Екстракційні препарати діляться на три групи: галенових, новогаленові препарати і препарати індивідуальних речовин з лікарської рослинної сировини.
До галенових препаратів належать настоянки, екстракти. Настоянки - рідкі спиртові, водно-спиртові витяги біологічно активних речовин з рослинної сировини, що отримуються без нагрівання і видалення екстрагента. Екстракти - більш концентровані витяги з рослинної сировини, що представляють собою водні, водно-спиртові, ефірні, масляні вилучення, а також екстракти, в яких в якості екстрагента використовувалися зріджені гази. Настоянки і екстракти містять баластні речовини, в зв'язку з чим необхідно проводити стадію очищення від них. Виняток становлять екстракти, отримані методом екстрагування зрідженими газами, наприклад діоксидом вуглецю, де стадію очищення проводити не потрібно, так як одержувані екстракти практично не містять баластних речовин.
Новогаленові (максимально очищені) препарати представляють собою окремі біологічно активні речовини з лікарської рослинної сировини або їх комплекс в нативному стані, максимально звільнений від баластних речовин. На відміну від галенових препаратів новогаленові препарати не чинять побічної дії за рахунок відсутності баластних речовин (смол і ін.), Мають високу стабільність, роблять більш виражений фармакологічний ефект.
Препарати індивідуальних речовин з лікарської рослинної сировини мають значні переваги перед іншими препаратами, так як вони менш токсичні, не викликають побічної дії та ін. Індивідуальні речовини відносяться до різних класів хімічних сполук. Широке поширення отримали препарати індивідуальних вешеств алкалоїдів, серцевих глікозидів і т.д.
Теоретичні основи екстрагування. У фармацевтичній технології процес екстрагування широко використовується при отриманні препаратів з лікарської рослинної сировини (настойки, екстракти рідкі, густі та сухі, екстракти-концентрати, максимально очищені (новогаленові) препарати, вилучення зі свіжих рослин і ін.) І з сировини тваринного походження (препарати гормонів, ферментів і препарати неспецифічної дії та ін.).
Розрізняють екстрагування в системі тверде тіло - рідина і в системі рідина - рідина, або рідинну екстракцію. Найбільш широко в фармацевтичному виробництві застосовують екстрагування в системі тверде тіло - рідина, де твердим тілом є лікарська рослинна сировина або сировина тваринного походження, а рідиною - екстрагент. Рідинна екстракція використовується при очищенні витяжок у виробництві максимально очищених препаратів і препаратів індивідуальних речовин з лікарської рослинної сировини.
Процес екстрагування належить до масообмінних процесів і протікає за рахунок дифузії із зони з високою концентрацією. Це, як правило, клітини тваринного або рослинного матеріалу, що містять біологічно активні речовини. Екстрагування засноване на дифузії біологічно активних речовин (БАР) з внутрішніх структур частинок матеріалу в екстрагент і закінчується при досягненні рівноважних концентрацій. У рівноважному стані з матеріалу в екстрагент переходить така ж кількість молекул, як і з екстрагента в матеріал, т. Е. Концентрація залишається постійною. При цьому зазвичай в матеріалі концентрація вище, ніж в екстрагенті.
Дифузія буває молекулярна і конвективна.
Молекулярна дифузія - це процес перенесення розподіляється речовини (біологічно активної речовини - БАР) за рахунок хаотичного руху самих молекул в нерухомому середовищі. Вона характеризується коефіцієнтом молекулярної дифузії, який представлений рівнянням першого закону Фіка:
де - швидкість дифузії, кг / м; - різниця концентрацій на межі поділу
фаз, кг / м 3; - зміна товщини дифузійного шару, м 2; D - коефіцієнт молекулярної дифузії - показує кількість речовини (кг), яка дифундує в одиницю часу (с), через одиницю площі (м 2), при різниці концентрацій, що дорівнює одиниці (кг / м 3) і товщині шару - 1 м; знак (-) - означає напрямок процесу в бік зменшення концентрації (з клітини).
Конвективная дифузія - це перенос речовини у вигляді невеликих обсягів розчину, яке представлено рівнянням:
де # 946; - коефіцієнт конвективної дифузії - показує, яка кількість речовини передається через 1 м 2 поверхні фазового контакту в сприймаючу середу протягом 1 с при різниці концентрацій між шарами, що дорівнює одиниці. Конвективная дифузія може бути природною (за рахунок різниці щільності екстрагента і розчину, зміни температури) і примусової (при перемішуванні, вібрації).
Особливості вилучення біологічно активних речовин з матеріалів з клітинною структурою пов'язані з тим, що на шляху до речовин, що містяться в клітці, знаходиться клітинна стінка, фізіологічний стан якої може бути різним. Так, жива рослинна клітина має пристінний шар протоплазми певної товщини. Він накладає особливий відбиток на властивості клітинної стінки, як перегородки, що відокремлює розчин всередині клітини (клітинний сік) від рідини поза клітиною.
Поки протоплазма жива, клітинна стінка є напів-ка перегородкою, що не пропускає назовні речовини, розчинені в клітинному соку. В даному випадку можливо лише проникнення екстрагента всередину клітини (осмос).
