含小檗碱类中草药总生物碱的提取工艺及其药理研究进展*

★ 陈祥云 彭财英 卢健 陈圣加 高映 舒积成*（江西中医药大学 南昌 300004）

小檗碱类生物碱具有两个异喹啉环稠合而成的母核，根据母核骨架的氧化程度，可分为季胺型和叔胺型生物碱两种型体。在临床上主要用于细菌性感染，常作为广谱抗菌药使用。另外，小檗碱类生物碱具有抗炎、抗肿瘤、降血糖、调节脂质代谢以及免疫抑制等多种作用［1］。在大多数小檗科植物中均含有小檗碱类生物碱，如南天竹属、淫羊藿属、小檗属、十大功劳属、八角莲属、山荷叶属和桃儿七属等属植物，而以毛莨科黄连Coptis chinensisFranch.、芸香科黄柏Phellodendron chinenseSchneid.、防已科黄藤Fibraurea recisa及小檗科三颗针Berberis wilsonaeHemsl.等植物最具代表。因其广泛的药理作用和丰富的药用资源，对小檗碱类生物碱的关注日益增加，近年来有关其提取工艺及药理作用研究的文献不断增加。为今后对此类化合物进行一步研究和开发利用，作者对近几年含有小檗碱类中草药总生碱的提取工艺及药理研究进行简要综述。

1 提取工艺

1.1 醇提取法因游离的生物碱及其盐均可溶于甲醇、乙醇，故可用醇回流渗漉、或浸渍法进行提取，此方法特点是对于不同存在形式的生物碱均可选用，且水溶性杂质较少，但乙醇提取物中脂溶性杂质较多。该方法为目前实验室最为常用的提取方法之一。

应用此方法对总生物碱的提取，考虑的影响因素主要有4个：醇的种类及浓度、醇体积数、提取方式及提取时间。根据文献报道，此方法提取工艺多以乙醇为溶媒，以10～15倍量的50%～80%醇溶液为常见浓度，多采用回流提取方式，提取时间1h左右。如刘鑫［2］以盐酸小檗碱含量为目标，采用正交试验设计优选黄连中盐酸小檗碱的提取工艺，以遗传算法全局优化结果，得到的最佳工艺为：13倍药材的50%乙醇，提取3次，每次1h。高丽红等［3］采用紫外分光光度法测定黄柏提取物中总生物碱含量，对碱水提取法、乙醇提取法与酸水提取法的比较，得到黄柏总生物碱含量分别为0.93%、12.47%与0.34%，结果显示，乙醇提取黄柏总生物碱的提取率最高。刘丽梅等［4］采用乙醇回流提取黄柏总生物碱，得到最佳提取工艺为：黄柏细丝2～3mm，10倍量75%乙醇回流提取3次，每次提取1.5h。赵梓辰等［5］通过正交实验设计法，研究对黄连总生物碱提取影响的3个因素，即甲醇浓度、加醇量、超声时间，得到的最佳提取方法为：50倍量的1%盐酸甲醇液，其中甲醇为75%的甲醇，超声提取1h，且认为此提取方法稳定可行。另外，从文献调研发现一个有趣的现象：对同一种药材，均采用醇提方法，但不同科研人员报道出不同工艺参数。产生上述结果是与方法本身的重现性有关，还是与所选用不同药材（产地、采收时间）有关？回答上述问题，更科学地应用此类方法。

1.2 酸水提取法生物碱在植物体内大多以盐的形式存在，为增加生物碱的溶解度，常用0.1%～1%的硫酸、盐酸等无机酸水提取。该方法简单，但提取液体积较大，浓缩困难，且水溶性杂质多，因此需进行纯化富集。

涂瑶生等［6］优选黄连总生物碱提取工艺中采用酸水提取法，以黄连总生物碱得率为指标，得到最佳提取工艺为：黄连饮片8倍量的1.5%硫酸溶液，煎煮3次，每次40min。陈阳峰［7］在黄柏提取的实验中，考察了渗滤提取的工艺因素，得到最佳提取工艺为粉碎粒度0.1cm左右，90℃下20倍1%稀硫酸渗滤10次。郭慧琳等［8］在考察酸水提取黄连中小檗碱对致病性大肠杆菌抑菌作用的试验中，采用正交试验得到最佳提取工艺为：0.2%硫酸冷浸72h，15%NaCl盐析。王道武等［9］在研究黄连中生物碱小檗碱的提取工艺中，通过对七个因素即浸泡时间，黄连颗粒粒度，稀硫酸浓度，固液比，石灰乳调节pH，HCl调节pH，NaCl用量的实验研究中，得出稀酸盐析法提取黄连中小檗碱的方法具有简便，快捷，可靠等优点。

