1.1 Практическое использование бав

1.1.1 Сырье для получения бав. Методы получения бав. Количественное и качественное определение бав.

Сырье для получения БАВ

Растения являются продуцентами многих БАВ – соединений, способных оказывать влияние на биологические процессы в организме, к таким соединениям принадлежат сердечные гликозиды, сапонины, стерины, каротиноиды, полифенолы, алкалоиды, витамины, хиноны, а также вещества, обладающие специфическим ароматом, вкусом и окраской.

Из биологически активных веществ, входящих в состав живых организмов и участвующих в метаболических процессах, только концентрации углерода и кислорода регулируются в масштабе всей биосферы в целом. Эти биогены, называемые биологически глобально накапливаемыми, усваиваются живыми организмами из газовой части окружающей среды биосферы - атмосферы.

Известно также сырье для получения биологически активного вещества, содержащее биологические объекты морского происхождения или их выделенные части с биологически активными компонентами преимущественно в виде коллалитинa.

Современные методы и их применение

В настоящее время прослеживается тенденция к изысканию и внедрению новых форм мацерации с максимальной динамизацией всех видов диффузии.

Примерами таких модификаций мацерации являются: вихревая экстракция (турбоэкстрация), акустическая экстракция, электроимпульсный и другие методы импульсной обработки сырья; центробежная экстракция, дробная мацерация и др. Турбоэкстракция часто осуществляется с использованием роторнопульсационной аппаратуры, где колебания (вибрация) частицы сырья наиболее выражены.

Метод вихревой экстракции (турбоэкстракции)

Метод вихревой экстракции (турбоэкстракции) позволил сократить до 5мин. стадии экстрагирования действующих веществ корней горечавки, аира болотного, листьев красавки, коры хинного дерева.

Методом экстракции растительного сырья в турбулентном потоке экстрагента с одновременным измельчением сырья можно получить извлечения из свежих растений. К кинематическим способам – колебания частицы в движущейся жидкости относится способ интенсификации процесса экстракции путем размола сырья в среде экстрагента с помощью шаровых мельниц.

Пульсационный метод

Для интенсификации процессов гомогенизации и перемешивания, растворения труднорастворимых веществ, ускорения стадии экстрагирования биологически активных соединений успешно применяются пульсационные методы обработки растительного сырья. Частота пульсаций в современных пульсационных пневматических установках лежит в пределах 20-300 колебаний в минуту. Интенсификация процесса при пульсации потока жидкости, протекающей через слой сырья, объясняется турбулизацией пограничного слоя, уменьшением его толщины, разрушением застойных зон в точке соприкосновения частиц.

Высокочастотный и сверхвысокочастотный метод

Другими современными методами повышения эффективности экстракции биологически активных веществ из растительного сырья являются высокочастотная и сверхвысокочастотная обработка. Такая обработка сырья позволяет комплексно интенсифицировать технологические процессы путем улучшения качества готовой продукции, увеличения ее выхода, значительного сокращения производственных площадей, соблюдения необходимых санитарно-гигиенических условий обработки лекарственного сырья.

Электрический метод

К электрическим способам обработки растительного сырья относят электроплазмолиз и электродиализ. Электроплазмолиз чаще всего используется для получения соков из растительного сырья при прессовом способе извлечения. Растительные ткани, особенно живые, ввиду наличия в них ионов, коллоидно-белковых веществ, способных электрически заряжаться, весьма быстро реагируют на внешнее воздействие, в том числе и на электрический ток.

Ультразвуковый метод

Широкое применение в фармации нашел ультразвук, используемый при растворении, получении эмульсий, суспензий, изготовлении микрогранул, стерилизации и фонофорезе, производстве ампул, т. е. там, где ультразвук непосредственно контактирует через жидкую фазу с молекулой вещества.

Метод экстракции сжиженными газами

С увеличением времени озвучивания и интенсивности степень деструкции веществ увеличивается. Процесс разложения может быть приостановлен или замедлен в случае добавления стабилизаторов, антиоксидантов, консервантов. В литературе часто встречаются публикации, посвященные экстракции сжиженными газами.

Каждый из сжиженных газов характеризуется индивидуальными физикотермодинамическими свойствами, в том числе гидрофильными и олеофильными. Это создает возможность подобрать ряд сжиженных газов и вести экстракцию отдельных химических соединений из сырья растворителями, обладающими различной полярностью.

Процесс извлечения различных веществ из лекарственного сырья (в случае использования сжиженных газов) на основных технологических стадиях (экстракции и дистилляции) ведется при относительно низкой температуре. Это исключает окислительные процессы во время извлечения биологически активных веществ. Тем не менее, полученные экстракты за редким исключением все же не могут заменить уже существующие экстракты (густые или жидкие), широко используемые в практике химикофармацевтического и аптечного производства для изготовления стандартных лекарственных форм.

В извлечениях, полученных сжиженным газом, отсутствуют отдельные экстрактивные вещества и компоненты, придающие определенные вкусовые, органолептические, фармакологические свойства – качества, отличающие один лекарственный препарат от другого.

Как известно, после экстрагирования, например, углекислотой, в шроте сохраняются почти все водорастворимые вещества. Основная масса экстрактов из лекарственного сырья, полученных с помощью сжиженных газов, оказывает губительное влияние на жизнедеятельность микроорганизмов.