Зовсім по-іншому поводиться мертва клітина. Внаслідок загибелі протоплазми (плазмолізу) клітинна стінка втрачає характер напівпроникною перегородки і починає пропускати речовини в обидві сторони (діаліз). Тобто клітинна стінка набуває властивості пористої перегородки, через неї можуть дифундувати біологічно активні речовини, молекули яких не перевищують розміру пор.
Переважна більшість екстракційних препаратів отримують з висушеного рослинної сировини, т. Е. Зневодненого шляхом теплової сушки. У разі отримання препаратів зі свіжих рослин клітини умертвляють етиловим спиртом. Він дуже гігроскопічний і при зіткненні з рослинною клітиною зневоднює її, викликаючи найсильніший плазмоліз. Умертвіння клітин сировини тваринного походження досягається тими ж способами: сушінням або зневодненням спиртом і ацетоном.
При отриманні препаратів зі свіжої сировини, клітини якого не зневоднені, скоpee має місце вимивання клітинного соку із зруйнованих клітин і відкритих пір, ніж процес екстрагування.
Процес екстрагування висушеної рослинної сировини є багатостадійним і починається з проникнення екстрагента в матеріал, змочування речовин, що знаходяться всередині клітини, розчинення і десорбції їх, вимивання клітинного вмісту із зруйнованих клітин, дифузії через пори клітинної оболонки і закінчується массопереносом речовин від поверхні матеріалу в розчин.
Екстрагенти повинні мати високу вибірковість, легко регенеруватися і бути порівняно дешевими. Екстрагент в процесі екстракції БАР відіграє особливо важливу роль. Він повинен мати здатність проникати через стінки клітини, вибірково розчиняти всередині клітини біологічно активні речовини, після чого останнім необхідно пройти через різні тверді оболонки і вийти за межі рослинного матеріалу. До Екстрагенти пред'являються певні вимоги, що випливають із специфічних особливостей фармацевтичного виробництва.
Екстрагент повинен володіти:
-вибірковістю, т. е. максимально розчиняти лікарські речовини і мінімально
-високу змочувальну здатність, що забезпечує гарне проникнення його
через пори матеріалу і стінки клітин;
- здатністю перешкоджати розвитку в витяжці мікрофлори;
- летючість, можливо низькою температурою кипіння,
- мінімальною токсичністю і огнеопасностью;
- доступністю за вартістю.
З двох рівноцінних екстрагентів обирають менш вогненебезпечний, доступний за ціною, фармакологічно менш шкідливий і т.д. Якщо ж екстрагент не задовольняє зазначеним вимогам, то застосовують суміші, наприклад, підкислену воду, спирт з водою, ефір зі спиртом і т. П.
Як екстрагентів використовують воду, етиловий спирт, ацетон, етиловий ефір,
хлороформ, дихлоретан, масла рослинні, зріджені гази.
При проникненні екстрагента в сировину одночасно від-ходить і процес змочування речовин, що знаходяться всередині клітин (рис 1.). Ефективність змочування речовин екстрагентів залежить від спорідненості речовин (гідрофільні і гідрофобні) і екстрагента. Оболонки клітин мають дифільної властивостями з переважанням гидрофильности. Чим більше спорідненість екстрагента до матеріалу, тим він швидше змочує стінки капілярів і проникає в сировину. Змочування і проникнення извлекателя по капілярах поліпшується при введенні в екстрагент ПАР, які знижують поверхневий натяг на межі поділу фаз і гідрофілізіруют гідрофобні фрагменти сировини.
Рис 1. Будова еукаріотичної клітини:
1 - лизосома, 2 - жирова крапля, 3 - центриоль, 4 - щільний контакт, 5 - ядерні пори, 6 - ядерце, 7 - плазматична мембрана (як у прокаріотів), 8 - конденсований хроматин, 9 - цитоплазма, 10 - ядро, 11 - шорсткий ендоплазматичнийретикулум, 12 - рибосоми (і полірібосоми), 13 - мітохондрії, 14 - Крісті, 15 - облямований бульбашка, 16 - гладкий ендоплазматичнийретикулум, 17 - піноцитозні бульбашка, 18- облямована ямка, 19 - комплекс Гольджі, 20 - вакуоль, 21 - фотосинтезирующие ламелли, 22 - хлоропласт, 23 - ДНК, 24 - клітинна стінка (шари целюлози), 25 - плазмодесмам
Фізичні властивості екстрагентів
3. Керівництво до лабораторних занять з заводської технології лікарських форм.- (Під ред. А.І. Тенцовой) .- М. 1986.- 271 с.
3. ГФ СРСР Х видання М. медицина.- 1968. Наступні
4. ГФ СРСР ХI видання М. медицина.- 1987.- тому 1.- 1988.- том 2.
Контрольні питання (зворотний зв'язок):
- загальна характеристика і класифікація екстракційних препаратів.
- в чому полягає сутність процесу екстрагування?
- які особливості екстрагування висушеного і свіжого лікарської рослинної сировини?
- які чинники впливають на процес екстрагування?
- основні вимоги до екстрагентів.