APP下载

中药有效成分提取技术及分析方法研究进展

2017-04-09丁元清武秀娟郝文艳李万忠

山东化工 2017年3期
关键词:毛细管超临界色谱法

丁元清,武秀娟,郝文艳,卢 燕,李万忠*

(1.日照真诚大药房有限公司,山东 日照 276800;2.潍坊医学院 药学院,山东 潍坊 261053)

中药有效成分提取技术及分析方法研究进展

丁元清1,武秀娟1,郝文艳2,卢 燕2,李万忠2*

(1.日照真诚大药房有限公司,山东 日照 276800;2.潍坊医学院 药学院,山东 潍坊 261053)

本文结合国内外相关文献,综述了超临界流体萃取、固相萃取法及固相微萃取法、超声提取法、微波萃取法、高速逆流色谱提取法等提取分离新技术以及薄层色谱法、气相色谱法、毛细管电泳技术、高效液相色谱法、生物色谱法、超临界流体色谱法、色谱联用技术、多维色谱法等分析技术在中药有效成分提取和分析中的应用,同时对红外光谱法与基因工程技术进行简单介绍,为中药制剂工业生产提供参考。

中药有效成分;提取新技术;分析方法

中药及天然产物成分复杂,提取、分析方法显得尤为重要,而煎煮、回流、浸渍、渗渡等传统提取工艺存在损失大、周期长、工序多、提取率低等缺点。目前,新兴提取技术具提取速度快、效率高,收率好,无污染特点,且能最大限度保留原始有效成分,正确选择合适提取方法使中药提取工作事半功倍。基于中药成分复杂性,围绕其有效成分建立的分析新方法新技术也有利于鉴定该提取方法的可靠性及高效性[1]。即便是同一种中药,也因产地,栽培方法,生长环境,采收季节以及加工方法等不同而有区别[2]。近年来,在中药提取方面出现的新工艺的应用,使得中草药提取既符合传统的中医理论,又能达到提高有效成分的收率和纯度的目的。本文就该方面综述如下,以期为我国现代中药制药的研究和生产提供一定的借鉴和指导。

1 中药提取技术

1.1 超临界流体萃取

超临界流体是处于临界温度和临界压力以上的流体,流体既具有与气体类似的高扩散系数和低黏度又具有与液体相近的密度和对物质良好的溶解能力,通过调节温度和压力可以改变超临界流体的溶解能力[3],选择性地把不同大小、沸点、相对分子质量、极性的物质萃取出来。超临界流体萃取尤其适用于挥发性、脂溶性、热敏性等的中药成分提取,如烃、酯、内酷、醚等化合物。葛发欢[4]等探讨了从黄山药中萃取薯祯皂素的最佳条件,同时进行了中试放大,证明应用该技术萃取薯预皂素进行工业化生产是可行的,与传统的汽油法相比,收率提高1.5倍,生产周期大大缩短,避免使用汽油,以免有易燃易爆的危险。

1.2 固相萃取法及固相微萃取

近十几年来,针对低含量复杂样品分离的固相萃取技术应用逐渐广泛,其分离纯化方法机理与液相色谱相近[5]。在此基础上发展起来的固相微萃取技术则是该萃取技术的进一步延伸,即将一根极细的石英纤维固定于注射器推进棒上。可通过后续热脱附步骤使这些被富集的物质解吸附,以便于在诸如气相色谱等分析仪器中进行分离[6]。

1.3 超声提取

超声波辅助萃取主要是借助于超声波的空化作用提高中药有效成分的浸出速度。能够提高提取的效率,缩短提取时间[7]。目前,由于超声提取具有诸如经济节省、方便快捷等优点而广泛应用于小规模的中药提取分析中[8],超声提取法对于中药中的生物碱[9]、苷类[10]、黄酮[11]类等化合物具有很高的提取效率。郭孝武等[12]应用超声从大黄中提取葱醒类成分的研究表明:超声处理10 min,总提取率可达95.25 %,而煎煮3 h,总提取率仅为63.27 %;超声提取20 min,提取率可达99.82 %;用纸层析及HPLC对两种方法提取产物进行分析,表明超声处理对产物结构无影响。

1.4 微波萃取

微波萃取技术的应用原理是在微波场中,吸收微波能力的差异使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热,从而使得被萃取物质可从基体体系中分离,进人到介电常数较小、微波吸收能力相对差的萃取剂中[13]。鲁建江等[14]应用微波技术从蕾香中提取挥发油,反应时间由传统的5 h减为20min,缩短了巧倍,挥发油含量由2.06 %提高到4.208 %。微波萃取技术也有一定的局限性,即只适用于对热稳定的产物。

1.5 高速逆流色谱提取

作为一种无需任何固态载体或支撑体的液液分配色谱技术,高速逆流色谱提取法于上世纪60年代末问世[15]。该技术具有诸如制备量大、溶剂消耗少、分离效率高、产品纯度高、免除载体对样品的吸附及污染等特点。王新宏等[16]应用HSCCC对苦参生物碱类成分的制备分离进行了研究,用正交试验确定了HSC-CC的最佳运行参数,将苦参粗粉提物分离得到6个固态收集物,经不同展开系统证实其中有一个为单一组分,实验表明,HSCCC法是一种高效、简便的分离制备中草药有效成分纯品的新方法。

