红豆杉提取紫杉醇工艺技术研究

刘志明，王 伟，卢 娟，李 丹

（陕西天行健生物工程股份有限公司，西安710075）

紫杉醇是从红豆杉树皮和枝叶中提取的一种天然抗癌原料药。美国食品药物管理署 （FDA）于1992年批准紫杉醇注射液上市，用于治疗卵巢癌、乳腺癌及非小细胞肺癌。在面市以后的短短10多年间，紫杉醇就迅速成为世界销量最大的抗肿瘤药物，全球市场年销售额高达15亿美元。目前，我国和美国、印度是世界三大紫杉醇原料药生产国，由于我国是癌症高发国家之一，据卫生部疾控司统计，目前我国每年癌症的发病人数约为200多万，紫杉醇制剂在我国的市场前景广阔。目前全球对紫杉醇的需求量大约在3 000kg左右，我国对紫杉醇的需求量在1 000kg左右，我国目前99．5%紫杉醇生产量大约50kg，缺口很大［1］。因此紫杉醇注射液价格仍很高，国产紫杉醇注射液（三家医院）843元／支比进口国外同类产品价格只低20元［2］。离普通百姓治疗消费水平还相差很远。因此，种植红豆杉提取紫杉醇，加大原料来源，提高紫杉醇提取水平，造福本国人民，还任重道远。

如今国产的紫杉醇制剂已被列入《国家基本医疗保险用药药品目录》，广泛用于癌症病人的化疗。在紫杉醇提取方面，我国大约在10年前开始试产紫杉醇原料药，从20世纪90年代至今，我国紫杉醇原料药的产量与出口量逐年增加，现已成为世界主要紫杉醇生产国。紫杉醇原料药前些年因市场供不应求，一度出现过每公斤45万美元的高价。此后，在高价吸引之下，世界各国争相提取紫杉醇，出口竞争日趋激烈。2003年国际市场上紫杉醇平均价格只有22万美元左右。尽管目前国际市场上紫杉醇货多价跌，但它仍是一种富有朝气的天然抗癌药［3］。我们对紫杉醇提取工艺技术进行了改进研究。

1 材料与方法

从陕西天行健生物工程股份有限公司曼地亚红豆杉的种植基地及产业园采集原材料，并根据现有基地规模建立了2 500kg·d－1的紫杉醇提取生产线。

1．1 原料收集

生产原料主要为红豆杉的树皮、枝叶。原料大部分从基地及产业园采摘，晾晒和粉碎，装袋后运往公司的紫杉醇生产线，进行紫杉醇提取。少部分原料在国家已经备案的红豆杉生产基地进行收购，采摘收购时公司派专人进行管理，按标准采摘，严格按照工艺要求，挑选干燥、洁净、有效成分含量高的红豆杉树皮、枝叶进行收购。确保原料的清洁、干燥，以保证紫杉醇提取的质量。

1．2 规模

2 500kg·d－1原料。

2 生产工艺

2．1 工艺流程简图

该流程主要采取有机溶剂萃取和层析工艺。生产过程操作按照工艺要求控制工艺技术参数，确保产品质量达到要求。紫杉醇提取的主要工艺流程如图1。

2．2 工艺流程简述

2．2．1 粉碎阶段 适宜的原料粒度能缩短提取时间，有利于提高紫杉醇的收率，因此，在进入提取阶段前必须对红豆杉枝叶进行粉碎。红豆杉枝叶先要在切段机中切成小段，再经万能粉碎机粉碎成10～30目的碎料。

图1 紫杉醇提取工艺流程图

2．2．2 紫杉醇粗品处理阶段 粉碎的红豆杉枝叶经甲醇反复提取3～4次，浓缩成浸膏进行下一步萃取。取紫杉醇浸膏在60℃下加热溶入醋酸乙脂中，放置。冷却到室温后，再加入饱和盐溶液，萃取3次，分离溶液，保留有机相，之后用蒸馏水漂洗3次，保留有机相，减压浓缩并脱脂得到紫杉醇粗品粉末。

