第二章 天然產(chǎn)物提取方法和技術(shù)3.3

第二章

天然產(chǎn)物的提取方法和技術(shù)第一節(jié)天然產(chǎn)物開發(fā)利用方案確定大致可分為：選定研究對象、生物材料采集和品種鑒定、文獻(xiàn)資料調(diào)研、化學(xué)成分預(yù)試驗、活性提取部位和活性化合物跟蹤分離和結(jié)構(gòu)鑒定、構(gòu)效關(guān)系、藥理、毒理、制劑工藝、臨床實驗、中試、正式生產(chǎn)等步驟。根據(jù)研究目的的不同：一、研究對象的確定根據(jù)古代醫(yī)學(xué)典籍、民族醫(yī)學(xué)實踐提供的資料或民間經(jīng)驗和臨床觀察；根據(jù)當(dāng)?shù)刂参飿悠冯S機(jī)選??；根據(jù)天然產(chǎn)物成分信息確定；根據(jù)已有的天然產(chǎn)物、醫(yī)藥學(xué)及相關(guān)科學(xué)研究成果的基礎(chǔ)上，通過大量的文獻(xiàn)檢索根據(jù)市場商品要求確定研究對象。傳統(tǒng)中醫(yī)藥有其豐富的醫(yī)藥學(xué)和文化內(nèi)涵。根據(jù)古今記載的臨床有效處方，收集整理臨床治病的單秘驗方的單味藥或復(fù)方藥進(jìn)行研究，篩選活性天然產(chǎn)物。如：冬凌草冬凌草(Rabdosia

rubescens(Hemls.)Hara)為唇形科香茶菜屬藥用植物廣布于我國黃河長江流域，河南濟(jì)源民間用于治療食管癌，賁門癌的民間藥物；研究發(fā)現(xiàn)它的有效化學(xué)成分是一個二萜類化合物，冬凌草素。活性跟蹤純化當(dāng)歸蘆薈丸：臨床具有瀉肝作用；中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院用其治療白血病，也有好效果。處方中：除去麝香后，療效仍有；但除去青黛和蘆薈后，則無一例有效；再進(jìn)行小鼠篩選：發(fā)現(xiàn)青黛是抗白血病的活性植物。繼續(xù)研究：發(fā)現(xiàn)青黛的有效成分為靛玉紅，研制出抗慢性粒細(xì)胞白血病的有效新藥。生物親緣關(guān)系確定研究對象

如：苦木苦味素類成分的研究從苦木科鴉膽子屬抗痢鴉膽子（B.antidysentericaMill)植物中得到有顯著抗腫瘤活性的化合物鴉膽??；后從苦木科16屬35種植物中也得到了約140個苦木苦味素類成分，其中30個有不同程度的抗腫瘤活性。鴉膽子與天然產(chǎn)物提取分離有關(guān)的期刊雜志主要有：NaturalProductReport，1984年開始出版（英國皇家化學(xué)會），刊登天然產(chǎn)物研究方面的熱點研究領(lǐng)域綜述性文章。JournalofNaturalProduct，美國化學(xué)會與美國生藥學(xué)會合辦，刊登藥用活性天然產(chǎn)物研究的原始研究論文。二、查閱文獻(xiàn)資料和收集信息期刊雜志主要有：Phytochemistry，國際植物生物化學(xué)與天然有機(jī)化學(xué)的專業(yè)期刊，刊登天然產(chǎn)物、植物分子生物學(xué)等研究的原始論文。JournalofAsianNaturalProductResearch，中國與日本合辦，發(fā)表亞洲國家天然產(chǎn)物分離、結(jié)構(gòu)鑒定、合成、生物轉(zhuǎn)化、生藥學(xué)和藥理評價方面的原始研究論文?；瘜W(xué)文摘（C.A.)

收錄1967年以后的內(nèi)容，可通過中國科技信息研究所（http://www.C)實現(xiàn)檢索美國化學(xué)會網(wǎng)站，（http://)

收錄幾十種主辦的化學(xué)類刊物，英國皇家化學(xué)會網(wǎng)站，

(http://)收錄英國皇家化學(xué)會的刊物數(shù)據(jù)庫主要有：天然產(chǎn)物生產(chǎn)工藝資料；生物資源、組織特性、地理分布；化學(xué)成分和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等資料；有效成分體內(nèi)代謝變化的資料；有效成分的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和生物活性等方面的資料；結(jié)構(gòu)相似化學(xué)成分的各種研究資料等等。文獻(xiàn)內(nèi)容可包括：實驗設(shè)計：1.觀察項目的可比性:實驗條件控制的要非常嚴(yán)格，否則實驗結(jié)果將不可靠。同一個實驗要重復(fù)多次，以觀察它的精確度、重現(xiàn)性和可靠性。若差別較大時，還需對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理，以計算它們的實驗誤差和可信性。三、實驗設(shè)計和工藝流程的選擇實驗設(shè)計：2.選擇測試指標(biāo)：

