药用生物碱的提取与分离纯化技术

药用生物碱的提取与分离纯化技术

施汉钰  贾宝库  葛江丽

（黑龙江省林业科学院牡丹江分院    黑龙江牡丹江 157000）

摘要：生物体中具有氮、碱的有机化合物即为生物碱，大部分存在于自然植物中，部分动物体内也有。而含有生物碱的植物大都可以被用来制成药品。由于科学技术不断发展，研究出了许多能够将生物碱有效从植物中提取出来，并进行分离提纯的技术，且使用效果很好，比起传统、常规的技术要更加省时省力、便于操作，有效提高了对药用植物的价值开发度。本文通过对药用生物碱的提取和分离纯化技术的研究展开论述。

    关键词：药用生物碱；提取技术；分离纯化技术

    目前，人们对于中药的制成材料很感兴趣，用中药调理身体逐渐受到人们的欢迎和喜爱。而自然植物中的有效成分就是一种天然药物，是很好的自然药材，为了最大限度的利用植物的药用价值，提高生物碱的经济和社会影响，就需要对提取和分离纯化技术进行深入研究，掌握各类应用技术，从而提升生物碱的提取率，增加有效成分的纯化程度。

    1.药用生物碱的提取技术

    1.1超临界流体萃取技术

    该技术是一种起源于20世纪70年代末期用于生物分解的精细制作技术。经历了20年左右的时间才开始在药用植物成分提取中被广泛应用。这种提取技术是通过施加压力和调节温度来影响超临界流体的溶解程度，从而对极性、沸点、分子量不同的成分进行选取和分解。如以延胡索乙素的提取率为衡量标准，采用正交试验设计后发现了提取元胡中延胡索乙素的最佳方法，可以有效增加其每次的提取量。之后再利用超临界流体萃取技术对菊三七中的生物碱进行提取测验，发现它与其他方法相比提取量多，所用时间却较少。

    1.2超声辅助提取技术

    超声辅助提取技术在进行提取操作时，首先会启动超声波释放能量，当达到一定数值时，会产生超声空化压力，造成细胞壁碎裂以及生物体破裂。与此同时，超声波的振动力度会让胞内物质分散、溶解，释放到溶剂内，从而提高其提取效率。此前有研究人员以苦豆子生物碱为提取对象，研究在使用超声影响下固体的分散和移动现象，并加入了其他提取方法进行对比，结果显示超声技术的平衡常数和传质系数都比常规技术要高，在其他实验探究中还发现其提取周期和损耗资源也更少。

    1.3双水相萃取技术

    双水相是指互不溶合的2种聚合物或是无机盐与聚合物在适当条件下形成的两相体系。因为当分解物处在两水相中时会导致各分配系数不同，从而可以进行提取分解。提取时普遍使用的两相体系有：PEG/葡聚糖体系、PEG/无机盐体系、表面活性剂/无机盐体系、离子液体/无机盐体系等等。在实际的提取实验中，采用该技术对甘草根中的吗啡进行提取，其使用效果良好，并且其提取分解条件相对来说更加柔和、消耗量更小、设备也更为简单，可以进行连续提取操作。

    1.4微波辅助提取技术

    微波辅助提取技术因其拥有力度大、速度快、效率高等优点，是比较具有发展前途的一种提取技术，其原理为：通过对微波和介质中产生的离子和偶极子中的分子发生的反应进行研究，利用其作用力量使得介质的旋转能力产生跳跃式变化，增强其运动程度，促使细胞壁碎裂，这样胞外的溶剂就有机会进入到细胞内部，产物就能够被释放出来。该技术一经发现，就被广泛应用于食品、医药、自然产物等领域。某些研究人员还利用这一技术进行荷叶生物碱的提取，认为这一提取技术要比传统方法效果显著；还有一些技术人员试验得出在提取生物碱时，保证提取率相同的情况下，操作时间依次为热回流30min、索氏提取法120min、微波辅助提取法3min，这明确显示出了微波提取技术的独特优势。