2 色谱法在中药有效成分分析中的应用

2.1 毛细管电泳技术

毛细管电泳(CE)是指以高压直流电场为驱动力,以毛细管为分离通道,根据样品中各组分淌度和分配行为上的差异而实现分离的一类CE快速而环保的分析技术。而高效毛细管电泳法(HPCE)则是借助于高压电场下,按照淌度和分配系数不同而进行高效分离的新兴技术。该高效毛细管电泳法具有高效快速和进样体积小等优点,广泛应用于化学和药学领[18]。祁静同等[17]利用CE同时测定槟榔壳中6中酚类物质。

2.2 高效液相色谱

高效液相色谱法(High performance liquid chromatography,HPLC)不受试样的挥发性和热稳定性的限制,是一种非常有效和普遍适用的分析方法,以其具有多组分的同时测定等特点在中药有效成分分离中应用最为广泛。而在2004年出现的超高效液相色谱(Ultra performance liquid chromatography, UPLC)则是对 HPLC 系统的一种全面升级。与HPLC相比,UPLC具有更小的颗粒填料、更强的耐压系统、更低的交叉污染进样器等技术进步。因此,UPLC系统可较大幅度的缩短分离时间,提高分离效率、增强检测灵敏度和降低溶剂损耗。王喜明[27]在中药及其制剂有效成分分析中采用HPLC同时测定出熊果酸和齐墩果酸的含量,可用于中药材质量的控制。

2.3 生物色谱

该法是基于生物大分子特性及相互作用的分子生物色谱法,常常用来分离纯化并测定中药有效成分。常用的分子生物色谱填料固定相有酶、受体、抗体等[19]。根据中药有效成分与这些固定相之间的相互作用来发现生物活性物质,揭示药效作用机理。该方法以其具备的重现性良好、操作简便、分析快速、准确度高等特点受到重视。

2.4 超临界流体色谱

超临界流体色谱(Supercritical Fluid Chromatography)是以超临界流体为流动相的分析技术,其中CO2是最常见的超临界流体。其分离机制与气相色谱和液相色谱一样,但却有效弥补了二者的不足,扩大了应用范围。鉴于超临界流体更强溶解性和更大的扩散系数,用于分析热不稳定、极性大而挥发性小的物质。杨敏[20]首次采用SFC对厚朴、吴茱英、木香三种中药的有效成分进行了研究,并建立了这三种中药的含量测定方法,具有分离速度快、重复性和稳定性好的优点,且该法可以与多数检测器(例如质谱仪、红外光谱仪等)联用。

2.5 色谱联用技术

色谱-质谱联用技术将色谱的分离效率强大和质谱的结构鉴定能力有机结合在一起,使二者各取听长,将样品的分离、定量以及定性成为连续的过程。相对而言,高效液相色谱-质谱具有更好的选择性、更高的灵敏度和更丰富的指纹信息,从而更为广泛的应用于中药指纹图谱检测中[21]。

2.6 多维色谱技术

按照分离机理的不同,多维色谱分离可以分为多维高效液相色谱、多维毛细管电泳等。而根据各分离模式间的不同连接方式,多维色谱分离又可分为在线和离线分离。相对于一维色谱分离而言,多维色谱分离具有更高的峰容量。即如果每一维分离机理实现正交,那么整个多维系统的峰容量则为每一维分离峰容量的乘积[22]。

3 其他技术在中药研究方面的应用

3.1 红外光谱

红外光谱法是用红外线照射样品后,获得其吸收谱图,由于各种待测物的吸收波长各不相同,其红外谱图必然各有差别,因此红外谱图可以提供大量的待测物信息。通过建立了中药的红外光谱图库,可以大规模的实现中药的红外测量[23]。 蔡佳良[24]等运用IR建立广霍香含叶量的近红外定量分析模型,快速的测定了粉末药材或以粉末入药的广霍香制剂中含叶量,结果表明广霍香含叶量近红外定量模型稳定、精确,可用来预测未知样品的含叶量。此外,鉴于红外光谱对物质结构的敏感性,还可以将红外用于中药中异构体及相似物化性质化合物的高效检测[25]。

3.2 基因工程技术

基因工程技术作为高新科技,日益与医药发展紧密结合。例如,通过转基因技术构建与人体药效敏感相似的动物模型,因而而避免了传统生物模型机理错位的现象,可以实现准确、经济而又高效的靶向药物筛选[26]。

4 小结

现代提取分离新技术的应用,将对中药制药业带来新的飞跃。各种分析方法和仪器的使用都具有一定的适用范围和它们的优缺点,在中药有效成分的分析过程中,应根据具体情况具体分析加以综合考虑,确定最佳的提取分离及分析测定方法。加强新技术的运用,研究新工艺对不同药物提取分离的影响,寻求最佳的操作条件和作用机理,有针对性地进行生产设备工艺的设计,以实现我国中药产业跨越式发展,为人类健康做出更大的贡献。

[1] 叶陈丽, 贺 帅,曹伟灵,等. 中药提取分离新技术的研究进展[J]. 中草药,2015,46(3):457-458.