1.3 石灰乳提取法该方法主要是利用游离生物碱缓慢溶解于水，而盐酸小檗碱几乎不溶于水的性质，先加入石灰乳使小檗碱呈游离状态溶解于水中，再转化为盐酸盐析出，其优缺点与稀硫酸法相似，在实际实验中多与其他提取方法相结合应用［10］。如肖道安等［11］在提取分离三颗针中盐酸小檗碱的试验中采用石灰乳进行提取，并得到其最佳工艺，即5%石灰乳，5%食盐，pH=2的盐酸。

1.4 酶法植物的有效成分往往被包裹在细胞壁内，为加快有效成分溶出，提高提取率，采用纤维素酶酶解β-D-葡萄糖键，破坏植物细胞壁。如，林静等［12］在提取关黄柏总生物碱的实验中，采用正交实验，考察pH，温度，浸取时间对酶解辅助关黄柏中总生物碱提取率的影响。结果显示，0.9%纤维素酶用量，pH4.5，35℃条件下酶解2.5h，可将总生物碱提取率提高约27%。在优化酶法辅助超声提取功劳木中小檗碱的工艺中，宁娜等［13］得到最佳工艺为pH=3.5、10.6mg/g的酶量，51℃下酶解97min，且其得率为22.46mg/g。

1.5 超临界萃取法该方法是以超临界流体为溶剂，从固体或液体中萃取可溶组分。可以通过调节温度和压力进行针对性萃取，得到的生物碱量高于传统技术。但投资费用高，安全要求亦高，另外高压萃取过程中，物性数据缺乏［14］。

佟若菲等［15］采用单因素和正交实验的方法，研究黄连中生物碱的超临界CO2萃取工艺。结果显示：超临界CO2萃取黄连中生物碱的影响因素从高到低依次为萃取压力、萃取温度、萃取时间。且其最佳萃取工艺条件为：萃取压力30MPa，物料粒度40～60目，60℃下萃取1.5h，此条件下黄连中生物碱萃取率为14.24%。

1.6 微波提取法微波是一种新的萃取方法，具有省时、高效和经济的优点。其速度、效率以及物质量均优于常规工艺。在提取黄连小檗碱的试验中，林叶新等［16］采用微波辅助回流的方法对其提取工艺进行了优化，并得到了最佳的工艺，25倍50%的，80℃微波回流10min，提取2次。王道武等［17］采用微波辅助法提取黄连生物碱，利用高效液相毛细管电泳法进行分析，在最佳提取条件下进行定量分析，回收率从95.4%到112.7%，精密度RSD值小于7.5%，具有良好的线性关系，实验表明该方法可以定量分析黄连中主要生物碱。

1.7 超声提取法陈明明等［18］以盐酸小檗碱为指标，采用离子液体辅助超声处理黄柏总生物碱的提取工艺，并经二项式拟合及响应曲面分析优化提取条件，在最优条件下盐酸小檗碱提取率达到5.35%，与理论预测值相对偏差小于5%。赵伟杰［19］在研究提取川黄柏中盐酸小檗碱的新工艺中，采用超声辅助的方式，以盐酸小檗碱提取率为指标，得到最佳工艺即20倍HCl-70%甲醇，50℃、250W下超声50min，并发现此工艺可有效提高盐酸小檗碱的提取率。王绪英等［20］以乙醇为溶媒，采用超声提取法提取永思小檗盐酸小檗碱，并以单因素试验和正交设计得到最佳超声提取工艺，盐酸小檗碱的平均含量达11.9633mg/g，进一步证实其可行性。赵柳英等［21］比较黄连小檗碱在乙醇回流浸提，硫酸常温浸提及超声辅助萃取3种方法中，发现超声辅助萃取的提取率及产品纯度均为3者最佳，由此得出超声辅助萃取高效快捷。

