天然产物提取方法和技术

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1、第二章第二章 天然天然产物的提取方法和技物的提取方法和技术第一第一节 天然天然产物开物开发利用方案确定利用方案确定大致可分大致可分为：选定研究定研究对象、生物材料采集象、生物材料采集和品种和品种鉴定、文献定、文献资料料调研、化学成分研、化学成分预试验、活性提取部位和活性化合物跟踪分离和、活性提取部位和活性化合物跟踪分离和结构构鉴定、构效关系、定、构效关系、药理、毒理、制理、毒理、制剂工工艺、临床床实验、中、中试、正式生、正式生产等步等步骤。根据研究目的的不同：根据研究目的的不同：一、研究一、研究对象的确定象的确定根据古代医学典籍、民族医学根据古代医学典籍、民族医学实践提供的践提供的 资料或民料

2、或民间经验和和临床床观察；察；根据当地植物根据当地植物样品随机品随机选取；取；根据天然根据天然产物成分信息确定；物成分信息确定；根据已有的天然根据已有的天然产物、医物、医药学及相关科学学及相关科学 研究成果的基研究成果的基础上，通上，通过大量的文献大量的文献检索索根据市根据市场商品要求确定研究商品要求确定研究对象。象。n传统中医中医药有其丰富的医有其丰富的医药学和文化内涵。学和文化内涵。n根据古今根据古今记载的的临床有效床有效处方，收集整理方，收集整理临床治病的床治病的单秘秘验方的方的单味味药或复方或复方药进行研行研究，究，筛选活性天然活性天然产物。物。如：冬凌草如：冬凌草冬凌草冬凌草(Rab

3、dosia rubescens (Hemls.) Hara)为唇形科香茶菜属唇形科香茶菜属药用植物广布于我国黄河用植物广布于我国黄河长江流域，河南江流域，河南济源源民民间用于治用于治疗食管癌，食管癌，贲门癌癌的民的民间药物；研究物；研究发现它的有效化学它的有效化学成分是一个二成分是一个二萜类化合物，化合物，冬凌草素。冬凌草素。活性跟踪活性跟踪纯化化当当归芦芦荟丸：丸：临床具有泻肝作用；床具有泻肝作用；中国医学科学院用其治中国医学科学院用其治疗白血病，也有好效果。白血病，也有好效果。处方中：除去麝香后，方中：除去麝香后，疗效仍有；效仍有；但除去青黛和芦但除去青黛和芦荟后，后，则无一例有效；无一例

4、有效；再再进行小鼠行小鼠筛选：发现青黛是抗白血病的活性植物。青黛是抗白血病的活性植物。继续研究：研究：发现青黛的有效成分青黛的有效成分为靛玉靛玉红，研制出研制出抗慢性粒抗慢性粒细胞白血病的有效新胞白血病的有效新药。生物生物亲缘关系确定研究关系确定研究对象象 如：苦木苦味素如：苦木苦味素类成分的研究成分的研究从苦木科从苦木科鸦胆子属抗痢胆子属抗痢鸦胆子胆子（B. antidysenterica Mill)植物中得到有植物中得到有显著抗著抗肿瘤活性的化合物瘤活性的化合物鸦胆丁；胆丁；后从苦木科后从苦木科16属属35种植物中也得到了种植物中也得到了约140个苦木苦个苦木苦味素味素类成分，其中成分，其

5、中30个有不同程度的抗个有不同程度的抗肿瘤活性。瘤活性。鸦胆子胆子n重重视那些生存那些生存环境特殊（海拔、气候、境特殊（海拔、气候、阳光、阳光、恶劣劣环境或其他特殊境或其他特殊环境）的境）的植物植物与天然与天然产物提取分离有关的期刊物提取分离有关的期刊杂志主要有：志主要有：Natural Product Report，1984年开始出版年开始出版（英国皇家化学会），刊登天然（英国皇家化学会），刊登天然产物研究方物研究方面的面的热点研究点研究领域域综述性文章。述性文章。Journal of Natural Product，美国化学会与美美国化学会与美国生国生药学会合学会合办，刊登，刊登药用活性天

6、然用活性天然产物研物研究的原始研究究的原始研究论文。文。二、二、查阅文献文献资料和收集信息料和收集信息期刊期刊杂志主要有：志主要有：Phytochemistry，国国际植物生物化学与天然有植物生物化学与天然有机化学的机化学的专业期刊，刊登天然期刊，刊登天然产物、植物分物、植物分子生物学等研究的原始子生物学等研究的原始论文。文。Journal of Asian Natural Product Research，中国与日本合中国与日本合办，发表表亚洲国家天然洲国家天然产物分物分离、离、结构构鉴定、合成、生物定、合成、生物转化、生化、生药学和学和药理理评价方面的原始研究价方面的原始研究论文。文。化学

7、文摘（化学文摘（C. A.) 收收录1967年以后的内容，年以后的内容， 可通可通过中国科技信息研究所（中国科技信息研究所（)实现检索索 美国化学会网站美国化学会网站， （) 收收录几十种主几十种主办的化学的化学类刊物，刊物，英国皇家化学会网站，英国皇家化学会网站， ()收收录英国皇家化学英国皇家化学会的刊物会的刊物数据数据库主要有：主要有：天然天然产物生物生产工工艺资料；料；生物生物资源、源、组织特性、地理分布；特性、地理分布；化学成分和化学成分和质量量标准等准等资料；料；有效成分体内代有效成分体内代谢变化的化的资料；料；有效成分的有效成分的结构、性构、性质和生物活性等方面和生物活性等方面的

