水溶性天然產(chǎn)物的提取分離技術(shù)

-.z.水溶性天然產(chǎn)物的提取別離技術(shù)制藥工程專業(yè)王俊20215257指導(dǎo)教師趙莉摘要：水溶性天然產(chǎn)物是藥物研發(fā)中極具潛力的原料資源，別離純化水溶性天然產(chǎn)物中具有獨特生物活性的物質(zhì)是中藥研究的重要根底工作。水溶性天然產(chǎn)物有效成分復(fù)雜，含量低，難于富集用傳統(tǒng)的別離方法不僅步驟繁瑣，能源及材料消耗大，而且產(chǎn)率及純度不高，尤其難以別離構(gòu)造和性質(zhì)相似的組分。隨著中藥現(xiàn)代化的開展高新技術(shù)不斷在水溶性天然藥物中推廣應(yīng)用?，F(xiàn)將近年水溶性天然產(chǎn)物提取別離純化新技術(shù)的進展作一綜述。關(guān)鍵詞：水溶性提取技術(shù)天然產(chǎn)物1、傳統(tǒng)的提取別離方法1.1熱水浸提法熱水浸提法即是煎煮法，是中藥有效成分提取最早、最常用的方法之一。中國藥典1990年版一部和衛(wèi)生部"藥品標準"中藥成方制劑1～9冊，共收載中成藥1945種，其中采用熱水浸提工藝的多達826種。但是熱水浸提法根本上仍停留在經(jīng)歷水平上，熱水浸提法的工藝參數(shù)，如浸泡時間、煎煮時間、煎出量(藥液得量)等均無最正確量控標準，往往導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量和療效的顯著性差異。一定程度上，應(yīng)當組織力量從多層次、全方位進展系統(tǒng)研究，選擇出適合于各種成藥品種的熱水浸提工藝的最正確條件和質(zhì)量控制標準。1.2乙醇提取法乙醇浸提法原理與熱水浸提法根本一樣，不同之處是用乙醇作溶劑浸出中藥有效成分，該法可以有效減少藥材中水溶性雜質(zhì)的浸出，對于這類雜質(zhì)較多的藥材尤為適宜。乙醇浸提法分為冷浸法(滲漏法)和熱提法(回流法)兩種。由于采用乙醇作為溶劑進展提取，*些溶解于乙醇的雜質(zhì)(如樹脂、油脂、色素等)也會被提取出來。對于這些雜質(zhì)，可從醇提取液中回收乙醇，加水攪拌，冷藏一段時間，待完全沉淀后過濾除去。冷浸法一般用于提取熱敏性成分，但乙醇用量多，回收溶劑量大，生產(chǎn)周期長。熱提生產(chǎn)周期短，但雜質(zhì)含量相對較高，給后繼的別離工序增加了本錢2綜合提取別離技術(shù)。2.1膜別離技術(shù)膜別離技術(shù)以選擇性透過膜為別離遞質(zhì)，當膜兩側(cè)存在*種推動力〔如壓力差、濃度差、電位差等〕時，原料側(cè)組分選擇性的透過膜，以到達別離，提純目的。膜別離技術(shù)具有過程簡單、無相變、別離數(shù)大、節(jié)能、高效、無二次污染、可常溫連續(xù)操作、可直接放大等優(yōu)點，是一項高新技術(shù)。膜別離技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用將推動中藥現(xiàn)代化開展進程，同時還能提高我國中藥的附加值，有利于中藥出口?？梢哉雇?，膜別離技術(shù)必將在世紀推動中藥制藥工業(yè)的迅速開展，為社會帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。高速逆流色譜別離技術(shù)高速逆流色譜別離法是一種不用任何固態(tài)載體或支撐體的液液分配色譜技術(shù)，該技術(shù)別離效率高，產(chǎn)品純度高不存在載體對樣品的吸附和污染，具有制備量大和溶劑消耗少等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于生物工程、醫(yī)學(xué)、醫(yī)藥、化工、食品等領(lǐng)域。近年高速逆流色譜別離法在天然藥物研究領(lǐng)域獨具特色。王鳳美等[4]用高速逆流色譜法制備丹酚酸B化學(xué)對照品，所用的溶劑系統(tǒng)為正己烷-乙酸乙酯-水-甲醇〔1.5：5：5：1.5〕一次別離可制備63.4mg丹酚酸B，純度為98.16%，同步完成復(fù)雜樣品的別離、純化和制備。