天然药物化学成分提取分离方法

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1、天然药物化学成分提取分离方法天然药物化学成分提取分离方法1天然药物化学成分提取分离方法 化学成分提取分离方法化学成分提取分离方法天然药物化学研究常从有效成分或生理活性成分的提取、分天然药物化学研究常从有效成分或生理活性成分的提取、分离工作开始。在进行提取之前,应了解所用材料的基源(如离工作开始。在进行提取之前,应了解所用材料的基源(如动、植物的学名)、产地、药用部位、采集时间与方法等。动、植物的学名)、产地、药用部位、采集时间与方法等。目的物为已知成分或已知化学结构类型,如从甘草中提取甘目的物为已知成分或已知化学结构类型,如从甘草中提取甘草酸、麻黄中提取麻黄碱,或从植物中提取某类成分如总生草酸

2、、麻黄中提取麻黄碱,或从植物中提取某类成分如总生物碱或总酸性成分时,工作比较简单。一般宜先查阅有关资物碱或总酸性成分时,工作比较简单。一般宜先查阅有关资料,搜集比较该种或该类成分的各种提取方案,尤其是工业料,搜集比较该种或该类成分的各种提取方案,尤其是工业生产方法,在根据具体条件加以选用。生产方法,在根据具体条件加以选用。从中草药或天然药物中寻找未知有效成分或有效部位时,情从中草药或天然药物中寻找未知有效成分或有效部位时,情况就比较复杂。只能根据预先确定的目标,在适当的活性测况就比较复杂。只能根据预先确定的目标,在适当的活性测试体系指导下,进行提取、分离并以相应的动物模型筛选、试体系指导下,进

3、行提取、分离并以相应的动物模型筛选、临床验证、反复实践,才能达到目的。临床验证、反复实践,才能达到目的。2天然药物化学成分提取分离方法一、有效成分的提取一、有效成分的提取 溶剂提取法溶剂提取法 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 升华法升华法3天然药物化学成分提取分离方法 溶剂提取法溶剂提取法溶剂提取法系选择适当溶剂将中草药中的化学成分从药材中溶剂提取法系选择适当溶剂将中草药中的化学成分从药材中提取出来。提取出来。天然药物中的化学成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有天然药物中的化学成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。溶剂可分为水、亲水性有机溶剂和亲脂性有机溶剂。一关。溶剂可分为水、亲水性有机溶剂和亲

4、脂性有机溶剂。一些常见溶剂的脂性的强弱顺序如下:些常见溶剂的脂性的强弱顺序如下:石油醚石油醚 苯苯 氯仿氯仿 乙醚乙醚 乙酸乙酯乙酸乙酯 丙酮丙酮 乙醇乙醇 甲醇甲醇 水水天然药物化学成分可通过结构估计它们的极性。天然药物化学成分可通过结构估计它们的极性。4天然药物化学成分提取分离方法 溶剂提取法溶剂提取法甙类的分子中结合有糖分子,羟基数目多,能表现强亲水性,甙类的分子中结合有糖分子,羟基数目多,能表现强亲水性,而甙元则属于亲脂性化合物,而生物碱盐,能够离子化,加而甙元则属于亲脂性化合物,而生物碱盐,能够离子化,加大了极性,就变成了亲水性化合物。鞣质是多羟基衍生物,大了极性,就变成了亲水性化合

5、物。鞣质是多羟基衍生物,列为亲水性化合物。油脂、挥发油、蜡、脂溶性色素都是强列为亲水性化合物。油脂、挥发油、蜡、脂溶性色素都是强亲脂性成分。亲脂性成分。萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物因为极性较小,易溶于萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物因为极性较小,易溶于氯仿、乙醚等亲脂性溶剂中;氯仿、乙醚等亲脂性溶剂中;糖苷、氨基酸等成分极性较大,易溶于水及含水醇中;糖苷、氨基酸等成分极性较大,易溶于水及含水醇中;酸性、碱性及两性化合物,因为存在状态(分子或离子形式)酸性、碱性及两性化合物,因为存在状态(分子或离子形式)随溶液而异,故溶解度将随随溶液而异,故溶解度将随pHpH而改变。而改变。5天然药物化学成

6、分提取分离方法 溶剂提取法溶剂提取法只要中草药成分的亲水性和亲脂性与溶剂的此只要中草药成分的亲水性和亲脂性与溶剂的此项性质相当,就会在其中有较大的溶解度,即项性质相当,就会在其中有较大的溶解度,即所谓所谓“相似相溶相似相溶”的规律。这是选择适当溶剂的规律。这是选择适当溶剂自中草药中提取所需要成分的依据之一。自中草药中提取所需要成分的依据之一。6天然药物化学成分提取分离方法 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏,与水不发生反应,且难溶或不溶于水的成分的提取。天然药物中的挥发油、某些小分子生物碱如麻黄碱、烟碱、槟榔碱以及某些小分子的酚性物质如牡丹酚等的提

7、取可采用水蒸气蒸馏法。7天然药物化学成分提取分离方法 升华法升华法某些固体物质如水杨酸、苯甲酸、樟脑等受热在某些固体物质如水杨酸、苯甲酸、樟脑等受热在低于其熔点的温度下,不经过熔化就可直接转化低于其熔点的温度下,不经过熔化就可直接转化为蒸气,蒸气遇冷后又凝结成固体称为升华。天为蒸气,蒸气遇冷后又凝结成固体称为升华。天然药物中有一些成分具有升华性质,能利用升华然药物中有一些成分具有升华性质,能利用升华法直接中药材中提取出来。但天然药物成分一般法直接中药材中提取出来。但天然药物成分一般可升华的很少。可升华的很少。8天然药物化学成分提取分离方法二、有效成分的分离与精制二、有效成分的分离与精制9天然药

8、物化学成分提取分离方法化学成分分离精制常用方法原理化学成分分离精制常用方法原理 根据物质溶解度差别进行分离根据物质溶解度差别进行分离 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 根据物质的吸附性差别进行分离根据物质的吸附性差别进行分离 根据物质分子大小差异进行分离根据物质分子大小差异进行分离10天然药物化学成分提取分离方法 根据物质溶解度差别进行分离根据物质溶解度差别进行分离 1、利用温度不同引起溶解度的改变、利用温度不同引起溶解度的改变2、改变混合溶剂的极性、改变混合溶剂的极性3、调节溶液的、调节溶液的pH值,改变分子的存在状态值,改变分子的存在状态4、

9、沉淀法、沉淀法 5、盐析法、盐析法11天然药物化学成分提取分离方法1 1、利用温度不同引起溶解度的改变、利用温度不同引起溶解度的改变鉴鉴定定中中草草药药化化学学成成分分,研研究究其其化化学学结结构构,必必须须首首先先将将中中草草药药成成分分制制备备成成单单体体纯纯品品。中中草草药药化化学学成成分分在在常常温温下下多多半半是是固固体体的的物物质质,常常具具有有结结晶晶性性的的通通性性,可可以以根根据据溶溶解解度度的的不不同用结晶法来达到分离精制的目的。同用结晶法来达到分离精制的目的。中中草草药药化化学学成成分分,一一旦旦获获得得结结晶晶,就就能能有有效效地地进进一一步步精精制制成成为为单单体体纯

10、纯品品。纯纯化化合合物物的的结结晶晶有有一一定定的的熔熔点点和和结结晶晶学学的的特特征征,有有利利于于鉴鉴定定。因因此此,求求得得结结晶晶并并制制备备成成单单体体纯纯品品,就成为鉴定中草药成分、研究其分子结构重要的一步。就成为鉴定中草药成分、研究其分子结构重要的一步。12天然药物化学成分提取分离方法1 1、利用温度不同引起溶解度的改变、利用温度不同引起溶解度的改变结晶法是选用合适的溶剂,将混合物加热溶解,形成有效结晶法是选用合适的溶剂,将混合物加热溶解,形成有效成分的饱和溶液,趁热过滤除去不溶的杂质,滤液低温放成分的饱和溶液,趁热过滤除去不溶的杂质,滤液低温放置或蒸去部分溶剂后再低温放置,使有

11、效成分大部分析出置或蒸去部分溶剂后再低温放置,使有效成分大部分析出结晶,由于初析出的结晶总会带一些杂质,因此需要通过结晶,由于初析出的结晶总会带一些杂质,因此需要通过反复结晶即所谓重结晶的方法,才能得到高纯度的晶体。反复结晶即所谓重结晶的方法,才能得到高纯度的晶体。13天然药物化学成分提取分离方法 杂质的除去杂质的除去结晶法所用的样品必须是已经用其它方法结晶法所用的样品必须是已经用其它方法提得比较纯的时候才能采用此法精制。提得比较纯的时候才能采用此法精制。结晶乃同类分子自相排列,如果杂质过多,结晶乃同类分子自相排列,如果杂质过多,则阻碍分子的排列。如果粗提取部分的纯则阻碍分子的排列。如果粗提取

12、部分的纯度很差则很难得到结晶。度很差则很难得到结晶。14天然药物化学成分提取分离方法 杂质的除去杂质的除去 用溶剂溶出杂质,或只溶出所需要的成分。用溶剂溶出杂质,或只溶出所需要的成分。 用少量活性炭等进行脱色处理,以除去有色杂质。用少量活性炭等进行脱色处理,以除去有色杂质。 通过氧化铝、硅胶柱色谱处理(注意所需要的成分通过氧化铝、硅胶柱色谱处理(注意所需要的成分也可能被吸附而损失)。也可能被吸附而损失)。 制备其晶态的衍生物(如游离生物碱可制备各种生制备其晶态的衍生物(如游离生物碱可制备各种生物碱盐类,羟基化合物可转变成乙酰化物,碳基化合物碱盐类,羟基化合物可转变成乙酰化物,碳基化合物可制备成

13、苯腙衍生物结晶)。物可制备成苯腙衍生物结晶)。15天然药物化学成分提取分离方法 溶剂的选择溶剂的选择适适宜宜的的溶溶剂剂是是在在冷冷时时对对所所需需要要的的成成分分溶溶解解度度较较小小,而而热热时时溶溶解解度度较较大大。溶溶剂剂的的沸沸点点亦亦不不宜宜太太高高。一一般般常常用用甲甲醇醇、丙丙酮酮、氯氯仿仿、乙醇、乙酸乙酯等。乙醇、乙酸乙酯等。有有些些化化合合物物在在一一般般溶溶剂剂中中不不易易形形成成结结晶晶,而而在在某某些些溶溶剂剂中中则则易易于于形形成成结结晶晶。例例如如葛葛根根素素、逆逆没没食食子子酸酸(ellagicacidellagicacid)在在冰冰醋醋酸酸中中易易形形成成结结晶

14、晶,大大黄黄素素)在在吡吡啶啶中中易易于于结结晶晶,萱萱草草毒毒素素在在DMFDMF中中易易得得到到结结晶晶,而而穿穿心心莲莲亚亚硫硫酸酸氢氢钠钠加加成成物物在在丙丙酮酮一一水水中中较较易易得得到到结结晶晶。又又如如蝙蝙蝠蝠葛葛碱碱通通常常为为无无定定形形粉粉未未,但但能能和和氯氯仿仿或乙醚形成为加成物结晶。或乙醚形成为加成物结晶。16天然药物化学成分提取分离方法 结晶溶液的制备结晶溶液的制备制备结晶的溶液为过饱和的溶液。一般是应用适量的溶剂制备结晶的溶液为过饱和的溶液。一般是应用适量的溶剂在加温的情况下,将化合物溶解再放置冷处。如果在室温在加温的情况下,将化合物溶解再放置冷处。如果在室温中可

15、以析出结晶,就不一定放置于冰箱中,以免伴随结晶中可以析出结晶,就不一定放置于冰箱中,以免伴随结晶析出更多的杂质。析出更多的杂质。无定形的粉未状物质,远较晶体物质的溶解度大,易于形无定形的粉未状物质,远较晶体物质的溶解度大,易于形成过饱和溶液。一般经过精制的化合物,在蒸去溶剂抽松成过饱和溶液。一般经过精制的化合物,在蒸去溶剂抽松为无定形粉未,加入少量溶剂,往往立即可以溶解,稍稍为无定形粉未,加入少量溶剂,往往立即可以溶解,稍稍放置即能析出结晶。例如长春花总弱碱部分抽松后加入放置即能析出结晶。例如长春花总弱碱部分抽松后加入1.51.5倍量的甲醇溶解,放置后很快析出长春碱结晶。又如倍量的甲醇溶解,放

