MCI 吸附樹脂在天然藥物化學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展*

張先梅，王 蒙，張藝蓉，孫延平，王知斌，匡海學(xué)

（黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，教育部北藥基礎(chǔ)與應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江省中藥及天然藥物藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150040）

吸附樹脂（Adsorption resin）是一種具有吸附能力的高分子聚合物，可用于廢水凈化，糖液脫色，生物制品純化和天然產(chǎn)物富集等用途。MCI 樹脂為聚苯乙烯基反相填料，是一種新型吸附樹脂，因其適合分離中等極性和大極性化合物被廣泛應(yīng)用于天然產(chǎn)物的分離。MCI 樹脂是在Diaion 和Sepabeads 大孔吸附樹脂基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并改造的，可分為CQK 與CQA 離子交換樹脂系列，CHP 疏水反應(yīng)樹脂系列和以聚羥基甲基丙烯酸酯為基體的尺寸排斥色譜CQP樹脂系列[1]。MCI 樹脂是一種高效穩(wěn)定的分離純化材料，具有易操作、高選擇、吸附快等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)兼具酸堿適用范圍廣、顆粒均勻和可反復(fù)使用等特點(diǎn)，隨著材料技術(shù)的不斷發(fā)展，MCI 樹脂具有的優(yōu)點(diǎn)與特性使其在天然藥物化學(xué)研究過程中地位日益升高。本文從天然藥物化學(xué)分離純化和藥物分析處理兩方面對(duì)MCI 樹脂的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行歸納，為實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用和科學(xué)研究提供參考依據(jù)。

1 在天然藥物化學(xué)分離純化方面的應(yīng)用

1.1 在黃酮類成分分離純化中的應(yīng)用

黃酮類化合物（Flavonoids）是廣泛存在于自然界的、具有2-苯基色原酮結(jié)構(gòu)的化合物。其種類繁多，活性廣泛，存在形式多為游離苷元和苷。MCI 樹脂分離純化黃酮類化合物主要依靠分子篩作用和吸附作用，分離黃酮苷時(shí)以分子篩作用為主，分子量越大越容易被洗脫；分離黃酮苷元時(shí)以吸附作用為主，因吸附力強(qiáng)弱差異而分離。堯渝等利用甲醇水溶液洗脫體系通過MCI 柱色譜對(duì)茶葉中茶多酚氧化產(chǎn)物進(jìn)行分離，獲得2 種純度相對(duì)較高的兒茶素低聚合物并確定其中一種是黃酮苷類化合物Kaempferol-3-O-β-D-glucoside[2]。李珂珂等通過 MCI 半制備高效液相色譜和硅膠柱色譜從人參花蕾醇提物的乙酸乙酯層中分離得到5 個(gè)黃酮類化合物，均為首次從人參屬植物中分離得到，分別鑒定為山奈酚3-O-（2",3"-二-反式-對(duì)-香豆酰基）-α-L-鼠李糖苷，山奈酚 3-O-（3",4"-二-反式-對(duì)-香豆?；?α-L-鼠李糖苷，山奈酚3-O-（3"-順式-對(duì)-香豆?；?4"-反式-對(duì)-香豆?；?α-L-鼠李糖苷，山奈酚3-O-（2",4"-二-反式-對(duì)-香豆?；?α-L 鼠李糖苷和山奈酚 3-O-（2",4"-二-順式-對(duì)-香豆?；?α-L 鼠李糖苷[3]。同樣運(yùn)用MCI 樹脂結(jié)合硅膠柱色譜，我國學(xué)者從小薊乙酸乙酯部位分離鑒定出15 個(gè)黃酮類化合物，再次提供了MCI 樹脂可用于植物中黃酮類成分分離純化的應(yīng)用實(shí)例[4]。

1.2 在三萜類成分分離純化中的應(yīng)用

三萜類化合物（Triterpenoids）是一類基本母核由30 個(gè)碳原子組成的萜類化合物，以游離態(tài)和結(jié)合態(tài)（成苷或成酯）在植物中分布。三萜類化合物具有廣泛的藥理活性，如:抗腫瘤、抗炎、抗菌、解熱和鎮(zhèn)痛作用等。近年來隨著現(xiàn)代研究技術(shù)的發(fā)展，一些具有生物活性的三萜類化合物不斷被發(fā)現(xiàn)，顯示其具有廣闊的應(yīng)用前景。何小汝等通過對(duì)波羅蜜屬植物猴子癭袋的小枝進(jìn)行分離，結(jié)合MCI、硅膠、Sephadex LH-20 和ODS 等柱色譜分離手段，共鑒定出六個(gè)三萜類化合物，分別為3,25-二羥基羊毛脂烷-8,23（E）-二烯-7,11-二酮，（24R）-環(huán)阿屯烷-25-烯-3β,24-二醇，（24R）-環(huán)阿屯烷-24，25-二醇-3-酮，熊果酸，樺木酸和白樺脂醇[5]。張秀艷等對(duì)龍膽科龍膽屬小秦艽干燥花進(jìn)行分離，主要通過MCI和ODS 柱色譜對(duì)其進(jìn)行分離純化，結(jié)果從小秦艽花的乙醇提取物中分離得到8 個(gè)三萜類成分[6]。