2.2高效毛細管電泳法高效毛細管電泳法是近年來迅速開展的一種新型別離分析技術(shù)，以高質(zhì)電場為驅(qū)動力以毛細管為別離通道依據(jù)樣品中各組分之間的遷移速度和分配行為上的差異而實現(xiàn)的類液相別離技術(shù)。該技術(shù)用于分析中草藥，具有以下優(yōu)勢：別離模式多，適合于中草藥中存在的各類物質(zhì)的分析；簡化對樣品前處理的要求；分析時間一般比HPLC短；由于柱效高，有可能使同一個別離條件適合多種樣品中多組分的分析；HPCE所采用的毛細管柱易于全面清洗，不必擔憂柱污染而報廢；所用的化學(xué)試劑少，價廉，分析本錢低，特別適合于我國國情。[5]超聲提取超聲提取技術(shù)的根本原理主要是利用超聲波的空化作用加速植物有效成分的浸出、提?。涣硗?，超聲波的次級效應(yīng)；如機械振動、乳化、擴散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等也能加速欲提取成分的擴散釋放并使之充分與溶劑混合，利于提取。其熱效應(yīng)、機械粉碎作用及空化作用成為超聲技術(shù)在中藥提取法應(yīng)用中的三**論依據(jù)。與常規(guī)提取法相比。超聲波提取速度快、時間短、收率高、并免去了高溫對提取成分的影響，已被許多中藥分析過程選為樣品處理的手段。陳洪濤等[11]研究超聲提取榕樹葉總黃酮的工藝條件，結(jié)果說明該方法效率高，穩(wěn)定性好，提取總黃酮含量高。2.3分子蒸餾技術(shù)分子蒸餾是在高真空度下進展別離操作的連續(xù)蒸餾，可使別離混合物的沸點遠低于常壓，各組分在系統(tǒng)中受熱停留時間短，因此適于別離沸點高、黏度大、熱敏性的天然物料。翟淑紅等[12]利用分子蒸餾技術(shù)對茶樹油進展精制，結(jié)果從粗茶樹油中別離出了，61種化合物鑒定出36種組分，占總量的98.67%，其中4-松油醇高達49.56%，并且精制的茶樹油符合國際標準。分子蒸餾技術(shù)目前面臨的主要課題是擴大應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是對一些別離難度大的天然藥物的應(yīng)用。2.4超臨界流體萃取技術(shù)超臨界流體技術(shù)是一種高新別離技術(shù)，以其過程簡單、無污染、選擇性好而倍受關(guān)注,尤其適用于生物資源有效成分的別離，非常符合綠色化學(xué)的開展要求。超臨界流體萃取就是利用*些溶劑在臨界值以上具有的特性來提取混合物中可溶性組分的一門新的別離技術(shù)，同傳統(tǒng)的溶劑相比，它具有顯著的產(chǎn)品回收率和純度，改良了產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗。超臨界CO2萃取，其原理是在高壓超臨界狀態(tài)下，以液態(tài)CO2作抽提溶劑進展抽提，然后減壓別離，隨著壓力下降，液態(tài)CO2不斷汽化，可別離出所要提取物的有效組分，此法具備無有機溶劑殘留、天然植物中活性成分和熱不穩(wěn)定成分不易被分解破壞等優(yōu)點。其適于提取極性低的化合物，如酯、醚、內(nèi)酯和含氧化合物易萃取，對于黃酮類化合物，由于酚羥基多，極性較大，萃取較難。對此，近年來采用在超臨界流體中參加夾帶劑的方法予以解決。童勝強等[8]采用超臨界流體CO2萃取結(jié)香花中的黃酮類成分，在夾帶劑的選擇上，采用80%乙醇作為夾帶劑能最大限度的提高黃酮類化合物的萃取率。萃取壓力、萃取時間、萃取溫度、萃取時CO2流量對提取率的影響作為最主要因素，選用4因素3水平的L9(3)正交實驗方案，優(yōu)選出萃取溫度45℃、萃取壓力25MPa、萃取時間60min、動態(tài)流量2kg2.5超聲提取技術(shù)超聲提取技術(shù)的根本原理主要是利用超聲波的空化作用加速植物有效成分的浸出、提取。*小霞等[9]用超聲波提取樹莓葉中的黃酮類物質(zhì)時，以提取時間、提取溫度、乙醇濃度與料液比為四因素，設(shè)計正交試驗，選出提取時間為50min，提取溫度為60℃組合設(shè)計，共進展36次試驗加以優(yōu)選。隋婧等[11]利用超聲波輔助技術(shù),獲得最大限度提取青蒿中總黃酮的新工藝。