MCI 吸附树脂在天然药物化学中的应用进展*

张先梅，王 蒙，张艺蓉，孙延平，王知斌，匡海学

（黑龙江中医药大学，教育部北药基础与应用研究重点实验室，黑龙江省中药及天然药物药效物质基础研究重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150040）

吸附树脂（Adsorption resin）是一种具有吸附能力的高分子聚合物，可用于废水净化，糖液脱色，生物制品纯化和天然产物富集等用途。MCI 树脂为聚苯乙烯基反相填料，是一种新型吸附树脂，因其适合分离中等极性和大极性化合物被广泛应用于天然产物的分离。MCI 树脂是在Diaion 和Sepabeads 大孔吸附树脂基础上设计并改造的，可分为CQK 与CQA 离子交换树脂系列，CHP 疏水反应树脂系列和以聚羟基甲基丙烯酸酯为基体的尺寸排斥色谱CQP树脂系列[1]。MCI 树脂是一种高效稳定的分离纯化材料，具有易操作、高选择、吸附快等优点，同时兼具酸碱适用范围广、颗粒均匀和可反复使用等特点，随着材料技术的不断发展，MCI 树脂具有的优点与特性使其在天然药物化学研究过程中地位日益升高。本文从天然药物化学分离纯化和药物分析处理两方面对MCI 树脂的应用现状进行归纳，为实际生产应用和科学研究提供参考依据。

1 在天然药物化学分离纯化方面的应用

1.1 在黄酮类成分分离纯化中的应用

黄酮类化合物（Flavonoids）是广泛存在于自然界的、具有2-苯基色原酮结构的化合物。其种类繁多，活性广泛，存在形式多为游离苷元和苷。MCI 树脂分离纯化黄酮类化合物主要依靠分子筛作用和吸附作用，分离黄酮苷时以分子筛作用为主，分子量越大越容易被洗脱；分离黄酮苷元时以吸附作用为主，因吸附力强弱差异而分离。尧渝等利用甲醇水溶液洗脱体系通过MCI 柱色谱对茶叶中茶多酚氧化产物进行分离，获得2 种纯度相对较高的儿茶素低聚合物并确定其中一种是黄酮苷类化合物Kaempferol-3-O-β-D-glucoside[2]。李珂珂等通过 MCI 半制备高效液相色谱和硅胶柱色谱从人参花蕾醇提物的乙酸乙酯层中分离得到5 个黄酮类化合物，均为首次从人参属植物中分离得到，分别鉴定为山奈酚3-O-（2",3"-二-反式-对-香豆酰基）-α-L-鼠李糖苷，山奈酚 3-O-（3",4"-二-反式-对-香豆酰基）-α-L-鼠李糖苷，山奈酚3-O-（3"-顺式-对-香豆酰基,4"-反式-对-香豆酰基）-α-L-鼠李糖苷，山奈酚3-O-（2",4"-二-反式-对-香豆酰基）-α-L 鼠李糖苷和山奈酚 3-O-（2",4"-二-顺式-对-香豆酰基）-α-L 鼠李糖苷[3]。同样运用MCI 树脂结合硅胶柱色谱，我国学者从小蓟乙酸乙酯部位分离鉴定出15 个黄酮类化合物，再次提供了MCI 树脂可用于植物中黄酮类成分分离纯化的应用实例[4]。

1.2 在三萜类成分分离纯化中的应用

三萜类化合物（Triterpenoids）是一类基本母核由30 个碳原子组成的萜类化合物，以游离态和结合态（成苷或成酯）在植物中分布。三萜类化合物具有广泛的药理活性，如:抗肿瘤、抗炎、抗菌、解热和镇痛作用等。近年来随着现代研究技术的发展，一些具有生物活性的三萜类化合物不断被发现，显示其具有广阔的应用前景。何小汝等通过对波罗蜜属植物猴子瘿袋的小枝进行分离，结合MCI、硅胶、Sephadex LH-20 和ODS 等柱色谱分离手段，共鉴定出六个三萜类化合物，分别为3,25-二羟基羊毛脂烷-8,23（E）-二烯-7,11-二酮，（24R）-环阿屯烷-25-烯-3β,24-二醇，（24R）-环阿屯烷-24，25-二醇-3-酮，熊果酸，桦木酸和白桦脂醇[5]。张秀艳等对龙胆科龙胆属小秦艽干燥花进行分离，主要通过MCI和ODS 柱色谱对其进行分离纯化，结果从小秦艽花的乙醇提取物中分离得到8 个三萜类成分[6]。

