生物碱提取、分离和纯化的研究进展

生物碱提取、别离和纯化的研究进展【摘要】生物碱是许多中草药及药用植物的有效成分。如何从天然产物中提取与别离生物碱，吸引了人们的广泛关注。传统的提取方法是建立在生物碱的理化性质根底上，有溶剂提取法、直接提取法等。随着超声波、色谱技术、膜别离技术、超临界萃取技术以及酶学技术的应用和开展，其提取与别离方法也不断地得以改良。随着对生物碱药用价值认识的进步，生物碱的提取与别离方法将更加高效、迅速、完善。文章综述了近年来生物碱提取别离的新方法。【关键词】生物碱;别离;提取;纯化生物碱是植物中含氮的碱性有机化合物，大都有明显的生理活性，所以常常是很多中草药的有效成分。生物碱大多数来自植物界，以罂粟科、豆科、防己科、毛莨科等科的植物中分布较多。生物碱含量一般都较低，大多少于1%，长春花中的长春新碱含量只有百万分之一［1］。而中草药所含成分非常复杂，既有有效成分，又有无效成分和有毒成分。为了进步中草药的治疗效果，就要尽最大限度提取有效成分，去除无效成分及有毒成分。因此，如何从天然产物中提取与别离生物碱，吸引了人们的广泛关注，其提取与别离方法也不断地改良和开展。1生物碱的提取方法1.1传统的提取法生物碱大都能溶于氯仿、甲醇、乙醇等有机溶剂，除季铵碱和一些分子量较低或含极性基团较多的生物碱外，一般均不溶或难溶于水，而生物碱与酸结合成盐时那么易溶于水和醇。基于这种特性，可用不同的溶剂将生物碱从中药中提取［2，3］。包括有溶剂提取法、直接提取法〔水溶性生物碱、季铵碱〕、离子交换树脂法〔如麦角新碱类、东莨菪碱、咖啡因等〕和沉淀法。1.2超声波提取法声化学的研究开展很快，已普及到化学化工、药物提取等领域，受到了普遍的重视，已证实超声辐射可增强提取成分的产额。药材在溶剂中受到超声波特有的作用——振动时产生的空化效应，使生药粉中的细胞受空化泡瞬间崩溃所产生的力量，致使细胞壁破裂，加速了溶剂进入细胞内部，在超声振动作用下，损伤细胞中的生物碱成分直接快速向溶剂中溶解［4］。如用超声提取药材中的小檗碱，与常规的煎煮、浸泡提取法相比，超声的空化作用大大加速了小檗碱成分的提取速度，还很好地保持了生物碱的特性和品质，同时，也进步了小檗碱成分的提取［5，6］。1.3微波萃取微波萃取技术作为一种新型的萃取技术，有其独特的特点。主要是对极性分子的选择性加热从而对其选择性的溶出。同时降低了萃取时间，进步了萃取速度。范志刚等［7］比拟了微波提取与常规煎煮方法，结果微波法麻黄碱的浸出量明显优于煎煮法。邓远辉等［8］用微波提取黄连中小檗碱，结果说明在单位时间内微波处理较回流提取具有明显优势。1.4酶法中药制剂的杂质大多为淀粉、果胶、蛋白质等，针对杂质可选用适宜的酶予以分解除去。酶反响较温和地将植物组织分解，可以较大幅度进步收率，故酶解不失为一种最大限度从植物体内提取有效成分的方法之一。目前，用于中药提取方面研究较多的是纤维素酶，大局部的中药材的细胞壁是由纤维素构成，植物的有效成分往往包裹在细胞壁内；纤维素那么是由β-D-葡萄糖以1，4-β葡萄糖苷键连接，用纤维素酶酶解可以破坏β-D-葡萄糖键，使植物细胞壁破坏，有利于对有效成分的提龋马桔云等［9］选用黄连提取小檗碱，研究了其加酶组和未加酶组对有效成分小檗碱提取的影响，两种工艺提取的小檗碱含量有显著差异，而提取的成分一致。1.5半仿生提取法半仿生提取法简称SBE法，是将整体药物研究法与分子药物研究法相结合，从生物药剂学的角度，模拟口服给药及药物经胃肠道转运的原理，为经消化道给药中药制剂设计的一种新的提取工艺。即将药料先用一定pH的酸水提取，继以一定pH的碱水提取，提取液分别滤过、浓缩，制成制剂。这种新提取法可以提取和保存更多的有效成分，能缩短消费周期，降低本钱。张兆旺等［10～12］比拟SBE法和水提取法的提取工艺，结果说明SBE法可以提取和保存更多的有效成分，有可能替代水提取法。2生物碱的别离和纯化一种植物中往往含有几种或几十种生物碱。因此，提取出来的总生物碱还需进一步别离，去除杂质、排除干扰物，保证分析结果的准确性。2.1一般纯化的方法可析出结晶的生物碱用重结晶法；挥发性生物碱可用水蒸气蒸馏法；易升华的生物碱用升华法提获得到单体。由不同沸点组成的液体生物碱总碱，往往可通过常压或减压分馏别离。如毒芹中的毒芹碱和羟基毒芹碱，石榴皮中的伪石榴皮碱、异石榴皮碱和甲基异石榴皮碱等都可通过减压分馏法别离出来［3］。许多生物碱的盐比游离碱更易于结晶。因此，可利用其在各种溶剂中的不同溶解度进展别离，之后再转变成游离碱［3］。转贴于论文联盟.ll.2.2色谱法色谱法利用混合物组分在固定相中吸附和分配系数的微小差异，到达各组分彼此别离的目的。