16、置后很快析出长春碱结晶。又如蝙蝠葛碱在乙醚中很难溶解,但当其盐的水溶液用氨液碱蝙蝠葛碱在乙醚中很难溶解,但当其盐的水溶液用氨液碱化,并立即用乙醚萃取,所得的乙醚溶液,放置后即可析化,并立即用乙醚萃取,所得的乙醚溶液,放置后即可析出蝙蝠葛碱的乙醚加成物结晶。出蝙蝠葛碱的乙醚加成物结晶。17天然药物化学成分提取分离方法 结晶溶液的制备结晶溶液的制备制备结晶溶液,除用单一溶剂外,也常采用混合溶剂。制备结晶溶液,除用单一溶剂外,也常采用混合溶剂。一一般般是是先先将将化化合合物物溶溶于于易易溶溶的的溶溶剂剂中中,再再在在室室温温下下滴滴加加适适量量的的难难溶溶的的溶溶剂剂,直直至至溶溶液液微微呈呈浑浑浊

17、浊,并并将将此此溶溶液液微微微微加加温,使溶液完全澄清后放置。温,使溶液完全澄清后放置。一一细细辛辛醚醚重重结结晶晶时时,可可先先溶溶于于乙乙醇醇,再再滴滴加加适适量量水水,即即可析出很好的结晶。可析出很好的结晶。虎虎杖杖中中提提取取水水溶溶性性的的虎虎杖杖甙甙时时,在在已已精精制制饱饱和和的的水水溶溶液液上上添添加加一一层层乙乙醚醚放放置置,既既有有利利于于溶溶出出其其共共存存的的脂脂溶溶性性杂杂质质,又可降低水的极性,促使虎杖甙的结晶化。又可降低水的极性,促使虎杖甙的结晶化。18天然药物化学成分提取分离方法(4) (4) 结晶纯度的判定结晶纯度的判定结结晶晶的的纯纯度度可可由由化化合合物物

18、的的晶晶形形、色色泽泽、熔熔点点和和熔熔距距、薄薄层层色谱或纸色谱等作初步鉴定。色谱或纸色谱等作初步鉴定。一一个个单单体体纯纯化化合合物物一一般般都都有有一一定定的的熔熔点点和和较较小小的的熔熔距距,同同时时在在薄薄层层色色谱谱或或纸纸色色谱谱中中经经数数种种不不同同展展开开剂剂系系统统检检定定,也也为一个斑点者,一般可以认为是一个单体化合物。为一个斑点者,一般可以认为是一个单体化合物。19天然药物化学成分提取分离方法 结晶纯度的判定结晶纯度的判定注注意意,有有的的化化合合物物在在一一般般层层析析条条件件下下,虽虽然然只只呈呈现现一一个个斑斑点点,但但并并不不一一定定是是单单体体成成分分。例例

19、如如鹿鹿含含草草中中主主成成分分为为高高熊熊果果甙甙、异异高高熊熊果果甙甙极极难难用用一一般般方方法法分分离离,经经反反复复结结晶晶后后,在在纸纸层层及及聚聚酞酞胺胺薄薄层层上上都都只只有有一一个个斑斑点点,易易误误认认为为单单一一成成分分,但但测测其其熔熔点点在在115125,熔熔距距很很长长。经经制制备备其其甲甲醚醚后后,再再经经纸纸层层层层析析检检定定,可可以以出出现现两两个个斑斑点点,异异高高熊熊果果甙甙的比移值大于高熊果甙。的比移值大于高熊果甙。HPLC是近年来可以用作判断有效成分纯度的一种重要手段。是近年来可以用作判断有效成分纯度的一种重要手段。此外,此外,GC、UV光谱等,均有助

20、于检识结晶样品的纯度。光谱等,均有助于检识结晶样品的纯度。20天然药物化学成分提取分离方法单晶的结构测定单晶的结构测定单晶单晶X X射线衍射射线衍射 单晶单晶X X射线射线分析分析是提供晶态下分是提供晶态下分子三维结构,确子三维结构,确定分子的立体结定分子的立体结构(构型、构象构(构型、构象等)的最有效方等)的最有效方法。法。21天然药物化学成分提取分离方法2 2、改变混合溶剂的极性、改变混合溶剂的极性 在溶液中加入另一种溶剂以改变混合溶剂的极性,使一部在溶液中加入另一种溶剂以改变混合溶剂的极性,使一部分物质沉淀析出,从而实现分离。分物质沉淀析出,从而实现分离。在药材浓缩水提取液中加入数倍量高

21、浓度乙醇,以沉淀除在药材浓缩水提取液中加入数倍量高浓度乙醇,以沉淀除去多糖、蛋白质等水溶性杂质(水去多糖、蛋白质等水溶性杂质(水/ /醇法);醇法);在浓缩乙醇提取液中加入数倍两量水稀释,放置以沉淀除在浓缩乙醇提取液中加入数倍两量水稀释,放置以沉淀除去去 树脂、叶绿素等水不溶性杂质(醇树脂、叶绿素等水不溶性杂质(醇/ /水法);水法);在乙醇浓缩液中加数倍两乙醚(醇在乙醇浓缩液中加数倍两乙醚(醇/ /醚法)或丙酮(醇醚法)或丙酮(醇/ /丙丙酮法),可使皂苷沉淀析出,而脂溶性的树脂等类杂质则酮法),可使皂苷沉淀析出,而脂溶性的树脂等类杂质则留在母液中。留在母液中。22天然药物化学成分提取分离方

22、法3 3、加酸碱调节溶液的、加酸碱调节溶液的pHpH值值 对酸性、碱性或两性有机化合物来说,常可通过加入酸、对酸性、碱性或两性有机化合物来说,常可通过加入酸、碱以调节溶液的碱以调节溶液的pHpH值,改变分子的存在状态(游离型或解值,改变分子的存在状态(游离型或解离型),从而改变溶解度而实现分离。离型),从而改变溶解度而实现分离。内酯类化合物不溶于水,但遇碱开环生成羧酸盐溶于水,内酯类化合物不溶于水,但遇碱开环生成羧酸盐溶于水,再加酸酸化,又重新形成内酯环从溶液中析出,从而与其再加酸酸化,又重新形成内酯环从溶液中析出,从而与其它杂质分离(碱它杂质分离(碱/ /酸法);酸法);生物碱一般不溶于水,

23、遇酸生成生物碱盐而溶于水,再加生物碱一般不溶于水,遇酸生成生物碱盐而溶于水,再加碱碱化,又重新生成游离生物碱(酸碱碱化,又重新生成游离生物碱(酸/ /碱法)。这些化合碱法)。这些化合物可以利用与水不相混溶的有机溶剂进行萃取分离。物可以利用与水不相混溶的有机溶剂进行萃取分离。可以分为强酸性、弱酸性和酚性三种,它们分别溶于碳酸可以分为强酸性、弱酸性和酚性三种,它们分别溶于碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠,借此可进行分离。氢钠、碳酸钠和氢氧化钠,借此可进行分离。23天然药物化学成分提取分离方法4 4、沉淀法、沉淀法在中草药提取液中加入某些试剂使产生沉淀,以在中草药提取液中加入某些试剂使产生沉淀,以获得有效

24、成分或除去杂质的方法。获得有效成分或除去杂质的方法。 铅盐沉淀法铅盐沉淀法 试剂沉淀法试剂沉淀法 24天然药物化学成分提取分离方法 铅盐沉淀法铅盐沉淀法 铅盐沉淀法为分离某些中草药成分的经典方法之一。铅盐沉淀法为分离某些中草药成分的经典方法之一。醋酸铅及碱式醋酸铅,能与多种化学成分生成难溶的铅盐醋酸铅及碱式醋酸铅,能与多种化学成分生成难溶的铅盐或络盐沉淀,故可利用这种性质使有效成分与杂质分离。或络盐沉淀,故可利用这种性质使有效成分与杂质分离。中性醋酸铅可与酸性物质或某些酚性物质结合成不溶性铅中性醋酸铅可与酸性物质或某些酚性物质结合成不溶性铅盐。因此,常用以沉淀有机酸、氨基酸、蛋白质、粘液质、盐

25、。因此,常用以沉淀有机酸、氨基酸、蛋白质、粘液质、鞣质、树脂、酸性皂甙、部分黄酮等。鞣质、树脂、酸性皂甙、部分黄酮等。与碱式醋酸铅产生不溶性铅盐或络合物的范围更广。与碱式醋酸铅产生不溶性铅盐或络合物的范围更广。25天然药物化学成分提取分离方法 试剂沉淀法试剂沉淀法在生物碱盐的溶液中,加入某些生物碱沉淀试剂(见生物在生物碱盐的溶液中,加入某些生物碱沉淀试剂(见生物碱性质下),则生物碱生成不溶性复盐而析出。水溶性生碱性质下),则生物碱生成不溶性复盐而析出。水溶性生物碱难以用萃取法提取分出,常加入雷氏铵盐使生成生物物碱难以用萃取法提取分出,常加入雷氏铵盐使生成生物碱雷氏盐沉淀析出碱雷氏盐沉淀析出用明

26、胶、蛋白溶液沉淀鞣质;胆甾醇也常用以沉淀洋地黄用明胶、蛋白溶液沉淀鞣质;胆甾醇也常用以沉淀洋地黄皂甙等。皂甙等。26天然药物化学成分提取分离方法5 5、盐析法、盐析法 盐析法是在中草药的水提液中、加入无机盐至一定浓度,盐析法是在中草药的水提液中、加入无机盐至一定浓度,或达到饱和状态,可使某些成分在水中的溶解度降低沉淀或达到饱和状态,可使某些成分在水中的溶解度降低沉淀析出,而与水溶性大的杂质分离。析出,而与水溶性大的杂质分离。盐析用的无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。盐析用的无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。三七的水提取液中加硫酸镁至饱和状态,三七皂甙乙即可三七的水提取液中加硫酸

27、镁至饱和状态,三七皂甙乙即可沉淀析出,自黄藤中提取掌叶防己碱,自三颗针中提取小沉淀析出,自黄藤中提取掌叶防己碱,自三颗针中提取小檗碱在生产上都是用氯化钠或硫酸铵盐析制备。有些成分檗碱在生产上都是用氯化钠或硫酸铵盐析制备。有些成分如原白头翁素、麻黄碱、苦参碱等水溶性较大,在提取时,如原白头翁素、麻黄碱、苦参碱等水溶性较大,在提取时,亦往往先在水提取液中加入一定量的食盐,再用有机溶剂亦往往先在水提取液中加入一定量的食盐,再用有机溶剂萃取。萃取。27天然药物化学成分提取分离方法 根据物质在两相溶剂中的分配根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离比不同进行分离分配系数(分配系数(K K) 两种相互不能

28、任意混溶的溶剂(如氯仿两种相互不能任意混溶的溶剂(如氯仿与水)如置分液漏斗中充分振摇,放置后即可分成两相。与水)如置分液漏斗中充分振摇,放置后即可分成两相。此时如果其中含有溶质,则溶质在两相溶剂中的分配比此时如果其中含有溶质,则溶质在两相溶剂中的分配比(K)在一定温度及压力下为一常数,可以下式表示:)在一定温度及压力下为一常数,可以下式表示:K=CU/CLK:分配系数;:分配系数;CU:溶质在上相溶剂中的浓度;:溶质在上相溶剂中的浓度;CL:溶质:溶质在下相溶剂中的浓度。在下相溶剂中的浓度。28天然药物化学成分提取分离方法 根据物质在两相溶剂中的分配根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离比不

