紫杉醇提取工艺优化研究

紫杉醇提取工艺优化研究

赵万年 S1315004

立体依据

紫杉醇(Paclitaxel，商品名Taxol)是Wani等[1]于1971年首次从短叶红豆杉(Taxus Bravifolia Nutt.)中分离得到的一种复杂的次生代谢产物，属二萜类化合物。其抗癌机理独特[2]，活性广谱高效，是目前所发现的惟一一种具有促进微管双聚体装配成微管, 使微管稳定, 从而阻碍细胞分裂, 将癌细胞停止在G2晚期或M期，最终导致癌细胞死亡[3]，抑制肿瘤生长的作用。由于紫杉醇的作用机理独特、疗效显著，因此已用于转移性卵巢癌、乳腺癌等的治疗，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。

虽然现在开发了多种紫杉醇的制备方法，利用半合成、全合成、生物合成、真菌发酵、植物组织细胞培养等技术手段获得紫杉醇的研究工作也取得了较大的进展［4-6］，但是要实现这些技术的工艺扩大和工业放大生产还存在一些问题，而从树皮中提取紫杉醇的工艺已经成熟且工业化，因此目前从植物中直接提取分离仍是紫杉醇的主要制备方法。但是，紫杉醇在植物中的含量非常低(含量最高的红豆杉树皮也只有万分之几)[7]，且类似物多，具有热敏性，产物在中间过程中易于分解、变性，不同产地、不同季节的植物资源成分相差甚远，因此分离提取工作难度很大。

目前紫杉醇的提取纯化工艺有溶剂萃取法、固相萃取法、制备色谱法、膜分离法、超临界萃取法、离子交换法、键合物解离法、药理作用靶点法和化学反应法[8-10]。这些工艺各有优缺点，其中溶剂萃取法和制备色谱法是最简单、最常用的方法，也已经成功应用于工业生产，但仍需改进。本课题以乙醇为提取溶剂，探求从南方红豆杉树叶中浸取紫杉醇的最佳提取条件，旨在为南方红豆杉这一药用植物资源的开发与利用提供试验依据。

研究目标

采用乙醇浸提方法，考查粉碎度、乙醇浓度、料液比、提取温度和提取时间

对紫杉醇提取效率的影响，经过一系列的单因素试验和正交试验，以期得到紫杉醇醇提工艺的最佳条件。

研究内容

1.紫杉醇原材料提取前的预处理；

2.提取溶剂的确定；

3.提取方法的确定；

4.粗提物的分离、纯化；

5.纯化后紫杉醇的分析。

拟解决的关键问题

回收率低，耗时长，工艺繁琐以及溶剂的浪费等现象。

研究方法和实验方案

1.紫杉醇原材料提取前的预处理

①原料品种及部位的选择；②原料储存环境条件的比较

2.提取溶剂的确定

①选择提取溶剂系统；②单因素实验；③提取溶剂比例的确定

3.提取方法的确定

①选择提取方法；②正交设计优化提取方法；③提取得到粗提物

4.粗提物的分离、纯化

①确定分离、纯化方法；②回收率的计算

5.纯化后紫杉醇的分析

①HPLC测定纯度方法的建立；②TLC、NMR、MS等定性方法的建立；技术路线

原材料提取前的预处理进行提取利用统计学方法找出最优方案提取物的分离及纯化分析

可行性分析

该提取方法简单，所用原材料及溶剂易得，实验室具备实验所需仪器。

研究计划及预期进展

2014.04——2014.05 查阅国内外文献，设计出具体实验操作步骤；

2014.05 预实验；

2014.05——2014.07 按照实验设计方案，完成大部分实验内容；

2014.07——2014.08 数据处理与分析，并完善实验。

参考文献

[1] WANI, Mansukhlal C., et al. Plant antitumor agents. VI. Isolation and structure of taxol, a novel antileukemic and antitumor agent from Taxus brevifolia[J].Journal of the American Chemical Society, 1971, 93(9): 2325-2327.

[2] Schif P B，Fant J，Horwitz S B．Promotion of microtubule assembly in vitro by taxol[J].Nature,1979,277:665—667.

[3] 马晓驰，吴立军，贾景明.紫杉醇类化合物研究概况与展望[J].沈阳药科大学学报，2002，19(2):147-156.

[4] 赵凯，周东坡.抗癌药物紫杉醇的提取与分离纯化技术[J].生物技术通讯，2004，15(3):309-412.

[5] 王少清.紫杉醇分离纯化工艺过程的研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工程大学，2003：30-33.

[6] Bai J, Kitabatake M, Toyoizumi K, et al. Production of biologically active taxoids by a callus culture of Taxus cuspidata[J].J Nat Prod, 2004, 67(1):58-63.

[7] Vidensek N，Lim P，Campbell A，et a1．Taxol content in bark，wood，root，leaf，twig，and seedling from several Taxus species[J].Journal of Natural Products，1990，53(6)：l609-1610．

[8] Bai J, Kitabatake M, Toyoizumi K, et al. Production of biologically active taxoids by a callus culture of Taxus cuspidata[J]. J Nat Prod, 2004, 67（1）：58-63．

[9] Nair MG, Mich O. Process for the isolation and purification of taxol and taxanes from Taxus.spp：US, 5279949[P]. 1994-01-01．

[10] Chun MK, Shin HW, Lee H. Supercritical fluid extraction of paclitaxel and baccatin Ⅲfrom needles of Taxus cuspidata[J]. J Supercrit Fluids, 1996, 9(3)：192-198．