天然產(chǎn)物提取分離新技術(shù)的研究進(jìn)展

陳銘祥　王定勇

[摘要] 綜述天然產(chǎn)物提取分離的各種新技術(shù)、新方法,為天然產(chǎn)物的開發(fā)利用提供參考,為加快新藥開發(fā)和中藥現(xiàn)代化獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。

[關(guān)鍵詞] 天然產(chǎn)物;提取分離;新技術(shù)

[中圖分類號] R931.4[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-7210(2009)08(a)-009-02

天然產(chǎn)物是藥物研發(fā)中極具潛力的原料資源,分離純化天然產(chǎn)物中具有獨(dú)特生物活性的物質(zhì)是中藥研究的重要基礎(chǔ)工作。天然產(chǎn)物有效成分復(fù)雜,含量低,難于富集,用傳統(tǒng)的分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,尤其難以分離結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似的組分。隨著中藥現(xiàn)代化的發(fā)展,高新技術(shù)不斷在天然藥物中推廣應(yīng)用?，F(xiàn)將近年天然產(chǎn)物提取分離純化新技術(shù)的進(jìn)展作一綜述。

1 超臨界流體萃取技術(shù)

超臨界流體萃取是一種以超臨界流體代替常規(guī)有機(jī)溶劑對中藥有效成分進(jìn)行萃取和分離的新型技術(shù)。超臨界流體是溫度與壓力均在其臨界點(diǎn)之上的流體,性質(zhì)介于氣體和液體之間,有與液體相接近的密度,與氣體相接近的黏度及高的擴(kuò)散系數(shù),故具有很高的溶解能力及好的流動(dòng)、傳遞性能,可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有毒、易燃、易揮發(fā)的有機(jī)溶劑[1]。超臨界流體萃取技術(shù)在中藥生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用較多。目前,通過調(diào)節(jié)溫度、壓力、加入適宜夾帶劑等方法,已成功地從中藥中提得揮發(fā)油、生物堿、苯內(nèi)素、黃酮類、有機(jī)酚酸、苷類、萜類以及天然色素等成分。這項(xiàng)技術(shù)不僅可提高提取效率,還可大量保存熱不穩(wěn)定及易氧化成分,可提取含量低的成分,以及選擇性地提取目標(biāo)產(chǎn)品[2]。

2 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)以選擇性透過膜為分離遞質(zhì),當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動(dòng)力(如壓力差、濃度差、電位差等)時(shí),原料側(cè)組分選擇性的透過膜,以達(dá)到分離、提純目的。膜分離技術(shù)具有過程簡單、無相變、分離系數(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(diǎn),是一項(xiàng)高新技術(shù)。膜分離技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用將推動(dòng)中藥現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程,同時(shí)還能提高我國中藥的附加值,有利于中藥出口。可以展望,膜分離技術(shù)必將在21世紀(jì)推動(dòng)中藥制藥工業(yè)的迅速發(fā)展,為社會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[3]。

3 高速逆流色譜分離技術(shù)

高速逆流色譜分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)分離效率高,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(diǎn),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。近年高速逆流色譜分離法在天然藥物研究領(lǐng)域獨(dú)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),一次分離可制備63.4 mg 丹酚酸B,純度為98.16%,同步完成復(fù)雜樣品的分離、純化和制備。

4 高效毛細(xì)管電泳法

高效毛細(xì)管電泳法是近年來迅速發(fā)展的一種新型分離分析技術(shù),以高質(zhì)電場為驅(qū)動(dòng)力以毛細(xì)管為分離通道依據(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(shí)現(xiàn)的類液相分離技術(shù)。該技術(shù)用于分析中草藥,具有以下優(yōu)勢:分離模式多,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(shí)間一般比HPLC短;由于柱效高,有可能使同一個(gè)分離條件適合多種樣品中多組分的分析;HPCE所采用的毛細(xì)管柱易于全面清洗,不必?fù)?dān)心柱污染而報(bào)廢;所用的化學(xué)試劑少,價(jià)廉,分析成本低,特別適合于我國國情[5]。

5 制備高效液相色譜

制備高效液相色譜具有靈敏度高、分析速度快、選擇性強(qiáng)等特點(diǎn),可一次性完成分離純化和鑒定,廣泛用于天然產(chǎn)物的分離制備。董新榮等[6]利用制備型反相高效液相色譜法從辣椒素類物質(zhì)中制備了3種辣椒素單體。確認(rèn)它們分別為降二氫辣椒素、辣椒素和二氫辣椒素,收率分別為60.1%、58.9%和72.3%。