1.3 在鞣质类成分分离纯化中的应用

鞣质（Tannins）又称单宁，是广泛存在于植物中的一类结构较为复杂的多元酚类化合物，因其具有多方面的生物活性一直以来都是化学成分研究的热点之一，但由于存在分子量大和强极性的特点，普通吸附剂很难对其进行分离，制约了研究进展。柱色谱是目前分离纯化鞣质及其有关化合物的主要方法，其中MCI 树脂展现出优越的分离能力和稳定性。刘延泽等运用MCI 柱色谱从柳兰全草70%丙酮提取物中分得9 个鞣质类及其他酚性化合物[7]。丁岗等通过 Toyopearl HW-40，Diaion HP-20 和 MCI GEL柱色谱对诃子进行分离，得到3 种主要可水解鞣质:chebulinic acid，chebulagic acid 和 chebulanin[8]。王国凯等通过硅胶、MCI 和Sephadex LH-20 柱色谱结合适宜的溶剂对木棉叶的化学成分进行分离纯化，共鉴定出了12 个酚性化合物[9]。周志宏等利用MCI和硅胶柱色谱分离龙舌兰科植物剑叶龙血树树脂加工而成的血竭从甲醇浸提物中分离并鉴定了12 个化合物，其中10 个为酚性化合物[10]。关小丽等采用MCI 柱色谱对荔枝皮80 %乙醇提取物进行分离纯化，最终得到7 个多酚类化合物经鉴定为对羟基苯甲酸、原儿茶酸、（+）儿茶素、（-）表儿茶素、原花青素A2、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷和aesculitannin A，其中除原花青素A2 以外的化合物均为首次从荔枝皮中分离得到[11]。

1.4 在木脂素类成分分离纯化中的应用

木脂素（Lignans）是一类多数由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物，存在形式多数为游离状态，少数成苷。木脂素类化合物在植物中分布广泛且具有较强的生物活性。通过对苍耳的干果苍耳子70 %乙醇提取物进行研究，结合MCI、ODS 和硅胶进行分离，结果得到17 个木脂素类化合物，其中16 个化合物首次从苍耳属中分离得到[12]。张茂婷等对茜草地上部分进行化学成分研究，利用MCI、硅胶和Sephadex LH-20 等多种柱色谱进行分离纯化，结果从其75 %乙醇提取物的乙酸乙酯萃取部位中首次分离得到11 个木脂素类化合物[13]。

1.5 在生物碱类成分分离纯化中的应用

生物碱（Alkaloid）是一类含氮的碱性有机化合物，大多数有复杂的环状结构，氮素多包含在环内，有显著的生物活性，是植物中重要的有效成分之一。我国学者用氯仿萃取桐叶千金藤95 %乙醇提取物得到总生物碱，通过MCI、Rp-18 和Sephadex LH-20 进行分离和纯化，共获得六种生物碱分别为Cepharamine，l-tetrahadropalmatine，Plmatine，Stephamiersine，Telitoxine 和 Daurioxoisoporphine D[14]。

1.6 在氨基酸类成分分离纯化中的应用

氨基酸（Amino acid）是组成蛋白质分子的基本单位，其结构是一种既含氨基又含羧基的化合物。植物里含有的氨基酸有些类型虽不是必需氨基酸，但却具有一些特殊的生物活性，这些非蛋白氨基酸称为天然游离氨基酸，是天然药物成分研究不可忽视的内容。张梓毓等从五味子提取物MCI 树脂水洗脱部位中分离得到α-氨基-β-羟基异丁酸和β-乙氧基氨基丙酸2 个天然游离氨基酸，延展了MCI 吸附树脂在植物氨基酸类成分中的分离纯化应用[15]。