8、的资料；料；结构相似化学成分的各种研究构相似化学成分的各种研究资料等等。料等等。文献内容可包括：文献内容可包括：实验设计：1.1.观察察项目的可比性目的可比性: :实验条件控制的要非常条件控制的要非常严格，否格，否则实验结果果将不可靠。将不可靠。同一个同一个实验要重复多次，以要重复多次，以观察它的精确度、察它的精确度、重重现性和可靠性。性和可靠性。若差若差别较大大时，还需需对数据数据进行行统计学学处理，理，以以计算它算它们的的实验误差和可信性。差和可信性。三、三、实验设计和工和工艺流程的流程的选择实验设计：2.2.选择测试指指标： 在在实验中所使用的分析方法中所使用的分析方法测定速定速度快，度

9、快，结果要精确可靠；果要精确可靠；三、三、实验设计和工和工艺流程的流程的选择3.3.不能直接搬用植物化学的提取方法作不能直接搬用植物化学的提取方法作为工工业生成的方法？生成的方法？植物化学提取的目的：新化合物、植物化学提取的目的：新化合物、鉴定定结构、构、发现新成分、不新成分、不计算成本、收率、算成本、收率、经济效益；效益；天然天然产物生物生产提取目的：要考提取目的：要考虑收率、成本和收率、成本和经济效益等；效益等；在生在生产天然天然产物提取物物提取物时使用植物化学或中草使用植物化学或中草药化学中的有效成分提取分离方法是不化学中的有效成分提取分离方法是不经济的，的，在技在技术上也是不行的。上也

10、是不行的。u因此，因此，不能直接搬用植物化学的提取方法作不能直接搬用植物化学的提取方法作为工工业生生产的方法。的方法。仍必仍必须大量参考有关的植物化学提取流程和大量参考有关的植物化学提取流程和被提取有效成分的被提取有效成分的结构及其物理化学性构及其物理化学性质。必要必要时以以这些些资料作料作为科学依据，根据科学依据，根据这些些资料做料做实验设计。做天然做天然产物提取生物提取生产工工艺的的实验研究研究时，一，一定要从工定要从工业生生产的要求和的要求和实验情况出情况出发， * *以以经济的的观点点设计生生产工工艺：流程：流程简单、经济可行，收率高、可行，收率高、产品品质量高和成本低。量高和成本低。

11、1.1.分离分离纯化的早期：化的早期：由于提取液中的成分复由于提取液中的成分复杂、目的物、目的物浓度度较稀、稀、与目的物理化性与目的物理化性质相似的相似的杂质多，所以多，所以不宜不宜选择分辨能力分辨能力较高的高的纯化方法；化方法；宜采用萃取、沉淀、吸附等分辨能力低的方宜采用萃取、沉淀、吸附等分辨能力低的方法有利；法有利；这些方法些方法负荷能力大，分离量多兼有分离提荷能力大，分离量多兼有分离提纯和和浓缩作用，作用，为进一步分离一步分离纯化化创造良好造良好的基的基础。工工艺流程中注意事流程中注意事项：1.1.分离分离纯化的早期：化的早期：总的来的来说，早期分离方法的旋，早期分离方法的旋转原原则是从

12、是从低分辨能力到高分辨能力，而且低分辨能力到高分辨能力，而且负荷量荷量较大者大者较为合适合适2.2.安排安排纯化化顺序：序：考考虑到有利于减少工序、提高效率；到有利于减少工序、提高效率；如：在如：在盐析后采取吸附法，必然会因离子析后采取吸附法，必然会因离子过多而影响吸附效果，如增加透析除多而影响吸附效果，如增加透析除盐，则使操作大大复使操作大大复杂化。化。如果倒如果倒过来来进行，先吸附，后行，先吸附，后盐析就比析就比较合理。合理。3.3.分离操作的后期：分离操作的后期：必必须注意避免注意避免产品的品的损失，主要是器皿的吸失，主要是器皿的吸附，附，样品液体残留，空气氧化及无法了解的品液体残留，空

13、气氧化及无法了解的原因。原因。为取得足取得足够量的量的样品，常需要加大原材料的品，常需要加大原材料的用量，并在后期用量，并在后期纯化工序中注意保持化工序中注意保持样品溶品溶液由液由较高的高的浓度，以防止制度，以防止制备物在稀溶液中物在稀溶液中的的变性，性，n一个制一个制备物是否物是否纯，常以，常以“均一性均一性”表表示示n均一性是指所均一性是指所获得的制得的制备物只具有一种物只具有一种完全相同的成分。完全相同的成分。n均一性的均一性的评价需价需经过数种方法的数种方法的验证才才能肯定。能肯定。n纯度的度的鉴定方法很多，常用的有：溶解定方法很多，常用的有：溶解度法、度法、结晶法、熔点法、色晶法、熔

14、点法、色谱法、法、质谱法等多种法等多种进入新入新实验研究研究阶段：段： 即小型或放大生即小型或放大生产实验阶段段 这个个阶段的主要任段的主要任务：检查生生产工工艺流程流程的可行性和存在的的可行性和存在的问题，并，并为中中间生生产实验或正式工或正式工业生生产提供科学依据。提供科学依据。二、二、实验设计和工和工艺流程的流程的选择小小实验：原料用量少，使用原料用量少，使用设备以玻璃以玻璃仪器器为主，参加主，参加实验人少；人少；放大放大实验：投料量大，投料量大，设备多用小型工多用小型工业设备，参加，参加实验人多；人多； 小小实验为放大放大实验提供数据和提供数据和经验，可可节约放大放大实验所需要的所需要

