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第二章天然药物的提取分离方法对天然药物中有效成分的提取分离存在两种情况：第一、是目的物为已知成分或化学结构类型，如从植物薄荷中提取分离薄荷醇或从植物中提取某类成分如总生物碱时，一般宜先查阅有关资料，搜集比较各种有关提取方案，尤其是工业生产方法，再根据具体条件加以选用；第二、是从天然药物中寻找未知有效成分或有效部位时，情况较为复杂，一般应根据预先确定的目标，在适当的活性测试体系指引下，通过逐步提取、分离追踪，以及相应的动物模型筛选，临床验证，反复实践，才能达到目的。本章仅就普遍应用的提取分离鉴定的方法、原理和操作技术作一概括性的介绍。第一节天然药物化学成分的提取方法与技术预处理：粉碎：为了提高提取率，通常将药材原料粉碎成粗粉，粒度并非越细越好，一般以能通过二号筛(筛孔0.9mm)为宜。脱脂：种子类药材常先脱脂后粉碎，可选用压榨法或石油醚脱去大量油脂。切割：水提取含纤维素、淀粉丰富的根茎类药材时，为避免多糖遇水膨胀难滤过，宜将药材切成小段、薄片或粉碎成粗颗粒。酶活性处理：苷类成分的提取，为防止酶的水解，可用乙醇或沸水处理，抑制或杀灭酶的活性。但苷元或次生苷的提取，则要保留酶的活性，如穿山龙中薯蓣皂苷元的提取。—、溶剂提取法溶剂提取法是实际工作中提取有效成分最常用的方法，根据天然药物中各种化学成分的溶解性能，选择对有效成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，用适当的方法将所需化学成分尽可能完全地从药材组织中溶解出来。影响提取的因素有溶剂的选择、提取的方式、药材的粉碎度、温度、时间、浓度差等：其中，选择合适的溶剂是溶剂提取法的关键。选择溶剂的原则：（1）遵循“极性相似相溶”的规律，确定合适极性溶剂。（2）使用安全、易得、价廉、浓缩方便。溶剂的极性与介电常数ε有关，介电常数越大，极性越大(表2—1)。常用溶剂的极性大小顺序排列如下：石油醚苯无水乙醚氯仿醋酸乙酯丙酮乙醇甲醇水影响化合物极性的因素：(1)化合物分子母核大小（碳数多少）：分子大、碳数多，极性小；分子小、碳数少，极性大。(2)取代基极性大小：在化合物母核相同或相近情况下，化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。常见基团极性大小顺序如下：酸＞酚＞醇＞胺＞醛＞酮＞酯＞醚＞烯＞烷。举例：判断下列各组化合物极性大小。ABCOHOCOCH3O按极性大小顺序，可将溶剂分为水、亲水性有机溶剂、亲脂性有机溶剂三类。水的优缺点：（1）极性强，穿透力大；（2）安全、经济、易得；（3）易霉变，难以保存；（4）不易浓缩和滤过。亲水性溶剂（甲醇、乙醇、丙酮等）优缺点：（1）具有较强穿透能力，对一些亲脂性成分也有很好的溶解性能，因此提取范围较广，效率较高；（2）提取液易于保存、滤过和回收；（3）易燃，价格较贵，有些溶剂毒性较强（如甲醇）。亲脂性有机溶剂（石油醚、苯、乙醚、氯仿、醋酸乙酯等）的优缺点：（1）具较强选择性，天然药物中亲脂性成份均可使用；（2）提取液易浓缩回收；（3）穿透力较弱，常需长时间反复提取，使用有一定局限性；（4）毒性大、易燃、价格较贵、设备要求高，使用时应注意安全。因此可根据欲提取成分的特性，选择合适的溶剂进行提取。溶剂提取法提取天然药物化学成分，常选用的提取方法有下列几种：(一)浸渍法是将药材用适当的溶剂在常温或温热的条件下浸泡一定时间，浸出有效成分的方法。1．操作技术根据温度条件的不同，可分为冷浸法与温浸法两种。(1)冷浸法：取药材粗粉，置适宜容器中，加入一定量的溶剂如水、酸水、碱水或稀醇等，密闭，时时搅拌或振摇，在室温条件下浸渍1—2天或规定时间，使有效成分浸出，滤过，用力压榨残渣，合并滤液，静置滤过即得。(2)温浸法：具体操作与冷浸法基本相同，但温浸法的浸渍温度一般在40—60℃之间，浸渍时间较短，能浸出较多的有效成分。