在實驗中所使用的分析方法測定速度快，結(jié)果要精確可靠；三、實驗設(shè)計和工藝流程的選擇3.不能直接搬用植物化學(xué)的提取方法作為工業(yè)生成的方法？植物化學(xué)提取的目的：新化合物、鑒定結(jié)構(gòu)、發(fā)現(xiàn)新成分、不計算成本、收率、經(jīng)濟(jì)效益；天然產(chǎn)物生產(chǎn)提取目的：要考慮收率、成本和經(jīng)濟(jì)效益等；在生產(chǎn)天然產(chǎn)物提取物時使用植物化學(xué)或中草藥化學(xué)中的有效成分提取分離方法是不經(jīng)濟(jì)的，在技術(shù)上也是不行的。因此，不能直接搬用植物化學(xué)的提取方法作為工業(yè)生產(chǎn)的方法。仍必須大量參考有關(guān)的植物化學(xué)提取流程和被提取有效成分的結(jié)構(gòu)及其物理化學(xué)性質(zhì)。必要時以這些資料作為科學(xué)依據(jù)，根據(jù)這些資料做實驗設(shè)計。做天然產(chǎn)物提取生產(chǎn)工藝的實驗研究時，一定要從工業(yè)生產(chǎn)的要求和實驗情況出發(fā)，*以經(jīng)濟(jì)的觀點設(shè)計生產(chǎn)工藝：流程簡單、經(jīng)濟(jì)可行，收率高、產(chǎn)品質(zhì)量高和成本低。1.分離純化的早期：由于提取液中的成分復(fù)雜、目的物濃度較稀、與目的物理化性質(zhì)相似的雜質(zhì)多，所以不宜選擇分辨能力較高的純化方法；宜采用萃取、沉淀、吸附等分辨能力低的方法有利；這些方法負(fù)荷能力大，分離量多兼有分離提純和濃縮作用，為進(jìn)一步分離純化創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)。工藝流程中注意事項：1.分離純化的早期：總的來說，早期分離方法的選擇原則是從低分辨能力到高分辨能力，而且負(fù)荷量較大者較為合適2.安排純化順序：考慮到有利于減少工序、提高效率；如：在鹽析后采取吸附法，必然會因離子過多而影響吸附效果，如增加透析除鹽，則使操作大大復(fù)雜化。如果倒過來進(jìn)行，先吸附，后鹽析就比較合理。3.分離操作的后期：必須注意避免產(chǎn)品的損失，主要是器皿的吸附，樣品液體殘留，空氣氧化及無法了解的原因。為取得足夠量的樣品，常需要加大原材料的用量，并在后期純化工序中注意保持樣品溶液由較高的濃度，以防止制備物在稀溶液中的變性，一個制備物是否純，常以“均一性”表示均一性是指所獲得的制備物只具有一種完全相同的成分。均一性的評價需經(jīng)過數(shù)種方法的驗證才能肯定。純度的鑒定方法很多，常用的有：溶解度法、結(jié)晶法、熔點法、色譜法、質(zhì)譜法等多種進(jìn)入新實驗研究階段：即小型或放大生產(chǎn)實驗階段

這個階段的主要任務(wù)：檢查生產(chǎn)工藝流程的可行性和存在的問題，并為中間生產(chǎn)實驗或正式工業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。二、實驗設(shè)計和工藝流程的選擇小實驗：原料用量少，使用設(shè)備以玻璃儀器為主，參加實驗人少；放大實驗：投料量大，設(shè)備多用小型工業(yè)設(shè)備，參加實驗人多；

小實驗為放大實驗提供數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，可節(jié)約放大實驗所需要的時間、人力、物力的投入。二、實驗設(shè)計和工藝流程的選擇進(jìn)入中試前的考慮：1.產(chǎn)率達(dá)到一定的穩(wěn)定程度，質(zhì)量可靠；2.工藝路線及操作步驟確定，建立和確定產(chǎn)品、中間體及原料的分析方法；3.確定和鑒定產(chǎn)品的生物材料的資源；四、天然產(chǎn)物提取中試設(shè)計進(jìn)入中試前的考慮：3.確定和鑒定產(chǎn)品的生物材料的資源；4.物料的衡算，“三廢”的處理方法；5.中試規(guī)模及原料的規(guī)格和數(shù)量；6.安全生產(chǎn)措施和方法。四、天然產(chǎn)物提取中試設(shè)計天然產(chǎn)物提取中試放大工藝特點：中試放大是由小試轉(zhuǎn)入工業(yè)化生產(chǎn)的過渡性研究工作，對小試工藝能否成功地進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn)至關(guān)重要研究工作主要圍繞著如何提高收率、改進(jìn)操作、提高質(zhì)量、形成生產(chǎn)等方面進(jìn)行。一個工藝研究項目的最終目的是能在生產(chǎn)上采用。1.原輔材料規(guī)格的過渡試驗；小試時：一般采用的原輔材料規(guī)格較高。

目的：是為了排除原料中所含雜質(zhì)的不良影響，確保實驗的準(zhǔn)確性。大規(guī)模生產(chǎn)時：應(yīng)改為生產(chǎn)時容易獲得的原輔材料進(jìn)行過渡性實驗。轉(zhuǎn)入中試放大生產(chǎn)的過渡性試驗：2.設(shè)備選型與材料質(zhì)量試驗；小試階段：大部分實驗時在小型玻璃儀器中進(jìn)行；中試階段：要對設(shè)備材料的質(zhì)量和設(shè)備的選型進(jìn)行實驗，為工業(yè)化生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)入中試放大生產(chǎn)的過渡性試驗：3.反應(yīng)條件限度實驗；目的:找到最適宜的工藝條件（如培養(yǎng)基種類、反應(yīng)溫度、壓力、pH等），一般均勻一個許可范圍。轉(zhuǎn)入中試放大生產(chǎn)的過渡性試驗：4.原輔材料、中間體及產(chǎn)品質(zhì)量分析方法研究