29、同进行分离1、液、液-液萃取法液萃取法2、逆流连续萃取法、逆流连续萃取法3、逆流分配法(、逆流分配法(CounterCurrent Distribution,CCD) 4、液滴逆流色谱法(、液滴逆流色谱法(DCCC)5、高速逆流色谱法(、高速逆流色谱法(HSCCC)6、气液分配色谱(、气液分配色谱(GC或或GLC)7、液、液-液分配色谱(液分配色谱(LC或或LLC)29天然药物化学成分提取分离方法1 1、液、液- -液萃取法液萃取法利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的方法。分离的方法。萃取时如果各成分的分

30、配系数相差越大,分离效率越高。萃取时如果各成分的分配系数相差越大,分离效率越高。水提取液中的有效成分是亲脂性的物质,一般多用亲脂性有机溶剂,水提取液中的有效成分是亲脂性的物质,一般多用亲脂性有机溶剂,如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取;有效成分是偏于亲水性的物质,需如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取;有效成分是偏于亲水性的物质,需用弱亲脂性的溶剂,例如乙酸乙酯、丁醇等。用弱亲脂性的溶剂,例如乙酸乙酯、丁醇等。提取黄酮类成分多用乙酸乙脂和水的两相萃取。提取亲水性强的皂甙提取黄酮类成分多用乙酸乙脂和水的两相萃取。提取亲水性强的皂甙则多选用正丁醇、异戊醇和水作两相萃取。则多选用正丁醇、异戊醇和水作两相萃取。30

31、天然药物化学成分提取分离方法液液- -液萃取法操作注意事项液萃取法操作注意事项 先用小试管猛烈振摇约先用小试管猛烈振摇约1 1分钟,观察萃取后二液层分层分钟,观察萃取后二液层分层现象。如果容易产生乳化,大量提取时要避免猛烈振摇,现象。如果容易产生乳化,大量提取时要避免猛烈振摇,可延长萃取时间。如碰到乳化现象,可将乳化层分出,再可延长萃取时间。如碰到乳化现象,可将乳化层分出,再用新溶剂萃取;或将乳化层抽滤,或将乳化层稍稍加热;用新溶剂萃取;或将乳化层抽滤,或将乳化层稍稍加热;或较长时间放置并不时旋转,令其自然分层。乳化现象较或较长时间放置并不时旋转,令其自然分层。乳化现象较严重时,可以采用二相溶

32、剂逆流连续萃取装置。严重时,可以采用二相溶剂逆流连续萃取装置。 水提取液的浓度最好在比重水提取液的浓度最好在比重1.11.11.21.2之间,过稀则溶剂之间,过稀则溶剂用量太大,影响操作。用量太大,影响操作。 31天然药物化学成分提取分离方法2 2、高速逆流色谱、高速逆流色谱 (High-speed Countercurrent Chromatography,HSCCC)大多数色谱法都需要有固相载体某种形式的选择性吸附作大多数色谱法都需要有固相载体某种形式的选择性吸附作用。在应用固相载体色谱分离中,往往会存在不同程度的用。在应用固相载体色谱分离中,往往会存在不同程度的不可逆吸附,造成被分离样品

33、的损失,尤其在分离微量样不可逆吸附,造成被分离样品的损失,尤其在分离微量样品时受到限制。品时受到限制。 高速逆流色谱,是近十年迅速发展起来的新型液高速逆流色谱,是近十年迅速发展起来的新型液液分配液分配色谱技术。与其它液相色谱分离方法相比它不使用固相色谱技术。与其它液相色谱分离方法相比它不使用固相载体作固定相,被分离物质在互不相溶两相分配分离,克载体作固定相,被分离物质在互不相溶两相分配分离,克服了固相载体带来的样品吸附、损失、污染、峰形拖尾等服了固相载体带来的样品吸附、损失、污染、峰形拖尾等缺点。且花费溶剂少,分辨率高,可进行纯品制备。利用缺点。且花费溶剂少,分辨率高,可进行纯品制备。利用HS

34、CCC,中草药粗提物的分离纯化制备可同步完成,被,中草药粗提物的分离纯化制备可同步完成,被分离物可定量回收。分离物可定量回收。32天然药物化学成分提取分离方法 HSCCC HSCCC的工作原理的工作原理两两种种互互不不相相溶溶的的溶溶剂剂在在聚聚四四氟氟乙乙烯烯管管内内作作高高速速行行星星运运转转,其其中中一一相相溶溶剂剂作作固固定定相相,用用恒恒流流泵泵输输送送载载有有样样品品的的另另一一相相溶溶剂剂穿穿过过固固定定相相,两两相相溶溶剂剂在在螺螺旋旋管管中中实实现现高高效效的的接接触触、混混合合、分分配配和和传传递递。由由于于样样品品中中各各组组分分在在两两相相中中的的分分配配能能力力不不同

35、同,导导致致在在聚聚四四氟氟乙乙烯烯管管中中移移动动的的速速度度也也不不同同,从从而而使使样品中各组分得到分离。样品中各组分得到分离。 33天然药物化学成分提取分离方法 HSCCC的特点的特点1 1、 应应用用范范围围广广,适适应应性性好好 由由于于溶溶剂剂系系统统的的组组成成与与配配比比可可以以是是无无限限多多,因因而而HSCCCHSCCC适适用用于于任任何何极极性性范范围围的的品品的的分分离离,特特别别适适用用于于分分离离极极性性大大的的组组分分以以及及一一些些生生物物大大分子。分子。2 2、 操操作作简简便便,容容易易掌掌握握 对对样样品品的的预预处处理理要要求求低低,一般的粗提物即可进

36、行一般的粗提物即可进行HSCCC的制备分离或分析。的制备分离或分析。34天然药物化学成分提取分离方法 HSCCC的特点的特点3 3、回回收收率率高高 固固定定相相为为液液体体,无无需需固固体体作作载载体体,克克服服气气、液液相相色色谱谱使使用用固固相相载载体体带带来来的的样样品品吸吸附附、损损失失、污污染染、峰形拖尾等缺点。峰形拖尾等缺点。4 4、重重现现性性好好 分分离离过过程程稳稳定定、峰峰的的保保留留相相对对标标准准偏偏差差小小于于2 2,35天然药物化学成分提取分离方法 HSCCC的特点的特点5 5、分分离离效效率率高高,分分离离量量较较大大 与与一一般般色色谱谱的的分分离离方方式式不

37、不同同,能能实实现现梯梯度度操操作作和和反反相相操操作作、亦亦能能进进行行重重复复进进样样,特特别别适适用用于于制制备备性性分分离离,产产品品纯纯度度高高,制制备备量量大大,溶溶剂剂消耗少。消耗少。较较大大的的制制备备型型HSCCC,柱柱容容积积可可达达530ml,一一次次最最多多进进样样可可达达20g粗粗品品;较较小小的的分分析析型型的的HSCCC柱柱容容积积为为8mL,进进样样量量为为几几十十微微克克,最最大大转转速速可可达达4000rmin.因因此此,被广泛地应用于植物化学成分的分离制备研究。被广泛地应用于植物化学成分的分离制备研究。36天然药物化学成分提取分离方法 HSCCC的特点的特

38、点根根据据以以上上特特点点,HSCCC适适合合于于中中药药成成分分的的分分离离和和分分析析。目目前前高高速速逆逆流流色色谱谱仪仪已已成成功功地地开开发发出出分分析析型型和和制制备备型型两两大大系系列列。制制备备或或半半制制备备HSCCC的的特特点点是是高高流流速速、高高浓浓度度,不不但但适适用用于于非非极极性性化化合合物物的的分分离离,也也适适用用于于极极性性化化合合物物的的分分离离。在在制制备备分分离离方方面面,可可用用于于中中药药粗粗提提物物中中各各组组分分的的分分离离,也也可可进进一一步步精精制制,甚甚至至直直接接从从从从粗粗提提物物步纯化到纯品,来步纯化到纯品,来制备中药化学成分标准品

39、制备中药化学成分标准品。37天然药物化学成分提取分离方法 HSCCC的应用的应用HSCCC的分离效率与气相色谱和高效液相色谱等技术相比较,前者不适宜用它完成组成复杂的混合物的全谱分离分析。而其对于样品的预处理条件较放松及回收率高,制备量大,特别适用于特定部位和特定组分的分离纯化与制备。38天然药物化学成分提取分离方法 HSCCC HSCCC的应用的应用制备制备中药化学对照品中药化学对照品中中草草药药化化学学对对照照品品应应具具有有高高度度均均匀匀性性,量量值值准准确确性性和和良良好好稳稳定定性性,其其纯纯度度要要求求很很高高。制制备备型型HPLC曾曾是是国国外外常常用用的的主主要要手手段段。但

40、但是是其其设设备备和和载载体体填填料料价价格格很很高高对对样样品品前前期期处处理理要要求求严严格格,存存在在不不可可逆逆吸吸附附,溶溶剂剂用用量量大大的的缺缺点点。因因此此致致力力于于HSCCC分分离离、统统化化、制制备备中草药有效成分对照品的研究和产业化,具有现实意义。中草药有效成分对照品的研究和产业化,具有现实意义。从从银银杏杏叶叶中中制制备备异异鼠鼠李李素素、山山奈奈酚酚、槲槲皮皮索索、白白果果内内酯酯和和橙橙皮皮甙甙;从从大大黄黄制制备备大大黄黄羟羟基基蒽蒽醌醌甙甙元元;从从洋洋地地黄黄叶叶中中制制备备洋洋地地黄黄毒毒甙甙;从从虎杖中分离提纯白藜芦醇和白藜芦醇甙等。虎杖中分离提纯白藜芦

41、醇和白藜芦醇甙等。39天然药物化学成分提取分离方法3 3、高效液相色谱、高效液相色谱(HPLC)HPLC是在经典液相色谱基础上引入气相色谱的塔板理是在经典液相色谱基础上引入气相色谱的塔板理论,并采用了高压输液泵、高效固定相和高灵敏度的检论,并采用了高压输液泵、高效固定相和高灵敏度的检测器,具有分析速度快、分离效率高和操作自动化特点测器,具有分析速度快、分离效率高和操作自动化特点的一种色谱技术。的一种色谱技术。HPLC特别适合高沸点、大分子和热稳定性差的化合物特别适合高沸点、大分子和热稳定性差的化合物的分离分析。的分离分析。中药的成分非常复杂,以往常用的薄层色中药的成分非常复杂,以往常用的薄层色

42、谱等方法因其精密度、准确度、灵敏度、重现性差而不谱等方法因其精密度、准确度、灵敏度、重现性差而不能满足中药现代化发展的需要。高效液相色谱正是以其能满足中药现代化发展的需要。高效液相色谱正是以其稳定、可靠、高效的特点成为中药研究的最重要的分析稳定、可靠、高效的特点成为中药研究的最重要的分析方法。方法。常用于常用于中药质量的控制、天然药物化学成分的分中药质量的控制、天然药物化学成分的分离及分析测定等。离及分析测定等。40天然药物化学成分提取分离方法3 3、高效液相色谱、高效液相色谱(HPLC)检测器是液相色谱的三大关键部件(高压输液泵、高效检测器是液相色谱的三大关键部件(高压输液泵、高效色谱柱和检

43、测器)之一。其发展在某种意义上决定着色谱柱和检测器)之一。其发展在某种意义上决定着HPLCHPLC技术的进步。理想的检测器应具有以下特点:技术的进步。理想的检测器应具有以下特点: 灵敏度高;灵敏度高; 对温度变化和流量波动不敏感;对温度变化和流量波动不敏感; 死体积小,不使峰额外地扩展;死体积小,不使峰额外地扩展; 对溶剂无响应,能用于梯度洗脱操作对溶剂无响应,能用于梯度洗脱操作 线性范围宽;线性范围宽; 对所有样品都有响应;对所有样品都有响应; 对样品无破坏性。对样品无破坏性。41天然药物化学成分提取分离方法3 3、高效液相色谱、高效液相色谱(HPLC)检测器的种类繁多,至今还没有一种检测器