2．2．3 层析分离阶段 溶解紫杉醇粗品到有机溶剂1中，加入200～300目硅胶，混合均匀、干燥。作为混合样品等待上柱。8倍量200～300目硅胶装柱，用有机溶剂1作为流动相冲柱直到无泡沫出现。加入混合的样品，用有机溶剂1冲柱，等度洗脱，HPTLC追踪检测。减压浓缩有效成分，浓缩、干燥得紫杉醇半成品。

2．2．4 结晶阶段 将含量高于98%的层析液体浓缩至干，先用有机溶剂1溶解过滤结晶，再用乙醇重结晶，抽滤，将紫杉醇晶体放入真空干燥箱，用干燥剂在55℃下干燥12h，得到紫杉醇成品。结晶母液重结晶。

在设备选型上，严格按照《药品生产质量管理规范》（简称GMP）要求，坚持高起点原则，采用具有国内先进水平的自动化生产线。从运转情况看，故障率极低，产品质量稳定。

表1 紫杉醇提取设备

3 成品质量与包装

经上述工艺和技术操作，对提取的紫杉醇进行理化、感官、卫生指标的检测和产品包装入库。

3．1 包装规格

99．5%的紫杉醇产品采取1kg的包装。

3．2 包装材料

内包装为塑料袋，外包装为木质桶。

3．3 产品标准

生产出的紫杉醇产品应符合企业标准，采用的质量标准如表2所示。

表2 紫杉醇产品指标机器要求

4 小结与讨论

采取改进的红豆杉提取紫杉醇工艺技术，获得了合格的紫杉醇产品，对推动红豆杉资提取紫杉醇工艺技术提升、紫杉醇生产和红豆杉资源保护可以起到积极作用。提取紫杉醇涉及到分离与紫杉醇结构相似的其它紫杉烷类化合物，分离困难很大，本工艺更有效地分离紫杉醇及其类似物对基础研究和实际应用有着极其重要的意义。近年来人们就紫杉醇的提取和分离研究出了许多不同方法，从而提高了紫杉醇提取分离的效率，降低了其生产成本。这反映提取技术在天然产物方面的应用情况，并逐渐显示出许多优势，随着人们对这一领域的进一步研究，紫杉醇的提取和分离方法将会变得更加完善。

从红豆杉中提取的天然抗癌药物——紫杉醇，是最近40多年来发现的最优秀的天然抗癌药物之一，主要采取天然提取方法获得，现在生产1 kg紫杉醇，平均需要处理3T以上的红豆杉枝叶，整个过程非常复杂，但中国、美国、欧洲还是以这种方式提取紫杉醇［4］。预计在今后10～15年内，紫杉醇是最畅销的植物药原料之一，年销售额将达到15亿美元［5］。紫杉醇天然提取原料——红豆杉资源奇缺，生长缓慢，紫杉醇含量低，提炼成本高，对资源破坏极大。我国1995年颁布了《野生植物保护条例》，将野生红豆杉列为国家一级保护植物。美国、加拿大等国已经在20世纪90年代初立法进行保护，以免红豆杉树因紫杉醇而被掠夺式采伐。加之天然植物中紫杉醇含量低仅为0．01%～0．07%，所以运用高效提取分离技术和开发新资源仍是发展这一药物的首要课题。

［1］张炳政，蒲莉．紫杉醇承受之重［J］．中国海关，2004（4）：16－17．

［2］马明东，刘跃建．红豆杉资源及紫杉醇开发利用综述［J］．四川林业科技，2004（3）：28－30．

［3］高锦明，傅建熙，张鞍灵．抗癌新药紫杉醇的构效关系［J］．西北农业大学学报，1997，25（5）：96－99．

［4］史清文，林强．红豆杉属植物的化学研究－紫杉烷类化合物的研究［M］．北京：化学工业出版，2013．

［5］徐学哲．紫杉醇提取分离方法的研究［J］．延边大学学报：自然科学版，1998，24（1）：42－44．