由于温度较高，浸出液冷却后放置贮存常析出沉淀，为保证质量，需滤去沉淀。若要使药材中有效成分充分浸出，可重复浸提2—3次，第2、3次浸渍的时间可以缩短，合并浸出液，滤过，经浓缩后可得提取物。2．适用范围适用于有效成分遇热易破坏及含淀粉、果胶、粘液质、树胶等多糖物质较多的药材。此法操作方便，简单易行，但提取时间长，效率低，水浸提液易霉变，必要时需加适量防腐剂如甲苯、甲醛或氯仿等。(二)渗漉法是将药材粗粉置渗漉装置中，连续添加溶剂使渗过药粉，自上而下流动，浸出有效成分的一种动态浸提方法。1．操作技术粉碎：先将药材打成粗粉。浸润：用规定量的溶剂(一般每1000g药粉约用600—800ml溶剂)润湿，密闭放置15分钟至6小时，使药粉充分膨胀。装筒:然后取适量用相同溶剂湿润后的脱脂棉垫在渗漉筒底部，分次装入已润湿的药粉，每次装粉后用木锤均匀压平，力求松紧适宜，药粉装量一般以不超过渗漉简体积的2／3为宜，药面上盖滤纸或纱布，再均匀覆盖一层清洁的细石块。排气：打开渗漉筒下部的出口，缓缓加入适量溶剂，使药粉间隙中的空气受压由下口排出，待气体排尽后，关闭出口。浸渍：流出的渗漉液倒回筒内，继续加溶剂使保持高出药面，浸渍一定时间(常为24—48小时)。渗漉：控制流速，药典规定一般以1000g药材每分钟流出1—3ml为慢漉，3—5ml为快漉，实验室常控制在每分钟2～5ml之间，大量生产时，可调至每小时漉出液约为渗漉器容积的1／48—1／24。收集渗漉液：约为药材重量的8—10倍，经浓缩后得到提取物。2．适用范围本法在常温下进行，选用溶剂多为水，酸水，碱水及不同浓度的乙醇等，适用于提取遇热易破坏的成分，因能保持良好的浓度差，故提取效率高于浸渍法，存在的不足之处为溶剂消耗多，提取时间长。连续渗漉装置(三)煎煮法是将药材加水加热煮沸，滤过去渣后取煎煮液的一种传统提取方法。1．操作技术取药材饮片或粗粉，置适当煎器(勿使用铁器)中，加水浸没药材，加热煮沸，保持微沸，煎煮一定时间后，分离煎煮液，药渣继续依法煎煮数次至煎煮液味淡薄，合并各次煎煮液，浓缩即得。一般以煎煮2～3次为宜，小量提取，第一次煮沸20—30分钟，大量生产，第一次约煎煮1-2小时，第2、3次煎煮时间可酌减。2．适用范围此法适用于有效成分能溶于水且不易被水、热破坏的天然药物的提取。操作简单，提取效率高于冷浸法。但不宜用于提取含挥发油成分及遇热易破坏的天然药物，含多糖类丰富的药材，因煎提液粘稠，难以滤过，同样不宜使用。(四)回流提取法使用低沸点有机溶剂如乙醇、氯仿等加热提取天然药物中有效成分时，为减少溶剂的挥发损失，保持溶剂与药材长时间的接触，通过加热浸出液，使溶剂受热蒸发，经冷凝后变为液体流回浸出器，如此反复至浸出完全的一种热提取方法。1．操作技术如图2-2所示回流提取装置，将药材粗粉装入圆底烧瓶内，添加溶剂至盖过药面(一般至烧瓶容积1／2—2／3处)，接上冷凝管，通入冷却水，于水浴中加热回流一定时间，滤出提取液，药渣再添加新溶剂回流2—3次，合并滤液，回收有机溶剂后得浓缩提取液。2．适用范围本法提取效率高，但溶剂消耗量仍较大，操作较麻烦。由于受热时间长，故对热不稳定成分的提取不宜采用此法。回流提取装置(五)连续回流提取法是在回流提取法的基础上改进的，能用少量溶剂进行连续循环回流提取，充分将有效成分浸出完全的方法。1．操作技术实验室中常用索氏提取器(图2—3)提取，操作时先在圆底烧瓶内放入几粒沸石，以防暴沸，然后将装好药材粉末的滤纸袋或筒放提取器中，药粉高度应低于虹吸管顶部，自冷凝管加溶剂入烧瓶内，水浴加热。溶剂受热蒸发，遇冷后变为液体回滴入提取器中，接触药材开始进行浸提，待溶剂液面高于虹吸管上端时，在虹吸作用下，浸出液流入烧瓶，溶剂在烧瓶内因受热继续气化蒸发，如此不断反复循环4—10小时，至有效成分充分被浸出，提取液回收有机溶剂即得。为了防止长时间受热，成分易被破坏，也可在提取1—2小时后更换新溶剂继续提取。大生产所用及其他各种连续回流提取器的原理与索氏提取器相同。2．适用范围该法提取效率高，溶剂用量少，但浸出液受热时间长，故不适用于对热不稳定成分的提取。