15、的时间、人力、人力、物力的投入物力的投入。二、二、实验设计和工和工艺流程的流程的选择进入中入中试前的考前的考虑：1.1.产率达到一定的率达到一定的稳定程度，定程度，质量可靠；量可靠；2.2.工工艺路路线及操作步及操作步骤确定，建立和确定确定，建立和确定产品、中品、中间体及原料的分析方法；体及原料的分析方法；3.3.确定和确定和鉴定定产品的生物材料的品的生物材料的资源；源；四、天然四、天然产物提取中物提取中试设计进入中入中试前的考前的考虑：3.3.确定和确定和鉴定定产品的生物材料的品的生物材料的资源；源；4.4.物料的衡算，物料的衡算，“三三废”的的处理方法；理方法；5.5.中中试规模及原料的模

16、及原料的规格和数量；格和数量；6.6.安全生安全生产措施和方法。措施和方法。四、天然四、天然产物提取中物提取中试设计n天然天然产物提取中物提取中试放大工放大工艺特点：中特点：中试放大是由小放大是由小试转入工入工业化生化生产的的过渡性研究工作，渡性研究工作，对小小试工工艺能否成功能否成功地地进入入规模生模生产至关重要至关重要n研究工作主要研究工作主要围绕着如何提高收率、着如何提高收率、改改进操作、提高操作、提高质量、形成生量、形成生产等方等方面面进行。行。n一个一个工工艺研究研究项目的最目的最终目的是能在目的是能在生生产上采用。上采用。1.1.原原辅材料材料规格的格的过渡渡试验；小小试时：一般采

17、用的原：一般采用的原辅材料材料规格格较高。高。 目的：目的：是是为了排除原料中所含了排除原料中所含杂质的不良的不良影响，确保影响，确保实验的准确性。的准确性。大大规模生模生产时：应改改为生生产时容易容易获得的得的原原辅材料材料进行行过渡性渡性实验。转入中入中试放大生放大生产的的过渡性渡性试验：2.2.设备选型与材料型与材料质量量试验；n小小试阶段：大部分段：大部分实验时在小型玻璃在小型玻璃仪器器中中进行；行；n中中试阶段：要段：要对设备材料的材料的质量和量和设备的的选型型进行行实验，为工工业化生化生产提供数据。提供数据。转入中入中试放大生放大生产的的过渡性渡性试验：3.3.反反应条件限度条件限

18、度实验； 目的目的: :找到最适宜的工找到最适宜的工艺条件（如培养基条件（如培养基种种类、反、反应温度、温度、压力、力、pHpH等），一般等），一般均匀一个均匀一个许可范可范围。转入中入中试放大生放大生产的的过渡性渡性试验：4.4.原原辅材料、中材料、中间体及体及产品品质量分析方法研究量分析方法研究 中中间体和新体和新产品均无品均无现成分析方法，成分析方法，须研究研究他他们的的鉴定方法，制定定方法，制定简便易行、准确可靠便易行、准确可靠的的检验方法。方法。转入中入中试放大生放大生产的的过渡性渡性试验：5.5.下游工下游工艺研究研究 上游工上游工艺：以生物材料：以生物材料资源生源生产为核心的研究

19、内容；核心的研究内容；下游工下游工艺：以：以产品的后品的后处理理为研究内容的操作。研究内容的操作。 必必须研究尽量研究尽量简化下游工化下游工艺操作，采用新工操作，采用新工艺、新技、新技术和新和新设备，提高，提高劳动生生产率，降率，降低成本。低成本。转入中入中试放大生放大生产的的过渡性渡性试验：中中试放大的方法：放大的方法： 1.1.经验法：法： 2.2.相似法：相似法： 3.3.数学模型法数学模型法中中试放大的研究主要内容：放大的研究主要内容：1.1.工工艺路路线和各步反和各步反应方法的最后确定；方法的最后确定；2.2.设备材材质和型号的和型号的选择；3.3.反反应器的器的规模模选择和反和反应

20、搅拌器型式与拌器型式与搅拌速度的考察；拌速度的考察；4.4.生生产反反应条件的研究；条件的研究；5.5.工工艺流程和操作方法的确定；流程和操作方法的确定；中中试放大的研究主要内容：放大的研究主要内容：6. 6. 物料衡算；物料衡算；7. 7. 安全生安全生产与与“三三废”防治措施；防治措施；8. 8. 原原辅材料、中材料、中间体的物理性体的物理性质 和化工常数的和化工常数的测定；定；9. 9. 原原辅材料、中材料、中间体体质量量标准的研究制定；准的研究制定；10.10.消耗定消耗定额、原料成本、操作工、原料成本、操作工时 与生与生产周期等的周期等的计算。算。第二第二节 原料原料细胞胞结构与提取

21、工构与提取工艺特性特性一、原料与天然一、原料与天然产物提取工物提取工艺特性特性1.1.植物材料：根、茎、干果、花、叶等植物材料：根、茎、干果、花、叶等 根：如人参、丹参等用有机溶根：如人参、丹参等用有机溶剂乙醇浸出；乙醇浸出； 茎茎: :可用有机溶可用有机溶剂加加热浸出浸出 干果：可用有机溶干果：可用有机溶剂浸出浸出 花：是由果胶花：是由果胶类物物质组成，需用成，需用酶或或发酵的酵的方法方法处理后再用溶理后再用溶剂提取；提取； 叶：多数不用叶：多数不用处理，直接用溶理，直接用溶剂提取；提取；2.2.动物材料与天然物材料与天然产物提取工物提取工艺特性特性角角类和骨和骨类：加工前需要粉碎：加工前需

