葬）两种 悦再阅包合前列腺素 云圆葬 （遭）β原悦再阅包合吲哚美辛

早在 远园年代，已有人研究主分子环糊精与多种药物的相互

包合作用，并用较简便的方法测定其包合趋势，解释其包合

机制。

·愿源猿·

二、包合物中主、客分子的比例

包合物不仅在固态中能形成，在水和有机溶剂中也能形成，

包合物在晶体中客分子不一定都在空穴内，也可以在晶格空隙

中；在溶液中客分子在空穴内。所以主、客分子之比一般不遵守

化学计量关系，客分子最大存在量取决于主分子所提供的空洞

数，而所有空洞又并未被完全占领，因此主、客分子的比例有较

大变动范围。可用一种极大的组成式 （灶糟）（酝皂） 表示，其中 悦及 酝分别代表主分子和客分子组成，灶为每一单位 （通常为一个

晶格或晶胞） 中 悦（主） 分子的数目，皂为能被一个单个空洞所

接纳的 酝（客） 分子的最大的数目。上式也可用 （灶辕皂） （糟皂）

表示。

大多数 悦再阅包合物组成摩尔比为 员颐员形成稳定的单分子包

合物。但体积大的客分子 （如甾体化合物） 比较复杂，当主分子

悦再阅用量不合适时，也可使包合物不易形成，表现为客分子含

量很低。

蕴葬糟澡和 悦燥澡藻灶研究了 员怨种药物与环糊精的相互作用，采用

匀蚤早怎糟澡和 蕴葬糟澡的溶解度测定法，用分光光度法在各个波长处测

定药物含量，所有药物样品分别与α原悦再阅，β原悦再阅相互作用在

猿园益恒温条件下试验。

将测定结果制得溶解度等温线，试验说明大多数药物与α原环糊精，β原环糊精相互作用呈线性关系，根据直线斜率推断药

物与环糊精包合作用程度 （图 愿原远）。

由所得实验数据指出，环糊精与水溶性小的药物包合，溶解

度增加百分率较大，是环糊精浓度的函数。一般小分子与环糊精

形成的溶解度等温线斜率高，因小分子化合物形成包合物的趋向

大，包合物的溶解度大。大分子药物与环糊精相互作用所得溶解

度等温线，斜率很小，因药物与环糊精之间相互作用形成包合物

太少之故。

·怨源猿·

图 愿原远 阿司匹林与 悦再阅相互作用 （猿园益）

吗啡、四环素和磺胺是多核环体系，比苯基大很多，进入空

洞困难，只有其侧链或取代基可以被包入空洞，其溶解度等温线

有一定弯曲度，所以其包合机制应该用 载原射线衍射方法分析。

以上说明分子结构是药物与环糊精相互作用中非常重要的因

素，主分子和客分子药物包合物的形成，主要是分子间吸引力的

结合。

环糊精所形成的单分子包合物，在水中溶解时，整个包合物

被水分子包围和溶剂化，包合物仍然稳定，溶剂化合物与包合物

有许多相似之处，但两者类型不同，溶剂化合物受化学剂量约

束，也不存在包合物的空间结构。

·园缘猿·

三、客分子的极性

悦再阅的空洞由碳 原氢键和醚键构成为疏水区，非极性脂溶

性客分子能坚固地以疏水键与主分子空洞中疏水键相互作用形成

包合物，但形成的包合物水溶解度较小；极性分子可与环糊精分

子的羟基形成氢键，所以只能嵌在 悦再阅的洞口亲水区，形成的

包合物水溶解度较大。又环糊精分子中葡糖基的 悦（猿），悦（缘），

悦（远） 原子都带正电，使无机阴离子能进入空洞内，彼此以静

电引力结合。总之包合作用有时是一种力而多数为几种力综合作

用的结果。因空洞内是疏水性大量覆盖，使疏水性客分子易被包

合，非解离型比解离型客分子易被包合。例如：用β原悦再阅包合

雷尼替丁盐酸盐，采用饱和水溶液法所得包合物仅为 园郾员圆豫，

当用碱调整 责匀至 愿～ 员园后包合，所得包合物含量为 员圆郾源员豫 依园郾缘豫。实验证明分子型雷尼替丁属脂溶性，易被包入β原悦再阅的空洞中，因空洞中是疏水区。

四、其他特点

（员） 自身缔合的客分子被包合时先发生解离，然后以单分子

嵌入环糊精的空洞中。

（圆） 当包合物与客分子呈平衡存在的水溶液中，加入其他客

分子或有机溶剂，由于发生包合作用的竞争，有时原客分子可被

取代出来。利用此性质将包合物中的客分子药物含量可被测出。

（猿） 固体包合物很少受外界影响，溶液中包合物与客分子呈

平衡状态存在，其稳定性与包合物的稳定性相对应。

第五节 包合作用的特点

一、药物与环糊精精的组成和包合作用

悦阅所形成的包合物通常都是单分子包合物，药物在单分子

·员缘猿·

空穴内包入，而不是在材料晶格中嵌入药物。单分子包合物在水

中溶解时，整个包合物被水分子包围使溶剂化较完全，形成稳定

的单分子包合物。大多数 悦阅与药物可以达到摩尔比 员颐员包合，

若 悦阅用量少，药物包合不完全；若 悦阅用量偏多，包合物的含

药量低。

二、包合时对药物的要求

有机药物应符合下列条件之一：药物分子的原子数大于 缘；

如具有稠环，稠环数应小于 缘；药物的相对分子质量在 员园园～ 源园园之间；水中溶解度小于 员园早辕蕴；熔点低于 圆缘园益。无机药物大多

不宜用 悦阅包合。

三、药物的极性或缔合作用可影响包合作用

由于 悦阅空穴内为疏水区，非极性溶脂性药物易进入而被包

合，形成的包合物溶解度较小；极性药物可嵌在空穴内的亲水

区，形成的包合物溶解度大。疏水性药物易被包合，非解离型的

药物比解离型的药物易被包合。自身可缔合的药物，往往先发生

解缔合，然后再嵌入 悦阅空穴内。

四、包合作用具有竞争性

包合物在水溶液中与药物呈平衡状态，如加入其他药物或有

机溶剂，可将原包合物中的药物置换出来。

第六节 β原环糊精包合物的应用

β原环糊精包合物在药剂学中的应用愈来愈广泛，归结如下：

一、增加药物的稳定性

凡容易氧化、水解、易挥发的药物制成包合物，则可阻止其

氧化、水解，减少挥发。因为药物分子的不稳定部分被包合在

·圆缘猿·

β原悦阅的空穴中，从而切断了药物分子与周围环境的接触，使药

物分子得到了保护，增加了稳定性。如愈创木中提取得到有效成

份愈创木酚，很不稳定，与α原悦阅或β原悦阅形成包合物，可制

成口服制剂，长期保存。又如从茅苍术中提取的茅苍术醇，极易

挥发，用β原悦阅包合后进行喷雾干燥，得到稳定性极好的粉末，

回收率为 远愿豫，而不加入β原悦阅喷雾干燥得到的粉末，回收率

≤缘豫。

二、增加药物的溶解度

难溶性药物与β原环糊精混合可制成水溶性的包合物。如橙

皮苷在水中溶解度小，易产生沉淀，用β原悦阅制成包合物，可

防止产生沉淀。薄荷油、桉叶油的β原悦阅包合物，可使其溶解

度增加约 缘园倍。

三、液体药物粉末化

液体药物包合使成固态粉末，便于加工成其他剂型，例如片

剂、胶囊、散剂、栓剂等。红花油 原β原悦阅包合物呈粉末状；牡

荆油用β原悦阅包合，使其粉末化，易与复方中药物混匀。

四、减少刺激性，降低毒副作用，掩盖不适

气味

如 缘原氟尿嘧啶用β原环糊精制成分子胶囊，消化道吸收较

好，血中浓度维持时间长，刺激性小，基本上消除了食欲不振、

恶心呕吐等副反应。又如大蒜油包合物，则掩盖了大蒜的臭味。

五、调节释药速度

中药挥发油等与β原悦阅包合后，则包合物内药物释放是使

可控制的。如挥发油可用作吸入剂，同时倒入沸水中使之挥发，

唯在开始时往往挥发太快，吸入药量多，而随后挥发速度又迅速

降低。将樟脑、薄荷脑、按叶油与β原悦阅制成包合物，同时倒

·猿缘猿·

入沸水中，挥发性药物可以比较均匀地缓释出来。

六、提高药物的生物利用度

如双香豆素 原β原悦阅包合物，载衍射表明在包合物中双香豆

素的结晶衍射峰消失了，说明在包合物中双香豆素不是以结晶状

态存在。在 猿苑益责匀苑郾缘的介质中，等摩尔比的双香豆素 原β原悦阅在开始溶解 缘皂蚤灶后，其介质中浓度是单纯的双香豆素的 员猿倍；

猿园皂蚤灶时是 猿郾苑倍。员颐圆摩尔比的双香豆素 原β原悦阅包合物，在开

始溶解 缘皂蚤灶时，介质中双香豆素浓度是单纯的双香豆素的 员苑倍；猿园皂蚤灶是 源郾缘倍。制成了包合物增加了溶出速度，且增加β原环糊精摩尔比，包合物中的溶出速度与溶解度相应地增加。

家兔口服双香豆素 原β原悦阅包合物，血药浓度的峰值为口服

单纯的双香豆素的 员郾苑倍。园～ 源愿小时 粤哉悦（血药浓度 原时间曲

线下面积） 也是口服单纯双香豆素的 员郾苑倍。

第七节 常用的包合技术及实例

一、饱和溶液法

先将 悦阅与水加热制成饱和溶液，然后，①可溶性药物，可

直接加入 悦阅饱和水溶液中，搅拌或超声直到完全成为包合物为

止；②水难溶性药物，可将其先溶于少量有机溶媒中，再注入

悦阅饱和水溶液中，搅拌或超声直到完全形成包合物；③水难溶

性液体药物 （中草药挥发油），也可直接加入 悦阅饱和水溶液中，

经搅拌或超声得到包合物。所得到的包合物若为固体，则滤取，

水洗，再用少量适当的溶媒洗去残留药物，干燥。若包合物为水

溶性的，则将其浓缩而得到固体。

例 员 烈香杜鹃挥发油α原悦阅包合物取 愿郾缘早α原悦阅加 远缘皂造水使溶解，加入 园郾员早烈香杜鹃挥发油，振摇，即呈乳浊现象。

连续振摇 源澡，呈混悬状态。静置，则有细小白色颗粒沉降，抽

·源缘猿·

滤。分别用水、乙醚洗涤沉淀物，干燥，即得。

中草药烈香杜鹃挥发油具有止咳平喘作用。用α原悦阅包合

后，变液体为固体粉末状，便于加工成散剂、片剂等剂型；可掩

盖其强烈气味，避免其挥发性。工艺中先配于室温下 悦阅的饱合

溶液，加入挥发油振摇，可能是 悦阅包合挥发油后，溶解度下降

而析出 悦阅包合物。

例 圆 牡荆油β原悦阅包合物 源早β原悦阅，加 员园园皂造水，升温使

其溶 解，然 后 冷 至 室 温，加 入 荆 条 油 员皂造，超 声 （强 度 员缘）

员园皂蚤灶，取出置冰箱中放置 圆源澡，过滤，室温干燥。

荆条油具有镇咳、祛痰作用。制成包合物便于配伍加工成片

剂等剂型；避免其氧化和挥发。工艺中于室温下β原悦阅过饱和

溶液中加入荆条油，应用超声 （饱合溶液 原超声法） 和冷藏制得

包合物。

例 猿 冰片β原悦阅包合物 取β原悦阅源早溶于 员园园皂造（缘缘益）

水中，并保温。另取 园郾远远早冰片用 圆园皂造怨缘豫乙醇溶解，在搅拌下

缓慢滴加冰片溶液于β原悦阅溶液中，滴加完后继续搅拌 猿园皂蚤灶，

于冰箱冷放 圆源澡，抽滤，用蒸馏水洗涤，源园益干燥。

冰片具通诸窍，散郁火，消肿止痛之功，用于多种中成药配

伍。制成包合物主要是防止其挥发。冰片是具挥发性固体中药，

工艺中先用乙醇溶解，再滴入饱和 悦阅溶液 （保温） 中，搅拌

（饱合溶液 原搅拌法）、冷藏得包合物。以上 猿例为中草药成分的

包合物，再举几个化学药品的例子。

例 源 吲哚美辛β原悦阅包合物 取 员皂造β原悦阅饱和溶液，保

温 苑园益，于搅拌下加入 园郾缘皂造吲哚美辛的丙酮溶液，超声，冰箱

冷放，滤取沉淀，洗涤，孕圆韵缘（或 缘园益） 干燥。即得包合物 （克

分子比，β原悦阅颐吲哚美辛约 圆颐员）。

吲哚美辛为非甾体类消炎镇痛药。水溶度极低，制成包合物

可提高 猿郾猿倍，即便提高了生物利用度，还可降低引起溃疡的不

良反应。

例 缘 吡罗昔康β原悦阅包合物 取吡罗昔康 （孕蚤则燥曾蚤糟葬皂）

·缘缘猿·

员郾园早，β原悦阅怨郾圆早于 员园园园皂造三颈瓶中，加入 猿园园皂造蒸馏水，加热

至 远园益，搅拌，待β原悦阅溶解后，停止加热，继续搅拌 缘郾缘澡，

得微黄 色 混 悬 液，静 置 圆源澡，过 滤，沉 淀 物 干 燥，过 筛 即 得。

（主客克分子比 员颐员，含量约 圆猿豫）。

本品功效同吲哚美辛，制成包合物后其生物利用度和在水中

的溶解度约分别提高 苑园豫和 员园园豫。

例 远 Δ猿原四氢大麻酚 （栽匀悦）β原悦阅包合物 取 栽匀悦园郾源早溶于 愿皂造甲醇，滴加致 源郾猿豫β原悦阅过饱和溶液 源园园皂造中，不断

搅拌，离心分离沉淀物，干燥。（β原悦阅颐栽匀悦为 圆颐员）。

桑科大麻叶中的单体成分 栽匀悦具降血压、降眼压作用。制

成包合物可防止 栽匀悦受光照氧化，增加水溶液和膜穿透性，提

高生物利用度。

二、溶液 原搅拌法

在 悦阅的未饱和溶液中，加入药物 （溶液），不断搅拌，使

成包合物 （产生微晶），过滤，干燥，即得。本法应用 悦阅主要

是水中溶解度较大的γ原悦阅，当包合药物分子后，溶解度降低析

出结晶。而一法中以β原悦阅（水溶度低） 多见。

例 苑 睾丸素γ原悦阅包合物 取 员早睾丸素和 缘苑早γ原悦阅于

缘园园皂造水中，在 圆缘益下搅拌 苑凿，形成包合物沉淀，过滤，室温

干燥 圆源澡即得。（包合物含量 员园豫，γ原悦阅颐睾丸素克分子比为 圆颐员）。

睾丸素为雄性激素，制成包合物可直接压成片剂，其溶出速

度比以纤维素为赋形剂的片剂高一个数量级，有利于舌下给药，

可避免口服吸收后大部分 （缘辕远） 在肝脏被破坏而失效。本工艺

中的包合物溶解度为 源皂早辕皂造比γ原悦阅（圆猿郾圆皂早辕皂造） 低得多，故

易沉淀析出。

例 愿 丙酸氯倍米松γ原悦阅包合物 取丙酸氯倍米松 园郾苑早和γ原悦阅猿员郾员早，加入 猿园园皂造蒸馏水中，置 猿源益密闭烧瓶中搅拌

员园凿，包合物呈微晶粉末析出，过滤，室温干燥 （包合物克分子

·远缘猿·

比γ原悦阅颐丙酸氯倍米松为 圆颐员）。

丙酸氯倍米松为甾体激素类抗炎药，制成包合物，显著提高

从亲水性软膏基质中释放速度和透皮 （局部） 作用。

例 怨 安定γ原悦阅包合物 取γ原悦阅和安定适量，加水混

合，搅拌 苑凿，滤取包合物微晶，真空干燥 源愿澡。（包合物γ原悦阅与安定克分子比为 猿颐圆）。

安定具有镇静、抗惊厥作用，制成包合物减少安定结晶态，

增加溶解度和渗透作用，提高生物利用度，也有利于加工成片

剂、胶囊等剂型。

三、研磨法

将 悦阅与 圆～ 缘倍量水研匀，按一法加入药物 （溶液），充分

研磨至呈糊状物，干燥后用适量的溶酶洗净，再干燥得包合物。

例 员园 苯甲醛β原悦阅包合物 取β原悦阅员园园早蒸馏水 圆园园皂造，研磨后加苯甲醛 缘早充分研磨，低温干燥即得。

苯甲醛为抗癌药物，制成包合物主要是降低挥发性，防止氧

化，掩盖臭味。

四、冷冻干燥法

将药物和 悦阅混合于水中，搅拌使溶解或混悬，最后通过冷

冻干燥法去除溶媒 （水） 得粉末状包合物。如果其他方法制得包

合物为水溶性，在干燥条件下易于分解和变色，但又要求得到干

燥包合物，改用本法制备能得到理想的包合物。本法制得的包合

物与一般方法比较，溶解性好，易制成注射剂。

例 员员 吲哚美辛β原悦阅包合物 将吲哚美辛和β原悦阅共置

于定量的蒸馏水中，滴加氨溶液 （圆愿豫） 数滴，混匀制成澄明的

水溶液， 原猿园益冻结，真空 原源园益干燥，得淡黄色固体包合物粉

末。（含量 员员郾远豫）。

吲哚美辛具有较强的解热和抗风湿作用，但几乎不溶于水，

制成包合物能提高溶出速率近 员员倍，还有可能降低局部刺激的

·苑缘猿·

不良反应。

例 员圆 萘普生β原悦阅包合物 取萘普生 员早和β原悦阅缘早加入

圆园园皂造水中，置于烧瓶，在 圆缘益下搅拌 圆凿后，冷冻干燥得粉末

状包合物。

制备本品的效用同例 员员。包合物中萘普生溶解速率 苑愿豫（猿园皂蚤灶），而纯萘普生仅 圆苑豫。

五、中和法

先配成 悦阅和药物的碱性 （或酸性） 水溶液，再逐加酸 （或

碱） 便形成包合物沉淀析出，滤取，洗涤，干燥即得。

例 员猿 萘普生β原悦阅包合物 取萘普生 员早溶于 缘园皂造的

员皂燥造辕蕴氢氧化钠中，加入β原悦阅缘早，搅拌至溶液澄明，加入

员皂燥造辕蕴盐酸中和，剧烈搅拌，抽滤，以水反复洗涤，室温真空

干燥 源愿澡。

本品效用同例 员圆，但溶解性能比冷冻干燥法差。

六、其他方法

制备包合物的方法还有混合溶媒法、共沉法、揉合法等，分

别举例如下。

例 员源 丹皮酚β原悦阅包合物 取一定量的β原悦阅和丹皮酚

（员猿颐员宰辕宰），加与β原悦阅等量的 猿缘豫异丙醇溶液，全溶后放在

超声池中，猿园益，超声 员缘皂蚤灶，取出置冰箱冷藏，缘园益吹风干燥

猿澡，取出过筛，即得。

丹皮酚具降压和镇痛等作用，但易挥发，用混合溶媒法制成

包合物，即可减少挥发又可增加溶出速度，且比饱和溶液法收得

率高。

例 员缘 大黄素β原悦阅包合物 按 员颐缘（宰辕宰） 比例取大黄

素和β原悦阅，分别用少量丙酮和水溶解，于搅拌下 （室温） 混

合，继续搅拌 愿澡后，于冰箱放置 员凿，过滤，干燥即得。

大黄素具抗菌和抑肿瘤作用，用共沉淀法制成包合物可提高

·愿缘猿·

其水溶度。

例 员远 灰黄霉素γ原悦阅包合物 将灰黄霉素和药物 （员颐员）

与氯仿、丙酮、乙醇、水 （按 员颐员颐员比例） 组成混合溶媒一起揉

合而得包合物。

灰黄霉素是抗浅表真菌感染的抗生素，其水溶度极低，用揉

合法制成包合物溶解度比纯品提高 源郾缘倍。

第八节 包合物的验证

环糊精与客分子药物通过包合技术是否已形成包合物？可根

据药物性质选用下述方法验证是否已形成包合物的物相，制成的

包合物质量还可以通过一些试验评定。

一、显微镜法和电镜扫描

用显微镜观察含药的包合物与不含药的包合物形状不同，是

晶格排列发生变化所致。

近代还可用电镜扫描检查，如 燥曾葬扎藻责葬皂（燥曾葬扎，奥沙西泮）

与β原悦再阅（员颐员） 形成的包合物，通过 燥曾葬扎原β原悦再阅系统的显

微镜照相可区别其物理混合物是 燥曾葬扎和β原悦再阅的板状结晶存

在。搓捏法 （运灶藻葬凿藻凿） 生成物可观察搓捏工艺的影响，外观显

示原料颗粒显著减小，微粒聚结成块状，员颐员的比例捏合物更均

匀，两种化合物结晶之间已不易区别，但仍是混合体。用喷雾干

燥的制得的系统，非常小的颗粒并有强的聚结趋向，显示喷雾制

备的系统有明显的不同，像片表明非结晶性和系统的均匀性，与

各系统的 载原射线衍射研究很好的符合。搓捏法形成是两种结晶

混合体。喷雾干燥后，两种化合物已包合形成新相。

二、相溶解度法

相溶解度法可确定包合物的形成，也是评价包合物溶解性能

常用的方法。因难溶性药物包合后溶解度增大，通过测定药物在

·怨缘猿·

不同浓度的环糊精溶液中的溶解度，绘制溶解度曲线。即以药物

浓度为纵坐标，环糊精浓度为横坐标作相溶度图，可从曲线判断

包合物是否形成，并获得包合物的溶解度，计算其稳定常数 运。

例如 燥曾葬扎溶解度 （员园皂早） 精确称取过量药物于 缘园皂造锥形瓶

中，加入含有各种浓度的β原悦再阅（园郾园园圆～ 园郾园员源皂燥造辕造） 水溶液

员园皂造，密闭振摇 员周 （圆园益），在达到完全平衡时，用注射器取

样，通过 员郾圆μ皂孔径的微孔滤膜吸取滤液，适当稀释，取部分

滤液用分光光度计于波长 圆猿园灶皂处测定，微量的β原悦再阅不干扰

分析。将测得的数据，绘制相溶解度曲线，并可用开始直线部分

方程

运糟越杂辕［悦泽（员原泽）］ 计算表观稳定性常数

图 愿原苑 生姜挥发油及其

包合物薄层色谱图

员援生姜挥发油石油醚溶液

圆援生姜挥发油 原β原悦再阅乙醇溶液

猿援生姜挥发油 原β原悦再阅石油醚溶液

三、薄层色谱法

薄层色谱法 （栽蕴悦） 应选择合适的溶剂系统，展开药物，包

合物的斑点，观察色谱展开后的斑点位置，在同样的条件下，包

合物不会有展开斑点。

例 员 生姜挥发油 原β原悦再阅包合物的薄层色谱检测，张远杏

等由生姜中提取生姜挥发油，制

成包合物，用 栽蕴悦法验证。硅胶

郧云圆缘源原园郾缘豫杂悦酝悦（员颐猿） 薄板。

展开剂：石油醚 颐氯仿 颐乙酸

乙酯 （员园颐园郾缘颐员郾缘）。

显色剂：员豫香草醛浓硫酸溶

液。

样品：①生姜挥发油石油醚

溶液；②生姜挥发油 原β原悦再阅包

合物乙醇溶液③生姜挥发油 原β原悦再阅包合物石油醚溶液。结果见

图 愿原苑。

·园远猿·

由色谱图谱说明①、②展开的斑点相同，说明包合物中的生

姜挥发油与纯生姜挥发油一致，成分未见变化，③同样溶剂的生

姜挥发油 原β原悦再阅包合物展开后，没有展开斑点，说明生姜挥

发油已与β原悦再阅形成包合物，没有游离的生姜挥发油。

例 圆援陈皮挥发油 原β原环糊精包合物的 栽蕴悦。样品制备：

取适量陈皮挥发油 原β原悦再阅包合物，按中国药典 （怨缘版）

方法提取陈皮挥发油，用适量乙醚溶解，配成 缘豫乙醚溶液为样

品 葬，另用适量陈皮提取陈皮挥发油，配成 缘豫。

陈皮挥发油乙醚溶液，做对照品 遭。

薄层色谱法：样品 葬、遭分别点于同一硅胶 郧原悦酝悦板上，

展开剂：正己烷 颐氯仿 越源园颐员，展距 员缘糟皂，缘豫香荚篮醛 原浓硫

酸液为显色剂，喷雾显色，结果：包合前后的陈皮挥发油中主成

分无差异，陈皮挥发油与β原悦再阅形成了包合物，两者的 砸枣值分

别为 园郾远员及 园郾远园。

同样原理可用薄层扫描法，通过扫描图鉴定包合物是否形

成。

四、紫外可见分光光度法

主要是从紫外可见吸收曲线与吸收峰的位置和高度来判断。

生姜挥发油 原β原悦再阅包合物研究中的紫外扫描图谱、扫描

范围：圆园园～ 源园园灶皂；溶剂：蒸馏水，样品①生姜挥发油，②β原悦再阅，③生姜挥发油 原β原悦再阅包合物，④生姜挥发油 原β原悦再阅混合物。扫描结果见图 愿原愿，可由四者的峰、峰位的变化、生