44、可以同时满检测器的种类繁多,至今还没有一种检测器可以同时满足以上几点要求。有紫外足以上几点要求。有紫外可见分光检测器、荧光检测可见分光检测器、荧光检测器、示差折光检测器、电化学检测器、二极管阵列检测器、示差折光检测器、电化学检测器、二极管阵列检测器、测定大分子绝对分子量的多角度激光光散射仪。另器、测定大分子绝对分子量的多角度激光光散射仪。另外还有蒸发光检测器、化学发光检测器、手性检测器外还有蒸发光检测器、化学发光检测器、手性检测器( (旋旋光检测器、圆二色检测器光检测器、圆二色检测器) )、分子量检测器、放射性检测、分子量检测器、放射性检测器、热学性质检测器、光电导检测器、磁旋光检测器等。器、

45、热学性质检测器、光电导检测器、磁旋光检测器等。 42天然药物化学成分提取分离方法常用的常用的HPLC检测器检测器 紫外紫外- -可见分光检测器可见分光检测器 示差折光检测器示差折光检测器 二极管阵列检测器二极管阵列检测器 蒸发光检测器蒸发光检测器43天然药物化学成分提取分离方法 紫外检测器(紫外检测器(UVD)优优点点 UVD结结构构简简单单,使使用用方方便便,售售价价便便宜宜、高高灵灵敏敏度度和和稳定性。稳定性。局局限限性性 UVD检检测测的的物物质质必必须须具具有有吸吸收收紫紫外外光光的的生生色色团团,而而相相应应的的流流动动相相在在检检测测波波长长下下则则应应当当是是无无紫紫外外吸吸收收

46、的的。这这一一特性大大限制了其能检测的物质范围和一些良好溶剂的使用。特性大大限制了其能检测的物质范围和一些良好溶剂的使用。许许多多成成分分没没有有紫紫外外吸吸收收或或为为紫紫外外末末端端吸吸收收,有有时时可可用用低低波波长长紫紫外外检检测测器器,但但梯梯度度洗洗脱脱时时出出现现基基线线漂漂移移,溶溶剂剂峰峰干干扰扰,溶溶剂选择受其截止波长限制。剂选择受其截止波长限制。44天然药物化学成分提取分离方法 示差折光检测器示差折光检测器(RID)RID是是一一种种通通用用的的检检测测器器,它它基基于于色色谱谱柱柱流流出出物物光光折折射射率的变化来连续测定样品浓度。率的变化来连续测定样品浓度。特特点点

47、稳稳定定、易易于于操操作作,样样品品不不被被破破坏坏和和具具有有较较好好的的灵灵敏度。敏度。缺缺点点 对对工工作作环环境境要要求求很很苛苛刻刻,要要求求恒恒温温、恒恒流流速速,且且无法采用梯度洗脱其检测灵敏度也不够高。无法采用梯度洗脱其检测灵敏度也不够高。 45天然药物化学成分提取分离方法 光电二极管阵列检测器光电二极管阵列检测器 (DAD)原原理理光光源源经经光光学学反反射射镜镜通通过过流流动动池池,再再经经分分光光系系统统、狭狭缝缝照照射射到到一一组组光光电电二二极极管管上上,由由数数据据收收集集系系统统实实时时记记录下组分的光谱吸收,得到三维的立体谱图。录下组分的光谱吸收,得到三维的立体

48、谱图。用用一一组组光光电电二二极极管管同同时时检检测测透透过过样样品品的的所所有有波波长长紫紫外外光光,而而不不是是某某一一个个或或几几个个波波长长,和和普普通通的的紫紫外外可可见见分分光光检检测测器器不不同同的的是是进进入入流流动动池池的的光光不不再再是是单单色色光光。它它具具有有以以下优点:下优点: 可得任意波长的色谱图,极为方便;可得任意波长的色谱图,极为方便; 可得任意时间的光谱图,相当于与紫外联用;可得任意时间的光谱图,相当于与紫外联用; 提供组分的定性信息。提供组分的定性信息。 46天然药物化学成分提取分离方法 蒸发光检测器(蒸发光检测器(ELSD) ESLDESLD是是质质量量型

49、型、高高灵灵敏敏度度的的通通用用液液相相色色谱谱检检测测器器。它它检检测的三个主要过程:测的三个主要过程: 雾雾化化 色色谱谱柱柱流流出出物物经经过过针针头头式式的的细细导导管管进进入入雾雾化化器器,与气体混合喷成均匀一致的雾滴;与气体混合喷成均匀一致的雾滴; 蒸蒸发发 雾雾滴滴经经过过加加热热的的漂漂移移管管,流流动动相相被被蒸蒸发发,溶溶质质形成极细的颗粒;形成极细的颗粒; 检检测测 溶溶质质颗颗粒粒气气体体在在检检测测池池发发生生散散射射作作用用,经经光光电电倍增管成电信号输出。倍增管成电信号输出。47天然药物化学成分提取分离方法ESLDESLD的优点的优点 适适用用范范围围广广 原原则

50、则上上对对所所有有的的化化合合物物都都能能测测定定,不不论论化合物是否存在生色团或电活性基团。化合物是否存在生色团或电活性基团。 适用于梯度洗脱适用于梯度洗脱流动相在样品检测前挥去;流动相在样品检测前挥去; 高灵敏度高灵敏度 与示差检测器与示差检测器( (RI)RI)及低波长紫外检测相比。及低波长紫外检测相比。 由由于于它它的的这这些些优优点点,它它有有可可能能像像气气相相色色谱谱中中的的氢氢火火焰焰检检测器测器(FID)那样成为液相色谱的高灵敏度通用检测器。那样成为液相色谱的高灵敏度通用检测器。48天然药物化学成分提取分离方法ESLD的应用的应用 没有紫外吸收或为紫外末端弱吸收的样品没有紫外

51、吸收或为紫外末端弱吸收的样品ELSDELSD的的响响应应与与被被测测物物的的质质量量成成正正比比,而而不不依依赖赖于于被被测测物物的的光光学学特特性性及及官官能能团团。理理论论上上可可用用于于挥挥发发性性低低于于流流动动相相的的任任何何组组分分的的检检测测。在在天天然然药药物物化化学学成成分分中中常常见见的的有有糖糖类类、皂皂甙甙类类(皂皂甙甙无无紫紫外外吸吸收收或或仅仅为为末末端端吸吸收收,使使得得皂皂甙甙测测定定在在应应用用HPLC-UV法法及及选选择择流流动动相相优优化化分分离离时时均均存存在在一一定定的的困困难难。ELSD检检测测则则较较好好地地解解决决了了这这个个问问题题。从从目目前

52、前国国内内文文献献报报道道来来看看,ELSD的的应应用用亦亦以以分分析析这这类类成分及甾类等最多。成分及甾类等最多。 流流动动相相有有紫紫外外吸吸收收干干扰扰或或梯梯度度洗洗脱脱时时基基线线漂漂移移影影响响测测定定的的情情况况 用用ELSD检检测测,流流动动相相在在漂漂移移管管便气化蒸发,不影响样品检测。便气化蒸发,不影响样品检测。49天然药物化学成分提取分离方法高效液相色谱的应用高效液相色谱的应用中药化学成分分析中药化学成分分析成分分离制备成分分离制备 (1) 特别适用于极性较大的成分特别适用于极性较大的成分(如皂苷类如皂苷类)分离;分离; (2) 先以分析色谱摸索分离条件;先以分析色谱摸索

53、分离条件; (3) 样品一定要用流动相溶解,再以滤膜过滤。样品一定要用流动相溶解,再以滤膜过滤。50天然药物化学成分提取分离方法 根据物质的吸附性差别进行分离根据物质的吸附性差别进行分离在天然有机化合物分离及精制工作中,吸附现象利用得十分广泛。其在天然有机化合物分离及精制工作中,吸附现象利用得十分广泛。其中又以固中又以固-液吸附用得最多,其分:液吸附用得最多,其分:物理吸附物理吸附( (表面吸附,表面吸附,physical adsorption)physical adsorption):以:以硅胶、硅胶、氧化铝及活性炭为吸附剂氧化铝及活性炭为吸附剂化学吸附(化学吸附(chemical adso

54、rptionchemical adsorption)半化学吸附(半化学吸附(semichemical adsorptionsemichemical adsorption):聚酰胺层析):聚酰胺层析51天然药物化学成分提取分离方法1 1、物理吸附、物理吸附液液- -固物理吸附色谱是运用较多的一种方法,特别适用于固物理吸附色谱是运用较多的一种方法,特别适用于很多中等分子量的样品(分子量小于很多中等分子量的样品(分子量小于1 1,000000的低挥发性样的低挥发性样品)的分离,尤其是脂溶性成分。一般不适用于高分子量品)的分离,尤其是脂溶性成分。一般不适用于高分子量样品如蛋白质、多糖或离子型亲水性化合

55、物等的分离。样品如蛋白质、多糖或离子型亲水性化合物等的分离。吸附层析的分离效果,决定于吸附剂、溶剂和被分离化合吸附层析的分离效果,决定于吸附剂、溶剂和被分离化合物的性质这三个因素。物的性质这三个因素。52天然药物化学成分提取分离方法 吸附剂吸附剂 硅胶硅胶 氧化铝氧化铝 活性炭活性炭53天然药物化学成分提取分离方法 硅胶硅胶层层析析用用硅硅胶胶为为一一多多孔孔性性物物质质,分分子子中中具具有有硅硅氧氧烷烷的的交交链链结结构构,同同时时在在颗颗粒粒表表面面又又有有很很多多硅硅醇醇基基。硅硅胶胶吸吸附附作作用用的的强强弱弱与与硅硅醇醇基基的的含含量量多多少少有有关关。硅硅醇醇基基能能够够通通过过氢

56、氢键键的的形形成成而而吸附水分,因此硅胶的吸附力随吸着的水分增加而降低。吸附水分,因此硅胶的吸附力随吸着的水分增加而降低。硅硅胶胶是是一一种种酸酸性性吸吸附附剂剂,适适用用于于中中性性或或酸酸性性成成分分的的层层析析。同同时时硅硅胶胶又又是是一一种种弱弱酸酸性性阳阳离离子子交交换换剂剂,其其表表面面上上的的硅硅醇醇基基能能释释放放弱弱酸酸性性的的氢氢离离子子,当当遇遇到到较较强强的的碱碱性性化化合合物物,则则可可因因离子交换反应而吸附碱性化合物。离子交换反应而吸附碱性化合物。54天然药物化学成分提取分离方法 氧化铝氧化铝氧氧化化铝铝带带有有碱碱性性,对对于于分分离离一一些些碱碱性性中中草草药药

57、成成分分,如如生生物物碱碱类类的的分分离离颇颇为为理理想想。但但是是氧氧化化铝铝不不宜宜用用于于醛醛、酮酮、酸酸、内内酯酯等等类类型型的的化化合合物物分分离离。因因为为碱碱性性氧氧化化铝铝可可与与上上述述成成分分发生次级反应,如异构化、氧化、消除反应等。发生次级反应,如异构化、氧化、消除反应等。用用稀稀硝硝酸酸或或稀稀盐盐酸酸处处理理氧氧化化铝铝,不不仅仅可可中中和和氧氧化化铝铝中中含含有有的的碱碱性性杂杂质质,并并可可使使氧氧化化铝铝颗颗粒粒表表面面带带有有NONO3 3- -或或ClCl- -的的阴阴离离子子,从从而而具具有有离离于于交交换换剂剂的的性性质质,适适合合于于酸酸性性成成分分的

58、的层层析析,这种氧化铝称为酸性氧化铝。这种氧化铝称为酸性氧化铝。55天然药物化学成分提取分离方法 活性炭活性炭是一种非极性吸附剂。是一种非极性吸附剂。活活性性炭炭主主要要用用于于分分离离水水溶溶性性成成分分,如如氨氨基基酸酸、糖糖类类及及某某些些甙甙。活活性性炭炭为为吸吸附附作作用用,在在水水溶溶液液中中最最强强,在在有有机机溶溶剂剂中中则则较较低低弱弱。故故水水的的洗洗脱脱能能力力最最弱弱,而而有有机机溶溶剂剂则则较较强强。例例如以醇如以醇- -水进行洗脱时,则随乙醇浓度的递增而洗脱力增加。水进行洗脱时,则随乙醇浓度的递增而洗脱力增加。活活性性炭炭对对芳芳香香族族化化合合物物的的吸吸附附力力