22、要粉碎细一些；一些；皮皮类：应用新用新鲜材料，加工前先破碎；材料，加工前先破碎；3.3.海洋生物材料与天然海洋生物材料与天然产物提取工物提取工艺特性特性 海藻：抗海藻：抗肿瘤、防心血管疾病等；瘤、防心血管疾病等； 腔腔肠动物：海葵毒素；物：海葵毒素； 软体体动物：抗病毒、抗物：抗病毒、抗肿瘤等；瘤等； 棘皮棘皮动物：海胆毒素；物：海胆毒素；4.4.微生物与天然微生物与天然产物提取工物提取工艺特性特性 细菌菌 放放线菌菌 蓝细菌菌 真菌（霉菌和酵母菌）真菌（霉菌和酵母菌）二、生物二、生物细胞的胞的结构与天然成分的浸出构与天然成分的浸出 活性成分或有效成分存在活性成分或有效成分存在细胞胞质中。中。

23、 细胞有：胞有：细胞壁和胞壁和细胞膜胞膜细胞有胞有细胞壁和胞壁和细胞膜胞膜；细胞膜胞膜类似于半透膜，具有超似于半透膜，具有超滤作用，即作用，即对细胞外的物胞外的物质的透的透过有分子有分子筛作用，作用，筛孔有一定的大小，透孔有一定的大小，透过物物质的分子的分子较小小时容易透容易透过，较大的分子不易透大的分子不易透过；活性成分活性成分/有效成分是存在有效成分是存在细胞胞质中中细胞壁主要由胞壁主要由纤维素、半素、半纤维素和果胶素和果胶物物质组成，成，细胞壁上有胞壁上有许多小孔叫孔壁，多小孔叫孔壁，不不过，不影响水溶性物，不影响水溶性物质的出入；的出入；对外界物外界物质的的进入或入或细胞内物胞内物质的

24、外出的外出有决定作用的是有决定作用的是细胞膜胞膜。活性成分活性成分/有效成分是存在有效成分是存在细胞胞质中中植物原料外表面如叶、果植物原料外表面如叶、果实皮、茎皮等皮、茎皮等的表面的表面组织上有蜡浸上有蜡浸细胞壁，是蜡浸入胞壁，是蜡浸入细胞的胞的纤维素壁中，形成蜡素壁中，形成蜡层。蜡蜡层是由蜡醇和脂肪酸是由蜡醇和脂肪酸组成，使得成，使得细胞胞壁有很壁有很强的疏水性的疏水性。有效成分的提取，要有效成分的提取，要设法法破坏一般破坏一般细胞胞的的细胞膜胞膜，改，改变细胞膜的通透性，使浸胞膜的通透性，使浸出溶出溶剂进入入细胞内，并把有效成分提取胞内，并把有效成分提取出来。出来。对有蜡浸有蜡浸细胞壁胞壁

25、组织表面的原料需表面的原料需破坏破坏其蜡浸其蜡浸细胞壁，改胞壁，改变细胞壁的通透性胞壁的通透性。二、生物二、生物细胞的胞的结构与天然成分的浸出构与天然成分的浸出 活性成分或有效成分存在活性成分或有效成分存在细胞胞质中。中。 破坏破坏细胞膜和胞膜和细胞壁，胞壁， 使有效成分提取出来。使有效成分提取出来。三、破坏三、破坏细胞壁和胞壁和细胞膜的方法胞膜的方法1.1.风干法干法2.2.加加热干燥法干燥法3.3.机械法机械法 4.4.非机械法非机械法5.5.化学法化学法 在通在通风良好不良好不见直射阳光的条件下开始直射阳光的条件下开始时，由于外界空气的蒸汽由于外界空气的蒸汽压或相或相对湿度湿度较低，低，

26、细胞胞壁先失水，随后壁先失水，随后细胞胞质的液泡也失水，的液泡也失水，细胞液胞液的的浓度增高，使度增高，使涨压减低萎蔫，减低萎蔫，终致致细胞破坏胞破坏到死亡。失水收到死亡。失水收缩，但不，但不产生生质壁分离，是机壁分离，是机械械伤害。改害。改变膜的超膜的超滤性和渗透性，性和渗透性，细胞内的胞内的物物质易于被溶易于被溶剂浸出。浸出。 风干法，干法，对有效成分有效成分损害小；害小；1.1.风干法干法原料的原料的细胞胞组织用用风干法不易破坏的，且干法不易破坏的，且有效成分在加有效成分在加热时没有重大影响没有重大影响的条件下，的条件下，可用加可用加热法破坏原料法破坏原料组织结构；构；a.a.在浸出有效

27、成分在浸出有效成分时，使，使细胞胞质和蛋白和蛋白质凝集、凝集、变性、收性、收缩，致使，致使细胞膜和胞膜和细胞壁胞壁破坏，提高渗透性，破坏，提高渗透性，细胞内物胞内物质迅速向外迅速向外扩散；散；2.2.加加热干燥法干燥法b.b.新新鲜原料切片后加原料切片后加热干燥，水干燥，水分急分急剧蒸蒸发，细胞内原生胞内原生质和蛋和蛋白白质凝固、凝固、变性、性、细胞萎胞萎缩，破，破坏坏细胞壁和胞壁和细胞膜，改胞膜，改变细胞胞组织的渗透性；的渗透性；不适合不适合热不不稳定性物定性物质；2.2.加加热干燥法干燥法处理量大，速度快，但需采取冷却措施。理量大，速度快，但需采取冷却措施。a.a.球磨法球磨法: :将将细

28、胞胞组织悬浮液与玻璃小珠、浮液与玻璃小珠、石英砂或氧化石英砂或氧化铝一起快速一起快速搅拌或研磨，拌或研磨，使使细胞破碎；胞破碎；b.b.高高压匀匀浆：利用高利用高压迫使迫使细胞胞悬浮液浮液通通过针形形阀，由于突然减，由于突然减压和高速冲和高速冲击而造成而造成细胞破裂；胞破裂；压力、温度和通力、温度和通过匀匀浆阀的次数；的次数；3.3.机械法：机械法：处理量大，速度快，但需采取冷却措施。理量大，速度快，但需采取冷却措施。法：法：改改进的高的高压方法；方法；d.d.超声波法：超声波法：在在151525KHz25KHz频率下操作，率下操作，利用超声波的空穴作用，利用超声波的空穴作用，不适用于大不适用