    2.药用生物碱的分离纯化技术

    2.1膜分离技术

    膜分离技术是一种非常高效的分离技术，该技术以半透膜为筛选屏障，利用膜两侧的能级差异和组分透过率不同，使部分成分通过，保留其余成分，进而达到对混合体系成分的有效分离。这种技术的特点是：操作温和、不发生相变、分离效果好、不需要加入化学制剂、也不会对热敏性物质造成任何伤害，同时它还可以减少提纯步骤以便进行持续的、自动化的操作，重要的是其应用领域非常广泛，有着常规方法无法相比的优势。如该技术可被用于从长春花提取物中进行吲哚类生物碱的分离；也可在对荷叶粗提物的三种生物碱分离实验中使用该技术，曾有分离实验数据显示三种生物碱的提取率分别可达到95.6%、100%和97.9%，这就说明了该技术具有很好的发展潜力。

    2.2分子蒸馏技术

    分子蒸馏技术是80年代后期从外国引入的一项液-液分离的新工艺，与传统蒸馏方法比较，它具有蒸馏压力低、加热时间短、浓缩效率高、无沸腾、无气泡、能节省溶剂、降低对生态系统的影响等优点，所以可被用于高沸点、热敏性、易氧化的产物分离。分子式蒸馏器是分子蒸馏技术的关键设备，它有降膜式、刮膜式和离心式3大类。研究人员曾利用刮膜分子蒸馏装置，对帕罗西汀碱材料进行了分离实验，并对其生产加工过程进行技术和经济方面的初步考察，得出：如果每年生产帕罗西汀1000kg，可以带来7000万左右的经济效益，前景十分广阔。

    2.3高速逆流色谱技术

    基于互不溶合的两种溶剂在螺旋管中的单向性动力平衡特点，以及材料中各部分在两相间分散性能的差别，可以有效的将其分离。该色谱技术以液体作为固定相，克服了传统材料与固定相会发生不可逆吸附、污染及变性等缺陷，尤其适合对极性和生物活性物质的分离。同时这种技术无需进行升温和加热，也无需精确的恒电流，非常容易使用，尤其适合于制备性分离。如采用氯仿:甲醇:HCl(0.2 mol/ L)=4:1.5:2为溶剂，使用高速逆流色谱技术对中药黄连生物碱活性成分分离可以得到四种生物碱，对穿心莲提取物分离可得到更多生物碱，获得了非常良好的分离结果。

    2.4分子印迹技术

    分子印迹技术是一项以分子识别能力强的聚合物作为固定相，实现对靶分子分离、筛选和纯化的高选择性生物模拟技术，其关键在于分子印迹合成物的制作。如分别以（+)-n-去甲麻黄碱和（-)-n-去甲麻黄碱为模板，以甲基丙烯酸为功能单体，以乙二醇二甲基丙烯酸为交联剂制备MIPs，并对n-去甲黄碱的对映体分离，其分离程度可分别达到1.7~3.8和2.1~3.5，获得了预期的实验结果。若是采用Harman作为模板，而建立液相色谱-质谱固定相，对骆驼蓬种籽甲醇进行分离，就会得到两种和Harman相似的成分。虽然分子印迹技术的生物碱类分解和提纯已开始广泛应用，但使其工业化仍需要一定时间。

    结语：生物碱作为具有药理活性的中药成分，对于医药卫生领域具有重大意义，其可以用来进行抵抗病菌病毒、预防肿瘤癌症、维护神经、血管，对人们的身体产生许多有益影响，所以研究人员要加强对生物碱的重视程度，加大对其提取、纯化的研究程度，努力在现有基础上对生物碱的价值进行进一步的开发利用。

参考文献：

[1]朱茂银,项勋,邬佳莉,任胜杰,申宏利,侯明鹏,段纲,黄翠琴,常华.高速逆流色谱分离黄连生物碱及其抑菌活性初探[J].畜牧与兽医,2022,54(06):132-138.

[2]葛碧琛,陈小举,蒋慧慧.正交实验法优化郁金香总生物碱提取工艺[J].赤峰学院学报(自然科学版),2020,36(09):31-35.

    本文编写来源项目：非木质林产品功效物质提取与纯化技术研究 项目编号：GZ20210192