Bài giảng Bào chế và công nghệ dược - Đại cương về hòa tan chiết xuất

Nội dung text: Bài giảng Bào chế và công nghệ dược - Đại cương về hòa tan chiết xuất

1. 8/27/2017 MỤC TIÊU HỌC TẬP 1. Định nghĩa được hòa tan chiết xuất dược liệu 2. Phân tích 3 mục tiêu chính của hòa tan chiết ĐẠI CƯƠNG VỀ HÒA TAN xuất CHIẾT XUẤT 3. Trình bày được cách phân loại và xử lý dược liệu trước khi chiết xuất 4. Nêu được tính chất, đặc điểm của hai loại dung môi thường dùng trong chiết xuất 5. Phân tích được 4 hiện tượng chính xảy ra trong quá trình hòa tan chiết xuất Bộ môn Bào chế - CND 6. Trình bày 3 yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình hòa tan chiết xuất 1 2 ĐỊNH NGHĨA HÒA TAN CHIẾT XUẤT Chất không tan • Dùng dung môi thích hợp để hòa tan và Dược liệu Bã Hoạt chất tách các chất tan ra khỏi phần không tan Hòa tan - Tách của dược liệu Dung môi Dịch chiết Tạp chất Chất tan • Là quá trình hòa tan không hoàn toàn Chất hỗ trợ (hòa tan có chọn lọc) 3 4 HÒA TAN CHIẾT XUẤT HÒA TAN CHIẾT XUẤT • Dịch chiết: dung môi chứa chất tan Hợp chất • Hoạt chất: chất có tác dụng điều trị • Tạp chất: chất không có tác dụng điều Xác định phân lập Cồn thuốc trị, gây khó khăn trong bảo quản, chiết Dịch chiết Cao thuốc xuất Rượu thuốc • Bã: phần dược liệu sau khi chiết hết hoạt chất Xử lý Kỹ thuật bào chế 5 6 1
2. 8/27/2017 VỊ TRÍ – VAI TRÒ MỤC TIÊU • Bào chế các chế phẩm từ dược liệu. • Tách và phân lập các chất từ dược liệu • Kéo được tối đa • Giai đoạn đầu tiên của nghiên cứu. – Hoạt chất • Tách, phân lập, xác định và tinh chế các – Chất hỗ trợ • Giữ lại tối đa chất từ dược liệu. – Bã – Tạp chất • Xác định các điều kiện cần thiết – Dung môi, thời gian, nhiệt độ, 7 8 PHÂN LOẠI NGUYÊN LIỆU Dung môi PP điều chế Dạng thuốc • Nguồn gốc – Thực vật Nước Ngâm Cao thuốc – Động vật Dịch chiết Cồn Hầm đậm đặc • Sau khi thu hái Xử lý Làm khô • Đạt tiêu chuẩn Dầu Hãm Cồn thuốc – DĐVN Ether Sắc Rượu thuốc – Tài liệu chuyên môn khác – Định lượng Dược liệu độc Chế phẩm Ngấm kiệt mới 9 10 DƯỢC LiỆU DUNG MÔI Yêu cầu • Dễ thấm vào dược liệu. • Hòa tan chọn lọc. • Trơ hóa học. • Không làm thành phẩm có mùi, vị lạ. • Dễ bay hơi khi cần cô đặc dịch chiết • Ít độc, ít gây cháy nổ, rẻ tiền, dễ kiếm 11 12 2
3. 8/27/2017 DUNG MÔI NƯỚC •Nước (muối alkaloid, glycosid, đường, các • Nước cất acid, muối vô cơ) • Nước khử khoáng •Ethanol (alkaloid, glycosid, tinh dầu, nhựa) • Nước mềm 2+ 2+ •Glycerin (tannin) Không có các ion Ca , Mg , tránh tạo ra muối hay kết tủa với •Dung môi hữu cơ ( cao dương xỉ đực) hoạt chất •Dầu thực vật (tinh dầu, chất béo) 13 14 NƯỚC ETHANOL Ưu điểm Ưu điểm • Độ nhớt thấp, sức căng bề mặt nhỏ – Khả năng hòa tan chọn lọc (độ cồn) • Khả năng