1.8 解吸－内部沸腾两步法该方法主要有分为解吸和物料内部沸腾两步，先将有效成分解吸形成溶液，再通过液体沸腾产生的对流现象，达到提高提取速度的目的。赵钟兴等［22］采用解吸-内部沸腾两步法改进黄连中盐酸小檗碱的提取工艺，对比最佳提取工艺与传统醇提法，发现该法具有提取时间短、乙醇消耗少和浸膏有效成分含量高等优点，高效经济。在研究提取黄柏小檗碱的试验中，田茜等［23］对比减压内部沸腾法与乙醇回流法，发现前者的提取效率高于后者，具有简捷高效的的优点，并且其最佳工艺为60mL 55%乙醇，解吸30min，150mL 60℃水，减压提取10min，提取2次。

1.9 闪式提取随着提取方法的不断发展及改善，发现传统提取方法在时间，操作量等方面存在较多问题，为提高效率，研究出了一些新的提取方法。闪式提取因其提高提取效率，经济节能，简化操作等优势，在近年开始得到运用。王玥等［24］在研究黄柏以闪式提取的方式提取小檗碱的试验中，得到其最佳工艺为15倍65%乙醇闪式提取2min，并发现该方法简单高效经济。

2 药理进展

2.1 降血糖文献报道，小檗碱能够促进胰岛B细胞的修复，抑制糖原异生，使外周组织的葡萄糖酵解，促进胰岛B细胞再生及其功能的恢复，提高抗病力等作用［25］。在研究小檗碱对Ⅱ型糖尿病大鼠的降血糖作用的试验中，汪群红等［26］通过对大鼠进行为期14d的给药检测观察中发现，小檗碱能够明显改善糖尿病大鼠的症状，具有较好的应用前景。

2.2 抗菌小檗碱是一个被广泛用于治疗微生物感染的异喹啉类生物碱。有关小檗碱抗菌活性的研究表明，小檗碱对不同类别微生物的抑制能力有较大差异，即小檗碱对G+菌的体外抑制作用要明显强于对G-菌和真菌的抑制作用［27］。小檗碱能够与细菌体内的辅酶磷酸吡哆醛竞争酪氨酸脱羧酶、色氨酸酶上的酶蛋白，产生不可逆抑菌作用；抑制细菌内糖代谢过程中的丙酮酸氧化，使细菌对维生素AT和烟酰胺等的利用受到限制从而达到抑菌效果；抑制细菌体内的DNA、RNA、蛋白质和类脂的合成，干扰细菌的繁殖［28］。最近的研究表明，黄连素能增强抗生素对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）临床多重耐药株的抑制作用。进一步表明，小檗碱能增强抗生素的杀菌活性［29］。

2.3 治疗心血管疾病现代研究表明，小檗碱不仅有良好的抗痢作用，在心血管疾病中也具有较好的药理作用，具有降血压，抗心力衰竭，抗心律失常等多种药理活性［30］。

小檗碱可竞争性阻断α1受体，降低外周阻力从而降低血压。同时能与胆碱酯酶活性中心结合抑制胆碱酯酶的活性，增强乙酰胆碱作用，促进NO释放和血管内皮合成，导致内皮依赖性血管扩张达到降压［31］。刘雪涛等［32］利用体内、体外实验模型，研究单味黄连对心肌（细胞）缺血、缺氧的保护作用及机制，结果显示黄连通过改善心肌（细胞）缺血、氧化损伤状态而实现保护心肌（细胞）作用。研究发现，小檗碱调节心脏起搏细胞IF的能力可能有助于其抗心律失常作用。小檗碱能够超极化激活兔心和人的窦房结自发活动，抑制环核苷酸门控通道4（hHCN4）通道电流的浓度（1～300μm）和使用依赖性，降低起搏器放电率和舒张期去极化率，并修改动作电位参数，同时减少和hHCN4通道失活动力学活化［33］，从而达到抗心律失常的作用。

2.4 调脂作用目前有研究证实小檗碱能够改善胰岛素敏感性，调节脂代谢［34］。小檗碱机制与他汀类，贝特类不同，可通过上调低密度脂蛋白受体表达，改善胰岛素，调节肠道菌群结构等多种方式，达到降脂的效果，且副作用小［35-36］。在近年研究中，发现小檗碱及其配伍的调脂作用要强于单一的小檗碱作用［37］。