姜挥发油已与β原悦再阅形成包合物。纯生姜挥发油的紫外吸收峰

在生姜挥发油 原β原悦再阅中已消失。

五、荧光光谱法

荧光光谱法是比较药物与包合物的荧光光谱，从曲线与吸收

峰的位置和高度来判断包合物是否形成。

·员远猿·

图 愿原愿 生姜挥发油及其包合物紫外扫描图谱

·圆远猿·

六、圆二色谱法

平面偏振光通过光学活性物质时，除了圆偏振光发生旋转

外，还有偏振光被吸收的现象，导致左右旋转圆偏振光的能量不

同，振幅也不同，这种现象称为圆二色性。由于左右旋转圆偏振

光的振幅不同，合成后沿椭圆轨迹运动，成为椭圆偏振光。若在

不同波长 （λ） 测定圆二色性物质的旋光度 （α） 或椭圆率 （θ），

并以旋光度或椭圆率为纵座标，波长为横座标作图，若得具有峰

尖和峰谷的曲线，称 悦燥贼贼燥灶效应，曲线称为 悦燥贼贼燥灶效应曲线，即

圆二色谱，从曲线形状可判断包合与否。

七、红外分光光度法

是比较药物包合前后在红外区吸收的特征，根据吸收峰的变

化情况，如果吸收峰降低，位移或消失，说明药物与环糊精产生

了包合作用，并有助于确定包合物的结构。主要应用于含羰基药

物的包合物检测。

八、热分析法

差示热分析法 （阅栽粤） 和差示扫描量热法 （阅杂悦） 是鉴定药

物和环糊精是否发生包合作用常用的方法。

差示热分析是在程序控制温度下，测量试样与参比物之温差

随温度而变化的一种技术，试样发生某些物理或化学变化时，将

放热或吸热，使试样温度暂时升高或降低，阅栽粤曲线上便产生放

热峰或吸热峰，测定客分子药物、环糊精、包合物、混合物各自

的 阅栽粤曲线，由 阅栽粤曲线上的吸收峰及温差的变化可显示包合

物是否形成。例陈皮挥发油 原β原悦再阅包合物的验证见图 愿原怨。

从图 愿原怨说明：β原悦再阅颐陈皮挥发油配比为 员颐员，圆颐员，

源颐员，远颐员及 愿颐员形 成 的 包 合 物，均 具 有 一 个 峰，峰 温 均 在

猿员苑益，若主客体配比为 源颐员，愿颐员的混合物，则均具有两个峰，

即 员园苑益与 猿员苑益，因此包合物与混合物具有极明显的区别。证

·猿远猿·

明包合物的形成。结合其它收得率 怨圆郾远豫含油率 愿源豫。油利用

率 怨圆豫。判定两者最佳比例为 员颐愿（皂造颐早）。

差示扫描量热法指在程序控制温度下，测量输入到参比物和

样品的能量随温度变化的一种分析方法。比 阅栽粤反应灵敏，重

现性好，分辨率高而较准确。

图 愿原怨 差示热分析曲线 （阅栽粤）

员援员颐员包合物 圆援圆颐员包合物 猿援源颐员包合物

源援源颐员混合物 缘援远颐员包合物 远援愿颐员包合物

苑援愿颐员混合物 愿援β原悦再阅 怨援陈皮挥发油

九、载原射线衍射法

载原射线衍射法是一种鉴定晶体化合物的常用技术，各晶体

物质在相同的角度处具有不同的晶面间距，从而显示不同的衍射

峰。吲哚美辛 原β环糊精包合物的物相鉴定，测试条件为 悦怎原运葬辐射、高压 源园噪灾、管流 怨皂粤，样品吲哚美辛原药、β原悦再阅、混

·源远猿·

合物及包合物。测试结果见图 愿原员园。

图 愿原员园 包合物及其各组分的 载射线衍射图

员援吲哚美辛原粉 圆援β原悦再阅 猿援混合物 源援包合物

由图 愿原员园所示混合物显示了吲哚美辛原粉和β原悦再阅衍射

叠加，表明混合物为两者机械混合，而包合物完全是新的衍射图

形，判定它不同于吲哚美辛与β原悦再阅晶体结构、该包合物已形

成新的衍射图形，证明包合物形成。

十、核磁共振法

核磁共振法 （晕酝砸） 可从核磁共振谱上碳原子的化学位移大

小，推断包合物形成，可根据药物的化学结构有选择性地采用，

一般对含有芳香环的药物，可采用员匀晕酝砸技术而对于不含有芳

香环的药物可采用员猿悦晕酝砸技术。

·缘远猿·

第九章 微丸成型技术

第一节 概 述

微丸是指由药物和辅料组成直径小于 圆郾缘皂皂的圆球状实体。

可根据不同需要制成快速、慢速或控释药物的微丸，一般填充于

硬胶囊中、袋装或制成片剂后服用。

具有微丸基本特征的中药制剂是用匾滚丸法制备的水泛丸，

水泛丸的制备工艺流程为原料的准备，起模，成型，盖面、干

燥，选丸等，水丸制备操作较繁难，对其成品主药含量及溶散时

限较难控制，操作过程中易引起微生物污染等。随着微丸在缓释

制剂方面应用越来越多，其制备技术也得到很大的发展。生产工

艺从最早的手工制作，发展到半机械化，以至现在进入到全自动

化制备阶段。

第二节 微丸的种类和特点

一、微丸种类

微丸的种类主要包括：速释微丸，缓释或延释微丸。其中缓

释或延释微丸包括：骨架型、肠溶衣型和不溶衣型微丸。

（员） 速释微丸 药物与一般制剂辅料 （如微晶纤维素、淀

粉、蔗糖等） 制成的具有较快释药速度的微丸，一般情况下，

猿园皂蚤灶溶出度不得少于 苑园豫，微丸处方中常加入一定量的崩解剂

或表面活性剂，以保证微丸的快速崩解和药物溶出。

（圆） 骨架型缓释微丸 药物加脂肪或蜡类物质和其他难溶基

质制成的具有缓释性能的微丸，通常无孔隙或极少孔隙，在胃肠

·远远猿·

道释放药物过程是：外层表面融蚀或磨蚀 原分散 原溶出。其释药

方式通常符合 匀蚤早怎糟澡蚤方程。

（猿） 肠溶衣型微丸 含药速释微丸用肠溶性高分子材料 （如

丙烯酸Ⅱ树脂等） 包衣制成的在胃中不溶或不释药的微丸。较适

合于对胃具有刺激性的药物 （如阿司匹林） 和在胃中不稳定药物

（如红霉素等） 微丸制剂的制备。

（源） 不溶衣型微丸 药物普通微丸经包裹水不溶性高分子薄

膜后制成的缓释或控释微丸，包衣膜中常加入一定量的水溶性物

质，称致孔剂，其作用是：当衣膜与胃肠道液体接触后，广泛分

布在衣膜中的致孔剂便溶于水，在膜中形成无数微孔，水由微孔

渗入丸芯，使药物溶解后，通过微孔慢慢扩散至体液中。其释药

方式通常符合零级或一级动力学方程。

二、微丸特点

（员） 外形美观，流动性好。填装胶囊时，无需加入助流剂，

比粉末、颗粒填装胶囊的重量差异小，较适合于复方制剂的制

备，且可避免复方成分在制备过程中的相互作用。

（圆） 含药量大。微丸在制备过程中，由于外力的作用，使其

内部较坚实，在填装胶囊时比粉末或颗粒有较大装量；此外，根

据制丸工艺，某些药物在微丸中的含量可达 愿园豫以上，因此，

单个胶囊的最大剂量可达 远园园皂早。

（猿） 易制成缓释、控制制剂。采用不同释药速率的多种小丸

混合，可方便地调节药物的理想释药速度，加入适量速释微丸，

可避免一般缓释、控释制剂体内吸收时滞问题。

（源） 释药稳定。当微丸粒径一定时，具有较固定的表面积，

且球体具有较好的抗压效果，在胃肠道蠕动挤压中不易破碎，释

药面积较颗粒、片剂恒定，从而具有较稳定的释药速率。

（缘） 生物利用度较高。实验表明一般片剂在胃内的滞留时间

通常为 圆～ 源澡，而微丸则为 源～ 远澡，对在胃中、十二指肠上部有

吸收区域的药物，微丸制剂比片剂具有较高的吸收百分率，生物

·苑远猿·

利用度亦高。

（远） 局部刺激性小。微丸比片剂在体内的分布面积大，对同

等释药量而言，片剂易造成局部药物浓度过大，产生局部刺激反

应，微丸则以单位小丸广泛地分布在胃肠道中释放药物，有效地

避免了局部药物浓度过大，降低了药物的刺激性。

第三节 微丸的辅料

一、微丸稀释剂

用以增加丸剂的重量与体积，以利于丸剂成型和分剂量的辅

料，称填充剂又称稀释剂。以下为常用的填充剂：

（员） 淀粉为丸剂最常用的辅料，主要为玉米淀粉和马铃薯淀

粉，前者杂质少、色泽好、吸湿性小、产量大、价格低，故被广

泛应用。淀粉属多糖类，为白色细微粉末，不溶于水和乙醇，在

空气中稳定，与大多数药物不发生反应，吸湿而不潮解，遇水膨

胀。但淀粉的可压性差，不宜单独使用，常与适量糖粉或糊精等

合用以增加其黏合性和丸剂的硬度。

（圆） 预胶化淀粉又称可压性淀粉，为白色干燥粉末，无臭无

味，性质稳定，不溶于有机溶剂，在冷水中有部分可溶性（约溶

圆园豫），吸湿性、配伍性等与淀粉相似。相当于国外商品 杂贼葬则糟澡员缘园园。本品具有良好的流动性、可压性和自身润滑性，制成的丸

剂的硬度、崩解性都较好，释药速度快，有利于提高生物利用

度，为丸剂良好的填充剂。

（猿） 糊精为淀粉部分水解的产物，白色或微黄色粉末，微溶

于水，能溶于沸水中成黏胶状溶液，不溶于醇和醚。

（源） 糖粉 由结晶性蔗糖经低温干燥、粉碎而成的白色粉

末，特点为：黏合力强，可增加丸剂的硬度，使丸剂表面光洁美

观而不影响崩解度。但糖粉吸湿性较强，长期贮存，硬度过大，

故其应用受到一定的限制，一般不单独使用。

·愿远猿·

（缘） 乳糖 乳糖为白色结晶或粉末，无臭，带甜味，易溶于

水，难溶于醇，性质稳定，无吸湿性，制成的丸剂光洁美观，释

放药物快，对药物含量测定影响很小，是一种优良的丸剂填充

剂。用喷雾干燥法制得的乳糖粒子接近于球形，有良好的流动性

和可压性。国内因产量较少，价格较贵，故应用不广泛，常用淀

粉、糊精和糖粉的混合物 （一般比例为 苑颐员颐员） 代替。

（远） 甘露醇 本品为白色或无色结晶性粉末，无吸湿性，干

燥快，化学性质稳定，易溶于水，可溶于甘油，微溶于乙醇。适

于作咀嚼片的填充剂，所制片剂表面光滑美观，味佳，无砂砾

感，甜度相当于蔗糖的 苑园豫左右，因溶解时吸热，故在口腔中

溶化有清凉感，但流动性较差且价格较贵，常与蔗糖配合应用。

（苑） 微晶纤维素 （酝蚤糟则燥糟则赠泽贼葬造造蚤灶藻悦藻造造怎造燥泽藻，酝悦悦） 为白色或

类白色、无臭、无味的细微结晶性粉末，不溶于水、稀酸和一般

有机溶剂，在稀碱中部分溶解并溶胀。具有良好的流动性、可压

性和较强的结合力。除作为填充剂外还兼有润滑、助流、崩解和

黏合作用。

（愿） 硫酸钙 本品为白色或微黄色、无臭、无味细粉，微溶

于水，溶于酸，呈中性，化学性质稳定，防潮性能好，与多种药

物配伍不起变化，制成的丸剂外观光洁，硬度和崩解度均好，常

用作丸剂的稀释剂和挥发油的吸收剂。本品通常含有两分子结晶

水，在升温条件下会逐渐失水，若失去一个以上结晶水分子时，

遇水会出现不同程度的固化现象，在使用时应控制湿颗粒的干燥

温度，以不超过 苑园益为宜。

二、微丸黏合剂

（员） 润湿剂

系指可使物料润湿以产生足够强度的黏性以利于制成颗粒的

液体。润湿剂本身无黏性或黏性不强，但可润湿物料并诱发物料

本身的黏性，使之能聚结成软材并制成颗粒。在微丸生产中常用

的润湿剂主要有：

·怨远猿·

①蒸馏水 水本身无黏性，当物料中含有遇水能产生黏性的

成分时，用蒸馏水润湿即可诱发其黏性而制成适宜的颗粒。但用

水作润湿剂时，干燥温度较高，故不耐热、遇水易变质或易溶于

水的药物不宜采用。另外，由于水易被物料迅速吸收，难以混合

均匀，往往采用低浓度的淀粉浆或不同浓度的乙醇代替。

②乙醇 凡药物本身具有黏性，但遇水能引起变质或润湿后

黏性过强以致制粒困难，或制成的颗粒干后变硬，微丸不易崩解

等现象时，可选用适宜浓度的乙醇作润湿剂。乙醇的浓度视药物

的性质和环境温度而定，一般为 猿园豫～ 苑园豫或更浓。

（圆） 黏合剂

指能使无黏性或黏性较小的物料聚集粘结成型的具黏性的固

体粉末或黏稠液体。常用黏合剂如下：

①羟丙甲纤维素 （匀孕酝悦） 为白色粉末，无臭无味，对热、

光、湿均有相当的稳定性，能溶于水及部分极性有机溶剂，在水

中能溶胀形成黏性溶液。作为黏合剂，其特点是崩解迅速，溶出

速率快，常用浓度为 圆豫～ 缘豫。

②聚维酮 （孕灾孕） 本品为白色或乳白色粉末，微有特臭，

化学性质稳定，能溶于水和乙醇成为黏稠胶状液体，作为良好的

黏合剂，其水溶液、醇溶液或固体粉末都可应用。孕灾孕干粉还可

用作直接压片的干燥黏合剂。其 猿豫 ～ 员缘豫的乙醇溶液常用于对

水敏感的药物制粒，制成的颗粒可压性好。

③淀粉浆 俗称淀粉糊，为常用的黏合剂和润湿剂之一。适

合作对湿热较稳定的药物的黏合剂，一般浓度为 缘豫 ～ 猿园豫，

员园豫为最常用。一般不影响微丸的崩解和药物的溶出，且价廉易

得。淀粉浆的 制 法 有 两 种。一 是 冲 浆 法，系 将 淀 粉 先 加 少 量

（员～ 员郾缘倍） 冷水，搅匀，再冲入全量的沸水，不断搅拌至成半

透明糊状。此法操作方便，适于大量生产。二是煮浆法，向淀粉

中徐徐加入全量冷水搅匀后加热并不断搅拌至糊状即得。此法不

宜用直火加热，以免底部焦化混入黑点影响丸剂外观。煮浆法在

生产中已少用。

·园苑猿·

④糖粉与糖浆 糖粉为干燥黏合剂，糖浆则为溶液性黏合

剂，常用浓度为 员园豫～ 苑园豫 （早辕早），黏合力都很强，适用于纤维

性及质地疏松、弹性较强的植物性药物，对质地疏松和易失结晶

水的化学药物亦可应用。强酸或强碱性药物能引起蔗糖的转化而

产生引湿性，故不宜采用。

⑤胶浆 常用 员园豫 ～ 圆园豫的明胶溶液和 员园豫 ～ 圆缘豫的阿拉

伯胶溶液等。胶浆黏性强，制成的微丸硬度较大，适用于容易松

散及不能用淀粉浆制粒的药物。

⑥其 它 纤 维 素 衍 生 物 除 上 述 匀孕酝悦外，甲 基 纤 维 素

（酝悦）、羧甲基纤维素钠 （悦酝悦原晕葬） 等均可用作片剂的黏合剂。

酝悦、悦酝悦原晕葬可溶于水，成为黏稠性较强的胶浆。乙基纤维素

（耘悦） 溶于乙醇中，主要作缓释制剂的黏合剂，常用的浓度为

圆豫～ 员园豫。

第四节 微丸成型的方式

微丸与颗粒不同，不但外观圆整致密，而且具有较高的机械

强度，而微丸强度的维持则与微丸化过程中的结合力有密切的关

系。结合力即是使粉末或细粉结合成微丸的力，这种结合力既包

括成丸过程如滚动、揉捏、旋转、挤压等机械作用力，也包括成

丸过程中黏和剂或润湿剂等成分产生的液体界面力、毛细管力以

及粒子与粒子之间的黏附力及内聚力等。微丸成型的方式目前概

括起来有几种。

一、旋转式制丸

旋转式制丸是研究最多和最充分的一种制丸过程，亦是最早

机械制丸工艺，其主要设备是旋转式金属容器，容器的形状有鼓

形、盆形、碟形等。此工艺不仅能实现微丸的工业化生产，而且

为研究微丸成型机理提供了大量的实践依据。

旋转式制丸技术第一阶段包括原粉粒子的随机碰撞形成较大

·员苑猿·

粒子 （成核） 和随后的聚结过程，最终形成较好的丸核，丸核的

大小取决于原粉粒子的大小、水分、黏合剂溶液的黏度、基质的

湿度、滚动和干燥速度以及其它影响丸核形成速度和程度的各种

因素。成核过程之后即是聚结，在大粒子相互碰撞过程中，一些

粒子被撞碎并且聚结在另一些粒子表面，因此，在第一阶段的聚

结过程决定了丸核的大小。在第二阶段即层积过程中，由于粒子

磨损或碰撞产生的细粉被丸核黏附，同时由于丸核以一定速度随

着容器旋转及丸核间相互磨擦，丸核表面的棱角逐个被消除而形

成球状丸芯。为了避免过多地产生不能被黏附的细粉，必须降低

旋转速度，但这样也就降底了微丸的成长速度。因此，层结过程

成为微丸成长的主要过程，此时粒子中的水含量对细粉的黏附起

决定性作用，很明显，旋转式制丸技术的主要形成机理是成核、

聚结和层结过程 （图 怨原员）。

图 怨原员 微丸平均粒径 原时间曲线

在旋转式制丸过程中，滚动对原粉粒子形成丸核和丸核间的

重新分配以及形成较硬的微丸均起重要作用。微丸的硬度与黏合

剂溶液的表面张力有直接的关系，因为溶解在溶液中的物质能增

加其表面张力，一旦干燥后，能形成固体桥，由于丸核形成的随

机性，旋转式制丸技术生产的微丸粒径大小分布区域较宽，也容

·圆苑猿·

易形成不规则形状。

二、层积式制丸

层积式制丸指的是药物以溶液、混悬液或干燥粉末的形式沉

积在预制成形的丸核表面的过程，沉积物可能是结晶、颗粒或丸

核。有两种工艺技术：一种是药物从溶液、混悬液中连续层积在

丸核上的液相层积法，另一种是干燥粉末层积在丸核上的粉末层

积法。层积式制丸工艺条件将在本章第三节详细讨论。虽然通常

用于溶液、混悬液层积式制丸的处方成分与粉末层积式制丸基本

相似，但两种工艺的微丸成型机理不完全相同。

（员） 液相层积法 在溶液、混悬液层积制丸工艺中，药物粉

粒溶解或混悬于某种溶剂中，液相处方中可以加入黏合剂，也可

以不加。一旦将处方液体喷雾，由于液体的表面张力，雾滴在丸

核表面铺展，随后溶剂挥发，形成沉积层，雾滴的铺展性取决于

溶剂的性质、固体物料的润湿性以及雾滴的动力学性质，随着液

体的蒸发，溶解物结晶析出，最初是悬浮在雾滴溶液中，由于毛

细管力作用及表面张力作用，结晶相互聚集，最后在粒子间形成

固体桥，固体桥强度取决于黏合剂、附加剂及药物的性质。在溶

液层积过程中由于药物和结合剂完全混合，以及药物结晶化的作

用，通常所需黏合剂浓度较低，而在混悬液层积过程中，由于粒

子溶解度小，相互粘和力差，在大多数情况下，固体桥是由固化

型黏合剂形成的，因此，需要较高浓度的黏合剂。重复操作以上

喷雾和干燥过程，球形丸核不断生长，控制喷雾速度、雾滴大

小、干燥速度和液体浓度等条件，即能制得预期大小的微丸。在

层积式制丸全过程中，当磨损或喷雾干燥速度和液体浓度等工艺

条件不完全适合所用处方，或黏合剂类型或浓度不够理想时，会

产生细粉，其结果是微丸生长明显减慢或不长大，甚至能使已成

形微丸磨损或破碎。然而，若丸核表面有足够的水分，细粉即黏

附到丸核上，层积过程将继续进行，直至得到适合的微丸。

（圆） 粉末层积法 在粉末层积式制丸中，一般是把黏合剂溶

·猿苑猿·

液喷到丸核上，随后加入药物或赋形剂粉末，潮湿的丸核在旋转

容器中利用液体毛细管力黏附粉末粒子，形成细粉层。随着黏合

液的喷入，更多的粉末黏附在丸核上，直至制得适宜大小的微

丸。在同时进行的干燥过程中，随着部分溶剂的蒸发，黏合剂和

其他溶解成分析出，“液桥” 部分被 “固体桥” 取代，如果大量

的药物溶于黏合剂中，则对形成固体桥有帮助。该法与传统的泛

丸制法有很大的类似。必须强调的是，制丸过程中加入或摩擦产

生的细粉不一定完全被丸核黏附，当喷入黏合剂溶液时，那些细

粉可能吸收水分而相互聚集成假核，即与正常核的大小及含药量

不同，而增加了体系中的丸核数量。在随后的相同操作中，细粉

也会层积在那些新形成的假核上，从而导致形成微丸含量不均

匀，大小不一。这是粉末层积式制丸技术中存在的一个重要问

题，值得注意。

三、压缩式制丸

压缩式制丸是指用机械力把药物及赋形剂压制成一定大小微

丸过程。可分成加压式制丸和挤压式制丸两类工艺。

（员） 加压式制丸 在加压式制丸技术中，第一步是原粉的预

处理，可压性较好的粉末可直接加入干黏合剂，否则需采用湿法

制粒后干燥，其目的是增加可压性。在高压下，粉末的弹性和塑

性形成新的平衡，粉末被紧密地挤压在一起，由于粒子间距离足

够近，小范围的作用力 （如范德华力，静电力以及吸附双电层）

就变的有效，易碎的粒子可能被压碎和形成机械连锁，在进一步

的高压下，颗粒体积缩小到密度接近处方成分的真密度。如果处

方粒子中的成分能形成低共熔物，则对微丸形成有利，在压缩接

触点上产生的热能使低共熔物熔化，冷却后，熔化物即固化，形

成高强度的固体桥，物料中包裹的水分，通过毛细管力对粒子黏

结亦有一定作用。该工艺与普通压片工艺相似，仅存在模具形

状、大小的差异。

（圆） 挤压式制丸 该技术包括三个单元操作：首先是用黏合

·源苑猿·

液把干粉制成湿颗粒，这一过程主要是依靠毛细管作用力以及液

桥作用。粒子的硬度取决于黏合液浓度，随之是把湿颗粒移入挤

压机械中挤压成高密度的条状物。这些条状物的黏合力主要来源

于毛细管力、失水后形成固体桥、机械连锁以及一定程度的分子

间作用力。这些条状物最后在离心式球形化机械中打碎成颗粒并

搓圆，制成微丸。在球形化过程期间，微丸内部水分被压至外

层，在微丸表面产生黏性，这种黏性粒子在球形化设备的旋转滚

动作用下，形成圆形微丸，随着液体慢慢的挥发，溶解物在微丸

内部及表面析出结晶，形成固体桥，表面结晶就形成微丸外壳，

以减少水分的进一步丢失，保留一定的水分在微丸内，被包裹的

水分虽少，但对微丸的硬度有显著的作用，否则，在干燥过程

中，缺乏机械强度的多孔微丸可能会松散。

四、球形化制丸

球形化制丸技术是将热熔物、溶液或混悬液喷雾形成球形颗

粒或微丸过程。物化液体在其他制丸技术中 （如液相层积法） 中

也被采用，但仅仅是用于微丸成长过程。在球形化制丸技术中，

通过蒸发或冷却作用，雾化过程能直接从热熔物、溶液和混悬液

得到球形颗粒。液体被雾化后，产生很大的表面积，这就进一步

增加了雾滴的干燥和冷却效果。

在喷雾干燥期间，由于热气流和液体的蒸发作用，雾滴相互

碰撞，发生热和物的转移。蒸发作用与体系中湿度、温度及雾滴

周围空气流动性有关，当溶剂蒸发至雾滴表面呈饱合状态时，开

始生成固体粒子，这些粒子最初在毛细管力作用下聚集在一起，

以后逐渐被固体桥黏结在一起，最后在雾滴表面形成多孔外层或

外壳，外壳厚度随着蒸发和溶解物从外向内不断结晶而增厚。溶

解物可能是药物、黏合剂或其他辅料，逐渐增厚的外壳将阻止水

分向外迁移，由于溶剂蒸气的迁移速度减慢，在雾滴内产生高蒸

气压。如果外壳具有一的弹性和强度则会膨胀，以使内部蒸气通

过外壳小孔而释放，雾滴最后变成中空微丸；若外壳较脆或无

·缘苑猿·

孔，则不能膨胀，而是破裂成碎片。

在热熔物的喷雾聚结过程中，雾滴须被冷却至基质熔点以

下，在这一过程中处方中成分应有确定的熔点或较小的熔距，这

对于粒子迅速成球形化聚集在一起十分必要。在大多数热熔物喷

雾聚结过程中，由于无溶剂蒸发，故一般形成硬度较大的无孔粒

子。在理想工艺条件下，摩擦力引起的磨损对喷雾聚集微丸形成

的影响可以忽略不计。太高的喷雾聚结温度使微丸变形和部分结

块，温度太低则微丸不成球形。

第五节 微丸制备设备和实例

一、包衣锅制备微丸

普通包衣锅广泛用于制备微丸的原因：除了价格比新型制丸

设备便宜外，对药物层积制丸和微丸包衣有较强的实用性。一般

制备工艺通常采用以下一种或多种操作过程进行：加入干燥药粉

至空白丸种上 （如小糖球） 制丸 （层积过程）；用干燥药物颗粒

或结晶作为起始丸种制备微丸 （层积过程）；加入含药溶液或混

悬液至空白丸种上制丸 （层积过程）；在普通微丸表面包上一层

控释层 （微丸包衣）。

但普通包衣制备微丸也存在劳动强度大，生产周期长，得率

低等不足。最大缺陷是缺乏生产过程控制系统，成品质量稳定性

难以控制。

（员） 普通包衣锅

①包衣锅

包衣锅有多种形状，主要有梨形，六边形，三角形，圆形，

椭圆形，环形等。大小也不等，直径范围从 员缘郾圆源～ 圆圆愿郾远糟皂，在

实验室里甚至有直径更小的实验用包衣锅。影响包衣锅中药物混

合效果的主要因素为：包衣锅形状、大小、与水平的角度 （即倾

斜度）、转速以及一次投料量。微丸在锅中随旋转运动上升至最

·远苑猿·

高点时以瀑布状运动，中心部位运动最激烈。锅中前后部都会形

成死角，常常可以看到周边有大丸运动。椭圆形锅的死角范围比

圆柱形锅要小，源缘毅倾斜角比 圆缘毅倾斜角的运动死角要大。

由于大多数锅的内表面较光滑，圆形粒子在其表面上不是滚

动，而是处于滑动状态。为了提高粒子的滚动性和促进均匀混

合，必须预处理锅面，一般喷涂一定量包衣液在锅面上，并加少

量处方成分的细粉，使锅面变得较粗糙，如果仍达不到理想的滚

动要求，可在锅面上黏附合适的挡板材料 （如胶布等）。

②供气排气系统

普通包衣锅通常有热风及排气管道。由于所有的空气管道都

安装在锅口前部，故空气流效能很差，在许多微丸包衣过程中，

用热空气促进溶剂的蒸发，在二次喷雾间歇中，才送入热空气，

以加快微丸干燥，缩短制丸时间，供气管应当置于瀑布床 （糟葬泽鄄糟葬凿蚤灶早遭藻凿） 底部，这样，有利于微丸的干燥和运动，连续制丸

工艺中如果溶液加入速度和粉末加入速度能使锅内湿度保持平

衡，则不需要热空气，不使用热空气的好处是在药物层积过程产

生的细粉较少。

另一方面，合适的排气系统是必不可少的。该系统必须保证

尘埃和挥发溶剂的排出速度，排气管应当安装在锅上部三分之一

高处。气流排出速度直接影响到锅内的温度和湿度，对微丸表面

形态可能也有影响，喷雾速度及粉末加入速度，亦影响到微丸的

溶出度，若速度过快，微丸在锅中的挤压时间较短，微丸的硬度

下降，溶出度上升。因此，排气速度必须固定在一个适合的水

平，否则会影响到成品的质量。一般而言，排出速度应当至少是

干燥热空气流速的 圆倍，如果几只锅共用一个排气总管道，那么

每只锅的空气流速必须标准化。

排气系统可以是简单的一根软管伸入锅中，或如图 怨原圆所

示。通过排气管排出的废气，通常需经过一种尘埃收集装置后，

才排放到室外，如果考虑到环境保护及回收溶剂，则还需要通过

溶剂回收系统。

·苑苑猿·

图 怨原圆 普通包衣锅排气系统装置

若需改善普通包衣锅中的空气交换情况，可采用埋藏式管

道，这种装置是将进风口埋藏在丸床中，喷雾枪插入进风管道

中，这样包衣液就象喷入一个空气袋中，而废气则从锅顶部排

出。该装置见图 怨原猿。

①喷雾系统

溶液和混悬喷液雾系统可分成空气压缩式 （空压式） 和液体

压缩式 （液压式） 二种。空压式系统是借助于加入到喷枪内的高

速空气流，使通过喷嘴的液体雾化，其压力一般在 员园～ 员园园磅 辕英寸圆；液压式系统是直接加压液体 （圆缘园～ 猿园园磅 辕英寸圆） 通过

喷嘴而实现雾化。在以上二种系统中，喷嘴形状，大小和系统压

力决定喷雾面和雾滴大小。空压式系统常用于实验室研究，在低

喷雾速度时较精确；液压式系统因其喷雾面较稳定，易于控制，

·愿苑猿·

且雾滴不暴露在高速空气中，很少形成喷雾干燥现象，普通用于

大生产。

图 怨原猿 埋藏式进风装置示意图

员援干燥热空气；圆援排气口；猿援压缩空气；源援供液口

喷嘴的设计可以改变喷雾面。普通包衣锅常采用平板式喷雾

面，以取得最大覆盖面积。一组包衣锅的多只喷枪可共用同一压

力系统。每个锅通常只用 员～ 圆个喷枪，枪应当固定在与流动丸

床垂直的位置，直接对 “瀑布床” 源头喷雾，喷雾距离在 圆猿～猿园糟皂为准，喷雾角度应调整到使微丸湍流降至最小。

在药物层积过程中，由于锅内药物量在不断增加，喷枪的位

置必须随之改变，以保持相同的喷雾距离。喷雾面太接近丸床将

导致覆盖面小，局部过度潮湿及微丸黏连；如果距离太远，则容

易形成喷雾干燥现象。特别在使用空压喷雾系统时，更易出现此

类情况。

②饲料系统

饲料精确性关系到微丸成形及其质量。在许多制丸过程中饲

料系统是不可缺少的一部分。粉末型饲料系统的饲料速度根据成

·怨苑猿·

丸工艺和生产规模而定，通常在 员～ 员园噪早辕皂蚤灶之间。用于包衣锅

的饲料器主要有二类：即体积控制型和重量控制型。体积控制型

主要是通过控制单位时间饲予粉末体积达到精确饲料，由于大多

数体积控制型饲料器是通过螺丝钻完成饲料过程，因此，必须保

证粉末充满钻孔，否则难以定量，物料从加料斗到钻孔的输送可

由重力、振摇等作用完成。饲料速度则由附加在钻孔里的螺旋杆

的直径和旋转速度控制。这种类型的饲料器，在每次使用前必须

校正，以确保理想的饲料速度。

重量控制型或失重型饲料器，在其底部有一个称量平衡装

置，以测定粉末饲予的重量。用微处理机随时监测失重情况并调

整饲料速度，以保持特定的饲料速度。这种装置大部分是通过一

个螺丝钻或一个振动管将物料加入到包衣锅中。

不管使用何种饲料系统，必须在粉末中加入一种助流剂 （如

二氧化硅） 以避免粉末在饲料器中发生速度阻滞和架桥现象，把

粉末加入包衣锅口的空气涡流中或通过 蕴型管道把粉末直接加入

到丸床涡流中，能减少粉末飞扬。

③动力系统

主要包括包衣锅旋转驱动马达、空压机、加热送风及排气动

力设备等。

（圆） 改进型包衣锅

侧面和背面开孔的包衣锅已经成为片剂包衣操作的常用设

备。改进后的包衣锅，由于改善了空气流动状况和混合效果，在

许多生产单位已经取代了普通包衣锅，但在制备微丸方面还不能

完全取代普通包衣锅，这是因为以上改进型包衣锅不能进行干燥

粉末层积过程，包衣过程也并不比普通包衣锅短，且包衣磨蚀更

大，然而一些特殊的改进型包衣锅可以成功地进行微丸或颗粒包

衣，这些设备的主要特点是充分地采用了自动化组件及电子系

统，具有操作简单、成品重现性好、劳动强度低等优点。典型设

备主要包括气流变换系统，空气调节系统，产品自动排出系统，

数据微处理系统，喷雾系统及自动清理系统等。

·园愿猿·

① 孕藻造造藻早则蚤灶蚤型锅 （孕藻造造藻早则蚤灶蚤原糟燥葬贼藻则）这是一种绕水平轴旋转的角形设备，有二种空气调节系统，

一种是过滤后的热空气从锅背面进入丸床，通过埋藏在微丸中的

二把刀片表面排出 （图 怨原源）。另一种是部分热空气吹过丸床表

面，另一部分通过一根埋藏管道吹入丸床，最后在锅背面排出。

该设备有 源种规格类型 （表 怨原员）。

图 怨原源 孕藻造造藻早则蚤灶蚤型包衣锅结构示意图

员援埋藏式刀片；圆援套轴管；猿援包衣锅；

源援锅盖；缘援净化控制罩；远援硅橡胶垫圈；

苑援支架；愿援套轴管调节；怨援包衣床

表 怨原员 孕藻造造藻则蚤灶蚤型包衣锅规格 （晕蚤糟燥皂葬藻产品）

型号 容积，蕴 长，皂 直径，皂 高，皂 转速，则辕皂蚤灶

杂孕圆缘 圆缘 员郾员 员郾员 员郾员 源～ 圆园

杂孕苑园 苑园 员郾圆 园郾愿 园郾愿 源～ 员愿

杂孕员缘园 员缘园 员郾缘 员郾员 圆郾员 源～ 员愿

杂孕猿园园 猿园园 员郾愿 员郾源 圆郾圆 圆～ 员猿

·员愿猿·

② 粤糟糟藻造葬原糟燥贼葬型包衣锅

该设备也是一种绕水平轴旋转的角形包衣锅。锅的外形与

孕藻造造藻早则蚤灶蚤相同，但锅面上打满小孔，气流运动见图 怨原缘，热空气

从上方送入，通过一个固定的高压间而排出。该设备仅用于微丸

包衣。

图 怨原缘 粤糟糟藻造葬原糟燥贼葬形包锅示意图

员援排气口 圆援高压间 猿援热风供口

源援压缩空气 缘援供液口 远援多孔锅

③ 阅怎皂燥怎造蚤灶包衣锅 （ 阅怎皂燥怎造蚤灶原糟燥葬贼藻则）这种锅在法国最早使用，它是一种圆柱形多孔锅，可以从顶

部或底部送入热空气，废气从顶部排出，主要用于微丸包衣，其

特点是包衣锅下面装有加热带，可以一面包衣，一面加热干燥。

其他改进型包衣锅，如 匀蚤原糟燥葬贼藻则，阅则原蚤葬糟燥葬贼藻则，郧造葬贼贼糟燥葬贼藻则等都

与以上三种大同小异，主要用于微丸包衣。

·圆愿猿·

（猿） 举例

① 盐酸普萘洛尔控释微丸 （糟燥灶贼则燥造造藻凿原则藻造藻葬泽藻责藻造造藻贼泽燥枣责则燥鄄责则葬灶葬造燥造澡赠凿则燥糟澡造燥则蚤凿藻）。

微丸处方：盐酸普萘洛尔 员园园早，辅料 苑缘早（淀粉、糊精），

润湿剂适量 （缘园豫乙醇）。

包衣液处方：醋酸纤维素 圆郾愿早，乙基纤维素 园郾远圆缘早，加二氯

甲烷和乙醇复合溶剂 员园园皂造。制备工艺：取微丸处方量原辅料混匀，加入润湿剂，过 圆园

目筛制湿颗粒，把湿颗粒置于 远园～ 愿园则辕皂蚤灶的包衣锅中，密封滚

动 员园～ 猿园皂蚤灶后，开盖，锅壁加热至 源园～ 远园益，干燥滚动 员～ 圆澡，

倾倒出微丸置烘箱中干燥。取干燥微丸放入包衣锅中，喷入包衣

液适量，至表面湿润，远园～ 愿园益热风干燥，重复以上操作直至包

衣增重 员园豫～ 圆园豫，即得盐酸普萘洛尔控释微丸。

备注：本品采用湿颗粒制丸工艺，革除了普通制丸过程中长

时间的层积过程 （即加黏合剂→药粉→干燥），大大缩短了制丸

时间，且微丸含量均匀，但由于层积过程采用一次加入形式，微

丸硬度较弱。

② 硫酸苯丙胺长效微丸胶囊

微丸处方：硫酸苯丙胺 员愿园园早，氢氧化钙 源缘园早，结晶蔗糖

（员圆～ 源园目）员缘缘园园早，滑石粉 远园园早，糖浆 怨远园皂造。包衣液处方：单硬脂酸甘油酯 远猿园园早，白蜂蜡 苑园园早，四氯化

碳 圆员园园皂造。制备工艺：取处方量结晶蔗糖 （员圆～ 源园目） 为丸种，置旋

转包衣锅内，慢慢加入 员辕源处方量糖浆，待丸种润湿均匀后，加

入 员辕猿处方量硫酸苯丙胺与氢氧化钙混合物粉末滚匀后，吹入热

风使小丸干燥，重复操作 猿次；继续包粉衣层，加 员辕源处方量糖

浆润湿小丸，撒入处方量滑石粉，使小丸滚动至干。取出 员辕源微

丸另器包存，其余用包衣液包至增重 员园豫时，取出其中 员辕猿微丸

后，继续包衣又增重 员园豫时，取出其中 员辕圆微丸，剩余微丸再包

衣增重至 员园豫时为止，将以上 源组微丸合并，充分混匀后，灌

·猿愿猿·

装于胶囊即得。

备注：本品采用常规层积工艺制备微丸后，用不同量蜡包裹

微丸，使其具有不同释药速度，源组微丸混合后，因含有速释微

丸，故可避免一般长效制剂起效慢之缺陷，处方中粉衣层之作用

是防止在包衣过程中，发生药物向外迁移及增加微丸硬度，此工

艺耗时，劳动强度大，重视性差。

二、流化床制备微丸

（员） 基本原理 流化床 （枣造怎蚤凿蚤灶早遭藻凿） 制备微丸时，主要是

通过层积过程完成的。

药粉的混合效果主要由送入气体形成的气泡数量和大小决

定，因此在机械设计时，都采用产生最大气泡数为指标，以取得

最佳的混合效果，同时使层积过程均匀化，典型气泡上升时混合

粉末过程见图 怨原远。

图 怨原远 流化床中气泡上升混合固体粒子过程

（圆）微丸制备过程药物和辅料的干燥粉末在下部热空气流的

作用下，从产品收集室上升至上部沸腾膨胀室中 （藻曾责葬灶泽蚤燥灶糟澡葬则皂鄄

·源愿猿·

遭藻则），混合一段时间后沸腾室中的喷雾头开始逆时针旋转喷雾黏合

剂溶液，吸收了溶液的粉末开始粘结成小粒子，随着黏合剂的不

断加入，小粒子慢慢聚结并在不断的 “沸腾” 过程中形成微丸。

由于微丸体积及密度较大，沉降在小粒子和粉末下部。因此未成

丸的粉末和小粒子有更多机会吸收黏合剂和聚结直至全部成丸。

在停止喷入黏合剂后，适当提高热空气流速和温度，流化干燥。

若微丸包衣时，则在干燥后的微丸上喷包衣液，干燥即可。

流化床制备微丸具有以下特点：微丸大小均匀，形状较好；

混合、制丸、干燥、包衣等可在同一容器中完成；原辅料几乎无

损失；生产周期短，劳动强度小，成品率高，成品率高；可变因

素少，产品质量易控制，易于自动化生产。

（猿） 举例

消炎痛控释微丸

微丸 处 方：消 炎 痛 （微 粉 化） 苑缘园早，孕灾孕员缘园早，空 白 丸 芯

猿园园园早，水 员缘园园皂造，乙醇 员缘园园皂造。控释微丸处方：消炎痛微丸 猿园园园早，耘悦员员圆郾缘早，匀孕悦猿苑郾缘早，

丙醇 员缘郾园皂造，乙醇 猿园园园皂造。制备工艺：将空白丸芯置流化床中，通过热空气使空白丸芯

悬浮，然后喷雾消炎痛混悬液 （含 孕灾孕，溶剂为 缘园豫乙醇） 至空

白丸芯上干燥，制得消炎痛微丸后，用 耘悦，匀孕悦和含丙醇的乙

醇液喷雾包衣，干燥，即得消炎痛控释微丸。

备注：微丸处方中的黏合剂用量应为为小丸重的 猿郾缘豫 ～源郾园豫，理想的黏合剂是 匀孕酝悦，孕灾孕等。选用 圆园～ 圆缘目空白小

丸最佳，但 员源～ 员远目的小丸亦可用，干燥温度在 远园益以下为宜。

消炎痛微丸中含消炎痛 圆缘益为最佳。耘悦用量取决于所要求的控

释速率。

三、旋转离心技术制备微丸

（员） 挤出离心制丸机

① 设备及工艺

·缘愿猿·

该类机械通常由挤出制粒机和离心成丸机组成。挤出制粒机

是一种底部带有筛板的圆筒形装置，离心成丸机是基于离心机原

理，旋转部分为一垂直圆筒，底部有规则刻痕的金属平板，转速

在 员园园～ 员园园园则辕皂蚤灶，制丸过程通常为 圆～ 员园皂蚤灶，能制备含药量

员豫～ 圆缘豫的微丸。

本法制备工艺是将药物和辅料干粉混合均匀后，加入黏合剂

溶液 （通常为水，乙醇 辕水混合液或高分子材料溶液），搅拌形成

硬度适宜的可塑性软材，经过挤压机挤压至成丸机内，湿颗粒或

条状物在成丸机中通过离心旋转与底板平面及筒壁磨擦棱角制成

微丸。本法生产成本低、速度快，特别适合于基质型缓、控释微

丸的制备。

② 影响因素

蚤旋转底板有规则的刻痕和特定的旋转速度以及离心筒直

径。一般而言，旋转速度一定时，容器直径越大，则旋转底板面

积越大，湿颗粒在板面上的成丸距离及和筒壁的接触面积越大，

微丸硬度及球形化越好，容器直径、旋转板条件一定时，旋转速

度愈快则成丸性愈佳。

蚤蚤挤压制粒机筛板的孔径影响到微丸的直径。在优化的处方

及工艺条件下，微丸直径大致与筛孔大小一致。

蚤蚤蚤处方条件。若混合物软材太干 （黏合剂量不足） 可能产

生过量的细粉；若太潮湿，则可黏附在制粒机的模板上，或使通

过模板的丸粒相互黏连，从而聚集成团块状；若物料无足够的可

塑性，则难形成球状，而呈现橄榄状颗粒。

（圆） 郧造葬贼贼旋转式颗粒机

该机械是一种改良流化床装置，即由装备有动力驱动旋转板

的沸腾室 （装有气流分布装置） 代替普通流化床的标准沸腾室。

借助旋转板的转动和空气通过旋转板与容器壁空隙形成颗粒。该

装置可制丸、干燥同时进行，也可用于包衣。

采用 郧造葬贼贼旋转式制粒机制备微丸的方法，是通过装在旋转

板运动轴向上的一个或二个双管喷嘴将黏合剂溶液喷入流化室内

·远愿猿·

进行制粒。同时旋转板转动使颗粒滚动，形成圆球形小丸。也可

采用药物混悬液或溶液直接通过喷嘴形成雾滴，雾滴快速干燥形

成小丸种，随着以后雾滴的层积过程，成长为符合要求的微丸。

若在药液中加入适当的控释材料，则可直接制备成含药量高的控

释微丸。该法特别适合大剂量药物的微丸制备，且药物利用率较

高，损耗小，使用该设备可采用水或有机溶剂。

（猿） 旋转切割式制粒机

本装置较简单，一般由一只金属桶和旋转、切割刀片组成。

金属桶常用不锈钢材料，容器内壁要求光滑，旋转刀片装于桶中

心位置且与弧形桶底紧密相切，其功能是搅拌混合软材和使颗粒

在桶壁上滚动或颗粒间相互转动成丸。切割刀片位于桶上部，因

为在颗粒旋转运动中，大颗粒向上运动，切割刀将大颗粒切割成

小颗粒后，小颗粒向下运动，经过滚动或挤压成微丸。

采用本设备制备微丸的方法有 猿种：①加入适合的软材，直

接制成小丸；②加入湿颗粒制成小丸；③将原辅料置桶中搅匀

后，逐渐加入黏合剂，亦可制成微丸。

成丸影响因素主要是处方因素。如黏合剂用量过大，则软材

粘底或颗粒聚集成大团块；量小时，则难以成丸或细粉量过大，

得率较低；软材的可塑性差时，难以形成球体，故需采用可塑性

能较好的赋形剂。机械因素则包括旋转、切割刀片的转速配伍，

刀片形状，容器内壁光滑性和旋转刀片与容器底部相切精度等。

四、在液体介质中制备微丸

（员） 液中干燥法

① 方法

该法采用惰性液体 （如液体石蜡或甲基硅油） 作为外相，内

相为含一定药物和高分子材料 （如 耘怎凿则葬早蚤贼砸蕴或 砸杂） 的有机溶

液，加适量 宰辕韵型表面活性剂 （如司盘 愿缘等） 和硬脂酸镁为乳

化剂，在搅拌状态下，将内相慢慢倒入外相中，形成液体石蜡或

甲基硅油包裹有机溶液的乳剂，在常压或减压条件下，逐渐升高

·苑愿猿·

温度，使内相有机溶剂慢慢挥干，即形成固化的含药微丸，滤出

微丸，用环己烷洗涤，减压干燥。本制备工艺于高沸点连续相中

直接加热挥发低沸点分散相溶剂，分散相中固体物料呈球状析出。

② 影响因素

蚤乳化剂 液体乳化剂在干燥过程中，一部分进入微丸中，

成为高分子材料的增塑剂。固体粉末型乳化剂则能在乳滴外部形

成固体膜，帮助乳剂的形成，且在干燥过程中防止微丸间的

黏连。

蚤蚤内、处相溶剂 本工艺所采用的内相 （即分散相） 溶剂必

须沸点较低且与外相 （即连续相） 不互溶，但对药物和高分子材

料具有较高的溶解性能，常采用丙酮、乙醚、乙醇、乙酸乙酯

等，外相溶剂则必须沸点高，稳定性好，常用液体石蜡，甲基硅

油等。

蚤蚤蚤搅拌速度 搅拌速度对微丸形成大小有显著影响，速度

增加，微丸平均粒径降低，粒径分布范围减小，这是由于搅拌速

度增加，形成的乳滴变小，而得到较小粒径的微丸。此外，搅拌

速度对微丸的药物包封率也有一定影响，这可能是较小乳滴中内

相溶剂比大乳滴易挥发，微丸固化快，球内药物损失较少，因

此，随着搅拌速度增加，微丸中药物包封率亦增加。

蚤增内相高分子材料 内相中高分子材料是作为微丸成形的载

体，高分子材料的性质直接影响到微丸中药物的溶出特性，若采

用水溶性材料 （如 匀孕酝悦），则药物能较快地释放；肠溶性高分

子材料 （如 悦粤孕，丙烯酸二号树脂），则药物在胃液中释放较小，

在肠液中释药较快；采用水不溶性材料 （如 耘悦等），药物释放

一般按 匀蚤早怎糟澡蚤方程释药。高分子材料浓度增加，在相同制备条

件下形成的微丸直径趋于增大，这是由于随着高分子材料浓度增

加，内相黏度增大，从而形成较大的乳滴所致，尽管微丸直径有

一定程度的增加，内相溶剂挥发变慢，但由于高分子材浓度高，

药物不易随溶剂的挥发向球外扩散，因此，药物包封率随高分子

材料浓度的增加而增加。

·愿愿猿·

增投药量的影响 投药量的大小，往往会影响到微丸的表面

光滑性，在载体浓度一定时，投药量必须控制在一定范围内，才

能获得最好的球型微丸。药物量过大时，微丸表面将出现药物结

晶，而使球面粗糙不平，这是由于载体不能包含过多药物所致。

在一定范围内，投药量高低对微丸平均粒径和药物包封率没有显

著影响。

增蚤温度的影响 在形成乳剂时一般在室温条件下 （圆园～圆缘益），蒸去内相溶剂时 （即干燥成丸） 必须慢慢升温至内相溶

剂沸点左右，逐渐除去，升温过快，将会使乳滴运动加速，相互

撞击加剧，易导致乳滴合并，成丸困难，或微丸粒径增大。

增蚤蚤压力影响 在除去低沸点内相溶剂时，一般采用常压，

若内相溶剂沸点超过 远园益时，宜采用减压条件，以加快溶剂的

挥发，缩短制备周期。

③ 举例

硝苯地平缓释微丸

蚤微丸处方：硝苯地平 员园早，耘怎凿则葬早蚤贼砸蕴源缘早，耘怎凿则葬早蚤贼砸杂源缘早，

司盘 愿缘适量，硬脂酸镁 （酝杂） 适量，丙酮 怨园园皂造。蚤蚤制备工艺：按处方量将 耘怎凿则葬早蚤贼砸蕴和 砸杂溶于丙酮中，加

入硝苯地平溶解后，添加适量司盘 愿缘和 酝杂混匀，在搅拌状态

下慢慢倒入约 愿园园园皂造液状石蜡中，搅拌 （源园园则辕皂蚤灶） 成乳剂，逐

渐升高温度，使内相丙酮挥干，倾除液体石蜡，用环已烷洗涤微

丸，减压干燥即得。

（圆） 球型结晶技术 （杂悦栽）

① 方法

本法是 愿园年代初在药剂学领域兴起的一项制备微丸的新工

艺。它是指药物在溶剂中结晶时发生结聚而制成微丸的一种技

术。该技术亦适合制备结晶性颗粒如阿司匹林颗粒等。其结晶原

理及基本制法在第一章和第十二章分别以作介绍，本章则结合一

些实例，介绍制备过程中的重要影响因素。该法制备微丸是取一

定量药物或高分子材料 （载体） 加有机溶剂溶解，在搅拌条件

·怨愿猿·

下，倒入蒸馏水中后，滴加架桥剂，在一定温度下，搅拌一定时

间，待药物结聚完全后，过滤，流通空气中干燥制得微丸。

② 影响因素

蚤溶剂体系 溶剂体系的正确选择和使用是技术关键，药物

和高分子材料载体的溶剂必须与水具有一定的互溶性，而架桥剂

与水不互溶，与药物溶剂互溶且能溶解药物和载体，药物溶剂 原水 原架桥剂必须控制在合适比例，才能使析出的药物和辅料结聚

成满意的微丸，在成丸过程中，溶剂系统处于双向 （即 韵辕宰 型

乳剂），随着架桥剂在溶剂系统中比例的不断增加，析出物能更

多地相互发生结聚，微丸直径随之增大。

蚤蚤投药量 结晶结聚前需经过晶核形成和结晶长大两大步骤，

而这两步均取决于溶剂中溶质的数量。在一定范围内，加大溶质

浓度能促进药物颗粒间的相互碰撞，有利于产品质量的改善。

蚤蚤蚤表面活性剂 表面活性剂有助于结聚过程中双相进一步稳

定，使结聚顺利完成。一般采用 韵辕宰型表面活性剂，随着表面活

性剂用量的增大，微丸的平均粒径下降，分布变窄，但得率则有

所下降。因此，应选择适宜种类的表面活性剂，并控制一定用量。

蚤增搅拌速度 搅拌所产生的机械力不仅能增加颗粒间相互碰

撞的机率，还能影响药物晶核形成和结晶长大速率。若外加搅拌

力大于结晶间结聚力时，则机械外力将破坏结聚物结构，导致粒

径变小，甚至破碎成细晶，使微丸难以成形。因此，必须根据特

定药物结晶间结聚力的大小，选择适宜的转速，一般情况下搅拌

速度低于 员园园园则辕皂蚤灶。

增温度 通常情况下，温度升高，溶剂间相互作用增加，双

相溶剂系统中相互溶解比例上升，药物在各溶剂中的溶解度均有

不同程度的增大，其结果是微丸平均粒径增大，分布变宽，得率

下降。故采用较低温度下制备，有利于提高微丸质量和得率，一

般认为控制操作温度于 圆缘益左右较为适宜。

增蚤高分子材料载体 杂悦栽制备微丸时，若不加载体亦能形成

结晶型微丸，但微丸表面较粗糙，加入一定量适宜载体后，不仅

·园怨猿·

微丸表面光滑，硬度增加，且能使微丸释药速度下降，而制得缓

释微丸。当加入载体时，必须考虑到溶剂系统的影响，只有在架

桥剂中能溶解的载体才能加入，否则难以制备理想的缓释微丸。

增蚤蚤溶剂系统混合方式 通常情况下，药物或与载体溶液加

入到水相中必须快速，由于晶核生成速度显著大于结晶成长速

度，故能形成微细药物结晶，使得结聚后微丸表面结晶较小，成

球性好，而架桥剂的加入则宜慢，这样有利于架桥剂的分散均

匀，避免局部浓度过大，而造成微丸粒径分布变宽。

③ 举例

二硝酸异山梨醇酯控释微丸

微丸基本处方：药物 （二硝酸异山梨醇酯） 和乙基纤维素

（耘悦），适量表面活性剂或增塑剂。

图 怨原苑 二硝基异山梨醇酯

杂悦栽溶剂三相图

杂悦栽溶剂系统：根据药物和

载体 （耘悦） 的溶解特性，选用丙

酮为药物和载体的溶剂，水为析

晶溶剂，乙醚为架桥剂，系统组

成仅在三相图 （图 怨原苑） 中的阴

影部分中才能制得较好控释微丸，

其组成范围约为 怨员豫 ～ 怨怨豫，丙

酮 员豫～ 怨豫，乙醚 园郾缘豫～ 猿豫。

制备工艺：取适量二硝酸异山梨醇酯和乙基纤维素，用丙酮

溶解后，搅拌中快速倒入蒸馏水中，滴加乙醚，圆缘益搅拌 猿园皂蚤灶后抽滤，猿园益流通空气中干燥制得缓释微丸。

备注：药物浓度及温度改变对微丸平均粒径和回收率的影响

情况，见图 怨原愿，怨原怨。

药物浓度较低时，回收率明显下降，这是由于药物残留在溶

剂系统中所致，因此选择溶剂系统时不仅要考虑其结聚性能，也

必须同时考虑药物最后在系统中的残留量，图 怨原愿显示浓度在

圆缘园皂早辕皂造，平均粒径在 猿苑园μ皂，且分布范围最小，回收率在 愿园豫左右，随着浓度增大，粒径变大，且粒子大小分布不均匀，回收

·员怨猿·

率在 愿园豫～ 愿缘豫，图 怨原怨中，温度在 员园～ 圆园益改变，对药物回

收率影响不明显，基本稳定在 愿园豫左右，表明在此温度范围内

药物在该溶剂系统中的溶解度变化较小，但当 栽跃圆园益时，粒径

随 栽上升而明显增大，且分布区域变宽。在 员园～ 圆园益之间，粒

径基本不变。

图 怨原愿 药物浓度对微丸平均粒径和回收率的影响

（△原△回收率，○原○粒径）

图 怨原怨 温度对微丸平均粒径和回收率的影响

（△原△回收率，○原○粒径）

·圆怨猿·

（猿） 水种分散法

① 方法

该法是利用高级脂肪醇、高级脂肪酸或蜡质材料在高温下呈

液体的特征，把它们作为药物载体分散在热水中，乳化形成 韵辕宰型乳剂，冷却后，高级脂肪酸、高级脂肪醇或蜡质材料凝固

成固体微丸。本法较适合水不溶性或难溶性药物微丸的制备，药

物常以微晶或分子状态分散在载体中。

② 影响因素

蚤载体性质 选用载体必须与水不混溶，常温下呈固体，熔

点在 员园园益以下，性质稳定，与药物无相互作用。常用载体有：

鲸蜡、蜂蜡，十八醇或酸，十六醇及其他酯化物，或它们的混合

物等。

蚤蚤药物性质 药物遇水、热稳定，低熔点药物 （皂责约员园园益）

在制备过程中易形成含量均匀的微丸，若与载体能形成低共熔物

者，制剂质量将大大提高，但低共熔物熔点 约源园益时，则微丸难

以成形及贮藏。

蚤蚤蚤表面活性剂 为了使熔化载体能较稳定地分散在水相中，

可加入一定量的表面活性剂作为乳化剂，如吐温类、司盘类及其

混合物等，但必须注意，由于表面活性剂的加入，某些药物在水

中溶解度可能增加，这将导致药物回收率下降，因此，在选择乳

化剂种类和用量时必须慎重。

蚤增搅拌速度 搅拌速度的快慢显著影响微丸粒径的大小，快

速搅拌易形成较细小的乳滴，系统温度下降后，形成较小直径的

固化微丸，反之，形成的微丸直径则增大。

增温度 加热温度必须高于载体熔点，使载体处于液态，以

保证 韵辕宰乳剂顺利形成，冷却方法常采用 圆～ 猿级冷却，蜡状载

体在一级冷却至室温后，微丸内部载体常处于半固体状态，二级

冷却 （园～ 缘益） 使微丸较坚固，冷却速度越快，释药速度越大。

③ 举例

布洛芬缓释微丸

·猿怨猿·

微丸处方：布洛芬 员早，鲸蜡硬脂醇 怨早。

制备工艺：取鲸蜡硬脂醇 怨早置水浴上 （员园园益） 熔化，加入

员早布洛芬细粉分散在熔化蜡中，搅拌均匀作为分散相，趁热将

分散相在搅拌条件下加到 远缘益 圆园园皂造的酸化去离子水中，以

远园园则辕皂蚤灶转速搅拌 缘皂蚤灶后置 员园益的水中迅速冷却后，用预先冷

至 原猿益的丙二醇与水 （圆缘颐苑缘） 的混合液冷却 苑～ 员园皂蚤灶过滤，

得固化微丸，用适量酸化去离子水洗涤，于空气中干燥，即得布

洛芬缓释微丸。

蚤备注 布洛芬具有较好的热稳定性，在 员园园益加热情况下

稳定，且所用蜡状基质能全部熔化成流动状，药物与基质混合均

匀，若温度低于 远园益时，基质流动性差，与药物不易混匀。

蚤蚤采用酸化去离子水作为分散介质，不仅可以降低布洛芬

（羧酸类化和物） 在水中的溶解度，提高回收率，而且可以避免

由于水中阴、阳离子的作用影响微丸成型。

蚤蚤蚤在搅拌速度 远园园则辕皂蚤灶， 原猿益，冷却 员园皂蚤灶条件下制得的

微丸粒径平均为 怨园缘郾源依猿怨圆郾苑μ皂，随着搅拌速度的增加，微丸

粒径变小。冷却时间的长短和冷却温度亦影响微丸粒径， 原猿益冷却 苑皂蚤灶和 原员缘益冷却 圆皂蚤灶制得的微丸粒径均比 原猿益冷却

员园皂蚤灶的微丸粒径大。

蚤增释药速率主要取决于冷却温度和时间，在常温下冷却

员园园皂蚤灶的微丸释药速度最慢，释药 缘园豫需约 员缘澡， 原猿益冷却

员园皂蚤灶和 原员缘益冷却 圆皂蚤灶的微丸释药 缘园豫所需时间分别为约 缘澡和 猿澡。

微丸的制备方法除了以上所述的四大类之外，还可利用微囊

制备技术，如 “化学聚合法”，采用合适的制备工艺，掌握搅拌

速度、温度、药物颗粒大小等制备影响因素，亦可制得理想粒径

的微丸。另外，压缩式制丸技术也正在研究之中，一旦此类制丸

机械问世，将是微丸大生产工艺上的突破，微丸制备过程就可以

象片剂生产那么简单。

·源怨猿·

第六节 影响微丸成型及质量的因素

微丸的成型和成型后微丸的质量受许多因素的影响，归纳为

处方及成型工艺两方面因素的影响，同时各种因素之间常常又存

在交互的影响。

一、处方因素

（员） 药物性质 不同药物由于粉粒性质如结晶形状、流动

性、黏结能力等的不同，往往不同药物用同一处方或制丸工艺

时，成丸效果不同，例如在包衣锅内，用空白小糖粒为母核，以

含醇糖浆为黏合剂，在滚动下将阿司匹林细粉 （或混入一定量滑

石粉） 作为撒粉，可制成圆整度极好的微丸，但同样方法却不能

将磷酸丙吡胺制成球形微丸。药物的溶解度对产生一定塑性湿料

所需的用水量产生影响，从而影响微丸的成形，可溶性药物会溶

解在黏合剂溶液中，增加液相体积，而使系统过湿。

（圆） 辅料的影响 组成微丸的辅料种类、数量和性质不同会

极大地影响微丸的成型及微丸的质量。制备微丸最常用的辅料为

稀释剂和黏合剂。常用微晶纤维素为稀释剂与药物细粉混合，借

助水的作用使细粉粘结成粒，有人认为微晶纤维是一种成球促进

剂。它的作用就象一种 “分子海绵”，能保留水分，在制备湿粉

料时，对控制湿料中水的运动和分布起重要作用。成丸时，母核

表面水分稍多一些，在不增加机械压力情况下，就会造成变形和

合并，微晶纤维素不仅使物料具有塑性，而且也起黏合的作用，

从而使微丸具有一定强度和圆整度，为此其在微丸中用量的多

少，直接影响微丸的质量。用流化床 原旋转离心技术制备吲哚布

芬 （陨灶凿燥遭怎枣藻灶） 包衣微丸时，当微晶纤维素在微丸中的用量为

猿园豫～ 源缘豫时可制得圆整、粒度分布在 缘园园～ 员园园园μ皂范围的均匀

微丸，相反当微晶纤维素用量为 员缘豫时，制成的微丸出现双粒

度分布现象，粒度增大；若用其他辅料如乳糖、甘露醇、碳酸钙

·缘怨猿·

等取代部分微晶纤维素，则微丸呈不规则形状，粒度也变大。不

同类型的微晶纤维素对微丸形成的大小、圆整度及药物释放速率

亦会产生不同的影响。此外用挤压 原滚圆法制备微丸时，粉料中

加入的水量或挤出物的含水量都会影响湿料的塑性，进而影响微

丸的形状和大小。未足够湿润的挤出物会形成不等径的微丸并造

成大量细的粉末；而过湿的挤出物，虽可形成球形粒子，但粒子

非常大，由于微丸表面有过多水分，往往也造成微丸的聚结。此

外含水量过大会使微丸硬度增加，释药速率减小。每种药物的微

丸制备时具有最佳粉料湿润程度，在允许的最高湿润度下，微丸

才会具有最佳的成丸性能。匀葬则则蚤泽燥灶等指出湿料的流变学性质对

挤出操作是很重要的，可通过测定各种水含量湿料的塑性来决定

特定组成物料的最佳含水量。

此外辅料的粒度也会影响到成丸的质量，例如用直径分别为

员愿郾园μ皂和 员员苑郾园μ皂的两种微晶纤维素，与乳糖一起用水制丸，

粒度小的微晶纤维素制成的微丸圆整性好，粒度分布窄，反之则

形成粒度粗、分布范围广的微丸。

二、工艺因素

工艺因素对微丸成形和质量的影响在各制备微丸的方法中已

提及一些，此处再作一归纳。

（员） 造丸方法 造丸的方法不同，同一药物所制成的微丸性

质常有不同表现。例如用挤压 原滚圆法制备的微丸，在制备过程

中除受物料内黏合力的作用外，还受到外加机械挤压力的作用，

所成微丸孔隙率低、密度大，较用包衣锅滚动制成的微丸难崩

解，释药慢；若两种微丸用同种材料包衣，则用挤压 原滚圆法制

备的包衣微丸释药速率较慢。即使用同一造丸方法，但使用不同

类型的机械仍可产生不同圆整度和粒度分布的微丸。

蚤工艺条件 制备微丸时操作条件的不同也会在很大程度上

影响微丸的成形和质量。用挤压 原滚圆法成丸时，挤出筛孔的大

小 （孔径与长度之比）、挤出速率、挤出温度、滚圆速率、时间

·远怨猿·

和滚圆机负荷，以及干燥方法等的变化都可能影响到微丸的质

量。挤出筛的特性由筛的厚度与筛孔直径两个参数反映，改变其

中的一个都会影响到挤出物的质量，因此影响微丸的质量。从而

往往用筛厚与筛孔直径之比 （蕴辕砸） 来反映筛的特性。当 蕴辕砸过

低时，挤出物疏松而且表面粗糙，蕴辕砸等于 源的筛可获得光亮而

结合紧密的挤出物，但挤出机械不同时对筛的 蕴辕砸有不同的要

求。挤出速率主要影响微丸的产量，提高挤出速率显然会提高生

产效率，但过快的挤出速率会使挤出物表面粗糙或像鲨鱼皮状，

滚圆时粒子易破裂，产生许多细粉而且微丸粒度分布很宽，微丸

的质量明显受到影响。加适量高 匀蕴月值的表面活性剂有助于减

少挤出物表面的缺陷，同时可减小挤出物与筛孔壁的摩擦力，减

少能耗。

挤压机挤压湿料时，因循环操作，挤压机内温度会上升，将

会影响对热不稳定处方的稳定性，而且温度升高会使湿料内的水

分蒸发，影响湿料和挤出物的含水量，常会使不同时间生产的挤

出物具有不同性质而影响微丸质量。为使挤压时的温度保持在允

许的范围内，可在挤压机筒的周围设计一冷却夹层，此夹层具冷

却和加热双重功能。

滚圆速率主要影响成丸的大小，滚圆速率增加，细粉量减少

但大粒子的量增加，此外微丸的质量：硬度、圆整度、堆密度、

脆碎度和表面结构都会受到滚圆速率的影响。应通过试验获得最

佳的滚圆速率。滚圆所需时间往往与处方组成密切相关，应根据

不同处方采用合适的滚圆时间。

滚圆操作时，滚圆机内的载料量对微丸质量有一定影响，载

料量高时，微丸平均粒径增大，硬度增加，但圆整度下降，延长

滚圆时间可提高一定粒度范围微丸的得率。载料量低，加快滚圆

速度则会降低一定范围粒度的微丸的得率。

制成的湿微丸的干燥方法和时间对微丸的机械性能和骨架结

构性质可发生影响。例如由 愿园豫布洛芬与 圆园豫微晶纤维素用水

为湿润剂以挤压 原滚圆法制成微丸，分别用盘架干燥器于 源缘～·苑怨猿·

缘园益干燥 圆源小时和流化床与 源愿～ 远园益干燥 圆小时，结果表明，

盘架干燥器干燥的微丸具有更强的径向强度而弹性较低，同时具

有稍快的释药速率。干燥方式的不同影响到微丸表面特性和结

构，干燥时水的缓慢运动引起一些溶质的迁移，损害了微丸表面

的平滑性，同时影响微丸内的微孔结构，微丸微孔结构的改变影

响到溶解药物的毛细管作用，结果微丸中药物的释放速率受到影

响。由 猿园豫乙酰氨基酚，远怨郾缘豫微晶纤维素和 园郾缘豫粤藻则燥泽蚤造圆园园组

成、用挤压 原滚圆法制成的乙酰氨基酚微丸，分别以流化床和冷

冻法干燥，后者所得微丸的释药速率较快。

第七节 微丸质量评价方法

微丸的质量可以通过以下项目进行评估：

一、微丸粒度的测定

微丸的大小可用各种参数：粒度分布、平均直径、几何平均

径、平均粒宽和平均粒长等来表达。微丸粒子大小的分析，目前

应用最多的和最简单的方法是筛析法。较先进的粒度测定法是配

有计算机辅助的成像分析法。

二、微丸的圆整度

微丸的圆整度 （杂责澡藻则蚤糟蚤贼赠燥则则燥怎灶凿灶藻泽泽） 使微丸的重要特性之

一，是反映了微丸成形或成球的好坏，微丸的圆整度会直接影响

膜在丸面的沉积和形成，故可影响到膜控微丸的包衣质量，进而

影响膜控微丸的释药特性。大小和形状均一、表面平滑、圆整的

微丸是制备膜控微丸最理想的条件。有多种方法可测定微丸的圆

整度：①测定微丸的最大直径与最小直径的比，比值越小，微丸

的圆整度越好；②测定微丸的平面临界稳定性 （燥灶藻原责造葬灶藻原糟则蚤贼鄄蚤糟葬造原泽贼葬遭蚤造蚤贼赠，简称 燥责糟泽），即将一定量微丸置一平板上，将平板

一测抬起，测量在微丸开始滚动前，倾斜平面与水平面所形成的

·愿怨猿·

角，此角越小，微丸圆整度越高；③测定形状因子，通过有计算

机辅助的成像分析法测量出微丸的投影面积和及其周边长，计算

出形状因子，数值愈大，圆整度偏离愈大；④测定微丸的休止

角，这是一种微丸圆整度的一种间接表示法。即将一定量 （例如

缘园早） 微丸，在指定高度从具 员郾圆缘糟皂小孔的漏斗中落到硬的平面

后，测量微丸的堆积高度 （匀） 和堆积半径 （则），贼葬灶Ф越匀辕则，

Ф即为休止角，休止角小，说明微丸流动性好，间接反映微丸成

球性即圆整度好。

三、堆密度

取 员园园早微丸缓缓通过一玻璃漏斗倾倒至一量筒内，测出微

丸的松容积即可计算出微丸的堆密度。

四、脆碎度

测定微丸的脆碎度可评价微丸物料剥落的趋势。测量脆碎度

的方法因使用仪器不同可能有不同的规定。比如取 员园粒微丸，

加 圆缘粒直径为 苑皂皂的玻璃珠一起置脆碎仪中旋转 员园分钟，然后

将物料置孔径为 圆缘园μ皂的筛中，置振荡器中振摇 缘分钟，收集并

称定通过筛的细粉量，计算细粉占微丸重的百分率。

五、水分含量

用加热天平，微丸经 员园园益加热 圆园分钟测定失重。

六、强度或硬度测定

可采用作用原理类似于片剂硬度仪的仪器测定。

七、释放试验

微丸中药物的释放量微丸的重要特性，微丸的组成、荷药

量、硬度等都与药物自微丸的释放有关。

·怨怨猿·

参 考 文 献

员 毕殿洲 援药剂学，中国医药科技出版社，圆园园园圆 平其能 援现代药剂学，中国医药科技出版社，员怨怨愿猿 哉杂孕葬贼援圆苑愿猿猿园猿，员怨缘远源 哉杂孕葬贼援圆怨圆员愿愿猿，员怨远园缘 宰燥燥凿则怎枣枣悦宰，晕怎藻泽泽造藻晕韵援耘枣枣藻糟贼燥枣孕则燥糟藻泽泽蚤灶早灾葬则蚤葬遭造藻泽燥灶孕葬则贼蚤糟葬造韵遭泽贼葬蚤灶藻凿

遭赠耘曾贼则怎泽蚤燥灶杂责澡藻则燥灶蚤扎葬贼蚤燥灶孕则燥糟藻泽泽蚤燥灶援允孕澡葬则皂杂糟蚤，员怨苑圆，远员（缘）：苑愿苑远 黄成岩 援控制小药丸的制备方法，山东医药工业，员怨愿远，缘（圆）：猿源苑 袁继民等 援现代药物制剂技术，济南：济南出版社，员怨怨圆

·园园源·

第十章 薄膜包衣技术

第一节 概 述

为了保证片剂的稳定，便于服用或调节药效，有些压制片还

需要在它的表面上包一层物质，使片中的药物与外界隔离。这一

层物质称为 “衣” 或 “衣料”。这一工艺操作过程称 “包衣” 或

称之谓 “包衣工艺”。

包衣工艺始于我国早期的丸剂。现称作 “药物衣”，所用的

包衣材料是处方的组成成分，有明显的药理作用，用以包衣既可

首先发挥药效，又可保护丸粒、增加美观。如朱砂衣、青黛衣、

百草霜衣等。现代的包衣工艺是由此演进的，十九世纪 源园年代

出现了糖衣片，二十世纪 缘园年代出现了压缩包衣片，随后又提

倡空气悬浮包衣，美国亚培制药厂最先出售薄膜衣片。七十年代

我国制药工程技术人员吸取糖衣和薄膜衣两者的优点制成半薄膜

衣片。制剂的包衣问题，可用于控制药物释放、掩蔽药物令人不

快的味道及气味，使制剂易于服用、并提高制剂设计技术，同时

也把产品质量反映到制剂的处方设计中，因此在制剂工艺中，作

为重要的单元操作占有一定的位置。本章重点介绍与薄膜包衣有

关的理论和技术问题。

第二节 薄膜包衣的方法与设备

一、埋管式包衣法

埋管式包衣法是改进的包衣锅的一种。是在普通包衣锅内采用

埋管装置。它可用于包糖衣，也可用于薄膜衣料的水混悬浆料进行

·员园源·

薄膜包衣。该法系雾化物料连续作业，故包衣时间缩短。经济价值

提高，适用于大生产。埋管包衣体系及其组件见图 员园原员所示。

图 员园原员 埋管包衣体系示意图

控制箱 （控制空气流量、片心床及排气温度）

喷雾系统为一内装喷头的埋管，其直径为 员园园皂皂，包衣时，

该喷雾系统插入包衣锅中翻动的片床内，直接将包衣材料喷在片

剂上。包衣机旁有贮液槽配有搅拌器和管式泵。浆液从贮罐内打

出经气流式喷头连续地雾化喷出，干热空气则伴随雾化过程同时

从埋管吹出，穿透整个片床，这种干热空气 （最大风量 员圆园园皂猿辕澡） 系由送风机吹送，经热交换器加热，可用控制器按要求调节

温度，需要时可调至 怨园益左右。干热空气带湿后，从湿空气排

出口引出，经集尘滤过器滤过后排出。送风、排风、片床温度等

指示器、报警仪记录均安置在包衣机旁的控制台内。

埋管包衣法的工艺：

① 包薄膜衣应在干燥状态下进行，喷出的雾化浆液须立即

干燥。要能达到薄层多次，层层迅速干燥的目的，则埋管法颇适

宜。因热空气在片床中间通过，作用迅速，不仅刚喷上浆的片芯

四周都有热气流，流穿片床则起到进一步的干燥作用。

将埋管插入片床并将导液管与喷头置于埋管中，在压缩空气

作用下，喷头喷出的雾化液，在埋管口与片床间形成所谓 “气

·圆园源·

囊”。由于 “气囊” 限制了喷头与片芯间的距离，所以一开始就

不能够产生最大的喷雾面积，见图 员园原圆。

图 员园原圆 正在进行包衣作业的埋管示意图

由于埋管法喷雾距离受限制，则要求扩散程度、雾化区域尽

可能达到最大。使片子受喷面上的浆液容易均匀黏附，因为整个

包衣过程均在片床内进行，喷雾沫的飞散问题已无关紧要。

此外从埋管吹出的干热空气在管口会产生涡流，容易使喷头

与埋管口被浆液污染阻塞，故对喷头在埋管嘴中的安装位置应作

具体考虑。

包薄膜衣片的心要有一定的硬度和抗磨损性能，尤宜注意印

字片芯，因为薄膜包衣后，片芯表面仍如片体原形，如有损伤，

则瘕疵依然呈现。为此，有时可将筛选过的片芯，先以少量处方

薄膜衣料的浆液予以手工处理较妥。

② 埋管包衣法与三段作业体系的自动法相比有如下优点：

蚤援埋管包衣法设备结构简单，且一般糖衣锅装上埋管及喷

雾装置后仍可继续使用，因而节约投资；

蚤蚤援与其他包衣法相比，所需空气量仅为其 员辕猿，热能消耗

也只需其 员辕猿，且热空气得到充分利用，节省能源；

蚤蚤蚤援连续喷雾，可缩短包衣时间，干燥迅速，可使片子不易

受水分的影响；

蚤增援设备部件体积小，容易装锅、卸料，便于清洗，容易更

·猿园源·

换生产品种和不同批号；

增援既可包薄膜衣，也可包糖衣，可用有机溶媒溶解的衣料，

也能用水性混悬浆液的衣料，故适用性广；

增蚤援本法包衣片重量差异比其他包衣方法波动小，一般无需

进行拣选。对薄膜衣片而言，片体完整，外观完美，凹纹字迹清

晰可见；也可在衣料中加着色剂和防光剂以掩盖片芯原有颜色和

保持活性成分的稳定；

图 员园原猿 宰怎则泽贼藻则空气悬浮包衣室示意图

增蚤蚤援本法可避免粉尘飞扬，雾沫湿润后的物料使之粘锅减

少。因此只要活性成分在潮湿状况下是稳定的，即可定量地进行

片剂的包衣。

·源园源·

二、空气悬浮包衣法

为薄膜包衣最可靠的方法之一，片芯置于包衣室中，在热空

气流作用下呈悬浮状态，然后用雾化系统将包衣液喷洒在片芯

上，片芯保持悬浮状态，当到达气流的顶峰时已接近干燥，此时

包衣室底部的片剂不断进入主气流又被悬浮包衣，已包衣的片剂

则从顶部沿包衣室壁降落，再次进行包衣，为连续操作。为能够

安全地使用和回收有机溶剂，包衣机采用密闭系统。如图 员园原猿所示。

第三节 包衣材料及类型

一、薄膜衣

指在片芯之外包一层比较稳定的高分子衣料，以防止水分、

空气、潮气的侵入，掩盖片芯药物不良臭味。与糖衣相比具有生

产周期短、效率高，片重增加小 （一般增加 圆豫 ～ 缘豫），包衣过

程可实行自动化，对崩解的影响小等特点。根据高分子衣料的性

质，可制成胃溶、肠溶及缓释、控制制剂。但一般片芯直接包薄

膜衣后，其外观往往不及糖衣片。因此，有的先包衬料，待片剂

外观满意后再包薄膜衣。

（员） 薄膜衣料 一般为高分子材料，其分子结构、相对分子

质量大小等不同，对成膜性能、溶解性和稳定性都有一定影响。

如单一材料不能满足包衣要求时，可使用两种以上薄膜衣材料以

弥补其不足。常用的薄膜衣材料如下：

① 纤维素衍生物 此类材料常用的有：

羟丙甲纤维素 （匀孕酝悦）：是目前应用较广、效果较好的一

种包衣材料，其特点是成膜性能好，衣膜透明坚韧，包衣时没

有粘结现象。本品既可溶于有机溶剂或混合溶剂，也能溶于

水，衣膜在热、光、空气及一定的湿度下很稳定。商品名为欧

·缘园源·

巴代 （韵责葬凿则赠） 的薄膜衣材料，即属于含有 匀孕酝悦的包衣制品。

欧巴代有胃溶、肠溶、中药防潮及最后抛光等多种类型。

羟丙基纤维素 （匀孕悦）：其溶解性与 匀孕酝悦相似，可溶于胃

肠液中，其最大的缺点是有较强的黏性，故常与其他薄膜衣材料

混合使用。

乙基纤维素 （耘悦）：具有良好的成膜性，不溶于水和胃肠

液，故不适于单独作片剂的包衣，常与水溶性聚合物如 酝悦、

匀孕酝悦等共用，如改变 耘悦和水溶性聚合物的比例，则可调节衣

膜的通透性，改变药物的扩散速度。本品可溶于多种有机溶剂

（如丙酮、乙醇），且无毒、无臭、无味，在绝大多数环境下十分

稳定。商品名为 粤择怎葬糟燥葬贼的乙基纤维素水分散体，近年来已广泛

使用，可避免使用有机溶剂。

② 聚乙二醇 （孕耘郧） 本品可溶于水及胃肠液，其性质与相

对分子质量有关，一般在 源园园园～ 远园园园者可成膜，包衣时用其

圆缘豫～ 缘园豫的乙醇溶液，形成的衣层对热敏感，温度高时易熔

融，常与其他薄膜衣材料如 悦粤孕等混合使用。本品具有吸湿性

（随相对分子质量的增大而减弱）。

③ 聚维酮 （孕灾孕） 性质稳定，无毒，能溶于水、醇及其他

有机溶剂，形成的膜比较坚固。但本品有较强的引湿性，常与

缘豫孕灾孕溶液、圆豫孕耘郧远园园园及 缘豫甘油单醋酸酯合用。

④ 丙烯酸树脂类 这是一类由两种或两种以上单体形成

的聚合物，用作薄膜衣材料的丙烯酸树脂是由甲基丙烯酸酯、

丙烯酸酯和甲基丙烯酸等单体按不同比例共聚而成的一类聚合

物。丙烯酸树脂为一类安全、无毒的高分子材料。耘怎凿则葬早蚤贼为

其商品名，具有良好的成膜性，有 耘、蕴、杂、砸蕴和 砸杂等多种

型号，其中 耘型是胃溶性，蕴、杂为肠溶性，砸蕴和 砸杂不溶于

水。国产 肠 溶 性Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号 丙 烯 酸 树 脂，分 别 相 当 于 耘怎鄄凿则葬早蚤贼蕴猿园阅、蕴员园园和 杂员园园，胃溶型 耘猿园和Ⅳ号丙烯酸树脂则分

