黄 青,王志忠
(1 宁夏医科大学药学院,宁夏 银川 750004;2 宁夏医科大学回医药现代化省部共建教育部重点实验室,宁夏 银川 750004)
天然产物苦参碱的提取方法*
黄 青1,2,王志忠1,2
(1 宁夏医科大学药学院,宁夏 银川 750004;2 宁夏医科大学回医药现代化省部共建教育部重点实验室,宁夏 银川 750004)
苦参碱具有消炎、镇痛等生物活性应用于临床,是医药界科学研究的热点领域之一。从天然植物中提取分离纯化苦参碱是其开发利用的关键问题,本文重点对苦参碱提取工艺进行介绍,尤其是对提取新技术应用进行重点介绍,以期为更好地开发与利用植物资源,提取分离纯化苦参碱。
苦参碱;提取;新技术;纯化
苦豆子是宁夏的重要药用植物资源和自然植被植物,资源较为丰富。近年来,宁夏回族自治区政府对苦豆子的保护与综合利用充分重视,把苦豆子作为宁夏地道药材,纳入自治区回医药产业开发的率先行动计划[1]。
苦参碱是生物碱,是苦豆子的主要生物活性成分。苦参碱具有消炎、镇痛等生物活性应用于临床,是医药界科学研究的热点领域之一。研究人员以苦参碱为先导物,进行结构修饰改造,以期获得疗效更好或有新药理活性的衍生物[2]。从天然植物中提取分离纯化苦参碱是其开发利用的关键问题[3],现就苦参碱在提取分离纯化工艺领域的研究状况进行综述及展望,以期为更好地、合理地综合开发与利用苦豆子,得到质量更优的原料药苦参碱。
1.1 溶剂提取法
杨基森等[4]对苦参药材分别采用醇提水沉法、水提醇沉法、明胶沉淀法,通过调pH除鞣,并进行活性炭脱色,提取分离纯化苦参碱。实验研究表明:2%明胶除鞣法苦参碱收率最大,水提醇沉法苦参碱收率最小。蔡中琴等[5]采用正交实验法,以提取方式、提取溶剂、浓缩温度为三个因子,每因子3水平,对苦参碱的提取分离工艺进行研究,实验研究表明:用渗漉方式,水为提取溶剂,浓缩温度80 ℃时,苦参碱收率最高。张奎远等[6]采用正交实验法,以乙醇用量、乙醇浓度、提取时间、提取次数为四个因子,每因子3水平,对苦参碱的提取分离工艺进行研究,实验研究表明: 60%乙醇(药材6倍量)、回流3次(每次2 h)是,苦参碱的收率最大。孔令明等[7]采用酸水回流提取法、乙醇回流提取法对比研究,实验结果表明:乙醇回流提取法对苦参碱的提取效果较好。贾晓红等[8]用均匀设计实验法,以溶剂(三氯甲烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇、水)、溶剂浓度、提取温度、时间、料液比、粒度为影响因素,对苦参碱的提取分离工艺进行研究,实验研究表明:乙醇浓度85%、提取温度50 ℃、提取时间5 h、粒度16目时,苦参碱提取率达75%。
鲁传华等[9]采用正向胶束法,在常温浸渍条件下,从苦参中提取苦参碱,以乙醇、盐酸、提取溶剂(胶束分散体系-水)为因子,对苦参碱的提取分离工艺进行研究,实验研究表明:表面活性剂-提取剂混合液能提高提取率。陈明拓等[10]用反胶束技术(AOT-异辛烷胶束体系)对苦参总碱中的苦参碱萃取与反萃取,实验结果表明,AOT-异辛烷胶束体系对苦参碱具有良好的选择性,单次萃取就能形成较高纯度的苦参碱,在提取率和选择性上均优于已有工艺,新工艺的优势还在于对环境友好,无毒性有机溶剂和酸、碱试剂。
1.2 离子交换法
高拴平等[11]采用离子交换法,经过粉碎、回流提取、脱脂、除鞣、离子交换、洗脱、萃取、结晶,从苦参中提取苦参碱,实验研究表明:采用201型阳离子交换树脂,苦参碱粗提物易于分离纯化,并且产率高。张存莉等[12]对不同的苦参碱分离纯化方法进行对比研究,尤其是不同浓度的乙醇和阳离子交换树脂对苦参碱提取分离纯化,实验研究表明:以60%乙醇为提取溶剂,再进行阳离子交换树脂分离纯化,苦参碱产率高,此工艺过程简单,生产成本低,适合大规模化生产。
1.3 树脂吸附法
秦学功等[13]采用树脂吸附法研究苦豆子生物碱提取分离纯化,筛选出DF01型非极性大孔吸附树脂对苦参碱具有吸附快、流体流动性能好、解吸容易,并且树脂使用寿命长,对产品无污染,有利于规模化生产。在静态下,霍清等[14]对七种大孔吸附树脂(D4020、D301R、D152、D201、AB-8、SP825和NKA-9)的吸附性能进行了研究,发现SP825树脂吸附量最大,适合于苦参碱的提取分离纯化。
1.4 超临界流体萃取技术