中間體和新產(chǎn)品均無現(xiàn)成分析方法，須研究他們的鑒定方法，制定簡便易行、準(zhǔn)確可靠的檢驗方法。轉(zhuǎn)入中試放大生產(chǎn)的過渡性試驗：5.下游工藝研究

上游工藝：以生物材料資源生產(chǎn)為核心的研究內(nèi)容；下游工藝：以產(chǎn)品的后處理為研究內(nèi)容的操作。

必須研究盡量簡化下游工藝操作，采用新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備，提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。轉(zhuǎn)入中試放大生產(chǎn)的過渡性試驗：中試放大的方法：

1.經(jīng)驗法：主要是憑借經(jīng)驗通過逐級放大(小試裝置－中間裝置－中型裝置－大型裝置)來摸索反應(yīng)器的特征。它也是目前藥物合成中采用的主要方法。

2.相似法：主要是應(yīng)用相似原理進(jìn)行放大。此法有一定局限性，只適用于物理過程放大。而不適用于化學(xué)過程的放大。

3.數(shù)學(xué)模型法:是應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)的放大，它是今后發(fā)展的方向。

中試放大的研究主要內(nèi)容：1，工藝路線和單元反應(yīng)操作方法的最終確定。特別當(dāng)原來選定的路線和單元反應(yīng)方法在中試放大階段暴露出難以解決的重大問題時，應(yīng)重新選擇其他路線，再按新路線進(jìn)行中試放大。2，設(shè)備材質(zhì)和型號的選擇。對于接觸腐蝕性物料的設(shè)備材質(zhì)的選擇問題尤應(yīng)注意。3，攪拌器型式和攪拌速度的考察。反應(yīng)很多是非均相的，且反應(yīng)熱效應(yīng)較大。在小試時由于物料體積小，攪拌效果好，傳熱傳質(zhì)問題不明顯，但在中試放大時必須根據(jù)物料性質(zhì)和反應(yīng)特點，注意攪拌型式和攪拌速度對反應(yīng)的影響規(guī)律，以便選擇合乎要求的攪拌器和確定適用的攪拌速度。中試放大的研究主要內(nèi)容：4.反應(yīng)條件的進(jìn)一步研究。試驗室階段獲得的最佳反應(yīng)條件不一定完全符合中試放。5.工藝流程和操作方法的確定。要考慮使反應(yīng)和后處理操作方法適用工業(yè)生產(chǎn)的要求。特別注意縮短工序，簡化操作，提高勞動生產(chǎn)率。從而最終確定生產(chǎn)工藝流程和操作方法。6.進(jìn)行物料衡算。當(dāng)各步反應(yīng)條件和操作方法確定后，就應(yīng)該就一些收率低，副產(chǎn)物多和三廢較多的反應(yīng)進(jìn)行物料衡算。反應(yīng)產(chǎn)品和其他產(chǎn)物的重量總和等于反應(yīng)前各個物料投量量的總和是物料衡算必須達(dá)到的精確程度。以便為解決薄弱環(huán)節(jié)。挖潛節(jié)能，提高效率，回收副產(chǎn)物并綜合利用以及防治三廢提供數(shù)據(jù)。對無分析方法的化學(xué)成分要進(jìn)行分析方法的研究。中試放大的研究主要內(nèi)容：7.原材料，中間體的物理性質(zhì)和化工常數(shù)的測定。為了解決生產(chǎn)工藝和安全措施中的問題，必須測定某些物料的性質(zhì)和化工常數(shù)，如比熱，黏度，爆炸極限等。

8.原材料中間體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制訂。小試中質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有欠完善的要根據(jù)中試實驗進(jìn)行修訂和完善。

9

.消耗定額，原材料成本，操作工時與生產(chǎn)周期等的確定。在中試研究總結(jié)報告的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行基建設(shè)計，制訂型號設(shè)備的選購計劃。進(jìn)行非定型設(shè)備的設(shè)計制造，按照施工圖進(jìn)行生產(chǎn)車間的廠房建筑和設(shè)備安裝。在全部生產(chǎn)設(shè)備和輔助設(shè)備安裝完畢。如試產(chǎn)合格和短期試產(chǎn)

穩(wěn)定即可制訂工藝規(guī)程，交付生產(chǎn)。第二節(jié)原料細(xì)胞結(jié)構(gòu)與提取工藝特性一、原料與天然產(chǎn)物提取工藝特性1.植物材料：根、莖、干果、花、葉等

根：如人參、丹參等用有機(jī)溶劑乙醇浸出；莖:可用有機(jī)溶劑加熱浸出干果：可用有機(jī)溶劑浸出花：是由果膠類物質(zhì)組成，需用酶或發(fā)酵的方法處理后再用溶劑提??；葉：多數(shù)不用處理，直接用溶劑提??；2.動物材料與天然產(chǎn)物提取工藝特性角類和骨類：加工前需要粉碎細(xì)一些；皮類：應(yīng)用新鮮材料，加工前先破碎；3.海洋生物材料與天然產(chǎn)物提取工藝特性

