生物碱提取分离方法研究进展
2012-12-29刘艳红
刘艳红
(陕西国际商贸学院,陕西 咸阳 712046)
生物碱是广泛存在于自然界的一类含氮有机化合物,大多数具有复杂环状结构,多呈碱性。生物碱的发现始于19世纪,目前已经发现的生物碱有6000多种,并且仍以每年100多种的速度递增。生物碱多具有显著而特殊的生物活性,随着对生物碱类化合物药理作用的深入研究,越来越多的生物碱类药物已经应用于临床,如吗啡、麻黄碱、苦参碱、长春新碱等,临床需求量的日益增加要求我们必须能够从植物中分离纯化得到大量生物碱;另一方面,自然界许多植物中含有大量生物碱类值得我们进一步分离,以期得到新的具有良好药理作用的生物碱,所以不断研究生物碱类化合物的提取分离方法具有重要意义。
1 生物碱提取方法
1.1 按提取溶剂不同分类
1.1.1水用水作为提取溶剂,成本低廉,操作方便,但是提取液体体积大,浓缩较为困难。
1.1.2酸水提取法
本法可用于提取碱性弱不能溶于水的生物碱,通过酸与生物碱成盐增加溶解性而达到提取目的。博落回生物碱的提取可采用1.5%盐酸,回流提取,合并多次提取液,加浓氨水至pH为9~10,静置,滤集沉淀,即得博落回粗碱。
1.1.3醇类溶剂提取法
游离生物碱或者盐均可溶于甲醇、乙醇,配合酸水-碱化-萃取法可以除去脂溶性杂质。
1.1.4亲脂性有机溶剂提取法
大多数游离生物碱为亲脂性化合物,可用氯仿、苯、二氯甲烷、乙醚等溶剂提取,提取前将药材用少量碱水润湿,以便使生物碱游离,亦可增加溶剂对植物细胞的穿透力。
1.2 按提取方法不同分类
1.2.1连续回流提取
该法是回流提取的发展,具有溶剂用量少,操作简便,提取效率高的特点。
1.2.2浸渍法
该法是将中药粗粉装在适当容器中,用水或者稀醇浸渍药材一定时间,反复数次,合并浸渍液,减压浓缩即可。该提取过程不用加热,适用于挥发性或受热易破坏以及含淀粉或粘液质较多的成分,但是提取时间长,效率不高。
1.2.3渗漉法
为浸渍法的发展,此法在提取过程中随时保持浓度差,故提取效率高于浸渍法。陈潮燕[3]采用75%乙醇渗漉提取槟榔中生物碱,使槟榔碱及槟榔次碱均提取较完全。
1.2.4超声提取法
超声波是一种高频机械波,超声波可增大物质分子运动频率和速度,增加溶剂的穿透力,从而提高提取效率,缩短提取时间。
1.2.5微波萃取法
该法是通过微波加热与样品接触的溶剂,从而将所需化合物从样品中分离,进入溶剂中。范志刚等比较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。邓远辉等用微波提取黄连中小檗碱,结果表明在单位时间内微波处理较回流提取具有明显优势。
1.2.6酶提取法
酶工程技术是近年来用于天然药物提取的一种有效手段,选用恰当的酶,通过酶反应较温和地将植物组织分解,较大幅度提高收率,将杂质分解除去。李永生等人比较酶法、酸水渗漉及大孔树脂提取川乌中生物碱,结果酶法提取比现有提取方法提取的乌头碱、乌头总碱产量明显提高。
2 生物碱分离方法
2.1 硅胶柱色谱法
硅胶是偏酸性的无色颗粒,性质稳定,硅胶柱色谱适用范围广,绝大多数生物碱可采用该法分离。
2.2 高效液相色谱法
高效液相色谱法是由经典液相色谱法发展而来的一种高效分离手段,具有分离效能高、灵敏度高、分析速度快等特点,在分离高沸点、大分子、强极性、热稳定性差化合物方面显示出优势,现在已经广泛应用于天然产物的分离、检测等方面。马忠武经过硅胶柱色谱、反相ODS柱层析以及高效液相色谱从中草药钩吻中分离得到12个单体化合物,其中两个经过结构解析,确认为gelsemine和koumine。
2.3 大孔吸附柱色谱法
大孔树脂是一类没有可解离基团,具有多孔结构,不溶于水的固体高分子物质。它可以通过物理吸附有选择地吸附有机物质而达到分离的目的。近年来大孔吸附树脂在中药材有效成分的分离纯化方面起到了巨大的作用。
2.4 膜分离技术
膜分离技术是20世纪60年代后迅速崛起的一项高效分离技术,其采用半透膜作为选择障碍层,根据各组分透过膜的迁移率不同,允许某些组分透过而保留混合物中其他组分,从而实现混合物中各组分的分离。该技术在常温下操作,适用于热敏性物质,该分离方法是物理过程,不发生相的变化、不需加入化学试剂,并且选择性好,有着传统法无可比拟的优势。近年来,膜分离技术在生物碱的分离与纯化过程中的应用研究十分活跃。梁锋[9]等用W/O型乳状液膜分离技术成功分离出荷叶粗提物中3种生物碱:荷叶碱、N-去甲基荷叶碱、O-去甲基荷叶碱,萃取率分别达到了95.6%、100%和97.9%,充分显示出了该技术良好的应用前景。
3 展望
生物碱具有显著地生理和药理活性,是多种中草药的有效组分,极有可能成为我国将来具有自主知识产权的新药,因此对生物碱提取与分离技术的研究具有重要意义,它将对天然产物的开发研究产生巨大推动作用,并为生物碱类的工业生产提供技术保证。
[1]姚新生.天然药物化学[M].第 2 版.北京:人民卫生出版社,1997.
[2]范伏田,等.博落回生物碱的提取及分离工艺[J].南昌大学学报,2006,30(5):481-483.
[3]陈潮燕.槟榔碱的提取分离对胃肠道平滑肌收缩的作用的影响 [J].广东药学,2000,10(2):48-50.
[4]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.
[5]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.
[6]李永生,林强,等.酶法、酸水渗漉及大孔吸附树脂提取川乌的比较研究 [J].食品科技,2009,34(9):197-201.
[7]马忠武.钩吻生物碱的提取分离及结构鉴定[J].黑龙江医药,2009,22(3):324-326.
[8]姜忠义,吴洪.膜技术在中药有效部位和有效成分提取分离中的应用[J].离子交换与吸附,2002,18(2):185-192.
[9]梁锋,张成功,马 铭,等.乳状液膜分离提取荷叶中3种生物碱 [J].精细化工,2007,24(6):565-570.