用正交設(shè)計理論，結(jié)合分光光度法、優(yōu)化超聲波輔助醇提法提取青蒿總黃酮工藝中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。楊洪武等[12]對黃連花中黃酮類化合物提取采用水浴與超聲兩種方法比擬，影響黃酮類物質(zhì)提取的主要條件根本一樣，但超聲條件下提取效果優(yōu)于水浴。王麗婷等[13]對金銀花葉中黃酮類物質(zhì)的提取工藝采用了超聲波法。2.6微波提取技術(shù)近年來，微波法因促進反響的高效性和強選擇性，以及操作簡便、副產(chǎn)物少、產(chǎn)率高、產(chǎn)物易提純等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于物質(zhì)的提取和有機合成、酯化等反應(yīng)。微波萃取技術(shù)原理是物料吸收微波能后，通過偶極子旋轉(zhuǎn)和離子傳導(dǎo)兩種方式同時加熱，加劇了體系中分子的碰撞頻率，使分子容易從藥材內(nèi)部擴散到萃取溶劑中，大大縮短了加熱時間，提高了萃取效率。高麗威等[14]用微波萃取法提取紫心甘薯總黃酮，研究探討了紫心甘薯黃酮類化合物微波提取的最正確條件。實驗中采用的是微波萃取儀，如果適當改良應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)，能有效降低生產(chǎn)本錢，提高經(jīng)濟效益，而且生產(chǎn)流程簡單，平安可靠。2.7酶法提取技術(shù)提取植物有效成分的過程中，當存在于細胞原生質(zhì)體中的有效成分向提取介質(zhì)擴散時，必須克制細胞壁及細胞間質(zhì)的雙重阻力。選用適當?shù)拿缸饔糜谒幱弥参锊牧?，如纖維素酶、果膠酶等，可使細胞壁及細胞間質(zhì)中的纖維素、果膠質(zhì)等降解，破壞細胞壁的致密構(gòu)造，減小細胞壁、細胞間質(zhì)等傳質(zhì)屏障對有效成分從胞內(nèi)向提取介質(zhì)擴散的傳質(zhì)阻力。歐陽娜娜等[15]利用酶解與溶劑聯(lián)合提取銀杏葉中黃酮類化合物。科研人員對酶解原理和作用進展了深入的研究，發(fā)現(xiàn)纖維素酶能使細胞壁疏松、破裂，減小傳質(zhì)阻力，促使黃酮類化合物向溶劑主體擴散，從而完成提取傳質(zhì)過程，提高提取效率。該課題研究了緩沖液pH值、酶解濃度、酶解溫度、酶解時間等因素對得率的影響，優(yōu)選出酶解預(yù)處理與溶劑提取相結(jié)合的最正確工藝條件，結(jié)果得出酶通常在45-55℃2.8溶劑萃取技術(shù)用水或不同濃度的醇提得到的浸出物成分復(fù)雜，往往不能析出黃酮類化合物。需用不同極性溶劑相繼萃取，能使苷與苷元別離〔或使極性苷元與非極性苷元分離〕。鐘勝佳等[16]對油松松針中的黃酮類成分的提取，采用等體積的石油醚、氯仿、乙酸乙酯、水飽和正丁醇萃取的別離方法。*巖等[17]在雞血藤黃酮類化合物的研究中，將雞血藤藤莖粗粉10kg，提取后依次用石油醚，醋酸乙酯和正丁醇萃取，得95％乙醇提取物的石油醚萃取物30g，醋酸乙酯萃取物400g，正丁醇萃取物84g，70％乙醇提取物的醋酸乙酯萃取物17g，正丁醇萃取物346g。陳婷婷等[18]選用有機溶劑提取法，通過單因素及正交試驗確定了綠豆皮中黃酮類化合物的最正確提取工藝。2.9聚酰胺技術(shù)聚酰胺對黃酮類化合物有很好的別離效果，且其容量比擬大，適合于制備性別離。聚酰胺色譜的別離機理，一般認為是"氫鍵吸附〞，即聚酰胺的吸附作用是通過其酰胺羰基與黃酮類化合物分子上的酚羥基形成氫鍵締合而產(chǎn)生的，其吸附強度主要取決于黃酮類化合物分子上的酚羥基的數(shù)目與位置，及溶劑與黃酮類化合物或與聚酰胺之間形成氫鍵締合能力的大小。溶劑分子與聚酰胺或黃酮類化合物形成氫鍵締合能力越強，則聚酰胺對黃酮類化合物的吸附作用將越弱。李俊松等[19]采用聚酰胺吸附法純化甘草總黃酮，其純度達45％，總黃酮收率達90％。2.10大孔吸附樹脂技術(shù)