别相 当 于 耘怎凿则葬早蚤贼耘猿园阅 和 耘员园园， 是 目 前 较 理 想 的 薄 膜 衣

材料。

·远园源·

⑤ 聚乙烯缩乙醛二乙胺醋酸酯 （孕燥造赠增蚤灶赠造粤糟藻贼葬造阅蚤藻贼澡赠造葬皂蚤灶藻粤糟藻贼葬贼藻，粤耘粤） 本品不溶于水，可溶于乙醇、丙酮和人工胃液。

作为胃溶性薄膜衣材料，具有良好的防潮性能，包衣时一般用

缘豫～ 苑豫的乙醇溶液。加入少量滑石粉可防止粘连，如与 匀孕酝悦等配合使用，效果更好。

二、半薄膜衣

半薄膜衣是糖衣片与薄膜衣片的结合，即先在片芯上包裹几

层粉衣层和糖衣层 （减少糖衣的层数），然后再包上 圆～ 猿层薄膜

衣层。这样既可克服薄膜衣片不易掩盖片芯原有颜色和不易包没

片剂棱角的缺点，又不过多增大片剂的体积。其衣层牢固、保护

性能好、又没有糖衣片易引湿发霉和包衣操作复杂等缺点，有利

于降低成本，但仍不如糖衣片光亮美观。

三、肠溶衣

肠溶衣片是指在胃中保持完整而在肠道内崩解或溶解的包衣

片剂。下列药物最好能制成肠溶衣片，使之能够安全通过胃部到

达肠道崩解或溶解：①遇胃液能起化学反应、变质失效的药物；

②对胃黏膜具有较强刺激性的药物；③有些药物如驱虫药、肠道

消毒药等要求在肠内起作用，在进入肠道前不被胃液破坏或稀

释；④有些药物要求在肠道吸收或需要在肠道保持较长的时间以

延长其作用。

（员） 肠溶衣材料

① 醋酸纤维素酞酸酯 （悦粤孕） 为白色纤维状粉末，不溶于

水和乙醇，可溶于丙酮或乙醇与丙酮的混合液。包衣时一般用

愿豫～ 员圆豫的乙醇丙酮混合液，成膜性能好，操作方便，包衣后

的片剂不溶于酸性溶液，能溶于 责匀缘郾愿～ 远郾园的缓冲液中，胰酶

能促进其消化。悦粤孕具有吸湿性，常与其他增塑剂或疏水性辅料

如苯二甲酸二乙酯等配合应用，以增加包衣的韧性和增强包衣层

的抗透湿性。

·苑园源·

② 丙烯酸树脂 丙烯酸树脂中甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲

酯或乙酯的共聚物为肠溶衣材料，耘怎凿则葬早蚤贼蕴型和 杂型为甲基丙

烯酸与甲基丙烯酸甲酯共聚物，作为肠溶衣层，其渗透性较小，

在肠中的溶解性能也较好。蕴型在 责匀远时溶解，杂型在 责匀苑时溶

解，调整 蕴型与 杂型二者用量比例，可得到不同溶解性能的材

料。耘怎凿则葬早蚤贼蕴猿园阅为 甲 基 丙 烯 酸 与 丙 烯 酸 乙 酯 的 共 聚 物，在

责匀缘郾缘～ 愿的介质中溶解。

③ 羟丙甲纤维素酞酸酯 （匀孕酝悦孕） 本品不溶于水，也不溶

于酸性缓冲液中，其薄膜衣在 责匀缘～ 远之间就能溶解，是一种在

十二指肠上端就开始溶解的肠溶衣材料，其效果比 悦粤孕好。

此外还有虫胶 （杂澡藻造造葬糟），因其形成的薄膜在十二指肠部位

较难溶解，因而会延缓肠道内药物的吸收，影响疗效，现已较少

应用。

（圆） 肠溶衣包衣方法 可用锅包衣法和悬浮包衣法进行。前

者先将片剂在包衣锅中包数层粉衣至片面棱角消失后，包适当层

肠溶衣材料，再包糖衣数层，以免在包装运输过程中肠衣受到损

坏。包衣液和撒粉操作最好采用喷雾法，以保证衣层均匀厚薄一

致。应用 悦粤孕和丙烯酸树脂类包肠溶衣时，也可不包粉衣层而

直接包成透明的肠溶薄膜衣。如采用悬浮包衣法，将包衣液喷洒

在片面上效果更好。

四、增塑剂

增塑剂系指能增加包衣材料塑性的物料。增塑剂的加入可降

低聚合物分子间的作用力，提高衣层柔韧性，增加其抗撞击

强度。

增塑剂与薄膜衣材料应有相容性，不易挥发并且不向片芯渗

透。常用的水溶性增塑剂有丙二醇、甘油、孕耘郧等；非水溶性增

塑剂有甘油三醋酸酯、蓖麻油、乙酰化甘油酸酯、邻苯二甲酸

酯、硅油和司盘等。

·愿园源·

五、溶剂

溶剂的作用是溶解成膜材料和增塑剂并将其均匀分散到片剂

的表面。溶剂的蒸发和干燥速度对包衣膜的质量有很大影响，速

度太快，成膜材料在片面上不能均匀分布，致使片面粗糙。干燥

太慢可能使已包在片面上的衣层再被溶解或脱落。

常用的溶剂有乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮、氯仿等。必要时

可用混合溶剂，对有毒性的溶剂产品应作残留量检查。

有机溶剂多有生理作用和易燃性，且回收麻烦，故力求用水

作成膜材料的溶剂。为减少水对片芯的不良影响，加快干燥速

度，宜采用高浓度的水溶液，此外，还可利用高分子材料在水中

的分散体进行包衣，如含乙基纤维素的水分散体，悦粤孕的水分散

体等。

六、着色剂与蔽光剂

加入着色剂和掩蔽剂的目的是为了便于识别，改善产品外

观，遮盖某些有色斑的片芯或不同批号片芯间色调的差异。目前

常用色素有水溶性、水不溶性和色淀 （造葬噪藻泽） 等三类。色淀染料

是用氢氧化铝、滑石粉或硫酸钙等惰性物质使水溶性色素吸着沉

淀而成，其有含纯色素量 员园豫 ～ 猿园豫，粒子小于 员园μ皂，着色均

匀，是一种具有覆盖力或掩盖力的不溶性染料，在光线与溶剂中

不易退色，还可防止有色糖衣中可溶性色素在干燥过程中的迁

移。蔽光剂可提高片芯内药物对光的稳定性，一般选用散射率、

折射率较大的无机染料，应用最多的是二氧化钛 （钛白粉）（栽蚤鄄贼葬灶蚤怎皂阅蚤燥曾蚤凿藻）。

第四节 包衣工艺与包衣溶液处方举例

薄膜包衣的处方由包衣材料、增塑剂、着色剂与遮光剂和溶

剂组成。根据溶剂的不同，又可分为聚合物有机性和聚合物水性

·怨园源·

包衣方法两种。无论采用有机溶液包衣还是采用水溶液包衣，无

论采用何种工艺设备都存在其重大缺陷。

采用有机溶液包衣的最重要问题是有机溶剂的挥发性、易燃

性、毒性以及由此带来的一系列其他困难。为了解决这些问题，

在设备上必须安装高效率的溶剂回收系统和防暴系统、空气监测

系统，要求随时对薄膜衣制剂中残留溶剂进行控制，且有机溶剂

价格昂贵。采用水作为溶剂是一种目前正在试用的方法，可以避

免有机溶剂的上述种种缺点，主要适合一些在碱性水溶液中溶解

的带有羧酸基团的聚合物，如醋酸纤维素酞酸酯 （悦粤孕）、羧丙

基甲基纤维素酞酸酯 （匀孕酝悦孕） 等。一般可采用 猿园豫氨水作为

中和剂，在搅拌下加入含有 员园豫 （宰辕灾） 聚合物和适量增塑剂

（员园豫～ 圆缘豫 宰辕灾） 的水分散液中，直至聚合物完全溶解。对碱

敏感以及对湿热敏感的药物应先行有机溶剂包衣，俟形成一层隔

离衣后 （增重 园郾缘豫～ 员郾园豫） 再用水溶液包衣。因为此类包衣材

料均为肠溶性聚合物，再加入氨水中和后聚合物亲水性的变化可

使薄膜对水或胃液的渗透性略有增加，加入 缘豫 ～ 圆缘豫 （聚合

物） 的滑石粉 （约缘μ皂） 或硬脂醇等可以降低其渗透性。

以有机溶剂或以水为溶剂的包衣的共同限制是包衣液中聚合

物固含量偏低，包衣过程费时耗能，如果配制高浓度的聚合物溶

液，其包衣的均匀性以及喷雾工艺很难达到理想要求。

其他一些用以消除有机溶剂应用的包衣方法如表 员园原员所

示。其中值得重视的方法是胶粒分散包衣方法或称水性包衣技

术，该技术采用以水为分散介质，聚合物是以直径约 缘园灶皂～园郾圆μ皂的胶态颗粒悬浮的水性包衣系统，其外观呈不透明的乳白

色，故也称假胶乳。在分散液中，聚合物的固含量可高达 猿园豫，

而且显示出低黏度性质，既完全消除了有机溶剂，又提高了包衣

液的浓度，有效地缩短了时间，同时，所有薄膜包衣工艺及设备

均适用，也适合于各种固体制剂的包衣，是目前正在推广应用的

方法。

·园员源·

表 员园原员 各种包衣技术的比较

方法 适合材料 举例 评价

有机溶剂法 几 乎 所 有 聚

合物

悦粤孕、 耘悦、 匀孕酝悦、

匀孕酝悦孕、 丙 烯 酸 树

脂、虫胶、玉米脘等

适合 各 种 固 体 制 剂 包 衣，

易燃，易爆，有 毒 性，环

境污染，劳动保护差

水溶液法 水 溶 性 聚 合

物

酝悦、 匀孕悦、 匀孕酝悦等

适合于形成低黏度水溶液

的聚合物，无有机溶剂但

适应面窄，不适合于湿热

敏感药物和肠溶及控释等

的要求

有 机 溶 液 原水 混 合 系 统

法

肠 溶 性 聚 合

物

聚邻苯二甲酸醋酸

乙烯 酯 （孕粤孕）、羧

甲 基 乙 基 纤 维 素

（悦耘悦）、醋酸羟丙基

甲基纤维素酞酸酯

（匀孕酝悦粤孕）等

部分减少有机溶剂，适合

于肠溶性制剂，不适合于

控释制剂等

碱 性 水 溶 液

法

肠 溶 性 聚 合

物

虫 胶、 匀孕酝悦孕、 肠

溶性丙烯酸树脂等

代替有机溶剂，适合于肠

溶性制剂，一般用弱碱性

物质如氨水等调节 责匀热溶法 低熔点材料 氢 化 油、 蜡、 固 态

聚乙二醇等

为了降低稠度仍需要用部

分有机溶剂，必须用热蒸

汽或加热喷嘴，或者直接

用糖包衣方法

乳剂法 几乎所有水不

溶性聚合物

悦粤孕、匀孕酝悦孕 减少部分有机溶剂，但组

分复杂，尚在研究试制中

胶 粒 分 散 法

（假胶乳）

几乎所有水不

溶性聚合物

耘悦、 悦粤孕、 丙 烯 酸

树脂

完全消除有机溶剂，黏度

低，固体含量高，适合于

各种包衣目的，不适合于

湿热敏感药物

包衣溶液处方举例

薄膜包衣采用符合要求的高分子聚合物作衣料，以有机溶媒

溶解喷在片剂表面，溶媒蒸发后片剂表面形成一层膜，即为薄膜

衣。

·员员源·

例 员 粤悦孕员园郾园早，十八醇 源郾园早，苯二甲酸二乙酯 员郾园皂造，异

丙醇 源园郾园皂造，丙酮 源缘郾园皂造。用此溶液包的衣渗透性小。在人工胃液中可以维持 源小时以

上，而在人工肠液中 员园皂蚤灶左右即能崩解。

例 圆 肠溶衣压制包衣衣料处方和制法

取三乙醇胺邻苯二甲酸醋酸纤维素和乳糖混合，将色素溶于

蒸馏水中加入混匀的粉末中，用水制成软材，在 圆远益下干燥，

过筛制粒，将硬脂酸镁与颗粒混合，即可作为压制包衣衣料，用

猿辕猿圆吋冲膜压制包衣。

三乙醇胺邻苯二甲酸醋酸纤维素 圆园郾园豫乳糖 苑愿郾园豫硬脂酸镁 员郾园豫色素 园郾怨豫蒸馏水 加至 员园园郾园豫例 猿 Ⅱ号丙烯酸树脂乙醇溶液 （远豫）愿园皂造，Ⅲ号丙烯酸树

脂乙醇溶液 （圆豫）圆园皂造，吐温 原愿园员郾远早，苯二甲酸二乙酯 员郾远早，

蓖麻油 圆郾园早，滑石粉 （加水研磨）圆郾愿早。

水性包衣液包括乳液聚合、乳液 原溶剂、蒸发法、相转变和

溶剂变换法。

例 源 乳液聚合包衣溶液处方和基本工艺

该聚合反应在 怨园～ 怨缘益进行，反应原理为：

砸甲基丙烯酸甲脂 圆郾圆园噪早丙烯酸丁酯 员郾愿苑噪早十二烷基硫酸钠 园郾园缘愿噪早

·圆员源·

过硫酸钠 园郾园员远噪早水 愿郾愿缘噪早十二烷基硫酸钠在该聚合反应中有较好的乳化效果，且毒性

很小。过硫酸钾作为引发剂无毒、无副作用，溶于水，在聚合分

解成硫酸钾，不需要后处理过程。

基本工艺过程：

① 将单体纯化后与水、引发剂、表面活性剂和必要的稳定

剂混合；

② 形成以单体为内相的水包油乳液；

③ 充入氮气，除去空气；

④ 加热搅拌，开始聚合成乳胶粒子

例 缘 乳液 原溶剂蒸发法制备包衣溶液的处方和基本工艺。

砸邻苯二甲酸醋酸纤维素 （悦粤孕） 远园早邻苯二甲酸二乙酯 （阅耘孕） 圆园早醋酸乙酯 （阅耘孕） 源远园早异丙醇 源远园早吐温 怨早水 怨早预先取水与吐温及 阅耘孕混合，缓缓加入 悦粤孕的醋酸乙酯

———异丙醇溶液，在中等强度搅拌下 员小时使成粒子大小约

员猿园灶皂乳液，该乳液在加热搅拌下驱除溶剂即得水乳胶液。

基本工艺

① 将聚合物溶解在与水不相溶的有机溶剂中，加入适宜表

面活性剂和稳定剂；

② 制备以聚合物溶液为内相的 韵辕宰型初乳；

③ 在超声振荡、匀乳机或亚微米分散机中制备乳滴大小在

亚微米范围的乳液。

④ 蒸发驱除溶剂形成水乳胶液。

例 远 相转变法制备包衣溶液的方法

·猿员源·

该法是将聚合物黏流态或溶剂凝胶态水合成乳胶液的过程。

预先加热熔融聚合物或者以少量溶剂溶解聚合物使之凝胶化，同

时加入适量长链脂肪酸与之共熔或共溶，混合物经匀乳机挤出机

或者胶体磨使形成均匀稠厚胶体后，缓缓加入少量碱性水溶液，

在搅拌下形成水在聚合物胶体中的分散胶体，随着更多的碱液的

加入，体系发生相转变，即形成聚合物胶体在水中的分散体直至

乳胶液形成。在该工艺过程中，长链脂肪酸如油酸、月桂酸或亚

油酸的加入有助于胶体的分散，当碱液加入混合物中，即与之生

成肥皂类表面活性剂，对乳胶液起到分散和稳定作用。

例 苑 溶剂变换法 （制备包衣溶液的方法）

该法主要适合那些不溶于水的离子型聚合物或者可以经过

酸、碱处理以及结构修饰取得解离性质的聚合物。例如，在聚合

物结构中引入铵基、磷酸基、磺酸基等。这些聚合物本身在水中

有很好的分散性而无需添加其他乳化剂。该法制备乳胶液的过程

是，首先将离子型聚合物溶解在可以与水混溶的有机溶剂中，继

而直接把聚合物溶液在搅拌条件下与水混合或者将水加到聚合物

溶液中即得到乳胶粒分散系统，去除溶剂后即得到乳胶液。由于

不需要表面活性剂的乳化和稳定作用，所以不易被热和机械应力

等破坏，在需要时亦可用有机溶剂稀释。常用的工艺参数、包衣

聚合物可见表 员园原圆，表 员园原猿。

表 员园原圆 用水乳液包衣的工艺参数

工艺参数

哉晕陨原郧蕴粤栽栽

圆郾源宰怎则泽贼藻则（底喷）

设备

郧孕悦郧

缘郾源宰怎则泽贼藻则（底喷）

郧孕悦郧

员园圆宰怎则泽贼藻则（底喷）

丸芯用量（噪早） 员郾圆缘 缘郾园 源园郾园空气压力（孕杂陨） 源园郾园 猿苑郾缘 源缘郾园进风温度（益） 远园 远园 远园出风温度（益） 圆远～ 圆愿 圆源～ 猿园 圆远～ 圆怨投料量（早辕皂蚤灶） 圆园郾园 猿远郾园 员怨苑郾猿包衣时间（皂蚤灶） 源缘 员园园 员源远喷雾速度（早辕皂蚤灶） 员园郾源 员苑郾圆 员圆缘郾园

·源员源·

续表

工艺参数

哉晕陨原郧蕴粤栽栽

圆郾源宰怎则泽贼藻则（底喷）

设备

郧孕悦郧

缘郾源宰怎则泽贼藻则（底喷）

郧孕悦郧

员园圆宰怎则泽贼藻则（底喷）

理论增重量 员郾园豫 员郾园豫 员郾园豫干燥时间（皂蚤灶） 员圆 圆怨 猿圆总包衣时间（皂蚤灶） 员猿圆 员愿缘 圆愿源

喷雾方式和最大工作容积（凿皂猿）； 员孕杂陨越园郾园苑噪早辕糟皂圆

表 员园原猿 常用薄膜包衣聚合物

聚合物 缩写名 代表性商品 黏度，糟责① 备注

员援水溶性聚合物

甲基纤维素 酝悦 酝藻贼澡燥糟藻造粤（阅燥憎美国）

员缘原源缘园园 溶于冷水，乙醇和氯仿

的混合 溶 剂（缘园：缘园），

不溶于热水、醇、醚、氯

仿，包衣常用低黏度优

质 品，在 责匀圆～ 员圆稳

定，国内有生产

羟丙 基 甲 基 纤 维

素

匀孕酝悦 酝藻贼澡糟藻造耘，运，云（阅燥憎美国）

孕澡则皂葬糟燥葬贼（信越，日本）

源原员园园园园园 同上

圆援肠溶性聚合物

醋酸 纤 维 素 酞 酸

酯

悦粤孕 悦粤孕（耘葬泽贼皂葬灶，美国）

远愿 溶于丙酮，醋酸乙酯与

异 丙 醇 混 合 溶 剂，在

责匀远郾圆以上溶解，包衣

时需加增塑剂，有水分

散乳胶液，亦可用氨溶

液溶解，据报道包衣增

重 圆郾员皂早辕糟皂圆即可

苯三 甲 酸 醋 酸 纤

维素

悦粤栽 悦粤栽（耘葬泽贼皂葬灶，美国）

员苑郾苑 溶于丙酮，醋酸乙酯与

异 丙 醇 混 合 溶 剂，在

责匀缘郾园以上溶解，包衣

时加增塑剂

·缘员源·

续表

聚合物 缩写名 代表性商品 黏度，糟责① 备注

羟丙 基 甲 基 纤 维

素酞酸酯

匀孕酝悦孕 匀孕酝悦孕（耘葬泽贼皂葬灶，美国）

（信越，日本）

溶于丙酮，和乙醇或甲

醇氯甲烷混合溶剂，在

缘郾园以上溶解，用量为

片重的 缘豫～ 员园豫肠溶 性 丙 烯 酸 树

脂 员，圆，猿号

耘怎凿则葬早蚤贼蕴，杂（砸燥澡皂 孕澡葬则皂，

德国）

溶于乙醇，丙酮，异丙

醇 等，在 责匀缘郾园原苑郾园溶 解，包 衣 需 加 增 塑

剂，有水乳胶液，国内

有生产，据报道包衣增

重为 员猿郾园皂早辕糟皂圆

猿援胃溶性聚合物

胃溶 性 丙 烯 酸 树

脂（源号）

耘怎凿则葬早蚤贼耘（砸燥澡皂 孕澡葬则皂，

德国）

溶于乙醇，丙酮，异丙

醇 等，有 水 分 散 乳 胶

液，在酸性 责匀溶解，国

内有生产

源援不溶性聚合物

醋酸纤维素

悦粤 悦粤（耘葬泽贼皂葬灶，美国）

员猿～ 圆圆愿 包衣常用二取代物，在

二氯甲烷，丙酮及其与

乙醇、异丙醇等的混合

溶剂中溶解，玻璃化温

度为 员愿园～ 员愿怨益，需用

增塑剂

醋酸 纤 维 素 丁 酸

酯

悦粤月 悦粤月（耘葬泽贼皂葬灶，美国）

园郾猿愿～ 苑远 在丙酮，二氯甲烷等溶

剂及混合溶剂中溶解，

玻璃 化 温 度 为 怨远～

员远员益，需用增塑剂

乙基纤维素 耘悦 耘贼澡赠造糟藻造造怎造燥泽藻（阅燥憎，美国）

苑～ 员园园 溶于乙醇和其他有机

溶剂，有多种水分散乳

胶液，需加入增塑剂

丙烯酸树脂 耘怎凿则葬早蚤贼砸蕴，砸杂

耘猿园阅（砸燥澡皂 孕澡葬则皂，

德国）

溶于乙醇，甲醇，异丙

醇等多种有机溶剂，有

水分散乳胶液，砸蕴及

砸杂对 水 的 渗 透 性 不

同，并需加增塑剂

·远员源·

第五节 薄膜包衣可能出现的问题及成因

（员） 皱皮 衣膜表面有皱纹或呈桔皮样粗糙不平。原因可能

是包衣溶液用量太多，薄膜太厚；或干燥太快；或喷洒不匀。也

可能是成膜剂选用不当，具较大的收缩趋向。

（圆） 起泡 衣膜与片芯间有气泡。原因可能是固化不恰当，

干燥过快；或衣膜与底层表面 （或片芯） 附着力较差。

（猿） 出汗 衣膜表面有液滴或呈油状薄膜。原因主要是包衣

溶液的配方不适当，组成间有配伍禁忌。

（源） 剥落 衣膜以片状或块状脱落。原因主要是成膜剂与片

芯粘着力太低。

（缘） 花斑 衣膜出现杂色斑点或花纹。原因主要是包衣溶液

配方中的增塑剂、色素等在干燥过程中发生移动，尤其是干燥太

快时容易发生这种现象。

（远） 崩解度不合适 肠溶衣片在胃的酸性条件下即崩解，或

衣膜溶解；或在肠的碱性条件下不崩解。原因主要是使用的包衣

材料不恰当，或是衣层太薄 （前者）、太厚 （后者）。

包衣时出现的种种缺陷，也许是一种或多种原因共同造成

的，应根据具体情况加以处理。

第六节 薄膜衣质量评价

完美的薄膜衣应光洁、平滑、无疵点和折皱，应具有一定的

弹性和机械强度，无脆裂、起泡、剥落等现象发生等。对于各种

特殊作用的薄膜衣，如胃溶衣、肠溶衣、控释膜衣等还应具备各

自独特的性质，即在一定 责匀介质中迅速溶解或不溶解，维持一

定的渗透性等。薄膜包衣 制 剂 的 质 量 检 查 的 内 容 如 表 员园原源所示。

·苑员源·

表 员园原源 制剂质量检查内容

渗透性质 机械性质 黏附性质 外观

扩散系数 抗张强度 黏附强度 色泽光洁度或粗度

溶解度 杨氏模量 起泡

渗透系数 拉伸长度 起皱

分配系数 硬度 起霜

破裂或裂纹 起斑

被覆强度 搭桥

冲击强度 剥落

一、渗透性质检查

该项检查包括外部物质如水气的渗透性质检查和内部物质如

药物的渗透性检查。

（员） 渗湿性

渗湿性检查一般可以在恒温恒湿箱或者装有适宜饱和盐溶液

的恒温密闭容器中进行，常用的相对湿度为 苑园豫 ～ 怨园豫。将一

定大小和厚度的薄膜密封在小玻璃瓶口，使湿气不得从边缘透

入，瓶内装有规定量的干燥硅胶，准确称重后，放入恒温恒湿器

中，间隔一定时间称重，计算增重值即为透湿量。

（圆） 药物渗透性

药物对薄膜的渗透性质可以用各种扩散池进行，在膜的一侧

注入渗透介质，如人工胃液或人工肠液、蒸馏水等；另一侧注入

待渗透物质的饱和溶液。在一定的温度和流通速度下，于设定时

间渗透介质中待渗物质的浓度。依 云蚤糟噪忆泽第一扩散定律比较一定

时间后的渗透量 匝或者比较常数 运忆，即可知薄膜对药物的渗透

性能。

二、机械性质试验

主要介绍抗张强度试验方法。抗张强度是反映薄膜机械强度

·愿员源·

的指标之一，系指截面积为 员糟皂圆的薄膜所能承受的最大负荷。

抗张强度一般可以用张力仪测定。预先精确测量薄膜的宽度和厚

度，用夹具沿薄膜纵轴方向夹持试样，按规定速度向相反方向拉

伸薄膜至试样断裂。读取负荷及伸长。抗张强度即拉伸强度δ贼

（晕辕皂圆），以下式计算：

δ贼越孕辕遭凿式中，孕为最大载荷即屈服负荷，晕， 遭和 凿分别为试样宽

度和厚度，糟皂。

三、黏附性质检查

薄膜衣对制剂表面的黏附能力是保证制剂质量的基本条件。

通常是用与片剂平面方向垂直、用以剥离薄膜衣所需的力的大小

来表示。一种测定黏附力大小的拉力试验仪是利用双面粘胶带，

一面与片剂平面黏合，另一面与测力计黏合，当以一定的速度移

动测力计时，记录薄膜衣被剥离片基所需要的力即可比较薄膜衣

的黏附性。但各次测定的移动速度应保持一致。

四、外观检查

主要测定或观察制剂表面的色泽、光洁度、粗度和表面缺陷

等。色泽的检查可以用色差光度计进行；光洁度可以用反射光度

计测定；粗度测定可以用粗度记录仪测定，也可以用肉眼或显微

镜直接观察薄膜衣表面的情况，如起泡、起皱、搭桥、起霜、起

斑等。

·怨员源·

第十一章 基因工程制药

第一节 概 述

基因工程 （郧藻灶藻贼蚤糟耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早） 是指将一种或多种供体的基

