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【關鍵詞】中藥；分離技術；綜述

傳統中藥是我國的瑰寶,但對于絕大多數臨床療效肯定的中藥,我們并不清楚是何種成分起的作用,這也是中藥在國際上沒有獲得普遍認可和接受的原因。中藥化學成分被公認為中藥藥效物質基礎的來源,為了有效、合理地利用中藥資源,對中藥成分分離的研究工作就顯得十分重要。隨著現代科學技術的發展,新的分離技術更多地應用在中藥成分分離的研究工作中。筆者現就近年來中藥成分分離中所應用的技術作一綜述。

1傳統成分分離技術

傳統的成分分離技術更多依賴于普通柱層析、重結晶等。

普通柱層析就是利用硅膠或氧化鋁等常用的吸附材料作為固定相、利用不同比例的有機溶劑作為流動相對樣品進行洗脫,最終達到成分分離的效果。這種方法操作簡單,但對于成分比較復雜或結構相近的成分來說,常常得不到理想的分離效果。重結晶(Recrystallisation)是利用固體混合物中目標組分在某種溶劑中的溶解度隨溫度變化有明顯差異,在較高溫度下溶解度大,降低溫度時溶解度小,從而實現分離提純,該法由于其局限性,也不能廣泛應用在中藥成分的分離過程中。涂氏等[1]采用硅膠層析法及重結晶分離純化法從蒙古黃芪中分離出毛蕊異黃酮,在毛蕊異黃酮分離提純過程中,利用不同溶劑對樣品溶解度的不同,采用重結晶的方法,得到的晶體純度較高,而且樣品損失較少。李氏等[2]比較了柱層析與重結晶在精制水飛薊賓上的優缺點,柱層析和重結晶兩種方法均可達到獲得水飛薊賓純品的目的,柱層析分離所用時間稍短,純度比重結晶高,但需要大量溶劑,成本較高,且產率較低,而重結晶操作簡單,所用儀器、溶劑價格低廉,容易控制反應,但反應周期長。

2減壓層析分離技術

減壓層析分離技術是一種簡便、快速、高效的層析分離方法,其基本原理與普通柱層析相同。與其它層析分離方法相比,減壓層析分離具有設備簡單、操作方便、時間短等優點,可避免樣品由于長時間的吸附而變質,適用于分離不太穩定的化合物。但該法在溶劑用量上比普通柱層析大,且不能直接觀察色帶來進行切割洗脫。吳氏等[3]對減壓層析裝置進行了改進,并首次應用到貫葉連翹中金絲桃素的提取中,實驗結果與常壓層析比較,在分離時間上縮短了一倍,產率提高了20多倍,而溶劑用量則減少了近一半。鄧氏[4]通過自制的減壓層析分離裝置,對多種中藥進行成分分離,取得了良好的分離效果,得到漢防己甲素、漢防己乙素、烏頭堿、美沙烏頭堿、白藜蘆醇苷等。

3大孔樹脂吸附分離技術

大孔樹脂吸附分離技術是利用一類有機高聚物吸附劑,通過吸附性和分子篩原理,根據不同成分吸附力的不同及分子量的大小,在大孔吸附樹脂上經一定的溶劑洗脫而達到分離的目的。大孔樹脂明顯的優勢在于其再生可以用溶劑來實現,通常采用80%左右的含水醇、酮或含有酸、堿的含水醇、酮進行洗滌,再生效果比較好。但大孔樹脂在有機溶劑殘留物的安全問題上存在著很多的爭論,國家食品藥品監督管理局通過對大孔樹脂可能帶來的有機溶劑殘留物規定了檢測內容,以達到控制其殘留量的目的。錢氏等[5]首次采用大孔樹脂富集提取靈芝三萜,并在實驗中比較了AB-8、S-8、NKA-9、HP-20等4種樹脂材料,實驗發現,大孔樹脂的極性決定其對靈芝三萜吸附能力的大小,而比表面積對吸附靈芝三萜的影響不大,結果表明,AB-8大孔樹脂對靈芝三萜吸附速度快,吸附容量大,易解吸,適宜富集提取靈芝三萜。陳氏等[6]結合大孔樹脂吸附和膜分離技術對赤芍總苷進行提取分離,結果表明,赤芍提取液經大孔樹脂吸附精制后,所得到的總苷中芍藥苷的相對含量可達60%以上,再經超濾方法精制后,可達85%以上。