Количественное и качественное определение БАВ

Качественный определение. Для установления подлинности лекарственного растительного сырья используют простейшие качественные реакции и хроматографические пробы на действующие и сопутствующие вещества, основанные на их свойствах.

По технике выполнения и характеру получаемых результатов химические реакции делят на несколько групп:

1. качественные реакции;

2. микрохимические реакции;

3. истохимические реакции;

4. микросублимация.

Качественные реакции.

I. Качественные реакции выполняют на сухом сырье с такими видами сырья: коры дуба, калины, крушины, корневища бадана, корневища и корни девясила, корни одуванчика, алтея, женьшеня, барбариса, цветки липы, семена льна, склероции спорыньи (всего по существующей НД - для 12 видов сырья).

II. В основном качественные реакции проводят с извлечением из лекарственного растительного сырья. Исходя из свойств биологически активных веществ, их извлекают из сырья водой, спиртом различной концентрации или органическим растворителем, реже с добавлением щелочи или кислоты.

Микрохимические реакции. Микрохимические реакции проводятобычно одновременно с микроскопическим анализом, наблюдая результаты под микроскопом:

1) на эфирное и жирное масло с раствором Судан III;

2) на одревесневшие лигнифицированные элементы с раствором флорог-люцина и 25% раствором серной кислоты или конц. хлористоводородной кислоты. На кору дуба (порошок) проводят реакцию с железоаммонийными квасцами, результат реакции изучают под микроскопом.

Гистохимические реакции – это такие реакции, с помощью которых можно выявить те или иные соединения непосредственно в клетках или структурах, где они локализуются.По ГФ-Х1 гистохимические реакции проводят на слизь с раствором туши в корнях алтея и семенах льна.

Микросублимация – непосредственное выделение из сухого растительного материала веществ, которые легко возгоняются при нагревании. Полученный сублимат исследуют под микроскопом, затем проводят микрохимическую реакцию с соответствующим реактивом (ГФ-Х1 – кора крушины).

Руководствуются элюотропным рядом растворителей по Шталю (гексан, гептан, циклогексан, четыреххлористый углерод, бензол, хлороформ, эфир, этилацетат, пиридин, ацетон, этанол, метанол, вода). Растворители расположены в порядке возрастания полярности.

Количественное определение. Методики определения количественного содержания действующих веществ описаны в соответствующей частной нормативной документации. Выбор метода зависит от физических и химических свойств БАВ. Используют гравиметрические (весовые), титриметрические (объемные) и физико-химические (инструментальные) методы анализа.

Гравиметрические (весовые) методы основаны на избирательной различной растворимости биологически активных веществ в воде и неполярных органических растворителях.

Методы просты в исполнении, но длительны, т. к. выделившийся осадок отделяют фильтрованием или центрифугированием, высушивают и доводят до постоянной массы.

Титриметрические (объемные) методы основаны на химических свойствах биологически активных веществ:

1. На их способности легко окисляться:

- перманганатом калия (дубильные вещества);

- раствором йода (простые фенольные соединения - арбутин);

- 2,6-дихлорфенолиндофеолятом натрия (аскорбиновая кислота).

2. На основных свойствах основаны титриметрические методы определения алкалоидов. Алкалоиды ведут себя как основания и могут быть определены путем:

- прямого титрования (например, сырье анабазиса, софоры толстоплодной, чилибухи);

- обратного титрования (сырье белены, дурмана, красавки, трава термопсиса, корневища с корнями чемерицы) растворами кислот.

Для анализа алкалоидов используют частные цветные реакции, основанные на окислении, конденсации и дегидратации алкалоидов концентрированными кислотами (коробочки мака, трава мачка желтого).

Антраценпроизводные дают вишнево-красное окрашивание со щелочами(кора крушины, корни ревеня, корневища и корни марены красильной).Спектрофотометрические методы основаны на способности веществ и их окрашенных продуктов реакции избирательно поглощать монохроматический свет в определенной области спектра. Такими свойствами обладают флавоноиды, кумарины, антраценпроизводные, сапонины, индивидуальные алкалоиды, экдистероны. Измерение проводят с помощью спектрофотометра. Для большинства видов сырья, содержащих флавоноиды, измеряют:

- собственное поглощение суммы флавоноидов (цветки бессмертника, цветки пижмы);

- поглощение окрашенного комплекса с алюминия хлоридом (трава горца перечного, горца птичьего, зверобоя, листья сумаха, скумпии).

Для сырья, содержащего антраценпроизводные, используют реакцию со щелочью (листья сенны). Для сырья, содержащего фенологликозиды, используют реакцию диазо-тирования (корневища и корни родиолы розовой).

Наиболее точными являются хроматоспектрофотометрические методы, основанные на разделении веществ при помощи хроматографии с последуюим их определением спектрофотометрически. Можно определять количественное содержание как суммы, так и индивидуальных веществ.

Применяют для определения индивидуальных алкалоидов (цитизин в траве термопсиса очередноцветкового, берберин в корнях барбариса), флавоноидов (плоды и цветки боярышника, трава сушеницы), кумаринов (плоды амми большой), ксантонов (трава золототысячника), ланатозидов в сырье наперстянки шерстистой.

Реже для анализа лекарственного растительного сырья применяется флюорометрия, полярография, денситометрия, амперометрия, кондуктометри.