hòa tan cao các chất thân nước – Tan trong nước với bất kỳ tỷ lệ nào • Rẻ tiền, dễ kiếm – Bảo quản (độ cồn > 20%) Nhược điểm – Nhiệt độ sôi thấp (78oC) • Khả năng hòa tan rộng – Loại tạp (làm đông vón tạp) • Môi trường thuận lợi cho nấm, vi khuẩn, – Không làm trương nở dược liệu • Nhiệt độ sôi cao – Acid hóa để tăng khả năng chiết • Khả năng thủy phân một số hoạt chất Nhược điểm: Dễ cháy nổ, có tính độc 15 16 DẦU THỰC VẬT CƠ SỞ LÝ LUẬN • Dầu lạc, dầu vừng, dầu hướng dương Quá trình chuyển khối giữa 2 pha R/L qua màng TBDL • Hòa tan tinh dầu, chất béo • Thẩm thấu: thấm DM vào DL khô • Chiết xuất theo phương pháp hầm • Hòa tan: phản hấp phụ HC vào DM • Ưu điểm: Hòa tan chất thân dầu • Khuếch tán: khuếch tán nội & ngoại • Thẩm thấu qua màng nguyên sinh • Nhược điểm: Độ nhớt cao, dễ bị thủy phân, oxy hóa 17 18 3
4. 8/27/2017 SỰ THẨM THẤU SỰ HÒA TAN • Làm khô DL tạo mao quản DM phân • Định luật Fick cực thấm qua mao quản làm đầy TB • Thúc đẩy sự thẩm thấu: chân không, nâng áp lực chất lỏng, thay không khí trong mao quản bằng chất khí dễ tan trong DM G: Khối lượng DC hòa tan ở thời điểm t • Tăng sự thấm ướt TB dùng chất diện F : Diện tích bề mặt tiểu phân chất rắn hoạt làm giảm sức căng bề mặt Cs: nồng độ bão hòa Ct : nồng độ tức thời D : hệ số khuếch tán x: bề dày lớp khuếch tán 19 20 SỰ KHUẾCH TÁN CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG • Khuếch tán nội: khuếch tán phân tử = • Dược liệu: Cấu trúc, độ mịn thẩm tích qua màng TB còn nguyên vẹn chọn lọc • Dung môi: bản chất DM, tỉ lệ DM:DL, pH, W = V0 . A .C chất diện hoạt W : lượng chất khuếch tán • Kỹ thuật: nhiệt độ, thời gian, khuấy trộn V0 : hệ số tốc độ vận chuyển A : Diện tích màng C : chênh lệch nồng độ trong/ngoài TB (gradient nồng độ) • Khuếch tán ngoại: khuếch tán tự do TBDL bị vỡ 21 22 KỸ THUẬT RÂY KỸ THUẬT RÂY Rây: nhằm tách riêng bột có kích thước tiểu Số rây tương ứng với kích thước lỗ mắt rây phân khác nhau sau khi đã nghiền tán Ví dụ: rây số 2000 → Cỡ mắt rây 2000 μm Cỡ rây: Bột thô (1400/ 355) DĐVN phân ra 12 cỡ rây và 5 cỡ bột Bột nửa thô (710/ 250) ≥ 95% qua rây số lớn Bột nửa mịn (355/ 180) ≤ 40% qua rây số nhỏ Bột mịn (180/ 125) Bột rất mịn (125/ 90) 23 24 4
5. 8/27/2017 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT • Ngâm – Ngâm phân đoạn CÁC PHƯƠNG PHÁP HÒA – Ngâm lạnh TAN CHIẾT XUẤT – Hầm – Hãm – Sắc • Ngâm nhỏ giọt (ngấm kiệt) Bộ môn Bào chế - CND – Ngấm kiệt 25 – Ngấm kiệt cải tiến 26 NGÂM Ngâm Hầm Hãm Sắc lạnh Dược Dung Ngâm DỊCH + liệu môi (Có khuấy trộn) CHIẾT Ngâm ở Đun Ngâm nhiệt độ Dung môi sôi Tùy theo nhiệt độ ngâm mà ta có các pp ngâm nhiều thấp hơn sôi, ngâm dược lạnh, hãm, hầm, sắc. Tiến ngày, nhiệt độ sôi