4高效液相色譜分離技術

高效液相色譜分離技術是將流動相由高壓泵打入系統,樣品溶液經進樣器進入流動相,被流動相載入色譜柱(固定相)內,由于樣品溶液中的各組分在兩相中具有不同的分配系數,在兩相中作相對運動時,經過反復多次吸附-解吸的分配過程,各組分在移動速度上產生較大的差別,被分離成單個組分依次從柱內流出,達到組分分離的目的。高效液相色譜分離技術具有分析速度快、效率高、靈敏度好、選擇性強、成分之間分離效果好等優點,是今后中藥成分分離研究的主要方向。但高效液相色譜分離技術存在處理樣品的能力相對較低、儀器及溶劑成本比較高的缺點。鄧氏等[7]運用高效液相色譜-質譜聯用技術對半邊旗二萜類活性成分進行了分離和富集,實驗對復雜基體中化學結構上僅相差1個雙鍵、相對分子量相差2的5F和4F進行了分析鑒定(5F具有抗腫瘤活性,4F則無),獲得了滿意的效果。陳氏等[8]利用高效液相色譜從日本產杉材中分離倍半萜類化合物,得到2個新化合物,分別為(-)-cuberbol和(+)-2,7(14),10-bisabolatrien-ol-4-one,純度分別為98.7%和99.1%。

5高效逆流色譜分離技術

高效逆流色譜分離技術是應用動態液-液分配的原理,利用螺旋管的方向性與高速行星式運動相結合,使兩相互不混溶的溶劑在螺旋管中實現高效接觸、混合、分配和傳遞,從而將具有不同分配比的樣品組分分離出來。與其他液相色譜分離技術相比,該技術不使用固相載體作為固定相,樣品在互不相溶的兩相中分配,克服了固相載體帶來的樣品吸附、損失、污染、峰形拖尾等缺點,并能重復進樣,應用價值比較高。高效逆流色譜分離儀器價格低廉,性能可靠,分析成本低,易于操作,盡管與高效液相色譜分離相比有時柱效不太高,但可以避免其對樣品的吸附及不可回收的弊端。

王氏等[9]采用高效逆流色譜法分離純化丹參水溶性成分丹酚酸類物質,實驗結果表明,一次分離可制備63.4mg丹酚酸B,其純度為98.6%。該方法與高效液相色譜法相比較,溶劑系統既是固定相又是流動相,廉價易得,可以隨時更換調整,不需要特殊的要求,樣品制備量大,不存在色譜柱污染的問題,而且與常壓和低壓色譜相比,高效逆流色譜的分離能力較好,有的樣品經一次分離就可以得到一個甚至多個純度較高的單體,并且分離時間也較短,一般幾個小時即可完成一次分離。孫氏等[10]總結了高效逆流色譜技術在中草藥有效成分分離中的應用,提出利用高效逆流色譜技術,中草藥粗提物的分離純化以及制備可同步完成,通過選擇合適的溶劑體系,其分離效果可與高效液相色譜法相當,但由于高效逆流色譜的柱效不高,其分離的組分不夠多,這也是該法的主要缺點。

6超臨界流體萃取技術

超臨界流體萃取技術是利用超臨界流體(如CO2、乙烯、乙炔、水等)在臨界狀態下,使其由氣體變為液體,從液體或固體中萃取中藥中的成分,當恢復到常壓、常溫時,超臨界流體氣化,使中藥成分從“流體”中分開,達到萃取分離的目的。超臨界流體萃取技術萃取能力強、提取效率高、生產周期短,極少損失易揮發組分或破壞生理活性物質,易于發現中藥中新的活性成分,且無溶劑殘留,產品質量高。

彌氏等[11]對超臨界CO2萃取分離蛇床子中香豆素成分進行研究,實驗表明,采用超臨界提取得到的蛇床子提取物有效成分含量高,雜質少,萃取工藝本身集提取、分離和濃縮為一體,為后續的提純創造了良好的條件,在實驗中,再采用重結晶的方法能得到2個單體化合物(osthol,imperatorin),操作簡單,晶體純度高。金氏等[12]利用超臨界CO2萃取技術研究花椒中的麻味成分,實驗中以乙醇作為夾帶劑進行試驗,能夠大幅度改變超臨界流體的極性,增強其對極性成分的溶解能力,從而達到了萃取分離花椒中麻味成分的目的。