6 分子印跡技術(shù)

分子印跡技術(shù)是20世紀(jì)末出現(xiàn)的一種高選擇性分離技術(shù),模仿了生物界的鎖匙作用原理,首先合成對已知結(jié)構(gòu)的模板分子具有特定識別能力的分子印跡聚合物(MIP),MIP能結(jié)合與模板分子結(jié)構(gòu)相同或類似的分子,而對于與模板分子結(jié)構(gòu)相差較遠(yuǎn)的分子只有較弱的表面吸附作用,從而將兩者分離,富集得到目標(biāo)化合物。MIP除了可以快速有效地分離出目標(biāo)化合物,還能獲得具有相似藥理作用的相似化合物[7]。

7 半仿生提取技術(shù)

半仿生提取法是將整體藥物研究法與分子藥物研究法相結(jié)合,從生物藥劑學(xué)角度模擬口服給藥及藥物經(jīng)胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)的原理,為經(jīng)消化道給藥的中藥制劑設(shè)計(jì)的一種新的提取工藝。張學(xué)蘭等[8]以小檗堿、總生物堿、干浸膏量為指標(biāo),對黃柏的半仿生提取法和水提取法進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示,半仿生提取法在增加有效成分的提取率、提高某些藥效學(xué)指標(biāo)方面明顯優(yōu)于水提法,是一種值得在中藥提取分離中推廣的好方法。

8 酶工程技術(shù)

酶工程技術(shù)是近幾年來用于中藥工業(yè)的一項(xiàng)生物工程技術(shù)。中草藥成分復(fù)雜,有各種有效成分,選用恰當(dāng)?shù)拿?可以通過酶反應(yīng)較溫和地將植物組織分解,加速有效成分的釋放提取,選用相應(yīng)的酶可將影響液體制劑的雜質(zhì)如淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等分解祛除,也可促進(jìn)某些極性低的脂溶成分轉(zhuǎn)化為糖苷類易溶于水成分而有利于提取[9]。

9 微波技術(shù)

微波萃取是利用微波來提高萃取率的一種最新發(fā)展起來的新技術(shù),具有選擇性高、操作時(shí)間短、溶劑耗量少、有效成分得率高的特點(diǎn),被應(yīng)用于環(huán)保方面有機(jī)污染物的提取、中藥及天然化合物的生物活性成分提取等方面。對于植物果膠的提取,與傳統(tǒng)的方法相比,微波輻射能大大加快組織的水解,使果膠提取的時(shí)間由傳統(tǒng)方法的90 min縮短到5 min,果膠質(zhì)量有所提高[10]。

10 超聲提取

超聲提取技術(shù)的基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;另外,超聲波的次級效應(yīng),如機(jī)械振動(dòng)、乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等也能加速欲提取成分的擴(kuò)散釋放并使之充分與溶劑混合,利于提取。其熱效應(yīng)、機(jī)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)用中的三大理論依據(jù)。與常規(guī)提取法相比,超聲波提取速度快、時(shí)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)果表明該方法效率高,穩(wěn)定性好,提取總黃酮含量高。

11 分子蒸餾技術(shù)

分子蒸餾是在高真空度下進(jìn)行分離操作的連續(xù)蒸餾,可使分離混合物的沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于常壓,各組分在系統(tǒng)中受熱停留時(shí)間短,因此適于分離沸點(diǎn)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(jìn)行精制,結(jié)果從粗茶樹油中分離出了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(dá)49.56%,并且精制的茶樹油符合國際標(biāo)準(zhǔn)。分子蒸餾技術(shù)目前面臨的主要課題是擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域,尤其是對一些分離難度大的天然藥物的應(yīng)用。

許多研究表明,以上這些新技術(shù)在天然藥物提取分離方面具有廣泛的應(yīng)用前景?，F(xiàn)代化提取分離技術(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。

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[11]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(shí)珍國醫(yī)國藥,2008,19(8):1955-1957.

[12]翟淑紅,黃少烈,顧志偉.茶樹油的分子蒸餾精制及其GC/MS分析[J].廣東化工,2008,35(1):97-100.

(收稿日期:2009-02-26)