59、大大于于脂脂肪肪族族化化合合物物,对对大大分分子子化化合合物物的的吸吸附附力力大大于于小小分分子子化化合合物物。利利用用这这些些吸吸附附性性的的差差别别,可可将将水水溶溶性性芳芳香香族族物物质质与与脂脂肪肪族族物物质质分分开开,单单糖糖与多糖分开,氨基酸与多肽分开。与多糖分开,氨基酸与多肽分开。56天然药物化学成分提取分离方法吸附剂的特点吸附剂的特点硅胶和氧化铝为极性吸附剂,有以下特点:硅胶和氧化铝为极性吸附剂,有以下特点: 对极性物质具有较强的亲和能力。故同为溶质,极性强对极性物质具有较强的亲和能力。故同为溶质,极性强者将被优先吸附。者将被优先吸附。 溶剂极性越弱,则吸附剂对溶质将表现出越强

60、的吸附能溶剂极性越弱,则吸附剂对溶质将表现出越强的吸附能力。溶剂极性增强,则吸附剂对溶质的吸附能力即随之减力。溶剂极性增强,则吸附剂对溶质的吸附能力即随之减弱。弱。 溶质即使被硅胶、氧化铝吸附,但一旦加入极性较强的溶质即使被硅胶、氧化铝吸附,但一旦加入极性较强的溶剂时,又可被后者置换洗脱下来。溶剂时,又可被后者置换洗脱下来。 57天然药物化学成分提取分离方法吸附剂的特点吸附剂的特点活活性性炭炭因因为为是是非非极极性性吸吸附附剂剂,故故与与硅硅胶胶、氧氧化化铝铝相相反反,对对非非极极性性物物质质具具有有较较强强的的亲亲和和能能力力,在在水水中中对对该该类类物物质质表表现现出强的吸附能力。出强的吸

61、附能力。溶溶剂剂极极性性降降低低,则则活活性性炭炭对对该该类类物物质质的的吸吸附附能能力力也也随随之之降降低低。故故从从活活性性炭炭上上洗洗脱脱被被吸吸附附物物质质时时,洗洗脱脱溶溶剂剂的的洗洗脱脱能能力将随溶剂极性的减弱而增强力将随溶剂极性的减弱而增强。58天然药物化学成分提取分离方法 溶剂溶剂洗脱剂的选择,须根据被分离物质与所选用的吸附剂性质洗脱剂的选择,须根据被分离物质与所选用的吸附剂性质这两者结合起来加以考虑。在用极性吸附剂进行层析时,这两者结合起来加以考虑。在用极性吸附剂进行层析时,当被分离物质为弱极性物质,一般选用弱极性溶剂为洗脱当被分离物质为弱极性物质,一般选用弱极性溶剂为洗脱剂

62、;被分离物质为强极性成分,则须选用极性溶剂为洗脱剂;被分离物质为强极性成分,则须选用极性溶剂为洗脱剂。如果对某一极性物质用吸附性较弱的吸附剂(如以硅剂。如果对某一极性物质用吸附性较弱的吸附剂(如以硅藻土或滑石粉代替硅胶),则洗脱剂的极性亦须相应降低。藻土或滑石粉代替硅胶),则洗脱剂的极性亦须相应降低。59天然药物化学成分提取分离方法 被分离物质的性质被分离物质的性质被分离的物质与吸附剂,洗脱剂共同构成吸附层析中的三被分离的物质与吸附剂,洗脱剂共同构成吸附层析中的三个要素,彼此紧密相连。在指定的吸附剂与洗脱剂的条件个要素,彼此紧密相连。在指定的吸附剂与洗脱剂的条件下,各个成分的分离情况,直接与被

63、分离物质的结构与性下,各个成分的分离情况,直接与被分离物质的结构与性质有关。对极性吸附剂而言,成分的极性大,吸附性强。质有关。对极性吸附剂而言,成分的极性大,吸附性强。60天然药物化学成分提取分离方法化合物的极性及其强弱判断 官能团的极性强弱官能团的极性强弱 化合物的极性则由分子中所含官能团的种类、化合物的极性则由分子中所含官能团的种类、数目及排列方式等综合因素所决定。数目及排列方式等综合因素所决定。 61天然药物化学成分提取分离方法 官能团的极性强弱官能团的极性强弱官能团官能团极性极性R-COOH大大Ar-OHR-OHR-NH2,R-NH-R,R-N-R2R-CO-NR2R-CHOR-CO-

64、RR-CO-ORR-O-R小小62天然药物化学成分提取分离方法 化合物的极性化合物的极性化合物的极性则由分子中所含官能团的种类、数目及排列化合物的极性则由分子中所含官能团的种类、数目及排列方式等综合因素所决定。方式等综合因素所决定。极性基团的数目愈多,化合物的极性越大,被吸附的性能极性基团的数目愈多,化合物的极性越大,被吸附的性能就会更大些,在同系物中碳原子数目少些,被吸附也会强就会更大些,在同系物中碳原子数目少些,被吸附也会强些。总之,只要两个成分在结构上存在差别,就有可能分些。总之,只要两个成分在结构上存在差别,就有可能分离,关键在于条件的选择。离,关键在于条件的选择。63天然药物化学成分

65、提取分离方法 化合物的极性被分离物质极性很小为不含氧的萜烯,或虽含氧但非极性基团,则需被分离物质极性很小为不含氧的萜烯,或虽含氧但非极性基团,则需选用吸附性较强的吸附剂,并用弱极性溶剂如石油醚或苯进行洗脱。选用吸附性较强的吸附剂,并用弱极性溶剂如石油醚或苯进行洗脱。但多数中药成分的极性较大,则需要选择吸附性能较弱的吸附剂(一但多数中药成分的极性较大,则需要选择吸附性能较弱的吸附剂(一般般级)。级)。采用的洗脱剂极性应由小到大梯度递增,或可应用薄层层析以判断被采用的洗脱剂极性应由小到大梯度递增,或可应用薄层层析以判断被分离物在某种溶剂系统中的分离情况。此外,能否获得满意的分离,分离物在某种溶剂系

66、统中的分离情况。此外,能否获得满意的分离,还与选择的溶剂梯度有很大关系。还与选择的溶剂梯度有很大关系。多组分的混合物,象植物油脂系由烷烃、烯烃、甾醇酯类、甘油三酸多组分的混合物,象植物油脂系由烷烃、烯烃、甾醇酯类、甘油三酸醋和脂肪酸等组份。当以硅胶为吸附剂时,使油脂被吸附后选用一系醋和脂肪酸等组份。当以硅胶为吸附剂时,使油脂被吸附后选用一系列混合溶剂进行洗脱,油脂中各单一成分即可按其极性大小的不同依列混合溶剂进行洗脱,油脂中各单一成分即可按其极性大小的不同依次被洗脱。次被洗脱。64天然药物化学成分提取分离方法2 2、吸附簿层色谱、吸附簿层色谱薄层层析是一种简便、快速、微量的层析方法。一般将吸薄

67、层层析是一种简便、快速、微量的层析方法。一般将吸附剂撒布到平面如玻璃片上,形成一薄层进行层析时,即附剂撒布到平面如玻璃片上,形成一薄层进行层析时,即称薄层层析。称薄层层析。 针对某些性质特殊的化合物的分离与检出,有时需采用一针对某些性质特殊的化合物的分离与检出,有时需采用一些特殊薄层。些特殊薄层。65天然药物化学成分提取分离方法特殊薄层特殊薄层 荧光薄层荧光薄层 络合薄层络合薄层 酸碱薄层和酸碱薄层和PHPH缓冲薄层缓冲薄层66天然药物化学成分提取分离方法 荧光薄层荧光薄层有些化合物本身无色,在紫外灯下也不显荧光,又无适当有些化合物本身无色,在紫外灯下也不显荧光,又无适当的显色剂时,则可在吸附

68、剂中加入荧光物质制成荧光薄层的显色剂时,则可在吸附剂中加入荧光物质制成荧光薄层进行层析。展层后置于紫外光下照射,薄层板本身显荧光,进行层析。展层后置于紫外光下照射,薄层板本身显荧光,而样品斑点处不显荧光,即可检出样品的层析位置。而样品斑点处不显荧光,即可检出样品的层析位置。常用的荧光物质多为无机物。其一是在常用的荧光物质多为无机物。其一是在254nm254nm紫外光激发紫外光激发下显出荧光的,如锰激化的硅酸锌。另一种为在下显出荧光的,如锰激化的硅酸锌。另一种为在365nm365nm紫紫外光激发下发出荧光的,如银激化的硫化锌、硫化镐。外光激发下发出荧光的,如银激化的硫化锌、硫化镐。 67天然药物

69、化学成分提取分离方法 络合薄层络合薄层常用的有硝酸银薄层,用来分离碳原子数相等而其中常用的有硝酸银薄层,用来分离碳原子数相等而其中C一一C双键数目不等的一系列化合物,如不饱和醇、酸等。其双键数目不等的一系列化合物,如不饱和醇、酸等。其主要机理是由于主要机理是由于C-C键能与硝酸银形成络合物,而饱和的键能与硝酸银形成络合物,而饱和的C-C键则不与硝酸银络合。因此在硝酸银薄层上,化合物键则不与硝酸银络合。因此在硝酸银薄层上,化合物可由于饱和程度不同而获得分离。层析时饱和化合物由于可由于饱和程度不同而获得分离。层析时饱和化合物由于吸附最弱而吸附最弱而Rf最高,含一个双键的较含两个双键的最高,含一个双

70、键的较含两个双键的Rf值高,值高,含一个三键的较含一个双键的含一个三键的较含一个双键的Rf值高。值高。在一个双键化合物中,顺式的与硝酸银络合较反式的易于在一个双键化合物中,顺式的与硝酸银络合较反式的易于进行。因此,还可用来分离顺反异构体。进行。因此,还可用来分离顺反异构体。68天然药物化学成分提取分离方法 酸碱薄层和pH缓冲薄层为了改变吸附剂原来的酸碱性,可在铺制薄层时采用稀酸为了改变吸附剂原来的酸碱性,可在铺制薄层时采用稀酸或稀碱以代替水调制薄层。例如硅胶带微酸性,有时对碱或稀碱以代替水调制薄层。例如硅胶带微酸性,有时对碱性物质如生物碱的分离不好,如不能展层或拖尾,则可在性物质如生物碱的分离

71、不好,如不能展层或拖尾,则可在铺薄层时,用稀碱溶液铺薄层时,用稀碱溶液0.105NNa0H溶液制成碱性硅溶液制成碱性硅胶薄层。例如猪屎豆碱在以硅胶为吸附剂时,以氯仿胶薄层。例如猪屎豆碱在以硅胶为吸附剂时,以氯仿-丙丙酮酮-甲醇(甲醇(8 2 1)为展开剂)为展开剂Rf0.1,采用碱性硅胶薄层,采用碱性硅胶薄层用上述相同展开剂,用上述相同展开剂,Rf值增至值增至0.4左右。说明猪屎豆碱为左右。说明猪屎豆碱为-碱性生物碱。碱性生物碱。69天然药物化学成分提取分离方法 薄层层析法应用薄层层析法应用 化学成分的预试化学成分的预试 化学成分的鉴定化学成分的鉴定 探索柱层分离的条件探索柱层分离的条件70天

72、然药物化学成分提取分离方法 化学成分的预试化学成分的预试用薄层层析法进行中草药化学成分预试,可依据各类成分用薄层层析法进行中草药化学成分预试,可依据各类成分性质及熟知的条件,有针对性地进行。由于在薄层上展层性质及熟知的条件,有针对性地进行。由于在薄层上展层后,可将一些杂质分离,选择性高,可使预试结果更为可后,可将一些杂质分离,选择性高,可使预试结果更为可靠。靠。71天然药物化学成分提取分离方法 化学成分的鉴定化学成分的鉴定以薄层层析法进中草药化学成分鉴定,最好要有标准样品以薄层层析法进中草药化学成分鉴定,最好要有标准样品进行共薄层层析。如用数种溶剂展层后,标准品和鉴定品进行共薄层层析。如用数种

