浅析天然产物分离纯化新技术

2019-01-06郎宸用

福建茶叶 2019年9期

郎宸用

（吉林化工学院生物与食品工程学院，吉林吉林 132022）

天然产物是从有机整体中分离提取出的物质，如动物、植物、微生物等。天然产物内部有机组成部分较多，依据内部物质特性可广泛应用到医疗领域、食品领域等。其中植物源成分多以黄酮类化合物为主，作为多酚类物质中的一个分支，内部化学结构的特殊性令其成为已经化合物种类最多的物质。目前，天然产物的应用大多以医疗领域为主，如中药、保健药等，但从我国现有的技术来讲，天然产物的分离纯化工艺水平仍存在欠缺之处，在技术细节部分仍难以发挥出专业优势。而从实际应用领域来讲，技术特性本身的提升则代表着其在未来领域中的发展态势，为此，应加大技术的研发力度，以提升天然产物制取的精度，增加行业领域的经济效益。

1 膜分离纯化技术

膜分离技术作为一种物理操作工序，在膜界参数的设定下，对物质本身进行精度过滤。膜分离技术环境应在常温下进行，由于其反应机理较为简便，且反应过程中消耗能量较少，对于热量变动范围具有较大的敏感特性，极大扩展膜技术的应用范畴。如在大豆蛋白进行制取时，采用电酸法、沉淀法、膜透法等，可精准对大豆物质进行离析，然后再对所得蛋白进行酸碱度比对。经实验比对，膜透法的离析效果较为明显，大豆蛋白内含有的矿物质较少，且溶解值较大，当逐渐降低溶解液的PH值时，大豆蛋白的溶剂值将呈现出上升趋势，在PH值为3.4时，溶解度最大，而在同等pH值条件下，果汁饮品内的含量值则呈现出较大优势。为此，可得出此类提取物为果汁饮品提供较大的价值。

2 分子印迹技术

分子印迹技术是化学分离中的典型代表，其将化学专业、生物专业、材料专业等进行融合，为天然产物的提取制订出定性化路径。在实际应用过程中，分子印迹对物质的分子架构形式进行分析，并将其映射到某一个固定分离节点上，进而形成聚合物。而从聚合物本身特性来讲，其是将节点上的分子进行互补型匹配，并以分子共价形式进行结合，添加交联剂作为分子反应催生物，以加快分子之间的反应。待完成相应的反应后，将节点上的分子提取出来，节点分子的预留位则形成一定空洞点，在有序性的排列下，生成高聚合物。分子印迹技术的研发与应用在当前天然产物领域具有较大的发展空间，主要是由于反应发生体系具备较强的环境抗压能力，且在分子聚合过程中，有一定的轨迹可寻，在高反应强度、高辨别优势的前提下，令技术本身具备一定的反应稳定性。同时，此类技术的应用范畴较广，其不仅可对天然产物进行分离纯化，还可对金属离子、有机生物分子等进行分析，在多适用性的反应条件下，极大增强技术本身的属性。

3 分子蒸馏技术

分子蒸馏技术作为二十世纪中期的一项技术，在科学技术水平的逐渐提升下，其衍生类真空蒸馏技术已逐渐趋于成熟。真空蒸馏技术可将物质分离出水相分子及时排除到装置外，在空气压强的作用下可有效避免水相分子出现回流效应，以提升蒸馏质量。与此同时，在真空环境下，待分离物质的沸点较低，同等温度设置下，可对具有热敏性的物质进行温度防控，以减少物质高温下触发的机理突变现象。从反应原理来讲，低沸点操控性形式令其具备广泛的应用领域，如食品、化工、医药等方面。在实际反应过程中，真空分子蒸馏技术属于即时性蒸馏的一种，在对混合物分子进行离析时，由于整体反应环境处于真空下，各分子在受热过程中运动速率将呈现出不同状态，如未能达到物质本身的沸点而分离时，则物质受热时间将极大缩短，进而加快实际蒸馏分离效率。从物质分子运动角度来看，此类分离形势并不是以分子团为主，而是通过各分子实际运动速率来进行差异化分离。在对液体进行分离时，则应先对物体进行加热处理，待达到液体自身沸点时，则液体将自动分离出气相分子。从物质分子体积来看，内部分子直径、运动效率、自由程距离等，则是液体分离的基础，当气相分子质量较轻时，其在运动过程中，如未能达到液体的冷凝基准面时，则气相分子将呈现溢出现象，反观，重质量分子则由气相转变为液相，运用此种形式可完整的将各类分子进行分离。

4 多孔炭材料吸附技术

利用多孔炭材料对物质内含有的化合物进行吸附，其多孔结构可容纳更多的分子化合物，以降低整体操作成本。此外，多孔炭材料本身具有的特性可有效增加反应过程中的容错性，通过对待吸附材料的分析，材料合适的炭材料，可形成定向化分子吸附体系，以提升整体反应效率。例如，在对伞形科植物的天然产物阿魏酸进行分离纯化时，以粉末、颗粒两种吸附材料进行分离。在低浓度反应时，阿魏酸在炭粉末上的吸附效果较大，造成此种现象的主要原因是由于炭粉末与化合物的接触面积较大，在同质量、同体积的前提下，粉末的扩散性要高于颗粒状态。在完成吸附后，可利用低浓度氢氧化钠溶液，将炭粉末上的阿魏酸化合物进行分离，以此来制备出较高纯度的物质。

此外，碳纳米管反应基体的研发，极大增强炭材料物质本身的反应特性，在纳米级吸附条件下，可令物质中的化合物实现精分，此种特性令碳纳米管在药物、染料领域等具备较大的价值。例如，在利用炭纳米管分离药物化合物时，由于药物本身属于高极性化合物，利用纳米吸附工艺，可对抗生素类化合物进行有效吸附，而传统的石墨碳化反应的吸附效果较弱，为此，在同等条件下，碳纳米管具备高质量、高吸附的优势。

5 逆流色谱分离纯化技术

逆流色谱技术是指溶液之间进行反应的一种形式，当两种化学特性、物理特性均不同的融合进行融合时，内在分子将呈现出无规则动态特性，此时在两种溶液中添加聚四氟乙烯物质，令溶液呈现出单体单向流动特性，在分子导向作用下，两种溶液的分子可实现渗透、接触的现象。而从溶液本身特性来讲，如溶液间的组分特性相差较大时，在分子接触过程中，将产生重新分配的现象，此时分子在高速移动状态下，物质将自动组分分离，以得出相应的产物。

6 凝胶层析分离纯化技术

凝胶层析主要是对黄酮类化合物进分析，其与传统的硅胶层析模式相比，具有较大的吸附能力、荷载能力等，且对非特异性分子具有一定的阻抗作用，其内部流动相多以有机溶剂为主，在相位的逆向结合形式下，其对天然产物的承载能力为自身的2.5倍，且可分离出多种化合产物。如在对天然产物杏黄酮进行分离纯化时，依托于sephardexLH-50可对杏黄酮进行介质分离，且分子化合物的承载量为80～120mg/ml，但其在分离过程中易发生涨落现象，对化合物自身的精度造成一定影响。