29、于大规模操作模操作；3.3.机械法：机械法：适于微生物的破碎，包括适于微生物的破碎，包括酶解、渗透解、渗透压冲冲击、冻结和和融化、融化、热处理和化学法溶胞等；理和化学法溶胞等；酶解：解：利用利用酶的反的反应分解破坏分解破坏细胞壁上特殊的胞壁上特殊的键，达，达到破坏目的，到破坏目的，有有专一性一性强，条件温和的，条件温和的优点点；渗透渗透压冲冲击：渗透渗透压的突然的突然变化，水迅速化，水迅速进入入细胞内，胞内，引起引起细胞壁破裂；胞壁破裂；适用于适用于细胞壁胞壁较脆弱的菌脆弱的菌；冻结和融化：和融化：在低温下突然冷在低温下突然冷冻和室温下融化，和室温下融化，对此此达到破坏达到破坏细胞壁作用；胞壁

30、作用；适合适合细胞壁胞壁较弱的胞体弱的胞体；4.4.非机械法非机械法如：如：酸碱及表面活性酸碱及表面活性剂处理；理； 可以使蛋白可以使蛋白质水解、水解、细胞溶解或使胞溶解或使 某些某些组分从分从细胞内提取出来；胞内提取出来；脂溶性溶脂溶性溶剂也可用于化学也可用于化学处理，理， 如丁醇、丙如丁醇、丙酮、氯仿等；仿等； 但但这些溶些溶剂常易引起生化物常易引起生化物质破坏，破坏， 同同时还带来分离和回收化学物来分离和回收化学物质的的问题。5.5.化学法化学法三、破坏三、破坏细胞壁和胞壁和细胞膜的方法胞膜的方法选择合适的破碎方法，考合适的破碎方法，考虑下列因素：下列因素：细胞的数量；胞的数量；所需要的

31、所需要的产物物对破碎条件破碎条件的敏感性的敏感性 如：温度、化学如：温度、化学试剂、酶等的敏感性；等的敏感性；达到的破碎程度及破碎所需的速度等；达到的破碎程度及破碎所需的速度等；尽可能采用温和的方法。尽可能采用温和的方法。1.1.形形态与性状相与性状相结合的合的鉴别方法：方法：按按生物分生物分类学形学形态鉴定的方法，依照定的方法，依照各部分的形各部分的形态，确定其所属分，确定其所属分类学的学的科、属、种科、属、种；再再按其利用部位按其利用部位进行形行形态学与性状学与性状鉴定相定相结合的方法，做出合的方法，做出鉴定定结论。四、原料的四、原料的质量控制量控制2.2.显微粉末微粉末鉴定：定：在在显微

32、微镜下下观察其察其组织或或细 微的形微的形态，做出，做出鉴定定结论；3.3.化学化学鉴别法：法：根据被根据被鉴定原料的化学成分，定原料的化学成分， 利用利用TLC法或法或传统化学方法化学方法进 行成分行成分鉴定定 四、原料的四、原料的质量控制量控制4.4.紫外光紫外光谱法：法：原料可用乙醇或甲醇浸出液在原料可用乙醇或甲醇浸出液在 紫外光紫外光谱仪上上测定紫外光定紫外光谱； 可靠、可靠、简单；四、原料的四、原料的质量控制量控制5.5.有效成分的含量有效成分的含量测定：定：GC： 分析和分析和鉴定各成分，且同定各成分，且同时确定定性确定定性和定量的和定量的结果，适用于芳香油、香豆果，适用于芳香油、

33、香豆素、脂肪酸等；素、脂肪酸等；四、原料的四、原料的质量控制量控制5.5.有效成分的含量有效成分的含量测定：定：HPLC：分离效果更好的分析方法，比分离效果更好的分析方法，比GC还 要广泛，比要广泛，比TLC分离效果更好；分离效果更好； 需要需要仪器器设备高高压液相色液相色谱仪； 紫外吸收光紫外吸收光谱扫描；描； 既可以定性分析，又可以定量分析既可以定性分析，又可以定量分析 且且结果果较为理想。理想。四、原料的四、原料的质量控制量控制五、原料的前五、原料的前处理理原料前原料前处理的依据，理的依据，要根据要根据: :原料原料组织的化学成分、的化学成分、有效成分的性有效成分的性质和生物化学的性和生

34、物化学的性质、原料的原料的组织和和细胞胞结构构进行行处理。理。1.1.除除杂、洗、洗涤、切割、切割: :需要在新需要在新鲜状状态进行除行除杂和洗和洗涤，原料原料处理按生理按生产工工艺的要求，的要求，选择采收原料的采收原料的时间，制定除，制定除杂方法；方法；五、原料的前五、原料的前处理理2.2.原料的干燥：原料的干燥：破坏破坏细胞壁和胞壁和细胞膜，利于浸出胞膜，利于浸出目的是目的是为了便于了便于贮藏和运藏和运输，有破坏，有破坏细胞胞膜和膜和细胞壁的作用，利于浸出的胞壁的作用，利于浸出的顺利利进行；行；需采用不同的干燥方法需采用不同的干燥方法进行干燥；行干燥； 2.2.原料的干燥：原料的干燥：例如

