柱層析技術(shù)在中藥材有效成分分離純化中的應(yīng)用

　　關(guān)鍵詞：柱層析技術(shù)；中藥材；有效成分；分離純化；綜述
　　DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2013.12.049
　　中圖分類號(hào)：R288 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-5304（2013）12-0109-02
　　中藥材中有效成分具有顯著的生理活性和藥理作用，其中以多糖、生物堿和黃酮等的應(yīng)用最為廣泛。但中藥材有效成分復(fù)雜、含量低、雜質(zhì)多，用常規(guī)提取法得到的提取物仍是混合物，需進(jìn)一步分離與純化。柱層析技術(shù)是利用物質(zhì)的分子形狀、大小、帶電狀態(tài)、溶解度、吸附能力、分配系數(shù)、分子極性及親和力等理化性質(zhì)的差別，使混合物中各組份以不同程度分布在固定相和流動(dòng)相中，使各組份逐步分離。其優(yōu)點(diǎn)是分離效率高，應(yīng)用物質(zhì)范圍廣、分離條件參數(shù)選擇性強(qiáng)、操作條件溫和等，廣泛應(yīng)用于多糖、生物堿、黃酮、酶、色素、苷類、萜類等代謝產(chǎn)物和生物大分子的分離純化。本文重點(diǎn)介紹幾種柱層析在中藥材多糖、生物堿和黃酮的分離純化中的應(yīng)用，為中藥研究開(kāi)發(fā)提供參考。
　　1 柱層析的分類
　　根據(jù)物質(zhì)分離機(jī)理的不同，目前的柱層析可分為吸附柱層析、離子交換柱層析、凝膠柱層析、親和柱層析、疏水柱層析、分配柱層析及等電聚焦柱層析等多種類型。其中，吸附、離子交換、凝膠柱層析是應(yīng)用最為廣泛的柱層析技術(shù)[1]。
　　吸附柱層析是利用吸附劑對(duì)不同物質(zhì)的吸附力不同而使各組份分離的方法。吸附力越大的物質(zhì)，移動(dòng)速率越慢。常用的吸附劑有吸附樹(shù)脂、硅膠、氧化鋁、聚酰胺、活性炭、硅藻土的。吸附柱層析主要應(yīng)用在生物堿、色素等生物小分子物質(zhì)的分離，其成本較低、易于操作，在天然藥物分離制備中應(yīng)用較廣[2]。
　　離子交換柱層析是利用離子交換劑對(duì)各種離子的離子交換親和力不同，將目標(biāo)離子固定在固定相中，通過(guò)洗脫液洗脫而使各組份得以分離。常用的有離子交換樹(shù)脂、離子交換纖維素（二乙胺基乙基纖維素等）、離子交換凝膠（二乙胺基乙基纖維素-葡聚糖凝膠等）。離子交換柱層析的優(yōu)勢(shì)是填充介質(zhì)種類多、分離物質(zhì)范圍廣、操作便利、分離效果好等，是目前最為廣泛應(yīng)用的層析技術(shù)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于糖、酶、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)酸等物質(zhì)的分離純化[3]。
　　凝膠柱層析是基于物質(zhì)分子大小不同而分離的方法。分子小的物質(zhì)因進(jìn)入凝膠網(wǎng)孔而移動(dòng)較慢；分子量大的物質(zhì)不能進(jìn)入網(wǎng)孔，移動(dòng)較快，從而先流出層析柱。常用的凝膠有葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠、聚丙烯胺凝膠等。其分離條件溫和、回收率高、分離的分子質(zhì)量范圍廣，常用于蛋白質(zhì)、酶、多糖等生物大分子的分離純化[3]。
　　2 柱層析在分離純化有效成分中的應(yīng)用
　　2.1 多糖