优点是别离效率高，它能把各种性质极相似的组分彼此别离，而后分别加以测定，因此是一类重要而常用且开展最快的别离手段，且对于那些用传统的别离方法难以别离的物质以及热敏性物质，该方法具有明显的优越性。对苷类生物碱或极性较大的生物碱，可用反相色谱或葡聚糖凝胶进展别离［13，14］。对于PKα较大的生物碱，一般多用离子对色谱，通过离子对试剂和生物碱形成中性络合物到达别离的目的［3］。2.3树脂吸附别离技术树脂吸附是一种有效别离有效成分的途径。大孔吸附树脂是20世纪60年代末开展起来的一类有机高聚物吸附剂，它具有多孔网状构造和较好的吸附性能。在对某些中药材或者中药复方制剂中的有效成分进展定性、定量检测时，使用大孔吸附树脂可有效的除去某些干扰成分，而获得较好的效果［15］。用大孔吸附树脂提取中草药有效成分优势显著，提取苦豆子生物碱具有吸附快、解吸易、流体流动性能好,树脂寿命长,对环境、产品无污染等独特优势,有利于规模化消费。2.4超滤法超滤法是20世纪60～70年代开展起来的一种以多孔性半透膜——超滤膜作为别离介质的膜别离技术。具有别离不同分子量分子的功能。超滤法优点在于不耗任何溶剂，操作简单。虽然总生物碱纯度较低，但超滤液可以直接结合阴离子交换树脂进一步对生物碱进展进一步纯化，减少了纯化过程中的许多中间步骤，且总生物碱的纯度高，树脂的污染校彭国平等［16］研究各材质超滤膜对不同中药成分的影响，结果说明生物碱类成分对膜超滤有较强的选择性，可适用于水溶性较大成分的别离。2.5超临界萃取技术基于超临界流体的优良特性开展起来的超临界流体萃取〔SFE〕技术被列为中药药效最正确提取别离技术，兼有精馏和液-液萃取的特点，操作参数易于控制，溶剂可循环使用，特别合适于别离热敏性物质。虽然SFE技术也存在缺乏对超临界流体状态本身的透彻理解，高压设备目前较昂贵，商业利益促使的专利保护等因素制约着该技术的开展等，但超临界萃取技术仍是一种符合当代绿色潮流的干净、高效提取技术。已报道采用SFE技术萃取秋水仙根和光菇子〔秋水仙碱〕、益母草、荜茇〔胡椒碱〕等生物碱［17，18］。3完毕语生物碱大多具有天然的生理活性，是多种中草药及药用植物的有效成分，对生物碱提娶别离和纯化的研究，具有非常重要的意义。一方面，更多的具有独特药用价值的生物碱不断被发现和应用；另一方面，伴随着科学技术的不断进步和开展，各种高效的、方便快捷的方法不断涌现，各种生物碱独特效能的不断开掘及广泛应用。根据生物碱的性质，选择详细的提娶别离和纯化方法，灵敏运用各种提娶别离和纯化的原理，不断探究新的提娶纯化的最正确条件，生物碱的提取别离技术将会得到更加深化的研究和开发。【参考文献】［1］汪洪,孙敏,伍春莲.长春花生物碱生物合成途径中关键步骤与代谢调控研究进展［J］.中国中药杂志，2001,26(10)：656.［2］姚新兰，吴立军.天然药物化学，第4版［］.上海：人民卫生出版社，2022：380.［3］中国科学院上海药物研究所.中草药有效成分提取(第2版)［］.上海：上海技术出版社，1998：263.［4］郭孝武.一种提取中草药化学成分的方法-超声提取法［J］.天然产物研究与开发,1999,11(3):37.［5］赵兵,伍志春,王玉春，等.超声波在植物提取中的应用［J］.中草药,1999,30(9)：附1.［6］冯假设,赵逸云,李化茂，等.超声波在生物技术中应用的研究进展［J］.生物化学与生物物理进展,1994,21(6):500.［7］范志刚.微波技术对麻黄中麻黄碱的浸出量影响［J］.中成药,2000,22(7):520.［8］邓远辉,杨柳,周蓓,等.微波用于中药黄连的提取［J］.数理医药学杂志,2002,15(1)：88.［9］马桔云.纤维素酶在黄连提取工艺中的应用［J］.中草药,2000,31(2):103.［10］张兆旺,孙秀梅.试论“半仿生提取法〞制备中药口服制剂［J］.中国中药杂志,1995,20(11)：670.［11］张兆旺,孙秀梅,尉小慧，等.川乌2种方法提取液的成分比拟［J］.中成药,1999,21(1)：5.［12］张兆旺,孙秀梅.半仿生提取法的特点与应用［J］.提取技术与工艺,2000,2(1)：35.［13］王锦军,张延召,田平林.反相离子对高效液相色谱法优选去氢骆驼蓬碱提取工艺的初步研究［J］.天然产物研究与开发，2002,14(3)：62.［14］薛燕,袁汉成.RF-HPL用于碱性生物碱的别离［J］.药物分析杂志,2022,23(2)：94.［15］史作清,施荣富,王春红，等.树脂吸附法在中药有效成分提取中的应用［J］