一、 中藥產業化形勢及應用新技術的意義
中藥為我國傳統醫藥，用中藥防病治病在我國具有悠久的歷史。由于化學藥品的毒副作用逐漸被人們所認識及合成一個新藥又需巨大的投資，西醫西藥對威脅人類健康的常見病、疑難病的治療藥物還遠遠不能滿足臨床的需要，因此，全世界范圍內掀起了中醫中藥熱。面對科學技術，特別是醫藥工業的迅猛發展，國際間醫藥學術交流活動的日益頻繁以及藥品市場競爭越來越激烈，實現中藥現代化，與國際接軌，已成為中醫藥工作者的共識。改革開放到黨的十五大，我國明確了中藥發展的戰略方向和思路，提出科教興業的戰略主體目標，中藥的發展邁進了一大步。中藥生產中的大桶煮提、大鍋蒸熬及匾、勺、缸類生產器具當家的狀況大為改善，進而出現不銹鋼多功能提取罐、外循環蒸發、多效蒸發器，流化干燥器等設備，中成藥的劑型也有較大的發展，由丸、散、膏、丹劑為主發展成為具有顆粒劑、片劑、膠囊劑、口服液及少量粉針等劑型。中藥產值比1979年翻了五番，約占醫藥工業產值的30%以上。然而，我國現階段創制的中成藥還難以在國外注冊、合法銷售與使用。從目前全世界天然藥物的貿易額來看，中國僅占1%左右，與天然藥物主產國的地位極不相稱。其原因主要是產業現代工程技術水平不高，制備工藝和劑型現代化方面還很落后；生產過程的許多方面缺乏科學的、嚴格的工藝操作參數，不僅導致了消耗高、效率低，而且還出現有效成分損失、療效不穩定、劑量大服用不方便、產品外觀顏色差、內在質量不穩定；同時還出現缺少系統的量化指標，大多數產品缺乏療效基本一致的內在質量標準；許多復方制劑還難以搞清楚其作用的物質基礎。丸、散、膏、丹，神仙難辨的狀況尚未根本改變。要改變這種現狀，讓西方醫藥界接受中藥，增強中藥在國際市場上的競爭地位，主要途徑是，以中藥理論為指導，采用先進的技術，實現中藥現代化。中藥產品現代化的重點可簡單地用8個字來描述，即有效、量小、安全、可控。實際上，它涉及范圍十分廣泛，要解決的問題比較復雜，但首先最關鍵的問題就是要提取分離工藝、制劑工藝現代化，質量控制標準化、規范化。為此，許多醫藥專家多次提出要采用超臨界流體技術、分子蒸餾技術、膜分離技術、冷凍干燥技術、微波輻射誘導萃取技術、緩控釋制劑技術、各種先進的色譜、光譜分析等先進技術，進行中藥研究開發及產業化。在國家有關部門的主持下，1998年3月底，來自全國及香港20多個單位的60多位專家學者聚集廈門大學，探討了中藥現代化問題，特別是中藥復雜體系中重大科學基礎問題，超臨界流體技術、分子蒸餾技術、液質聯用等同時也被提出來。
超臨界CO2萃取技術、分子蒸餾技術、超重力場技術是目前國際上較新的三大提取分離技術、采用這些技術對中藥進行提取分離純化，對實現中藥現代化具有重要意義。
二、 超臨界CO2流體萃取新技術在中藥提取分離中的應用
超臨界流體（Supercritical Fluid,簡稱SF或SCF）是指超臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）狀態下的高密度流體。超臨界流體具有氣體和液體的雙重特性，其粘度與氣體相似，但擴散系數比液體大得多，其密度和液體相近。超臨界流體對物質進行溶解和分離的過程就叫超臨界流體萃取（Supercritical Fluid Extraction,簡稱SFE）。其基本原理為：CO2的臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）分別為31.05℃和7.38MPa，當處于這個臨界點以上時，此時的CO2同時具有氣體和液體雙重特性。它既近似于氣體，粘度與氣體相近；又近似于液體，密度與液體相近，但其擴散系數卻比液體大得多。是一個優良的溶劑，能通過分子間的相互作用和擴散作用將許多物質溶解。同時，在稍高于臨界點的區域內，壓力稍有變化，即引起其密度的很大變化，從而引起溶解度的較大變化。因此，超臨界CO2可以從基體中將物質溶解出來，形成超臨界CO2負載相，然后降低載氣的壓力或升高溫度，超臨界CO2的溶解度降低，這些物質就沉淀出來（解析）與CO2分離，從而達到提取分離的目的。不同的物質由于在CO2中的溶解度不同或同一物質在不同的壓力和溫度下溶解狀況不同，使這種提取分離過程具有較高的選擇性。
1、 超臨界CO2流體萃取技術在中藥現代化中應用的優越性
用超臨界CO2萃取技術進行中藥研究開發及產業化，和中藥傳統方法相比，具有許多獨特的優點。