因 （外源基因） 与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生

物体 （受体） 内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。

因此，供体基因 （外源基因）、受体和载体称为基因工程的三大

要素。除了少数 砸晕粤病毒外，几乎所有生物的基因都存在于

阅晕粤结构中，而用于外源基因重组、拼接的载体也都是 阅晕粤分

子，因此基因工程也称为重组 阅晕粤技术 （阅晕粤砸藻糟燥皂遭蚤灶葬贼蚤燥灶）。

基因工程是一门新兴的学科。圆园世纪 源园年代，由于受到分

子生物学和分子遗传学发展的影响，基因分子生物学的研究取得

了前所未有的进步，而这些学科的综合成就，又为基因工程的诞

生奠定了坚实的理论基础，于是 员怨苑猿年诞生了基因工程。自基

因工程诞生以来，最先应用基因工程技术并且目前最为活跃的研

究领域便是医药科学。基因工程技术的迅猛发展使人们已能够十

分方便有效的生产许多以往难以大量获取的生物活性物质，甚至

可以创造出自然界中不存在的全新物质。员怨愿圆年第一个基因重

组产品———人胰岛素在美国的问世，吸引和激励了大批科学家利

用基因工程技术研制新药品。到目前为止，约有近 猿园种基因工

程药物投入市场。我国已批准 员圆种基因工程药物和疫苗，在研

究开发中的也有 员园余种。

（员） 基因工程研究的主要内容

① 从复杂的生物有机体基因组中，经过酶切消化或 孕悦砸（孕燥造赠皂藻则葬泽藻悦澡葬蚤灶砸藻葬糟贼蚤燥灶，聚合酶链式反应） 扩增等步骤，分离

出带有目的基因的 阅晕粤片断。

·园圆源·

② 在体外，将带有目的基因的外源 阅晕粤片断连接到能够自

我复制并具有选择记号的载体分子上，形成重组 阅晕粤分子。

③ 重组 阅晕粤分子转移到适当的受体细胞 （亦称寄主细胞），

并与之一起增殖。

④ 从大量的细胞繁殖群体中，筛选出获得了重组 阅晕粤分子

的受体细胞克隆。

⑤ 从这些筛选出来的受体细胞克隆中，提取出已经得到扩

增的目的基因，供进一步分析研究使用。

⑥ 将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在

新的遗传背景下实现功能表达，生产出人类所需要的物质。

（圆） 基因工程的特征

从实质上讲，基因工程的特征，第一是它将外源 阅晕粤的新

组合引入到一种新的寄主生物中进行繁殖。这种 阅晕粤分子的新

组合是按照工程学的方法进行设计和操作的，这就赋予基因工程

跨越天然物种屏障的能力，克服了固有的生物种间的限制，扩大

和带来了定向创造新生物的可能性，这是基因工程的最大特点。

第二是一种确定的 阅晕粤小片断能够在新寄主细胞中进行扩增。

正是由于具备了这种特征，我们才能够制备到大量纯化的 阅晕粤片断，从而拓宽了分子生物学的研究领域，包括核苷酸的序列测

定、位点特异的突变形成，以及以确保所编码的多肽链能够在寄

主细胞中实现高水平表达为目的的基因序列操作等。除此之外，

这种大量纯正的 阅晕粤片断，没有污染上给体生物的任何其他

阅晕粤序列，是绝对纯净的分子群体。

广义的基因工程定义为 阅晕粤重组技术的产业化设计与应用，

包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是外源基

因重组、克隆和表达的设计与构建；下游技术则指含有重组外源

基因的生物细胞 （基因工程菌和细胞） 的大规模培养以及外源基

因表达产物的分离、纯化过程。

·员圆源·

第二节 基因工程药物生产的基本过程

基因工程药物生产的基本程序是：第一步是外源基因 （目的

基因） 的获得，然后是组建 阅晕粤重组体，依次再构建基因工程

菌 （或细胞），工程菌的培养，外源基因表达产物的分离纯化，

以及最后产品的检验等 （见图 员员原员）。

获得目的基因

组建 阅晕粤↓

重组体

↓组建工程菌（或细胞）

↓工程菌（或细胞）的培养

↓产物的分离纯化（除菌过滤）

↓产品的检验

↓包装

图 员员原员 制备基因工程药物的一般程序

基因工程药物的生产是一项十分复杂的系统工程，同样可分为

上游和下游两个阶段。上游阶段的工作主要在实验室内完成，包括

目的基因的分离、阅晕粤重组体的组建、工程菌 （或细胞）的构建；

下游阶段是从工程菌 （细胞）的大规模培养一直到产品分离纯化、

除菌过滤、半成品的检定、成品的检定、包装、质量控制等。

一、目的基因的获得

外源基因 （目的基因） 主要来源有以下两个方面：

（员） 从生物基因库 （早藻灶藻造蚤遭则葬则赠） 中分离和纯化

基因库建立通常是将基因组 阅晕粤用限制性内切酶酶切产生

·圆圆源·

大小不同的基因片断，与基因载体连接并扩增后，贮存起来成为

一个克隆库 （糟造燥灶藻造蚤遭则葬则赠）。

另一个更为有用的是 糟原阅晕粤库，由于真核细胞基因组库中

含有不能转录的 阅晕粤序列，极大多数真核基因含有间隔序列内

含子 （蚤灶贼则燥灶），它能转录却不能转译，在基因组库中分离特殊基

因时，往往带有这些内含子和一些与这个分离基因邻近的不能转

录的 阅晕粤序列。而 糟原阅晕粤是由真核生物的组织或细胞中提取

皂原砸晕粤，通过酶促反应逆转录成 糟原阅晕粤，并将双键 糟原阅晕粤（凿泽糟原阅晕粤） 和载体连接，然后转化扩增，构建成 糟原阅晕粤库，

它含有能转录和转译的序列，更具有实用价值。

对于一些原核生物，基因结构比较简单，遗传背景十分清楚

的就可以运用遗传学技术直接分离目的基因，如大肠杆菌的乳糖

发酵基因就是第一个从生物细胞分离得到的基因，利用不同转导

噬菌体的 阅晕粤进行分子杂交，直接从杂交分子中分离得到目的

基因。

对于一些复杂的真核基因组，多数基因往往是单份 （单拷

贝） 存在的，获得这种基因往往采用鸟枪法 （泽澡燥贼早怎灶）。这种方

法的特点是不直接分离基因，而是把基因和载体结合后，在受体

中检测所需的基因，即用限制性内切核酸酶切割成很多不同大小

的基因片断，再运用分子杂交等技术，用 皂原砸晕粤或 糟原阅晕粤作

为探针，从中得到所需要的目的基因。

（圆） 化学法或酶法人工合成

较小的蛋白质或多肽的编码基因可以用人工化学合成法合

成。化学合成法有个先决条件，就是必须知道目的基因的核苷酸

排列顺序，或者知道目的蛋白质的氨基酸顺序，再按相应的密码

子推导出 阅晕粤的碱基序列。

人工化学法合成基因的缺点是：①不能合成太长的基因，目

前 阅晕粤合成仪所合成的寡核苷酸片断长度仅为 缘园～ 远园遭责，本法

只适用于克隆小分子肽的基因。②易发生中性突变。③费用

较高。

·猿圆源·

二、阅晕粤重组体的组建

外源基因需要与某种工具重组，然后才能导入宿主细胞中进

行克隆和保存或者表达外源 阅晕粤中的遗传信息。这种将外源

阅晕粤携带进入宿主细胞的工具称为载体。

（员） 基因载体的类型及特点

载体通常应具有以下特点：①能在宿主细胞中独立复制；②有选择性标记，易于识别和筛选；③可插入一段较大的外源

阅晕粤，而不影响其本身的复制；④有合适的限制酶位点便于进行

克隆。

基因载体通常分为两大类：质粒和病毒。如：质粒载体、噬

菌体载体、柯斯质粒载体、单链 阅晕粤噬菌体载体、噬菌粒载体、

真核细胞的克隆载体等。

（圆） 阅晕粤的体外重组

外源 阅晕粤片断同载体分子连接的方法，即 阅晕粤分子体外重

组技术，主要是依赖于核酸内切限制酶和 阅晕粤连接酶的作用。

一般说来，在选择外源 阅晕粤同载体分子连接反应的程序时，需

要考虑下列 猿个因素：①试验步骤要尽可能简单易行；②连接形

成的 “接点” 序列应能被一定的核酸内切限制酶重新切割，以便

回收插入的外源 阅晕粤片断；③对转录和转译过程中密码结构的

阅读不发生干扰。

外源基因与载体体外连接的方法通常有以下三种：

① 黏性末端———限制性内切酶酶切法

这是最常用的连接法，它的前提是外源基因与基因载体的

阅晕粤分子同样具备某一个限制性内切酶的切点，这样就能产生

互补的黏性末端的相互连接。

② 多聚 凿粤原凿栽或 凿郧原凿悦接尾法

真核生物的单拷贝基因由于它们在整个染色体 阅晕粤中所占

比例极小，很难找到某一种限制性内切酶能在基因和基因载体有

相同的切点，这就需要用人工末端进行重组。

·源圆源·

③ 人工接头 （人工黏性末端）

员怨苑远年发展了应用人工末端连接器 （造蚤灶噪藻则），即将人工化学

合成的具有某种限制性内切酶可识别位点的双链寡核苷酸，在

栽源阅晕粤连接酶作用下连接到一个天然或人工合成的片段末端上，

然后再用这种限制性内切酶处理人工接头获得黏性末端，实现体

外重组。

三、构建工程菌

重组体分子在体外形成之后，需要在适当的宿主细胞中进行

繁殖，才能够获得大量纯一的重组体 阅晕粤分子。这样一种过程

习惯上叫做基因的扩增。由此可知，选定的宿主细胞必须具备使

外源 阅晕粤进行复制的能力，而且还应该能够表达由导入的重组

体分子所提供的某种表型特征，这样才有利于转化子细胞的选择

与鉴定。因此，宿主细胞应满足以下要求：容易获得较高浓度的

细胞；能利用易得廉价原料；不致病、不产生内毒素；发热量

低，需氧低，适当的发酵温度和细胞形态；容易进行代谢调控；

容易进行 阅晕粤重组技术操作；产物的产量、产率高，产物容易

提取、分离、纯化。用于基因表达的宿主细胞分为两大类，第一

类为原核细胞，目前常用的有大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、链霉菌

等；第二类为真核细胞，常用的有酵母、丝状真菌、哺乳动物细

胞等。

将外源重组体分子导入受体细胞的途径，有以下几种形式：

（员） 转化 （转染）

在基因操作中，转化 （贼则葬灶泽枣燥则皂葬贼蚤燥灶） 一词严格地说是指，

感受态的大肠杆菌细胞捕获和表达质粒载体 阅晕粤分子的生命过

程；而转染 （贼则葬灶泽枣藻糟贼蚤燥灶） 一词，则是专指感受态的大肠杆菌细

胞捕获和表达噬菌体 阅晕粤分子的生命过程。但从本质讲，二者

并没有什么根本的差别。无论是转化还是转染，其关键的因素都

是用氯化钙处理大肠杆菌细胞，以提高膜的通透性，从而使外源

阅晕粤分子能够容易地进入细胞内部，所以在习惯上，人们往往

·缘圆源·

也通称转染为广义的转化。

细菌转化 （或转染） 的具体操作程序是：将 阅晕粤分子同经

过氯化钙处理的大肠杆菌感受态细胞混合，置冰浴中培养一段时

间之后，转移到 源圆益下作短暂的热刺激。如果使用的是噬菌体

阅晕粤（即转染过程），那么可以将经过这样处理的细菌直接涂布

在琼脂平板上，此时已经捕获了 阅晕粤的细胞经过一段时间之后，

将会释放出大量的子代噬菌体颗粒。这些颗粒继续感染周围的寄

主细胞，并重新释放出子代噬菌体颗粒。如此重复下去，最终便

会在平板的细菌菌苔上形成噬菌斑。如果用的是质粒的 阅晕粤（即转化过程），那么首先应该将细菌放置在非选择性的肉汤培养

基中保温一段时间，以促使在转化过程中获得的新的表型 （栽藻贼γ或 粤皂责γ） 得到充分的表达。然后将此细菌培养物涂布在含有四

环素或氨苄青霉素的选择性平板上。注意控制转化条件，使每个

细胞只接受一个重组体质粒 阅晕粤分子的进入。由于质粒 阅晕粤上

编码着抗菌素抗性基因，因此在加有相应抗菌素的选择性培养基

平板上，一个转化子细胞便会生长成一个单菌落。显然，每一个

这样的菌落都只含有一种来源于同一个转化质粒的同源质粒群

体，这样的单菌落通常又叫做克隆。

（圆） 转导

转导和转化所应用的范围一样，主要应用于细菌一类的原核

细胞和酵母等低等真核细胞作为受体的途径。噬菌体颗粒能够将

其 阅晕粤分子有效的注入到寄主细胞的内部。根据这种特性，已

经设计出了另外一种将外源重组 阅晕粤分子导入寄主细胞的方法，

即所谓的体外包装颗粒的转导 （贼则葬灶泽凿怎糟贼蚤燥灶）。这是一种使用体

外包装体系的特殊的转导技术。它先将重组的λ噬菌体 阅晕粤或

重组的柯斯载体 阅晕粤包装成具有感染能力的λ噬菌体颗粒，然

后经由在受体细胞表面上的λ阅晕粤接受器位点 （则藻糟藻责贼燥则泽蚤贼藻泽），使

这些带有目的基因序列的重组体 阅晕粤注入大肠杆菌寄主细胞。

该方法已经发展成为一种能高效率地转移大分子量重组体 阅晕粤分子的强有力的实验手段。

·远圆源·

（猿） 显微注射

显微注射法适用于高等动植物细胞作为受体的途径。

（源） 电穿孔

本法同显微注射法一样，主要应用于高等动植物细胞作为受体。

以上介绍的用于接受重组体 阅晕粤导入的寄主细胞，只限于

大肠杆菌。几乎在所有的关于重组 阅晕粤的研究工作中，都使用

了大肠杆菌 运员圆突变体菌株。该株由于丧失了限制体系，故不会

使导入细胞内的未经修饰的外源 阅晕粤发生降解作用。对于大肠

杆菌寄主细胞，无论是转化还是转导，都是十分有效的导入外源

阅晕粤的手段。当然，除了大肠杆菌之外，其他的一些细菌，例

如枯草芽孢杆菌 （月糟葬蚤造造怎泽泽怎遭贼蚤造蚤泽），也已经发展成为基因克隆的

寄主菌株。

四、工程菌 （细胞） 的培养

（员） 基因工程菌的培养方式

① 表面培养

细菌接种在培养基表面，培养基中的营养物质要靠分子扩散

达到细菌表面才能被细菌利用，培养后期往往出现营养不足。如

果加大培养基浓度，又可能导致底物对细菌生长的抑制及代谢物

阻碍而影响细菌生长。培养过程中又由于细菌的代谢活动，使培

养环境发生变化，这种变化改变了细菌生长的最适条件，而限制

了细菌的生长。所以这种培养方法不但操作繁琐、劳动强度大，

且不适于细菌大量培养。

② 摇床培养

这种培养有三种形式：葬援小型旋转式；遭援往复式；糟援大

型立式，也为旋转型，转速可调，一次可摇 缘园园皂造三角瓶 员园园个，占地小。以上三种形式可基本上克服表面培养的一些缺点，

适于培养基因工程菌种或小量试验。

③ 发酵罐培养

发酵罐的组成部分有：发酵罐体；保证高传质作用的搅拌

·苑圆源·

器；精细的温度控制和灭菌系统；空气无菌过滤装置；残留气体

处理装置；参数测量与控制系统如 责匀、韵圆、悦韵圆等；培养液配

置及连续操作装置等。由于基因工程菌在发酵培养过程中要求环

境条件恒定，不能影响其遗传特性，更不能引起所带质粒丢失。

因此对发酵罐有特殊要求：如要提供细菌生长的最适条件；培养

过程不得污染，保证纯菌培养；培养及消毒过程中，不得游离出

异物，干扰细菌代谢活动等。为了能达到上述要求，发酵罐的结

构材料稳定性要好，一般应用不锈钢制成，这样表面光滑易清

洗，灭菌时没有死角。与发酵罐连接的阀门要用膜式，不用球形

阀；所有的连接接口均要用密封圈封闭，不留 “死腔”。搅拌器

转速和通气应适当，任何接口处均不得有泄漏。

（圆） 基因工程细胞的培养方式

绝大部分基因工程药物以非糖基化的蛋白质形式存在，原核

细胞可作为宿主细胞。但各种天然干扰素、白细胞介素、集落刺

激因子等都是糖基化的蛋白质，另外，如巨噬细胞集落刺激因子

（酝原悦杂云）、红细胞生成素 （耘孕韵）、组织溶纤原激活剂 （贼孕粤） 等

必需糖基化才有生物学活性，因此只能用真核细胞 （哺乳动物细

胞） 作宿主细胞才能使产物糖基化。

基因工程细胞分为贴壁依赖性细胞和非贴壁依赖性细胞两

类。贴壁依赖性细胞需要附着于带适量正电荷的固体或半固体表

面上生长，这两种细胞的培养方式有以下几种：

① 转瓶培养 细胞接种在滚动的柱型瓶中，培养过程中转

瓶不断滚动，其结构简单，投资少，技术成熟，重现性好，放大

只是简单的增加转瓶数量。但其劳动强度大，单位体积提供细胞

生长的表面积小，占用空间大，按体积计算细胞产率低，环境条

件要求高。

② 微载体培养 细胞贴附在微载体上，悬浮于培养基中，

把单层培养和悬浮培养融汇在一起，具有两种培养方法的优点：

表面积与体积比值大。若 员皂造培养基中加入 员皂早悦赠原贼燥凿藻曾造。表

面积达 缘糟皂圆，足够 苑缘园伊员园远～ 员园园园伊员园远个细胞生产所需的表面

·愿圆源·

积，微载体悬浮于培养基中，细胞生产环境均一，简化了环境因

素的监测与控制；培养基利用率高；采样重现性好，收获过程也

不复杂；放大较容易；劳动强度小；占用空间小。由于有这些优

点，已用于细胞大量培养。但不是任何一种基因工程细胞都能使

用的，因为基因工程细胞携带着特殊的质粒，只有将这种质粒传

给子代细胞，才算培养成功。在微载体培养中，质粒容易丢失，

丢失质粒的细胞生长速度迅速，培养液很快被无质粒的细胞所代

替，这样细胞虽很多，但目的产物却很少。如遇这种情况，微载

体培养将不适用。因此，要根据所构建的工程细胞质粒的稳定性

来选择培养方法。

微载体反应器的容量可按需要从 员升到几十升、几百升，这

种反应器也适用于非贴壁细胞即悬浮细胞的培养。按操作方式可

分为分批式、流加式、连续式、半连续式和灌注式五种。

① 分批式：将细胞和培养液及微载体一次性装入反应器内，

细胞不断增殖，产物也不断形成，经过一段时间培养后，全部收

获，固液分离。如基因工程细胞为分泌型，表达产物分泌到细胞

外，可以应用这种简单的培养方式。但细胞生长分为延迟期、对

数生长期、减速期、平稳期和衰退期五个阶段。如果目的产物表

达仅在某一期最高，这一种培养方式将不适用。

② 流加式：先将一定量培养液装入反应器，接种细胞进行培

养，随着细胞对营养物质的不断消耗，新的营养物质不断补充至

反应器内，使细胞进一步生长代谢，到反应终止时取出整个反应

系统。本法特点是能调节培养环境中的营养物质浓度，可以避免

某种营养成分的初始浓度过高而出现底物抑制现象，又能防止某

些限制性营养成分在培养过程中被耗尽而影响细胞的生长和产物

的形成。由于新鲜培养液的加入，整个培养过程中反应体积是变

化的。最常见的流加物质是葡萄糖，谷氨酰胺等能源和碳源物质。

③ 半连续式操作：也叫换液培养，是一种常用的方法。它

是在分批式操作的基础上，不全部取出反应液，剩余部分重新补

充新的营养成分，再按分批式操作的方式进行，反应器内培养液

·怨圆源·

图 员员原圆 灌注系统模式图

员援溶氧监测；圆援控制仪；猿援反应器搅拌基座；源援培养器；

缘援圆筒型滤器；远援溶氧电极；苑援单口喷射器；愿援责匀电极；

怨援蠕动泵；员园援记时计；员员援新培养液贮存器；员圆援用过的培养液贮存器

的体积不变。这种方式可以反复收获培养液，对培养基因工程分

泌型细胞特别适用，尤其是微载体培养系统更是如此，即细胞长

满微载体后，可以反复收获细胞分泌的目的产物。这种方法已用

于大规模生产乙肝表面抗原、贼孕粤等基因工程产品。

④ 连续操作式：将细胞种子和培养液一起加入反应器内进

行培养，经过一定时间后，在不断加入新鲜培养液前，取出一部

分反应液，使反应器内维持一个恒定状态。这样细胞生长环境稳

定，促进细胞不断生长和产物不断形成，可以连续收获产物或细

胞，对分泌型和非分泌型基因工程细胞均适用。

⑤ 灌注式：本法不同于连续操作法在于细胞留在反应器内，

始终处于不断的营养状态，适用于高密度培养细胞。通过调节灌

注速度，可以把整个培养过程控制在最佳状态。细胞密度可达分

批式培养的 缘～ 员园倍，本法规模可达几百升，已用于基因工程细

胞的大规模生产 （图 员员原圆）。

·园猿源·

五、基因工程药物的分离纯化

分离纯化是基因工程药物生产中极其重要的一环，这是由于

工程菌或细胞经过大规模培养后，产生的有效成分含量很低，杂

质含量却很高；另外由于基因工程药物是从转化细胞，而不是从

正常细胞生产的，所以对产品的纯度要求也高于传统产品。所以

要得到合乎医用要求的基因工程药物，分离纯化要比传统产品困

难的多。基因工程药物的分离纯化一般包括以下几个步骤，细胞

破碎、固液分离、浓缩与初步纯化、高度纯化直至得到纯品以及

成品加工。

图 员员原猿 基因工程药物分离纯化的一般流程

·员猿源·

（员） 细胞破碎与固液分离

当一个外源基因经过克隆并在细胞或细菌中转化成功之后，

其高效表达的基因工程产物，有的可以分泌到细胞外，但大部分

在细胞浆内。因此要取得基因工程产品，首先要破碎细胞。细胞

壁由坚固的多聚糖充骨架，又由乙酰葡萄糖胺和乙酰胞壁酸交替

排列形成支架，这种网状结构给破碎细胞带来阻力。针对这种结

构，破碎方法可分为机械方法和非机械方法两种。

① 机械方法

机械方法是常用的方法之一，它的优点是处理量大、破碎速

度快、不带入任何化学物质易于纯化。它的缺点是消耗机械能而

产热，因此在多数情况下要采取冷却措施，以防止表达产物生物

活性的丧失。通常有高压匀浆泵法、高压挤压法、超声波法、球

磨机法。

蚤高压匀浆泵法 （匀蚤早澡责则藻泽泽怎则藻匀燥皂燥早藻灶蚤扎藻则）利用高压迫使细胞悬液通过针型阀，经过突然减压和高速冲

击撞击环造成细胞破裂。影响破碎的主要因素是压力、温度和通

过匀浆器阀的次数。国内外已广泛应用这种方法。国内已能生产

各种功率的高压匀浆泵。

蚤蚤高压挤压法 （载原孕则藻泽泽）这是改进了的高压方法，利用特殊装置——— “载原责则藻泽泽挤压

机”，将浓缩的细胞悬液冷却至 原圆缘益 ～ 原猿园益形成冰晶体，利

用 缘园园酝孕葬以上的高压冲击，冷却细胞从高压阀孔中挤出。细胞

破碎是由于冰晶体的磨损，包埋在冰中的细胞变形所引起的。本

法适用范围广，破碎率高，细胞碎片的粉碎程度低，生物活性保

持好等优点。但是，本法对冷冻 原融解敏感的生物活性物质如糖

基化的蛋白质不适用。

蚤蚤蚤超声波法 （粤造贼则燥泽燥灶蚤糟葬贼蚤燥灶）这是小量细胞破碎常用的方法。超声波频率通常在 员缘～ 圆缘

千赫兹 （噪匀扎），细胞的破碎是由于超声波的空穴作用。超声波振

荡容易引起温度剧烈上升，操作时可以向细胞悬浮液中投入冰盐

·圆猿源·

或在夹套中通入冷却液进行冷却。经验证明对于不同的细胞或细

菌，超声处理效果不同，杆菌比球菌易破碎；革兰阴性菌比革兰

阳性菌易破碎，对酵母菌破碎效果很差，故要根据不同对象选用

之，也不适于大规模操作，因放大后，要输入很高能量来提供必

要的冷却装置是很困难的。目前应用于破碎包涵体。

蚤增球磨机法 （月藻葬凿酝蚤造造）将细胞悬液与玻璃小球、瓷球、石英砂等快速转动或搅拌研

磨，使细胞达到某种程度的破碎。本法因破碎过程中温度升高过

快，容易引起生物活性物质蛋白变性失活，故已不常用。

② 非机械方法

非机械方法包括酶解法、化学溶泡法、热处理法、反复冻融

法、渗透压冲击法等。其中研究和应用较广的方法是酶解法。常

用溶菌酶破坏细胞壁上特殊的键使壁破碎，但该酶的分子量若与

表达产物的分子量很接近时，在以后的纯化过程中很难被除净，

有时也引起表达产物降解失活，再加上价格昂贵，不适于大规模

生产。

总之，细胞破碎是下游技术中很重要的一个步骤，应针对不

同的细胞和目的产物，慎重的选择细胞破碎方法。

（圆） 固液分离

细胞破碎之后，包含体与细胞碎片等其他杂质混合在一起，

为了最终取得具有生物活性的重组蛋白，需要对混合物进行分

离，首先根据溶解度的不同，把可溶性成分和不溶性成分分开，

方法如下：

① 离心

离心是进行固液分离的主要手段。它的分离原理是利用固体

和液体之间的密度差。通常，细胞、细胞碎片、蛋白质沉淀物、

包含体及病毒颗粒的密度都大于其相应环境液体的密度，通过离

心，可使它们沉降下来。斯托克斯 （泽贼燥噪藻则泽） 公式表示在理想状

态下，固体颗粒在离心场中的沉降速度与影响因素的关系。

·猿猿源·

μ糟越凿圆（ρ杂原ρ蕴）

员愿μ则憎圆

式中：

μ糟：颗粒沉降速度； 凿：颗粒直径 （假定为球形）；ρ杂：

固体密度；ρ蕴：液体密度；μ：液体黏度； 则：离心半径；

憎：角速度

从式中可以看出：

葬援密度差 （ρ杂原ρ蕴） 越大，离心沉降速度越快；

遭援固体颗粒尺寸越大，越容易离心；

糟援液体黏度越大越不易离心；例如当提取溶液中含有大量

阅晕粤时，细胞碎片就不容易沉降；

凿援离心力 （则憎圆） 的大小对固液分离很有影响，在基因工程

药物分离中细胞悬液与细胞匀浆中的颗粒直径不大，固、液相的

密度差不大，而且液体黏度常常较大，因此需要通过增大离心力

来提高分离效率。常用分离因数来衡量离心力的大小：

葬越则憎圆

早式中 葬是分离因数；早是重力加速度。

按分离因数的大小分类，可分为低速离心 （葬约猿园园园），高速

离心 （葬越猿园园园～ 缘园园园园） 和超速离心 （葬跃缘园园园园）。

生化产品分离所用的离心机大部分是高速离心机，常用的有

管式离心机和碟片式离心机两种。管式离心机的转鼓是一个圆

筒，直径不大，但转速很高，分离因数可达几万以上，适用于固

体颗粒比较小，浓度较低的场合，如常用于收集微生物菌体。碟

片式离心机内装有多层碟片，片间的距离只有 园郾猿皂皂左右，生

物悬浮液由轴中心加入，固体在离心力的作用下沿最下层的通道

积累在离心机的最大半径处。碟片式离心机的分离因数可达

员缘园园园，得到的固相含量可达 员缘豫 ～ 圆园豫。生化工业上应用的离

心机种类很多，如分室式离心机、倾折式离心机、离心过滤机

等。相对比较起来，碟式离心机的应用比较广泛，它分离因数

·源猿源·

大，流量大，还可以自动排泄固体。

② 膜分离技术

传统的过滤介质如滤布和金属丝网等不适用于过滤微米级大

小的细胞、细胞碎片和生物大分子。高分子聚合物膜的出现使膜

分离技术在基因工程药物的分离中得到广泛应用。目前有 猿种膜

过滤：

蚤微孔过滤 用于分离固体颗粒，如细胞、细胞碎片、包含

体及蛋白质沉淀物；

蚤蚤超滤 用于浓缩大分子物质，如蛋白质、核酸、多糖；

蚤蚤蚤反渗透 用于从小分子如抗生素、氨基酸除去水分；

根据膜的孔径 （晕孕阅），可将膜分为微孔膜 （园郾员～ 员园μ皂）、

超滤膜 （园郾园园员～ 园郾员μ皂） 和反渗透膜 （约园郾园园员μ皂）。超滤膜是以

其 “切割分子量 （酝宰悦韵）” 来衡量其孔径大小的。所谓 酝宰悦韵指的是该膜具有截留 怨园豫或 怨缘豫的该分子量标准试验物的能力。

超滤膜的常用规格有 员万、员园万、猿园万 哉宰悦韵，微孔膜的常用

规格有：园郾圆μ皂，园郾源缘μ皂，园郾远μ皂。

为了改善膜分离的效果，对所要分离的物料进行适当的预处

理是必要的。如调整 责匀和离子强度；加入絮凝剂和助滤剂等。

③ 双水相萃取

生化固液分离中最困难的操作是从细胞破碎后的匀浆中移走

细胞碎片。这些碎片大小分布很广，有细胞壁碎片、膜碎片、细

胞器、未破碎细胞等，用离心分离不容易除去某些絮状物，用膜

分离不仅速度慢，还易出现污染和蛋白质滞留。双水相萃取在分

离细胞碎片和细胞内蛋白质中显示了具有取代高速离心和膜分离

的巨大潜力。

用双水相法萃取蛋白质是向水相中加入溶于水的高分子化和

物，如 孕耘郧（聚乙二醇） 或葡聚糖，从而形成密度不同的两相

（有时甚至是多相）：密度小的一相富含某一高分子化合物，密度

大的一相富含盐类和另一种高分子化合物。两相都含有较多的

水，故称为双水相。常用的双水相系统为 孕耘郧葡聚糖和 孕耘郧辕无·缘猿源·

机盐两种。由于葡聚糖价格较贵，所以 孕耘郧辕无机盐系统应用的

更为广泛。

应用双水相法分离细胞碎片和蛋白质的一般过程是将细胞悬

液经过破碎后，与 孕耘郧和无机盐在萃取器中混合、再离心分相。

上相 （孕耘郧富集相） 含有目标蛋白 （也可能含有较多杂质蛋白），

下相含有细胞碎片、核酸、多糖等。通过优选萃取组成和条件，

不仅可以除去近 员园园豫的细胞碎片，还可能使部分杂质蛋白也分

配在下相，达到部分纯化目的，因此双水相法在清除细胞碎片方

面优于离心法和膜分离法。在实际操作中，最困难的是如何在保

证碎片分配在下相的同时，把蛋白质产品尽可能完全的分配在上

相。为此需要综合考虑多种因素如 孕耘郧浓度，孕耘郧分子量和盐

浓度以及 责匀等。

（猿） 重组蛋白的色谱分离纯化技术

工程菌或工程细胞经过细胞破碎和固液分离之后，目的产物

仍与大量的杂质混合在一起，需要进一步的分离和纯化。色谱法

是分离和纯化目的蛋白的主要手段。

色谱分析法简称色谱法或层析法 （糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠），是一种

物理或物理化学分离分析方法。从本世纪初起，特别是在近 缘园年中，由于气相色谱法、高效液相色谱法及薄层扫描法的飞速发

展，而形成一门专门的科学———色谱学。色谱法已广泛应用于各

个领域，成为多组分混合物的最重要的分析方法，在各学科中起

着重要的作用

色谱法创始于 圆园世纪初，员怨园远年俄国植物学家 栽泽憎藻藻贼将碳

酸钙放在竖立的玻璃管中，从顶端倒入植物色素的石油醚浸提

液，并用石油醚冲洗。在管的不同部位形成色带，因而命名为色

谱。管内填充物称为固定相 （泽贼葬贼蚤燥灶葬则赠责澡葬泽藻），冲洗剂称为流动

相 （皂燥遭蚤造藻责澡葬泽藻）。随着科学的不断发展，色谱法不仅用于有色

物质的分离，而且大量用于无色物质的分离。虽然 “色” 已失去

原有的意义，但色谱法名称仍沿用。

色谱法的分离原理主要是利用物质在流动相与固定相之间的

·远猿源·

分配系数差异而实现分离。色谱法与光谱法的主要区别在于色谱

法具有分离及分析两种功能，而光谱法不具备分离功能。色谱法

是先将混合物中各组分分离，而后逐个分析，因此是分析混合物

最有力的手段。这种方法还具有高灵敏度、高选择性、高效能、

分析速度快及应用范围广等优点。

色谱法可以从不同的角度进行分类：

① 按流动相与固定相的分子聚集状态分类

在色谱法中流动相可以是气体、液体和超临界流体，这些方

法相应称为气相色谱法 （早葬泽糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠，郧悦）、液相色谱法

（造蚤择怎蚤凿糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠，蕴悦） 和 超 临 界 流 体 色 谱 法 （泽怎责藻则糟则蚤贼蚤糟葬造枣造怎蚤凿糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠，杂云悦） 等。按固定相分类，气相色谱法又可

分为气 原固色谱法 （郧杂悦） 与气 原液色谱法 （郧蕴悦）；液相色谱法

又可分为液 原固色谱法 （蕴杂悦） 及液 原液色谱法 （蕴蕴悦）。

② 按操作形式分类：可分为柱色谱法、平板色谱法、电泳

法等类别。

柱色谱法 （糟燥造怎皂灶糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠） 是将固定相装于柱管内构

成色谱柱，色谱过程在色谱柱内进行。按色谱柱的粗细等，又可

分为填充柱 （责葬糟噪藻凿糟燥造怎皂灶） 色谱法、毛细管柱 （糟葬责蚤造造葬则赠糟燥造鄄怎皂灶） 色谱法及微填充柱 （皂蚤糟则燥遭燥则藻责葬糟噪藻凿糟燥造怎皂灶） 色谱法等类

别。气相色谱法、高效液相色谱法 （澡蚤早澡责藻则枣燥则皂葬灶糟藻造蚤择怎蚤凿糟澡则燥鄄皂葬贼燥早则葬责澡赠，匀孕蕴悦） 及超临界流体色谱法等属于柱色谱法范围。

平板色谱法 （责造葬灶葬则或 责造葬灶藻糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠） 是色谱过程在固

定相构成的平面状层内进行的色谱法。又分为纸色谱法 （责葬责藻则糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠；用滤纸作固定液的载体）、薄层色谱法 （贼澡蚤灶造葬赠藻则糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠；将固定相涂在玻璃板或铝箔板等板上） 及薄膜色

谱法 （贼澡蚤灶枣蚤造皂 糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠；将高分子固定相制成薄膜） 等，

这些都属于液相色谱法范围。

毛细管电泳法 （糟葬责蚤造造葬则赠藻造藻糟贼则燥责澡燥则藻泽蚤泽，悦耘） 的分离过程在

毛细管内进行，利用组分在电场作用下的迁移速度不同进行

分离。

·苑猿源·

③ 按色谱过程的分离机制分类：可分为分配色谱法 （责葬则贼蚤鄄贼蚤燥灶糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠）、吸附色谱法 （葬凿泽燥则责贼蚤燥灶糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠）、离

子交换色谱法 （蚤燥灶藻曾糟澡葬灶早藻糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠陨耘悦）、空间排阻色谱

法 （泽贼藻则蚤糟藻曾糟造怎泽蚤燥灶糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠，杂耘悦） 及亲合色谱法 （葬枣枣蚤灶蚤贼赠糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠） 等类型。

色谱法简单分类见图 员员原源：

图 员员原源 色谱法简单分类

④ 根据产物分子的物理、化学参数和生物学特性，以及各

类色谱的相关性质，常用于分离和纯化目的产物的色谱有：离子

交换色谱、反相色谱和疏水色谱、亲和色谱、凝胶色谱等，将它

们分别叙述如下：

Ⅰ 离子交换色谱

离子交换色谱的基本原理是通过带电的溶质分子与离子交换

剂中可交换的离子进行交换，从而达到分离目的。由于离子交换

·愿猿源·

色谱分辨率高、容量大、操作容易，该法已成为多肽、蛋白质、

核酸和许多发酵产物分离纯化的一种重要方法。

离子交换剂是一类具有离子交换功能的高分子材料，功能基

是由固定在骨架上的带电基团与可进行交换的能移动的离子两部

分组成。二者所带电荷相反，因静电结合，可进行交换的离子称

为反离子。反离子可与溶液中带同种电荷的离子进行交换，这种

交换反应是可逆的，在一定条件下被交换的离子可以解吸，使离

子交换剂又恢复到原来的形式，因此离子交换剂通过交换和再生

可以反复使用。利用离子交换色谱分离纯化生物大分子可以采用

两种方式：一是将目的产物离子化，然后被交换到介质上，杂质

不被吸附而从柱中流出，称之为 “正吸附”，其优点是得到的目

的产物纯度高，还可以起到浓缩作用，适于处理目的产物浓度

低、工作液量大的溶液；二是将杂质离子化后交换，目的产物不

被交换而直接流出，称之为 “负吸附”，该法适用于处理目的产

物浓度高的工作液，通常只可除去 缘园豫 ～ 苑园豫的杂质，产物的

纯度不高。

蛋白质的等电点和表面电荷的分布主要影响其离子交换的性

能，影响蛋白质离子交换色谱保留的其他因素，还有交换基团和

交换介质的种类、吸附和洗脱的条件 （责匀、离子强度、反离子）

等。蛋白质是两性分子，其带电性质随 责匀的变化而变化，如蛋

白质在低于等电点的 责匀范围内稳定，带正电荷，可与阳离子交

换剂进行反应；如蛋白质在高于等电点的 责匀范围内稳定，带负

电荷，可与阴离子交换剂进行反应；如蛋白质在高于或低于等电

点的 责匀范围内都稳定，那么既可以用阳离子交换剂也可以用阴

离子交换剂，此时选用的交换剂的类型取决于工作液的 责匀及杂

质的带电情况。滴定曲线可以给出样品中不同蛋白质在不同 责匀下的带电状态，测定蛋白质混合物的滴定曲线可以帮助选择合适

的离子交换色谱条件。在进行离子交换分离时，应选择各蛋白质

滴定曲线无交叉的 责匀作为分离缓冲液的 责匀，还应考虑蛋白质在

该 责匀下的稳定性和溶解性。蛋白质的表面电荷并不是均匀分

·怨猿源·

布，因而可以利用离子交换色谱分离等电点相同但表面电荷分布

不同的两个蛋白质。等电点处于极端位置 （责陨约缘或 责陨跃愿） 的基

因工程产物应首选离子交换色谱方法，往往一步即可除去几乎全

部的杂质。

Ⅱ 反相色谱和疏水色谱

反相色谱和疏水色谱是根据蛋白质疏水性的差异来分离纯化

的。反相色谱是利用溶质分子中非极性基团与非极性固定相之间

相互作用力的大小，以及溶质分子中极性基团与流动相中极性分

子之间在相反方向作用力的大小的差异进行分离的。进行生物大

分子反相色谱分离时，常用的固定相为硅胶烷基键合相。流动相

多采用低离子强度的酸性水溶液，并加入一定比例的能与水互溶

的乙腈、甲醇、异丙醇等有机溶剂。由于固定相骨架的疏水性

强，吸附的蛋白质需要用有机溶剂才能洗脱下来。疏水色谱的原

理与反相色谱相似，主要是利用蛋白质分子表面上的输水区域

（非极性氨基酸的侧链，如丙氨酸、甲硫氨酸、色氨酸和苯丙氨

酸） 和介质的疏水基团 （苯基或辛基） 之间的相互作用，无机盐

的存在能使相互作用力增强。所用介质表面的疏水性比反相色谱

所用介质的弱，为有机聚合物键合相或大孔硅胶键合相，流动相

一般为 责匀远～ 愿的盐水溶液。在高盐浓度时，蛋白质分子中疏水

性部分与介质的疏水基团产生疏水性作用而被吸附；盐浓度降低

时蛋白质的疏水作用减弱，目的蛋白质被逐步洗脱下来，蛋白质

的疏水性越强，洗脱时间越长。与反相色谱比较，疏水色谱回收

率较高，蛋白质变性的可能性小。

反相色谱和疏水色谱的差异在于前者在有机相中进行，蛋白

质经过反相流动相与固定相作用有时会发生部分变性，而后者通

常在水溶液中进行，蛋白质在分离过程中一般仍保持其天然

构象。

选择两种色谱分离的条件包括离子强度、责匀、流动相洗脱

剂的组成和强度等。各种添加试剂可能改变蛋白质的构象，从而

影响蛋白质在介质上的保留时间，反相中有机溶剂的应用也会使

·园源源·

蛋白质在一定程度上产生去折叠，从而暴露蛋白质分子内部的疏

水区域，因此溶剂成分和强度对蛋白质在反相色谱上的保留有很

大影响。两种介质键合疏水基团的密度应适中，碳链长度应选择

在 源～ 愿个碳原子，反相分离介质的孔径应在 猿园灶皂以上。

Ⅲ 亲和色谱

亲和色谱是利用固定化配基与目的蛋白质之间特异的生物亲

和力进行吸附，如抗体与抗原、受体与激素、酶与底物或抑制剂

之间的作用。在亲和色谱中起可逆结合的特异性物质称为配基，

与配基结合的支撑物称为载体。亲和色谱的过程大致分为 猿步：

第一步配基固定化，选择合适的配基与不溶性的载体结合成具有

特异性的分离介质；第二步吸附目的物，亲和色谱分离介质选择

性地吸附目的蛋白质，而杂质与分离介质间没有亲和力而不被吸

附，可被洗涤去除；第三步样品解吸，选择合适的条件，将吸附

在亲和介质上的目的蛋白质解吸下来。

蛋白质的生物特异性可以帮助选择特异性的亲和配基，一般

是目的蛋白质与配基结合而不保留杂蛋白质，蛋白质吸附后再利

用洗脱液的快速变换和加入竞争剂的方法进行洗脱。亲和色谱由

于其选择性强，在产物纯化中具有较大的潜力，要选择亲和力适

中而特异性较强的配基，其解离常数要求在 员园原愿～ 员园原源皂燥造辕蕴之

间。亲和层析纯化成功的关键是要控制好配基的脱落问题。

Ⅳ 凝胶过滤色谱

凝胶过滤是以空隙大小一定的多孔性凝胶作为分离介质，小

分子能进入孔内，在柱中缓慢移动，而大分子不能进入孔内，快

速移动，利用这种差别可使大分子与小分子分开。

根据蛋白质的相对分子质量和蛋白质分子的动力学体积的大

小差异，可以利用凝胶过滤来分离纯化目的蛋白。主要应用在两

个方面，一是用于蛋白质分离过程中的脱盐和更换缓冲液，二是

用于蛋白质分子的分级分离。由于大多数原核基因工程重组的细

胞因子的相对分子质量在 员郾缘伊员园源左右，通常以包含体的形式

存在，其中的杂蛋白的相对分子质量一般大于 猿郾园伊员园源，因此应

·员源源·

用凝胶过滤很容易分离纯化。分级分离的另一个应用是在产品成

形阶段前用于去除产物的多聚体及降解产物，以避免由于产物的

不均一性而影响其生物学功能。

（源） 其他杂质的除去

与目的蛋白共存的一些 阅晕粤、热原质和病毒需要除去，它

们的除去方法如下：

① 阅晕粤的去除

阅晕粤在 责匀源郾园以上呈阴离子，可用阴离子交换剂吸附除去，

但目的蛋白质 责陨应在 远郾园以上。如蛋白质为强酸性，则可选择

条件使其吸附在阳离子交换剂上，而不让 阅晕粤吸附上去。利用

亲和层析吸附蛋白质，而 阅晕粤不被吸附，也可分离。疏水层析

对分离也有效，在上柱时需要高盐浓度，以使 阅晕粤原蛋白质结

合物离解，蛋白质吸附在柱上，而 阅晕粤不被吸附，通过以上方

法可以使目的蛋白与 阅晕粤分开从而除去杂质 阅晕粤。

② 热原质的去除

热原质主要是肠杆菌科所产生的细菌内毒素，在细菌生长或

细胞溶解时会释放出来，它们是革兰阴性细菌细胞壁的组分———

脂多糖，其性质相当稳定，即使经高压灭菌也不失活。注射用药

必须无热原质。

从蛋白质溶液中去除内毒素是比较困难的，最好的方法是防

止产生热原质，整个生产过程要在无菌条件下进行。所有层析介

质在使用前都要先除去热原，在 圆～ 愿益下进行操作。洗脱液需

先经无菌处理，流出的蛋白质溶液也应无菌处理，即通过 园郾圆μ皂微滤膜，并在 圆～ 愿益下保存。

传统的去除热原质的方法不适用于蛋白质生产。相对分子质

量小的多肽或蛋白质中的热原质可以用超滤或反渗透的方法去

除，但对大分子蛋白质无效。因为脂多糖是阴离子物质，可用阴

离子交换层析法去除。此时应调节 责匀使蛋白质不被吸附。脂多

糖中脂质是疏水性的，因而也可用疏水层析法除去。另外，还可

用亲和层析法去除，配基可用多黏菌素 月、变形细胞溶解物或广

·圆源源·

谱的抗体。

③ 病毒的去除

成品中必须检查是否含有病毒，因为病人的免疫能力低，易

受病毒感染。病毒最大的来源是由宿主细胞带入。经过色谱分

离，一般能将病毒除去，必要时也可以用紫外线照射使病毒失

活，或用过滤法将病毒去除。

第三节 基因工程药物的质量控制

保证基因工程药物的安全、有效是生产企业的首要责任。生

产企业必须严格遵守已批准的 郧酝孕标准，才能保证药品的质量。

基因工程药物不同于一般药品，它来源于活的生物体 （细菌或细

胞），并具有复杂的分子结构。它的生产涉及到生物材料和生物

学过程，如发酵、细胞培养、分离纯化目的产物，这些过程有其

固有的易变性。因此对此类产品的质量控制尚无非常成熟的经验

和方法，需要根据生产和使用中的情况，逐步完善。

基因工程药物的质量控制经常使用生物学技术和分析技术，

与物理化学测定相比，前者的变异性较大。由于方法学和检测灵

敏度的限制，某些杂质在成品检定时可能检查不出来，因此，生

产过程中的质量控制十分重要。基因工程药物的生产从原材料、

生产过程中的各环节及最终产品等，都应有相应的质量控制措

施。以最终保证广大人民的用药安全、有效，达到防治疾病的

目的。

一、材料的质量控制

原材料的质量控制主要是对基因表达载体，如细菌、酵母、

哺乳动物细胞和昆虫细胞的检查，以及使用它们时所制定的严格

要求，否则就无从保证产品质量的安全性与一致性，并可能产生

不希望产生的遗传诱导的变化。

根据质控要求，对表达载体所转入的产生编码基因应该对标

·猿源源·

准细胞库和生产细胞库进行全面的特性鉴定后方可使用，包括细

胞库的来源、形式、贮藏、稳定等。质量控制往往采用细胞学方

法，表型鉴定、抗生素抗性检测、限制性内切酶图谱测定、序列

分析与稳定性监控等方法。为了防止潜在性致癌基因的存在，还

必须在特殊动物体内进行致癌连续性细胞学试验。为了确保无潜

在内源性反转录病毒，还必须检测细胞系的的反转录病毒。为此

应提供有关表达载体的详细资料，包括克隆基因的来源和鉴定，

以及表达载体的构建、结构和遗传特性。应说明载体组成的各部

分的来源和功能，如复制和启动子来源，或抗生素抗性标志物。

提供至少包括构建中所用位点的酶切图谱。

应提供宿主细胞的资料，包括细胞株 （系） 名称、来源、传

代历史、检定结果及基本生物学特性等，应详细说明载体引入宿

主细胞的方法及载体在宿主细胞内的状态，是否整合到染色体内

及拷贝数。应提供宿主和载体结合后的遗传稳定性资料。

应提供插入基因和表达载体两侧端控制区的核苷酸序列。所

有与表达有关的序列均应详细叙述。同时要详细叙述在生产过程

中，启动和控制克隆基因的宿主细胞中的表达所采用的方法和表

达水平。

二、培养过程的质量控制

基因工程产品的生产采用种子批 （杂耘耘阅蕴韵栽） 系统。从已

建立的原始细胞库 （酝粤杂栽耘砸悦耘蕴蕴月粤晕运） 中，再进一步建立生

产用细胞库 （酝宰悦月）。

含表达载体的的宿主细胞应经过克隆而建立原始细胞库。在

此过程中，在同一实验室工作区内，不得同时操作两种不同细胞

或菌种；一个工作人员亦不得同时操作两种不同的细胞或菌种。

应详细叙述种子材料的来源、方式、保存和预计使用寿命。

应提供在保存和复苏条件下宿主载体表达系统的稳定性证据。采

用新的种子批时，应重新作全面检定。

高等真核细胞用于生产时，细胞的鉴别标志，如特异性同功

·源源源·

酶或免疫学或遗传学特征，对鉴别所建立的种子是有用的，有关

所用传代细胞的致癌性应有详细报告。如采用微生物培养的种

子，应叙述其特异表型特征。克隆基因的 阅晕粤序列一般应在基

础种子阶段予以证实，但是在某些情况下，例如，将基因的各个

拷贝转入传代细胞系基因组，在基础种子阶段可能不适于进行克

隆基因序列分析。在此种情况下，用免疫印迹分析总细胞 阅晕粤或分析相关 皂砸晕粤序列，应特别注意对最终产品的特征鉴定。

应提供证明种子批无传染性细菌、支原体、真菌、病毒、潜

在致癌 （必要时） 外源因子资料。应特别注意某些细胞株的内源

性病毒，例如逆转录病毒，且不易除去。当已确知在原始细胞库

或载体部分中污染此类特定内源因子时，则应能证明在生产时的

纯化过程可使之灭活或清除。

无论是有限代次生产或连续培养，对用于培养和诱导基因产

物的材料和方法应有详细资料。培养过程及收获时，应有灵敏的

检测措施控制微生物污染。应提供培养生长浓度和产量恒定性方

面的数据，并应确定废弃一批培养物的指标。根据宿主细胞 辕载体系统的稳定性资料，确定在生产过程中允许的最高细胞倍增数

或传代代次，并应提供最适培养条件的详细资料。

培养周期结束时，应监测宿主细胞 辕载体系统特性，例如质

粒拷贝数、宿主细胞中表达载体存留程度，含插入基因的载体的

酶切图谱，必要时应作一次基因表达产物的核苷酸序列分析。

三、纯化工艺过程的质量控制

纯化方法的设计应考虑到尽量去除污染病毒、核酸、宿主细

胞杂蛋白、糖及其他杂质以及纯化过程带入的有害物质。

如用柱层析技术应提供所用填料的质量认证证明 （陨杂韵怨园园园员证书），并证实从柱上不会掉下有害物质。上样前应清洗除去热

原质等。若用亲和层析技术，例如单克隆抗体，应有检测可能污

染此类外源性物质的方法，不应含有可测出的异种免疫球蛋白。

柱层析配制溶液用水一律用超纯水 （酝蚤造造蚤匝水）。

·缘源源·

关于纯度的要求可视产品的来源、用途、用法而确定，例如

真核细胞表达的制品反复多次使用，要求纯度达 怨愿豫以上；原

核细胞表达的多次使用制品纯度达 怨缘豫以上即可；外用制品的

纯度可降低要求。用于健康人群或用于重症者的制品，对纯度有

不同要求。

纯化工艺的每一步均应测定纯度，记算提纯倍数、收获率

等。纯化工艺过程中应尽量不加入对人体有害的物质，若必须加

入时，应设法除净，并在最终产品中检测残留量，应远远低于最

小中毒量，还应考虑多次使用的积蓄作用。

四、最终产品的质量控制

纯化的最终产品要根据纯化工艺过程、产品的理化性质、生

物学性质、用途等来确定质量控制项目，一般需要测定以下各项：

（员） 晕原末端 员缘个氨基酸序列分析可作为 则阅晕粤蛋白质和

肽的重要鉴别指标。

（圆） 肽图分析 肽图分析可作为与天然产品或参考品作精密

比较的手段。与氨基酸成分和序列分析合并研究，可作为蛋白质

的精确鉴别。同种产品不同批次的肽图的一致性是工艺稳定性的

验证指标，因此，肽图分析尤为重要。

（猿） 测定分子量 应用还原型 杂阅杂原孕粤郧耘电泳在有适宜的

分子量标记物参比下，测出分子量，应与理论值基本一致 （误差

不超过 圆园豫）。对于分子量小于 愿园园园道尔顿的肽类，测出的分子

量不十分准确，测定结果可作为鉴别试验的结果。

（源） 纯度测定 必需用两种方法测定：

① 匀孕蕴悦法：应用适当的分析柱测定纯度，这是产品的总体

纯度，凡有紫外吸收的物质均能在谱图上显示出来。若产品分子

构型均一，仅表现出一个峰，有些产品天然即有不同构型会表现

出两个峰如 藻郧云等。总之纯度要达 怨缘豫以上。

② 非还原 杂阅杂原孕粤郧耘法：产品中若有聚合体存在，只有在

非还原情况下表现比较充分，应扫描计算聚合体的含量，一般控

·远源源·

制在 员园豫以下，单体加聚合体应不小于 怨缘豫。应用灵敏的银染

色法，可测出微量杂质蛋白质。本法表明制品的蛋白质纯度。

（缘） 等电点测定 在样品脱盐后用等电点聚焦法测定。基因

工程药物的等电点往往是不均一的，即不是一个等电点，而是出

现多条区带多个等电点。这可能是信号肽表达不准确或样品提纯

过程中经酸碱处理等多种因素引起的。对于同一个产品来说不管

有几个等电点，但批与批之间必须一致，可表明其工艺稳定性。

（远） 紫外光谱 这是基因工程药物的一个重要物理常数，对

于一个蛋白质或多肽分子来说，它的最大吸收波长是固定的。不

同批之间的紫外光谱应该是一致的。

（苑） 外源性 阅晕粤测定 必须用敏感的方法测定来源于宿主

细胞的残留 阅晕粤含量，一 般认为残余 阅晕粤含量每个剂量小于

员园园责早是安全的。对于用哺乳类动物细胞等生产的制品要求 阅晕粤残余量要更低，但应视制品的用途、用法和使用对象而决定可接

受的限度。

（愿） 其他外源性杂质测定 测定项目要视制造工艺而定，如

用单克隆抗体亲和层析应测定鼠 造早郧残余量；细胞培养中应用了

小牛血清，也要测定其残余量等。在培养和纯化过程中所添加的

可能有害物质，亦应有相应的测定数据。

（怨） 效价测定 采用国际或国家参考品，或经过国家检定机

构认可的参比品，以体内或细胞法测定制品的生物学活性，并标

明其活性单位。一般用免疫学方法测定的效价不能代替生物学效

价。只能作为中间品控制质量用。在测定效价的同时，应测定蛋

白质含量。计算出特异比活性，以活性单位 辕皂早蛋白表示之。

（员园） 无菌试验、热原试验、毒性和安全试验可按 “中国生

物制品规程” 进行。

第四节 基因工程药物的审批

药品是一种特殊的商品，它直接影响到人民的健康。故在上

·苑源源·

市之前要经过一系列严格的试验和审批，审批周期要比一般商品

长得多。从报批到取得试生产、批准文号，即可以上市销售，最

短要经 圆～ 猿年的时间。这一点研制单位必须要有充分的认识。

卫生部 员怨怨猿年 苑月颁布的 “生物制品管理规定” 中指出

“生物制品是药品的一大类别，生物制品系指：细胞因子、激素、

酶、发酵产品、单克隆抗体、阅晕粤重组产品、体外 免 疫 试 剂

等。”“新生物制品的研制和审批按部颁 《新生物制品审批办法》

及有关规定的要求办理”。由此可见，基因工程药物属生物制品，

应按生物制品要求报批，生物制品不同于一般药品，系一级管理

即审批权在卫生部，各地方省市药政部门无权审批。因此，基因

工程药物做完中试和临床前研究之后，把研究资料直接送卫生部

药品审评中心审查，经专家评审之后才能进入临床试验阶段。在

此之前所作的临床试验均属违法。

一、中试产品

基因工程药物要满足以下三个条件，才能承认是中试产品。

（员） 构建的工程细胞表达稳定，一般要传 员园园代以上才能肯

定其稳定性。纯化工艺确定之后不能再作改动，要有操作规程和

产品的质量指标，如效价、纯度、理化特性等。

（圆） 生产规模不能用使用的发酵罐大小来确定是否是中试产

品，要根据基因工程药物的临床使用剂量和疗程来确定。因为不

同的药物使用剂量和疗程差异甚大，如 造郧云临床剂量是纳克水

平；而 贼孕粤的一个剂量需 缘园毫克纯蛋白。又如 造云晕治疗肝炎的

疗程为 猿～ 远个月；而 则杂运仅能注射一针，一年内不得重复使用

等。一般来讲中试产品连续三批要够做临床前研究、全面质量检

定和Ⅰ ～Ⅱ期临床试验用。其总量约需 缘园园园个剂量以上，这个

量对 贼孕粤来讲是极为困难的，对其他基因工程药物是很容易达

到的。

（猿） 纯化工艺简单、不影响产品活性，这要建立在高效表达

的基础上。一般包含体能达到高效表达，但为不溶性蛋白，纯化

·愿源源·

过程中要经过变性、复性过程。复性往往不能完全恢复到天然分

子状态，有时生物学活性受到影响。所以分泌型表达是最理想

的，但用细菌做宿主细胞很难达到分泌型表达。一般认为工程细

胞表达在 员园豫以下，不能进入中试，即没有生产价值。

二、临床前安全性研究

根据不同类型的基因工程药物，临床前安全性研究项目和要

求不同 （见表 员员原员）。

表 员员原员 生物基因工程药物临床前安全性研究

类别 急性

毒性

亚急

性

毒性

慢性

毒性

生殖

毒性

抗原

性

局部

刺激

一般

药理

药代 致突

变试

验

致癌

试验

激素 与人体相同生理浓度 垣 原 原 原 原 垣 垣 垣 原 原细胞 高浓度 垣 垣 依 依 垣 垣 垣 垣 原 原调节 与人体非常相似 垣 垣 垣 依 垣 垣 垣 垣 依 原因子 与人体无关 垣 垣 垣 垣 垣 垣 垣 垣 垣 依单克 人型 垣 垣 依 依 原 垣 依 垣 依 原隆抗 非人型 垣 垣 依 依 垣 垣 垣 垣 依 原体 带有载体 垣 垣 依 垣 垣 垣 垣 垣 垣 垣血液 与人体相同，高浓度 垣 垣 依 依 原 垣 依 依 原 原制品 与人体相关 原 原 原 原 原 原 原 依 依

与人体无关 原 原 垣 垣 垣 垣 垣 垣 依 依疫苗 垣 原 原 依 依 垣 依 依 原 原

注：垣需要作试验 依可作可不作试验 原不要求作试验。

由表 员员原员可以看出，基因工程疫苗研究项目最少，高浓度

细胞调节因子次之，与人体无关或非人型单克隆抗体研究项目

最多。

国外没有批准上市的基因工程药物属一类新药，要按西药一

类药的要求做临床前研究，如慢性毒性、药效、药代、生殖毒性

等试验。国外已经批准上市的属二类新药，有些试验提供国外资

料即可，如药代动力学等。这些临床前安全性试验均要按照卫生

部药政局颁布的 “临床前研究指导原则”（药学、药理学、毒理

·怨源源·

学） 进行研究，任何离开 “指导原则” 的研究结果，不能作为新

药审批的依据。因为 “指导原则” 是参考国际经验、结合国内实

践经各方面专家编写的，虽然它不具备行政法规的强制效力，但

若不采用这些方法，其结果将是不规范的、难以评价的。

三、临床研究

临床研究是评价基因工程药物的安全性和有效性的最好手

段。只有经过卫生部新药审评中心批准后才能进行临床研究，即

拿到 “新药申请临床技术审评报告”，有申请临床编号，如（ ）

药审临字第 伊伊伊号后进行临床研究才是合法的。要在卫生部指

定的临床基地进行，自行选定的医院要经过批准方可进行临床试

验。根据药物的临床疗效，由有经验的主任医师制定统一的临床

观察方案，首先进行 陨期临床试验，主要考察其安全性，在安全

的基础上再做Ⅱ期临床试验，主要观察其疗效和适宜的治疗剂

量。同时进一步了解毒性反应和禁忌症。此阶段应在有试验药物

经验的专科医生领导下进行，病例的选择应典型，临床观察指标

应准确客观。在确定适宜治疗剂量后，应设常用治疗药对照组进

行对照治疗试验 （即阳性对照组），每组至少 猿园例。Ⅱ期临床试

验一般要 猿园园例，特殊稀有疾病可适当减少病例数。Ⅱ期临床试

验期间还要进行药代动力学研究，阐明血药浓度同剂量、毒性、

疗效的关系。在完成Ⅱ期临床试验后，要对新药疗效作出初步的

评价，确定Ⅲ期临床的使用剂量，为新药鉴定和申请试生产提供

最后的临床研究依据。

临床研究应严格按照卫生部药政局制订的 “新药临床研究指

导原则” 进行，根据药物的不同疗效制订细致的、切实可行的观

察方案。此方案要经药品审评中心批准后，方可实施。为了确保

受试者的安全，应准备好应付意外的急救措施，所用实验仪器要

性能良好、灵敏、稳定，化验人员要求技术熟练，各项检查记录

要认真细致。必要时进行追踪观察。

Ⅰ ～Ⅱ期临床试验结果经新药评审后，由卫生部药政局发给

·园缘源·

“新药证书”，有生产条件的单位即具备 郧酝孕车间和有 “生产许

可证” 的药厂，可获得试生产文号。试生产后 （一般为 圆年），

应立即进行Ⅲ期临床试用，目的是对新药进行社会性考察与评

价，重点了解新药广泛、长期使用后出现的不良反应，以及继续

考察新药的疗效。为此应建立不良反应报告制度，研制单位应制

订有关表格发给试用单位，临床医生应及时登记在病人身上所观

察到的各种反应，以及用药过程中出现的其他问题。如发现严重

问题应及时向卫生部报告，新药研制单位指派专人定期收集这些

资料，及时进行分析，作出相应的评价。试用 圆年期满后，总结

这些资料报卫生部药政局，申请批复是否转为正式生产。

四、审批程序

基因工程新药的审批程序如下：

稳定基因工程细胞 （细菌） 的构建→实验室小试→中试产品

→连续三批产品在自检的基础上送中国药品生物制品检定所检定

→临床前研究→所有研究资料送卫生部药品评审中心审查→申请

Ⅰ ～Ⅱ临床试验→试生产→Ⅲ期临床试验→正式生产。

基因工程药物是一种高技术产品，研制路线复杂，纯化工艺

技术性很强，所用设备大都依赖进口，要求有清洁的各级 郧酝孕厂房，所以投资很大。由于审批周期较长。收回投资是 猿～ 缘年

后之事。因此研究开发一种基因工程药物，一定要慎重。要进行

可行性分析、经济分析和市场分析。研制开发基因工程药物有一

定的风险性，盲目上马，风险更大。当然目前国内在这个领域非

常活跃，“生物工程公司” 多得难以统计。现在，我国基因工程

药物的生产已初具产业化的规模。即将取得可观的社会效益和经

济效益。人们已经注意到基因工程药物的试验期和获准生产的速

度相当缓慢，但审批手续在改革，新的发现与发明，层出不穷，

进展速度之快，常常超出人们的意料。圆员世纪将是生物技术的

世纪。

·员缘源·

参 考 文 献

员 冯斌、谢先芝编著 援基因工程技术 援北京：化学工业出版社，圆园园园圆 张惠展编著 援基因工程概论 援上海：华东理工大学出版社，员怨怨怨猿 徐 明 波，马 贤 凯 援基 因 工 程 药 物 纯 化 工 艺 的 设 计 援生 物 工 程 进 展，

员怨怨缘，员缘（源）：缘圆～ 缘远源 孙毓庆主编 援分析化学 援北京：人民卫生出版社，员怨怨怨缘 熊宗贵主编 援生物技术制药 援北京：高等教育出版社，员怨怨怨远 巴雅尔主编 援医药技术新进展 援北京：中国医药科技出版社，员怨怨苑苑 吴梧桐、丁锡申、刘景晶编著 援基因工程药物 原基础与临床 援北京：人

民卫生出版社，员怨怨远愿 刘国诠主编 援生物工程下游技术 援北京：化学工业出版社，员怨怨猿

·圆缘源·

第十二章 细胞工程制药

第一节 概 述

近年来随着细胞生物学、分子生物学、生物化学和基因工程

学等一系列学科和技术的发展，原先的细胞培养技术已发展成为

一门崭新的学科———细胞工程学 （糟藻造造藻灶早蚤灶藻藻则蚤灶早或 糟赠贼燥贼藻糟澡灶燥造燥鄄早赠）。尽管它还很年轻，但它已成为当今高技术———生物工程研

究领域中不可缺少的一部分，并已在国民经济的许多部门，包括

制药工业中发挥了巨大的作用。

细胞工程又称细胞融合技术。细胞融合技术是指人为地使两

种不同的生物细胞在同一培养器中，用无性的人工方法进行直接

融合，产生能够同时表达两个亲本细胞有益性状的杂交细胞的技

术。由于该技术是在细胞水平上操作，因此，有人称细胞融合技

术为细胞水平的生物工程。细胞工程的基本原理与基因工程相

同，但细胞工程与基因工程的主要区别在于细胞工程是应用细胞

生物学方法改造细胞的遗传物质，而后者是在分子水平上改造细

胞的遗传物质，细胞工程亦是现代生物技术的主要分支之一，其

发展是在细胞融合的基础上发展起来的。

人类 认 识 细 胞 的 历 史 并 不 长。员远远缘年 英 国 的 物 理 学 家

匀燥燥噪藻，用自制的显微镜观察切成薄片的软木，发现了许多蜂窝

状的小室，他把它们称为细胞 （糟藻造造），实际上这只是死细胞留下

的细胞壁。不久，荷兰科学家 蕴藻藻怎憎藻灶澡燥藻噪才真正首次观察到了

活的细胞。员愿猿愿年德国的植物学家 杂糟澡造藻蚤凿藻灶和 员愿猿怨年动物学家

杂糟澡憎葬灶灶，在各自观察了动、植物组织后的报告中把细胞作为一

切动、植物体的基本结构单位，从而创立了有名的细胞学说。

如上所述，细胞是一切动、植物生命体的基本组成单位。细

·猿缘源·

胞虽小 （直径 员园μ皂左右），但却非常精密、复杂，并有着巨大

的生产效率，可以生产出许许多多维持机体生命所必需的产物。

因此很早以前人们就考虑要很好地利用这个 “加工厂”。员怨源怨年

耘灶凿藻则泽及其同事发表了第一篇关于在培养细胞中生长病毒的报

告，为以后采用细胞培养技术生产疫苗奠定了基础。随着基因工

程的发展，人们逐渐认识到有许多基因产物不能在原核细胞内表

达，它们需要经过真核细胞所特有的翻译后修饰，以及正确的切

割、折叠后，才能形成与自然分子一样的功能和抗原性。这就使

动物细胞一跃成为一种重要的宿主细胞，用以生产各种各样的重

要的生物制品，包括疫苗 （如乙肝疫苗、狂犬病疫苗、脊髓灰质

炎疫苗和乙脑疫苗等）、淋巴因子 （如α、β和γ干扰素、白细胞

介素 员、圆和 远等）、纤 维 蛋 白 溶 酶 原 激 活 剂，如 尿 激 酶 原

（责则燥怎则燥噪蚤灶葬泽藻，责则燥哉运） 和 组 织 型 纤 溶 酶 原 激 活 剂 （贼蚤泽泽怎藻原贼赠责藻责造葬泽皂蚤灶燥早藻灶葬糟贼蚤增葬贼燥则，贼原孕粤） 等、单 克 隆 抗 体、红 细 胞 生 成 素

（藻则赠贼澡则燥责燥蚤藻贼蚤灶，耘孕韵）、第 愿因子、肿瘤坏死因子 （贼怎皂燥则灶藻糟则燥泽蚤泽枣葬糟贼燥则，栽晕云）、蛋白 悦、粒细胞克隆刺激因子 （早则葬灶怎造燥糟赠贼藻糟燥员燥灶赠原泽贼蚤皂怎造葬贼蚤灶早枣葬糟贼燥则，郧原悦杂云）、上皮生长因子 （藻责蚤凿藻则皂葬造早则燥憎贼澡枣葬糟贼燥则，耘郧云）、过氧化物歧化酶等。这些药品对临床诊断、治疗

和预防，包括病毒、癌症、心血管病、血液病、内分泌病、贫血

等疾病和外伤都有着重要意义。其中已有一些被批准用于临床，

成为商品。据初步统计，目前全世界正在从事这些细胞产品的生

产和研究的公司和机构近员园园园家，员怨怨缘年仅美国的产值就超过

了上百亿美元，它已成为许多发达国家一个重要的新兴产业。

植物细胞与哺乳动物细胞及微生物细胞有很多不同，并由此

导致了一系列生理生化等方面的差异，比如混合与传质等。由于

动、植物细胞自身的特性，使得它们培养的操作条件不同。例

如，就植物培养细胞而言，它们很少以单一细胞悬浮生长，而多

以非均相集合体的细胞团形式存在，故将细胞工程分为动物细胞

制药和植物细胞制药来分别论述。

·源缘源·

第二节 植物细胞制药

自从 宰澡蚤贼藻和 郧葬怎贼澡藻则藻贼在 员怨猿怨年用实验方法培养植物组织

成功以来，经过几十年，目前植物细胞培养及其制药技术已发展

成为一门实验科学，在选材灭菌、接种培养、诱变筛选、固定转

化、继代保存、分离测定和大量培养方面已经建立了一套标准的

操作程序。

通常将植物细胞培养技术的发展历史归纳成四个时期。

（员） 早期尝试期 （员怨园圆～ 员怨猿怨年） 这个时期的特点是在

员愿猿愿年 杂糟澡葬憎葬灶灶和 杂糟澡藻蚤凿藻灶提出全能性理论影响下，许多科学

家进行 了 植 物 组 织，细 胞 和 器 官 人 工 培 养 的 尝 试，为 宰澡蚤贼藻（员怨猿源年） 和 郧葬贼澡藻则藻贼（员怨猿怨年） 的成功奠定了良好的基础。

