中藥有效成分提取技術(shù)及分析方法研究進(jìn)展

丁元清，武秀娟，郝文艷，盧 燕，李萬忠*

(1.日照真誠大藥房有限公司，山東 日照 276800；2.濰坊醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，山東 濰坊 261053)

中藥有效成分提取技術(shù)及分析方法研究進(jìn)展

丁元清1，武秀娟1，郝文艷2，盧 燕2，李萬忠2*

(1.日照真誠大藥房有限公司，山東 日照 276800；2.濰坊醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，山東 濰坊 261053)

本文結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，綜述了超臨界流體萃取、固相萃取法及固相微萃取法、超聲提取法、微波萃取法、高速逆流色譜提取法等提取分離新技術(shù)以及薄層色譜法、氣相色譜法、毛細(xì)管電泳技術(shù)、高效液相色譜法、生物色譜法、超臨界流體色譜法、色譜聯(lián)用技術(shù)、多維色譜法等分析技術(shù)在中藥有效成分提取和分析中的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)紅外光譜法與基因工程技術(shù)進(jìn)行簡單介紹，為中藥制劑工業(yè)生產(chǎn)提供參考。

中藥有效成分；提取新技術(shù)；分析方法

中藥及天然產(chǎn)物成分復(fù)雜，提取、分析方法顯得尤為重要，而煎煮、回流、浸漬、滲渡等傳統(tǒng)提取工藝存在損失大、周期長、工序多、提取率低等缺點(diǎn)。目前，新興提取技術(shù)具提取速度快、效率高，收率好，無污染特點(diǎn)，且能最大限度保留原始有效成分，正確選擇合適提取方法使中藥提取工作事半功倍?；谥兴幊煞謴?fù)雜性，圍繞其有效成分建立的分析新方法新技術(shù)也有利于鑒定該提取方法的可靠性及高效性[1]。即便是同一種中藥，也因產(chǎn)地，栽培方法，生長環(huán)境，采收季節(jié)以及加工方法等不同而有區(qū)別[2]。近年來，在中藥提取方面出現(xiàn)的新工藝的應(yīng)用，使得中草藥提取既符合傳統(tǒng)的中醫(yī)理論，又能達(dá)到提高有效成分的收率和純度的目的。本文就該方面綜述如下，以期為我國現(xiàn)代中藥制藥的研究和生產(chǎn)提供一定的借鑒和指導(dǎo)。

1 中藥提取技術(shù)

1.1 超臨界流體萃取

超臨界流體是處于臨界溫度和臨界壓力以上的流體，流體既具有與氣體類似的高擴(kuò)散系數(shù)和低黏度又具有與液體相近的密度和對(duì)物質(zhì)良好的溶解能力，通過調(diào)節(jié)溫度和壓力可以改變超臨界流體的溶解能力[3]，選擇性地把不同大小、沸點(diǎn)、相對(duì)分子質(zhì)量、極性的物質(zhì)萃取出來。超臨界流體萃取尤其適用于揮發(fā)性、脂溶性、熱敏性等的中藥成分提取，如烴、酯、內(nèi)酷、醚等化合物。葛發(fā)歡[4]等探討了從黃山藥中萃取薯禎皂素的最佳條件，同時(shí)進(jìn)行了中試放大,證明應(yīng)用該技術(shù)萃取薯預(yù)皂素進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)是可行的,與傳統(tǒng)的汽油法相比，收率提高1.5倍，生產(chǎn)周期大大縮短，避免使用汽油，以免有易燃易爆的危險(xiǎn)。

1.2 固相萃取法及固相微萃取

近十幾年來，針對(duì)低含量復(fù)雜樣品分離的固相萃取技術(shù)應(yīng)用逐漸廣泛，其分離純化方法機(jī)理與液相色譜相近[5]。在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的固相微萃取技術(shù)則是該萃取技術(shù)的進(jìn)一步延伸，即將一根極細(xì)的石英纖維固定于注射器推進(jìn)棒上?？赏ㄟ^后續(xù)熱脫附步驟使這些被富集的物質(zhì)解吸附，以便于在諸如氣相色譜等分析儀器中進(jìn)行分離[6]。