海藻：抗腫瘤、防心血管疾病等；腔腸動物：海葵毒素；軟體動物：抗病毒、抗腫瘤等；棘皮動物：海膽毒素；4.微生物與天然產(chǎn)物提取工藝特性

細(xì)菌放線菌藍(lán)細(xì)菌真菌（霉菌和酵母菌）二、生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與天然成分的浸出

活性成分或有效成分存在細(xì)胞質(zhì)中。

細(xì)胞有：細(xì)胞壁和細(xì)胞膜細(xì)胞有細(xì)胞壁和細(xì)胞膜；細(xì)胞膜類似于半透膜，具有超濾作用，即對細(xì)胞外的物質(zhì)的透過有分子篩作用，篩孔有一定的大小，透過物質(zhì)的分子較小時容易透過，較大的分子不易透過；活性成分/有效成分是存在細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞壁主要由纖維素、半纖維素和果膠物質(zhì)組成，細(xì)胞壁上有許多小孔叫孔壁，不過，不影響水溶性物質(zhì)的出入；對外界物質(zhì)的進(jìn)入或細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的外出有決定作用的是細(xì)胞膜?；钚猿煞?有效成分是存在細(xì)胞質(zhì)中植物原料外表面如葉、果實皮、莖皮等的表面組織上有蠟浸細(xì)胞壁，是蠟浸入細(xì)胞的纖維素壁中，形成蠟層。蠟層是由蠟醇和脂肪酸組成，使得細(xì)胞壁有很強(qiáng)的疏水性。有效成分的提取，要設(shè)法破壞一般細(xì)胞的細(xì)胞膜，改變細(xì)胞膜的通透性，使浸出溶劑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并把有效成分提取出來。對有蠟浸細(xì)胞壁組織表面的原料需破壞其蠟浸細(xì)胞壁，改變細(xì)胞壁的通透性。二、生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與天然成分的浸出

活性成分或有效成分存在細(xì)胞質(zhì)中。

破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁，

使有效成分提取出來。三、破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的方法1.風(fēng)干法2.加熱干燥法3.機(jī)械法4.非機(jī)械法5.化學(xué)法

在通風(fēng)良好不見直射陽光的條件下開始時，由于外界空氣的蒸汽壓或相對濕度較低，細(xì)胞壁先失水，隨后細(xì)胞質(zhì)的液泡也失水，細(xì)胞液的濃度增高，使?jié)q壓減低萎蔫，終致細(xì)胞破壞到死亡。失水收縮，但不產(chǎn)生質(zhì)壁分離，是機(jī)械傷害。改變膜的超濾性和滲透性，細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)易于被溶劑浸出。風(fēng)干法，對有效成分損害??；1.風(fēng)干法原料的細(xì)胞組織用風(fēng)干法不易破壞的，且有效成分在加熱時沒有重大影響的條件下，可用加熱法破壞原料組織結(jié)構(gòu)；a.在浸出有效成分時，使細(xì)胞質(zhì)和蛋白質(zhì)凝集、變性、收縮，致使細(xì)胞膜和細(xì)胞壁破壞，提高滲透性，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)迅速向外擴(kuò)散；2.加熱干燥法b.新鮮原料切片后加熱干燥，水分急劇蒸發(fā)，細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)和蛋白質(zhì)凝固、變性、細(xì)胞萎縮，破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，改變細(xì)胞組織的滲透性；不適合熱不穩(wěn)定性物質(zhì)；2.加熱干燥法處理量大，速度快，但需采取冷卻措施。a.球磨法:將細(xì)胞組織懸浮液與玻璃小珠、石英砂或氧化鋁一起快速攪拌或研磨，使細(xì)胞破碎；b.高壓勻漿：利用高壓迫使細(xì)胞懸浮液通過針形閥，由于突然減壓和高速沖擊而造成細(xì)胞破裂；壓力、溫度和通過勻漿閥的次數(shù)；3.機(jī)械法：處理量大，速度快，但需采取冷卻措施。c.X-press法：改進(jìn)的高壓方法；d.超聲波法：在15－25KHz頻率下操作，利用超聲波的空穴作用，不適用于大規(guī)模操作；3.機(jī)械法：適于微生物的破碎，包括酶解、滲透壓沖擊、凍結(jié)和融化、熱處理和化學(xué)法溶胞等；酶解：利用酶的反應(yīng)分解破壞細(xì)胞壁上特殊的鍵，達(dá)到破壞目的，有專一性強(qiáng)，條件溫和的優(yōu)點；滲透壓沖擊：滲透壓的突然變化，水迅速進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，引起細(xì)胞壁破裂；適用于細(xì)胞壁較脆弱的菌；凍結(jié)和融化：在低溫下突然冷凍和室溫下融化，對此達(dá)到破壞細(xì)胞壁作用；適合細(xì)胞壁較弱的胞體；4.非機(jī)械法如：酸堿及表面活性劑處理；可以使蛋白質(zhì)水解、細(xì)胞溶解或使某些組分從細(xì)胞內(nèi)提取出來；脂溶性溶劑也可用于化學(xué)處理，如丁醇、丙酮、氯仿等；但這些溶劑常易引起生化物質(zhì)破壞，同時還帶來分離和回收化學(xué)物質(zhì)的問題。5.化學(xué)法三、破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的方法選擇合適的破碎方法，考慮下列因素：細(xì)胞的數(shù)量；所需要的產(chǎn)物對破碎條件的敏感性如：溫度、化學(xué)試劑、酶等的敏感性；達(dá)到的破碎程度及破碎所需的速度等；盡可能采用溫和的方法。1.形態(tài)與性狀相結(jié)合的鑒別方法：按生物分類學(xué)形態(tài)鑒定的方法，依照各部分的形態(tài)，確定其所屬分類學(xué)的科、屬、種；再按其利用部位進(jìn)行形態(tài)學(xué)與性狀鑒定相結(jié)合的方法，做出鑒定結(jié)論。四、原料的質(zhì)量控制2.顯微粉末鑒定：在顯微鏡下觀察其組織或細(xì)微的形態(tài)，做出鑒定結(jié)論；3.化學(xué)鑒別法：根據(jù)被鑒定原料的化學(xué)成分，利用TLC法或傳統(tǒng)化學(xué)方法進(jìn)行成分鑒定

