生物碱提取和分离方法的研究新进展之令狐文艳创作

生物碱提取和分离方法的研究新进展

令狐文艳

摘要: 生物碱是一类具有生理活性的物质，是许多药用植物的重要有效成分之一。如何从天然产物中提取与分离生物碱是生物碱制备的关键环节。它吸引了人们的广泛关注，其提取与分离方法也不断地改进和发展。本文综述了近年来，不同的提取和分离方法在生物碱制备中的应用和进展。随着众对生物碱药用价值的认识提高，生物碱的撮与分离方法将更加高效、迅速、完善。

关键词:生物碱；提取；分离；研究；进展

1.前言

生物碱是自然界中广泛存在的一大类碱性含氮化合物，具有广泛的生理功能，是许多药用植物的有效成分 ,目前运用于临床的生物碱药品已达80 种之多 ,相当多的生物碱具有抗肿瘤活性、低毒性和成本低之特性 ,因而引起了人们的广泛关注[1 ]。与此同时 ,人们对生物碱的提取和分离方法研究也在不断地深入和加强。随着各类生物碱的市场需求量的增加 ,经济效益的提高 ,提取分离生物碱的方法也在不断改进和提高。

2.生物碱提取方法的研究进展

绝大多数生物碱是利用溶剂提取法进行提取。生物碱及其盐类的溶解度与生物碱分子中氮原子的存在形式、极

性基团的有无及数目、溶剂种类都有密切关系。极性强的生物碱亲水性较强, 易溶于极性溶剂；弱极性生物碱亲脂性较强,易溶于弱极性溶剂。游离的生物碱大多亲脂性较强, 而生物碱盐一般亲水性较强。按极性强弱可将生物碱提取溶剂分为极性溶剂、半极性溶剂和非极性溶剂[2]。

2. 1 按所用溶剂不同可分为以下几种方法

2. 1. 1 水提取法(以水作溶剂)

直接以水作为溶剂 ,采用最佳的提取工艺来提取生物碱。此法操作简便 ,成本较低 ,但提取次数多 ,水用量大。如蒙药忠论— 5 汤提取[3 ]就是一个很好的例子。

2. 1. 2 酸性水溶液提取法

对于那些碱性较弱不能直接溶解于水的生物碱提取 ,就可采用偏酸性的水溶液 ,使生物碱与酸作用生成盐而得到提取。

2. 1. 3 碱性水溶液提取法

对于那些化学结构非常独特、化学性质与一般生物碱不同且在酸性或中性条件下不稳定的生物碱来说 ,可以采用此法。而原有的乙醇作为溶剂渗漉提取法 ,不仅存在成本高 ,而且存在防火等级高、提取时间长、能耗大等诸多问题 ,远不如使用稀NaOH溶液好。

2. 1. 4 有机溶剂提取法

(1) 乙醇提取法在生物碱的提取中应用较为普遍 ,对于游离生物碱及其盐类一般采用乙醇提取法。

(2) 其他有机溶剂法是根据相似相溶原理 ,对于不同性质的生物碱选取最佳的有机溶剂进行提取。可采用单一有机溶剂进行分步提取 ,用不同溶剂提取不同成分;也可采用混合溶剂、反应溶剂进行提取。

2. 2 按提取条件不同可分为

2. 2. 1 煎煮法

中药最早、最常用的制剂方法之一,将中药粗粉加水加热煮沸, 将中药成份提取出来的方法。此法简便易行, 适用于有效成分能溶于水, 且对加热不敏感的药材, 能够提取出相对较多的有效成分。但含挥发性及有效成分遇热易破坏的中药不宜用此法。

2. 2. 2 浸渍法

将处理过的药材用适当的溶剂在常温或温热的情况下浸渍获取有效成分。该法一般是在常温下进行, 对热敏性的物质的提取很有利, 操作简单, 但所需时间长, 溶剂用量大, 有效成分浸出率低。尤其是水作溶剂时易发霉变质。

2. 2. 3 热回流提取法

本法是加热回流来提取生物碱的一种方法。使用的回流溶剂一般有水、醇及混合溶剂。此法操作简便 ,但效率不够高 ,有时可能不能一次完全提取生物碱 ,要反复回流提取。此方面的文献报道也有一些[4 ]。

2. 2. 4 索氏提取法

此法是利用索氏提取器 ,多次提取生物碱 ,可以反复利用溶剂 ,提取效率高且操作方便。索氏提取生物碱的方法已广泛为人们所利用[5 ,6]。

2. 2. 5 超声波提取法

本法一般作为生物碱的辅助提取法 ,单纯采用超声波提取法不多见。像李慧等[7 ]使用超声波辅助浸提北草乌生物碱 ,可以大大提高生物碱的提取收率 ,缩短浸提时间 ,并且能很好地保持生物碱的特性和品质。

2. 2. 6 膜提取法

膜提取分离是一门高新技术 ,它对中草药提取浓缩、生物碱的提取分离及其他有效成分的提取分离具有不存在相转换、操作条件温和、提取分离效率高、不必添加化学试剂、不损坏热敏感物质、可极大的减少提取工序的优点 ,具有传统法无可比拟的优势[8 ]。

2. 2. 7 超临界提取法

超临界流体提取法有超临界流体萃取法和超临界流体色谱法等方法超临界流体萃取(Super2critical Fluids Extraction , SFE)是20世纪80年代发展起来的一项新的提取分离技术。利用超临界流体(Supercritical Fluids ,SCF)为萃取剂 ,从液体或固体中萃取出待测组分。利用超临界流体是介于气体和液体之间的流体 ,同时具有气体和液体的双重特性。利用其在临界点附近体系温度和压力的微小变化 ,使物质溶解度发生几个数量级的突

变特性来实现其对物质的提取分离。通过改变压力或温度来改变 SCF的性质 ,达到选择性地提取各种类型的化合物的目的[9 ]。

繁多的 SCF 种类中以二氧化碳最为常用。超临界二氧化碳(SCF - CO2)具有超临界温度低 ,可在常温下操作 ,对大部分物质呈化学惰性 ,有效地防止热敏性和化学不稳定性成分的高温破坏和氧化;无色、无味、无毒 ,不残留于萃取物上 ,无溶剂污染;价廉易得 ,且易制成高纯度气体 ,不易燃烧 ,使用安全;从提取到分离一步完成 ,操作费用低;选择性好 ,通过调节温度和压力 ,可有针对性地萃取有效成分等特点。因而 SFE(CO2)技术在中草药有效成分的超临界流体萃取中应用较多[10 – 13 ]。

3.生物碱分离方法的研究新进展

经过溶剂提取后的生物碱溶液除生物碱及盐类之外还存在大量其他脂溶性或水溶性杂质, 需要进一步纯化处理, 将生物碱成分从中分离出来。通常使用的是有机溶剂萃取、色谱和树脂吸附, 随着

新技术如分子印迹、高速逆流色谱的发展和应用,大大简化了过程、提高了纯化效率。众所周知生物碱的分离方法的确很多 ,既有经典的分离方法 ,如溶剂萃取法、蒸馏法、沉淀法、盐析法、结晶法、膜渗透升华法等 ,也有较为现代、先进的分离方法 ,如色谱分离法。

3. 1 色谱法