（圆） 基础研究期 （员怨源园～ 员怨远缘年） 这个时期的特点是研究

培养中的植物细胞、组织和器官对于营养的需求，酝杂高浓度无

机盐浓度培养基在 员怨远圆年提出后，已在许多种植物细胞的培养

中得到广泛的应用。利用单细胞培养技术培养烟草单细胞形成完

整植株，最终证实了植物细胞的全能性 （形态）。

（猿） 新技术建立期 （员怨远远～ 员怨愿圆年） 这个时期的特点是出

现了许多新颖技术，如原生质体培养成完整植株的技术，通过原

生质体融合获得种间杂种的技术，大量培养烟草细胞的技术，固

定化植物细胞及其培养技术，栽蚤质粒转化原生质体技术，体细

胞克隆变异理论和技术，转化植株构建方法等。

（源） 植物生物技术期 （员怨愿猿年 ～ 现在） 这个时期的特点是

植物细胞培养技术和基因工程方法相结合，以工程手段扩大数量

和提高品质，逐步向规模化和产业化方向发展。例如日本三井石

油化学公司工业化生产紫草素并投放市场，耘孕杂孕合成酶基因转

化植物细胞并获得抗除草剂植株，在水稻中诱导形成根瘤结构，

外源基因在毛状根和细胞中表达，采用细胞培养和化学合成方法

试图大量生产长春花培养细胞中不存在的长春碱。

·缘缘源·

一、植物材料的准备

用于植物组织培养的外植体，必须是无杂菌材料。如果不是

取自种子库，而是来自温室或生长在大田植物的种子、幼苗、器

官、组织等，由于其带有多种生长非常迅速的微生物，当与培养

基接触时，微生物就会大量繁殖，从而抑制培养物的生长，因此

培养前必须对外植体进行严格的灭菌处理。

试验证明多种化学试剂均能作为表面灭菌剂使用。原则上应

尽可能选择那些灭菌后易于除去或容易分解的试剂。灭菌剂的选

择和处理时间的长短取决于所用材料对试剂的敏感性。对灭菌剂

敏感的外植体灭菌时间不易过长；而不敏感的植株，灭菌时间则

应适当延长。经常使用的灭菌剂的灭菌效果见表 员圆原员：

表 员圆原员 常用灭菌剂的效果的比较

灭菌剂 使用浓度 辕豫 去除难易程度 灭菌时间 辕皂蚤灶 效果

次氯酸钙 怨～ 员园 易 缘～ 猿园 很好

次氯酸钠 园郾缘～ 缘 易 缘～ 猿园 很好

过氧化氢 猿～ 员圆 最易 缘～ 员缘 好

溴水 员～ 圆 易 圆～ 员园 很好

硝酸银 员 较难 缘～ 猿园 好

氯化汞 园郾员～ 员 较难 圆～ 员园 最好

抗生素 源～ 缘园皂早辕蕴 中 猿园～ 远园 较好

最常用的灭菌剂是次氯酸钙、次氯酸钠和氯化汞。次氯酸钙

国内多用市售工业用漂白粉，因有效氯含量不稳定，故常用其过

滤后的过饱和溶液。该溶液特别适用于草本植物和柔软组织的灭

菌处理，灭菌时间一般为 缘～ 猿园皂蚤灶。氯化汞灭菌效果最好，但去

除也最困难，且灭菌时间不能过长，以免杀死植物细胞。氯化汞

作为休眠种子的灭菌剂最为理想，适用浓度为 园郾员豫，灭菌时间

一般为 圆～ 员园皂蚤灶，用于有较厚种皮的休眠种子灭菌时，可延长到

圆园皂蚤灶或更长时间。每年的 远～ 怨月，气候温暖潮湿，是各种真菌

·远缘源·

繁殖高峰季节，灭菌处理更要特别严格，以尽可能降低微生物的

污染机会。

植物材料灭菌后，即可进行培养。接种的外植体的形状和大

小要根据实验目的及具体情况而定。当然，如果所用外植体细胞

数多时，得到愈伤组织的机会必然也多。如要定量研究愈伤组

织，则不仅外植体的大小要一致，而且其形状及组织部位也应基

本类似。进行这类培养研究常常选用较大材料，如人参、胡萝

卜、甜菜的贮藏根、马铃薯的块茎等。

二、培养基

培养基是培养细胞生长和发育的营养来源和生存空间，因此

选择合适的培养基是培养成功的关键因素。

（员） 水

为了避免水中不纯成分对植物细胞的毒害作用，配制培养基

的水必须具有重蒸馏水以上的纯度。

（圆） 无机成分

培养基中大于 园郾缘皂皂燥造辕蕴浓度的成分称为大量成分，而小于

该数值的成分称为微量成分。

① 大量成分 培养基中大量成分包括 远种主要元素，即 晕、

孕、运、悦葬、酝早和 杂，这些成分对植物细胞生长来讲都是必须的。

② 微量成分 微量成分虽然量少，但对植物细胞生长也是

必须的。它们包括 云藻、酝灶、在灶、月、悦怎和 酝燥，其中，云藻是以螯

合物形式存在，以保证它的可溶性。

某些培养基富含 悦燥、陨和 晕葬，但并未证实它们对植物细胞

生长有促进作用。

一般来讲，根据要求在培养基中加入 园郾员μ皂燥造辕蕴悦怎和 悦燥，

员μ皂燥造辕蕴云藻和 酝燥，缘μ皂燥造辕蕴陨，缘～ 猿园μ皂燥造辕蕴在灶，圆园～ 怨园μ皂燥造辕蕴酝灶和 圆园园～ 缘园园μ皂燥造辕蕴月。

（猿） 有机成分

① 碳源

·苑缘源·

因为植物细胞在培养过程中不具备自养能力，因此必须在培

养基中加入碳源。在植物细胞培养中经常使用的碳源是蔗糖，它

对细胞生长具有促进作用。葡萄糖具有相同的效果，而果糖的效

果较差。蔗糖在培养基灭菌过程中，常常分解为葡萄糖和果糖，

葡萄糖首先被利用，然后是果糖。其他的碳水化合物，如乳糖，

半乳糖，棉子糖，麦芽糖，纤维二糖和海藻糖等一般效果较差。

② 氨基酸 培养细胞具有合成氨基酸的能力，以满足不同

代谢过程的需要，而氨基酸的加人可以刺激细胞的生长并能被迅

速吸收。如果某种氨基酸是次生代谢产物的前体，则这种氨基酸

的加入经常表现出促进合成的作用。酪蛋白水解物 （园郾园缘～员豫），蕴原谷氨酸 （愿皂 皂燥造辕蕴）， 蕴原天冬氨酸 （员园园皂 皂燥造辕蕴），

蕴原甘氨酸 （圆皂皂燥造辕蕴）， 蕴原精氨酸和 蕴原半胱氨酸 （员园皂皂燥造辕蕴）

是培养基中经常使用的有机氮源。有时，只加入一种氨基酸对细

胞生长具有一定的抑制作用，而加入混合物的效果较好。

③ 维生素 植物细胞合成内源维生素用于不同的代谢过程，

但体外培养时，细胞合成的维生素数量不够，因此必须向培养基

中补充一定数量，以使植物细胞生长良好。月员、月猿、月远和肌醇是

植物细胞培养中经常使用的维生素，特别是 月员，它是所有细胞

和组织生长所必须的。虽然 月猿、月远也经常加入，但不一定是某

些细胞生长所必须的。维生素加入的浓度一般在 园郾员～ 员园郾园皂早辕蕴。

其他的维生素，如生物素、叶酸、抗坏血酸、泛酸、维生素 耘、

核黄素和 孕原氨基苯甲酸也经常应用，但它们的作用往往是负

效的。

（源） 生长调节物质

①生 长 素 在 培 养 基 中 使 用 的 生 长 素 包 括 吲 哚 乙 酸

（蕴粤粤）、萘乙酸 （晕粤粤）、引哚丁酸 （陨月粤）、圆，源原阅和萘氧乙酸

（晕韵粤） 等，其中 蕴粤粤是植物中天然存在的。此外，在植物细胞

培养中特别有效的生长素还有 源原氯苯氧乙酸 （源原悦孕粤） 和对 原氯苯氧乙酸 （孕悦孕粤）、圆，源，缘原三氯苯氧乙酸 （圆，源，缘原栽）、

圆原甲基 原源原氯苯氧乙酸 （酝悦孕粤）、源原氨基 原猿，缘，远原三氯吡

·愿缘源·

啶甲酸 （孕蚤糟造燥则葬皂） 和 猿，远原二氯 原圆原甲氧苯甲酸 （阅蚤糟葬皂遭葬）等。这些化合物的共同作用是诱导细胞分裂，并在茎、节间，向

地性，顶芽休眠，脱落和生根中具有活性。

② 细胞激动素 植物细胞培养中经常使用的激动素类化合

物包括 远原苄基氨基嘌呤 （月粤孕） 和 远原苄基腺嘌呤 （月粤）、远原γ原γ原二甲基氨基嘌呤 （圆原蚤责）、 晕原（喃氨基） 原员原匀原嘌

呤 原远原胺 （激动素） 和 远原（原源原羟基 原猿原甲基 原反 原圆原丁

氨基） 嘌呤 （玉米素） 等。玉米素和 圆原蚤责是植物中天然存在

的，而 月粤和激动素则是从细胞激动素中合成的。这些化合物的

主要作用是刺激细胞分裂，改变顶芽休眠和促进芽分化。

最近发现某些来自二苯脲的化合物，如 晕、 晕忆原二苯脲

（阅孕哉）、贼澡蚤凿蚤葬扎蚤则燥灶等也具有细胞激动素的作用。

③ 赤霉素和脱落酸 这些化合物不经常使用，因为它们在

有些种的培养细胞中具有促进生长的作用，而在另一些种细胞中

则表现出抑制作用。

（缘） 不确定成分混合物

在植物细胞培养中经常使用的不确定成分混合物有椰子汁

（缘豫～ 圆园豫） 和酪蛋白水解物 （园郾园缘豫 ～ 员郾园豫）。一般情况，应

该避免使用这类物质，特别是植物提取物，因为这些植物的质量

经常随其年龄和生长条件的改变而改变，进而影响结果的可重

复性。

（远） 其他物质

① 琼脂 琼脂是制备半固体和固体培养基必须添加的凝固

剂，一般使用浓度为 园郾缘豫～ 员豫。

② 活性炭 加入活性炭的目的是为了去除培养细胞产生的

影响生长的酚类化合物、氧化物和单宁，一般使用的浓度是

园郾圆豫～ 猿郾园豫 （宰辕灾）。此外，为了达到同样的目的，也可以加

入 孕灾孕（圆缘园～ 员园园园皂早辕蕴）、抗氧化剂等。

（苑） 责匀用于培养细胞生长的培养基应有合适的 责匀，一般在灭菌前

·怨缘源·

为 缘～ 远。

三、培养方式

大量培养系统由多种培养方式组成，可以根据培养的要求加

以选择。

（员） 成批培养

这是一种封闭式的培养系统，培养部分操作时不与外界相

通，它有固定的体积，当一种必须的营养成分耗尽时，细胞生长

停止。

已经实验过的成批培养容器种类很多，如单、双硫酸瓶、旋

转烧瓶、双平底烧瓶、倒置锥形烧瓶和三颈蒸馏瓶等。由它们组

成的培养系统体积较小，一般十几升到几十升，可以满足实验室

规模的要求。苑园年代以后，许多科学家都采用微生物发酵罐进

行植物细胞的大量培养，在结构上进行了许多改进，自动化程度

愈来愈高，体积从 员升到几十万升。培养技术也有许多发展，从

单阶段发展到两阶段，以适应边生长边积累次生代谢产物和先生

长后积累次生代谢产物类型细胞的大量培养。特别是两阶段培养

法在长春花培养细胞生产蛇根碱，紫草培养细胞生产紫草素和彩

叶紫苏生产迷迭麦酸等研究中得到成功的应用。

（圆） 半连续培养

半连续培养是一种具有定时进出物料装置的开放型的成批培

养系统。每一天或两天时间间隔收获一部分培养物 （最多可达

缘园豫），然后加入新鲜培养基，通过调节收获的数量和次数来保

持细胞数量的恒定。由于经常加入新鲜的培养基，因此可以在较

长的时间内使培养细胞处于对数期生长，但是不能达到平衡生

长。运葬贼燥等利用这种方法培养烟草细胞，在培养的第五天以后，

每天可以收获和替代 缘园豫的培养物。

（猿） 连续培养

① 封闭式：培养细胞保持在一个发酵器中，流进的新鲜培养

基和流出的使用过的培养基保持平衡。这样，虽然培养基的体积

·园远源·

保持不变，而细胞数量不断增加。但是，由于培养细胞一直处在

对数期生长，因此很快就会遇到营养缺乏和氧气不足的问题。

② 开放式：分为化学恒定和浓度恒定培养系统。通过对培

养基成分和细胞浓度保持恒定的方法，使培养系统维持在有利于

细胞生长的状态。其最大特点就是连续不断地流出培养物和流入

新鲜培养基，使培养基处于一种稳定状态，不改变环境就能控制

细胞的生长速度和用于维持限制底物的生长。晕燥早怎糟澡蚤等使用

“两阶段双液流培养法” 培养烟草细胞，得到干重 远郾怨早辕蕴的生长

速度，平均加倍时间为 猿澡。

四、生物反应器 （发酵罐） 的设计

如果大量培养的主要目的是生产次生代谢产物，我们可以将

培养装置称作生物反应器，如果主要目的是生产培养细胞，则称

之为发酵罐，对于它们的设计则是一门复杂的学科。

（员）要求 满足无菌环境，环境因子 （如 责匀、温度、溶解氧

等）的测定，取样，酸、碱、新鲜培养基的加入，以及空气供应和

混合等诸多因素是设计一个好的生物反应器必须满足的基本条件。

（圆） 类型 在植物细胞大量培养中，经常使用的生物反应器

分为两大类，一类是微生物发酵中广为使用搅拌式反应器，另一

类是曾在单细胞蛋白生产中获得成功的气升式反应器。由于植物

细胞的特点，一般认为，气升式反应器比较适合植物细胞的大量

培养。但经过改良的，甚至不经改良的搅拌式反应器也可以培养

植物细胞，关键是培养条件的选择。

第三节 动物细胞制药

组织培养或细胞培养———将组织或细胞从机体取出，在体外

模拟机体体内的生理条件下进行培养，使之生存和生长，至今已

有近百年的历史。

动物细胞的结构较原核细胞复杂得多，而且已不是靠一个细

·员远源·

胞包办一切生理活动，各种细胞都有明确的分工。为了适应其功

能的需要，细胞的形态也有了相应的变化，我们称这种变化为分

化 （或称特化）。如肌肉细胞成纺锤形，可起到收缩伸展的作用；

神经细胞具有很长的分支，很多的纤维，以便接受和传递刺激；

红细胞呈圆盘状，使与外界的接触面相对地增大，有利于和周围

环境交换气体和在血管内流动；而上皮细胞由于它要覆盖于表

面，常常相互挤压成不规则的立方形、锤形。然而这些分化的形

态，当细胞离体培养时经常会发生变化。我们通常将离体培养的

细胞分为两类：贴壁依赖型 （葬灶糟澡燥则葬早藻原凿藻责藻灶凿藻灶贼） 和贴壁非依

赖型 （葬灶糟澡燥则葬早藻原蚤灶凿藻责藻灶凿藻灶贼），前者可简称为贴壁细胞，后者可

简称为悬浮细胞。

长期以来，人们只知道自然界的细胞融合发生于同种生物细

胞之间，如卵子与精于相融合成受精卵，然后再繁殖成个体，因

此，杂交育种只限制在同种生物或近缘生物之间进行，远缘杂交

几乎不可能。科学工作者为了解开这个千古之谜，曾作出了不懈

的努力。

员愿猿愿年米勒 （酝蚤造造藻则） 最早描述脊椎动物肿瘤细胞可融合成

多核细胞的现象。以后相继发现在骨髓等正常组织和炎症坏死的

病理组织中也有融合的多核细胞。员愿愿缘年德国人 砸燥怎曾用生理盐

水培养鸡胚组织，使之存活了数月之久。员怨园苑年哈尔森 （匀葬则则蚤鄄泽燥灶）成功地在凹玻片的淋巴液内无菌条件下培养了离体的蛙胚神

经组织，并观察到神经细胞突起的生长过程，由此开创了现代细

胞培养的新纪元，并发现体外培养的细胞也能融合成多核巨细

胞。缘园年代初人们就发现麻疹病毒和腮腺炎病毒能引起细胞融

合。员怨缘愿年冈田善雄用高浓度仙台病毒在体外使小鼠艾氏腹水

瘤细胞得以融合。他的这一发现打破了细胞融合只能在同种生物

间进行的枷锁，为生物的远缘杂交育种提供了可能。员怨远缘年哈

尔斯 （匀葬则则蚤泽） 用仙台病毒在体外使培养的 匀藻员葬细胞与小鼠艾氏

腹水瘤细胞融合成杂交细胞。该杂交细胞具有两种亲本细胞的某

些特性。继而骨髓瘤细胞的建立，为杂交瘤技术的诞生创造了

·圆远源·

条件。

员怨苑缘年米尔斯坦 （酝蚤造泽贼藻蚤灶） 和寇勒 （运侬澡造燥则） 两人首先将骨

髓细胞和脾细胞进行融合，获得了产生抗体的杂交瘤细胞。这种

杂交瘤细胞继承了来自两个亲本细胞的特性，既能分泌抗体又能

象肿瘤细胞那样快速无限的生长繁殖。因而创建了杂交瘤技术，

制造出单克隆抗体，使免疫学领域出现了—场革命性转机。

一、生产用动物细胞的要求和获得

（员） 生产用动物细胞的要求

什么样的细胞允许用以生产人用的药品，这一直是一个引起

人们争论的热点。最早的生物制品法规规定，只有从正常组织分

离的原代细胞才能用来生产生物制品，如鸡胚细胞、兔肾细胞

等，以后放宽至只要是二倍体细胞，即使经多次传代也可用于生

产，如 宰陨原猿愿、圆月杂细胞等，但非二倍体细胞是绝对禁止使用

的。这种规定实际上极大地限制了细胞的来源和更大规模生产的

可能性，因为二倍体细胞的寿命一般都不会超过 缘园代。有这样

限制的原因，主要是人们担心异倍体细胞的核酸会影响到人的正

常染色体，而有致癌的危险。但是随着科学的发展，特别是分子

生物学、基因工程的大量实践已经否定了这种假想。如在基因重

组的试验中已证明，即使在人为地加有促进剂的条件下，体外重

组成功的概率也只有 员园原远，而在没有促进剂时则低于 员园原怨。在

体内，由于存在着大量细胞外核酸酶，因此外来的核酸更难被整

合。在历史上曾有过这样两次事故，在制备腺病毒疫苗和脊髓灰

质炎疫苗中都曾错用过癌细胞，其后对采用了该疫苗的人群进行

了 圆圆～ 圆缘年的跟踪观察，至今还未发现有一例患癌症的。另外

有人在 员缘名志愿者的皮下直接注射癌细胞 （匀耘孕原猿细胞），短

期内所有的人都出现了小结节，有的作组织切片还可见到癌细

胞，但过了 源～ 远周，所有的结节全部消褪。这一系列的事实足

以证明采用传代细胞并不可伯，相反，由于从理论上讲这类细胞

的寿命是无限的，可以无限地传代下去，这就给工业化生产创造

·猿远源·

了条件。员怨愿远年随着用从淋巴瘤病人分离的一株传代细胞 晕葬鄄皂葬造憎葬细胞生产的干扰素被批准用于临床以来，这种限制实际已

经取消了。接着，用猴肾传代细胞 灾藻则燥细胞生产的狂犬病疫苗

和脊髓灰质炎疫苗也被批准大量用于人群。员怨愿苑年用杂交瘤细

胞生产的 园运栽猿单克隆抗体也被允许用于临床的排异反应。尤其

在 员怨愿愿年后，一大批用异倍体传代细胞生产的重组基因产品，

如 贼原孕粤、耘孕韵、Ⅷ因子等已像雨后春笋般地先后在各个国家陆

续批准上市。一个新兴的使用动物细胞的制药产业已开始形成。

尽管实际上已取消了对传代细胞使用的限制，但在使用中我们仍

必须十分谨慎。目前各国都参照美国食品和药品管理局 （云燥燥凿葬灶凿阅则怎早粤凿皂蚤灶蚤泽贼则葬贼蚤燥灶，云阅粤） 对细胞株的要求，制定了相应的法

规，并对最终产品中残留的 阅晕粤量提出了严格的要求。这些措

施看来也是必要的。

（圆） 生产用动物细胞的获得

用于生产的动物细胞共有三类，即原代细胞、已建立的二倍

体细胞系、可无限期传代的转化细胞系 （糟燥灶贼蚤灶怎燥怎泽糟藻造造造蚤灶藻），以

及用这些细胞进行融合和重组的工程细胞系 （早藻灶藻贼蚤糟葬造造赠原藻灶早蚤鄄灶藻藻则藻凿糟藻造造造蚤灶藻）。

① 原代细胞

原代细胞是直接取自动物组织、器官，经过粉碎、消化而获

得的细胞悬液。一般说，员早组织约有 员园怨个细胞，但实际上我们

不可能使之全部形成单细胞，尤其是由于在组织块内常有多种细

胞组成，而真正生产需要的只是其中的一小部分，因此用原代细

胞来生产生物制品常需要大量的动物，费钱费劳力。过去用得最

多的是鸡胚细胞、原代兔肾或鼠肾细胞、以及血液的淋巴细胞。

目前在有些产品的生产中仍在采用。

② 二倍体细胞系

原代细胞经过传代、筛选、克隆，从而从多种细胞成分的组

织中挑选并纯化出某种具有一定特征的细胞株。该细胞株仍具备

“正常” 细胞的特点：即它的染色体组型仍然是 圆灶的核型；具有

·源远源·

明显的贴壁依赖和接触抑制的特性；只有有限的增殖能力，一般

可连续传代培养 缘园代；无致瘤性。由于该类细胞寿命有限，故

一般均从动物的胚胎组织中获取。曾被广泛用于生产的二倍体细

胞系有 宰陨原猿愿、酝砸悦原缘、圆月杂等。

③ 转化细胞系

这类细胞是通过某个转化过程形成的，它常常由于染色体的

断裂变成了异倍体，从而失去了正常细胞的特点，而获得了无限

增殖的能力。这种转化过程可以是自发的，即正常细胞在传代培

养过程中，大部分细胞随着传代次数的增加，寿命逐渐终结，但

其中有个别细胞可自发地转化而形成有无限生命力的细胞系。这

种自发的转化多发生在啮齿动物。有的细胞可经人为的方法进行

转化，如采用某些病毒如 杂灾源园或某些化学试剂如甲基胆蒽等。

此外，直接从动物的肿瘤组织中建立的细胞系也是转化的细胞。

由于转化的细胞具有无限生命力，而且常常倍增时间较短，对培

养条件和生长因子等要求较低，故更适于大规模工业化生产的需

要。近年来用于生产的细胞，如 晕葬皂葬造憎葬、悦匀韵、月匀运原圆员、灾藻则燥细胞等都是转化细胞。

为了获取上述所需细胞，除原代细胞需靠自己临时用动物组

织制备外，一般都可从各国的细胞库，如美国细胞保存中心和欧

洲动物细胞保存中心等，或有关研究机构索取。而各单位自己建

立的细胞系除保存在各自单位外，多数同时也送交细胞保存中心

保存。我国目前还未成立中心，细胞分散保存在各研究所。

二、动物细胞培养基的种类和组成

动物细胞对培养基的要求较高，而且随着细胞的种系不同，

要求有很大差异，因此常常需要花费很大的精力和时间去对个别

的细胞系进行研究，以便配制适于这一细胞系特殊需要的培养

基。用动物细胞制药的成本之所以较高，培养基复杂而昂贵是其

主要的原因之一。动物细胞培养基从研究发展历史看，大致可以

分成 猿类：天然培养基、合成培养基和无血清培养基。

·缘远源·

（员） 天然培养基

在细胞培养的早期阶段人们多采用该类材料做培养基，如血

浆凝块、血清、淋巴液、胚胎浸液以及羊水、腹水等。由于该类

材料成分复杂，组分不稳定，来源有限，因此不适于大量培养和

生产的需要。

（圆） 合成培养基

员怨缘园年 酝燥则早葬灶等首先采用成分明确的化学试剂配制成第一

个合成培养基———员怨怨培养基，从而开创了合成培养基的研究使

用阶段。它的优点是成分明确，组分稳定，可大量生产供应，为

此深受欢迎，至今已有几十种商品在市场上供应。在动物细胞培

养中 采 用 最 普 遍 的 有 月酝耘、 酝耘酝、 阅酝耘酝、 匀粤酝 云员圆、 砸孕酝陨员远源园，以及 陨杂韵悦韵灾、员怨怨和 酝糟悦燥赠缘粤等。尽管品种繁多，但其

组成大致都有如下几部分：

① 氨基酸 它是细胞合成蛋白质、维持细胞生命不可缺少

的物质。各种合成培养基中所含氨基酸的种类和数量不一，但至

少需包含有细胞在生长中所必需的而又不能依靠自身合成的 员圆种必需氨基酸，它们是精氨酸、胱氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮

氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸

和缬氨酸。此外，谷氨酰胺几乎是所有细胞的重要的碳源和能

源。因此目前的商品合成培养基中含氨基酸种类最少的是含该

员猿种氨基酸的 耘葬早造藻酝耘酝培养基。其他的则根据其主要对象的

需要而有所增加，最多的是含 圆员种氨基酸的 员怨怨培养基。由于

细胞只能利用 蕴型氨基酸，故配制时必须使用 蕴型同分异构体，

没有时可用 阅蕴混合型代替，但用量要加倍。

② 维生素 它们是一类重要的维持细胞生命活动的低分子

活性物质，多数是形成酶的辅基或辅酶。由于它们不能靠细胞自

己合成，或合成不足，所以必须从培养基中供给。它可分为脂溶

性和水溶性两类：脂溶性的有维生素 粤、维生素 阅、维生素 耘和

维生素 运等；水溶性的有维生素 月员（硫胺素）、维生素 月圆（核黄

素）、烟酸、烟酰胺、吡多醇、吡多醛、偏多酸钙、生物素、叶

·远远源·

酸、维生素 月员圆（氰钴胺素）、维生素 悦（抗坏血酸）、对氨基苯

甲酸、胆碱和肌醇等。这些维生素中有些在细胞培养中还起着特

殊的作用，如维生素 粤对细胞的贴壁有重要作用；维生素 悦有

抗氧化作用；胆碱对细脑膜的完整性有重要作用，缺少时细胞变

圆，以致死亡。

③ 糖类 细胞的生长需依赖于碳源，它是维持细胞生命活

动的能量来源。主要是葡萄糖和谷氨酰胺，当使用葡萄糖时，常

需补充丙酮酸钠。有的培养基内还加有核糖和脱氧核糖，以及醋

酸钠等。

④ 无机盐 它们的作用是保持细胞的渗透压，缓冲 责匀的变

化，并积极参与细胞的代谢。一般合成培养基内都含有氯化钠、

氯化钾、硫酸镁、氯化钙、磷酸氢二钠、碳酸氢钠等，用以维持

细胞的渗透压和缓冲 责匀的变化。另外在培养基内常加有硫酸亚

铁、硫酸铜、硫酸锌等，它们对促进细胞代谢有作用。

⑤ 其他成分 有些合成培养基中还加有核酸的前体，如腺

苷、鸟苷、胞苷、尿苷和胸苷等。此外有的还加有一些氧化还原

剂，如谷胱甘肽等。

尽管由于有了各种合成培养基，给细胞培养提供了很大方

便，但单纯采用这种合成培养基，细胞常常仍不能很好地增殖，

甚至细胞都不能贴壁。因此在使用时常常需要加入一定量的动物

血清，最常用的是添加 缘～ 员园豫的小牛血清。在杂交瘤细胞的培

养中，血清的要求更高，常需用 员园～ 圆园豫的胎牛血清。它的作

用机制还不十分清楚，但至少有如下几个方面：

蚤提供有利于细胞生长增殖所需的各种生长因子和激素 生

长因子包括有胰岛素、胰岛素样生长因子、表皮生长因子、成纤

维细胞生长因子、血小板衍生的生长因子等。激素有皮质醇

（糟燥则贼蚤泽燥员）、 雌 二 醇 （燥藻泽贼则葬凿蚤燥员）、 睾 酮 （贼藻泽贼燥泽贼藻则燥灶藻）、 黄 体 酮

（责则燥早藻泽贼藻则燥灶藻） 和甲状腺素 （贼澡赠则燥曾蚤灶藻） 等。

蚤蚤提供有利于细胞贴壁所需的贴附因子和伸展因子 （泽责则藻葬凿鄄蚤灶早枣葬糟贼燥则泽） 正如前面所提到的多数细胞为贴壁细胞，它们必须

·苑远源·

贴附在某种载体上才能生长。血清可提供所需的贴附因子和伸展

因子，如纤维结合蛋白 （枣蚤遭则燥灶藻糟贼蚤灶）、软骨素（糟澡燥灶凿则燥蚤贼蚤灶）、昆布

氨酸 （造葬皂蚤灶蚤灶藻） 和胶原 （糟燥造造葬早藻灶） 等。

蚤蚤蚤提供可识别金属、激素、维生素和脂类的结合蛋白 如

白蛋白可与维生素、脂类和激素结合，并将它们带入细胞。铁传

递蛋白可结合和传送铁离子。它们还可消除某些毒素和金属的毒

性作用。

蚤增提供细胞生长所必需的脂肪酸和微量元素 脂肪酸中有磷

脂质 （责澡燥泽原责澡燥员蚤责蚤凿泽）、胆 固 醇 （糟澡燥员藻泽贼藻则燥造） 和 前 列 腺 素 耘（责则燥泽贼葬早造葬灶凿蚤灶耘） 等。它们可能与其他生长因子结合在一起起作

用。微量元素中有铜、钴、锌、钼和硒等，它们对酶有激活作

用，并可保护自由基对 阅晕粤的损害。

除了上述作用外，血清还可提供良好的 责匀缓冲系统。

（猿） 无血清培养基

随着细胞培养规模的逐渐扩大，以及高技术生物制品生产的

需要，无血清培养基的研究和采用已提上了日程。它的优点如

下：提高了细胞培养的可重复性，避免了由于血清批之间差异的

影响；减少了由血清带来的病毒、真菌和支原体等微生物污染的

危险；供应充足、稳定；细胞产品易于纯化；避免了血清中某些

因素对有些细胞的毒性；减少了血清中蛋白对某些生物测定的干

扰，便于实验结果的分析。

目前已有一批无血清培养基问世，这些无血清培养基都是在

上述的合成培养基内加入不同种类的添加剂所构成，添加剂大致

有如下几类：

① 激素和生长因子 在激素方面使用最多的是胰岛素，它

的用量可从 员μ早辕皂造至 员园μ早辕皂造不等，它除了能促进糖原和脂肪

酸的合成外，还对细胞生长有刺激作用。此外，有的在无血清培

养基内还添加有促卵泡激素、甲状腺素、乳激素、 阅蕴原α原生育

酚等。在细胞生长因子方面用得较多的有表皮生长因子、成纤维

细胞生长因子、神经细胞生长因子等。

·愿远源·

② 结合蛋白 最经常被补充的是铁传递蛋白和白蛋白。为

了便于纯化，有时可用硫酸亚铁、柠檬酸铁、葡萄糖酸铁替代铁

转递蛋白。

③ 贴附和伸展因子 目前多数无血清培养基只适用于悬浮

细胞，真正能用以培养贴壁细胞的很少，也很贵，原因就在于它

们均缺少必需的贴附和伸展因子，而贴附和伸展的机制目前也还

不十分清楚，其中既有理化的因素，如电荷的引力、钙镁离子的

作用等，又有一些其他因子的作用，包括一些目前认为的贴附因

子如纤维结合蛋白、胶原，以及一些多肽生长因子，如表皮生长

因子、成纤维细胞生长因子等的作用。为补充这些因子，就势必

增加培养基的成本。除这些因子外，有的还添加维生素 粤酸和

重组的小肽，它可与其细胞的受体结合。

④ 其他有利于细胞生长的因子和元素 它们包括有消除氧

自由基损害的谷胱甘肽，某些微量元素，如硒等。

三、动物细胞培养的方法和操作方式

正如前述，体外培养的动物细胞，有的可在悬浮状态下生

长，有的必须贴附在某些基质上才能生长，有的则在两种条件下

都能生长。因此相应地在生产过程中就要根据所采用细胞的特

点，采用最适用的培养方法和操作方式，以获得最高的生产效率

和最大的经济效益。

（员） 动物细胞大规模培养的方法

动物细胞培养的方法，一般可根据培养细胞的种类分为原代

细胞培养和传代细胞培养；又可根据培养基的不同分为液体培养

和固体培养；还可根据培养容器和方式的不同分为静止培养、旋

转培养、搅拌培养、微载体培养、中空纤维培养、固定床或流化

床培养等。但从生产实际看，动物细胞的大规模培养主要可分为

悬浮培养、贴壁培养和贴壁 原悬浮培养。

① 悬浮培养 （泽怎泽责藻灶泽蚤燥灶糟怎造贼怎则藻）顾名思义，所谓悬浮培养即让细胞自由地悬浮于培养基内生

·怨远源·

长增殖。它适用于一切种类的非贴壁依赖性细胞 （悬浮细胞），

也适用于兼性贴壁细胞。该培养方法的优点是操作简便，培养条

件比较均一，传质和传氧较好，容易扩大培养规模，在培养设备

的设计和实际操作中可借鉴许多有关细菌发酵的经验。不足之处

是由于细胞体积较小，较难采用灌流培养 （责藻则枣怎泽蚤燥灶糟怎造贼怎则藻），因

此细胞密度一般较低。目前在生产中用于悬浮培养的设备主要是

通气搅拌罐式生物反应器和气升式生物反应器。如英国的 宰藻造造鄄糟燥皂藻公司采用 愿园园园蕴的搅拌罐式生物反应器培养 晕葬原皂葬造憎葬细胞

大量生产α原干扰素，商品名为 “宰藻造造枣藻则燥灶”。英国的 悦藻造造贼藻糟澡公

司则用 圆园园园蕴的气升式生物反应器大量培养杂交瘤细胞生产单克

隆抗体。

② 贴壁培养 （葬灶糟澡燥则葬早藻原凿藻责藻灶凿藻灶贼糟怎造贼怎则藻）贴壁培养是必须让细胞贴附在某种基质上生长繁殖的培养方

法。它适用于一切贴附依赖性细胞 （贴壁细胞），也适用于兼性

贴壁细胞。该方法的优缺点与悬浮培养正好相反，优点是适用的

细胞种类广 （因为生产中所使用的细胞绝大多数是贴壁细胞），

较容易采用灌流培养的方式使细胞达到高密度；不足之处是操作

比较麻烦，需要合适的贴附材料和足够的面积，培养条件不易均

一，传质和传氧较差，这些不足常常成为扩大培养的 “瓶颈”。

生产疫苗中早期大多采用转瓶 （则燥造造藻则遭燥贼贼造藻） 大量培养原代鸡胚

或肾细胞。近代有些生物制品的生产仍在采用这种方法，为减少

劳动强度，采用了计算机自动控制方法。另一种被普遍采用的贴

壁培养方法是固定床式生物反应器，但由于该反应器中传质和传

氧常会出现梯度式不均一现象，故放大常受到限制。

贴壁培养与悬浮培养的另一个不同之处是在传代或扩大培养

时，常常需要用酶将其从基质上消化下来。常用的消化物有胰蛋

白酶 （简称胰酶，贼则赠责泽蚤灶）、二乙烯四乙酸钠 （耘阅栽粤，增藻则泽藻灶藻）、

或胰酶 原柠 檬 酸 盐、胰 酶 原耘阅栽粤联 合 使 用。其 他 如 胶 原 酶

（糟燥造造葬早藻灶葬泽藻）、链霉蛋白酶 （责则燥灶葬泽藻）、木瓜酶 （责葬责葬蚤灶） 也可使

用。它们的作用主要是使细胞间质和一些促使细胞贴附的蛋白因

·园苑源·

子水解，使细胞从基质分离成单个细胞。

③贴壁 原悬浮培养，或称假悬浮培养 （孕泽藻怎凿燥—泽怎泽责藻灶泽蚤燥灶糟怎造贼怎则藻）

如上所述，悬浮培养和贴壁培养都有一定的优点和不足，那

么能否将两者结合，优势互补，形成一种更理想的、更适于工业

化大规模生产的培养方法呢？下面将介绍几种主要的使两者结合

的培养方法。

蚤微载体培养 （皂蚤糟则燥糟葬则则蚤藻则糟怎造贼怎则藻）员怨远苑年荷兰的 增葬灶宰藻扎藻造首先采用葡聚糖 杂藻责澡葬凿藻曾粤缘园微小

颗粒培养贴壁细胞成功，由此开创了微载体细胞培养新纪元。该

法的优点是：它既可创造相当大的贴附面积，供细胞贴附生长增

殖，满足了绝大多数细胞的基本要求，又由于载体的体积很小，

比重较轻，在轻度搅拌下即可携带细胞自由地悬浮在培养基内，

充分发挥了悬浮培养的一切优点。从那时起，经过许多人的努

力，到 圆园世纪 愿园年代这种方法已被正式用于工业化生产各种疫

苗和其他细胞产品，并出现了一大批商品化的微载体。我国的军

事医学科学院、华东理工大学和中国科学院化工冶金研究所等单

位也先后制备成功一批葡聚糖类 （酝悦原员型、悦栽原员型、悦栽原猿型）、聚苯乙烯类 （杂匀原圆型、孕杂原员型） 和胶原类 （郧栽原圆型）

微载体，用于生产干扰素、疫苗和尿激酶原等产品。

理想的微载体需具备如下一些条件：微载体表面性质与细胞

有良好的相容性，适于细胞附着、伸展和增殖；微载体的材料无

毒性，不仅要求对细胞的生长无毒性，而且也不会产生影响产品

和人体健康的有害因子；微载体的材料是惰性的，不与培养基成

分发生化学变化，也不会吸收培养基中的营养成分；微载体的比

重在 员郾园猿园～ 员郾园源缘早辕皂造，使载体在低速搅拌下就可悬浮，而在静

止时又可很快沉降，便于换液和收获；粒径在 远园～ 圆缘园μ皂（溶胀

后） 之间为好，并要尽可能地均一，差异不大于 圆园μ皂，这样有

利于细胞均匀地分布在各微载体表面；具有良好的光学透明性，

适于在倒置显微镜下观察细胞在载体上的生长情况；基质的性质

·员苑源·

最好是软性的，避免在搅拌中由于载体互相磨擦而损伤细胞；可

耐 员圆园益高温，便于采用高压蒸汽灭菌；经简单的适当处理后，

可反复多次地使用；原料充分，制作简便、价廉。

圆园世纪 愿园年代中后期，人们在原来的固体微载体 （泽燥造蚤凿皂蚤鄄糟则燥糟葬则则蚤藻则） 的基础上，又开发出了被称之为第二代的多孔微载体

（责燥则燥怎泽皂蚤糟则燥葬则则蚤藻则） 或多孔微球 （责燥则燥怎泽皂蚤糟则燥责澡藻则藻）。它的特点是

极大地增大了供细胞贴附的比表面积（如 月蚤燥泽蚤造燥灶聚苯乙烯微载体

的比表面积为 圆圆缘糟皂圆辕早，悦赠贼燥凿藻曾原员葡聚糖微载体为 远园园园糟皂圆辕早，

而多孔微载体 悦赠贼燥责燥则藻的比表面积则高达 圆郾愿皂圆辕早），而且它同时

还适用于悬浮细胞的培养。目前也已有多种商品问世 （表 员圆原圆）。它可分为两类：一类在载体内加入钛等金属，使比重增加，

适用于流化床反应器；另一类不加钛，比重轻，可与固体微载体

一样，用于搅拌罐式生物反应器或气升式生物反应器。前一种载

体已在美国 郧藻灶藻贼藻糟澡公司用以大规模生产 贼原孕粤，后一种已在中

国用于尿激酶原的中试生产。

表 员圆原圆 已商品化的多孔微载体

商品名称 基质 直径

辕μ皂

比重

辕早·糟皂猿

孔径

辕μ皂

空体

积 辕豫

比表

面积

辕皂圆·早原员

公司

悦怎造贼蚤泽责澡藻则杂 明胶 员苑园～ 圆苑园 员郾园猿 员园～ 圆园 缘园 员郾缘 责藻则糟藻造造

悦怎造贼蚤泽责澡藻则郧蕴阅 明胶加钛 源猿园～ 远园园 — 缘园～ 员园园 缘园 园郾圆缘 责藻则糟藻造造

灾载原员园园 胶原加钛 缘园园 员郾远～ 员郾苑 圆园～ 源园 愿缘 园郾源 增藻则葬曾

陨灶枣燥则皂葬贼则蚤曾 胶原 原聚氨基

葡聚糖

源园园～ 愿园园 员郾园园圆 圆园～ 远园 怨怨 — 月蚤燥皂葬贼

杂蚤则葬灶 玻璃 猿园园～ 缘园园 — 员园～ 员园园 远园 — 杂糟澡燥贼贼

郧造葬泽憎藻则噪藻

粤泽葬澡蚤酝悦 纤维素 员愿园～ 圆员园 员郾园猿 猿园 怨愿 圆郾愿 粤泽葬澡蚤

悦赠贼燥责燥则藻员 纤维素 圆园园～ 圆愿园 员郾园猿 猿园 怨愿 圆郾愿 孕澡葬则皂葬糟蚤葬

悦赠贼燥责燥则藻圆 纤维素 圆园园～ 圆愿园 员援园猿 猿园 怨愿 圆郾愿 孕澡葬则皂葬糟蚤葬

注：有的说明书上为 员郾员皂圆辕早，但考虑其生产工艺同于 粤泽葬澡蚤酝悦，故其比表面

积应相同。

·圆苑源·

蚤蚤包埋 （藻灶贼则葬责皂藻灶贼） 和微囊 （皂蚤糟则燥藻灶糟葬责泽怎造葬贼蚤燥灶） 培养

该培养方法与微载体的不同之处在于细胞不是贴附在载体表

面，而是被包埋或包裹在凝胶载体或微囊内。有时包埋的凝胶载

体较大，故又被称为巨载体 （皂葬糟则燥糟葬则则蚤藻则） 培养。包埋法早期主

要用于固定细菌、酵母等，被广泛地用于工业生产和环境保护

中，近些年才被运用于动植物细胞的培养。微囊培养是在包埋培

养上衍生而来的，即将包埋的颗粒经液化处理而成为微囊。它是

从 员怨远苑年加籍华人张明瑞制备 “人工细胞” 中获得的 启 迪，

员怨苑怨年 蕴蚤皂和 酝燥泽泽首次应用该法培养哺乳动物细胞。

可以用于包埋细胞的载体材料大致有如下 猿类：人工合成的

高分子聚合物，如聚丙烯酰胺、环氧树脂、聚氨基甲酸酯、聚乙

烯醇等；糖类，如纤维素、琼脂、琼脂糖、运原卡拉胶、海藻酸

钙、脱乙酰几丁质等；蛋白质，如胶原、明胶、纤维蛋白等。但

目前最普遍实用的主要是琼脂糖和海藻酸钙凝胶。这些材料中有

的是靠温度的改变而改变物相，如琼脂糖，在高温时融化成液

态，低于 源缘～ 猿苑益时则凝固；有的是靠离子移变而改变物相，

如海藻酸钙，在钠盐时它是液态，当与钙离子接触形成钙盐时则

形成凝胶。微囊的制备常常是在形成凝胶后，再用另一种电荷相

反的材料与之作用，使在载体外形成一层聚合膜，然后再使膜内

的载体液化而成。目前使用最多、最成熟的材料搭配是海藻酸

钠 原聚赖氨酸 （葬造早蚤灶葬贼藻原责燥造赠原蕴原泽蚤灶藻，粤造早原孕蕴蕴）。由于聚赖氨

酸很贵，因此人们又试验了许多其他材料的搭配，也都取得了成

功。我们采用国产的脱乙酰几丁质和海藻酸钠也成功地制备了微

囊，并成功地培养了 悦匀韵工程细胞和杂交瘤细胞。

包埋或微囊培养法的优点是：包埋或包裹在载体或微囊内的

细胞可获得保护，避免了剪切力的损害；可以获得较高的细胞密

度，一般都在 员园苑～ 员园愿细胞 辕皂造以上；当控制微囊膜的孔径后，

可使产品浓缩在微囊内，从而有利于下游产物的纯化；有人报告

用微囊培养杂交瘤细胞，囊内的抗体浓度可高达 员圆缘园～ 缘猿园园皂早辕蕴；可采用多种生物反应器进行大规模培养，如搅拌罐式生物反

·猿苑源·

应器，气升式反应器等。而包埋法，当其颗粒直径较大时，还可

采用固定床式生物反应器培养。

蚤蚤蚤结团培养 （葬早早则藻早葬贼藻糟怎造贼怎则藻）员怨愿园年，栽燥造遭藻则贼首先利用有些正常需要贴附在基质表面的细

胞有形成结团的特点，用搅拌式反应器和灌流培养的方式获得了

高密度的细胞，从而开创了细胞结团培养的新方法。该方法的实

质是用细胞本身作为基质，相互贴附后，再用悬浮的方法进行培

养，所以它也是一种贴附 原悬浮培养。在实际使用中，有时为了

加速细胞的结团，可先在培养基内加入一些直径较小的微粒

（圆园μ皂左右），促使细胞先附着其上，再相互附着。用该方法与

微载体培养的不同是，用量小，细胞不能在载体上伸展，细胞呈

球形。该培养方法的优点是操作简便，节省资金。

（圆） 动物细胞培养的操作方式

无论是悬浮培养、贴壁培养或贴壁 原悬浮培养，其操作方式

与培养细菌一样，一般可分为分批式 （遭葬贼糟澡） 操作、补料 原分批

（或流加式）（枣藻凿原遭葬贼糟澡） 操作、半连续式 （泽藻皂蚤原糟燥灶贼蚤灶怎燥怎泽） 操

作、连续式 （糟燥灶贼蚤灶怎燥怎泽） 操作和灌流式 （责藻则枣怎泽蚤燥灶） 操作。其中

补料 原分批 （或流加式） 操作在用细菌生产时被普遍采用，但在

动物细胞培养中用得较少。这是因为细菌对营养的要求较低，补

充某一种营养物质 （如葡萄糖） 即可极大地提高细菌的密度和产

量。但动物细胞培养中，仅仅补充一种或两种营养物质的作用是

有限的，而且还增加了操作中的麻烦，因此在实际中应用较少。

另外，连续式操作在动物细胞培养中，除个别情况下被用于悬浮

细胞的培养生产外，一般都用灌流培养来代替，这里将对分批

式、半连续式和灌流式三种操作在动物细胞培养和生产中的特点

作简单说明。

① 分批式操作

在利用动物细胞生产药品中分批式操作大致有两种情况：一

种是将细胞和培养基一次性加入反应器内进行培养，此后细胞不

断增长，产物不断形成和积累，最后将条件培养基 （糟燥灶凿蚤贼蚤燥灶藻凿·源苑源·

皂藻凿蚤怎皂），即经培养已含有细胞产物的培养基，或连同细胞一并

取出，培养结束。如有的工厂采用搅拌式反应器或气升式反应器

培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体就采用该方式。另一种是先将细

胞和培养基加入反应器，待细胞生长至一定密度后，向反应器内

加入诱导剂或病毒等，经一段时间作用后，将反应物取出，如生

产 晕葬皂葬造憎葬干扰素和疫苗等。

② 半连续式操作

该方式是当细胞和培养基一起加入反应器后，在细胞增长和

产物形成过程中，每间隔一段时间，取出部分培养物，或单纯是

条件培养基，或连同细胞、载体一起，然后补充同样数量的新鲜

培养基，或另加新鲜载体，继续培养。该操作方式在动物细胞培

养和药品生产中被广泛采用，它的优点是操作简便，生产效率

高，可长时期进行生产，反复收获产品，而且可使细胞密度和产

品产量一直保持在较高的水平。

③ 灌流式操作

该方式是当细胞和培养基一起加入反应器后，在细胞增长和

产物形成过程中，不断地将部分条件培养基取出，同时不断地补

充新鲜培养基。它与连续式操作不同之处在于取出部分条件培养

基时，绝大部分细胞仍保留在反应器内，而连续式培养则同时也

取出了部分细胞。该操作方式是目前用动物细胞培养生产各种药

品中最被推崇的方式。它的优点是：细胞可处在较稳定的良好环

境中，营养条件较好，有害代谢废物浓度较低；可极大地提高细

胞密度，一般都可达到 员园苑～ 员园愿辕皂造，从而极大地提高了产品产

量；产品在罐内停留时间缩短，可及时收留在低温下保存，有利

于产品质量的提高；培养基的比消耗率较低，加之产量质量的提

高，生产成本明显降低。

灌流式操作在某些生物反应器中是唯一可行的操作方式，如

中空纤维生物反应器、固定床或流化床式反应器、膜式生物反应

器等。在这些反应器中，细胞已被固定，在取出部分条件培养基

和补充新鲜培养基时，细胞基本上都被保留在反应器内，故采用

·缘苑源·

该操作不存在困难。但在微载体培养、悬浮培养和结团培养中，

就存在一个如何使条件培养基和细胞、载体分离的问题。为了解

决该问题，目前采用的方法有与旋转轴连在一起的滤网 （泽责蚤灶枣蚤造贼藻则）、有专门用于悬浮细胞的中空纤维分离器 （澡燥造造燥憎枣蚤遭藻则泽藻责葬鄄则葬贼藻则）、超声波分离器 （泽燥灶燥泽藻责葬则葬贼藻则） 和靠微载体自重沉降分离

的上细下粗的排液柱 （凿藻糟葬灶贼蚤灶早糟燥造怎皂灶） 以及靠离心分离的专用

离心机等。这些方法尽管都有作用，但使用时间都不能太久，否

则滤孔会被堵塞，排液柱内微载体也会沉积。为防止这些现象的

出现，最近肖成祖等研制了一种灌流系统控制器，用以控制与排

液柱或滤器连接的蠕动泵的工作时间和旋转方向，获得了良好效

果，用于培养 灾藻则燥细胞和 悦匀韵工程细胞，密度均高达 圆伊员园苑细

胞 辕皂造以上，已获国家专利。

四、动物细胞生物反应器

动物细胞生物反应器，是给动物细胞的生长代谢提供一个最

优化的环境，从而使其在生长代谢过程中产生出最大量、最优质

的所需产物。为了达到该目的，理想的动物细胞生物反应器必须

具备如下一些基本要求：

① 制造生物反应器所采用的一切材料，尤其是与培养基、

细胞直接接触的材料，对细胞必须无毒性。

② 生物反应器的结构必须使之具有良好的传质、传热和混

合的性能。

③ 密封性能良好，可避免一切外来微生物的污染。

④ 对培养环境中多种物理化学参数能自动检测和调节控制，

控制的精确度高，而且能保持环境质量的均一。

⑤ 可长期连续运转，这对于培养动物细胞的生物反应器显

得尤其重要。

⑥ 容器加工制造时要求内面光滑，无死角，以减少细胞或

微生物的沉积。

⑦ 拆装、连接和清洁方便，能耐高压蒸汽消毒，便于操作

·远苑源·

维修。

⑧ 设备成本尽可能低。

目前市场上有各种规模的动物细胞反应器供应，按其规模大

小，一 般 将 其 分 为 实 验 室 规 模 （员葬遭泽糟葬造藻），中 试 规 模 （孕蚤造燥贼泽糟葬造藻） 和生产规模 （蚤灶凿怎泽贼则蚤葬造泽糟葬造藻）。根据有些人的划分，将小

于 圆园蕴的反应器定为实验室规模，它主要用于培养工艺的研究；

圆园～ 造园园蕴为中试规模，它主要用于提供一定量的产品，供纯化、

临床前的各种检测和临床观察，也包括进一步的工艺优化试验；

大于 员园园蕴则为生产规模用的生物反应器，它主要用于生产，提

供产品。这样的划分不是绝对的，它还需根据细胞的产量和临床

用药剂量的大小而定。

早期培养动物细胞的生物反应器多半是借用培养细菌的发酵

设备。近些年来，随着动物细胞大量培养技术的发展，新型的生

物反应器正在不断出现。除对传统的搅拌式生物反应器经改造使

之更适于动物细胞培养外，又出现了气升式生物反应器、固定床

式生物反应器、流化床式生物反应器、袋式或膜式生物反应器、

中空纤维生物反应器以及可同时制备巨载体和微囊等固定化培养

的生物反应器。

（员） 搅拌罐式生物反应器 （泽贼蚤则则藻凿原贼葬灶噪遭蚤燥则藻葬糟贼燥则）这是最经典和最早被采用的一种动物细胞反应器，最先从细

菌发酵罐借鉴而来，现在大多已根据动物细胞固有的特点而改造

成更适于动物细胞的培养。改造的主要点如下：

① 由于动物细胞对氧的需求较高，因此罐体的高径比 （匀辕阅） 一般采用 员～ 员郾缘颐员，较培养微生物的罐体高径比 （圆～ 猿颐员）

小，这有利于增大液体与空气的接触面。此外，培养动物细胞的

罐体要求罐底为圆形，以避免细胞和载体沉积在周边。

② 由于动物细胞对搅拌产生的剪切力较细菌敏感，因此搅

拌速度一般在 圆园～ 员园园则辕皂蚤灶，故多数倾向于采用较大的倾斜式桨

叶搅 拌 器 或 船 舶 推 进 式 桨 叶 搅 拌 器。近 年 来 美 国 晕月杂（晕藻憎月则怎灶泽憎蚤糟噪杂糟蚤藻灶贼蚤枣蚤糟） 公司开发的笼式通气搅拌器 （图 员圆原员） 更