四、原料的質(zhì)量控制4.紫外光譜法：原料可用乙醇或甲醇浸出液在紫外光譜儀上測定紫外光譜；可靠、簡單；四、原料的質(zhì)量控制5.有效成分的含量測定：GC：分析和鑒定各成分，且同時確定定性和定量的結(jié)果，適用于芳香油、香豆素、脂肪酸等；四、原料的質(zhì)量控制5.有效成分的含量測定：HPLC：分離效果更好的分析方法，比GC還要廣泛，比TLC分離效果更好；需要儀器設(shè)備－高壓液相色譜儀；紫外吸收光譜掃描；既可以定性分析，又可以定量分析且結(jié)果較為理想。四、原料的質(zhì)量控制五、原料的前處理原料前處理的依據(jù)，要根據(jù):原料組織的化學(xué)成分、有效成分的性質(zhì)和生物化學(xué)的性質(zhì)、原料的組織和細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。1.除雜、洗滌、切割:需要在新鮮狀態(tài)進(jìn)行除雜和洗滌，原料處理按生產(chǎn)工藝的要求，選擇采收原料的時間，制定除雜方法；五、原料的前處理2.原料的干燥：目的是為了便于貯藏和運輸，有破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁的作用，利于浸出的順利進(jìn)行；需采用不同的干燥方法進(jìn)行干燥；

2.原料的干燥：例如：對熱不穩(wěn)定性的藥材，多用風(fēng)干法。中藥材多用曬干法，在日光的直接照射下，干燥速度較快、細(xì)胞膜破壞較好，但不適合光不穩(wěn)定性的有效成分的干燥；如：小檗根，含有雙卞基異喹啉生物堿，對光不穩(wěn)定，易發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，不適用于曬干法，適合風(fēng)干法干燥。目的：增加原料的表面積，提高浸出速度。原料的粉碎程度同原料的種類和性質(zhì)相關(guān)：草類原料，粉碎粗一些；木質(zhì)類原料，粉碎細(xì)一些；較粗的根、莖和果實以及種子類原料，需粉碎的更細(xì)。3.粉碎：4.發(fā)酵和水解處理法：5.脫脂處理：原料中含較多的油、脂或蠟6.含揮發(fā)油類原料的處理：

宜在新鮮狀態(tài)處理，防止成分改變；7.以酶和蛋白質(zhì)為主要成分的原料處理：同6，需在新鮮狀態(tài)處理，以免變性或失活。六、生理活性物質(zhì)的保護(hù)措施對一些生物大分子如蛋白質(zhì)、酶和核酸，主要的保護(hù)措施：1.緩沖系統(tǒng)：如磷酸鹽溶液、檸檬酸溶液等；

目的是防止提取過程中某些酸堿基團(tuán)的解離，造成活性物質(zhì)的變性；2.加入保護(hù)劑：防止某些生理活性物質(zhì)基團(tuán)和酶的活性中心收到破壞。3.抑制水解酶的破壞4.其他一些特殊要求的保護(hù)第三節(jié)天然產(chǎn)物傳統(tǒng)分離純化方法提取法萃取法微波提取超聲波提取過濾蒸發(fā)濃縮沉淀法結(jié)晶干燥一、提取法1.提?。海ㄓ址Q浸出、固液萃?。?/p>

是應(yīng)用有機(jī)或無機(jī)溶劑將固體原料中的可溶性組分溶解，使其進(jìn)入液相，再將不溶性固體和溶液分開的操作。溶質(zhì)：提取原料的可溶性組分；溶劑：用于溶解溶質(zhì)的液體，或稱提取劑。提取所得的含有溶質(zhì)的溶液稱為溢流液、浸出液或上清液；提取后的載體和殘余的少量溶液稱為殘渣或提取渣。溶劑提取法根據(jù)植物中各種有效成分在溶劑中的溶解作用，選用對有效成分溶解度大，對不需要成分溶解度小的溶劑，而將有效成分從植物組織內(nèi)提取出來。一、提取法浸提是通過溶劑與原料接觸，互相滲透、溶解以及擴(kuò)散等一系列復(fù)雜過程而完成。由于植物原料的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，提取的物質(zhì)又是多組分混合物，因此統(tǒng)一的浸提理論難以確定。一般包括：滲透、溶解、分配和擴(kuò)散等