35、：例如：对热不不稳定性的定性的药材，多用材，多用风干法。干法。 中中药材多用晒干法，在日光的直接照材多用晒干法，在日光的直接照射下，干燥速度射下，干燥速度较快、快、细胞膜破坏胞膜破坏较好，好，但不适合光不但不适合光不稳定性的有效成分的干燥；定性的有效成分的干燥；如：小檗根，含有双卞基异如：小檗根，含有双卞基异喹啉生物碱，啉生物碱，对光不光不稳定，易定，易发生生结构改构改变，不适用于，不适用于晒干法，适合晒干法，适合风干法干燥。干法干燥。目的：目的：增加原料的表面增加原料的表面积，提高浸出速度。，提高浸出速度。原料的粉碎程度同原料的种原料的粉碎程度同原料的种类和性和性质相关：相关： 草草类原料，

36、粉碎粗一些；原料，粉碎粗一些； 木木质类原料，粉碎原料，粉碎细一些；一些； 较粗的根、茎和果粗的根、茎和果实以及种子以及种子类原料，原料， 需粉碎的更需粉碎的更细。3. 粉碎：粉碎：4.4.发酵和水解酵和水解处理法：理法：5.5.脱脂脱脂处理：理：原料中含原料中含较多的油、脂或蜡多的油、脂或蜡6.6.含含挥发油油类原料的原料的处理：理： 宜在新宜在新鲜状状态处理，防止成分改理，防止成分改变；7.7.以以酶和蛋白和蛋白质为主要成分的原料主要成分的原料处理：理：同同6 6，需在新，需在新鲜状状态处理，以免理，以免变性或失活。性或失活。六、生理活性物六、生理活性物质的保的保护措施措施对一些一些生物大

37、分子生物大分子如蛋白如蛋白质、酶和核酸，和核酸，主要的保主要的保护措施：措施：1.1.缓冲系冲系统：如磷酸如磷酸盐溶液、溶液、柠檬酸溶液等；檬酸溶液等； 目的是目的是防止提取防止提取过程中某些酸碱基程中某些酸碱基团的解离，的解离，造成活性物造成活性物质的的变性；性；2.2.加入保加入保护剂：防止某些生理活性物防止某些生理活性物质基基团和和酶的活性中心收到破坏。的活性中心收到破坏。3.3.抑制水解抑制水解酶的破坏的破坏4.4.其他一些特殊要求的保其他一些特殊要求的保护第三第三节 天然天然产物物传统分离分离纯化方法化方法提取法提取法萃取法萃取法微波提取微波提取超声波提取超声波提取过滤蒸蒸发浓缩沉淀

38、法沉淀法结晶晶干燥干燥一、提取法一、提取法1. 1. 提取：（又称浸出、固液萃取）提取：（又称浸出、固液萃取） 是是应用有机或无机溶用有机或无机溶剂将固体原料中的将固体原料中的可溶性可溶性组分溶解，使其分溶解，使其进入液相，再将入液相，再将不溶性固体和溶液分开的操作不溶性固体和溶液分开的操作。溶溶质：提取原料的可溶性：提取原料的可溶性组分；分；溶溶剂：用于溶解溶：用于溶解溶质的液体，或称提取的液体，或称提取剂。一、提取法一、提取法1. 1. 提取：（浸出、固液萃取）提取：（浸出、固液萃取） 溶溶剂提取法根据植物中各种提取法根据植物中各种有效成分有效成分在溶在溶剂中的溶解作用，中的溶解作用，选用

39、用对有效成分溶有效成分溶解度大，解度大，对不需要成分溶解度小的溶不需要成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从植物而将有效成分从植物组织内提取出来。内提取出来。n提取所得的含有溶提取所得的含有溶质的溶液称的溶液称为溢流液、溢流液、浸出液或上清液；浸出液或上清液；n提取后的提取后的载体和残余的少量溶液称体和残余的少量溶液称为残残渣或提取渣。渣或提取渣。n溶溶剂提取法根据植物中各种有效成分在溶提取法根据植物中各种有效成分在溶剂中的溶解作用，中的溶解作用，选用用对有效成分溶解度有效成分溶解度大，大，对不需要成分溶解度小的溶不需要成分溶解度小的溶剂，而将而将有效成分从植物有效成分从植物组织内提取出来。内提取

40、出来。一、提取法一、提取法n浸提浸提是通是通过溶溶剂与原料接触，互相渗透、与原料接触，互相渗透、溶解以及溶解以及扩散等一系列复散等一系列复杂过程而完成。程而完成。n由于植物原料的由于植物原料的结构非常复构非常复杂，提取的，提取的物物质又是多又是多组分混合物，因此分混合物，因此统一的浸一的浸提理提理论难以确定。以确定。n一般包括：一般包括：渗透、溶解、分配和渗透、溶解、分配和扩散等散等 （1 1）渗透）渗透浸提开始浸提开始时，渗透随被浸提植物原料的渗透随被浸提植物原料的情况不同而异。情况不同而异。如：如：对干原料，首先要湿干原料，首先要湿润，一般新，一般新鲜的植物材料中水分占的植物材料中水分占8

41、0%左右，原料左右，原料与与疏水性的石油疏水性的石油醚溶溶剂接触接触时更更为困困难，为了加快渗透，需添加少量的极性溶了加快渗透，需添加少量的极性溶剂如乙醇或丙如乙醇或丙酮等。等。（2 2）溶解）溶解 溶溶剂渗入渗入细胞后，胞后，可溶解的成分按可溶解的成分按溶解度大小先后溶解到溶溶解度大小先后溶解到溶剂中去中去。对于干原料，以溶解于干原料，以溶解过程程为主。主。在在细胞原生胞原生质中，溶中，溶剂和和细胞液是分胞液是分层的，精油在两相中都能溶解。的，精油在两相中都能溶解。若在若在两相中溶两相中溶质浓度不平衡度不平衡，则在相互在相互接触接触时，将在相与相之，将在相与相之间进行分配，即行分配，即为有效