·苑苑源·

有利于动物细胞的微载体培养，它靠 猿个导流筒在搅拌过程中产

生的负压，迫使培养液流入中心管，再从导流管流出，从而使培

养基和细胞在较低的转速下就可均匀混合。

图 员圆原员 笼式通气搅拌器示意图

员援培养基循环入口 圆援环形分布器 猿援滤网

源援气体交换后排出 缘援培养基循环出口 远援排气口

苑援气体进口 愿援搅拌器中空轴 怨援消泡腔 员园援滤网

员员援培养基循环出口 员圆援通气腔 员猿援不带细胞培养基进入交换

③ 由于通气的气泡在破裂时产生的应力可损伤动物细胞，

因此与培养细菌不同，一般采用无气泡通气系统。常用的有上述

的笼式通气系统，通气的气泡与细胞被笼网隔开。另一种是采用

聚丙烯中空纤维膜或透气的硅胶管。采用孔径为 园郾猿猿μ皂的聚丙

烯中空纤维膜，每升用管长 圆郾猿皂，其氧传递率为 猿缘皂早韵圆辕蕴·澡；

·愿苑源·

而采用硅胶管 （内径 园郾员源苑糟皂，外径 园郾员怨远糟皂），缘皂长，供纯氧，

其氧传递率为 愿～ 员园郾远皂早韵圆辕蕴·澡。

④ 由于动物细胞培养常常需要达到高密度、长时期地培养，

以便尽可能地提高反应器的生产效率，因此用于动物细胞培养的

反应器常常需要配备有进出液体系统，以便进行灌流培养，并有

使细胞与培养基分离、使细胞保留在反应器内的装置。

经过改进的搅拌罐式生物反应器仍是目前大规模培养动物细

胞、用以生产各种药物的主要设备。它主要用于悬浮细胞培养、

微载体培养、微囊和巨载体培养以及结团培养。

图 员圆原圆 气升式生物反应器示意图

员援进气 圆援过滤器 猿援导流筒 源援接种

缘援无菌培养基 远援消毒用蒸汽 苑援排气过滤器

愿援责匀电极 怨援温度计 员园援阅韵电极

（圆） 气升式生物反应器 （葬蚤则造蚤枣贼遭蚤燥则藻葬糟贼燥则）圆园世纪 缘园年代之前，杂糟燥员员藻则就将气升的原理用于发酵，早

期该种反应器都用于微生物培养，生产单细胞蛋白和处理废液，

直至 苑园年代后才被用于动物细胞的培养。该反应器 （图 员圆原圆）

的特点是气体通过装在罐底的喷管进入反应器的导流管，致使该

部液体的密度小于导流管外部的液体密度，从而使液体形成循环

流。一般有两种构型，内循环式和外循环式。它与搅拌式生物反

·怨苑源·

应器相比，具有剪切力小，混合均一，氧和营养的传递好，以及

由于没有了机械搅拌的结构，有利于设备的密封，降低了造价。

为了使培养基良好地循环和充分地混合，反应器的高径比一般在

员园颐员左右。在培养动物细胞时，为了减少因气泡的张力对细胞

造成的危害以及由此产生的泡沫，要求通气时产生的气泡直径为

员～ 圆皂皂，空气流量为 园郾园员～ 园郾园远增增皂。该反应器主要用于悬浮细

胞的分批式培养，但近年也已被开发用于贴壁细胞的微载体培

养，并进行半连续、连续和灌流培养。英国 悦藻造造贼藻糟澡公司已将其

放大至 圆园园园蕴，用以生产单克隆抗体。近来有人正在研究液气双

升式生物反应器，以便将气泡与微载体培养的细胞分隔开。

（猿） 中空纤维式生物反应器 （澡燥造造燥憎原枣蚤遭藻则遭蚤燥则藻葬糟贼燥则）员怨苑圆年 运灶葬扎藻噪首次报道了用中空纤维培养细胞的方法，该

法模拟了机体内毛细血管系统，取得了较好的培养结果。员怨苑源年美国 粤皂蚤糟燥灶公司按此原理设计了第一台中空纤维生物反应器，

称为 灾蚤贼葬枣蚤遭藻则陨，至今已有 员园多家公司生产和销售了类似的产品，

我国近年来也有单位正在试制。

该反应器 （图 员圆原猿） 是由数百乃至数千根中空纤维集束组

成。该纤维的材料为聚矾 （责燥造赠泽燥造枣燥灶藻） 或丙烯共聚物 （葬糟则赠造蚤糟糟燥责燥造赠皂藻则）。纤维壁厚为 缘园～ 造园园μ皂，呈多孔性，内层为超滤膜，

可以截留相对分子质量为 员园园园园、缘园园园园或 员园园园园园的物质。内腔

直径为 圆园园μ皂，两端用环氧树脂等材料将纤维粘和在一起，并使

内腔开口于外加的塑料圆筒，使形成两个隔开的腔。内腔用以灌

·园愿源·

图 员圆原猿 平床式中空纤维生物反应器示意图

员援反应器下座 圆援空气 辕悦韵圆进口 猿援细胞接种口

源援新鲜培养基进口 缘援空气 辕悦韵圆出口 远援下层不锈钢微孔滤板

苑援中空纤维床 愿援中空纤维硅胶封口 怨援中空纤维开口

员园援上层不锈钢微孔滤板 员员援垫板 员圆援反应器上座

员猿援用后培养基出口 员源援反应器前室 员缘援反应器后室

员远援螺栓 员苑援蝶形螺帽

·员愿源·

流充以氧气的培养基，外腔用以培养细胞。该反应器既适于贴壁

细胞培养，也适于悬浮细胞培养。当细胞接种于外腔后，细胞可

附着于纤维表面，也可渗入海绵状纤维壁，员～ 猿周后可占据所

有纤维间空间，并在纤维表面堆积成多层，甚至 员园多层细胞，

细胞密度可高达细胞 员园愿辕糟皂圆。此时细胞的分裂停顿，但其代谢

和分化功能可长期保持达数月之久。细胞可保持较高的存活性、

健康的形态和核型。该反应器的优点是占地空间小，产品产量、

质量高，生产成本低 （生产 员早纯化的单克隆抗体的生产成本，

为用小鼠腹水生产成本的 员辕圆，为搅拌式生物反应器生产成本的

员辕远）。不足之处是：不能重复使用；不能耐高压蒸汽灭菌，需用

环氧乙烷或其他消毒剂灭菌；难以取样检测。

为了克服这些不足，运怎等在 员怨愿员年报道了另一种平床式

（枣造葬贼原遭藻凿） 中空纤维生物反应器 （图 员圆原猿）。

该反应器的核心是中空纤维反应室，它由 猿园园园根长 猿园糟皂的

中空纤维组成，分成 猿～ 源层，每层 愿园园～ 怨园园根中空纤维，排成

猿园糟皂伊猿园糟皂，这样，细胞贴附的总面积可达 员园园园园糟皂圆，两端用硅

橡胶或环氧树脂端封，并使纤维内腔开口于两侧室。中空纤维材

料为聚砜、聚丙烯腈，或用 粤皂蚤糟燥灶载皂缘园纤维。整个反应器用

猿员远号不锈钢制作，有下座、下层不锈钢微孔 （圆μ皂） 滤板、中

空纤维反应器、反应器后室、上层不锈钢微孔 （圆园μ皂） 滤板、

垫板和上盖、以及进出培养基的管道接口、接种细胞的管口和空

气的管口。据报道，该反应器已成功地培养了 杂灾猿栽猿、宰陨原猿愿、

匀藻蕴葬、酝运原圆、月匀运和原代人胚肾细胞。培养原代人胚肾细胞

时，用无血清培养基，细胞在 缘周内一直很稳定地产生尿激酶。

（源） 透析袋或膜式生物反应器 （凿蚤葬造赠泽蚤泽遭葬早燥则皂藻皂遭则葬灶藻遭蚤燥则藻鄄葬糟贼燥则）

在动物细胞培养过程中，会产生一些代谢产物，如乳酸和氨

等，对细胞的生长和产物的生产会产生抑制作用，因此有些学者

设计了透析袋或膜式反应器，它们可将这些有害代谢产物透析或

过滤掉，从而使细胞生长至更高密度，同时可根据需要选用不同

·圆愿源·

相对分子质量膜，使产物保留在膜内或与细胞分离开。最简单的

是直接将细胞置于透析袋内，并将其悬于一较大的盛有培养基的

容器内，然后旋转培养，容器内的培养基可不断更换，最后透析

袋内的细胞密度可达 员园苑辕皂造，袋内单克隆抗体的浓度可达 员～圆皂早辕皂造。如将透析袋盘绕置于 悦藻造造蚤郧藻灶等搅拌式反应器内，则可

获得更好的控制条件和较大产量。

图 员圆原源 三室系统的 酝藻皂遭则燥枣藻则皂生物反应器示意图

员援培养基 圆援细胞 猿援产物

杂糟澡藻蚤则藻则报道的膜式反应器 酝藻皂遭则燥枣藻则皂则已成为较完善的生

物反应器出售。该反应器可由双式系统 （培养基和细胞） 或三室

系统 （培 养 基、 细 胞 和 产 物） 构 成 （图 员圆原源） 室 内 高 为

园郾远皂皂，面积约为 怨园园糟皂圆（室内有不同的氟碳填料，其表面积约

为 员源园园～ 苑园园园糟皂圆），根据需要可反复重叠成猿园～ 源园园层，总面积

达 苑～ 猿缘皂圆。室与室之间的膜或采用微孔滤膜 （用以保留细胞），

或采用可截留不同相对分子质量物质的带不同大小孔径的超滤膜

·猿愿源·

（用以保留产物）。它既可用以培养贴壁细胞，也可培养悬浮细

胞。该反应器的优点是既可使细胞达到很高密度 （细胞室内达

员园愿辕皂造），又可随意组合进行操作，达到保留和浓缩产品或及时

分离提纯产品的目的。

（缘） 固定床或流化床式生物反应器 （枣蚤曾藻凿遭藻凿燥则枣造怎蚤凿蚤扎藻凿遭藻凿遭蚤燥则藻葬糟贼燥则）

此类反应器最早也是用于化学工业和废水的处理，以后才被

开发用于动物细胞的培养，用以大量生产疫苗和基因工程产品。

固定床反应器的特点是结构比较简单，装填的材料可以是一切对

细胞无毒、又有利于细胞贴附的材料，如不锈钢、玻璃环、玻璃

珠、光面陶瓷、塑料等实心的载体；也可以是有孔的陶瓷、有孔

的玻璃、有空的聚氨酯塑料等。前一类材料，细胞只能生长在表

面，因而细胞密度不会太高，但比较经济，流体流动阻力较小，

多数可反复使用，因而采用较多，特别是 猿～ 缘皂皂的玻璃珠，有

报道已将该反应器放大至 员园园蕴以上，用以生产口蹄疫疫苗。后

者由于有孔，细胞可进入载体内，因而常可获得高密度，但当载

体过大时，在载体内的细胞常因营养物和氧的交换不够充分而影

响其生长和代谢。近年来出现的几种新型生物反应器，在细胞密

度和生产效率方面都有了很大提高。

① 灾藻则葬曾公司推出的 悦云原陨酝酝韵培养系统———多级流化床生

物反应器 （图 员圆原缘） 或 杂云原圆园园园流化床生物反应器。该类反应

器专用于比重较大的多孔微球的培养。微球由胶原制成，直径为

缘园园μ皂，孔径约 圆园～ 源园μ皂，比重较大，为 员郾远～ 员郾愿早辕皂造，这是因

为在该载体内加入了钛微粒。当培养液从流化床下部以一定流速

往上输入时，微球可在一定范围内悬浮旋转，从而保证了微球内

细胞可获得充分的营养和氧。栽怎灶早等用 杂云原圆园园园培养 悦匀韵工程

细胞生产 贼原孕粤，细胞密度和 贼原孕粤产量都达到了很高水平 （员伊员园愿辕皂造微球，怨源皂早辕蕴）。

·源愿源·

图 员圆原缘 多级流化床 悦云原陨酝酝韵生物反应器示意图

员援一级 圆援固相隔膜 猿援二级 源援三级 缘援清洁孔

远援多孔分配板 苑援加热器 愿援收液 怨援膜气体交换器 员园援培养基进口

② 晕月杂公司在原来的笼式通气搅拌式反应器基础上，最近

又开发出 悦藻造造蚤原郧藻灶责造怎泽生物反应器。该反应器实际上是将通气

搅拌与固定床巧妙结合的一种新型生物反应器 （图 员圆原远）。它

在原来的 悦藻造造蚤郧藻灶罐体中部装一篮筐，中间装填由 缘园豫的聚酯纤

维 （责燥造赠藻泽贼藻则灶燥灶原憎燥增藻灶枣蚤遭藻则） 和 缘园豫的聚丙烯 （责燥造赠责则燥责赠造藻灶藻）制备的直径为 远皂皂的小圆盘，称之为 云蚤遭则葬原悦藻造，它具有很大的

比表面积 （员圆园糟皂圆辕糟皂猿，和空体积 （增燥蚤凿增燥造怎皂藻，怨园豫）。既可用

于贴壁细胞的附着，又有利于悬浮细胞在纤维间被固定。由于其

·缘愿源·

特殊设计的搅拌装置，在搅拌中可产生负压，迫使培养基不断流

经填料，有利于营养物和氧的传递。据报道，该反应器可使杂交

瘤细胞和 悦匀韵工程细胞的密度达到 员园愿辕糟皂猿床体积，生产的单克

隆抗体和 贼原孕粤的产量较用固体微载体培养分别高 员圆倍和 圆苑倍。

图 员圆原远 悦藻造造蚤郧藻灶责造怎泽生物反应示意图

员援水套出水口 圆援无细胞液 猿援纤维圆盘蓝筐 源援水套 缘援抽液管

远援搅拌导流管出口 苑援加或收 孕月杂口 愿援加培养基口 怨援进气口

员园援收液口 员员援轴套 员圆援可调水平收液管 员猿援进气管线

员源援无细胞培养基 员缘援浸透已通气培养基的圆盘床 员远援聚酯纤维圆盘

员苑援筛网内气室中的气泡 员愿援培养基循环 员怨援加温水套进水口

以上所述的只是许多生物反应其中的一部分，其他如蜂窝状

陶质 （责燥则燥怎泽糟藻原则葬皂蚤糟皂葬贼则蚤曾） 制备的生物反应器，月藻造造糟燥公司生

产的可同时制备巨载体的生物反应器等也都各有其特色。相信随

着细胞工程的发展，必将有更新的培养技术出现，随之也将有更

新的生物反应器被开发出来。

·远愿源·

参 考 文 献

员 熊宗贵主编 援生物技术制药 援北京：高等教育出版社，员怨怨怨圆 巴雅尔主编 援医药技术新进展 援北京：中国医药科技出版社，员怨怨苑猿 姜源编，张权一审 援医药生物技术 援北京：人民卫生出版社，员怨怨远源 梁海曼 援高压灭菌对培养基成分的影响 援植物生理学通讯 员怨怨缘援猿员

（缘）：猿愿怨～ 猿怨圆缘 高伟良编著 援细胞工程 援北京：北京大学出版社，员怨愿愿远 曹孜义等主编 援实用组织培养技术教程 援兰州：甘肃科学技术出版社，

员怨怨远苑 刘涤 援植物生物工程学的发展、成就和前景 援生物科学进展，员怨愿苑援源

（员猿源）：员～ 员愿

·苑愿源·

第十三章 酶工程技术

第一节 概 述

一、酶

酶是由生物体活细胞产生的具有特殊催化功能的一类蛋白

质，也被称为生物催化剂 （月蚤燥造燥早蚤糟葬造悦葬贼葬造赠泽贼）。酶催化的反应又

称为酶促反应，是指反应物 （或称底物） 在酶的催化作用下所进

行的反应。酶作为生物催化剂，具备一般催化剂的特性：即参与

化学反应过程时能加快反应速度；降低反应的活化能；不改变反

应性质即不改变反应的平衡点；反应前后其数量和性质不变。

（员） 酶的特点

酶作为生物催化剂，其与一般催化剂相比有下列几个特点：

① 催化效率高 酶的催化效率是一般无机催化剂的 员园远～员园员猿倍。

② 专一性强 酶对底物有严格的选择性，某一种酶往往只

能对某一类物质或某一种物质起催化作用，促进一定的反应，生

成一定的产物。

③ 反应条件温和 酶可在常温，常压下进行催化作用。

④ 酶的活性是受调节控制的 在生物体内酶的调节和控制

方式是多种多样的，有通过酶原的激活调节酶的活性，还有通过

同功酶，多酶复合体等进行调节控制。

（圆） 酶的活性

酶一般可分为单纯酶和结合酶两类，单纯酶的催化活性仅由

它们的酶蛋白部分决定，而结合酶的催化活性，除酶蛋白部分以

外，还需要金属离子或其他小分子有机化合物作为酶的辅助因

·愿愿源·

子，结合酶也称全酶，它由酶蛋白和辅因子两部分组成。辅因子

包括金属离子，辅酶或辅基。辅酶与辅基差别不大，如与酶蛋白

结合不牢，易用透析等方法去掉的为辅酶，反之为辅基。酶催化

的高效性与其结构有密切的关系，酶蛋白的一级结构决定酶的空

间构象，而酶特定的空间构象，又是其功能表达的基础。与酶活

性表达有关的区域称酶的活性中心，是酶分子中与底物结合并进

行催化反应的场所。

就酶功能而言，酶活性中心的若干个氨基酸侧链基团，又可

分为底物结合部位和催化部位。底物结合部位是酶与底物特异性

结合的有关部位，也叫做专一性决定部位。催化部位直接参与催

化，底物的敏感键在此部位被作用形成相应的产物。酶的专一性

主要是由结合部位决定的，而催化部位是在催化反应中直接参与

电子授受关系的部位。一般来讲，不需要辅酶的酶蛋白的催化部

位，仅仅与一些特定的氨基酸残基有关。需要辅酶的酶，辅酶往

往直接参与质子或电子的授受，与辅酶结合有关的氨基酸残基当

然也是不可缺少的。有些酶含有某种金属离子，有些金属离子与

催化反应直接有关，这类酶往往也是通过酶蛋白的特定氨基酸侧

链与金属离子的相互作用，参与催化反应中的电子授受。

酶分子体现活性是以其完整的结构为基础的，某些酶除活性

中心外，还有别构位点 （葬造造燥泽贼藻则蚤糟泽蚤贼藻）。这些酶多是代谢中具有

调节功能的酶，它们是易发生构象变化的寡聚蛋白质。别构位点

是调节酶上结合效应物的位点，它不同于活性中心，活性中心的

功能是结合配体 （底物） 并催化转化配体，别构位点虽然亦是一

个结合配体的部位，但结合的不是底物，而是别构配体，即效应

物。别构位点结合的别构配体在反应过程中，它本身并不发生任

何化学变化，只是间接地影响酶活性。

（猿） 酶反应动力学

酶反应动力学主要是研究各种因素对酶催化反应速度的影

响，这些因素包括底物浓度、酶浓度、责匀、温度、产物、抑制

剂和激活剂等，现分述如下：

·怨愿源·

① 底物浓度 在恒定的温度，责匀及酶浓度条件下，底物浓

度对酶催化反应速度有一定影响，当底物浓度很低时，反应速度

随底物浓度的增加而迅速增加，而后底物浓度继续增加时，反应

速度的增加率就比较小。当底物浓度增加至某种程度时，反应速

度达到一个极限值。此后如再增加底物浓度，反应速度保持此值

不再增加。故酶催化反应速度与底物浓度呈现双曲线关系。

② 酶浓度 当底物浓度一定时，反应速度正比于酶浓度。

③ 责匀 大部分酶活性受其环境 责匀的影响，在一定 责匀条件

下，酶反应具有最大速度。高于或低于此值，反应速度下降，通

常称此 责匀值为酶反应的最适 责匀。

④ 温度 温度对酶反应的速度也有很大影响，当温度升高

时，反应速度加快，另一方面，随着温度升高而使酶蛋白逐步变

性，反应速度随之下降。

⑤ 产物 产物对酶反应的抑制是比较常见的，在酶反应中，

产物在释出之前可以和酶以复合物形式存在，也就是说，产物也

可以占领酶分子上的特殊位点，导致酶的催化速度下降。

⑥ 抑制剂 能降低酶催化反应速度的通常分为失活作用和

抑制作用两类，失活作用是指由于一些物理因素和化学试剂部分

或全部破坏了酶的三维结构，即引起酶蛋白变性，导致部分或全

部丧失活性。抑制作用是指在酶不变性的情况下，由于必需基团

或活性中心化学性质的改变而引起的酶活性的降低或丧失，导致

抑制作用产生的物质称为酶的抑制剂。

⑦ 激活剂 是指能加快某种酶反应速率的物质，它们的作

用与抑制剂相反，其中大部分是离子或简单的有机化合物。

（源） 酶的分类

员怨远员年，根据国际酶学会议规定，按催化的化学反应的类

型，对所有的酶分成以下的六大类：

① 氧化还原酶 （燥曾蚤凿燥—则藻凿怎糟贼葬泽藻泽） 催化氢原子或电子的转

移，或在基质分子中加入氧原子，或导入羟基的反应，包括脱氢

酶、还原酶、氧化酶、过氧化物酶、加氧酶、羟化酶等。

·园怨源·

② 转移酶 （贼则葬灶泽枣藻则葬泽藻泽） 催化将原子团由一个基质转移到

另一个基质的反应，转移的基团有氨基、羧基、甲基、酰基、磷

酸基等。

③ 水解酶 （澡赠凿则燥员葬泽藻泽） 催化由于水分子的介入使基质的共

价键水解的反应，切断的键有酯键、糖苷键、醚键、肽键等。

④ 裂解酶 （员赠泽藻泽） 催化用水解以外的方法使原子团和基质

分离，在基质上生成双键的反应，或者相反，催化将这些原子团

加到双键上的反应。

⑤ 异构酶 （蚤泽燥皂藻则葬泽藻泽） 催化不伴有基质分子的分解、转

位、氧化 原还原的分子异构反应。

⑥ 连接酶 （员蚤早葬泽藻泽） 连接酶又叫合成酶，催化将 粤栽孕或类

似的三磷酸化合物的焦磷酸键切断，使两个分子连接起来的

反应。

（缘） 历史研究

据资料记载，四千多年前的夏禹时代酿酒已尤为盛行，并且

人们已经能够做酱油及醋，周朝时有用麦芽粉来制饴，也就是说

那个时候人们就利用了酶。

国外知道酶的存在是和发酵联系在一起的。员愿猿猿年，佩延

（孕葬赠藻灶）、珀索茨 （责藻则泽燥扎） 从麦芽的水抽提物中用酒精沉淀得到

了一种淀粉酶制剂，他们把这种物质称为淀粉糖化酶 （凿蚤葬泽贼葬泽藻），

所以有人认为 孕葬赠藻灶、孕藻则泽燥扎首先发现了酶。员愿苑愿年德国入库尼

（噪俟澡灶藻） 首先把这类物质称为 耘灶扎赠皂藻，耘灶扎赠皂藻这一词来自希腊

文，其意为 “在酵母中”，中文译为酶。员愿怨远年德国学者巴克纳

（月俟糟澡灶藻则） 兄弟对酶的分离和理化性质进行了探讨，开始了酶学

的研究。

圆园世纪初，酶学得到了迅速发展。一方面发现了更多的酶，

并注意到某些酶的作用需要有低分子物质 （辅酶） 参加；另一方

面在物理、化学研究的影响下，酝蚤糟澡葬藻员蚤泽和 酝藻灶贼藻灶总结了前人

工作，根据中间产物学说于 员怨员猿年提出了酶促反应动力学原理

———米氏学说。员怨圆远年，杂怎皂灶藻则首先提出了酶本身就是一种蛋

·员怨源·

白质。现已经发现生物体内存在的酶有近三千种，随着科学的发

展总有新的酶被不断发现。

二、酶工程

酶工程 （耘灶扎赠皂藻藻灶早蚤灶藻藻则蚤灶早） 是酶学和工程学相互结合、发

展而形成的一门新的技术科学。它是从应用的目的出发研究酶、

应用酶的特异性催化功能，并通过工程化将相应原料转化成有用

物质的技术，是生物工程技术的重要组成部分。酶工程的名称出

现在 圆园世纪 圆园年代初，在当时，主要是指自然酶制剂在工业上

的大规模应用。员怨缘猿年，郧则怎遭澡燥早藻则和 杂糟澡造藻蚤贼澡首先将羧肽酶、淀

粉糖化酶、胃蛋白酶和核糖核酸酶等，用重氮化聚氨基聚苯乙烯

树脂进行固定，提出了酶的固定化技术。员怨远怨年，日本人首先

应用固定化酶技术成功地拆分了 阅蕴原氨基酸。第一届国际酶工

程会议于 员怨苑员年在美国召开。当时提出的酶工程的内容主要是：

酶的生产、分离纯化，酶的固定化，酶及固定化酶的反应器，酶

与固定化酶的应用。近年来，由于酶在工业、农业、医药和食品

等领域中应用的迅速发展，酶工程所涉及的范围将会越来越广。

第二节 酶 的 生 产

酶的生产一般包括：菌种的分离筛选与遗传育种，培养条件

的选择等几个方面问题。

一、菌种的分离筛选与遗传育种

菌种，是工业发酵生产酶制剂的重要条件。优良菌种不仅能

提高酶制剂产量、发酵原料的利用效率，而且还与增加品种，缩

短生产周期，改进发酵和提取工艺条件等密切相关。自然界是生

产菌种的主要来源。但是，直接分离得到的菌种往往不能立即用

于生产，还需经过一系列的遗传育种步骤。况且，优良菌种的性

状也不是固定不变的，因此在使用过程中要建立科学的管理制度

·圆怨源·

和保藏方法，防止菌种的污染和退化。工业生产用的产酶菌种，

最初都是从自然界中分离筛选出来的。

目前，优良菌种的获得一般有三条途径：一是从自然界分离

筛选；二是用物理或化学方法处理、诱变；三是用基因重组或细

胞融合技术。

（员） 从自然界中分离筛选菌种

微生物种类众多，广泛分布于自然界，并且获得优良菌种每

一条途径都必须有微生物作材料，由此可见，分离筛选是一切工

作的基础，具体工作如下：

① 含菌样品的采集

筛选产酶菌种无固定的方式，例如，从堆积腐烂纤维素的地

方可以分离到产纤维素酶的菌；淀粉酶产生菌多半繁殖在谷物的

表面；柚甙酶的产生菌常附着在葡萄的果实上；果胶酶则常常是

由产纤维素酶的霉菌来生产。但是，也有例外，例如用作脂肪酶

生产菌的根霉就是从几乎不含脂肪的蔬菜上分离得到的。有时候

为了分离一些被认为在自然界分布概率不高的新酶产生菌时，可

以从该酶作用底物的某些特殊场所去采集样品，例如聚乙烯醇分

解酶产生菌就是从聚乙烯醇生产工厂的土壤中发现的。又如，筛

选耐热菌时可以从堆肥和高温温泉喷出口处去找。从海洋中还可

分离到耐盐和低温生产菌；产生过氧化氢酶的碱性细菌，普遍存

在于土壤中。由此可见，要分离某种酶的产生菌，事先必须进行

分析，查阅相关的资料，有选择地采集样品。

② 富集培养

收集到的样品，如果含所需的菌较多，可直接进行分离，例

如可直接从小曲中分离根霉。但如所需的菌很少，就需要经过富

集培养，使所需要的菌大量繁殖，而使不需要的菌不生长或少生

长，以利于筛选。在富集培养时，控制温度、责匀或营养成分是

十分重要的。有时以能分解的底物作生长和产酶的主要成分，来

使所需要的菌得到快速生长，有利于进一步分离。例如土壤中的

根霉数目较少，而其他不需要的菌却很多，所以可采用米饭或馒

·猿怨源·

头等淀粉原料作碳源，使根霉迅速繁殖，而其他菌不宜生长或生

长较慢，从而起到根霉的增殖作用，便于进一步分离和纯化。

③ 菌种纯化

生产菌在自然条件下通常是与各种菌混在一起的，所以要进

行分离、纯化，这样才能获得纯种。纯化时一般采用稀释法和划

线法。以土壤样品为例，则可称取土样 员早，装入盛有无菌水的

三角瓶中，振摇数分钟，静置，待土壤颗粒沉降后，从中吸取

员皂造样液注入装有 怨皂造无菌水的试管，依次将样品稀释到 员辕员园园，

员辕员园园园，员辕员园园园园等稀释度。再用吸管取 园郾员～ 员皂造稀释液，注入

无菌培养皿内，然后倒入已熔化且冷却至 缘园益左右的琼脂糖培

养基中，摇动混匀，或者先把无菌培养基在培养皿中制成平板，

再加入不同稀释度的样品溶液 园郾员皂造在平板上涂布均匀。如采用

划线法分离，则用接种环蘸取样品稀释液，在培养基平板上按顺

序分区划线，然后将稀释或划线分离的培养皿，放在一定温度

（圆愿益或 猿苑益） 的培养箱中，培养一定时间，如果稀释度合适，

就会有单一菌落出现。试验表明，一般霉菌多采用马铃薯浸汁葡

萄糖琼脂培养基或麦芽汁培养基。对于细菌，大多采用肉汁培

养基。

上面简单介绍了菌种纯化的常规做法，但如何高效地分离出

所需的菌种还有不少技术问题，例如，培养基的选择，酶活性测

定等。一般说筛选培养基选用两种或两种以上是比较可靠的，这

样有可能照顾到不同种类菌的生长和产酶要求。在测定方法上，

一般都着眼于酶对底物的特异性，在分离培养基上添加有酶作用

的底物，观察底物变化状况，确认菌种产酶能力。例如，在分离

筛选α原淀粉酶时可在琼脂培养基中添加 员豫的可溶淀粉，涂布

菌悬液，经一定时间后喷上稀的碘 原碘化钾溶液，产淀粉酶的菌

株周围就出现透明圈，无活性者呈蓝色。透明圈越大，表明活性

越高，这样就能高效地选出我们所需的菌种。筛选纤维素酶菌

时，可以在琼脂培养基上添加羧甲基纤维素或微晶纤维素，根据

菌落周围透明圈的大小来判断和确定酶活性高低，选出产酶能力

·源怨源·

较高菌株。同样，在筛选蛋白酶产生菌时，也可采用类似的方

法，只要在琼脂培养基上加上酪蛋白，菌落周围和培养液滴的周

围就会出现透明圈，这些方法都可用来大量地分离菌种。有时，

也可以用特定的显色剂和底物或产物的显色反应的不同来判断菌

种的产酶能力。例如，青霉素酰化酶产生菌的筛选就是利用底物

猿原硝基苯乙酰胺苯甲酸在酶水解前后的颜色变化来确定菌种产

酶能力的。上面介绍的这些方法首先要求酶具有分泌性，能分泌

到培养基中，或底物分子量较小，能进入到细胞里去。其次，底

物分解后，具有不透明到透明的变化过程，或者有颜色的变化过

程。如果不具备上述两点，则要选择其他方法。

总之，在菌种的分离纯化中，培养基及培养条件的选择是很

重要的，而测定方法的选择则直接关系到筛选效率的可靠性，这

些方法都必须予以充分注意。

（圆） 菌种变异

目前应用于工业酶生产菌都是经过诱变的改良菌种。筛选得

到的菌株，经过各种培养条件的试验，可直接应用于生产，但有

时候，自然筛选的菌种产酶能力较低，或者虽然很高，但无关的

酶，甚至有害酶类的活性也较高，给酶的应用带来困难。在这些

情况下，不能单停留在 “选” 种上，还要进行“育” 种，即获得

突变株。

① 用物理或化学方法诱变

引起菌种突变因素很多，其中最常见的物理方法有紫外线，

载原射线，γ原射线，高能电子，快速中子等照射。化学因素如

亚硝基胍、亚硝酸等。其中，用紫外线照射和亚硝基胍处理成功

率最高，这是常用的两种方法。有时候把这两种方法混和使用效

果更好。但对于霉菌等多核生物，若也采用上述方法处理，效果

较差。上述方法多半采用核酸较少的分生孢子。

要获得的高产酶变异株，从理论上说，都是基因发生了改

变，失去了亲株固有的产酶调节机制。关于微生物合成酶的调节

机制，现在大致认为有以下三种类型：一种是诱导 （蚤灶凿怎糟贼蚤燥灶），

·缘怨源·

所谓诱导，是指在培养基中存在有酶作用的底物或结构类似物

时，酶合成便可旺盛地进行的现象，它多先于分解代谢体系中的

酶合成，例如纤维素酶里有纤维素或其衍生物存在时酶就能合

成，无此类物质时，酶的合成几乎不发生；另一种是末端产物阻

遏 （藻灶凿责则燥凿怎糟贼蚤燥灶则藻责则藻泽泽蚤燥灶），末端产物阻遏常见于合成代谢体

系中的一些酶类，它是指代谢途径的终产物阻遏某一酶的合成，

例如，赖氨酸阻遏天冬氨酸激酶的合成，苏氨酸阻遏高丝氨酸脱

氢酶的合成就是这样；还有一种是代谢降解物阻遏 （糟葬贼葬遭燥造蚤贼藻则藻鄄责则藻泽泽蚤燥灶），代谢降解物阻遏是指在培养基中存在象葡萄糖这一类

易被代谢的产物时，而引起的合成阻遏现象，因此常常也把这种

现象称为葡萄糖效应。

诱变为提高酶活性提供了一种可能性，但它并没有一条固定

的规律可循，变异操作后能否得到我们所需的高产菌株，还必须

通过监测来确定。

② 用基因操作技术提高菌株的产酶能力

由于生物化学、微生物遗传学等学科的迅速发展，远园年代

末、苑园年代初，相继发现了一类限制性内切酶，它能识别 阅晕粤分子某些特异位置，将双链 阅晕粤切成带有黏性末端的片段，同

时又发现了能将断裂的 阅晕粤片段修复，连接成完整 阅晕粤分子的

阅晕粤连接酶。发现了运载和输送外源基因的载体和手段。通过

三者巧妙结合，便诞生了基因的人工重组即基因工程。基因重组

技术的最大贡献在于，它能按照人们的意愿构建新物种，或者赋

予新功能，虽然它形成产业还需经历一段艰难的路程，但它作为

一种改良菌种性能的好手段，已引人瞩目。例如，放线菌产生葡

萄糖异构酶正被用于高果糖浆制造工业，哉责躁燥澡灶公司的研究者将

葡萄糖异构酶基因连接到运载体 责月砸猿圆圆质粒上，然后转入大肠

杆菌，表现活力可比原株高 缘倍左右，此研究成果已获专利。

最近，人们正试图将霉菌的淀粉酶或纤维素酶基因克隆到酵

母中，如果这一研究成功，人们就可以用淀粉或纤维素作为原

料，直接用酵母发酵生产酒精。

·远怨源·

二、培养条件的选择

酶的生产中有了优良的生产菌株，只是酶生产的先决条件，

要有效地生产，还必须确定菌株产酶的最适培养基、培养温度、

责匀和供氧等培养条件以及培养方法等。

（员） 培养原料

利用微生物生产酶制剂的主要原料为碳源和氮源，此外还有

无机盐、生长素等。

① 碳源

碳是构成菌体成分的重要元素，是细胞内贮藏物质和生成各

种代谢产物 （包括酶） 的骨架，也是微生物生长的主要能量来

源。当前酶制剂生产用的菌种大都只是利用有机碳的异养型微生

物。常用的原料有甘薯、玉米、麸皮、米糠等。这些原料的一般

成分见表 员猿原员。此外，利用石油为碳源进行酶制剂发酵的研究

工作，国外发展很快，我国也正在进行研究。

表 员猿原员 几种农副产品和野生淀粉质原料成分 （豫）

原料名称 水分 粗淀粉 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 灰分

甘薯干 员圆郾怨 苑远郾远 远郾员 园郾缘 员郾源 圆郾源

玉 米 员圆郾园 苑猿郾园 愿郾缘 源郾猿 员郾猿 员郾苑

麸 皮 员圆郾员 缘缘郾源 员猿郾缘 猿郾愿 员园郾源 源郾愿

米 糠 员员郾缘 猿愿郾缘 员远郾园 员愿郾缘 苑郾园 缘郾缘

马铃薯 远愿郾缘 圆远郾苑 圆郾远 园郾员 园郾怨 员郾圆

木 薯 苑园郾猿 圆员郾源 员郾圆 园郾源 员郾员 园郾缘

土茯苓 员园郾愿 缘圆郾缘 圆郾苑 原 员员郾缘 圆郾猿

石 蒜 — 源园郾园 源郾缘 原 园郾怨 怨郾苑

② 氮源

微生物的原生质是由蛋白质、核酸、脂类和水等组成的，酶

本身又是蛋白质，而氮素则是组成蛋白质和核酸的主要元素，因

·苑怨源·

此，在酶制剂工业中，氮源是不可缺少的重要原料。当前酶制剂

生产中常用的有机氮大多为农副产品，如豆饼、花生饼、菜籽饼

等，其成分见表 员猿原圆；无机氮源常用的有硫酸铵、氯化铵、尿

素、硝酸铵和磷酸氢二铵等。

表 员猿原圆 几种常用有机氮原料成分 （豫）

原料名称 水分 粗淀粉 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 灰分

豆 饼 员圆郾缘 圆苑郾缘 源猿郾园 员员郾缘 苑郾愿 缘郾愿

花生饼 员园郾苑 圆源郾猿 源远郾愿 苑郾怨 愿郾苑 源郾怨

菜籽饼 源郾远 圆怨郾怨 猿愿郾员 员员郾源 员园郾员 缘郾怨

棉籽饼 远郾远 圆愿郾远 源园郾猿 苑郾源 员园郾愿 远郾圆

③ 无机盐

微生物在生长繁殖和代谢过程中，都需要无机盐，无机盐能

提供多种金属离子和非金属离子，常用的有磷 （磷酸二氢钾、磷

酸氢二钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵等）、硫 （硫酸镁）、钾 （磷

酸钾、硝酸钾等）、镁 （硫酸镁）、钙 （氯化钙）、钠 （亚硝酸钠）

以及铁、锰、锌、铜、钴、钼等微量元素。

④ 生长素

微生物还需要微量的维生素一类物质，才能正常地进行生长

繁殖。这类物质统称生长素，其中包括氨基酸、维生素、嘌呤碱

和嘧啶碱等。酶制剂工业生产上所需的生长素，大多是由天然原

料提供，例如：玉米浆、麦芽汁、酵母膏等，它们的生长素含量

都十分丰富。目前，发酵工业中，广泛采用玉米浆作为提供生长

素的原料。此外乳酸、植酸盐、生物素等也常用。

（圆） 温度

在发酵过程中，当培养基中的营养物质被合成为菌体的细胞

物质和酶时的生化反应，都是吸热反应。当菌体生长时培养基中

的营养物质大量分解，这种分解代谢的生化反应是属于放热反

应。当菌体繁殖旺盛时，分解反应放出的热量大于合成反应吸收

的热量，这时发酵液的温度就自行上升，加上通气带入的热量及

·愿怨源·

搅拌时产生的机械热，发酵液温度可能较高，因此必须降温，这

样才能保持微生物生长繁殖和产酶所需的适当温度。

各种菌种对培养温度要求是不同的。例如，枯草芽孢杆菌

（粤郾杂郾员猿怨愿） 进行中性蛋白酶生产时，其培养温度要求前期有个

升温阶段即从 猿员益逐步升至 源员益，然后冷至 猿员益进行发酵，这

样可大量积累蛋白质。嗜热芽孢杆菌在 缘缘益发酵所产生α原淀粉

酶的稳定性比在 猿缘益发酵时好，可见温度还会影响酶的稳定性。

实践表明，一般发酵温度比种子培养时略高些，这样对产酶

有利。

（猿） 责匀各种微生物都需要在一定的 责匀环境中方能正常生长繁殖。

如果 责匀值不适，不但妨碍菌体正常生长，而且还会改变微生物

代谢途径和产物的性质。各类微生物对 责匀要求不同，一般霉菌

和酵母菌在 责匀源～ 远，细菌和放线菌在 责匀苑左右。在酶制剂生产

中，种子培养基和发酵培养基的 责匀直接影响到酶的产量和质

量，在发酵过程中，微生物分解和同化营养物质，同时排出代谢

产物，由于这些生化反应都与 责匀直接相关，因此发酵液中的 责匀是在不断变化的，而且 责匀的变化，正是反映发酵液中生化反应

各种因素的综合标志，一般来说，如果培养基成分中 悦辕晕值高

者，发酵液倾于酸性，责匀值偏低；悦辕晕值低者，发酵液倾于中

性或碱性，责匀值偏高。责匀还与通气、糖和脂肪的氧化有关，如

果通气不足，糖和脂肪的氧化不完全，则会产生如有机酸类的中

间产物，这样培养基的 责匀就会出现不同程度的降低。总之，各

种反应都影响 责匀的改变，由于各个时期内各种反应优势不同，

发酵液的 责匀则相应的变动，根据 责匀的变动情况，常用以作为

发酵过程生产控制的依据之一。

酶制剂在发酵过程中，控制发酵液的 责匀通常可通过调节培

养基原始 责匀，掌握原料配比，保持一定的 悦辕晕，或者添加缓冲

剂使发酵液具有一定缓冲能力，也可通过调节通气量来实现。如

果在特殊情况下，发现发酵液 责匀过高，则可用糖或淀粉调节，

·怨怨源·

责匀过低则可通过加氨来调节。不过，所有这些方法，都要根据

实际情况灵活采用。

（源） 供氧

各种微生物对氧的需要量是不同的。氧的摄取量多少以其呼

吸强度表示。增加周围环境中的氧，可以加强微生物的呼吸强

度，但至一临界值为止，此临界值称该微生物的临界氧浓度，供

氧的多少就根据此值来定，供氧过少，则达不到临界氧浓度而抑

制了微生物正常生长，供氧过多不仅造成浪费，而且还可能会改

变代谢途径。

微生物在深层发酵中能利用的氧必须是溶解于培养基中的

氧。从空气中的氧溶解到液体培养基中，再透过细胞膜进入原生

质，最后才能发生反应，这一过程称为氧的传递。迄今为止，用

于酶制剂生产的微生物，基本上都是好气性的，各种菌种在培养

时期，对氧气的要求也各不相同，现在普遍采用溶氧仪，来精确

测定培养液中溶解氧。

（缘） 搅拌

好气性微生物在深层发酵中除不断通气外，还需搅拌。搅拌

能将气泡打碎、增加气液接触面积、加速氧的溶解速度。由于搅

拌使液体形成涡流延长了气泡在液体中的停留时间，增加了气液

接触时间，又因搅拌增加液体湍流速度，因而减少气泡周围液膜

厚度，减少溶氧的阻力，提高空气的利用率。搅拌还因加强液体

的湍流作用后，有利于热交换和营养物质与菌体细胞的均匀接

触，同时稀释细胞周围的代谢产物，有利于促进细胞的新陈

代谢。

（远） 泡沫

酶制剂发酵过程中产生的泡沫一般较多，这是由于发酵液受

到强烈的通气搅拌和培养基中某些成分的变化及代谢中产生的气

体所形成的。而且产生的气泡不易消失，这是由于培养基中蛋白

质分子排在气泡表面形成一层吸附膜，聚集成泡沫层之故。

泡沫的存在会阻碍 悦韵圆排除，直接影响氧的溶解，因而将影

·园园缘·

响微生物的生长和产物的形成；同时，泡沫层过高，往往造成发

酵液随泡沫溢出罐外，不但浪费原料，还易引起染菌；又因泡沫

上升，发酵罐装料量也受到限制，从而降低了发酵罐的利用率，

因此，必须采取消泡措施。常用的消泡剂有：天然油类 （包括矿

物油类）、醇类、脂肪酸类、胺类、酰胺类、醚类、磷酸酯类、

金属皂类和聚硅氧烷等，其中以聚二甲基硅氧烷为最理想的消泡

剂。我国酶制剂工业中常用的消泡剂为甘油聚醚 （聚氧丙烯甘油

醚） 或泡敌 （聚环氧丙烷环氧乙烷甘油醚）。

（苑） 诱导剂和抑制剂

某些诱导酶，在培养基中不存在诱导物质时，酶的合成便受

到阻遏，而当有底物或类似物存在时，酶的合成就能顺利进行。

白地酶 （郧藻燥贼则蚤糟澡怎皂糟葬灶凿蚤凿怎皂） 的脂肪酶合成就是一个典型例子：

在由蛋白胨、葡萄糖和少量无机盐组成的培养基中加入橄榄油，

它就能产生脂肪酶。有趣的是油脂与菌的生长毫无关系，实验表

明能诱导脂肪酶产生的物质不是所有的油脂，而是该酶作用底物

或者与这些相类似的脂肪酸。

另外，添加诱导剂与添加时的菌龄有关，以上面脂肪酶为

例，在培养 愿澡后添加最为理想，而在培养 圆猿澡，甚至更长时间

后添加，则几乎不产酶。

用酶的抑制剂促进酶的形成也是目前研究的课题之一，日本

的村尾等人曾经报道，在多黏芽孢杆菌 （月郾责燥造赠皂蚤贼葬） 的培养基

中添加淀粉酶抑制剂 杂原粤陨，发现能增加β原淀粉酶的产量。杂原粤陨是由淀粉酶链霉菌 （杂贼则藻责贼燥皂赠糟藻泽凿蚤葬泽贼葬贼蚤糟怎泽） 产生的α原淀粉酶

和糖化酶的特异抑制剂。如果把它添加到生长达最高峰的多粘芽

孢杆菌的培养液中 （员园μ早辕皂造），则β原淀粉酶的产量要比不添时

高 圆～ 猿倍。同样，如把纳尼科链霉菌 （杂郾灶葬灶蚤憎葬藻灶泽蚤泽） 产生的蛋

白酶抑制剂———乙酰缬氨酰 原源原氨基 原猿原羟基 原远原甲基庚酸

添加到枝孢酶 （悦造葬凿燥泽责燥则蚤怎皂） 的培养液中 （远园μ早辕皂造），则酸性蛋

白酶的产量与不添加时相比，约增加 圆倍。尽管目前这种作用机

制还不清楚，但抑制剂对酶形成的促进作用是值得重视的。

·员园缘·

此外，在某些分泌性酶的生产中有时加入适量表面活性剂，

也能提高酶制剂产量。例如，代氏根酶 （砸澡蚤扎燥责怎泽凿藻造藻皂葬则） 产生

的脂肪酶，在该菌培养 愿园澡后，菌体量达到最高值，可是分泌到

培养液中的脂肪酶却很少，可见该酶在酶合成后并不马上分泌到

胞外来，而是停留在胞内，这种现象在米曲酶产生淀粉酶 粤，白

地酶产生脂肪酶时都能看到。为了促进这一类分泌性酶尽快游离

到细胞外，以缩短培养时间、增加酶的产量，可以在培养液中加

添加剂。最常用的是吐温 原愿园（栽憎藻藻灶原愿园） 和曲通 原载（栽则蚤贼燥灶原载） 这类表面活性剂。例如用爪哇真青酶 （耘怎责藻灶蚤糟蚤造造蚤怎皂躁葬增葬灶蚤鄄糟怎泽） 生产纤维素酶时，若添加 园郾员豫的吐温 原愿园，则纤维素酶的