7膜分離技術

膜分離技術是利用中藥成分間分子量的差異,以選擇性透過膜為分離介質,當膜兩側存在某種推動力(如濃度差、電位差、壓力差等)時,原料側組分選擇性地透過膜,以達到分離、提純的目的。膜分離技術具有在分離時不受熱、能耗低、無二次污染、分離效率高等特點,既可用于中藥提取液的澄清,又可用于中藥成分的精制、分離及提純。

孔氏等[13]針對復方銀黃口服液探討了膜分離技術對復方中藥有效成分的影響因素,結果表明,采用水煎煮的銀黃水煎液,通過膜分離技術得到的口服液中,綠原酸和黃芩苷的轉移率分別為96.82%和92.37%,有效成分較高的轉移率表明處方中的有效成分大部分可以通過膜分離技術得到。

8分子蒸餾技術

分子蒸餾技術是利用物質揮發程度的不同,混合物各分子受熱后會從液面逸出,并在離液面小于輕分子平均自由程而大于重分子平均自由程處設置一個冷凝面,使輕分子不斷逸出,而重分子達不到冷凝面,從而打破動態平衡而將混合物中的輕中分子分離。由于分子蒸餾是一種在高真空度(絕對壓強0.133Pa)下進行分離操作的連續蒸餾過程,蒸餾過程中冷卻真空系統的不斷抽氣,使整個蒸餾系統處于高真空度,從而使待分離混合物的沸點遠遠低于常壓沸點,并且各組分在系統中受熱停留的時間短,因此,分子蒸餾技術尤其適合于分離高沸點、粘度大、熱敏性的中藥成分。

胡氏等[14]采用分子蒸餾技術對廣藿香油進行了分離純化,實驗中得到4個餾分,經氣相色譜-質譜檢測,餾分Ⅱ和Ⅲ中廣藿香醇和廣藿香酮2種有效成分的含量與廣藿香原油相比提高了27%～47%,提示用分子蒸餾分離技術能有效地提高廣藿香油中廣藿香醇和廣藿香酮的含量,為廣藿香的產業化和新藥開發奠定了基礎。許氏等[15]在總結分子蒸餾技術在中草藥有效成分分離中的應用中提出：由于分子蒸餾設備結構復雜,制造技術要求高,投資較大,因此,在一定程度上制約了其在醫藥產品中的應用。目前,用于中草藥成分分離的大多是熱敏性、沸點高、生產量不太大、價值高的藥材,如結合超臨界CO2萃取技術、分子蒸餾技術等來制備大蒜注射液。

9毛細管電泳分離技術

毛細管電泳分離技術是以高壓電場為驅動力,以毛細管為分離通道,依據樣品中各組分分離淌度和分配行為上的差異而實現分離的一類液相分離技術。它兼有高壓電泳的高速、高分辨率及高效液相色譜的高效率等優點,與高效液相色譜分離技術相比,在分離中藥成分時具有毛細管柱不易被污染,樣品前處理簡單,柱效高、分離成本低、分離模型多等優點。但同時由于毛細管柱制備較困難、壽命較短等缺點,影響了其廣泛的應用。李氏等[16]建立了毛細管電泳法分離測定板藍根中的4種活性有機酸成分,提示了從含量和藥理作用的角度考慮,靛藍和靛玉紅不宜作為清熱解毒的板藍根制劑的質量控制指標,通過建立板藍根中4種有機酸的分離測定方法,為板藍根制劑的質量控制提供了參考。

10結語

雖然近年來我國在中藥現代化中已取得了較大的成果,但離走向國際還有相當長的距離。中藥有效成分的分離與純化是中藥開發的關鍵,新技術能大大提高中藥化學成分的收率與質量,節約大量的時間和能源,我們應加大新的分離純化技術的應用。但從目前研究看,某些分離純化技術尚存在一定的局限性,如分離純化量的限制、分離純化成本的限制等問題,特別是現在一些分離純化技術尚處在實驗室研究階段。如何將這些新技術應用到生產中,還有許多問題需要解決,更需要研究單位和企業聯手,解決生產中遇到的問題。我們相信,隨著新技術在中藥分離純化領域中的進一步完善與應用,將會大大促進中藥產業的發展,為我國的經濟發展和人類健康作出更大的貢獻。

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