42、成分从有效成分从细胞液的液相胞液的液相转入溶入溶剂相相中，直到有效成分在中，直到有效成分在细胞原生胞原生质液和溶液和溶剂两个液相内达到完全平衡两个液相内达到完全平衡。 （3）分配）分配 K=C1/C2 （在一定条件下）（在一定条件下）K分配系数分配系数C1两相平衡两相平衡时被浸提被浸提组分在浸提液中的分在浸提液中的浓度度C2两相平衡两相平衡时被浸提被浸提组分在被浸提混合物中的分在被浸提混合物中的浓度度溶溶剂的量比的量比细胞原生胞原生质中液体的量要大得中液体的量要大得多，因此浸提比多，因此浸提比较完全。完全。但是，但是，这种分配种分配现象象对某些粉碎的植物原某些粉碎的植物原料的浸提料的浸提可能就

43、不是主要因素，而可能就不是主要因素，而以溶解以溶解占主占主导作用。作用。（4 4）扩散：散：从植物原料中浸提精油从植物原料中浸提精油时，溶，溶剂经渗渗透浸入含有精油的原料内，在透浸入含有精油的原料内，在细胞内胞内生成一种溶液。生成一种溶液。根据分配原根据分配原则，精油溶解到与之接，精油溶解到与之接触的溶触的溶剂中之后，引起溶中之后，引起溶剂中溶中溶质浓度的上升；度的上升；另一方面，溶另一方面，溶剂本身将透入含高本身将透入含高浓度溶度溶质的的细胞原生胞原生质溶液，溶液，浓度差称度差称为扩散的散的动力，力，扩散作用一直散作用一直进行到行到细胞内溶液成分的胞内溶液成分的浓度度和和细胞外浸提液中成分的

44、胞外浸提液中成分的浓度达到相等度达到相等时为止，即止，即扩散散浓度差等于零度差等于零时为止。止。浸提浸提过程只能程只能更新溶更新溶剂，才能重新开始，才能重新开始，直，直到新的到新的浓度平衡度平衡时停止。停止。（4 4）扩散：散：扩散系数公式：散系数公式：D=(RT/N)(1/6r) R气体常数气体常数 (8.31107 erg/度）度） T热力学温度力学温度 r扩散粒子的半径散粒子的半径 N阿伏加德阿伏加德罗常数常数 扩散液内部的摩擦因数，即介散液内部的摩擦因数，即介质的黏度的黏度2.2.影响提取的因素影响提取的因素n溶溶剂浸提成功与否，浸提成功与否，关关键在在选择合适的合适的溶溶剂和提取方法

45、。和提取方法。n原料的粉碎度原料的粉碎度n提取提取时间、温度等也影响提取效率。、温度等也影响提取效率。样品粉碎越品粉碎越细，表面，表面积越大，浸出越大，浸出过程快；程快；但同但同样由于粉碎度由于粉碎度过高，高，样品品颗粒表面粒表面积过大，吸附增大，吸附增强，反而影响，反而影响过滤速度。速度。一般来一般来说：水提取：可用粗粉（水提取：可用粗粉（2020目）或薄片目）或薄片有机溶有机溶剂提取：提取：过6060目目为宜，宜， 全草、花全草、花类等以等以20-4020-40目目为宜宜。（1 1）粉碎度）粉碎度（2 2）提取温度：）提取温度：一般来一般来说：冷提：冷提杂质少，效率低；少，效率低； 热提提

46、杂质多，效率高；多，效率高； 但温度不宜但温度不宜过高，高， 加加热在在6060左右左右为宜，宜， 最高不超最高不超过100100。2.2.影响提取的因素影响提取的因素（3 3）浓度差：度差：溶溶剂进入入细胞内，成分溶解后因胞内，成分溶解后因细胞内外胞内外浓度差，就向外度差，就向外扩散，内外达到一定散，内外达到一定浓度度时，扩散停止，即到了散停止，即到了动态平衡，成分不平衡，成分不再浸出；再浸出；如果更新溶如果更新溶剂，又开始新的，又开始新的扩散，散，反复多次直至提取反复多次直至提取结束。束。加加热回流提取法最好，最次回流提取法最好，最次为浸浸渍法法（4 4）提取）提取时间：一般来一般来说：提

47、取：提取时间长，浸出量大；，浸出量大； 但但时间过长，无用，无用杂质增多；增多；如用如用热水加水加热提取：提取： 每次每次为宜，最多不超宜，最多不超过3h3h；乙醇回流：每次乙醇回流：每次1h-2h1h-2h为宜；宜；其他其他试剂可适当增可适当增长3.3.浸出溶浸出溶剂的的选择植物成分在溶植物成分在溶剂中的溶解度直接与溶中的溶解度直接与溶剂性性质有关。有关。溶溶剂可分可分为水、水、亲水性有机溶水性有机溶剂和和亲脂性有机溶脂性有机溶剂。一些常一些常见溶溶剂的的亲脂性的脂性的强弱弱顺序如下：序如下：石油石油醚 苯苯 氯仿仿 乙酸乙乙酸乙酯 丙丙酮 乙醇乙醇 甲醇甲醇 水水一些常一些常见溶溶剂的的亲