产量可提高 源倍以上。

（愿） 培养方法

利用微生物生产酶制剂的发酵方法分固体培养法和液体培养

法两类。

① 固体培养法

固体培养也称麸曲培养法，该法是利用麸皮或米糠为主要原

料，另外视需要添加其他谷糠、豆饼等，加水拌成含水适度的半

固态物料作为培养基，供作微生物的生长繁殖和产酶用。目前我

国仍有利用固体培养法生产淀粉酶、糖化酶，尤其是酿造业用的

糖化曲，是普遍采用的固体培养法。固体培养法根据所用设备和

通气方法的不同又可分为：

蚤浅盘法

本法是将固体培养基平铺在浅盘内，进行微生物培养和产

酶，我国多利用木盘或竹匾装固体培养基，厚约 猿～ 缘糟皂。本法

主要缺点是占用曲室面积大，曲盘数量多，全部靠手工操作，劳

动强度大，卫生条件也差，易污染，而且产量和质量也不稳定，

现代工业生产已很少应用。

蚤蚤转桶法

本法系将固体培养基接种后，放入可旋转的转桶内，当桶慢

慢转动时，培养基就在桶内翻动，通气及温湿度调节较为均匀，

·圆园缘·

有利于控制微生物生长和产酶的适宜条件。本法的机械化程度较

前法高，劳动强度也有所减轻，但转桶的清洗灭菌操作不便，这

是其缺点。

蚤蚤蚤厚层通气法

本法是在浅盘法和竹帘法的生产实践基础上改进而来，将固

体培养基经过蒸煮灭菌拌入种曲后，平铺入水泥制的具有多孔假

底的大池内，培养基的厚度一般在 圆园～ 猿园糟皂。本法与前两种方

法相比，设备投资大，设备利用率大大提高，发酵中途也无须人

工经常翻曲，劳动强度相应减轻，是目前固体培养法中较好的

一种。

总之，固体培养法问题很多，除设备简陋，劳动强度大外，

不少缺点是由于麸皮的物理性质引起的，麸曲传导性差，随着微

生物的大量繁殖，积蓄的热量不能顺利发散，造成麸皮温度上

升，反过来再抑制微生物繁殖。麸皮通气性差，当麸皮达到一定

厚度时，从而使内部气体不易与外部交换，抑制了所需微生物的

繁殖。此外，对于培养中温度、责匀的变化，细胞增殖，培养基

原料消耗和成分变化等检测十分困难，不能像液体培养那样进行

有效调节。这些都是固体培养法的不足之处，有的目前还难以

克服。

② 液体培养法

液体培养法的工艺特点是利用液体培养基，进行微生物的生

长繁殖和产酶。根据通气 （供氧） 方法的不同，又分为液体表面

培养和液体深层培养两种，其中深层通气培养是目前应用最广的

方法。我国抗菌素发酵、有机酸发酵、氨基酸和核苷酸发酵、酶

制剂发酵均采用此法。而液体表面培养法实际上已被淘汰了。

液体培养法与固体培养法不同，它的培养基成分、通气搅拌

条件、培养基的 责匀等都可在培养过程中任意变化，人为加以控

制，所以，可以通过对产酶过程控制来大幅度地增加酶的产量。

例如，淀粉液化芽孢杆菌生产淀粉酶的生产力，现在就比工业化

生产开始时增加了十几倍。液体培养法即用三角烧瓶装适量液体

·猿园缘·

培养基，接种后，在摇床上培养一定时间。这样的条件是与发酵

罐相似的，所以筛选出的菌，适合于发酵罐的扩大培养。例如，

产青霉素酰化酶菌种的筛选，就可以采用肉汁培养基和乳酸培养

基，圆缘园皂造三角烧瓶，装 猿园皂造培养基，接种不同类型的细菌，于

员苑园则辕皂蚤灶旋转摇床上，圆愿益，分别培养 圆源澡和 源愿澡，选出青霉素

酰化酶活性高的大肠杆菌。原则上说，可以根据将来扩大生产所

具备的条件来选择培养方法，无论哪一种方式，培养基的成分，

培养温度和培养时间的选择都是非常重要的。

在液体培养中，既要考虑到能大量产生酶这一面，同时也要

考虑到后面的分离纯化。有些微生物，特别是细菌类，若培养时

间过长，容易发生菌体自溶，虽然这时酶还在继续产生或分泌，

但自溶会给酶的分离带来困难。在这种情况下，我们不能只想到

“丰产”，还要考虑 “丰收”。用液体培养生产酶，最适培养基的

组成、培养温度等培养条件，随菌的种类和酶的种类而千变万

化，没有一个共同的理论，这就要进行个别研究，探索规律。

第三节 分离与纯化

酶的提取、分离、纯化是指把酶从组织、细胞内或细胞外液

中提取出来，并使之达到与使用目的相适应的纯度。这是酶工程

的重要内容，也是酶的生产、应用和酶学研究的主要内容之一。

由于酶来源的多样性，以及与之共存的高分子物质的复杂

性，目前还很难找到一种适用于一切酶提纯的方法，而必须在工

作中通过经验和实践加以解决。采用何种提取制备方法，决定性

的因素是产品的质量要求和制备方法的经济性。在符合质量的前

提下，还应符合步骤简短、收率高、成本低的要求。酶的分离步

骤愈少，收率愈高；与此同时，材料、动力消耗愈低，成本也

愈低。

工业用酶制剂一般用量较大，纯度要求不高。不同用途的工

业用酶制剂，其质量要求又有很大差别，而质量要求不同，在提

·源园缘·

取方法方面就有明显差异。例如，用于食品工业的和用于织物退

浆的α原淀粉酶，用于皮革工业和用于食品工业的蛋白酶，由于

其质量要求不一，在提取方法上也有明显差异，而分析用、药

用、生化研究用酶则要求特别高的纯度，达到接近于单一蛋白的

纯度，所以还必须采取—系列精制手段。

酶是蛋白质，所以分离纯化蛋白质的手段、方法都适于酶的

分离、纯化，而蛋白质纯化时要考虑的因素在酶提纯时都要考

虑。尤其是在提纯过程中要严格注意防止酶变性失效，这在纯化

后期更为突出。所以除少数例外，所有操作都应在低温条件下进

行，尤其是在有机溶剂存在的情况下更应特别小心。大多数酶在

较强酸 （责匀约源） 或较强碱 （责匀跃员园） 情况下不稳定，故必须控

制整个过程反应系统中不要酸性或碱性过强，同时要避免在调整

责匀时产生的局部酸性或碱性过强现象。酶和其他蛋白质一样，

常易在溶液表面或界面处变性，故操作中应尽量避免激烈的搅

拌，尽量减少泡沫形成。重金属能引起酶失活，有机溶剂会使酶

变性，微生物污染以及蛋白酶的存在会使酶分解破坏，所有这些

蛋白质变性因素都应予以注意和考虑。另外，还有水质、辅因子

的缺失等也须引起注意。

在酶分离、纯化的过程中只要保证所需要的酶不被破坏，就

可采取一些必要的手段，其余酶与蛋白质是否破坏不须考虑，例

如可以使用选择性变性的方法；也可以利用酶的一些区别于一般

蛋白质的特点，例如利用酶和它的作用底物及抑制剂等具有亲和

性而采用亲和层析法进行分离纯化。另外，酶有催化活性，往往

用检测酶活性来为选择最合适纯化方法和条件提供直接依据。从

原料开始全过程的每一步都必须贯穿比活力和总活力的测定

比较。

一、酶分离纯化前的预处理

酶分离、纯化的整个过程包括三个基本环节：预处理、纯

化、制剂。首先是将酶从生物原料中抽提出来，成为酶溶液，然

·缘园缘·

后纯化，即或者从溶液中将酶分离出来，或者将杂质从酶溶液中

除去。最后，将纯化的酶制成适宜的制剂形式。在整个过程中还

要进行酶蛋白鉴定和含量测定。发酵液中除酶及代谢产物外，还

存在着大量的菌体以及培养基残渣。必须经过适当的预处理。预

处理的目的主要是：①改变悬浮液中固体粒子的物理特性，如提

高硬度，加大颗粒尺寸，改变其表面类型等；②使某些可溶的胶

黏物质变成不可溶性的；③改变液体的某些物理性质，如降低黏

度和密度。酶的抽提、细胞破碎和酶液浓缩是三种常用的预处理

步骤。

（员） 酶的抽提

在一定条件下用适当溶剂处理含酶原料，操作中要将尽可能

多的酶，同时将尽量少的杂质，从原料引入溶液中。首先要对动

植物原料或发酵液进行预处理，如动物材料要剔除其结缔组织、

脂肪组织等；植物种子要去壳、脱脂；而微生物材料则要进行菌

体分离；胞外酶可直接从发酵液中提取，而胞内酶先要破碎

细胞。

制备酶等蛋白质的生物材料必须是新鲜的，如不能立即使

用，则应将材料冷冻，或者制成丙酮干粉，以防止组织中蛋白水

解酶对蛋白质的破坏作用，并保证酶蛋白不致于因温度而变性。

从动植物原料中抽提酶主要有稀酸、稀碱、稀盐及有机溶剂

抽提法。在一定浓度盐溶液中，酶的溶解度增加的观象称为盐溶

（盐浓度过高则出现盐析现象）。稀盐抽提法所用的盐浓度一般为

园郾园圆～ 园郾缘皂燥造辕蕴。

有些酶在酸性或碱性条件下溶解度较大，则可采用 责匀远离

待抽提酶等电点的稀酸或稀碱抽提，浓度一般控制在 园郾园缘～园郾圆皂燥造辕蕴。对一些与脂质结合较牢固或分子中含较多非极性基团

的酶，因为其不溶或难溶于水、稀酸、稀碱和稀盐溶液中，用有

机溶剂抽提效果较好。常用的有机溶剂有乙醇、丙酮、丁醇等，

其中丁醇兼具高度亲水性和亲脂性，提取效果较好。在抽提时要

注意提取液的体积尽可能少，要少量多次，总体积一般不超过原

·远园缘·

料的 缘倍。

（圆） 细胞破碎

大多数酶是胞内酶，为了进行胞内酶的分离纯化，要根据具

体情况选用适宜办法破碎细胞。细胞破碎的方法很多，可归纳为

机械破碎、物理破碎、化学破碎和酶法破碎。

机械捣碎法、研磨法、匀浆法等机械法都是通过机械运动所

产生的剪切力作用而使细胞破碎。高速捣碎机利用高速旋转叶片

所产生的剪切力将组织细胞破碎，多用于动物、植物材料。而研

磨法利用研钵、石磨、球磨与细菌磨等将细胞与磨料相混合，利

用研磨机械所产生的剪切力而破碎细胞。加入石英砂、玻璃粉、

氧化铝等助磨剂可提高研磨效果。用硬质磨砂玻璃制成的匀浆器

破碎细胞是实验室常用的方法，破碎程度高，对酶的破坏较少。

利用渗透压的迅速变化而使细胞破碎的渗透压冲击法是一种

物理破碎法。先将细跑悬浮在浓度约为 圆园豫的蔗糖溶液中平衡

一段时间，离心后将菌体迅速投入 源益左右的蒸馏水等低渗溶液

中，由于细胞外渗透压突然降低而使细胞破碎，将胞内的酶释放

到胞外。

超声波破碎是由于空化作用而使液体形成局部减压引起液体

内部发生流动，旋涡生成与消失时，产生很大的压力使细胞膜破

裂达到破碎细胞的效果。因其简便、快捷、效果好而成为实验室

最常用的物理破碎法。超声波频率对破碎效果没有显著影响。输

出功率和破碎时间与破碎程度有密切关系，同时也受细胞浓度、

溶液黏度、责匀值、温度及离子强度等有关因素影响。一般操作

条件为 员园～ 圆缘噪匀扎，功率为 员园园～ 员缘园宰，温度为 员～ 员园益，责匀为

源～ 苑，处理 猿～ 员园皂蚤灶。超声破碎时，要注意及时采取降温措施，

细胞浓度一般以 员早湿菌体加 员～ 圆皂造缓冲液为宜。

化学破碎法是利用化学试剂与细胞膜作用而使膜结构破坏的

原理来破碎细胞。常用试剂有甲苯、丙酮、丁醇、氯仿等。例如

将细胞悬浮于预冷至 原圆园益的 员园倍体积的丙酮中，自然沉降后

抽滤所得细胞立即放入真空干燥器中，除去残余丙酮便可得到丙

·苑园缘·

酮干粉 （可长期保存）。用水或缓冲液可把丙酮干粉中的胞内酶

提取出来。

表面活性剂可与细胞膜中的磷脂及脂蛋白作用而破坏膜结

构，增加膜通透性。常用非离子型表面活性剂有曲拉通、吐温

等，而离子型表面活性剂虽然更有效，但会引起酶结构破坏而使

酶变性失活。加入的表面活性剂可采用凝胶层析除去，以免影响

下一步分离纯化。表面活性剂处理法对膜结合酶特别有效。

利用外加酶或细胞本身存在的酶也可使细胞破碎。溶菌酶常

用于革兰阳性菌的破壁，因为溶菌酶能专一作用组成革兰阳性菌

菌壁的肽多糖β原员，源原糖苷键。几丁酶可用于含几丁质的霉菌

细胞壁的破碎。因为加入的溶菌酶、几丁酶等价格高，而且外加

酶本身成为杂质，所以只适于实验室采用。

将发酵液在一定 责匀和适宜温度条件下保温一段时间，由于

胞内自身酶系破坏细胞以释出胞内酶的方法称为自溶法。自溶法

的缺点是易引起杂菌或噬菌体感染。

（猿） 酶液的浓缩

抽提液 （或发酵液） 中酶浓度一般都很低，所以在进行纯化

前往往须先予以浓缩，浓缩的方法很多。

用各种吸水剂如干燥的葡聚糖凝胶 泽藻责澡葬凿藻曾郧原缘园、郧原圆缘，

聚乙二醇 （孕耘郧） 等吸收酶液中的水分可使酶液浓缩。聚乙二醇

（分子量 圆园园园园道尔顿） 具有强吸水性，将酶液装入透析袋，外

面覆盖聚乙二醇，水分很快渗出膜外被吸收。此法简便，短时间

内可由一百毫升浓缩至几毫升，但试剂较贵，一般只适于实验室

处理少量样品。

超滤是在加压情况下将待浓缩液通过一层只容许水分子等小

分子选择性透过的微孔超滤膜的方法，而酶等大分子则被滞留，

从而达到浓缩目的。超滤膜常用醋酸纤维素、硝酸纤维素、尼

龙、丙烯腈等材料。超滤膜厚度一般为 园郾员～ 缘μ皂。孔径有多种

规格，不同孔径的膜有不同通透性，使用时可根据需要选择。超

滤法可用于少量样品，也可用于工业生产规模。

·愿园缘·

减压蒸发是采用抽气减压装置使待浓缩酶液在一定真空度

下，在 远园益以下的温度进行浓缩的一种方法。由于酶在高温下

不稳定，容易变性失活，所以减压蒸发可以在较低温度下使溶液

中部分溶剂汽化蒸发达到浓缩的目的。影响减压蒸发速度的因素

主要有温度、压力和蒸发面积，所以在不影响酶稳定性的前提

下，适当提高温度，增大液体蒸发面积，降低压力等都可提高浓

缩速度。

蒸发浓缩在实验室多用旋转减压蒸发仪。操作时一边加热一

边抽真空，利用减压条件下溶液沸点降低的原理，使溶液在较低

温度下沸腾蒸发，达到浓缩目的。而工业上多用薄膜蒸发器，在

高度真空条件下，使酶液形成薄的液膜，蒸发面积增大，与大面

积热空气接触，可在很短时间内迅速蒸发而达到酶较少失活而被

浓缩的目的，此法可连续操作。可根据实际情况选择升膜式、降

膜式、刮板式和离心式等。

二、沉淀分离法

沉淀法是最古老、但目前仍广泛应用于工业和实验室的酶分

离、纯化的方法。凡是能破坏蛋白质分子水化作用或者减弱分子

间同性相斥作用的因子，都有可能降低蛋白质在水中的溶解度而

使它沉淀下来。根据所加入的沉淀剂的不同，沉淀分离法可分为

盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、选择性变性沉淀法等

方法。

（员） 盐析法

酶蛋白在水中的溶解度受到溶液中盐浓度的影响。当将中性

盐添加到酶蛋白溶液中，酶蛋白的溶解度随着盐的增加而增加，

即为 “盐溶” 现象。这是因为盐浓度较低时，盐离子与蛋白质分

子中的极性和离子基团作用，降低蛋白质分子的活度系数使其溶

解度增加。而在高浓度盐溶液中，蛋白质的溶解度随盐浓度增加

而减少，结果使酶蛋白沉淀而析出，则称为 “盐折”。这是因为

盐离子与水这种偶极分子作用，使水分子活度降低，导致蛋白质

·怨园缘·

水合程度减少，从而使酶蛋白溶解度降低。由于在某一盐浓度下

酶与其他杂蛋白溶解度不同，因而可达到彼此分离的目的。盐析

法的优点是操作简便，但是此法分辨能力差，纯化倍数低。

现常用 悦燥澡灶经验式来表示溶液中酶等蛋白质溶解度与溶液

中盐浓度之间关系：

造燥早杂越造燥早杂园原运杂陨式中 杂园为蛋白质在无盐溶液中的溶解度，杂为蛋白质在某

一离子强度溶液中的溶解度， 陨为中性盐的离子强度，用 陨越员圆

Σ酝在圆表示，酝为溶液中各种离子的克摩尔浓度，在为各种离子

的价数， 运杂为盐析常数，它除与溶质结构有关外，也和盐的价

数有关 （价数较高时， 运杂值也较大）。

上式中 造燥早杂园是一常数，如果用β来表示，则盐析方程式可

写为

造燥早杂越β原运杂陨对某一酶而言，在温度和 责匀值等盐析条件确定 （即β确定）

时，所用的盐确定 （即 运杂确定） 后，蛋白质或酶的溶解度取决

于溶液中的离子强度 陨，所以对于含有多种酶或蛋白质的混合

液，可以通过调节原酶溶液中的中性盐浓度以改变溶液离子强

度，从而使不同酶和蛋白质先后沉淀达到分离提纯的目的，这就

是所谓 “运杂分段盐析法”。

盐 析 法 中 常 用 的 中 性 盐 有 酝早杂韵源、（晕匀源）圆杂韵源、晕葬圆杂韵源、

晕葬匀圆孕韵源，其盐析蛋白质的能力随蛋白质的种类而不同，但一般

来说这种能力按以上顺序依次增大。在实际应用中，用得最多是

（晕匀源）圆杂韵源，因为它的溶解度在较低温度下仍很高，这一特点具

有重要意义，因为不少酶在低温下稳定。

常用饱和度来表示待分离溶液中硫酸铵浓度，饱和度是指溶

液中饱和硫酸铵的体积与溶液总体积之比。为达到分级沉淀目

的，实际所需硫酸铵饱和度要通过实验确定。对大多数酶蛋白

质，当达到 愿缘豫饱和度时，溶解度都小于 园郾员皂早辕皂造。为兼顾收

·园员缘·

率和纯度，饱和度的操作范围在 源园豫 ～ 远园豫之间。在实际操作

中可以加入饱和硫酸铵溶液，也可直接加入固体硫酸铵粉末。不

管采用何种方法加入，都要注意避免硫酸铵局部过浓。因为达到

等电点 责匀时， 杂园数值极小，所以盐折时 责匀值应调节至待沉淀

的酶蛋白的等电点附近。在盐析范围内随温度上升酶等蛋白质溶

解度下降，所以一般不需要降温。采用盐析法要求酶蛋白浓度在

圆郾缘豫～ 猿豫之间，浓度过低无效。盐析得到的酶蛋白沉淀中含大

量盐分，在下一步纯化之前一般需要脱盐。脱盐的方法可采用超

滤、层析等方法。

配置硫酸铵饱和溶液时，可于水中加过饱和量的硫酸铵，加

温至 缘园益，到绝大部分盐溶解，室温放置过夜后，再用 员缘皂燥造辕蕴晕葬韵匀或 员圆皂燥造辕蕴硫酸调节到 责匀缘郾缘左右。硫酸铵的溶解度列于

表 员猿原猿。

表 员猿原猿 不同温度下硫酸铵在水中的溶解度

项 目温 度 （益）

园 员园 圆园 圆缘 猿园

皂燥造辕员园园园早水 缘郾猿缘 缘郾缘猿 缘郾苑猿 缘郾愿圆 缘郾怨员

早辕员园园园早水 苑园远郾怨远 苑猿园郾苑猿 苑缘苑郾员远 苑远怨郾园缘 苑愿园郾怨缘

质量豫 源员郾源圆 源圆郾圆圆 源猿郾园怨 源猿郾源苑 源猿郾愿缘

比重 员郾圆源圆愿 员郾圆源猿愿 员郾圆源源苑 员郾圆源源怨 员郾圆源缘园

早辕员园园园皂造溶液 缘员源郾苑圆 缘圆缘郾园缘 缘猿远郾猿源 缘源员郾圆源 缘源缘郾愿愿

皂燥造辕员园园园皂造溶液 猿郾怨园 猿郾怨苑 源郾园远 源郾员园 源郾员猿

皂燥造辕员园园园皂造水 苑园远郾愿远 苑猿园郾缘猿 苑缘缘郾愿圆 苑远远郾愿园 苑苑苑郾缘缘

各种酶蛋白析出所要求的饱和度不同，所需添加饱和硫酸铵

的量也不同。可按下式求得一定体积酶蛋白溶液应加饱和硫酸铵

的毫升数：

曾越 葬·灾员园园原葬

式中 葬为所需饱和度 （豫）， 灾为蛋白质溶液的体积。

·员员缘·

国外用 晕葬圆杂韵源盐析法制造粗酶，作为酶精制前的中间品以

利贮藏，这种例子很多。荷兰的 郧蚤泽贼原月则燥糟葬凿藻泽工厂用 晕葬圆杂韵源盐

析的蛋白酶制剂作为洗涤剂的添加剂远销世界各地。

盐析法的优点是在常温沉淀过程中不会造成酶的失活，沉淀

物在室温下长期放置也不易失活，若分级沉淀应用得当，杂蛋白

杂质也较少，适用于多数酶的沉淀。它的缺点是沉淀物中含有大

量盐，如果不经脱盐直接用于食品工业，不但会影响食品的风味

和工艺效果，还可能带入一些毒物，不符合卫生要求。尽管如

此，盐折法仍被广泛采用，尤其多种手段组合起来的精制酶过

程，它常常是不可缺少的初始分离手段。

（圆） 有机溶剂沉淀法

有机溶剂沉淀蛋白质及用分级沉淀法纯化蛋白质的技术有着

悠久的历史。关于其沉淀原理，过去通常认为它破坏了蛋白质水

膜因而沉淀，也有人认为有机溶剂能使水的导电常数降低致使蛋

白质沉淀，上述说法都不令人满意。近来关于蛋白质变性研究有

所进展，有可能对有机溶剂沉淀蛋白质的机理作出新的探索。有

机溶剂可能破坏蛋白质某种次级键如氢键，使其空间结构发生变

化，致使原来包在内部的疏水基团暴露于表面，并与有机溶剂的

疏水基团结合，形成疏水层，从而使蛋白质沉淀。

有机溶剂沉淀蛋白质的能力随蛋白质的种类及有机溶剂种类

而不同。所以可用来进行酶蛋白的分级沉淀，达到分离纯化的目

的。对曲霉淀粉酶而言，有机溶剂的沉淀能力为：丙酮 跃异丙醇

跃乙醇 跃甲醇。这个顺序还受温度、责匀值、盐离子强度等影响，

不是一成不变的。但大致可以认为沉淀的能力是丙酮 跃乙醇 跃甲

醇。丙酮沉淀能力最好，但挥发损失多，价格较贵，所以工业上

通常采用乙醇作为沉淀剂。

有机溶剂沉淀法是工业上常用的方法。对多种酶蛋白分级沉

淀时，有机溶剂的用量可根据不同对象通过实验确定。有机溶剂

沉淀法分辨率较盐析法高，有机溶剂可回收、易除去，得到的沉

淀易于离心分离或过滤，也不含无机盐，所以适于食品工业酶制

·圆员缘·

剂的制备。但是，有机溶剂可能破坏酶蛋白的次级键，使其空间

结构破坏而变性，所以全过程必须在低温下操作，一般在 园益左

右。因为温度越低，沉淀亦越完全，所以甚至所用有机试剂也要

预冷，所得沉淀要尽快低温离心并立即用冷缓冲液溶解以降低有

机溶剂浓度。在有机溶剂沉淀前先进行浓缩可减少有机溶剂用

量。责匀调 至 待 分 离 酶 的 等 电 点 附 近 有 助 于 沉 淀 效 果。采 用

园郾园缘皂燥造辕蕴以下的稀盐可防止含盐过多而使蛋白过度析出。

（猿） 其他沉淀法

先把蛋白质 （酶及其他相关蛋白） 形成复合物沉淀，再用适

当方法使待分离酶溶解出来 （选择性抽提），从而除去杂蛋白、

除去沉淀剂，达到分离纯化目的。杂阅杂（十二烷基硫酸钠）、孕耘陨（聚乙烯亚胺）、孕耘郧（聚乙二醇）、单宁酸、聚丙烯酸、硫酸链

霉素等可使蛋白质形成络合物沉淀。例如，聚乙烯亚胺 （孕耘陨）在 园郾圆皂燥造辕蕴运悦造存在条件下，可将 砸耘·耘悦韵砸陨与 阅晕粤及杂蛋白

一起凝聚析出，但当 运悦造调至 园郾远皂燥造辕蕴时，则 砸耘·耘悦韵砸陨重新溶

解，于是 砸耘·悦耘韵砸陨得到纯化：

阅晕粤垣砸耘垣孕耘陨 →园郾圆皂燥造辕运悦造

孕耘陨原阅晕粤↓⋯砸耘↓ →园郾远皂燥造辕运悦造

孕耘陨原阅晕粤垣砸耘又如，某些多聚电解质如聚丙烯酸等能在极低浓度下选择性

地和某种或某类酶 （溶菌酶、某些蛋白酶、磷酸酯酶等） 结合析

出沉淀 （其机制不清），而当把 责匀调至 远左右，并加入 悦葬圆垣、

酝早圆垣等金属离子，则生成聚丙烯酸盐沉淀而把酶游离出来：

幑幐

帯

孕粤粤垣耘耘 孕粤粤原耘↓孕粤粤原耘垣悦葬 幑幐

帯

圆垣 孕粤粤原悦葬↓垣耘孕粤粤原悦葬圆垣 垣匀圆杂韵幑幐

帯

源 孕粤粤垣悦葬杂韵源↓

三、层析分离法

前一章已简单介绍了层析法，本章将着重介绍层析法在酶分

离、纯化中的应用。层析法也称为色谱法，是一类应用十分广泛

的分离方法。不管是哪一种层析方法，其最基本的特征是有一个

固定相和一个流动相。各种物质得以分离的最根本原因就在于它

·猿员缘·

们在这两个相间具有不同的分配系数。当两相作相对运动时，这

些物质在两相间进行反复多次的分配。层析分离法在生化研究中

起着至关重要的作用，也是酶分离、纯化的主要手段。

（员） 离子交换层析

离子交换层析是利用吸附在离子交换剂上的可解离基团 （活

性基团） 对各种物质的吸附力不同而使不同物质分离的方法。由

于各种酶等蛋白质和离子交换剂在不同条件下有相应不同的解离

状态，因此通过选择适当的交换剂，控制交换和洗脱条件，就可

将酶和杂蛋白分离开来。因其具有成本低、设备简单、操作方便

等优点而成功地应用于各种大、小分子的分离、纯化。在酶等蛋

白质的分离提取中，主要采用柱层析的方法。

离子交换剂是一种不溶于酸、碱和有机溶剂的固态高分子化

合物，可以分成两部分：一部分是不能移动的多价的高分子基

团，构成树脂的骨架，使树脂具有不溶于水和化学稳定的性质；

另一部分是可移动离子，称为活性离子，它在树脂骨架中进出而

发生离子交换现象。高分子惰性骨架和单分子活性离子带有相反

电荷而共处于离子交换树脂中。离子交换基团是离子交换剂表现

功能的基础，其性质决定交换剂的类型。活性离子是阳离子的交

换剂在交换过程中能吸附电荷阴离子而称为阴离子交换树脂，相

反则称为阳离子交换树脂。酶是两性电介质，故可用阳离子交换

树脂，也可用阴离子交换树脂进行分离纯化。在溶液 责匀值大于

酶的等电点时，酶分子带负电荷，可用阴离子交换树脂进行层析

分离；而 责匀值小于等电点时，酶分子带正电荷。则要采用阳离

子交换树脂。

按母体不同，离子交换剂可分为离子交换树脂、离子交换纤

维素、离子交换凝胶等。其中离子交换纤维素以亲水的纤维素为

母体，引入相应的交换基团制成，其亲水性能好，具有开放性长

链结构，因此有较大的表面积。活性基团分布在纤维素表面，交

换容量大，用温和洗脱条件即可达到分离目的而不致引起蛋白质

变性，是目前在酶的分离纯化方面广泛应用的离子交换剂。常用

·源员缘·

的有 阅耘粤耘原纤维素、粤耘原纤维素、悦酝悦（羧甲基纤维素） 等。

离子交换凝胶是以葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等为母体引

入活性基团制成。因为它们同时具有离子交换和分子筛作用，交

换容量大、分辨力强，在酶的分离纯化方面具有广阔的应用前

景。常用的有 阅耘粤耘葡聚糖凝胶、阅耘粤耘聚丙烯酰胺凝胶、阅耘粤耘琼脂糖凝胶、悦酝凝胶等。

离子交换法一般多用柱层析进行，其步骤是：离子交换剂的

预处理和平衡，吸附样品，改变条件进行选择性解离与再结合，

使不同物质分开，最后离子交换剂再生。全过程可用图 员猿原员示

意说明。

图 员猿原员 离子交换色谱示意图

有关离子交换层析的具体操作方法包括交换剂处理与装柱、

上样与洗脱收集、交换剂的再生等可参考一般层析实验方法

进行。

（圆） 凝胶排阻层析

凝胶层析又称凝胶过滤或分子筛层析。利用这种方法，不仅

可以分离酶等大分子物质，也可测定其分子量以及样品脱盐等。

色谱柱由溶胀的多孔性、亲水性凝胶填充，当待分离的物质

通过色谱柱时，如图 员猿原圆所示，分子量不同的物质在柱中受到

固定相的阻滞作用不同。分子量大的只能沿溶胀胶颗粒间的孔隙

随溶剂流动，而不能渗入凝胶颗粒内部，故阻滞作用小、流程

·缘员缘·

短、移动速度快而先流出色谱柱；分子量小的则可渗入凝胶颗

粒，故阻滞作用大、流程长、移动速度慢而较后流出色谱柱。分

离效果常用洗脱曲线表示，所以分离特性直接和洗脱体积有关。

由于这种方法是依靠溶液分子的有效移动和扩散，故样品和洗脱

液的黏度都必须很低。

图 员猿原圆 分子筛原理示意图

洗脱时峰的位置和该物质分子量有直接的定量关系。在凝胶

柱中，颗粒间自由空间所含溶液的体积称为外水体积 灾园。不能

透过凝胶的那些大分子，当洗脱体积为 灾园时，就出现洗脱峰。

凝胶颗粒内部孔穴的总体积称为内水体积 灾蚤，能全部透入凝胶

的那些水分子，在洗脱体积为 灾园垣灾蚤时出现洗脱峰。介于期间

的分子将在洗脱体积为 灾园垣灾藻时，出现洗脱峰 （见图 员猿原猿）。

图 员猿原猿 凝胶过滤柱色谱洗脱的三种峰

·远员缘·

蚤全排出的级分从凝胶柱中洗脱的峰， 运凿越园，对一特定柱

讲，此洗脱峰出现的体积是恒定的；

蚤蚤能进入部分凝胶内孔隙的级分的洗脱峰，园约运凿约员，因分

子大小而改变洗脱峰的位置；

蚤蚤蚤能进入凝胶的全部内孔隙的级分的洗脱峰， 运凿越员，洗脱

体积不变

分配系数 运凿常定量描述各组分的流出顺序：

运凿越灾藻原灾燥

灾蚤

式中 灾藻表示某一组分的物质上样后从开始洗脱到洗脱高峰

出现时所需的洗脱液体积 （皂造）。由式中可知，当某组分的 运凿越园时，即 灾藻越灾燥，说明该组分的分子量足够大，完全不进入胶

孔，洗脱时最先流出。某组分 运凿越员，即 灾藻越灾燥垣灾蚤，说明该组

分分子可自由扩散，进出全部胶粒孔，该小分子组分洗脱时最后

流出。其他组分的 运凿均在 园～ 员之间，洗脱时 运凿小的先流出，

运凿大的后流出。

上述 灾藻、 灾燥和 灾蚤与凝胶种类、型号、处理方法、装量多少

以及装柱质量等因素密切相关。

凝胶的种类很多，常用的商品凝胶主要有葡聚糖凝胶、聚丙

烯酰胺凝胶和琼脂糖凝胶等。

凝胶在使用前要溶胀，一般加过量的洗脱剂即可将凝胶溶

胀。溶胀条件可按照每种商品说明书给出的条件操作。

操作时脱气的溶胀凝胶应与柱层析操作温度一致，装柱过程

中温度也应尽量一致。凝胶浆的稀稠度应调节至利于灌柱，适当

稀释利于装柱过程气泡的排出。在装柱前溶胀凝胶就用洗脱剂平

衡好。柱子要固定在坚固不动的支架上，至少用两个夹子固定，

并用铅垂线使其垂直。装柱时柱子先用洗脱剂充满。检查其是否

漏水，柱出液口打开以排除里面的气泡。将柱出口关闭，使柱中

洗脱剂的体积约占总体积的 员缘豫。将溶胀好的凝胶浆徐徐灌入

柱内，灌时注意避免产生气泡。柱装好后静止 员园皂蚤灶，然后将出

·苑员缘·

口打开，使过量的洗脱剂排出。当洗脱剂在胶面上 圆～ 缘糟皂时，

将出口关闭。如需继续装柱，应将凝胶表面均匀搅拌，然后继续

装柱。也可用凝胶贮存器接在柱顶端进行装柱。将恒压洗脱剂贮

瓶与柱入口相联，开始阶段流速不断下降，在下行层析中至少要

有两倍柱体积的缓冲液通过柱后才能使流速稳定下来。如需进行

上行层析，可在稳定后改为上行。此时要调节上部流动接应器的

位置，使之和凝胶床相接触。用调节恒压洗脱剂贮瓶的高低位置

来调节流速，也可用蠕动泵来调节流速。

柱装好后可用蓝色葡聚糖溶液通过凝胶柱观察有色区带移动

情况。蓝色葡聚糖的洗脱体积 灾藻就是色谱柱的外水体积。在样

品准备方面，组别分离的加样量应为床体积的 员园豫 ～ 猿园豫，分

段分离加样量应为床体积的 员豫 ～ 源豫或 圆豫 ～ 缘豫。样品中如有

不溶物质，则应过滤或高速离心除去。园郾园圆豫叠氮化钠是常用的

凝胶防腐剂。

（猿） 亲和层析

生物高分子 （包括酶蛋白分子） 具有能和某些相对应的专一

分子可逆结合的特征。例如，酶的活性部位能和底物、竞争性抑

制剂、底物类似物以及辅助因子专一性地结合。同时，改变条件

又能使这种结合解除。此外，酶的变构中心与变构因子 （或称效

应物） 之间、抗体与抗原之间、激素与受体之间、结合蛋白与结

合物之间，都有着类似的特性。这些被作用的对象物质称之为配

基。如果将配基固定在固相载体上，并且放进层析柱中，当样品

通过时，由于配基和相对应的蛋白质分子间有专一性的亲和作

用，将通过某种次级键将这种蛋白质分子吸附在柱中，样品中的

其他组分不产生这种专一性结合，都直接漏出层析柱。然后，便

可应用洗脱剂将柱中的蛋白质洗脱出来。这种利用生物高分子和

配基间可逆结合和解离的原理发展起来的层析方法，就称之为亲

和层析法。亲和层析法具有高度的吸附专一性，而且层析过程简

便、快速，是一种理想有效的分离纯化手段。

对于亲和层析固相载体的选择有一些基本要求，如它必须具

·愿员缘·

有高度亲水性，使蛋白质分子容易与之接近。同时，其专一吸附

要十分小。还有一点很重要，就是它必须具有大量可供活化而能

与配基结合的基团。一般可被应用的载体有纤维素、葡聚糖凝

胶、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶和多孔玻璃等类别。特别是琼

脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶是亲和层析的优良载体。琼脂糖凝胶

结构开放，通透性好，酸碱等处理时相当稳定，物理性能也比较

好。琼脂糖凝胶的羟基在碱性条件下极易被溴化氰活化成亚氨基

碳酸盐，并能在混合条件下与氨基等基团作用而引入配基：

亲和层析中常用的琼脂糖凝胶的型号是 杂藻责澡葬则燥泽藻原源月。

在酶分离、纯化中，选择的配基应具有可供偶联的活泼基

团，结合后不会破环配基和酶之间相互作用。在亲和层析中，小

分子的配基如果直接结合在固定相载体上，由于它们往往埋藏在

载体高聚物的链内，蛋白质分子由于空间上的障碍难以接近。这

时如果在载体和配基间有一根 “手臂”，配基便能自由伸入溶液

而大大增进对蛋白质分子的吸附效率。实验表明，配基离开载体

骨架是否有足够的距离是亲和层析能否成功的关键。“手臂” 的

长度要恰当，太短效果不显著，太长易造成弯曲折叠，反而减少

吸附能力。装配 “手臂” 的方法一般都应用双功能试剂，例如，

二胺类物质乙二胺、丁二胺、己二胺都是用作与溴化氰活化载体

结合而延伸出分子臂的常用试剂。

现在所说的亲和层析的目的，是利用配基来分离酶蛋白分

子。事实上，也可将酶蛋白分子固定在载体上，来分离、纯化其

相应的配基。另外，除现在介绍的动态法外，静态吸附法有时也

有相当的效果。

·怨员缘·

（源） 高压液相层析

以液体作为流动相的层析方法统称为液相层析。在液相层析

中，固定相载体颗粒粒度越细，越有利于分离。载体颗粒度减小

到 缘～ 员园μ皂，则层析柱理论塔板数每米可达 缘万以上，会极大地

改善分离效率。然而，由于载体颗粒度过细，洗脱液必须用高压

输液泵加压，才能使流动相有适当的流速，一般压力在 圆园～圆园园噪早辕糟皂圆。将这种加高压的层析方法称之为高压 （高效） 液相

层析法 （匀孕蕴悦）。

高效液相层析方法得以实现的主要原因是近年来发展了以薄

壳型填料 （多孔层珠） 和多孔微粒为代表的直径从几微米到几十

微米的固定相。多孔层珠以刚性的玻璃微粒为核心，表面上涂一

层相当于核直径 员辕源园～ 员辕猿园厚的多孔外壳，其材料可以是硅胶、

氧化铝或离子交换树脂。粒子的总直径约 源园μ皂。由于涂层具有

多孔性，传质情况良好。主要不足是表面积偏小 （员～ 圆缘皂圆辕早），

容量有限。多孔微粒则全部采用硅胶、氧化铝、离子交换树脂或

化学键合相制成，直径仅 缘～ 造园μ皂，表面积可达 圆园园～ 远园园皂圆辕早。

对于肽和氨基酸类的物质来说，目前应用较多的是键合固定

相，也就是在硅胶表面上通过化学作用键合上各种有机基团，包

括十八烷基、二羟基、氨基以及磺酸基和季铵基等离子交换基。

从分离机制来说，高效液相层析也有离子交换作用、吸附作用、

凝胶过滤作用、液液分配作用等各种类型。在液液分配类型的高

效液相层析中，除一般的正相层析方式外，还有反相层析方式。

所谓正相层析，是指固定相极性大于流动相极性这一类的层析。

正相层折中，极性最小的组分最先流出，增加流动相的极性会减

少流出时间。所谓反相层析，是指流动相极性大于固定相极性的

一类层析。反相层析中，极性最大的组分首先流出，增加流动相

的极性会增加流出时间。反向层析的固定相多为化学键合的非极

性固定相，其中以十八烷基官能团为基础的键合相应用较广。当

氨基酸或多肽上柱后，常采用一定 责匀的缓冲液 （醋酸盐或磷酸

盐） 与有机溶剂或混有一定比例有机溶剂的缓冲液逐渐混合进行

·园圆缘·

梯度洗脱。用的最多的有机溶剂是乙腈、甲醇和异丙醇。

利用蛋白质与载体的疏水作用，然后不断连续降低洗脱液的

盐浓度，使蛋白质表面重新水化，疏水作用减弱而被选择性地洗

脱下来。层析的条件相当温和，非常适合于一些不稳定蛋白质以

及膜蛋白的分离。

四、电泳分离

酶蛋白等两性电解质，在不同 责匀的溶液中带有不同电菏，

在直流电场中向着与本身所带电荷相反的电极移动的过程即为电

泳现象。自 员怨猿苑年瑞典化学家首先开发了蛋白质电泳技术以来，

已成为蛋白质化学研究中必不可少的手段。

酶蛋白分子在电场中的移动方向决定于它们所带电荷的种

类。在酸性溶液中，酶蛋白分子带正电，则向电场阴极移动；在

碱性溶液中酶蛋白分子带负电，则向电场阳极移动。净电荷为零

时则在电场上不移动。溶液的 责匀值决定酶蛋白所带电荷性质及

多少，责匀值远离其等电点，则泳动速度加快，当溶液 责匀值等于

酶蛋白等电点时，其净电荷为零，泳动速度也为零。所以电泳时

溶液 责匀要适宜并保持恒定。

根据电场强度的大小可将电泳分为常压电泳与高压电泳。常

压电泳的电场强度一般为 圆～ 员园灾辕糟皂，电压为 员园园～ 缘园园灾，电泳

时间从几十分钟至几十小时，多用于分离大分子物质。高压电泳

的电场强度为 圆园～ 圆园园灾辕糟皂，电泳时间从几分钟至几小时，多用

于分离小分子物质。在酶和酶工程领域，电泳技术主要用于酶纯

度鉴定、酶分子量测定、等电点测定。由于电泳过程中产热，样

品回收难且处理量少，所以一般不用于分离而用于分析。

（员） 凝胶电泳

以多孔凝胶作为支持物的电泳技术兼具电泳和分子筛作用，

分离效果相当好。目前对蛋白质分离有着高分辨率的电泳固定支

持物首推聚丙烯酰胺凝胶。凝胶可制成垂直管状和水平板状，其

中连续及不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳和 杂阅杂原凝胶电泳最常用。

·员圆缘·

所谓连续凝胶电泳是采用相同浓度的聚丙烯酰胺单体和交联

剂，用相同的 责匀、相同浓度的缓冲液制备成的连续均匀的凝胶，

然后在同一条件下进行电泳。在制备聚丙烯酰胺凝胶时，单体聚

丙烯酰胺浓度与交联剂 晕， 晕忆原甲叉双丙烯酰胺的浓度对凝胶

孔径有影响，所以要根据待分离物分子量选择适当的丙烯酰胺浓

度 （表 员猿原源）。交联剂浓度一般占总丙烯酰胺浓度的 圆豫～ 缘豫。

表 员猿原源 丙烯酰胺浓度与凝胶应用范围

丙烯酰胺浓度 （豫） 分离物质 分子量范围 （道尔顿）

圆～ 缘 蛋白质 跃员伊员园远

缘～ 苑郾缘 蛋白质 缘伊员园缘原员伊员园远

苑郾缘～ 员园 蛋白质 员原缘伊员园缘

员园～ 员缘 蛋白质 缘伊员园源原员伊员园缘

员缘～ 圆园 蛋白质 员原缘伊员园源

圆园～ 猿园 蛋白质 约员伊员园源

圆～ 缘 核 酸 员原圆伊员园缘

缘～ 员园 核 酸 员园源原员园缘

员园～ 圆园 核 酸 约员伊员园源

不连续凝胶电泳的凝胶由不同孔径、不同 责匀的凝胶层组

成，能使稀样品在电泳过程中浓缩成层后再进入分离胶分离，从

而提高分辨率。

在制备聚丙烯酰胺凝胶时，加入 员豫 ～ 圆豫的十二烷基硫酸

钠 （杂阅杂） 即制成 杂阅杂原聚丙烯酰胺凝胶。采用 杂阅杂原聚丙烯酰

胺凝胶电泳时，蛋白分子的电泳迁移速率主要取决于其分子量大

小，而与分子形状及其所带电荷无关。所以，可以通过比较某蛋

白质与已知分子量的标准蛋白质在 杂阅杂原凝胶电泳的迁移速率即

可测 定 该 蛋 白 质 或 蛋 白 质 亚 基 的 分 子 量。十 二 烷 基 硫 酸 钠

（杂阅杂） 是阴离子去污剂，当它的浓度在 愿伊员园原猿皂燥造辕蕴以上时，员克蛋白质几乎能恒定地与 员郾源克 杂阅杂结合形成 杂阅杂原蛋白质复合

·圆圆缘·

物，这种复合物带有足够负电荷而掩盖了蛋白质之间原有的电荷

差别，而仅表现为分子筛作用。因此 杂阅杂原凝胶电泳可以按蛋白

质分子大小不同将其分开。蛋白质与 杂阅杂的结合，是在蛋白质

充分变性的状态下才能达到饱和。因此，这一过程要在巯基试剂

（圆原巯基乙醇或二巯苏糖醇） 存在下进行。

（圆） 等电聚焦电泳

当等电点不同的蛋白质分子处于一个由阳极到阴极 责匀值梯

度逐渐增加的介质中，并通以直流电时，“聚焦” 在与其等电点

相同的 责匀值位置上，形成位置各异的不同区带，这种电泳方法

称为等电聚焦电泳。

等电聚焦电泳是在 员怨远远年 灾藻则贼藻则遭藻则早等合成两性电解质载体

后发展起来的电泳技术，已成功地应用于酶等蛋白质的分离纯化

及其等电点测定。这种方法可以区分等电点只有 园郾园员责匀单位差

异的蛋白质，随着电泳时间延长，区带越来越窄，克服其他电泳

中的扩散作用，对很稀的样品最后可达到高度浓缩。

电泳系统中 责匀梯度的形成取决于两性电解质载体。在电泳

系统中加入不同等电点的两性电解质载体，通入直流电后，即在

电场作用下形成一个由阳极到阴极连续增高的 责匀梯度。性能良

好的载体两性电解质必须具备以下特性：①有足够的缓冲能力，

样品存在时也能保持稳定的 责匀梯度。②有足够的导电能力，以

便使一定的电流通过。而且要求各个等电点不同的两性电解质有

相同导电系数，使整个系统中电导均匀，保持 责匀梯度的稳定

性。③是小分子物质，电泳后易于分离除去。④化学组成与待分

离蛋白质不同，不干扰测定。⑤不会使蛋白质变性及相互作用。

目前主要采用的商品载体两性电解质是 粤皂责澡燥员蚤灶藻，它实际

上是一系列不同等电点的脂肪族多氨基多羧基同系物及异构物的

混合物。通常的等电点范围在 责匀猿～ 员园之间，供使用时选择。

使用时一般都配成 源园豫左右的水溶液。近年来广泛地应用薄层

等电聚焦电泳方法，样品在 园郾缘皂皂的聚丙烯酰胺薄层中聚焦，

样品与试剂相当节约，时间也短，一次可分析几十个样品。电泳

·猿圆缘·

后区带可用三氯乙酸进行固定，经考马斯亮蓝染色及醋酸乙醇脱

色后，热吹风吹干的胶片可长期保存。

五、喷雾干燥法

喷雾干燥是一种干燥方式，通常不用作提取酶的方祛。但是

有些工业酶制剂或其他生物制剂，在特定条件下可直接用喷雾干

燥法制成粉针制剂。喷雾干燥器进风温度很高，而一般生物制剂

很容易受热破坏。但实际上在喷雾干燥α原淀粉酶时，当进风温

度在 员缘园益以上，出风温度在 愿园益以下，酶的失活率却在 员园豫以

下。这是因为酶的失活不仅与温度有关，而且还与湿度、作用时

间等有关。目前国内外应用喷雾干燥的实例是很多的，例如，用

离心式喷雾干燥器干燥枯草杆菌酶的发酵液。丹麦 晕燥增燥厂生产

的一种制糖用米曲霉α原淀粉酶，也是将发酵液经过预处理后，

减压浓缩至原体积 远园豫时，然后喷雾干燥成粉末。此外，喷雾

干燥也常用于干燥菌体，葡萄糖异构酶存在于菌体内，常用喷雾

干燥法把洗净的菌体干燥后贮存。

另外，工业上提取酶制剂还有单宁沉淀法、白土及活性氧化

铝吸附法等。

六、液体酶制剂

工业酶制剂的主要形式是粉末型制剂。但不少国家，液体酶

制剂仍占相当重要的地位。液体酶制剂生产周期短，设备投资

少，这是它的主要优点；但液体酶制剂包装费用大，运输不便，

保存期短，这是它的主要缺点。国外市场上出售的液体酶制剂，

其有效期通常为 猿～ 远个月。如 晕燥增燥厂生产的两种液体枯草杆菌

α原淀粉酶制剂，在 圆缘益，相对湿度为 缘园～ 远园豫条件下保存 远个

月，酶的失活率低于 员缘豫。为了延长保存期，通常在酶液中加

入一定量的稳定剂如多元醇类、糖类、乙醇及有机钙等，明胶对

细菌α原淀粉酶及细菌蛋白酶有稳定作用，但仅仅添加明胶效果

不显著，可再添加些乙醇和甘油，其效果就显著了。

·源圆缘·

七、酶的结晶

结晶是指溶质分子通过氢键、离子键或其他分子间的力有

规则且周期性排列的一种固体形式，可呈片状、针状、棒状。

虽然酶的结晶不能成为其均一的证据，但伴随酶结晶的形成，

其纯度经常有一定程度的提高，所以酶结晶既是酶提纯的结

果，为酶学研究提供了合适样品，也是酶提纯的手段。此外，

为酶蛋白空间结构提供 载射线衍射的样品，也是酶结晶的重

要目的之一。

结晶过程主要是通过缓慢地改变母液中酶蛋白溶解度，使酶

略处于过饱和状态，再配合适当结晶条件就可能得到结晶。否

则，酶就可能以无定形形式直接沉淀出来。通常采用毛细管或是

透析方式缓慢加入沉淀剂，待溶液呈现微弱浑浊后，再移入某一

适宜温度下静候结晶出现。或在加入沉淀剂后缓慢地改变 责匀和

温度，使之逐渐接近结晶条件。各种酶需要的结晶时间不同，从

几小时到几天、几十天甚至更长。

为了获得纯净、粒大、收率又高的结晶，要注意酶液的纯度

与浓度。要使酶从酶液中析出结晶，必须经过一定程度的分离纯

化。若酶液纯度太低，结晶无法得到。一般要求酶液中酶纯度应

在 缘园豫以上，方有可能形成结晶。酶越纯，结晶越容易。但不

同酶对纯度要求也不同，有的酶在纯度达到 缘园豫时就可能结晶，

而有些酶在很纯情况下也无法析出结晶。酶结晶时还要求酶液有

一定浓度。浓度太低时无法结晶。一般浓度越高，结晶越容易。

但浓度过高，所得晶形偏小，所以结晶时也应控制酶浓度。一般

控制在 员豫～ 缘豫。一个新样品往往要试用几种方法才能得到结

晶，常用方法介绍如下。

（员） 盐桥法

在适宜 责匀、温度等条件下，把中性盐加入到一个较浓的酶

液中，使溶液微呈混浊为止。然后低温 （一般 园～ 员园益） 放置一

段时间并且非常缓慢地增加盐浓度，操作在低温下进行。缓冲液

·缘圆缘·

责匀要接近酶的等电点。胰蛋白酶就是用此法获得结晶的。

（圆） 有机溶剂法

在酶液中滴加有机溶剂，操作在冰浴中进行，可含少量无机

盐，选择使酶稳定的 责匀，缓慢搅拌。当酶液微呈混浊后，置冰

箱中放置 员～ 圆澡，离心去无定形物，取上清液在冰箱中放置等待

结晶。曾用此法获得 蕴原天冬氨酸酶的结晶。

其他还有等电点法、温度诱导法、透析平衡法、气相扩散法

等。在进行酶结晶时，要选用一定条件与相应方法配合，这不仅

是为了获得结晶，也是为了保证不引起酶活力丧失。除了上述纯

度、浓度、温度要求外，责匀一般控制在等电点附近。结晶器皿

要充分清洗、烘干，使用前再用母液冲洗一次，因为结晶过程较

长，所以同时还要注意防霉。

胞外酶较稳定，一般不易受环境因子或消化酶作用，所以得

到结晶的大部分是胞外酶。

对于所得结晶可有几种方法鉴别：①把所得结晶放在载玻片

上慢慢加热，酶蛋白会因脱水而破坏，甚至炭化；②目测时，酶

蛋白结晶带丝光感，而且呈现悬浮状。更确切的鉴别方法可用酶

活力测定、显微镜检查甚至用电镜观察。

八、酶的纯度与回收率

在整个分离、纯化过程中，必须对每一步结果进行酶活力测

定和比活力、总活力计算与比较，及时掌握纯化程度和酶活力损

失情况，这样才能了解选择的方法和条件是否合适，并加以

修正。

酶活力是指催化反应的能力，表示样品中酶的浓度 （哉辕皂造酶液）。酶活力用国际酶委员会规定的单位表示，但在纯化工作

中可自行规定，只要达到可比较目的，如光吸收法测定时可直接

以光密度值表示。如果待分离的酶已有报道，可参考所采用的测

定条件和方法；如需另建新的测定方法，那就要事先对该酶作

用、动力学性质等有所了解，据此来选择合适的底物和底物浓

·远圆缘·

度，以及最适反应 责匀值和最适温度等，同时确定一种相应的测

定方法。

纯化过程所采取步骤的回收率，要通过计算酶液中总的浓

度，即总活力来比较。总活力是指整个样品中的全部酶活力，即