（1）滲透浸提開始時，滲透隨被浸提植物原料的情況不同而異。如：對干原料，首先要濕潤，一般新鮮的植物材料中水分占80%左右，原料與疏水性的石油醚溶劑接觸時更為困難，為了加快滲透，需添加少量的極性溶劑如乙醇或丙酮等。（2）溶解

溶劑滲入細(xì)胞后，可溶解的成分按溶解度大小先后溶解到溶劑中去。對于干原料，以溶解過程為主。在細(xì)胞原生質(zhì)中，溶劑和細(xì)胞液是分層的，精油在兩相中都能溶解。若在兩相中溶質(zhì)濃度不平衡，則在相互接觸時，將在相與相之間進(jìn)行分配，即為有效成分從細(xì)胞液的液相轉(zhuǎn)入溶劑相中，直到有效成分在細(xì)胞原生質(zhì)液和溶劑兩個液相內(nèi)達(dá)到完全平衡。

（3）分配

K=C1/C2（在一定條件下）K－分配系數(shù)C1－兩相平衡時被浸提組分在浸提液中的濃度C2－兩相平衡時被浸提組分在被浸提混合物中的濃度溶劑的量比細(xì)胞原生質(zhì)中液體的量要大得多，因此浸提比較完全。但是，這種分配現(xiàn)象對某些粉碎的植物原料的浸提可能就不是主要因素，而以溶解占主導(dǎo)作用。（4）擴(kuò)散：從植物原料中浸提精油時，溶劑經(jīng)滲透浸入含有精油的原料內(nèi)，在細(xì)胞內(nèi)生成一種溶液。根據(jù)分配原則，精油溶解到與之接觸的溶劑中之后，引起溶劑中溶質(zhì)濃度的上升；另一方面，溶劑本身將透入含高濃度溶質(zhì)的細(xì)胞原生質(zhì)溶液，濃度差稱為擴(kuò)散的動力，擴(kuò)散作用一直進(jìn)行到細(xì)胞內(nèi)溶液成分的濃度和細(xì)胞外浸提液中成分的濃度達(dá)到相等時為止，即擴(kuò)散濃度差等于零時為止。浸提過程只能更新溶劑，才能重新開始，直到新的濃度平衡時停止。（4）擴(kuò)散：擴(kuò)散系數(shù)公式：D=(RT/N)×(1/6πηr)

R－氣體常數(shù)(8.31×107erg/度）

T－熱力學(xué)溫度

r－擴(kuò)散粒子的半徑

N－阿伏加德羅常數(shù)

η—擴(kuò)散液內(nèi)部的摩擦因數(shù)，即介質(zhì)的黏度2.影響提取的因素溶劑浸提成功與否，關(guān)鍵在選擇合適的溶劑和提取方法。原料的粉碎度提取時間、溫度等也影響提取效率。樣品粉碎越細(xì)，表面積越大，浸出過程快；但同樣由于粉碎度過高，樣品顆粒表面積過大，吸附增強(qiáng)，反而影響過濾速度。一般來說：水提?。嚎捎么址郏?0目）或薄片有機(jī)溶劑提?。哼^60目為宜，全草、花類等以20-40目為宜。（1）粉碎度（2）提取溫度：一般來說：冷提雜質(zhì)少，效率低；熱提雜質(zhì)多，效率高；但溫度不宜過高，加熱在60℃左右為宜，最高不超過100℃。2.影響提取的因素（3）濃度差：溶劑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，成分溶解后因細(xì)胞內(nèi)外濃度差，就向外擴(kuò)散，內(nèi)外達(dá)到一定濃度時，擴(kuò)散停止，即到了動態(tài)平衡，成分不再浸出；如果更新溶劑，又開始新的擴(kuò)散，反復(fù)多次直至提取結(jié)束。加熱回流提取法最好，最次為浸漬法（4）提取時間：一般來說：提取時間長，浸出量大；但時間過長，無用雜質(zhì)增多；如用熱水加熱提?。好看?.5h-1h為宜，最多不超過3h；乙醇回流：每次1h-2h為宜；其他試劑可適當(dāng)增長3.浸出溶劑的選擇植物成分在溶劑中的溶解度直接與溶劑性質(zhì)有關(guān)。溶劑可分為水、親水性有機(jī)溶劑和親脂性有機(jī)溶劑。一些常見溶劑的親脂性的強(qiáng)弱順序如下：石油醚>苯>氯仿>乙酸乙酯>丙酮>乙醇>甲醇>水一些常見溶劑的親水性的強(qiáng)弱順序如下：石油醚<苯<氯仿<乙酸乙酯<丙酮<乙醇<甲醇<水3.浸出溶劑的選擇溶劑選擇的三個原則：浸出速度快；浸出物的純度高、雜質(zhì)少、質(zhì)量好；成本低3.浸出溶劑的選擇提取活性成分時，可選擇單一溶劑或幾種不同極性的溶劑進(jìn)行分布提取，將各成分依此提取出來。一般先采用極性低的親脂性溶劑進(jìn)行提取，往往先將植物加適量水濕潤，晾干后提取。再用能與水相溶的有機(jī)溶劑如丙酮、乙醇和甲醇等，最后用水提取。溶劑分類親水性溶劑親脂性溶劑H2OMeOH、EtOH、Me2COEt2O、CHCl3、PE、苯提取對象苷類、Alk鹽有機(jī)酸、酚類除蛋白質(zhì)、多糖外幾乎所有成分親脂性強(qiáng)—濃EtOH親水性強(qiáng)—稀EtOH甾體、萜類、油脂、揮發(fā)油優(yōu)點價廉、易得、安全、提取時間短提取成分全面、回收容易、穿透力強(qiáng)選擇性強(qiáng)、提取成分較純?nèi)秉c易發(fā)霉、回收困難易燃、有毒、成本較高成本高、有毒、易燃、穿透力弱4.提取設(shè)備固液萃取主要包括：不溶性固體中所含的溶質(zhì)在溶劑中溶解的過程；分離殘渣與提取液的過程；在后一個過程中，不溶性固體與提取液往往不能分離完全。4.提取設(shè)備操作方式：間歇式、半連接式、連接式固體原料處理方式：固定床、移動床和分散接觸式溶劑和固體原料接觸的方式：多級接觸和微分接觸。選擇設(shè)備:固體原料的形狀、顆粒的大小、物理性質(zhì)、處理難易及所需的費用等。溶劑提取方法浸漬法滲漉法煎煮法回流法連續(xù)回流提取法連續(xù)回流提取法提取方法溶劑操作提取效率使用范圍備注浸漬法水或有機(jī)溶劑不加熱效率低各類成分，尤遇熱不穩(wěn)定成分出膏率低，易發(fā)霉，需加防腐劑滲漉法有機(jī)溶劑不加熱——脂溶性成分消耗溶劑量大，費時長煎煮法水直火加熱——水溶性成分易揮發(fā)，熱不穩(wěn)定不宜用回流提取法有機(jī)溶劑水浴加熱——脂溶性成分熱不穩(wěn)定不宜用，溶劑量大連續(xù)回流提取法有機(jī)溶劑水浴加熱節(jié)省溶劑，效率最高親脂性較強(qiáng)成分用索氏提取器，時間長二、萃取法（液-液萃?。?.原理：