Ngâm phân đoạn: lượng dung môi được chia làm trong 15 – liệu nhiệt dung môi, nhiều phần tăng số lần chiết và hiệu suất chiết hành 30 phút, trong độ cao hơn Thời gian ngâm phụ thuộc vào loại dung môi. Nước ép lấy dịch dung thường nhiệt độ thời gian ngâm không quá 48h, với cồn thì có thể môi ngâm trên 7 ngày. môi trường 27 28 Ngâm Hầm Hãm Sắc NGÂM lạnh Hoạt Ngâm chất dễ Hầm Hãm Sắc tan lạnh trong Hoạt chất ít Dược liệu Dược liệu DM, dễ tan ở nhiệt mỏng manh. rắn chắc. bị hủy Hỗn hợp Dược độ thường, Hoạt chất tan Hoạt chất bởi ethanol – Độ nhớt liệu dễ bị phân trong thời ít hủy ở Dung nhiệt, nước (tỷ cao (dầu Nước Nước hủy ở nhiệt gian ngắn ở nhiệt độ môi DL lệ thích thực vật) độ cao nhiệt độ cao cao không hợp) có cấu trúc tế bào 29 30 5
6. 8/27/2017 NGÂM NGẤM KIỆT Ngâm • Mô tả Hầm Hãm Sắc lạnh Dung môi chảy rất chậm qua dược liệu • Nguyên tắc Hòa tan –Dược liệu luôn tiếp xúc dung môi mới Điều chế các chất Dung môi Điều chế dung dịch –Có sự chênh lệch nồng độ hoạt chất Ứng nhựa, chất có độ nhớt thuốc thuốc, dịch dụng chậm tan cao (dầu uống, cao chiết làm • Kết quả trong dung thực vật) thuốc chất dẫn môi Chiết kiệt được hoạt chất 31 32 NGẤM KIỆT NGẤM KIỆT • Mô tả Dược Dung môi chảy rất chậm qua dược liệu liệu + dung • Nguyên tắc môi –Dược liệu luôn tiếp xúc dung môi mới Dụng cụ Dược liệu –Có sự chênh lệch nồng độ hoạt chất • Kết quả Chiết kiệt được hoạt chất Bình hình trụ Bình hình nón cụt 33 NGẤM KIỆT NGẤM KIỆT Dung môi Làm ẩm dược liệu Sỏi Chuẩn bị dược liệu Giấy lọc Dược Dược liệu liệu + dung Đổ dung môi vào Nạp dược liệu vào môi bình, ngâm lạnh bình ngấm kiệt Giấy lọc Nút bông Khóa Rút dịch chiết Kết thúc ngấm kiệt Dược liệu Dược liệu khô ẩm Vòi 36 6
7. 8/27/2017 NGẤM KIỆT NGẤM KIỆT 1. Chuẩn bị dược liệu 3. Nạp dược liệu • Độ mịn thích hợp, loại tạp cơ học – Lót bông thấm. Lót giấy lọc (vải gạc, tấm kim 2. Làm ẩm loại đục lỗ) • 20 – 30% DM so với lượng DL; 2 – 4 giờ – Nạp DL khoảng 2/3 thể tích bình, gạt bằng • DL có cấu trúc TB + DM phân cực mặt – Đặt giấy lọc và vật nặng lên trên để tránh • DL không bị nén chặt, DM không bị xáo trộn, xáo trộn DM thấm nhanh và đều 37 38 NGẤM KIỆT NGẤM KIỆT 4. Đổ dung môi Khối lượng Tốc độ rút • Ưu điểm – Dung môi cao hơn bề dược liệu (ml/phút) – Chiết kiệt hoạt chất mặt 2 – 3 cm < 1000 g 0,5 – 1 ml – Đuổi bọt khí – Thu được dịch chiết đậm đặc ban đầu để riêng < 3000 g 1 – 2 ml 5.Ngâm lạnh – Tốn ít dung môi < 10,000 g 2 – 4 ml 24 – 48 giờ • Nhược điểm: không áp dụng cho 6. Rút dịch chiết – DM nước (ethanol – nước) Tốc độ rút theo DĐVN 1-3 ml X: Tốc độ rút (giọt / phút) – DL chứa nhiều tinh bột, chất nhầy, gôm 7. Kết thúc ngấm kiệt C: lượng DL (g) Áp dụng: BC cao, cồn thuốc HC