2 在天然药物化学分析处理方面的应用

MCI 树脂兼具大孔吸附树脂和反相色谱填料的优点，从分离原理上讲既有物理吸附作用，又有半化学吸附作用（氢键吸附）和分子筛作用（排阻色谱），特别是其类似于反相色谱的性能使其更适于分离极性较大的化合物。目前，已有将MCI 树脂用于分析前处理并与传统分析技术相结合，用以解决以往难以进行的分析研究的应用实例。

罗实应用MCI 树脂对银杏叶中银杏内酯A 和银杏内酯B 粗提物进行纯化并进行分析，通过工艺研究确定MCI 处理粗提物条件为:银杏叶提取物药料比为8.0mg·g-1（粗提物/树脂干重），洗脱流速为20mL·min-1，上样后依次用 10%、20%、30%、40%、50%和 60%乙醇溶液各 3BV，3BV、4BV、3BV、2BV、2BV洗脱，收集流份可得高纯度的银杏内酯A 和银杏内酯B。药物分析用Agilent Eclips C18 色谱柱，流动相为甲醇∶水（45∶55），流速 1.0mL·min-1，检测波长220nm，结果银杏内酯 A、B 在 10～37.5μg 范围内线性关系良好，银杏内酯A:r=0.9992，银杏内酯B:r=0.9994。银杏内酯A 平均转移率为98.08%，RSD 为1.29%，银杏内酯B 平均转移率为98.12%，RSD 为1.14%[16]。

陆灿通过MCI 树脂对燕麦进行前处理，富集得到 3 个燕麦皂苷 3-O-{[鼠李糖（1-4）][葡萄糖（l-2）]-葡萄糖26-O-葡萄糖-呋甾烷-5-烯（25S）环氧，26-二醇，3-O-{[鼠李糖（1-4）][（葡萄糖（l-3）-葡萄糖（1-2）]-葡萄糖}-26-O-葡萄糖-呋甾烷-5-烯（25S）环氧,26-二醇，3-O-{[鼠李糖（1-4）]-葡萄糖}26-O-葡萄糖-呋甾烷-5-烯（25S）环氧,26-二醇，结合高效液相色谱定量检测方法测得燕麦中总皂苷物质含量为0.080%，3 种主要皂苷含量分别为0.040%、0.023%和0.018%。同时对MCI 树脂富集燕麦皂苷的工艺进行优化，考查了提取溶剂、提取温度，提取时间和料液比等条件，优化后燕麦皂苷提取率可达89.1%，得率可达 0.071%[17]。

3 结语

随着材料技术的不断发展与创新，新型材料的出现已为基础研究提供了更多选择和技术支持，合理有效的将新型材料与实际应用相结合，将极大的加快研究进程并拓宽研究空间。天然药物服用方式多为水煎煮，其中水溶性高分子化合物具有较强的药理活性，而常用的传统吸附剂对大分子化合物分离效果欠佳。MCI 树脂同时具有反相色谱和吸附树脂的优点，适合分离中、大极性化合物，因此，适用于天然药物化学研究，该新型材料有望为更多天然产物提供有效分离手段[18]。MCI 吸附树脂在天然药物化学分离纯化和分析处理过程中的应用将推动天然药物化学的发展，推进材料学与化学的协同创新。

MCI 吸附树脂其自身也在不断发展，生产工艺不断改进，产品质量不断提高，市面上已出现种类齐全，规格多样的多系列产品。其应用范围也在不断拓展，新型树脂表现出在金属离子富集方面的优势，研究证明其能够吸附钯（II）与盐酸胍形成的离子缔合物，吸附率可达99%，另有研究表明其对痕量钯及镉的富集也表现出令人满意的能力[19]。MCI 树脂作为新型材料具有广阔的发展空间和市场前景，具有很高的开发价值。随着科学技术的日益发展和科研手段的不断提高，新型MCI 吸附树脂将在各行各业中的应用越来越广泛。因此，开发树脂品种，提高树脂质量，提升树脂安全性将是未来树脂研究和应用的主要方向。