兩相溶劑提取稱為萃取法，是利用混合物中各成分在兩種互不相溶的溶劑中的分配系數(shù)的不同進(jìn)行分離的方法。萃取時，各成分在兩相溶劑中分配系數(shù)相差越大則分離效率越高，可用于從溶液中提取、分離、濃縮有效成分或除去雜質(zhì)。萃取法的操作溫度低，適于對熱不穩(wěn)定成分的分離；如：水為濃縮液，可用水不相容的溶劑，石油醚、苯、氯仿、乙酸乙酯等KD=分配系數(shù)：在定溫定壓下，如果一個溶質(zhì)溶解在兩個同時存在的互不相溶的液體里，達(dá)到平衡后，設(shè)溶質(zhì)在兩相中濃度的比等于為一常數(shù)在萃余相中的濃度在萃取相中的濃度萃取相一般為水相；萃取相一般為有機(jī)相萃取法（液-液萃?。├没旌衔镏懈鞒煞衷趦煞N互不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同而達(dá)到分離的方法。萃取時如果各成分的分配系數(shù)相差越大，分離效率越高萃取法（液-液萃?。┨崛∫褐械挠行С煞质怯H脂性的物質(zhì)，一般多用親脂性有機(jī)溶劑，如苯、氯仿或乙醚進(jìn)行兩相萃取；有效成分是偏于親水性的物質(zhì)，需用弱親脂性的溶劑，例如乙酸乙酯、丁醇等。提取黃酮類成分多用乙酸乙脂和水的兩相萃取。提取親水性強(qiáng)的皂甙則多選用正丁醇、異戊醇和水作兩相萃取。三、微波提取法微波提取（microwaveassistedextraction)利用微波能進(jìn)行物質(zhì)萃取的一種新技術(shù)；已經(jīng)涉及到幾大天然化合物（揮發(fā)油、苷類、多糖、萜類、生物堿、甾體）微波提取的原理和特點1.介于300MHz-30GHz（波長在1cm-1m，介于紅外和無線電波之間）之間的電磁波2.提取過程中，微波加熱導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì)吸收微波能，產(chǎn)生熱量，破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁。使得胞外溶劑容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，溶解并釋放出細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)物。3.當(dāng)樣品與溶劑混合并被微波輻射時，溶劑短時間內(nèi)即被加熱至沸點，由于沸騰在密閉容器中發(fā)生，溫度高于溶劑常壓沸點，而且溶劑內(nèi)外層都達(dá)到這一溫度，促使成分很快被提取。4.優(yōu)點：投資少、設(shè)備簡單、有效成分得率高、溶劑耗量少，無污染等；5.缺點：設(shè)備的一次性投資較大，運行成本高，且難于萃取強(qiáng)極性和大分子量的物質(zhì)。2.微波提取的裝置和條件裝置包括：微波爐裝置和提取容器（實驗室：商業(yè)化的家用微波爐）提取效益：微波提取頻率、功率和時間實例1微波提取重樓皂苷與水浴加熱回流對比表明：微波并未破壞藥物的結(jié)構(gòu)時間、次數(shù)、含量實例2微波提取紅景天苷與乙醇加熱回流對比微波處理1.5min，水提10min得到；70%乙醇回流提取2h得到物質(zhì)；提取率一致的條件微波提取的優(yōu)點質(zhì)量大都相當(dāng)或優(yōu)于溶劑回流、超臨界二氧化碳提取等；操作方便裝置簡單提取時間短、提取率高溶劑用量少產(chǎn)品純正等四、超聲波提取法