1.3 在鞣質(zhì)類成分分離純化中的應(yīng)用

鞣質(zhì)（Tannins）又稱單寧，是廣泛存在于植物中的一類結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的多元酚類化合物，因其具有多方面的生物活性一直以來都是化學(xué)成分研究的熱點(diǎn)之一，但由于存在分子量大和強(qiáng)極性的特點(diǎn)，普通吸附劑很難對(duì)其進(jìn)行分離，制約了研究進(jìn)展。柱色譜是目前分離純化鞣質(zhì)及其有關(guān)化合物的主要方法，其中MCI 樹脂展現(xiàn)出優(yōu)越的分離能力和穩(wěn)定性。劉延澤等運(yùn)用MCI 柱色譜從柳蘭全草70%丙酮提取物中分得9 個(gè)鞣質(zhì)類及其他酚性化合物[7]。丁崗等通過 Toyopearl HW-40，Diaion HP-20 和 MCI GEL柱色譜對(duì)訶子進(jìn)行分離，得到3 種主要可水解鞣質(zhì):chebulinic acid，chebulagic acid 和 chebulanin[8]。王國凱等通過硅膠、MCI 和Sephadex LH-20 柱色譜結(jié)合適宜的溶劑對(duì)木棉葉的化學(xué)成分進(jìn)行分離純化，共鑒定出了12 個(gè)酚性化合物[9]。周志宏等利用MCI和硅膠柱色譜分離龍舌蘭科植物劍葉龍血樹樹脂加工而成的血竭從甲醇浸提物中分離并鑒定了12 個(gè)化合物，其中10 個(gè)為酚性化合物[10]。關(guān)小麗等采用MCI 柱色譜對(duì)荔枝皮80 %乙醇提取物進(jìn)行分離純化，最終得到7 個(gè)多酚類化合物經(jīng)鑒定為對(duì)羥基苯甲酸、原兒茶酸、（+）兒茶素、（-）表兒茶素、原花青素A2、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷和aesculitannin A，其中除原花青素A2 以外的化合物均為首次從荔枝皮中分離得到[11]。

1.4 在木脂素類成分分離純化中的應(yīng)用

木脂素（Lignans）是一類多數(shù)由兩分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物，存在形式多數(shù)為游離狀態(tài)，少數(shù)成苷。木脂素類化合物在植物中分布廣泛且具有較強(qiáng)的生物活性。通過對(duì)蒼耳的干果蒼耳子70 %乙醇提取物進(jìn)行研究，結(jié)合MCI、ODS 和硅膠進(jìn)行分離，結(jié)果得到17 個(gè)木脂素類化合物，其中16 個(gè)化合物首次從蒼耳屬中分離得到[12]。張茂婷等對(duì)茜草地上部分進(jìn)行化學(xué)成分研究，利用MCI、硅膠和Sephadex LH-20 等多種柱色譜進(jìn)行分離純化，結(jié)果從其75 %乙醇提取物的乙酸乙酯萃取部位中首次分離得到11 個(gè)木脂素類化合物[13]。

1.5 在生物堿類成分分離純化中的應(yīng)用

生物堿（Alkaloid）是一類含氮的堿性有機(jī)化合物，大多數(shù)有復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，氮素多包含在環(huán)內(nèi)，有顯著的生物活性，是植物中重要的有效成分之一。我國學(xué)者用氯仿萃取桐葉千金藤95 %乙醇提取物得到總生物堿，通過MCI、Rp-18 和Sephadex LH-20 進(jìn)行分離和純化，共獲得六種生物堿分別為Cepharamine，l-tetrahadropalmatine，Plmatine，Stephamiersine，Telitoxine 和 Daurioxoisoporphine D[14]。

1.6 在氨基酸類成分分離純化中的應(yīng)用

氨基酸（Amino acid）是組成蛋白質(zhì)分子的基本單位，其結(jié)構(gòu)是一種既含氨基又含羧基的化合物。植物里含有的氨基酸有些類型雖不是必需氨基酸，但卻具有一些特殊的生物活性，這些非蛋白氨基酸稱為天然游離氨基酸，是天然藥物成分研究不可忽視的內(nèi)容。張梓毓等從五味子提取物MCI 樹脂水洗脫部位中分離得到α-氨基-β-羥基異丁酸和β-乙氧基氨基丙酸2 個(gè)天然游離氨基酸，延展了MCI 吸附樹脂在植物氨基酸類成分中的分離純化應(yīng)用[15]。