葛发欢等采用超临界二氧化碳流体萃取法提取苦参碱[15],考察添加剂(非离子表面活性剂司盘-80和吐温-80)对提取苦参碱收率的影响,实验研究表明:通过添加非离子表面活性剂可以大大提高苦参碱的收率(约1.8~2.2倍)。梁燕明等对渗漉法、温浸法、二氧化碳超临界萃取法进行了对比研究[16],实验结果表明:超临界二氧化碳萃取方法提取的苦参碱含量比渗漉法、温浸法高。
1.5 超声波法提取技术
超声波提取法是近几年来发展的新技术,超声波振动能量大,使溶剂以很高速度穿透植物细胞组织,植物体中的有效成分与溶剂充分接触,强化传质过程,从而提高萃取率。邹姝姝等[17]通过正交试验设计,以料液比、乙醇体积分数、浸泡时间、超声提取时间为因子,采用超声波技术从苦参中提取苦参碱类成分,实验研究表明:料液比(1:10,g/mL),浸泡时间(3 h),乙醇体积分数(80%),超声提取时间(20 min),苦参碱的收率最高。与传统的溶剂提取法相比,超声波提取技术具有时间短、效率高、成本低等优势。盛桂华等[18]采用单因子试验和L9(34)正交试验设计,考察了超声波功率、超声波温度、超声波时间、液料比、乙醇浓度、溶剂pH、浸润时间和提取次数对苦参碱提取的影响,实验结果表明,苦参碱收率的主次因素分别为:超声波时间、超声波温度、超声波功率以及浸润时间。
1.6 微波法提取技术
微波萃取法具有萃取选择性好、回收率高、时间短、溶剂用量少、污染低、可用水作萃取剂和可自动化控制等优点。近年来,微波萃取法应用于中药材的提取分离并备受关注。杨群辉等[19]采用一定强度的微波辐射,用乙醇和甲醇极性溶剂提取苦参粉,实验结果表明:作为极性分子的苦参碱能通过微波的辐射快速进入提取溶剂中,从而提高提取效率。
目前,苦参碱的提取分离纯化应用较多较广的方法是溶剂提取法、树脂吸附法和离子交换法,这些方法步骤多、流程长、温度高、产物损失较大、杂质较多、生产效率低等不足之处;超临界流体萃取技术、超声波提取技术和微波萃取技术具有工艺过程简单、选择性好、提取效率高,然而不易大规模工业化生产。因此,开发能耗低、环境友好的新型分离技术,是今后重点的发展方向。
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Methods in Extraction Technologies of Matrine from Natural Products*
HUANGQing1,2,WANGZhi-zhong1,2
(1 School of Pharmacy, Ningxia Medical University, Ningxia Yinchuan 750004;2 Key Laboratory of Hui Ethnic Medicine Modernization, Ministry of Education, Ningxia Yinchuan 750004, China)
Matrine, known as a powerful anti-inflammatory and analgesic drug, is clinically used for the treatment of lipopolysaccharide-induced liver injury.Matrine could also regulate immunity, increase the number of white blood cells and relax cancer pain.Herein, the advances in extraction technologies of matrine were reviewed, especially the new extraction technologies involved environmental protection and energy conservation.In addition, the new matrine-extracting technologies were prospected.
matrine; extraction; new technologies; purification
宁夏自然科学基金资助项目(NO.NZ12178)。
黄青(1982-),女,讲师,主要研究方向为天然药物结构修饰。
王志忠(1976-),男,副教授,主要研究方向为天然药物结构修饰。
R284.2
A
1001-9677(2016)019-0006-02