73、溶剂展层后,标准品和鉴定品的的RfRf值、斑点形状颜色都完全相同,则可作初步结论是同值、斑点形状颜色都完全相同,则可作初步结论是同一化合物。但一般需进行化学反应或红外光谱等一种仪器一化合物。但一般需进行化学反应或红外光谱等一种仪器分析方法加以核对。分析方法加以核对。 72天然药物化学成分提取分离方法 探索柱层分离的条件探索柱层分离的条件在进行柱层分离时,首先考虑选用何种吸附剂与洗脱剂。在进行柱层分离时,首先考虑选用何种吸附剂与洗脱剂。在洗脱过程中各个成分将按何种顺序被洗脱,每一洗脱液在洗脱过程中各个成分将按何种顺序被洗脱,每一洗脱液中是否为单一成分或混合体,均可由薄层的分离得到判断中是否为单一

74、成分或混合体,均可由薄层的分离得到判断与检验。通过薄层的预分离,还可以了解多组分样品的组与检验。通过薄层的预分离,还可以了解多组分样品的组成与相对含量。如在薄层上摸索到比较满意的分离条件,成与相对含量。如在薄层上摸索到比较满意的分离条件,即可将此条件用于干柱层析。即可将此条件用于干柱层析。 73天然药物化学成分提取分离方法3 3、制备薄层色谱(、制备薄层色谱(PTLCPTLC)一种是流动相靠毛细管作用力流经固定相(传统的制备型一种是流动相靠毛细管作用力流经固定相(传统的制备型薄层薄层色谱),另一些方法是流动相靠外力强制流动,薄层薄层色谱),另一些方法是流动相靠外力强制流动,如离心薄层色谱和加压

75、薄层色谱。如离心薄层色谱和加压薄层色谱。74天然药物化学成分提取分离方法3 3、制备薄层色谱(、制备薄层色谱(PTLCPTLC)l吸附剂吸附剂硅胶是最常用的吸附剂。上样量与吸附剂的硅胶是最常用的吸附剂。上样量与吸附剂的厚度有关。厚度有关。上样上样上样是进行上样是进行PTLC分离的一个最关键的步骤。上样分离的一个最关键的步骤。上样前先用样品溶于少量溶剂,低挥发性溶剂可引起点样带前先用样品溶于少量溶剂,低挥发性溶剂可引起点样带变宽,因此最好选用挥发性溶剂(如己烷、二氯甲烷、变宽,因此最好选用挥发性溶剂(如己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯等)。样品浓度应在乙酸乙酯等)。样品浓度应在5%-10%左右。点样带应

76、左右。点样带应尽可能狭窄,以获得更好的分离效果。点样可用手工进尽可能狭窄,以获得更好的分离效果。点样可用手工进行或自动点样仪。行或自动点样仪。展开剂的选择及展开展开剂的选择及展开在进行在进行PTLC之前应用分析型之前应用分析型TLC预试验来确定展开剂。预试验来确定展开剂。被分离物质的回收被分离物质的回收75天然药物化学成分提取分离方法3 3、吸附柱色谱(柱层析)、吸附柱色谱(柱层析) 吸附剂的用量吸附剂的用量一般为样品量的一般为样品量的3060倍。样品极性较小、难以分离者,倍。样品极性较小、难以分离者,吸附剂用量可适当提高到样品量的吸附剂用量可适当提高到样品量的100200倍。据此可倍。据此可

77、选择适当规格的色谱管,实验室中常用色谱管的规格如下选择适当规格的色谱管,实验室中常用色谱管的规格如下所示,其高度与直径比(所示,其高度与直径比(h/d)约为()约为(15 1)()(20:1)。)。柱色谱用的硅胶及氧化铝通常以柱色谱用的硅胶及氧化铝通常以100200目或目或200 300目为宜,或甚至直接采用薄层色谱用规格,其分离效果可目为宜,或甚至直接采用薄层色谱用规格,其分离效果可以大大提高。以大大提高。76天然药物化学成分提取分离方法4 4、吸附柱色谱、吸附柱色谱 洗脱剂的选择,以洗脱剂的选择,以TLCTLC摸索洗脱条件摸索洗脱条件 装柱,湿法装柱(以起始洗脱剂拌装柱,湿法装柱(以起始洗

78、脱剂拌匀装柱)或干法装柱匀装柱)或干法装柱77天然药物化学成分提取分离方法4 4、吸附柱色谱、吸附柱色谱(3 3)样品的预处理)样品的预处理能直接溶于洗脱剂的样品用适量洗脱剂溶解样品,尽可能能直接溶于洗脱剂的样品用适量洗脱剂溶解样品,尽可能少,以利样品在吸附剂柱上形成狭窄的原始谱带。少,以利样品在吸附剂柱上形成狭窄的原始谱带。不能溶解于洗脱剂的样品,则将用能使之溶解的溶剂溶解不能溶解于洗脱剂的样品,则将用能使之溶解的溶剂溶解后,再用少量吸附剂拌匀,并减压抽干溶剂或在后,再用少量吸附剂拌匀,并减压抽干溶剂或在60下加下加热挥尽溶剂,置真空干燥器中减压干燥或直接减压抽干、热挥尽溶剂,置真空干燥器中

79、减压干燥或直接减压抽干、研粉后再小心铺在吸附剂柱上。研粉后再小心铺在吸附剂柱上。78天然药物化学成分提取分离方法4 4、吸附柱色谱、吸附柱色谱(4 4)洗脱用溶剂的极性宜逐步增加,跳跃不能太大。)洗脱用溶剂的极性宜逐步增加,跳跃不能太大。实践中多用混合溶剂,并通过巧妙调节比例以改变极性,达实践中多用混合溶剂,并通过巧妙调节比例以改变极性,达到梯度洗脱分离物质的目的。一般混合溶剂中强极性溶剂的到梯度洗脱分离物质的目的。一般混合溶剂中强极性溶剂的影响比较突出,故不可随意将极性差别很大的两种溶剂组合影响比较突出,故不可随意将极性差别很大的两种溶剂组合在一起使用。实验室中最常应用的混合溶剂组合如下:在

80、一起使用。实验室中最常应用的混合溶剂组合如下:79天然药物化学成分提取分离方法吸附柱色谱常用混合洗脱溶剂己烷己烷-苯苯极极苯苯-乙醚乙醚苯苯-乙酸乙酯乙酸乙酯性性氯仿氯仿-乙醚乙醚氯仿氯仿-乙酸乙酯乙酸乙酯递递氯仿氯仿-甲醇甲醇丙酮丙酮-水水增增甲醇甲醇-水水80天然药物化学成分提取分离方法4 4、吸附柱色谱、吸附柱色谱(5 5)为避免发生化学吸附,酸性物质宜用硅胶、碱)为避免发生化学吸附,酸性物质宜用硅胶、碱性物质则宜用氧化铝进行分离。性物质则宜用氧化铝进行分离。硅胶、氧化铝用适当方法处理成中性时,情况会有所缓解。硅胶、氧化铝用适当方法处理成中性时,情况会有所缓解。通常在分离酸性(或碱性)物

81、质时,洗脱溶剂中分别加入通常在分离酸性(或碱性)物质时,洗脱溶剂中分别加入适量醋酸(或氨、吡啶、二乙胺),常可收到防止拖尾、适量醋酸(或氨、吡啶、二乙胺),常可收到防止拖尾、促进分离的效果。促进分离的效果。81天然药物化学成分提取分离方法5 5、聚酰胺吸附色谱法、聚酰胺吸附色谱法聚酰胺(聚酰胺(poliamidepoliamide)吸附属于氢键吸附,是一种用途十)吸附属于氢键吸附,是一种用途十分广泛的分离方法,极性物质与非极性物质均可适用,但分广泛的分离方法,极性物质与非极性物质均可适用,但特别适合分离酚类、醌类、黄酮类化合物。特别适合分离酚类、醌类、黄酮类化合物。82天然药物化学成分提取分离

82、方法(1 1)聚酰胺的吸附原理)聚酰胺的吸附原理系通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基,系通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基,或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。至于吸附强弱则取决于各种化合物与键缔合而产生吸附。至于吸附强弱则取决于各种化合物与之形成氢键的能力。之形成氢键的能力。83天然药物化学成分提取分离方法 聚酰胺的吸附原理聚酰胺的吸附原理在含水溶剂中大致有以下规律:在含水溶剂中大致有以下规律: 形成氢键的基团数目越多,则吸附能力越强。形成氢键的基团数目越多,则吸附能力越强。 成键位

83、置对吸附力也有影响。易形成分子内氢成键位置对吸附力也有影响。易形成分子内氢键者,其在聚酰胺上的吸附即相应减弱。键者,其在聚酰胺上的吸附即相应减弱。 分子中芳香化程度高者,则吸附性增强;反之,分子中芳香化程度高者,则吸附性增强;反之,则减弱。则减弱。84天然药物化学成分提取分离方法 聚酰胺的吸附原理聚酰胺的吸附原理吸附因为是在溶液中进行,故溶剂也会参加吸附剂表面的吸附因为是在溶液中进行,故溶剂也会参加吸附剂表面的争夺,或通过改变聚酰胺对溶质的氢键结合能力而影响吸争夺,或通过改变聚酰胺对溶质的氢键结合能力而影响吸附过程。附过程。聚酰胺与酚类或醌类等化合物形成氢键缔合的能力在水中聚酰胺与酚类或醌类等

84、化合物形成氢键缔合的能力在水中最强,在含水醇中则随醇浓度的增高而相应减弱,在高浓最强,在含水醇中则随醇浓度的增高而相应减弱,在高浓度醇或其它有机溶剂中则几乎不缔合。故在聚酰胺柱色谱度醇或其它有机溶剂中则几乎不缔合。故在聚酰胺柱色谱分离时,通常用水装柱,样品也尽可能作成水溶液上柱以分离时,通常用水装柱,样品也尽可能作成水溶液上柱以利聚酰胺对溶质的充分吸附,随后用不同浓度的含水醇洗利聚酰胺对溶质的充分吸附,随后用不同浓度的含水醇洗脱,并不断提高醇的浓度,逐步增强从柱上洗脱物质的能脱,并不断提高醇的浓度,逐步增强从柱上洗脱物质的能力。力。85天然药物化学成分提取分离方法 聚酰胺的吸附原理聚酰胺的吸附

85、原理甲酰胺、二甲基甲酰胺及尿素水溶液因分子中均有酰胺基,甲酰胺、二甲基甲酰胺及尿素水溶液因分子中均有酰胺基,作为第三者可以同时与聚酰胺及酚类等化合物形成氢键缔作为第三者可以同时与聚酰胺及酚类等化合物形成氢键缔合,故有很强的洗脱能力。此外,水溶液中加入碱或酸均合,故有很强的洗脱能力。此外,水溶液中加入碱或酸均可破坏聚酰胺与溶质之间的氢键缔合,也有较强的洗脱能可破坏聚酰胺与溶质之间的氢键缔合,也有较强的洗脱能力,可用于聚酰胺的精制及再生处理。常用的聚酰胺再生力,可用于聚酰胺的精制及再生处理。常用的聚酰胺再生剂有剂有10%醋酸、醋酸、3%氨水及氨水及5%氢氧化钠水溶液等。氢氧化钠水溶液等。86天然药

86、物化学成分提取分离方法 聚酰胺的吸附原理聚酰胺的吸附原理各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱至强,可大致排列各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱至强,可大致排列成下列顺序:成下列顺序:水水 甲醇甲醇 丙酮丙酮 氢氧化钠水溶液氢氧化钠水溶液 甲酰胺甲酰胺 二甲二甲基甲酰胺基甲酰胺 尿素水溶液尿素水溶液87天然药物化学成分提取分离方法 聚酰胺色谱的应用聚酰胺色谱的应用聚酰胺对一般酚类、黄酮类化合物的吸附是可逆的(鞣质聚酰胺对一般酚类、黄酮类化合物的吸附是可逆的(鞣质除外),分离效果好,加以吸附容量又大,故聚酰胺色谱除外),分离效果好,加以吸附容量又大,故聚酰胺色谱特别适合于该类化合物的制备分离。特别适