2 在天然藥物化學(xué)分析處理方面的應(yīng)用

MCI 樹脂兼具大孔吸附樹脂和反相色譜填料的優(yōu)點(diǎn)，從分離原理上講既有物理吸附作用，又有半化學(xué)吸附作用（氫鍵吸附）和分子篩作用（排阻色譜），特別是其類似于反相色譜的性能使其更適于分離極性較大的化合物。目前，已有將MCI 樹脂用于分析前處理并與傳統(tǒng)分析技術(shù)相結(jié)合，用以解決以往難以進(jìn)行的分析研究的應(yīng)用實(shí)例。

羅實(shí)應(yīng)用MCI 樹脂對(duì)銀杏葉中銀杏內(nèi)酯A 和銀杏內(nèi)酯B 粗提物進(jìn)行純化并進(jìn)行分析，通過工藝研究確定MCI 處理粗提物條件為:銀杏葉提取物藥料比為8.0mg·g-1（粗提物/樹脂干重），洗脫流速為20mL·min-1，上樣后依次用 10%、20%、30%、40%、50%和 60%乙醇溶液各 3BV，3BV、4BV、3BV、2BV、2BV洗脫，收集流份可得高純度的銀杏內(nèi)酯A 和銀杏內(nèi)酯B。藥物分析用Agilent Eclips C18 色譜柱，流動(dòng)相為甲醇∶水（45∶55），流速 1.0mL·min-1，檢測波長220nm，結(jié)果銀杏內(nèi)酯 A、B 在 10～37.5μg 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，銀杏內(nèi)酯A:r=0.9992，銀杏內(nèi)酯B:r=0.9994。銀杏內(nèi)酯A 平均轉(zhuǎn)移率為98.08%，RSD 為1.29%，銀杏內(nèi)酯B 平均轉(zhuǎn)移率為98.12%，RSD 為1.14%[16]。

陸燦通過MCI 樹脂對(duì)燕麥進(jìn)行前處理，富集得到 3 個(gè)燕麥皂苷 3-O-{[鼠李糖（1-4）][葡萄糖（l-2）]-葡萄糖26-O-葡萄糖-呋甾烷-5-烯（25S）環(huán)氧，26-二醇，3-O-{[鼠李糖（1-4）][（葡萄糖（l-3）-葡萄糖（1-2）]-葡萄糖}-26-O-葡萄糖-呋甾烷-5-烯（25S）環(huán)氧,26-二醇，3-O-{[鼠李糖（1-4）]-葡萄糖}26-O-葡萄糖-呋甾烷-5-烯（25S）環(huán)氧,26-二醇，結(jié)合高效液相色譜定量檢測方法測得燕麥中總皂苷物質(zhì)含量為0.080%，3 種主要皂苷含量分別為0.040%、0.023%和0.018%。同時(shí)對(duì)MCI 樹脂富集燕麥皂苷的工藝進(jìn)行優(yōu)化，考查了提取溶劑、提取溫度，提取時(shí)間和料液比等條件，優(yōu)化后燕麥皂苷提取率可達(dá)89.1%，得率可達(dá) 0.071%[17]。

3 結(jié)語

隨著材料技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，新型材料的出現(xiàn)已為基礎(chǔ)研究提供了更多選擇和技術(shù)支持，合理有效的將新型材料與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，將極大的加快研究進(jìn)程并拓寬研究空間。天然藥物服用方式多為水煎煮，其中水溶性高分子化合物具有較強(qiáng)的藥理活性，而常用的傳統(tǒng)吸附劑對(duì)大分子化合物分離效果欠佳。MCI 樹脂同時(shí)具有反相色譜和吸附樹脂的優(yōu)點(diǎn)，適合分離中、大極性化合物，因此，適用于天然藥物化學(xué)研究，該新型材料有望為更多天然產(chǎn)物提供有效分離手段[18]。MCI 吸附樹脂在天然藥物化學(xué)分離純化和分析處理過程中的應(yīng)用將推動(dòng)天然藥物化學(xué)的發(fā)展，推進(jìn)材料學(xué)與化學(xué)的協(xié)同創(chuàng)新。

MCI 吸附樹脂其自身也在不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷改進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，市面上已出現(xiàn)種類齊全，規(guī)格多樣的多系列產(chǎn)品。其應(yīng)用范圍也在不斷拓展，新型樹脂表現(xiàn)出在金屬離子富集方面的優(yōu)勢(shì)，研究證明其能夠吸附鈀（II）與鹽酸胍形成的離子締合物，吸附率可達(dá)99%，另有研究表明其對(duì)痕量鈀及鎘的富集也表現(xiàn)出令人滿意的能力[19]。MCI 樹脂作為新型材料具有廣闊的發(fā)展空間和市場前景，具有很高的開發(fā)價(jià)值。隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和科研手段的不斷提高，新型MCI 吸附樹脂將在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。因此，開發(fā)樹脂品種，提高樹脂質(zhì)量，提升樹脂安全性將是未來樹脂研究和應(yīng)用的主要方向。