　　多糖是由單糖聚合形成的天然高分子化合物，是生物體內(nèi)重要的生物大分子，具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗衰老、抗病毒、降血糖、降血脂等多種生物活性，其在醫(yī)藥、保健等方面用途廣泛。目前，常用于多糖分離純化的為離子交換柱層析、凝膠柱層析、吸附柱層析。在離子交換柱層析分離中藥材多糖中，常用的固定相是離子交換纖維素和離子交換樹(shù)脂。
　　李氏等[4]在紅蘑多糖分離純化中使用了二乙氨乙基（DEAE）纖維素離子交換柱層析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用不同的洗脫液連續(xù)洗脫能收集到4個(gè)洗脫主峰，分別出現(xiàn)在0、0.1、0.3、1.0 mol/L的NaCl洗脫部分，而0.5、0.7、1.5、2.0 mol/L的NaCl洗脫部分則沒(méi)有明顯的洗脫峰。其純化多糖的總量為上樣量的71.2%。王氏等[5]利用陰離子交換樹(shù)脂D315對(duì)茶多糖進(jìn)行了分離，在pH值為6.0～7.0、溫度30 ℃、上樣量濃度2.5 mg/L條件下，通過(guò)水和0.5 mol/L的NaCl溶液洗脫，能提高茶多糖的純度，并實(shí)現(xiàn)初步分離純化。
　　扈氏等[6]利用凝膠柱層析技術(shù)對(duì)沙蔥多糖進(jìn)行純化，其通過(guò)SephadexG-100凝膠柱層析，得到了分子量為5.89×104 g/mol的均一組份多糖。另有報(bào)道，在利用不同的大孔樹(shù)脂分離純化無(wú)花果和牛蒡子多糖時(shí)發(fā)現(xiàn)，AB-8樹(shù)脂有較好的純化效果[7-8]。
　　總之，不同柱層析均可應(yīng)用在多糖的分離純化中，有的研究將多種類型柱層析聯(lián)合使用，以達(dá)到提高多糖純度獲得單體的目標(biāo)。如李氏[9]通過(guò)離子交換層析和凝膠柱層析獲得了分子量均一的山萸肉多糖。
　　2.2 生物堿
　　生物堿為一類顯堿性的含氮有機(jī)化合物，具有抗腫瘤、抗菌、抗病毒、保護(hù)心血管等作用。傳統(tǒng)分離純化生物堿的方法效率和純度較低，而柱層析技術(shù)對(duì)生物堿有較好的分離純化效果，其常用的柱層析有離子交換柱層析和吸附柱層析技術(shù)。
　　張氏等[10]利用ZB-2強(qiáng)堿性陰離子交換纖維柱層析分離純化了指天椒中的辣椒堿，在實(shí)驗(yàn)最優(yōu)條件下，將辣椒堿的含量由4.5%提高到92.0%，回收率為72.3%。遲氏等[11]研究表明，強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂DOWEX 50WX2也能應(yīng)用于角蒿生物堿的分離純化。翟氏等[12]利用硅膠柱層析，分離純化了平貝母的總生物堿。其以薄層層析硅膠G為固定相，乙酸乙酯-甲醇-氨水（17∶2∶1）為流動(dòng)相，分離得到了貝母素甲和貝母素乙，其純度分別達(dá)到93.19%和92.09%。另外，大孔吸附樹(shù)脂D101也應(yīng)用在荷葉生物堿的分離純化中，其效果強(qiáng)于聚酰胺和HP-20大孔樹(shù)脂[13]。潘氏等[14]研究顯示，采用AB-8型吸附樹(shù)脂和硅膠柱層析得到了純度為97.26%和94.18%的長(zhǎng)春堿和長(zhǎng)春新堿。
　　2.3 黃酮
　　總黃酮是黃酮類化合物的總稱，泛指2個(gè)具有酚羥基的苯環(huán)（A-環(huán)與B-環(huán)）通過(guò)中央三碳原子相互連結(jié)而成的一系列化合物，包括黃酮、黃酮醇雙氫黃（醇）、異黃酮、雙黃酮、黃烷醇、查爾酮、橙酮、花色苷及新黃酮類等，是一類很強(qiáng)的抗氧化劑，能夠抗癌、防癌、抑菌、抗病毒、保護(hù)心血管系統(tǒng)、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)功能等[15]。目前分離黃酮類物質(zhì)常采用離子交換柱層析和吸附柱層析。

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