87、合于该类化合物的制备分离。对生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等其它极性与非极对生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等其它极性与非极性化合物的分离也有广泛的用途。性化合物的分离也有广泛的用途。因为对鞣质的吸附特强,近乎不可逆,故用于植物粗提取因为对鞣质的吸附特强,近乎不可逆,故用于植物粗提取物的脱鞣质处理特别适宜。物的脱鞣质处理特别适宜。聚酰胺色谱也有薄层色谱和柱色谱两种方式。聚酰胺色谱也有薄层色谱和柱色谱两种方式。88天然药物化学成分提取分离方法6 6、大孔吸附树脂、大孔吸附树脂大大孔孔吸吸附附树树脂脂是是一一种种具具有有多多孔孔立立体体结结构构人人工工合合成成的的聚聚合合物物吸吸附附剂剂,具具有

88、有较较好好的的吸吸附附性性能能。它它的的吸吸附作用是通过表面吸附、表面电性或形成氢键。附作用是通过表面吸附、表面电性或形成氢键。大大孔孔树树脂脂吸吸附附分分离离技技术术是是采采用用特特殊殊的的吸吸附附剂剂,选选择择地地吸吸附附其其中中的的有有效效成成分分,去去除除无无效效成成分分的的一一种种提取精制的新工艺。提取精制的新工艺。 89天然药物化学成分提取分离方法 大孔吸附树脂的性质大孔吸附树脂的性质大大孔孔吸吸附附树树脂脂多多为为白白色色的的球球状状颗颗粒粒粒粒度度多多为为20206060目目,通通常常分分为为非非极极性性和和极极性性两两大大类类,根根据据极极性性大大小小还还可可分分为为弱弱极性

89、、中等极性和强极性。极性、中等极性和强极性。常常用用的的为为苯苯乙乙烯烯型型和和丙丙烯烯腈腈型型,在在树树脂脂合合成成时时根根据据需需要要引引入极性基团则成为极性树脂从而增强吸附能力。入极性基团则成为极性树脂从而增强吸附能力。大大孔孔吸吸附附树树脂脂的的理理化化性性质质稳稳定定,不不溶溶于于酸酸、碱碱及及有有机机溶溶剂剂。对对有有机机物物的的选选择择性性较较好好,不不受受无无机机盐盐类类及及强强离离子子低低分分子子化化合物存在的影响。合物存在的影响。90天然药物化学成分提取分离方法 大孔吸附树脂的分离原理大孔吸附树脂的分离原理吸附性吸附性 范德华引力或生成氢键的结果。范德华引力或生成氢键的结果

90、。筛选原理筛选原理 本身多孔性结构所决定。本身多孔性结构所决定。由由于于吸吸附附和和筛筛选选原原理理,有有机机化化合合物物根根据据吸吸附附力力的的不不同同及及分分子量的大小,在大孔吸附脂上经一定的溶剂洗脱而分开。子量的大小,在大孔吸附脂上经一定的溶剂洗脱而分开。 91天然药物化学成分提取分离方法 大孔吸附树脂的分离原理大孔吸附树脂的分离原理 有机物与无机物的分离有机物与无机物的分离 一一般般的的吸吸附附树树脂脂对对溶溶液液中中的的无无机机离离子子没没有有任任何何吸吸附附能能力力,在在吸吸附附混混合合物物时时,有有机机物物被被树树脂脂吸吸附附,无无机机离离子子则则随随水水流流出出,因因而而很很容

91、容易易将将二二者者分分离离。在在中中药药成成分分的的提提取取中中,此此特特征可使提取物中的重金属和灼烧灰分降至要求的范围内。征可使提取物中的重金属和灼烧灰分降至要求的范围内。92天然药物化学成分提取分离方法 大孔吸附树脂的分离原理大孔吸附树脂的分离原理 解离物与非解离物的分离解离物与非解离物的分离 吸吸附附树树脂脂对对有有机机解解离离物物与与非非解解离离物物的的吸吸附附能能力力有有很很大大差差异异。因因此此,可可将将二二者者分分离离。如如有有机机酸酸在在高高pHpH值值成成盐盐,很很难难被被吸吸附附,因因此此在在碱碱性性条条件件下下可可把把有有机机酸酸分分离离出出来来。生生物物碱碱在在酸酸性介

92、质中可以成盐,因而能通过调节性介质中可以成盐,因而能通过调节pHpH值进行分离。值进行分离。93天然药物化学成分提取分离方法 大孔吸附树脂的分离原理大孔吸附树脂的分离原理 一般有机物与强水溶性物质的分离一般有机物与强水溶性物质的分离 一一般般有有机机物物,包包括括大大多多数数中中药药有有效效成成分分,是是指指有有一一定定的的水水溶溶性性,但但溶溶解解度度不不大大的的物物质质,这这些些物物质质容容易易被被树树脂脂吸吸附附。强强水水溶溶性性物物质质如如低低级级醇醇类类、低低级级胺胺类类、糖糖及及多多糖糖、多多数数氨氨基基酸酸、肽肽类类、蛋蛋白白质质等等,难难被被普普通通吸吸附附树树脂脂吸吸附附。用

93、用普普通通树脂可很容易地将此两类物质分离。树脂可很容易地将此两类物质分离。94天然药物化学成分提取分离方法(3 3)大孔吸附树脂分离条件的确立)大孔吸附树脂分离条件的确立1 1、树脂的选择、树脂的选择首首先先,要要根根据据被被分分离离化化合合物物的的分分子子体体积积的的大大小小通通过过预预实实验确定适当孔径的树脂。验确定适当孔径的树脂。其其次次,要要根根据据分分子子中中是是否否含含有有酚酚羟羟基基、羧羧基基或或碱碱性性氮氮原原子子来确定树脂的型号和分离条件。来确定树脂的型号和分离条件。95天然药物化学成分提取分离方法 大孔吸附树脂分离条件的确立大孔吸附树脂分离条件的确立2 2、洗脱液的选择、洗

94、脱液的选择 对对非非极极性性大大孔孔吸吸附附树树脂脂,洗洗脱脱剂剂极极性性越越小小,洗洗脱脱能能力力越越强强。对对中中等等极极性性大大孔孔树树脂脂和和极极性性较较大大的的化化合合物物来来说说,则则用用极极性性较大的洗脱剂为佳。较大的洗脱剂为佳。根根据据吸吸附附力力强强弱弱选选用用不不同同的的洗洗脱脱剂剂及及浓浓度度。为为达达到到满满意意的的效效果果,可可通通过过几几种种洗洗脱脱剂剂浓浓度度的的比比较较来来确确定定最最佳佳洗洗脱脱浓浓度度。实际工作中甲醇、乙醇、丙酮应用较多。实际工作中甲醇、乙醇、丙酮应用较多。96天然药物化学成分提取分离方法 大孔吸附树脂在中药生产中大孔吸附树脂在中药生产中应用

95、的优点应用的优点1 1、缩小剂量,提高制剂的内在质量、缩小剂量,提高制剂的内在质量 大孔吸附树脂处理可减少提取物中的杂质,提高大孔吸附树脂处理可减少提取物中的杂质,提高效成分的含量,使制剂剂量减小,有利于制成现效成分的含量,使制剂剂量减小,有利于制成现代剂型的中药制剂,并便于质量控制。代剂型的中药制剂,并便于质量控制。97天然药物化学成分提取分离方法 大孔吸附树脂在中药生产中大孔吸附树脂在中药生产中应用的优点应用的优点2 2、减减小小产产品品的的吸吸湿湿性性传传统统的的提提取取方方法法所所提提的的中中成成药药大大部部分分具具有有较较强强的的吸吸潮潮性性,是是中中药药生生产产及及储储藏藏中中长长

96、期期存存在在的的问问题题。而而经经大大孔孔吸吸附附树树脂脂处处理理可可有有效效去去除除吸吸潮潮成成分分,增强产品的稳定性。增强产品的稳定性。3 3、有有效效去去除除重重金金属属既既保保证证了了患患者者的的用用药药安安全全,同同时时也也解解决决了了中中药药重重金金属属超超标标的的难难题题,为为中中药药进进入入国国际际市市场场创创造了条件。造了条件。98天然药物化学成分提取分离方法 大孔吸附树脂在中药生产中的应用大孔吸附树脂在中药生产中的应用 活活性性成成分分的的提提取取分分离离如如皂皂甙甙(人人参参总总皂皂甙甙、蒺蒺藜藜总总皂皂昔昔)、黄黄酮酮(葛葛根根总总黄黄酮酮、山山楂楂总总黄酮、淫羊藿总黄

97、酮)、内酯、生物碱等化合物;黄酮、淫羊藿总黄酮)、内酯、生物碱等化合物;99天然药物化学成分提取分离方法 大孔吸附树脂在中药生产中的应用大孔吸附树脂在中药生产中的应用 质量标准制定质量标准制定除除去去干干扰扰成成分分,如如金金向向群群等等在在用用薄薄层层扫扫描描法法测测定定益益寿寿永永真真口口服服液液中中人人参参皂皂甙甙Rg1的的含含量量时时,用用YPRII型型大大孔孔吸吸附附树树脂脂对对样样品品进进行行处处理理,70乙乙醇醇的的洗洗脱脱液液即即为为含含人人参参皂皂甙甙Rg1的的流流分分,由由于于去去除除了了人人参参皂皂甙甙Rg1的的色色谱谱位位置置的的干干扰扰成成分分,可可进进行行薄薄层层扫

98、扫描描来来确确定定人人参参皂皂苛苛Rg1的的含含量量,为为复复方方中中的的人人参参皂皂甙甙Rg1的的含含量量测测定定提提供供了了一一个个简简便便可可行行的的方法。方法。100天然药物化学成分提取分离方法 大孔吸附树脂的处理大孔吸附树脂的处理市售大孔吸附树脂一般含有未聚合的单体、致孔剂(多为市售大孔吸附树脂一般含有未聚合的单体、致孔剂(多为长碳链的脂肪醇类)、分散剂和防腐剂等杂质,使用前必长碳链的脂肪醇类)、分散剂和防腐剂等杂质,使用前必须经过处理。须经过处理。处理方法是:采用乙醇湿法装柱,随用乙醇在柱上作流动处理方法是:采用乙醇湿法装柱,随用乙醇在柱上作流动清洗,并不时检查流出的乙醇,直至流出

99、的乙醇液与水混清洗,并不时检查流出的乙醇,直至流出的乙醇液与水混合不呈现白色乳浊现象即可,然后用大量蒸馏水洗去乙醇。合不呈现白色乳浊现象即可,然后用大量蒸馏水洗去乙醇。101天然药物化学成分提取分离方法 大孔吸附树脂柱色谱大孔吸附树脂柱色谱样品一般用水溶液上柱。洗脱时根据吸附作用强弱不同选样品一般用水溶液上柱。洗脱时根据吸附作用强弱不同选用不同浓度的甲醇、乙醇等含水溶剂,直至纯的甲醇、乙用不同浓度的甲醇、乙醇等含水溶剂,直至纯的甲醇、乙醇,乃至丙酮、乙酸乙酯等。对非极性大孔吸附树脂,洗醇,乃至丙酮、乙酸乙酯等。对非极性大孔吸附树脂,洗脱溶剂极性越小,洗脱能力越强。对于中等极性的大孔吸脱溶剂极性

100、越小,洗脱能力越强。对于中等极性的大孔吸附树脂和极性较大的化合物来说,则以用极性较大的溶剂附树脂和极性较大的化合物来说,则以用极性较大的溶剂为宜。为宜。102天然药物化学成分提取分离方法 根据物质分子大小差异进行分离根据物质分子大小差异进行分离天然有机化合物分子大小各异,中药的化学成分天然有机化合物分子大小各异,中药的化学成分非常复杂,通常含有无机盐、生物碱、氨基酸和非常复杂,通常含有无机盐、生物碱、氨基酸和有机酸、酚类、酮类、皂昔、甾族和萜类化合物有机酸、酚类、酮类、皂昔、甾族和萜类化合物以及蛋白质、多糖、粘液质、鞣质、淀粉、纤维以及蛋白质、多糖、粘液质、鞣质、淀粉、纤维素、无机盐等。相对分