[2] 富 波,宗可昕,孟 鑫,等.中药有效成分分析现状[J].黑龙江医药,2015,28(1):55-56.

[3] 徐先祥.超临界流体萃取在皂苷类成分提取中的应用[J].中国药房,2013,24(3):273.

[4] 葛发欢,史庆龙.超临界CO2从黄山药中提取薯菠皂素的工艺研究[J].中草药,2000,31(3):181.

[5] 俞惟乐,欧庆瑜.毛细管气相色谱和分离分析新技术[M].北京:科学出版社,1999.

[6] 张金艳,叶 非.新型无溶剂样品制备方法一固相微萃取法[J].理化检测,2001,37(5): 236.

[7] 曾惠玲.中药化学成分提取新技术研究进展[J].海峡药学,2005,17(5): 1.

[8] 季大洪,苏瑞强,王 颖.高新工程技术在中药提前取分离中应用[J].时珍国医国药,2000,11(4): 369.

[9] 蒲含林,郑元升,麻建军.超声法提取金鸡纳生物碱的工艺[J].南大学学报,2008,29(3): 329.

[10] 刘 宁,李 健,金龙哲.超声波法提取豆角总阜苷的工艺研究[J].食品科学,2008,29(10): 327.

[11] 郭留城,杜利月.女贞子超声波提取工艺研究[J].中医药临床杂志,2009,21(3):262.

[12] 郭孝武.超声频率对提取大黄蕙酝类成分的影响[J].华西药学杂志,1999(2):117.

[13] 陈 猛,袁东星,许鹏翔.微波萃取法研究进展[J].分析测试学报,1999,18(2):82.

[14] 鲁建江,王 莉,陈宏伟,等.微波法提取蕾香中的挥发油[J].中医药信息,2001,18(5):40 .

[15]Bhushanmandave N,Yoich-irolto.Counter current chromatography theory and practice[M].New York:Marcel Dekker Inc,1988.

[16] 王新宏,范广平,安 睿,等.苦参生物碱的高速逆流色谱法制备研究[J].中草药,2000,31(11):816.

[17] 祁 静,唐敏敏,陈卫军,等.毛细管电泳法测定槟榔多酚的组分[J].热带作物学报,2011,32(2): 339-344.

[18] 张秀玲.高效毛细管电泳法在药物分析中的应用[J].天津药学,2004,16(1):56.

[19] 张样民.现代色谱分析[M].上海:复旦大学出版社, 2003.

[20] 杨 敏.超临界流体色谱法应用于几种药物有效成分分析的研究[D].云南:昆明医学院,2009.

[21] Petersson P,Lundell N,Markides K E.Chiral separations in supercritical fluid chromatography: a multivariate optimization method [J].J Ch Romatgr A, 1992, 623: 129.

[22] 刘 颖,贺玫明,陈艳华,无需母离子选择可获得二级质谱的RRLC-MS/MS方法研究[J].质谱学报,2007,28: 6.

[23] Sweeney A P,Wong V,Shalliker R A.The separation of diastereoisomers of polystyrene oligomers in reversed phase HPLC[J].Chromatography, 2001,54(1): 24.

[24] 蔡佳良,黄洁燕,李蕾蕾,等.利用近红外光谱法建立广蕾香含叶量定量分析模型[J].中国现代应用药学,2013,30(13):200-203.

[25] 蔡锡兰.药物红外谱库的建立与鉴定[J].南京师范专科学校学报,1998,14(4):98.

[26] 白 雁.红外光谱在中药研究中的应用[J].山东中医杂志,1997,16(9):413.

[27] 王喜明.HPLC在中药及其制剂有效成份分析中的应用[J].中医中药,2012(6):188-198.

(本文文献格式:丁元清,武秀娟,郝文艳,等.中药有效成分提取技术及分析方法研究进展[J].山东化工,2017,46(3):59-60,62.)

2016-12-06

山东省中医药发展计划(2015-227)

丁元清,研究方向:中药抗病毒活性筛选;通讯作者:李万忠,博士,副教授,研究方向:天然产物研究及活性,中药抗病毒活性筛选。

TQ461

A

1008-021X(2017)03-0059-02

猜你喜欢

毛细管超临界色谱法
高效液相色谱法测定水中阿特拉津
反相高效液相色谱法测定食品中的甜蜜素
毛细管气相色谱法测定3-氟-4-溴苯酚
超声萃取-毛细管电泳测定土壤中磺酰脲类除草剂
600MW超临界机组热经济性定量分析
毛细管气相色谱法测定自酿葡萄酒中甲醇的含量
1200MW等级超超临界机组可行性研究
反相高效液相色谱法快速分析紫脲酸
超高效液相色谱法测定藻油中的DPA和DHA
用毛细管电泳检测牦牛、犏牛和藏黄牛乳中β-乳球蛋白的三种遗传变异体