độc, mạnh, DM thường gấp 6 – 7 lần K: hệ số phụ thuộc lượng theo chuyên luận Dược điển DL ( = 0,25 0,5 0,75) DL 39 40 NGẤM KIỆT CẢI TIẾN NGẤM KIỆT PHÂN ĐOẠN 1. Ngấm kiệt phân đoạn (tái ngấm kiệt) • Nguyên tắc chung 2. Ngấm kiệt ngược dòng  Dịch chiết đầu để riêng – gián đoạn  Dịch chiết sau dùng để làm ẩm và chiết bình – liên tục kế tiếp 3. Ngấm kiệt dùng áp suất  Gộp tất cả dịch chiết đầu lại. – Áp suất cao • Phân chia lượng DL theo các tỷ lệ khác nhau – Áp suất giảm nhưng vẫn tuân theo nguyên tắc chung 4. Ngấm kiệt dùng siêu âm • Tỷ lệ DC/DL = 1 thu được cao lỏng 41 42 7
8. 8/27/2017 NGẤM KIỆT PHÂN ĐOẠN NGƯỢC DÒNG GIÁN ĐOẠN • Nguyên tắc chung  Số lần dịch chiết: n lần  Số bình ngấm kiệt: n+1 lần  DL được chiết với DC có nồng độ hoạt chất giảm dần  DM được chiết với DL có tỷ lệ hoạt chất tăng dần • Tiết kiệm DM: gấp 3-4 lần DL • Tỷ lệ DC/DL = 1 thu được cao lỏng 43 44 NGƯỢC DÒNG GIÁN ĐOẠN NGẤM KIỆT NGƯỢC DÒNG LIÊN TỤC 45 46 NGƯỢC DÒNG LIÊN TỤC NGẤM KIỆT SIÊU ÂM 47 48 8
9. 8/27/2017 SO SÁNH Ngâm Ngấm kiệt MỘT SỐ KỸ THUẬT LIÊN QUAN DM không di chuyển DL luôn tiếp xúc DM thường xuyên qua mới ĐẾN BÀO CHẾ CÁC DẠNG DL THUỐC BẰNG PP HÒA TAN Có khuấy trộn Không khuấy trộn CHIẾT XUẤT Chiết không hết HC Chiết kiệt HC trong DL Bộ môn Bào chế - CND 49 50 KỸ THUẬT ÉP, LẮNG, GẠN, LY TÂM KỸ THUẬT ÉP, LẮNG, GẠN, LY TÂM Ép: thao tác dùng để lấy phần dịch chiết Gạn: thao tác tách dịch chiết ra khỏi còn lại trong khối dược liệu phần cặn lắng dưới đáy. Trong trường hợp phần rắn khó lắng Lắng: thao tác để các tiểu phân dược liệu và giai đoạn lắng kéo dài, có thể lọc lơ lững trong dịch chiết lắng xuống đáy, giúp dung dịch trong hơn Ly tâm: thao tác dùng để tách chất lỏng ra khỏi các tiểu phân rắn rất nhỏ trong dịch 51 52 KỸ THUẬT LÀM KHÔ KỸ THUẬT LÀM KHÔ • Làm khô hay sấy: quá trình tách pha lỏng  Các phương pháp làm khô ra khỏi vật liệu  Sử dụng năng lượng mặt trời → Hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên  Làm khô bằng chất hút ẩm • Mục đích làm khô:  Dùng không khí nóng - Bảo quản dược phẩm, ổn định dược chất  Phương pháp đông khô - Thuận tiện trong quá trình bảo quản, vận chuyển 53 54 9
10. 8/27/2017 PHƯƠNG PHÁP LÀM KHÔ PHƯƠNG PHÁP LÀM KHÔ  Dùng không khí nóng: (SẤY)  Sử dụng năng lượng mặt trời: • Tủ sấy • Áp dụng cho dược liệu còn nguyên hoặc chia thô • Tủ sấy chân không • Phơi nắng trực tiếp hoặc phơi âm can • Máy sấy liên tục / máy sấy ngược dòng  Làm khô bằng chất hút ẩm: • Sấy dùng bức xạ hồng ngoại • Nước được giữ lại bằng chất hút ẩm (silicagel) • Sấy khô trên trụ • Máy sấy tầng sôi • Thường thực hiện trong bình kín • Máy sấy phun 56 TỦ SẤY TỦ SẤY CHÂN KHÔNG 57 58 Tủ sấy MÁY SẤY TẦNG SÔI Tủ sấy chân không 59 60 10