大孔樹脂是一種不溶于酸、堿及各種有機溶劑的有機高分子聚合物,應(yīng)用大孔樹脂進展別離的技術(shù)是20世紀60年代末開展起來的繼離子交換樹脂后的別離新技術(shù)之一。大孔樹脂的孔徑與比外表積都比擬大,在樹脂內(nèi)部具有三維空間立體孔構(gòu)造,由于具有物理化學(xué)穩(wěn)定性高、比外表積大、吸附容量大、選擇性好、吸附速度快、解吸條件溫和、再生處理方便、使用周期長、宜于構(gòu)成閉路循環(huán)、節(jié)省費用等諸多優(yōu)點，近年來廣泛用于天然產(chǎn)物的提取別離工作中,得到了普遍認可和重視。近年來，大孔吸附樹脂已廣泛應(yīng)用于天然產(chǎn)物中黃酮類化合物的別離純化。大孔吸附樹脂是由聚合單體和交聯(lián)劑、致孔劑、分散劑等添加劑經(jīng)聚合反響制備而成的一類有機高聚物吸附劑。從吸附性能來說,它具有理化性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于酸、堿及有機溶劑，不受無機物影響等眾多優(yōu)點，因而近幾年在天然產(chǎn)物的別離純化中被廣泛應(yīng)用。丁彩麗等[20]采用6種大孔吸附樹脂，比擬其對款冬花總黃酮的吸附量、解吸率及吸附動力學(xué)特性，篩選出較優(yōu)的款冬花黃酮吸附樹脂。陸英等[21]用大孔樹脂別離純化鼠曲草中黃酮類化合物。鄧亞寧等[22]用D-101型大孔吸附樹脂別離純化鬼針草總黃酮。游本剛等[23]采用大孔吸附樹脂對珍珠菜總黃酮的別離純化工藝進展研究。王婷婷等[24]研究了AB-8和H103兩種大孔吸附樹脂對豐城雞血藤總黃酮的吸附特性，篩選出適合豐城雞血藤總黃酮別離純化的樹脂，并對其進展了動態(tài)吸附特性研究。2.11固相萃取技術(shù)固相萃取〔solid-phase〕是一種利用高效、高選擇性的固定相對液態(tài)或溶解后的固態(tài)樣品進展萃取、富集、濃縮、凈化及相轉(zhuǎn)換等樣品處理的簡便、經(jīng)濟、快速的新方法。該方法操作簡單，所需樣品體積較少，顯著減少溶劑的用量，樣品不易被污染，且固相萃取柱〔SPE柱〕能夠再生，從而成為分析實驗中常用的既快速又靈活的一種樣品前處理方法。黃麗婕等[25]研究建立了用固相萃取法純化羅漢果樣品液后直接進展HPLC測定的方法。本文僅對在實踐中應(yīng)用廣泛的提取別離方法做一綜述。隨著科技的不斷開展，將會涌現(xiàn)出更多方便、有效的方法，在具體的實驗和生產(chǎn)工藝中，應(yīng)根據(jù)實驗和生產(chǎn)的許多研究說明，以上這些新技術(shù)在天然藥物提取別離方面具有廣泛的應(yīng)用前景?，F(xiàn)代化提取別離技術(shù)的應(yīng)用對提高天然藥物制劑質(zhì)量，加快新藥開發(fā)和中藥現(xiàn)代化起著至關(guān)重要的作用?！緟⒖嘉墨I】[1]譚秦莉，*冬，李玉寶，等．總黃酮化合物藥理作用研究進展[J]．**中醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2021,28(3)：62-64．[2]*海揚，曾慧蘭．黃酮類化合物藥理作用的研究進展[J]．**醫(yī)藥,2021，49〔17〕：114-115.[3]華輝，郭勇．黃酮類化合物藥理研究進展[J]．**藥學(xué)，1999，9〔4〕：9-12．[4]肖崇厚．中藥化學(xué)[M].**：科學(xué)技術(shù)，1997.279．[5]李俊松，*德生，馮怡，等．甘草中黃酮的純化方法和含量測定[J]．中成藥，2007，29〔7〕：997-1000．[6]梁英，韓魯佳，任成才，等．黃芩黃酮浸提工藝優(yōu)化研究[J]．中成藥，2021，30〔7〕：1068-1070．揭金階．羅布麻葉總黃酮類化合物的提取及含量測[7]王鳳美,陳軍輝,李磊,等.高速逆流色譜法別離制備丹酚酸B[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2006,18(1):100-104.[8]全亞君.高效毛細管電泳在中藥分析中的應(yīng)用[J].中國藥物與臨床,2007,7(1):58-60.[9]陳洪濤,蔡丹昭,林立波.榕樹葉總黃酮超聲提取工藝條件的研究[J].時珍國醫(yī)國藥,2021,19(8):1955-1957.[10]翟淑紅,黃少烈,顧志偉.茶樹油的分子蒸餾精制