孟湧生［38］通过不同剂量黄连素对2型糖尿病大鼠血糖血脂影响的研究，显示黄连素具有明显的降血糖作用，同时对糖尿病伴随的血脂增高也有一定的降脂作用，且不同剂量黄连素降脂效果有差异。通过对60例2型糖尿病并血脂异常患者临床观察，进一步确定黄连素具有降脂效果，但总体降脂效果弱于辛伐他汀。

2.5 治疗消化系统疾病蒋红艳等［39］研究发现小檗碱在消化道疾病的治疗方面有较大的作用，主要治疗消化性淸癌、胃炎、肠炎、腹泻及慢性胆囊炎等。其机制与抗幽门螺杆菌作用、调节细胞内钙水平、调节植物神经系统功能等有关。刘丹［40］通过对小檗碱缓解伊立对肠道免疫系统损伤机制的研究，发现小檗碱不但能够减少肠道损伤，缓解腹泻，还能阻断肠道免疫抑制微环境的形成，增强机体的抗肿瘤活性，减少肿瘤复发转移的机率。

2.6 免疫系统疾病小檗碱具有抗炎免疫调节作用，具有潜在的调节非特异性免疫的药理活性。周霞［41］在细胞水平初步探究黄连生物碱对小鼠巨噬细胞非特异性免疫功能的影响实验中，发现4种黄连生物碱对小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能有不同程度的提高。

2.7 抗肿瘤抗癌近年研究发现小檗碱具有细胞毒性，可在体外抑制多种肿瘤细胞。通过阻滞癌细胞周期，诱导肿瘤细胞凋亡，抑制癌细胞的蛋白质和DNA合成，从而达到抑制肿瘤细胞的作用［42］。

YU ZHU等［43］在探讨小檗碱对MG-63人骨肉瘤细胞潜在遗传毒性效应的影响中，通过DNA片段分析和流式细胞仪测定，发现小檗碱在浓度和时间依赖的方式上诱导MG-63细胞的凋亡明显增加，与阴性对照相比，DNA损伤的依赖性增加。并且有研究表明，小檗碱可通过激活p38途径诱导人直肠腺癌细胞自噬凋亡，抑制肿瘤生长活性［44］。

雄烷受体（CAR）调节肝外源性代谢和能量代谢，以及促进细胞生长和肝癌。据报告，小檗碱能够进行细胞摄取和干扰肝癌HepG2细胞的染色质，诱导细胞凋亡，细胞周期阻滞。能够通过独特的表观遗传修饰机制，改善CAR代谢途径的机理，并由此得出，小檗碱以其独特的药理特性，有希望成为抗肿瘤辅助化疗的一个候选者［45］。

2.8 其他该类总生物碱还具有止咳平喘及解毒的作用。南天竹种子从40%甲醇提取物中分离得到的去甲乌头碱具有较为明显的抵制组胺诱导气管收缩作用。且粗提取物与三氧化二砷联合用药对三氧化二砷致肝及心肌损伤具有很好保护作用，降低三氧化二砷的毒性［46］。

3 结论

随着现代医学的发展以及人类生产生活的需求，中药应用越来越广泛，小檗碱作为临床上不可缺少的药物，也越来越得到人们的重视，因此对含有小檗碱类中草药的研究与开发具有重要的意义。

对小檗碱提取工艺的研究，国内研究较多，但大多都是传统提取方法，如醇提取、酸提取、酶解法等，时间较长，耗能较高，操作量大，目前较为常用的方法为醇提法。在传统工艺基础上不断改进，产生了一些新的提取方法，如闪式提取法，虽使提取率不断提高，但衍生新的工艺方法目前还较少，且运用不广泛，因此各种技术的联用显得尤为重要。

作为治疗腹泻、感染的老药，小檗碱在降糖降脂、心血管疾病、抗肿瘤抗癌方面均有较好的效果，可作为治疗糖尿病、心律失常、降压以及防治癌症的一种有效成分。小檗碱类生物碱与其他成分协同作用，在减少毒副作用以及避免过早出现“抗药性”等诸多方面，具有较好的优势。但关于其在消化系统、免疫系统以及不良反应方面，研究的较少，且目前其药理活性研究大部分停留在实验阶段或动物实验阶段，将药物应用于临床，仍旧任重而道远。