酶活力 （怎辕皂造酶液） 伊酶液总体积 （皂造）。回收率是指提纯前与

提纯后酶的总活力之比，表示提纯过程中酶损失程度大小。回收

率越高损失越小。

比活力是单位蛋白质 （皂早蛋白质或 皂早蛋白氮） 所含有的

酶活力 （单位数 辕皂早蛋白）。它可由酶活力 （哉辕皂造酶液） 除蛋

白质含量 （皂早蛋白 辕皂造酶液） 求得。所以先要求得蛋白质含

量。常用的方法有紫外吸收法，此法简便快速、不损耗样品，

但干扰因素多；双缩脲法也很简单；酚试剂法虽较繁锁，但灵

敏度、准确度都比较高。蛋白氮测定通常采用凯氏定氮法。一

般比活力愈高，酶纯度也越好，但是它不能说明实际的纯净

程度。

提纯倍数是指提纯前后比活力之比，这是表示提纯过程中纯

度提高的倍数。提纯倍数越大，表示该方法纯化效果越好。酶分

离纯化工作既要求有相当的提纯倍数，又要有较高的回收率。但

是，要达到两全其美是不容易的，往往两者矛盾。因此，在选择

提纯方法时，必须根据实际需要而定。

分离纯化过程中上述数据通常列表表示，通过查表可得知每

一步情况。表 员猿原源列出了某蛋白酶提纯过程的各项数据变化

趋势。

经过一定步骤后，所获样品是否均一纯净要进行纯度鉴定。

酶均一纯净的鉴定方法常用聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定酶纯度，如

样品在电泳谱上是单一谱带，就可看作是均一的。此法分辨率

高，重复性好，高度灵敏，设备简单，操作容易，节省时间，已

成为广泛采用的一种方法。也可用等电聚焦电泳、超离心、免疫

学等方法进行纯度鉴定。

·苑圆缘·

表 员猿原缘 一种细菌蛋白酶纯化过程的酶活力变化

提纯步骤

检测项目 体积

（皂造）

酶活力

（怎辕皂藻）

蛋白质

（皂早辕皂藻）

比活力

（怎辕皂早蛋白）提纯倍数

总活力

怎

回收率

（豫）

发 酵 液 员苑猿园 圆源缘苑 员圆郾苑 员愿缘 员 源圆缘园远员园 员园园

一次硫铵盐析 猿园园 员园远苑圆 圆圆郾圆 源猿园 圆郾远 猿圆园员远园园 圆缘

二次硫铵盐析 圆源园 员员怨苑远 员愿郾愿 远猿苑 猿郾源 圆愿苑源圆源园 远愿

丙酮沉淀 员缘园 员远猿猿猿 员愿郾源 愿愿愿 源郾愿 圆源源怨怨缘园 缘愿

柱层析浓缩液 猿苑 猿猿远园园 员郾猿圆 圆缘源远 员猿郾苑 员圆源猿圆园园 圆怨

第四节 酶的固定化

酶是一种蛋白质，稳定性差，对热、强酸、强碱、有机溶剂

等均不够稳定，即使在酶反应最适条件下，也往往会很快失活，

随着反应时间的延长，反应速度会逐渐下降，反应后又不能回收，

而且只能采取分批法进行生产。因此需设计将酶加以固定化，以

使其与整体相 （流体）分隔开，但能进行底物和效应物 （激活剂

或抑制剂）的分子交换，这样固定化酶，既具有酶的催化特性，

又如一般化学催化剂可进行回收，并且在生产工艺上具有连续化、

自动化的优点。通常酶相是不溶于水的，因此被称为固相酶，随

着固定化技术的发展，作为固定化对象，除酶外，还有微生物细

胞或细胞器，这些固定化物可统称为固定化生物催化剂。

近年来发展起来的固定化增值微生物是发酵工业发展的新方

向，和液体发酵比较，它可获得高度密集而体积缩小的生产菌集

合体，从而有可能将目前罐发酵改为反应柱进行连续生产，它不

需要一次次的微生物菌体培养，扩大，从而缩短了发酵生产周

期，目前已部分开始在乙醇生产上得到了应用，其他如抗生素发

酵亦有若干品种 （如青霉素等） 已在实验室规模进行固定化细胞

青霉素发酵。

酶固定化方法可分为以下几类：

·愿圆缘·

图 员猿原源 固定化酶的模式

（葬）吸附；（遭）包埋；（糟）共价结合；（凿）交联

一、吸附法

吸附法是最简单的固定化技术，在经济上也最具吸引力，只

要将酶液与具有活泼表面的吸附剂接触，再经洗涤除去不吸附的

酶便能制得固定化酶。例如将 员园皂员圆豫 （宰辕灾） 的葡萄糖淀粉酶

溶液，在 责匀源郾愿，猿园益条件下以活性碳为吸附剂，搅拌 员缘皂蚤灶后

过滤除去滤液，所得酶—吸附剂结合物，经洗涤即可得固定化葡

萄糖淀粉酶。

吸附法的优点是操作简单，可供选择的载体类型多，吸附过

程可能同时达到纯化和固定化目的，所得的固定化酶使用失活后

可以重新活化和再生。

酶蛋白在载体上的吸附程度取决于几个因素：

·怨圆缘·

① 责匀：责匀变化会影响载体和酶的电荷变化，从而影响酶在

载体上的吸附，一般在蛋白质等电点可以达到最大吸附。

② 离子强度：离子强度的影响是多方面的，一般认为盐阻

止吸附 （偶尔也有例外）

③ 蛋白质浓度：一般在一定量吸附剂上的吸附量总是随蛋

白质浓度增加而增加，直至饱和。

④ 温度：蛋白质往往是随温度上升而减少吸附 （蛋白质吸

附过程是吸热的），并且温度上升会使酶失活加速。

⑤ 吸附速度：蛋白质在固体载体上的吸附速度要比小分子

慢得多，这是由于大分子扩散速度低。

⑥ 载体：若载体非多孔性，则酶吸附与载体总表面积有关，

即颗粒越小，吸附越好。若载体多孔，酶吸附不仅由表面积决

定，而且与孔的大小有关。孔径太小，酶蛋白进不去；孔径太

大，孔数目减少，有效表面积减少。因此要考虑吸附对象大小。

从理论上说，吸附过程是可逆的过程，高浓度盐或底物、

责匀和温度的变化都可能造成酶脱落。在实际应用上，为了生产

的连续性，总希望牢牢固定酶，避免固定化酶在使用过程中解

离，所以可用双功能试剂，如戊二醛等交联吸附着的酶。

二、包埋法

将酶物理包埋在高聚物内是一种反应条件温和、很少改变酶

结构的固定化方法。此法对大多数酶、粗酶制剂、完整的微生物

细胞都适用。此法的缺点是，只有小分子底物和产物可以通过高

聚物网架扩散，对那些底物和产物是大分子的酶并不合适，因为

高聚物网架或半透膜对大分子物质的扩散阻力导致固定化酶动力

学行为改变，活力减低。

包埋法分为：凝胶包埋 （将酶分子包埋在高聚物网格内） 和

微囊化 （将各种浓度、体积或数量的酶封闭在不同构型的半透膜

内） 两种。

·园猿缘·

（员） 凝胶包埋法

通常的做法是先把单体、交联剂和悬浮在缓冲溶液中的酶混

合，然后加入聚合催化系统使之开始聚合，结果是在酶分子周围

形成交联的高聚物网络。常用聚丙烯酰胺、淀粉、硅胶、血纤

维、胶原、聚乙烯醇、硅橡胶等，其中聚丙烯酰胺包埋是最常用

的包埋法，用此法制备珠状聚丙烯酰胺包埋的β原半乳糖苷酶的

过程如下：

先将 员园园皂早酵母乳糖酶溶解在 缘远皂造园郾园缘皂燥造辕蕴责匀苑郾猿的磷酸

缓冲液中，其中丙烯酰胺浓度为 员缘豫 ～ 猿园豫，月陨杂（晕， 晕忆原甲

叉双丙烯酰胺） 浓度为 缘豫，包埋的酶蛋白浓度为 缘园豫 ～ 苑缘豫，

催化剂为含有 园郾远皂造四甲基乙二胺 （栽耘酝耘阅） 和 圆园园皂早过硫酸铵

的 源皂造磷酸缓冲液。催化剂与单体混合后迅速加入含有 员皂造山梨

聚糖倍半油酸的 源园园皂造甲苯 原氯仿 （圆怨园颐员员园） 的混合液中，搅

拌分散。反应器为一圆底烧瓶，带一根桨状搅拌器，转速 圆源园则辕皂蚤灶，反应器中保持充氮，源益聚合 猿园皂蚤灶，所得固定化酶颗粒直

径为 员园园～ 圆园园μ皂。经砂芯漏斗过滤，缘园园皂造缓冲液洗涤，固定化

酶再在 园郾员皂燥造辕蕴晕匀源匀悦韵猿中搅拌洗涤 远园皂蚤灶，过滤后即成。此种

反相聚合成珠的方法与丙烯酰胺块状聚合过程相比，前者的机械

强度高 员园倍，并可改进酶脱落情况。在包埋的同时使酶共价偶

联至高聚物上，可减少酶的脱落。

凝胶包埋法还可采用海藻酸钙作为包埋载体。因为只使用无

毒化合物，对固定化非常敏感的细胞如动植物细胞、原生质体都

很有利。用此法还可以重新培养细胞，使细胞增值。

海藻酸盐固定化的改良形式是多聚缩合包埋法。含有包埋细

胞的海藻酸钙与环氧化物共聚、干燥，再用磷酸盐溶液将海藻酸

钙溶解掉，则留下一个敞开的孔和坚硬的固定化细胞颗粒。

卡拉胶是从海藻中提取的 运原角叉莱聚糖。和琼脂一样，在

冷却时变成凝胶，也可把它滴加到 运悦造溶液中或二价、三价金属

离子溶液中接触后成胶。运原角叉莱聚糖是固定化酶或活细胞的

非常有希望的载体。因为它没有毒性，且本身可用作食品添加

·员猿缘·

剂，而且机械性能好，操作稳定性优于聚丙烯酰胺，同时包埋条

件温和、便宜、简便，包埋后细胞是活的，不影响细胞的代谢

活力。

常规操作时用加热法制备 愿豫卡拉胶溶液，室温下冷却至

远园益，取 圆园皂造，加到 圆园皂造的细胞浓度为 源园豫的菌悬液中，混匀，

流加到搅拌下的保温 猿园益的乙酸乙酯中，直到分散成小珠，滤

去乙酸乙脂，再加入 圆豫运悦造浸泡 员澡固化，然后用水或 运悦造彻底

洗涤，便可得到直径为 员～ 猿皂皂小珠。

用 运原角叉莱胶固定的酶和微生物的活性和稳定性与聚丙烯

酰胺法比较，前者固定化的酶活回收率和稳定性都比较好，特别

是先用 运原角叉莱胶固定化后，再用戊二醛与乙二胺，或戊二醛

与赖氨酸交联处理后，强度和稳定性更好。在以往的工业生产

中，如在固定化大肠杆菌生产 蕴原天冬氨酸时，用 运原角叉莱胶

取代了聚丙烯酰胺凝胶，得到了非常满意的结果。

胶原和明胶也是常用包埋载体。胶原的来源丰富，易于提

取，价格便宜，广泛用于细胞和酶的固定化。明胶的常用浓度为

员园豫，加热熔化后冷却至 猿圆益以上，和酶的悬浮液均匀混合，

做成一定形状，再用戊二醛交联，可得到机械强度好，工作稳定

性较好的固定化细胞。

（圆） 微囊化法

其原理是用各种类型的膜将酶封装起来。这类膜能使低分子

底物和产物通过膜，而酶和其他高分子不能通过。典型的例子有

将酶封装在胶囊、脂质体和中空纤维中。胶囊和脂质体适于医学

治疗，中空纤维包埋适于工业使用。意大利的 杂灶葬皂责则燥早藻贼贼蚤公司

就是使用封装在中空纤维中的青霉素酰胺酶、乳糖酶和氨基酰化

酶生产相应产品的。

微囊化法制备固定化酶有两种方法：

① 界面沉淀法：这是一种简单的物理法，它是利用某些高

聚物在水相和有机相的界面上溶解度较低而形成的皮膜将酶

包埋。

·圆猿缘·

先将酶溶液在有机相中乳化，使用脂溶性的表面活化剂形成

油包水微滴。再将溶于有机物的高聚物加入搅拌中的乳化液中。

然后加入一种不能溶解高聚物的有机溶剂，使高聚物在油 原水界

面沉淀，析出一层形成膜。最后，在乳化剂帮助下使人造微囊由

有机相转移进水相。微囊的直径与乳化程度有关，即与搅拌速度

有关。作为膜的高聚物有硝酸纤维素、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸

甲脂等。微囊化条件温和，过程中不易引起酶失活，但要完全除

去高聚物膜上的残留的有机溶剂则非常麻烦。

② 界面聚合法：是用化学手段制备微囊的方法。半透性微

囊的膜可用尼龙 远员园组成。与上述微囊化法相比，所得微襄外观

好，但不稳定，且有些酶在包埋过程中，可能发生化学反应而引

起失活。

酶液与己甲叉二胺的水溶液混合，立即在含 员豫杂责葬灶（水油

乳化剂） 的氯仿 原环己烷中分散乳化，加入溶于有机相的癸二酰

氯后，便在油 原水 界 面 上 发 生 聚 合 反 应。弃 去 上 清 液，加 入

栽憎藻藻灶圆园去乳化，洗去有机溶剂，除去未聚合的单体后，使微囊

从有机相转移到水相。此法所用材料除尼龙外，还有聚酰胺、聚

脲等也可形成微囊，此法所制成的微囊大小能随乳化剂浓度和搅

拌速度而自由控制，制备过程所需时间非常短。

三、共价结合法

是研究中最活跃的一类方法。其原理是酶蛋白分子上的功能

基团 （最普遍的是—晕匀圆、—悦韵韵匀，如 晕末端的α原氨基、赖氨

酸的ε原晕匀圆、悦末端 原悦韵韵匀、门冬氨酸的β原悦韵韵匀、谷氨酸的

γ原悦韵韵匀以及丝氨酸、酪氨酸、苏氨酸的羟基，苯丙氨酸和酪

氨酸的苯环、组氨酸的咪唑基、色氨酸的吲哚基和半胱氨酸巯

基） 和固相支持物表面上的反应基团之间形成共价键，因而将酶

固定在支持物上。参加共价结合的氨基酸残基应当是酶催化活性

所非必需的，否则会导致酶活力损失，甚至造成固定化酶的完全

失活，因此酶通过什么基团与载体连接是很重要的。用此法固定

·猿猿缘·

酶之前，要尽可能收集此酶的有关信息，如氨基酸组成，活性中

心的氨基酸，化学修饰对活性的影响，活性中心的保护剂及酶的

立体结构等。

载体的物化性质对固定化酶也有很大影响，载体应该是亲水

的。疏水载体对固定化酶往往起与有机溶剂相同的变性作用。一

般总希望单位体积的固定化酶具有较高的活力，所以最好用最大

表面积 （粒细而多孔） 载体。固定化酶要长期使用，所以要求载

体有一定机械强度和稳定性。载体还必须具备能在温和条件下与

酶结合的功能基团。常用载体包括天然高分子 （纤维素、琼脂

糖、葡聚糖凝胶、胶原及其衍生物等）、合成高聚物 （尼龙、聚

丙烯酰胺） 和无机支持物 （多孔玻璃、金属氧化物） 等。

为了减少连接过程中酶的失活，常用方法是在底物和抑制剂

存在下偶联酶。这样，酶便能以活泼构型固定于载体上。如发现

一种方法固定的酶活力不高，可改换另一方法；如已知酶活性中

心有氨基，就要避免用氨基参与反应的偶联方法，同时还要注意

选择合适的 责匀和离子强度。

要使载体与酶形成共价键，必须首先使载体活化，即借助于

某一方法，在载体上引进某一活泼基团，然后此活泼基团再与酶

分子上的某一基团反应，形成共价键。载体活化方法很多，按化

学反应的不同，可分为以下数种：

（员） 形成肽键法；

（圆） 烷基化法或芳基化法；

（猿） 重氮化法；

（源） 异脲键合法；

（缘） 其他方法。

四、共价交联法

共价交联法的基本原理是酶分子和多功能试剂之间形成共价

键得到三向的交联网架结构。用多功能试剂进行酶蛋白分子之间

的交联，除了酶分子间交联外，还存在一定程度的分子内交联。

·源猿缘·

最常用的交联剂是戊二醛。

戊二醛有两个醛基，它们均可与酶蛋白的游离氨基反应，形

成 杂糟澡蚤枣枣碱，从而使酶分子交联。戊二醛与酶蛋白质间反应的性

质尚未完全了解，但已发现蛋白质与戊二醛的总反应很迅速，一

般一小时内即可完成。固定化分两步进行，第一步形成可溶性分

子间交联络合物，第二步是快速反应导致固化。固化与 责匀、温

度、离子强度紧密相关，反应能在较宽的 责匀范围 （缘～ 怨） 的水

溶液中实现，反应速度随 责匀提高而增加，蛋白质修饰和固化是

不可逆的。反应主要发生在酶蛋白的氨基上。

员怨远愿年，砸·悦澡葬则葬泽提出下列反应机理：戊二醛先自身交联形

成多聚戊二醛，再与酶蛋白上的氨基发生交联反应。

共价交联法有 源种形式可用于酶的固定化：即酶直接交联

法、酶辅助蛋白交联法、吸附交联法、载体交联法。

现将上述 源种固定化酶制备方法的特点小结于表 员猿原远。

表 员猿原远 定化方法及其特性

特 性

制 法 吸 附 法

离子吸附 物理吸附包埋法 交换法 共价法

制 备 易 易 易 难 难

结 合 力 中 弱 强 强 强

酶 活 力 高 高 高 中 中

底物专一性 无变化 无变化 无变化 有变化 有变化

再 生 可 能 可 能 不可能 不可能 不可能

固定化费用 低 低 中 中 高

由上表可见，没有一个方法是十全十美的，源种方法各有利

弊。包埋、共价结合、共价交联三种虽结合力强，但不能再生、

回收，吸附法制备简单，成本低，能回收再生，但结合差，在受

到离子强度、责匀变化影响后，酶会从载体上游离下来。在使用

价格较高的酶与载体时可行；包埋法各方面较好，但不适于大分

·缘猿缘·

子底物和产物。

第五节 酶的化学修饰

酶除具有反应专一性，反应条件温和，催化效率高等优点

外，亦存在不少缺点，例如稳定性差，反应常在中性条件下进

行，但在工业应用上 责匀常常不在中性，酶就不稳定，而酶本身

是蛋白质，具有抗原性，有可能引起人体的过敏反应，而酶进入

人体后也常会由于一些蛋白酶、抑制剂或抗体的作用而失效。因

此需将酶加以人工改造，使酶修饰后能更适合各方面的需要。

酶修饰工作可分两大方面：

（员）核酸水平：利用基因操作技术对 阅晕粤或 皂原砸晕粤进行修

饰，以获得化学结构 （一级结构和空间结构）更为合理的酶蛋白；

（圆） 蛋白质水平：比上法更直接，用化学法或酶法对酶的一

级结构进行改造，包括酶的一级结构中氨基酸的置换，用酶将肽

链切断或部分切除，使酶的空间构象变得更稳定。另一方面对酶

分子中氨基酸残基修饰，即酶的化学修饰。因此酶的化学修饰可

认为是在分子水平上对酶进行改造，即在体外将酶的侧链基团通

过人工方法与一些化学基团，特别是具有生物相容性的大分子进

行共价连接，从而改变酶的酶学性质的技术。

酶化学修饰有以下作用：

（员） 增强酶天然构象的稳定性与耐热性

酶催化功能的发挥需要某种高度有序的天然构象来保证，酶

化学修饰就基于此观点，从增强酶天然构象的稳定性着手，来减

少酶热失活。酶与修饰剂交联后，就可能使酶的天然构象产生刚

性，不易伸展打开，并同时减少酶分子内部集团的热振动，从而

增强酶的热稳定性。

（圆） 保护酶活性部位与抗抑制剂

酶活性部位与稳定性有关的基团的任何变化都会影响到酶的

催化功能，而酶抑制剂就是作用于酶活性部位来降低酶的催化功

·远猿缘·

能，抑制剂可直接结合于活性部位来阻断酶与底物结合，或结合

于酶分子的其他部位后，影响酶活性部位将底物转变成产物的反

应。因此，阻断抑制剂与酶的结合是防止酶活性被抑制的关键。

酶经过化学修饰共价交联上大分子修饰剂后，大分子修饰剂所产

生的空间障碍或静电斥力就可能有效的阻挡抑制剂对酶的结合，

同时遮盖保护酶活性部位，使抑制剂和酶活性部位结合的难度增

加，使酶的抗抑制剂能力增强。

（猿） 维持酶功能结构的完整性与抗蛋白水解酶

酶受到蛋白水解酶作用后，由于多肽链的断裂，使酶功能

结构受到了破化而丧失催化功能。而蛋白水解酶是一大分子物

质，并只有在充分接近多肽链上敏感键和敏感基团后才能产生

作用。酶化学修饰即交联在酶上的大分子修饰剂能产生空间障

碍来阻挡蛋白水解酶接近酶分子，能遮盖酶分子上敏感键使其

免遭破坏。另外，酶分子上许多敏感基团参与修饰反应，酶交

联上修饰剂后，也减少了酶分子遭受蛋白水解酶攻击破坏的可

能性。

（源） 消除酶的抗原性及稳定酶的微环境

酶分子结构上除了蛋白水解酶的切点外，还有一些氨基酸残

基组成了抗原决定簇，当酶作为异源蛋白进入机体后，就会诱发

产生抗体，抗原 原抗体结合使酶失活，且会对人体造成伤害及危

险。而通过酶化学修饰，有些组成抗原决定簇的基团与修饰剂形

成了共价键，这样就可能破坏了酶分子上抗原决定簇的结构，使

酶的抗原性降低乃至消失。同时，大分子修饰剂也同样能遮盖抗

原决定簇和阻碍抗原、抗体产生结合反应。

由于酶分子表面外形的不规则，各原子间极性和电荷的不

同，各氨基酸残基间相互作用等结果，使酶分子结构的局部形成

了一种微环境，都直接影响酶活性部位氨基酸残基的电离状态，

为酶发挥催化功能提供了合适的条件。酶微环境的改变直接影响

着酶的催化功能。例如酶在极端 责匀条件下很快失活，其主要原

因可能破坏酶分子上静电键、氢键等保持天然构象稳定的平衡

·苑猿缘·

力，同时也改变了酶分子一些氨基酸残基的离子状态，它们之间

的互相结合及作用方式，导致了酶微环境的改变。酶经化学修饰

后，能减少由于内部平衡力破坏而引起的酶分子伸展，还由于大

分子修饰剂本身就是多聚电荷体，有可能在酶分子表面形成一层

缓冲外壳，在一定程度上抵御外界环境电荷、极性变化，维持酶

活性部位的微环境相对稳定，使酶能在更广泛的条件下发挥

作用。

第六节 酶技术在医学方面的应用

酶技术在医学方面的应用是研究和解决酶在医学上应用时的

各种技术问题。现代分子生物学认为生物活动的正常进行都依赖

于机体内部生化反应的平衡和稳定。这种复杂而有秩序的生化反

应需要酶来催化、调节以控制体内代谢的正常进行。因此，一旦

疾病发生，探求其原因都与酶有直接或间接的关系。由微生物、

病毒等外来原因引起的疾病可利用抗生素、磺胺类药物去抑制微

生物代谢必需的酶，导致微生物的死亡，从而使机体的功能恢复

正常。机体内部发生的疾病，往往由于酶的功能失调，则把酶直

接作为药物，补充酶的不足或调整酶的作用达到治疗的目的。例

如体内某一器官功能的失调，使酶的分泌不足。基因突变引起的

酶分子结构的改变，使酶丧失了原有功能，均可用酶来作补充治

疗。体内许多有害物质的积累，可用酶来清除。癌细胞内异常的

生化环境，可用酶来破坏。因此酶学治疗在最近 圆园年来引起了

人们的重视。它涉及到许多近代医学上的疑难病症。如心血管

病、肿瘤、遗传病等。早期酶在医疗上的应用限于帮助食物消

化，问题较少。但将酶用于体内就遇到不少问题。外来酶作为异

源性高分子物质，容易引起过敏反应。酶在体内半衰期很短，一

般只有几分钟，不能达到治疗的目的。酶进入体内以后必须使之

集中到治疗部位以达到最高治疗效果，所谓酶的导向性问题等。

这些问题就要依靠对酶的应用技术的研究来解决。

·愿猿缘·

酶除了具有治疗用途外，还可用于医学工程的某些组成部

分，使之发挥医疗作用。如利用体外循环装置清除血液中的废物

时，酶就能发挥重要作用。人造血管植入体内以后，也在研究用

酶来防止血栓的形成。近年来发展的酶控药物释放系统，依靠酶

作为感应器，发出信息能使药物在体内稳定的释放。将酶用作临

床体外检测的试剂也是近年来酶在医疗方面的一个重要贡献。怎

样建立起一个检测系统，能快速灵敏而准确地测定体内某些代谢

产物，也是酶技术研究的内容。

由此可见酶技术在医学方面的应用有非凡广阔的前景。它和

医学、治疗学及诊断学都有密切的关系。酶技术的本身又须依靠

生物化学、酶学的发展。瞻望将来酶在医药方面的作用将愈见重

要，它作出的贡献将愈见突出。

药用酶的生产技术在临床研究上的实例

用酶来治疗疾病最早是以淀粉酶为代表的各类口服消化用

酶。员怨缘园年以后酶的精制技术不断改进，高纯度酶的生产已有

可能。员怨缘圆年，陨灶灶藻则枣蚤藻造凿将结晶胰蛋白酶静脉注射治疗脉管炎获

得成功。此后各类酶用于临床的品种逐渐增加，给药方式逐步改

进。现在已经知道有药用价值的酶几百种，但其中临床疗效肯

定，服用安全的品种数目不多。随着酶的稳定性、副作用、给药

方式及剂型的逐步改进，品种必将大大增加。

依照治疗功能常常把酶分为以下几类：消化酶类、抗炎及清

疮用酶、溶纤酶类、心血管疾病用酶、遗传性缺酶症治疗用酶、

肿瘤治疗用酶等。

长期以来药用酶的剂型是将纯化的天然酶制成口服、注射、

外用等制剂为主要给药方式，但稳定性较差。在体内半衰期很短

的酶则治疗效果很差，特别是近年来发展的治疗遗传性缺酶症、

代谢紊乱症、肿瘤以及心血管病等的酶制剂，如能利用酶的固定

化技术和新的给药方式，可使酶发挥较大的作用。主要内容有以

下几方面：

（员） 将酶以微囊、脂质体、红细胞载体、人白蛋白载体等形

·怨猿缘·

式，通过静注、肌注、腹腔注等方法引入体内，可以延长酶的半

衰期，且使酶缓慢释放，提高了酶的疗效；

① 酶微囊 酶微囊又称人造细胞。用尼龙或硝酸纤维等为

材料制成微囊，同时将酶包网在内。由于微囊表面孔径的限制，

酶不能从囊内渗出，如果有害物质和产物可以自由进出微囊，同

时产物又可以被机体所排除或被机体所利用，则有害物质可以逐

步被转化为产物。而酶则不受胞外环境的影响。一个标准的人造

细胞，膜的厚度为 圆园灶皂，膜 上 孔 径 约 为 员郾愿灶皂。员园皂造直 径 为

圆园μ皂的微球，其表面积可达 圆郾缘皂圆。酶、蛋白质及其他大分子物

质留在微囊内。小分子物质则能迅速通过，反应很快达到平衡。

现可以把各种酶、酶系统、辅酶再生系统、细胞提取物、完整细

胞、吸附剂、磁性物质等包网在人造细胞内。这种包网型的固定

化酶的特点是酶分子并不固定在固相物质上，酶仍以溶解状态作

用于底物。

人造细胞的标准制备方法如下：

试剂：血红蛋白溶液：员缘早纯血红蛋白溶于 员园园皂造水中，滤

纸过滤。加水调节溶液浓度到 员园早辕员园园皂造。酶液：将单体酶、复合酶或细胞提取物等溶于 （或悬浮于）

血红蛋白溶液中，用缓冲液调节 责匀到 愿郾缘。

乙醚水溶液：员园园皂造乙醚加蒸馏水振摇使饱和。分层后弃去

水层。

硝酸纤维溶液：蒸发 员园园皂造市售火棉胶溶液至干，成一薄

片。然后加 愿圆郾缘皂造乙醚及 员苑郾缘皂造无水乙醇的混合液，使之溶解。

吐温 圆园溶液：将 缘园皂造吐温 圆园溶于等体积水中得 缘园豫吐温

溶液。再取 员皂造吐温 圆园溶于 怨怨皂造水中得 员豫吐温溶液。用少量

缓冲液调节 责匀到 苑郾园。

操作方法：实验在 源益进行。员缘园皂造烧杯中放置 圆郾缘皂造含酶

的血红蛋白溶液 （责匀愿郾缘），加入 圆缘皂造乙醚水溶液，用磁棒搅拌

（员圆园园砸孕酝）缘泽后加入硝酸纤维溶液，继续搅拌 远园泽。盖好，静置

源缘皂蚤灶，倾去上层清液，加 猿园皂造苯甲酸正丁酯，搅拌 缘泽，静置

·园源缘·

猿园皂蚤灶。如在 猿园皂蚤灶内完全沉降，则颗粒直径大于 缘园μ皂。如果不

沉淀，则离心 缘皂蚤灶（猿缘园早），除去上清液。加入 圆缘皂造缘园豫吐温

圆园，搅拌 猿园泽，加 圆缘皂造水，再搅拌 猿园泽，加水 圆园园皂造，离心，除去

混浊液，用 员豫吐温洗，除去苯甲酸正丁酯。最后悬浮在 园郾怨豫氯化钠 员园园皂造中，保存。

制造人工细胞的材料有多种，尼龙、聚丙烯酰胺、血清白蛋

白等皆可。有人曾用涨裂的红血球制成人工细胞代替红血球。用

交联的血红蛋白可制成溶解度较低的代血品，效果好。含有尿素

酶的人工细胞用于尿毒症。经口服除去胃肠道内的尿素，现已发

展到临床阶段。如果将尿素酶微囊装入体外循环系统，可使血中

尿素降低 缘园豫。用微囊内的吸附剂除去生成的氨。含有触酶的

人工细胞曾用于遗传缺酶病的治疗，未引起免疫反应。人工细胞

安装在体外循环中能除去血中的有害物质，例如酪氨酸酶除去血

中酪氨酸，天门冬酰胺酶除去白血病患者的天门冬酰胺等等。含

苯丙氨酸氨基裂解酶的人工细胞用于治疗苯丙酮尿症。

最好的包网材料是人血清白蛋白。由于这种材料有安全、稳

定并能在体内代谢等优点，近年来研究者颇多。人血清白蛋白的

供应正在用基因重组技术解决。将来材料来源可以满足需要。现

将美国 员怨愿圆年发表的专利书用低温法制备白蛋白微囊的方法简

述于 下：白 蛋 白 远园园皂早溶 于 圆郾源皂造园郾员豫 杂阅杂的 磷 酸 缓 冲 液

（员皂皂燥造辕蕴，责匀苑郾缘） 中，冷到 源益加入酶 （或其他药物），加 缘豫戊二醛，立即用针筒注射到搅拌中的 员颐源的油和石油醚混合液

中。继续搅拌 员缘皂蚤灶，即有颗粒沉入杯底，石油醚洗颗粒，真空

干燥。颗粒悬浮于 园郾员豫白蛋白溶液中 （责匀愿郾远），猿苑益保温，再

用稀酸洗，水 洗，即 得。用 此 法 可 将 天 门 冬 酰 胺 酶 包 网 在 微

囊内。

② 脂质体 脂质体是由磷脂类或其他脂类所组成的一种微

粒。磷脂是一类极性分子，它的疏水性端即脂肪端与水有抗衡力

量。因而磷脂 （例如卵磷脂） 在水溶液中搅拌以后能自动排列成

有秩序的双分子层，或者多层次的双分子层，形成内部含水的圆

·员源缘·

形颗粒。颗粒外层的向外一面为磷脂分子的亲水一端。颗粒内层

的向中心一面也是磷脂分子的亲水一端。任何水溶性物质都可包

网在脂质体的水池内。但只有水或小分子物质可以从脂质体内

进出。

制备脂质体的方法甚为简单。取一干燥 缘园皂造圆底烧瓶，加

入 源园μ皂燥造卵 磷 脂、员员郾源μ皂燥造胆 固 醇、缘郾苑μ皂燥造凿蚤葬糟藻贼赠造责澡燥泽责澡葬贼藻。

加入的方法先将三者按上述比例配成氯伤 （或其他有机溶剂） 溶

液，使每 圆～ 猿皂造内含有三者的上述重量。量取此溶液 圆～ 猿皂造，倾入上述圆底烧瓶内。置旋转蒸发器内，于 猿苑益蒸去溶剂，在

瓶底内形成一薄层。取下烧瓶立即加入 员～ 圆皂造的含酶缓冲液。

将烧瓶盖好，加入几粒玻璃小珠，用于轻轻摇晃，即得乳状脂质

体的悬浮液。离心除去溶液，用缓冲液洗。沉淀可用吸管反复吸

入及吹出。最后离心除去溶液。脂质体可放在 员豫氯化钠溶液中

保存。

含酶的脂质体曾作为注射剂试用。进入血循环后大多数由肝

和脾所吸收。血中脂质体被吸收的快或慢，可以从颗粒大小和颗

粒上的正负电荷来控制。带正电荷的脂质体吸收较慢，颗粒愈小

则血中清除率也较小。含有酶的脂质体可被细胞吞噬进入胞内，

并与溶酶体融合。溶酶体可破坏脂质体的双分子层，促使酶释

放，酶即与底物反应。这种底物可以是遗传性缺酶症中累积的代

谢产物，由于累积的代谢产物得到消除，症状得到了缓解。黑朦

性白痴 （栽葬赠原杂葬糟澡病） 是因缺乏氨基己糖酶 粤，使神经节苷脂

累积在组织内，出现神精迟钝、肌肉无力、失聪、视网膜有樱桃

红点。若用氨基己糖酶 粤直接注入，则大部分集中在肝脏，半

衰期为 苑郾缘皂蚤灶，且难以通过血脑屏障，因而临床效果不佳。以后

宰藻蚤泽皂葬灶将载酶的被负抗体的脂质体引进到 源例黑朦性白痴患者

细胞中，此时细胞不会把含酶脂质体当作异物。故能通过细胞膜

进入细胞内，在细胞内发挥酶的作用。在打开血脑屏障，使酶进

入中枢神经系统方面 月则葬凿赠等人将高渗葡萄糖注入颈外动脉以打

开血脑屏障，使酶进入中枢神经系统。脑内酶活性较对照组明显

·圆源缘·

增高，症状取得一定的缓解。

郧葬怎糟澡藻则病为缺乏葡萄糖苷酯酶，造成脾、肝、骨髓等糖脂

累积。出现肝脾肿大，婴儿出现神精迟缓，成人则出现神经系统

的症状。月藻怎贼造藻则报告一例 圆缘岁妇女患者出现肝脏肿大。用嵌入

从胎盘提纯的葡萄糖苷酯酶的脂质体治疗。治疗 员猿个月后肝脏

右叶缩小 猿糟皂，左叶也缩小。经用 陨灶同位素标记的脂质体扫描，

证明网状内皮系统机能改善。此结果给酶法治疗遗传性缺酶病展

示了光明前景。

③ 红细胞载体 红细胞是容易被组织接受的一种小颗粒。

在红细胞膜上有许多小孔，在溶血过程中小孔可以开放，使血红

蛋白逸出。同时也能使其他蛋白质进入胞内。如果用人工方法使

红细胞膨胀，可使酶进入红细胞内。制备方法如下：用酶液稀释

经过清洗后的红细胞，加入低渗盐水，使酶通过暂时胀大的细胞

膜孔，进入胞内；然后用高渗盐水恢复其等渗状态；通过多次离

心清洗去掉剩余酶液。这种红细胞载体可以注入人体，比较安全

可靠。这类载酶红细胞曾用于遗传性缺酶症。用包网β原葡萄糖

脑苷酯酶的红细胞治疗神经节苷脂累积症，已有报道。实验证明

用红细胞为载体的酶法治疗有很多优点，它能延长酶的半衰期，

能将酶活力集中于肝脏 （约 苑园豫），且能保持酶活力直到注射后

的第 缘天。如果与脂质体相比，则脂质体虽可保持酶活力达到 愿天，但红细胞在释放酶以后很快被排除，比较安全，脂质体滞留

体内的时间较久，排泄较慢。总之脂质体及红细胞已成为治疗缺

酶病的一种手段，是正在发展中的一种酶法治疗技术。

（圆） 配合体外循环装置将酶固定在玻璃球、尼龙管、纤维

素、胶原蛋白等上面，安装在透析器内，解决异体蛋白在体内引

起的过敏反应。

（猿） 包网的含酶微粒可以经口服使酶在胃肠道释放，并与相

应的底物反应，降低胃肠道中底物的水平，从而间接降低了血中

底物的水平。例如口服尿素酶微囊可降低血中尿素的水平。

（源） 微型植入式注射泵，使药物在血中的水平保持稳定，避

·猿源缘·

免了药物水平在血中波动太大的缺点。

（缘） 注入体内的酶，使之集中到某一部位以提高酶的疗效。

现在已有几种方法试图解决酶的导向性问题。例如根据微囊颗粒

的大小，可以使微囊集中在其一器官或组织。用人白蛋白制成的

酶微囊，直径为 员缘～ 猿园μ皂以上，静注时可通过心脏，进入肺部

微血管，在此可集中 怨怨豫的酶。如果直径为 员～ 猿μ皂的微囊，则

静注后可达到网状内皮系统，在此可集中 怨园豫的酶。再小于 员μ皂的颗粒则可在肝 （愿园豫）、脾 （缘豫 ～ 愿豫）、骨髓 （员豫 ～ 圆豫） 中

依比例分布。近年来利用抗原抗体的专一性反应将徽囊、脂质体

等酶载体的外围连接一个抗体，例如免疫性微囊 （陨皂皂怎灶燥原皂蚤鄄糟则燥糟葬责泽怎造藻泽），这种微囊就有专一性导向的能力，可使酶集中于某

一特定区域，例如肿瘤发生区域。由于糖蛋白中的糖对糖蛋白在

血液中选择和识别组织的能力有关，细胞、脂质体膜表面经处理

后如带上特殊的糖、糖脂、糖肽使产生适当的表面标记，那么此

细胞或脂质体就可被某一组织所识别和摄取。例如脂质体的膜表

面插入从红细胞膜上提取的除去了唾液酸的糖蛋白，就很容易与

患者的红细胞相结合，因为红细胞上有这种糖蛋白的受体。同样

原理肝细胞表面受体是一种凝集素 （蕴藻糟贼蚤灶），它也是一种含有唾

液酸的糖蛋白，如果脂质体的膜表面插入这种除去了唾液酸的糖

蛋白，就很容易被肝细胞表面受体识别，脂质体就能与肝细胞结

合。由此可见，酶载体不但用来保护酶，使之不受体内环境的破

坏，同时也有使酶导向某一组织和细胞的功能。最后必须指出，

上述各种酶的固定化技术目前尚处在临床研究阶段。

参 考 文 献

员 罗九甫编 援酶和酶工程 援上海：上海交通大学出版社，员怨怨远

圆 巴雅尔主编 援医药技术新进展 援北京：中国医药科技出版社，员怨怨苑

猿 熊宗贵主编 援生物技术制药 援北京：高等教育出版社，员怨怨怨

源 孙崇荣，李玉民编著 援蛋白质化学导论 援上海：复旦大学出版社，员怨怨员

缘 李勇主编 援酶制剂工业 援北京：中国轻工业出版社，员怨怨源

·源源缘·

远 俞俊棠、顾其丰等编著 援生物化学工程 援北京：科学出版社，员怨怨员苑 韩静淑等编著 援生物细胞的固定化技术及其应用 援北京：科学出版社，

员怨怨猿愿 熊振平等编著 援酶工程 援北京：化学工业出版社，员怨愿怨

·缘源缘·

第十四章 发酵工程制药

第一节 概 述

发酵工程又称微生物工程。它是利用微生物的作用并通过近

代工程技术来实现有用物质向工业化生产或其他产业过程转化的

科学技术体系。它以微生物学、生物化学、遗传学的理论为基

础，开发自然界微生物资源和其所有的潜在功能，使之应用于生

产实践。其主要包括原料的处理，有用微生物的筛选和诱变，菌

种工业应用的最适培养条件的选择，代谢的调节和控制、生物反

应等的研究和设计，发酵工艺中各种参数的测试与自控，产物的

分离和提取等。发酵工程与基因工程、细胞工程、酶工程相互密

切结合，相互渗透和相互促进。通过基因重组或细胞融合所取得

的菌种，必需通过发酵生产才能获得商品化的产物，酶工程需要

通过发酵工程取得酶源。基因工程若被认为是生物技术未来发展

的主导，那么发酵工程则是生物技术实行工业化的基础，基因工

程可说是种子萌芽阶段，而发酵工程则是结成硕果收获阶段，随

着基因重组成果从实验室向商业化转移，在研究开发中，发酵制

造技术的确立和生产规模的扩大将成为重要的课题。

第二节 发酵工程的分类

发酵工程可分为厌氧发酵、好氧发酵、固体发酵、液体发

酵、浅盘发酵、深层发酵、分批发酵和连续发酵等工艺类型。

（员） 厌氧发酵 在发酵过程中必须隔绝空气，不能有氧的供

给。丙酮、丁醇、酒精的生产均属于厌氧发酵。

（圆） 好氧发酵 发酵过程中必须供氧才能达到目的。这种类

·远源缘·

型工业上应用甚广，医用抗生素的生产、多种有机酸、核酸、氨

基酸、维生素、激素、多糖及单细胞蛋白的生产均属此类。

（猿） 固体发酵 微生物的生长基质、底物或加工对象为固体

状的发酵类型。这种技术不仅在传统的发酵制品生产中有重要用

途，而且在开发生物能源和单细胞蛋白的工作中也得到了应用。

（源） 液体培养 以水为介质，把微生物的各种营养物质或作

用底物配成液体状的发酵类型，用于好氧发酵时，必须伴以无菌

空气的供给，并进行搅拌，以保证发酵过程中微生物对氧的需

求。随着新技术的发展，相应的设备也在更新，机械搅拌发酵罐

正在为外循环或内循环空气带升式发酵所取代，使发酵液在罐内

或罐外的管道中不断回流，以增加氧的溶解率。

（缘） 分批发酵 在发酵罐中每进行一次投料后都要做一次接

种，微生物经过适应期后开始生长繁殖和进行分解、合成反应，

最后终止发酵，排出发酵液，进行产物的提取回收。由于每一罐

都要进行灭菌、接种培养和发酵等，因此，设备利用率低，生产

效率差，而且不能实现生产的连续性。

（远） 连续发酵 生产起步后，当微生物的生长活力达到最高

水平时，开始连续补加营养物，并同时以相同速度连续地将含有

发酵产物的发酵液由罐中移出。这有利于缩短周期，提高生产效

率和进行连续化、自动化操作。现在多采用电子计算机控制发酵

工艺的各个环节，其中包括最适于微生物生长及形成产物所需要

的温度、酸碱度、溶解氧、二氧化碳以及营养物质的浓度等。

发酵工程之所以受到人们的重视，是由于它在工业上有着巨

大的作用。例如作为发酵工程的研究开发内容之一的菌种筛选和

诱变技术，为人类社会创造了巨大财富。

第三节 重组微生物培养的特殊要求

基因重组微生物，在培养基上有它特殊要求，通常用重组微

生物生产抗生素、氨基酸和医用蛋白或多肽等，在培养基上首先

·苑源缘·

要满足 “无菌” 要求，这种无菌一方面是指外界的杂菌不得进入

发酵体系中去，另一方面也要防止发酵罐中的生产菌进入周围环

境。这是基因重组微生物培养中绝对禁止的。换一句话说，既不

能让所谓杂菌进入发酵罐中，也不能允许发酵罐中的生产菌种随

着排气或泡沫散布到环境中来。这是基因重组微生物培养的特殊

要求。

为了满足这一培养要求，在培养装置上就要作某些改进。要

在排气口、取样口和轴封等部位采取对策 （图 员源原员）。

图 员源原员 发酵罐的排气处理系统

排出气体所含的大量气雾，激烈搅动所形成的泡沫，最容易

携带罐内微生物进入周围环境。有研究证明，在充满系数为 缘园豫的 缘蕴发酵罐中，在正常通气速度下，员小时随排气进入周围环境

的菌数达数十乃至数百个。图中两个装置实际上是排气净化装置。

上面的装置是通过蒸气加温杀菌，再通过细茵过滤器达到完全除

·愿源缘·

菌。下面的装置是通过电加热高温杀菌来达到完全除菌。当然，

这类微生物培养时的整体流程上除排气外，还有机械密封、取样、

消泡、排水和后处理等环节都要有相应的特殊措施。

第四节 培养方法的选择

用发酵罐培养重组微生物虽然产量高，培养条件稳定，但因

培养中菌种的突变，杂菌和噬菌体或支原体等的污染，都有可能

影响它的工业应用。对于基因重组微生物常因质粒脱落等问题而

无法使用。静止培养法虽然设备简单，管理方便而被广泛采用，

但因培养过程中营养成分递减，菌体浓度和产物都不会很高。相

比之下，流动培养法能均衡地保持培养基中营养成分的恒定，因

此，菌体浓度和产物浓度都可以达到较高水平，它正在受到人们

的青睐。

随着发酵工程的迅速发展，现又出现一种比发酵罐更为先进

的生物反应器。虽然它是一个新的名词，但它的原理却很简单。

打一个比方，人吃了食物，经过口腔粗加工后进入胃中，食物在

胃中经过各种酶的作用，即消化作用，使食物变成能够被吸收的

各种营养成分，胃就是一个复杂的生物反应器，不过这一生物反

应器是人体内的。我们要讨论的生物反应器是指在体外模拟生物

体的功能所设计出来的用于生产或检测的反应装置。如果我们给

生物反应器下个定义的话，应该说：生物反应器是指利用酶或生

物体所具有的功能，在体外进行化学反应的装置系统。它与传统

工业上的反应器不同，前者是化工加工工程，是在高温高压下进

行的，是一个严重的耗能过程，后者是生物加工工程，是在常温

常压的反应器中进行的，能源消耗较少。

动物细胞培养最值得一提的是 员怨源怨年恩特斯 耘灶凿藻灶泽用组织培

养法成功地培养了脊髓灰质炎病毒。他的这一发现不仅为动物病

毒培养开创了新局面，而且也为动物细胞的大量培养奠定了基础。

一般说来，动物细胞在培养特性上可分为两种类型：一类是

·怨源缘·

转化细胞，如 匀藻蕴葬和中华地鼠卵巢传代细胞 （匀蕴韵） 能无限的

繁殖，它们可以进行悬浮培养，因此，能够象微生物一样用发酵

罐进行大量培养；另一类细胞不能无限繁殖，如来自人胚组织的

细胞，在连续培养 缘园代后就停止繁殖。这种细胞一般不能进行

悬浮培养，必须依附在物体表面上才能生长，为此，称其为锚地

依赖细胞。对这类细胞进行大量培养，必须要有一个很大的附着

表面，为此，人们为提高动物细胞培养密度的一个重要途径是增

加培养装置的比表面积。目前动物细胞大量培养已有多种多样的

装置问世，如①多层平板式，细胞附着在平板上后，通过循环培

养液进行培养。②多层圆盘式，先直立，流入细胞悬液，待细胞

附着后再横放，以旋转方式进行培养。③螺卷膜式，将螺卷状的

塑料置于圆筒中，细胞附着后以循环培养液进行培养。④多层托

盘式，它是静置培养，培养液的上面有气相存在。⑤卷袋式，它

像卷起的消防水管一样，培养液在管内，这种管通气性好。⑥中

空纤维式，细胞层在纤维管内侧，管外是培养液。⑦流动床式，

床中有玻璃珠作细胞载体，培养液进行循环。⑧微载体搅拌式，

它有吸附细胞的微载体，此法后来者居上，有可能被认为是最可

取的方法 （图 员源原圆）。

图 员源原圆 动物细胞大量培养装置

·园缘缘·

动物细胞大量培养的另一个关键问题是新型培养基的开发。

在目前所用的培养基中，几乎毫无例外的都是要加入 缘豫 ～ 员园豫的胎牛血清，它大大地影响了动物细胞的实用性。为此，开发高

密度、高表达的无血清培养系统与工艺，是增加产量，降低成

本，提高经济效益的一个至关重要的问题。

由于不同类型的细胞所需的调节因子不同，并表现为组织和

种属的差异，所以无血清细胞培养基专一性强，通用性很差。国

外虽有种类不多的无血清细胞培养基，但配方保密，为此，研制

无血清培养基是国内外急需要解决的共性问题。

图 员源原猿 生物反应器反应过程示意图

第五节 生物反应器

生物反应器就是为适应生物反应的特点而设计的反应设备，

反应过程可以是增殖细胞内的酶反应，也可以是单酶反应，游离

细胞 （酶） 或固定化之细胞 （酶），因而根据其催化反应过程、

装置不同，而设计的生物反应器亦有所不同，其中有三种非固定

化游离状细胞进行反应的生物反应器，就是通称的发酵罐。

生物反应器反应过程与上下工序之关联如图 员源原猿所示：

·员缘缘·

生物反应的特点：生物反应一般都是在酶参与下进行，而酶

系由活细胞所产生，因而生物反应必需是在较温和条件下进行，

即接近中性的 责匀，较低温度及近似细胞生理条件下进行；酶反

应过程如何控制在最佳条件下进行，其中包括质与热的传递；对

生长细胞来说，如何使发酵条件最优化，其中包括细胞营养、代

谢的调控及反应物的干扰；酶作用对底物的特异性，因而可藉加

入前体得到定向的产物；生物反应大多数在水相中进行，且产物

浓度甚低，因而会有产物回收工艺及成本问题。

生物反应器按其功能结构分为膜反应器、液固酶 （生物） 反

应器及气液固三相酶 （生物） 反应器，现分述如下：

（员） 膜反应器

利用酶及底物的分子量大于膜的分子截留值时被截留在膜

内，产物则排出膜外，达到酶可反复使用并和产物分离的目的，

根据膜的性质又可分为固体膜反应器、中空纤维反应器、液膜反

应器三种。

① 固体膜反应器：可将游离酶或固定于水溶性高分子聚合

物的固定化酶截留在反应器之内外，也可直接将酶固定在固体膜

上。固体膜反应器的优点：底物可按需要量进入反应器，亦可补

充酶，操作方便；多数都可用游离酶，省去固定化一步；反应器

本身易清洁、消毒，反应条件控制也较简便；膜价格较廉。

② 中空纤维反应器：其纤维壁的内外结构是不同的，内层

紧密、光滑，并有一定的分子截留值，可截留大分子物质而允许

小分子物质通过，外层则是多孔海绵状的支持层，酶以游离或固

定化状态存在，相反，微生物 （酶） 也可吸附或固定在海绵状支

持层中进行反应。

③ 液膜反应器：其是将含有酶及含有产物 原底物的两个相

溶的水溶相被另一有机相形成的液体表面膜分开。这种反应器

中，酶是被限制在一种有机物质的包裹中，底物能进入液膜与酶

反应，产物则反方向渗出膜外。

·圆缘缘·

（圆） 液固反应器

反应中不涉及到气体的吸收或释放时，多采用这种类型反应

器。按其结构又可分为：

① 固定床反应器：又称为填充床式反应器，将颗粒状，板

状，膜状或纤维状的固定化酶或细胞填充在反应器中，反应液在

反应器中流动，沿柱的方向底物及产物的浓度是逐渐变化的，但

在同一横切面上浓度是一致的。固定床反应器为工业上最为常用

的一种生物反应器，在具体使用时根据流动方向可分为上行和下

行两种。

② 流化床反应器：底物由下向上流过固定化酶或细胞的颗

粒的填充床，使其在流动的情况下进行反应。这种流动状态具有

良好的传质及传热的性能。由于在流动状态，柱也不易被堵塞，

尤其是底物的黏度较大时，此优点更为突出。

③ 搅拌槽式反应器：这类反应器与塔式或柱式反应器相比

较，造价低、装置简单，反应能迅速达到稳态，传质的阻力也可

降到最低限度，一般在实际使用时，可采用串联连续式运转，这

样其工作状态就更理想。

（猿） 气液固三相反应器

在生物反应中，有不少的反应要涉及到气体的吸收或产生，

在固定化活细胞催化反应中尤为显著，常有氧的吸收及二氧化碳

的释放。气液固三相反应器的设计要比两相复杂的多，近年来也

在不断研究开发中。常见的气液固三相反应器有三相流化床反应

器及圆盘旋转式反应器，目前这类反应器的应用已经逐渐增多。

参 考 文 献

员 巴雅尔主编 援医药技术新进展 援北京：中国医药科技出版社，员怨怨苑圆 姜源编，张权一审 援医药生物技术 援北京：人民卫生出版社，员怨怨远猿 马德如，徐杏阳编译援生物工程浅谈援天津：天津科学技术出版社，员怨愿苑源 员怨怨远木下祝郎；徐亲民，檀耀辉译援发酵工程援北京：轻工业出版社，员怨愿缘

·猿缘缘·