1．1 萃取能力強，提取率高。用超臨界CO2提取中藥有效成分，在最佳工藝條件下，能將要提取的成分幾乎完全提取，從而大大提高產品收率和資源的利用率。同時，隨著超臨界CO2萃取技術的不斷進步，全氟聚醚碳酸銨（PFPE）的應用，把超臨界CO2萃取擴展到水溶液體系，使得難以提取的強極性化合物如蛋白質等的超臨界CO2提取已成為可能。
1．2 萃取能力的大小取決于流體的密度，最終取決于溫度和壓力，改變其中之一或同時改變，都可改變溶解度，可以有選擇地進行中藥中多種物質的分離，從而可減小雜質使中藥有效成分高度富集。便于減小劑量和質量控制，產品外觀大為改善。
1．3 超臨界CO2臨界溫度低，操作溫度低，能較完好地保存中藥有效成分不被破壞，不發生次生化。因此，特別適合那些對熱敏感性強、容易氧化分解破壞的成分的提取。
1．4 提取時間快、生產周期短。超臨界CO2提取（動態）循環一開始，分離便開始進行。一般提取10分鐘便有成分分離析出，2-4小時左右便可完全提取。同時，它不需濃縮步驟，即使加入夾帶劑，也可通過分離功能除去或只是簡單濃縮。
1．5 超臨界CO2提取，操作參數容易控制，因此，有效成分及產品質量穩定。
1．6 超臨界CO2還可直接從單方或復方中藥中提取不同部位或直接提取浸膏進行藥理篩選，開發新藥，大大提高新藥篩選速度。同時，可以提取許多傳統法提不出來的物質，且較易從中藥中發現新成分，從而發現新的藥理藥性，開發新藥。
1．7 超臨界CO2還具有抗氧化、滅菌作用，有利于保證和提高產品質量。
1．8 超臨界流體萃取應用于分析或與GC、IR、MS、LC等聯用成為一種高效的分析手段。將其用于中藥質量分析，能客觀地反映中藥中有效成分的真實含量。
1．9 經藥理、臨床證明，超臨界CO2提取中藥，不僅工藝上優越，質量穩定且標準容易控制，其藥理、臨床效果能夠保證或更好。
1．10 超臨界CO2萃取工藝，流程簡單，操作方便，節省勞動力和大量有機溶劑，減小三廢污染，這無疑為中藥現代化提供了一種高新的提取、分離、制備及濃縮新方法。
2、 超臨界CO2流體萃取技術在中藥提取分離及中藥現代化中的應用方式及前景
從八五期間國家八五攻關項目超臨界CO2萃取技術在中草藥生產中的應用研究與開發到九五期間承擔多項中國重點項目（有關SFE技術研究開發中藥新藥）以來，包括萃取分離研究和藥理毒理研究及新藥的開發研究，取得了重要的科技成果：①證明了超臨界CO2萃取技術可應用于中藥領域；②總結了SFE在中藥中應用的規律性；③提出較為適合中藥萃取的超臨界設備結構類型；④總結了超臨界CO2萃取中藥的優越性，證明了用超臨界CO2萃取中藥，不僅工藝上優越，而且還能保持中藥本身的藥理活性；⑤研究開發出一批具有較好前景的品種，有的已工業化，走向市場。
根據研究開發實踐，認為超臨界流體萃取技術應用于中藥提取分離及中藥現代化，具有較大的潛力和可觀前景。SFE應用于中藥，結合幾個典型的研究開發實例，可將其分為如下幾個方面。
2．1 SFE與中藥有效成分或中間原料的提取
這一方面主要是指那些已具備質量標準的單體或有效部位的提取，往往本身就是產品，只要達到標準，便可進入市場。這是SFE技術應用于該領域中的較為容易進行的一個方面。
2．1．1超臨界流體萃取法從黃花中提取青蒿素（Artemisinin）的新工藝。青蒿素來自菊科植物黃花蒿（Artemisia annua）的一種倍半萜內酯類成分，是我國唯一得到國際承認的抗瘧新藥。然而本應屬于中國的東西，中國僅占國際市場份額的0.5%。傳統的汽油法存在收率低、成本高、存在易燃易爆等危險，用SFE工藝，從0.1升、5升設備小試到25升、50升設備中試放大，一直到200升設備的工業化生產證明，超臨界CO2萃取工藝可用于青蒿素的生產，青蒿素產品符合中國藥品標準。超臨界CO2萃取工藝比傳統法（如汽油法）優越，產品收率提高1.9倍，生產周期縮短約100小時，成本降低447/Kg，可節省大量的有機溶劑汽油，避免易燃易爆的危險，減少三廢污染，大大簡化生產工藝。該新工藝已取得發明ZL證書。在最近召開的中國青蒿素成果產業化發展戰略研討會上，已初步決定推廣這種新工藝，以達到占國際市場份額的3-5%的目標。
2．1．2 貫葉連翹提取物的超臨界CO2萃取
貫葉連翹提取物是目前國際流行的十大植物提取物之一，主要用于治療憂郁癥。提取物是用貫葉連翹藥材經水煮或醇提、濃縮、干燥而得。采用超臨界CO2萃取工藝，達到出口標準，比傳統工藝優越。