连续回流提取装置（索氏提取器）(六)超声提取法是一种利用超声波浸提有效成分的方法。其基本原理是利用超声波的空化作用，破坏植物药材的细胞，使溶剂易于渗入细胞内，同时超声波的强烈振动能传递巨大能量给浸提的药材和溶剂，使它们作高速运动，加强了胞内物质的释放、扩散和溶解，加速有效成分的浸出，极大地提高提取效率。1．操作技术将药材粉末置适宜容器内，加一定量溶剂，密闭后置超声提取器内，选择适当超声频率提取一段时间(一般只需要数十分钟)后即得；2．适用范围超声提取法与常规提取方法相比，具有提取时间短，提取效率高，无需加热等优点，能避免高温高压对欲提取成分的破坏，既适用于遇热不稳定成分的提取，也适用于各种溶剂的提取。但此法对容器壁的厚薄及放置位置要求较高，目前尚为实验室小规模使用，大规模生产还有待于解决设备问题。二、水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法用于提取具有挥发性，能随水蒸气馏出而不被破坏，不溶或难溶于水，与水不发生化学反应的天然药物化学成分。如挥发油、麻黄碱、槟榔碱、丹皮酚、苯醌、萘醌等。其基本原理是当水和与水互不相溶的液体成分共存时，根据道尔顿分压定律，整个体系的总蒸气压等于两组分蒸气压之和，虽然各组分自身的沸点高于混合液的沸点，但当总蒸气压等于外界大气压时，混合物开始沸腾并被蒸馏出来。装置：水蒸气蒸馏装置由水蒸气发生器、蒸馏瓶、冷凝管和接受器四部分组成。操作：将药材粗粉装入蒸馏瓶内，加入水使药材充分浸润，体积不超过蒸馏瓶容积的1／3，然后加热水蒸气发生器使水沸腾，产生水蒸气通入蒸馏瓶，药材中挥发性成分随水蒸气蒸馏被带出，经冷凝后，收集于接受瓶中。馏出物与水的分离可根据具体情况来决定。注意事项：保温，减压。水蒸气蒸馏装置三、超临界流体萃取技术超临界流体萃取(SupercriticalFluidExtraction，SFE)是一种利用某物质在超临界区域形成的流体，对天然药物中有效成分进行萃取分离的新型技术，集提取和分离于一体。某物质处于其临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上时，形成一种既非液体又非气体的特殊相态，称为“超临界流体”。此状态下流体兼有气液两相的双重特点，既具有与气体相近的粘度，又具有与液体相近的密度，扩散力和渗透能均大大强于液体，且介电常数随压力增大而增加，因此对许多物质有很强的溶解能力，可作为溶剂进行萃取。常用作超临界流体的物质有二氧化碳、氧化亚氮、乙烷、乙烯和甲苯等；由于二氧化碳具有无毒、不易燃易爆、安全、价廉、有较低的临界压力(Pc=7.37Mpa)和临界温度(Tc=31.4℃)、对大部分物质不反应、可循环使用等优点，故最常用于天然产物的提取。三、超临界流体萃取技术超临界流体萃取工艺程序见图2-5。将药材原料投入萃取器(6)中，对萃取器(6)和分离器(7)分别进行加热或冷却，当达到所选定的温度时，开启CO2气瓶阀门及阀门(12)进气，启动高压阀(4)对系统加压，当达到预定压力时，调节减压阀(9)，使分离器(7)内压力达到设定值，打开放空阀(10)调节流量。通过各阀门的调节，使萃取过程中通过的流量及萃取器内压力、分离器内压力都稳定在设定的操作条件后，关闭阀门(10)，打开阀门(11)，开始进行循环萃取，萃取过程中达到一定时间后，从阀门(8)取出萃取物。超临界流体萃取装置示意图三、超临界流体萃取技术超临界CO2萃取技术(SFE—CO2)体现出许多优点。如易于操作，可调节范围广(常用压力8—30MPa，温度35-80℃)；选择性和溶解性能好，通过调节压力、温度，可改变流体的极性和密度，使萃取的有效成分富集，无溶剂残留，产品纯度高，萃取速度快，从萃取到分离一步完成；适用于提取分离挥发性成分，脂溶性成分，高热敏性成分及易氧化分解成分；与GC、IR、MS等联用可快速有效地对天然物质进行提取、分离、测定，实现提取与质量分析一体化等等。已广泛应用于食品、香料、医药工业等领域，但也有其局限性，如