1.3 超聲提取

超聲波輔助萃取主要是借助于超聲波的空化作用提高中藥有效成分的浸出速度。能夠提高提取的效率，縮短提取時(shí)間[7]。目前，由于超聲提取具有諸如經(jīng)濟(jì)節(jié)省、方便快捷等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于小規(guī)模的中藥提取分析中[8]，超聲提取法對(duì)于中藥中的生物堿[9]、苷類[10]、黃酮[11]類等化合物具有很高的提取效率。郭孝武等[12]應(yīng)用超聲從大黃中提取蔥醒類成分的研究表明:超聲處理10 min，總提取率可達(dá)95.25 %，而煎煮3 h，總提取率僅為63.27 %;超聲提取20 min，提取率可達(dá)99.82 %；用紙層析及HPLC對(duì)兩種方法提取產(chǎn)物進(jìn)行分析，表明超聲處理對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)無影響。

1.4 微波萃取

微波萃取技術(shù)的應(yīng)用原理是在微波場(chǎng)中，吸收微波能力的差異使得基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使得被萃取物質(zhì)可從基體體系中分離，進(jìn)人到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對(duì)差的萃取劑中[13]。魯建江等[14]應(yīng)用微波技術(shù)從蕾香中提取揮發(fā)油，反應(yīng)時(shí)間由傳統(tǒng)的5 h減為20min，縮短了巧倍，揮發(fā)油含量由2.06 %提高到4.208 %。微波萃取技術(shù)也有一定的局限性，即只適用于對(duì)熱穩(wěn)定的產(chǎn)物。

1.5 高速逆流色譜提取

作為一種無需任何固態(tài)載體或支撐體的液液分配色譜技術(shù)，高速逆流色譜提取法于上世紀(jì)60年代末問世[15]。該技術(shù)具有諸如制備量大、溶劑消耗少、分離效率高、產(chǎn)品純度高、免除載體對(duì)樣品的吸附及污染等特點(diǎn)。王新宏等[16]應(yīng)用HSCCC對(duì)苦參生物堿類成分的制備分離進(jìn)行了研究，用正交試驗(yàn)確定了HSC-CC的最佳運(yùn)行參數(shù)，將苦參粗粉提物分離得到6個(gè)固態(tài)收集物，經(jīng)不同展開系統(tǒng)證實(shí)其中有一個(gè)為單一組分，實(shí)驗(yàn)表明，HSCCC法是一種高效、簡便的分離制備中草藥有效成分純品的新方法。

2 色譜法在中藥有效成分分析中的應(yīng)用

2.1 毛細(xì)管電泳技術(shù)

毛細(xì)管電泳(CE)是指以高壓直流電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力，以毛細(xì)管為分離通道，根據(jù)樣品中各組分淌度和分配行為上的差異而實(shí)現(xiàn)分離的一類CE快速而環(huán)保的分析技術(shù)。而高效毛細(xì)管電泳法(HPCE)則是借助于高壓電場(chǎng)下，按照淌度和分配系數(shù)不同而進(jìn)行高效分離的新興技術(shù)。該高效毛細(xì)管電泳法具有高效快速和進(jìn)樣體積小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于化學(xué)和藥學(xué)領(lǐng)[18]。祁靜同等[17]利用CE同時(shí)測(cè)定檳榔殼中6中酚類物質(zhì)。

2.2 高效液相色譜

高效液相色譜法(High performance liquid chromatography,HPLC)不受試樣的揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性的限制，是一種非常有效和普遍適用的分析方法，以其具有多組分的同時(shí)測(cè)定等特點(diǎn)在中藥有效成分分離中應(yīng)用最為廣泛。而在2004年出現(xiàn)的超高效液相色譜(Ultra performance liquid chromatography, UPLC)則是對(duì) HPLC 系統(tǒng)的一種全面升級(jí)。與HPLC相比,UPLC具有更小的顆粒填料、更強(qiáng)的耐壓系統(tǒng)、更低的交叉污染進(jìn)樣器等技術(shù)進(jìn)步。因此，UPLC系統(tǒng)可較大幅度的縮短分離時(shí)間，提高分離效率、增強(qiáng)檢測(cè)靈敏度和降低溶劑損耗。王喜明[27]在中藥及其制劑有效成分分析中采用HPLC同時(shí)測(cè)定出熊果酸和齊墩果酸的含量，可用于中藥材質(zhì)量的控制。

2.3 生物色譜

該法是基于生物大分子特性及相互作用的分子生物色譜法，常常用來分離純化并測(cè)定中藥有效成分。常用的分子生物色譜填料固定相有酶、受體、抗體等[19]。根據(jù)中藥有效成分與這些固定相之間的相互作用來發(fā)現(xiàn)生物活性物質(zhì)，揭示藥效作用機(jī)理。該方法以其具備的重現(xiàn)性良好、操作簡便、分析快速、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)受到重視。