超聲波：指頻率高于20KHz，人的聽覺耳閾以外的聲波。

Ch.P（2000）應(yīng)用超聲波處理的由232品種；

Ch.P（1995）應(yīng)用超聲波處理的有117種；超聲波提?。豪贸暡ň哂械臋C(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)及熱效應(yīng)，通過增大介質(zhì)分子的運動速度、增大介質(zhì)的穿透力以提取生物有效分成的方法。1.提取原理（1）機(jī)械效應(yīng)：超聲波在介質(zhì)中的傳播可以使介質(zhì)質(zhì)點在其傳播空間內(nèi)產(chǎn)生振動，從而強(qiáng)化介質(zhì)的擴(kuò)散、傳質(zhì)。a.輻射壓強(qiáng)對物料有很強(qiáng)的破壞作用，使細(xì)胞組織變形、植物蛋白質(zhì)變性；b.促使產(chǎn)生摩擦力，使生物分子解聚，使細(xì)胞壁上的有效成分更快地溶解于溶劑中(2)空化效應(yīng)通常情況下，介質(zhì)內(nèi)部或多或少地溶解了一些微氣泡，這些氣泡在超聲波的作用下產(chǎn)生振動，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時，氣泡由于定向擴(kuò)散而增大，形成共振腔，然后突然閉合，這就為超聲波的空化效應(yīng)。(2)空化效應(yīng)增大的氣泡在閉合時，產(chǎn)生的高壓，形成微激波，可造成植物細(xì)胞壁及整個生物體破裂，且在瞬間完成，利于有效成分的溶出。(3)熱效應(yīng)在介質(zhì)傳播中，其聲能不斷被介質(zhì)的質(zhì)點吸收，介質(zhì)將所吸收能量的全部或大部分轉(zhuǎn)變成熱能，從而導(dǎo)致介質(zhì)本身和藥材組織溫度的升高，增大藥物有效成分的溶解度，加快有效成分的溶解速度。(3)熱效應(yīng)由于內(nèi)部溫度的升高是在瞬間完成，可以使被提取成分的結(jié)構(gòu)和生物活性保持不變。2.超聲波的特點不需加熱，適用于對熱敏物質(zhì)的提取，節(jié)省能源；提高了有效成分的提取率，節(jié)省了原料藥材，利于資源保護(hù)；溶劑用量少，節(jié)約溶劑；是一個物理過程，不影響有效成分的生理活性有效成分含量高，利于進(jìn)一步精制。3.影響超聲波提取的因素時間影響：比常規(guī)提取的時間短，一般在10min-100min以內(nèi)，較好效果

超聲波頻率：是主要的影響因素；3.影響超聲波提取的因素溫度影響：水一般最佳溫度為60℃，有機(jī)溶劑需實驗篩選；

超聲波的凝聚機(jī)制：可提高提取率，縮短時間；4.超聲波提取對中藥有效成分性質(zhì)的影響超聲波提取具有省時、節(jié)能、提取率高的特點；對有機(jī)小分子的提取不會破壞分子結(jié)構(gòu)；但對生物大分子，如多肽、蛋白質(zhì)或酶的提取中，可能會破壞其結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響其生理活性。鹽析沉淀法有機(jī)溶劑沉淀法鉛鹽沉淀法酸堿沉淀法其他沉淀法七、沉淀法七、沉淀法鹽析沉淀法溶質(zhì)可以通過在溶液中加入中性鹽而沉淀析出，主要是利用不同物南在高濃度鹽溶液中的溶解度不同來達(dá)到分離、提純的目的。主要用于蛋白質(zhì)、多肽、多糖、核酸等的分離沉淀，其中以蛋白質(zhì)沉淀最為常見

特點1.成本低，不要昂貴的設(shè)備2.操作簡單、安全3.對許多生物活性物質(zhì)有穩(wěn)定的作用例：三七水提取液中，加MgSO4到飽和狀態(tài)，三七皂甙即可沉淀析出。三顆針中提取黃連素，加NaCl飽和，小薜堿粗品析出。影響鹽析的若干因素

離子強(qiáng)度

一般說來，離子強(qiáng)度越大，蛋白質(zhì)的溶解度越低。在進(jìn)行分離的時候，一般從低離子強(qiáng)度到高離子強(qiáng)度順次進(jìn)行。每一組分被鹽析出來后，經(jīng)過過濾或冷凍離心收集，再在溶液中逐漸提高中性鹽的飽和度，使另一種蛋白質(zhì)組分鹽析出來。

蛋白質(zhì)的性質(zhì)各種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)不同，鹽析要求的離子強(qiáng)度也不同。

pH一般來說，蛋白質(zhì)所帶凈電荷越多溶解度越大，凈電荷越少溶解度越小，在等電點時蛋白質(zhì)溶解度最小。為提高鹽析效率，多將溶液pH值調(diào)到目的蛋白的等電點處。

溫度

在一般情況下，蛋白質(zhì)對鹽析溫度無特殊要求，可在室溫下進(jìn)行，只有某些對溫度比較敏感的酶要求在0-4℃進(jìn)行。

先將鹽析的樣品裝于透析袋中，然后浸入飽和硫酸銨中進(jìn)行透析，透析袋內(nèi)硫酸銨