101、子质量的分布很宽,从几素、无机盐等。相对分子质量的分布很宽,从几十到几百万道尔顿。故可据此进行分离。表十到几百万道尔顿。故可据此进行分离。表1 1列出列出了部分中药所含主要成分的相对分子质量范围。了部分中药所含主要成分的相对分子质量范围。103天然药物化学成分提取分离方法部分中药主要成分的相对分子质量部分中药主要成分的相对分子质量104天然药物化学成分提取分离方法 根据物质分子大小差异进行分离根据物质分子大小差异进行分离一般来讲,高相对分子质量物质主要是胶体和纤维素等非一般来讲,高相对分子质量物质主要是胶体和纤维素等非药效成分或药效较低的成分,药物有效部位的相对分子质药效成分或药效较低的成分,

102、药物有效部位的相对分子质量一般较小,仅有几百到几千道尔顿量一般较小,仅有几百到几千道尔顿 。105天然药物化学成分提取分离方法 根据物质分子大小差异进行分离根据物质分子大小差异进行分离1 1、凝胶过滤法、凝胶过滤法2 2、透析法、透析法3 3、超滤法、超滤法4 4、超速离心法、超速离心法106天然药物化学成分提取分离方法1 1、凝胶过滤法(、凝胶过滤法(gel filtrationgel filtration)也叫凝胶渗透色谱法(也叫凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatographygel permeation chromatography)、)、分子筛过滤(分子筛过滤

103、(molecular sieve filtrationmolecular sieve filtration)、排阻色谱)、排阻色谱 (exclusion chromatography(exclusion chromatography)。)。利用分子筛分离物质的一种方法。利用分子筛分离物质的一种方法。107天然药物化学成分提取分离方法 凝胶过滤法分离原理葡聚糖凝胶在水中膨胀成球形颗粒,具有三维空间的网状葡聚糖凝胶在水中膨胀成球形颗粒,具有三维空间的网状结构。由于凝胶网孔半径的限制,大分子将不能渗入凝胶结构。由于凝胶网孔半径的限制,大分子将不能渗入凝胶颗粒内部(即被排阻在凝胶粒子外部),故在颗粒间

104、隙移颗粒内部(即被排阻在凝胶粒子外部),故在颗粒间隙移动,并随溶剂一起从柱底先行流出;小分子因可自由渗入动,并随溶剂一起从柱底先行流出;小分子因可自由渗入并扩散到凝胶颗粒内部,故通过色谱柱阻阻力增大、流速并扩散到凝胶颗粒内部,故通过色谱柱阻阻力增大、流速边缓,将较晚流出。边缓,将较晚流出。样品混合物中各个成分因分子大小各异,渗入至凝胶颗粒样品混合物中各个成分因分子大小各异,渗入至凝胶颗粒内部的程度也不尽相同,故在经历一段时间流动并达到动内部的程度也不尽相同,故在经历一段时间流动并达到动态平衡后,即按分子由大到小顺序先后流出并得到分离。态平衡后,即按分子由大到小顺序先后流出并得到分离。108天然

105、药物化学成分提取分离方法 凝胶的种类与性质凝胶的种类与性质 葡聚糖凝胶(葡聚糖凝胶(Sephadex) 羟丙基葡聚糖凝胶(羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20) 丙烯酰胺凝胶(丙烯酰胺凝胶(Bio-Gel P) 琼脂糖凝胶(琼脂糖凝胶(Sepharose Bio-Gel A) 羧甲基交联葡聚糖凝胶(羧甲基交联葡聚糖凝胶(SP-Sephadex) 苯胺乙基交联葡聚糖凝胶(苯胺乙基交联葡聚糖凝胶(QAe-Sephadex)109天然药物化学成分提取分离方法 葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶由平均分子量一定的葡聚糖及交联剂交联聚合而成。由平均分子量一定的葡聚糖及交联剂交联聚合而成。凝胶颗粒网孔大小取决

106、于交联剂的用量及反应条件。交联凝胶颗粒网孔大小取决于交联剂的用量及反应条件。交联剂用量越多,即交联度越高,则网孔越紧密,孔径越小,剂用量越多,即交联度越高,则网孔越紧密,孔径越小,吸水膨胀越小;交联度越低,则网孔越稀疏,孔径越大,吸水膨胀越小;交联度越低,则网孔越稀疏,孔径越大,吸水膨胀也越大。吸水膨胀也越大。商品型号即按交联度大小分类,并以吸水量多少表示。以商品型号即按交联度大小分类,并以吸水量多少表示。以Sephadex G-25为例,为例,G为凝胶(为凝胶(Gel),后附数字),后附数字=吸水吸水量量10,故,故G-25示该葡聚糖凝胶吸水量为示该葡聚糖凝胶吸水量为2.5ml/g。Seph

107、adex G型只适用于在水中应用,不同规格适合不同分型只适用于在水中应用,不同规格适合不同分子量的物质。子量的物质。110天然药物化学成分提取分离方法 羟丙基葡聚糖凝胶羟丙基葡聚糖凝胶为为Sephadex G经羟丙基化处理后得到的产物。其分子中的经羟丙基化处理后得到的产物。其分子中的葡萄糖部分与羟丙基以醚键形式结合。葡萄糖部分与羟丙基以醚键形式结合。与与Sephadex G比较,比较,Sephadex HL-20分子中分子中-OH基总数虽基总数虽无改变,但碳原子所占比例却相对增加。因此与无改变,但碳原子所占比例却相对增加。因此与Sephadex G仅具亲水性不同,不仅可在水中应用,也可在极性有

108、机仅具亲水性不同,不仅可在水中应用,也可在极性有机溶剂或它们与水组成的混合溶剂中膨润使用。溶剂或它们与水组成的混合溶剂中膨润使用。Sephadex LH-20除保留有除保留有Sephadex G-25原有的分子筛特原有的分子筛特性,可按分子量大小分离物质外,在由极性与非极性溶剂性,可按分子量大小分离物质外,在由极性与非极性溶剂组成的混合溶剂中常常起到反相分配色谱的效果,适用于组成的混合溶剂中常常起到反相分配色谱的效果,适用于不同类型有机化合物的分离。不同类型有机化合物的分离。111天然药物化学成分提取分离方法2 2、超滤法、超滤法超滤法是现代分离技术领域中先进的技术之一。超滤法是现代分离技术领

109、域中先进的技术之一。可以在原生物体系环境下实现物质分离,高效浓可以在原生物体系环境下实现物质分离,高效浓缩富积产物,有效去除杂质。缩富积产物,有效去除杂质。112天然药物化学成分提取分离方法 超滤法分离的原理超滤法分离的原理超滤是一种以压力为驱动力,利用超滤膜的筛分作用,超滤是一种以压力为驱动力,利用超滤膜的筛分作用,根据相对分子质量的不同来进行分离的膜技术。根据相对分子质量的不同来进行分离的膜技术。超滤膜的孔径通常在超滤膜的孔径通常在1300nm之间,选用不同孔径的超之间,选用不同孔径的超滤膜,可以将相对分子质量在几百到几十万之间的物质滤膜,可以将相对分子质量在几百到几十万之间的物质进行分离

110、。进行分离。待分离组分的大小一般要相差待分离组分的大小一般要相差10倍以上。倍以上。113天然药物化学成分提取分离方法 超滤膜的选择超滤膜的选择 截留分子量的选择截留分子量的选择膜膜的的孔孔径径或或截截留留分分子子量量的的选选择择虽虽然然主主要要是是根根据据被被分分离离物物的相对分子质量。的相对分子质量。由由于于超超滤滤膜膜具具有有一一定定的的孔孔径径分分布布,加加之之中中药药提提取取液液的的粘粘度度较较大大,所所含含高高分分子子胶胶体体物物质质较较多多,膜膜污污染染现现象象较较严严重重。因此,膜膜的孔径或截留分子量应稍大一些。因此,膜膜的孔径或截留分子量应稍大一些。114天然药物化学成分提取

111、分离方法 超滤膜的选择超滤膜的选择2 2、膜材质的选择、膜材质的选择膜膜表表面面是是液液体体和和膜膜相相互互作作用用的的界界面面,溶溶质质和和膜膜之之间间有有静静电电相相互互作作用用或或电电荷荷转转移移反反应应,膜膜表表面面的的极极性性、溶液的溶液的pH值等均会影响膜的分离效率。值等均会影响膜的分离效率。中中药药成成分分中中胶胶质质等等粘粘性性物物质质的的含含量量很很高高,膜膜的的污污染染现现象象较较为为严严重重。因因此此,最最好好采采用用抗抗污污性性较较好好的的膜膜材材料,如聚丙烯腈、磺化聚砜膜等。料,如聚丙烯腈、磺化聚砜膜等。115天然药物化学成分提取分离方法 超滤法的特点超滤法的特点 选

112、选择择性性高高,分分离离效效率率高高 可可根根据据有有效效成成分分与与杂杂质质的的分分子子量量差差异异,选选择择一一定定孔孔径径的的滤滤膜膜进进行行分分离离,既既可可富富集集有效成分,同时可去除杂质。有效成分,同时可去除杂质。 减减少少工工序序,缩缩短短生生产产周周期期(不不需需加加热热浓浓缩缩),节约原料节约原料(尤其是乙醇尤其是乙醇),降低成本。,降低成本。116天然药物化学成分提取分离方法 超滤法的特点超滤法的特点 物质不发生相变,常温操作物质不发生相变,常温操作 有效成分不被破坏,有效成分不被破坏,能保持原配方的成分,且提高了有效成分的含量,特别能保持原配方的成分,且提高了有效成分的含

113、量,特别适用于热敏性物质的分离、纯化、浓缩与富集。适用于热敏性物质的分离、纯化、浓缩与富集。 去杂质效果好去杂质效果好 能显著提高注射剂和口服液的澄明能显著提高注射剂和口服液的澄明度,改善贮存稳定性。度,改善贮存稳定性。117天然药物化学成分提取分离方法 超滤法的特点超滤法的特点 除热原效果好除热原效果好 除除菌菌效效果果好好 超超滤滤后后可可得得到到无无菌菌澄澄清清的的药药液液,代代替替加加热热灭灭菌菌,避避免免了了有有些些药药液液因因受受热热而而产产生生沉沉淀淀,并并可可同同时除去部分色素。时除去部分色素。 118天然药物化学成分提取分离方法 超滤膜分离技术应用超滤膜分离技术应用膜膜分分离

114、离做做为为一一种种高高效效、节节能能、无无污污染染的的新新型型分分离离技技术术,在在日日本本已已应应用用到到“汉汉方方药药”的的生生产产中中;国国内内同同仁仁堂堂的的药药酒酒生生产产也也采采用用了了该该技技术术。此此外外,还还用用于于某某些些中中药药注注射剂的研究开发和生产。射剂的研究开发和生产。超超滤滤膜膜分分离离技技术术在在医医药药领领域域的的应应用用曾曾被被列列为为国国家家“八八五五”重点科技项目。重点科技项目。119天然药物化学成分提取分离方法 超滤膜分离技术应用超滤膜分离技术应用 中中药药有有效效部部位位和和有有效效成成分分的的分分离离纯纯化化 麻麻黄黄碱碱、黄黄芩芩甙甙、甜甜菊菊甙甙、金金银银花花中中绿绿原原酸酸和和异异绿绿原原酸酸、银银杏杏黄酮等。黄酮等。 浓缩,提高药效成分浓度,减少剂量;浓缩,提高药效成分浓度,减少剂量; 制备中药注射剂、制备中药口服液等;制备中药注射剂、制备中药口服液等; 有有机机溶溶剂剂回回收收 将将萃萃取取或或其其他他分分离离过过程程所所使使用用的的有有机溶剂能够循环利用,节约资源,保护环境。机溶剂能够循环利用,节约资源,保护环境。 120天然药物化学成分提取分离方法天然药物化学成分提取分离方法

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