2.4 超臨界流體色譜

超臨界流體色譜(Supercritical Fluid Chromatography)是以超臨界流體為流動(dòng)相的分析技術(shù)，其中CO2是最常見的超臨界流體。其分離機(jī)制與氣相色譜和液相色譜一樣，但卻有效彌補(bǔ)了二者的不足，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。鑒于超臨界流體更強(qiáng)溶解性和更大的擴(kuò)散系數(shù)，用于分析熱不穩(wěn)定、極性大而揮發(fā)性小的物質(zhì)。楊敏[20]首次采用SFC對(duì)厚樸、吳茱英、木香三種中藥的有效成分進(jìn)行了研究，并建立了這三種中藥的含量測(cè)定方法，具有分離速度快、重復(fù)性和穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn),且該法可以與多數(shù)檢測(cè)器(例如質(zhì)譜儀、紅外光譜儀等)聯(lián)用。

2.5 色譜聯(lián)用技術(shù)

色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)將色譜的分離效率強(qiáng)大和質(zhì)譜的結(jié)構(gòu)鑒定能力有機(jī)結(jié)合在一起，使二者各取聽長，將樣品的分離、定量以及定性成為連續(xù)的過程。相對(duì)而言，高效液相色譜-質(zhì)譜具有更好的選擇性、更高的靈敏度和更豐富的指紋信息，從而更為廣泛的應(yīng)用于中藥指紋圖譜檢測(cè)中[21]。

2.6 多維色譜技術(shù)

按照分離機(jī)理的不同，多維色譜分離可以分為多維高效液相色譜、多維毛細(xì)管電泳等。而根據(jù)各分離模式間的不同連接方式，多維色譜分離又可分為在線和離線分離。相對(duì)于一維色譜分離而言，多維色譜分離具有更高的峰容量。即如果每一維分離機(jī)理實(shí)現(xiàn)正交，那么整個(gè)多維系統(tǒng)的峰容量則為每一維分離峰容量的乘積[22]。

3 其他技術(shù)在中藥研究方面的應(yīng)用

3.1 紅外光譜

紅外光譜法是用紅外線照射樣品后，獲得其吸收譜圖，由于各種待測(cè)物的吸收波長各不相同，其紅外譜圖必然各有差別，因此紅外譜圖可以提供大量的待測(cè)物信息。通過建立了中藥的紅外光譜圖庫，可以大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)中藥的紅外測(cè)量[23]。 蔡佳良[24]等運(yùn)用IR建立廣霍香含葉量的近紅外定量分析模型，快速的測(cè)定了粉末藥材或以粉末入藥的廣霍香制劑中含葉量，結(jié)果表明廣霍香含葉量近紅外定量模型穩(wěn)定、精確，可用來預(yù)測(cè)未知樣品的含葉量。此外，鑒于紅外光譜對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的敏感性,還可以將紅外用于中藥中異構(gòu)體及相似物化性質(zhì)化合物的高效檢測(cè)[25]。

3.2 基因工程技術(shù)

基因工程技術(shù)作為高新科技，日益與醫(yī)藥發(fā)展緊密結(jié)合。例如，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)建與人體藥效敏感相似的動(dòng)物模型，因而而避免了傳統(tǒng)生物模型機(jī)理錯(cuò)位的現(xiàn)象，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)而又高效的靶向藥物篩選[26]。

4 小結(jié)

現(xiàn)代提取分離新技術(shù)的應(yīng)用，將對(duì)中藥制藥業(yè)帶來新的飛躍。各種分析方法和儀器的使用都具有一定的適用范圍和它們的優(yōu)缺點(diǎn)，在中藥有效成分的分析過程中，應(yīng)根據(jù)具體情況具體分析加以綜合考慮，確定最佳的提取分離及分析測(cè)定方法。加強(qiáng)新技術(shù)的運(yùn)用，研究新工藝對(duì)不同藥物提取分離的影響，尋求最佳的操作條件和作用機(jī)理，有針對(duì)性地進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備工藝的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)我國中藥產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展，為人類健康做出更大的貢獻(xiàn)。

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(本文文獻(xiàn)格式：丁元清，武秀娟，郝文艷，等.中藥有效成分提取技術(shù)及分析方法研究進(jìn)展[J].山東化工,2017,46(3):59-60,62.)

2016-12-06

山東省中醫(yī)藥發(fā)展計(jì)劃(2015-227)

丁元清，研究方向：中藥抗病毒活性篩選；通訊作者：李萬忠，博士，副教授，研究方向：天然產(chǎn)物研究及活性，中藥抗病毒活性篩選。

TQ461

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1008-021X(2017)03-0059-02