48、水性的水性的强弱弱顺序如下：序如下：石油石油醚 苯苯 氯仿仿 乙酸乙乙酸乙酯 丙丙酮 乙醇乙醇 甲醇甲醇 水水3.3.浸出溶浸出溶剂的的选择溶溶剂选择的三个原的三个原则：浸出速度快；浸出速度快；浸出物的浸出物的纯度高、度高、杂质少、少、质量好；量好；成本低成本低3.3.浸出溶浸出溶剂的的选择提取活性成分提取活性成分时，可，可选择单一溶一溶剂或几种或几种不同极性的溶不同极性的溶剂进行分布提取，将各成分行分布提取，将各成分依此提取出来。依此提取出来。一般先采用极性低的一般先采用极性低的亲脂性溶脂性溶剂进行提取，行提取，往往先将植物加适量水湿往往先将植物加适量水湿润，晾干后提取。，晾干后提取。再用能

49、与水相溶的有机溶再用能与水相溶的有机溶剂如丙如丙酮、乙醇、乙醇和甲醇等，最后用水提取。和甲醇等，最后用水提取。溶剂分类溶剂分类 亲水性溶剂亲水性溶剂 亲脂性溶剂亲脂性溶剂 H2O MeOH、EtOH、Me2CO Et2O、CHCl3、PE、苯、苯提取对象提取对象 苷类、苷类、Alk盐盐有机酸、酚类有机酸、酚类 除蛋白质、多糖外除蛋白质、多糖外几乎所有成分几乎所有成分亲脂性强亲脂性强浓浓EtOH亲水性强亲水性强稀稀EtOH 甾体、萜类、油脂、甾体、萜类、油脂、挥发油挥发油 优点优点 价廉、易得、价廉、易得、安全、提取时安全、提取时间短间短提取成分全面、回提取成分全面、回收容易、穿透力强收容易、穿

50、透力强选择性强、提取成选择性强、提取成分较纯分较纯缺点缺点 易发霉、回收易发霉、回收困难困难易燃、有毒、成本易燃、有毒、成本较高较高成本高、有毒、易成本高、有毒、易燃、穿透力弱燃、穿透力弱4.4.提取提取设备固液萃取主要包括：固液萃取主要包括：不溶性固体中所含的溶不溶性固体中所含的溶质在溶在溶剂中溶解中溶解的的过程；程；分离残渣与提取液的分离残渣与提取液的过程；程； 在后一个在后一个过程中，不溶性固体与提取液程中，不溶性固体与提取液往往不能分离完全。往往不能分离完全。4.4.提取提取设备操作方式：操作方式：间歇式、半歇式、半连接式、接式、连接式接式固体原料固体原料处理方式：固定床、移理方式：固

51、定床、移动床和分散床和分散接触式接触式溶溶剂和固体原料接触的方式：多和固体原料接触的方式：多级接触和微接触和微分接触。分接触。选择设备: :固体原料的形状、固体原料的形状、颗粒的大小、粒的大小、物理性物理性质、处理理难易及所需的易及所需的费用等。用等。溶溶剂提取方法提取方法n浸浸渍法法n渗漉法渗漉法n煎煮法煎煮法n回流法回流法n连续回流提取法回流提取法提取方法提取方法溶剂溶剂操作操作提取效率提取效率使用范围使用范围备注备注浸渍法浸渍法水或有机水或有机溶剂溶剂不加热不加热效率低效率低各类成分，各类成分，尤遇热不尤遇热不稳定成分稳定成分出膏率低，出膏率低，易发霉，需易发霉，需加防腐剂加防腐剂渗漉法

52、渗漉法有机溶剂有机溶剂不加热不加热脂溶性成脂溶性成分分消耗溶剂量消耗溶剂量大，费时长大，费时长煎煮法煎煮法水水直火加热直火加热水溶性成水溶性成分分易挥发，热易挥发，热不稳定不宜不稳定不宜用用回流提取回流提取法法有机溶剂有机溶剂水浴加热水浴加热脂溶性成脂溶性成分分热不稳定不热不稳定不宜用，溶剂宜用，溶剂量大量大连续回流连续回流提取法提取法有机溶剂有机溶剂水浴加热水浴加热节省溶剂，节省溶剂，效率最高效率最高亲脂性较亲脂性较强成分强成分用索氏提取用索氏提取器，时间长器，时间长二、萃取法二、萃取法（液（液- -液萃取）液萃取）1.1.原理：原理： 两相溶两相溶剂提取称提取称为萃取法，是萃取法，是利用混

53、合物中利用混合物中 各成分在两种互不相溶的溶各成分在两种互不相溶的溶剂中的分配系数中的分配系数 的不同的不同进行分离的方法。行分离的方法。萃取萃取时，各成分在两相溶，各成分在两相溶剂中分配系数相差越大中分配系数相差越大则分离效率越高，可用于从溶液中提取、分离、分离效率越高，可用于从溶液中提取、分离、浓缩有效成分或除去有效成分或除去杂质。n萃取法的萃取法的操作温度低操作温度低，适于，适于对热不不稳定定成分成分的分离；的分离；n如：水如：水为浓缩液，可用水不相容的溶液，可用水不相容的溶剂，石油石油醚、苯、苯、氯仿、乙酸乙仿、乙酸乙酯等等KD =分配系数：分配系数：在定温定在定温定压下，如果一个溶下

54、，如果一个溶质溶解在两个同溶解在两个同时存在的互不相溶的液存在的互不相溶的液体里，达到平衡后，体里，达到平衡后，设溶溶质在两相中在两相中浓度的比等于度的比等于为一常数一常数在萃余相中的在萃余相中的浓度度在萃取相中的在萃取相中的浓度度萃取相一般萃取相一般为水相；萃取相一般水相；萃取相一般为有机相有机相萃取法萃取法（液（液- -液萃取）液萃取）n利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中中分配系数的不同分配系数的不同而达到分离的方法。而达到分离的方法。n萃取萃取时如果各成分的分配系数相差越大，如果各成分的分配系数相差越大，分离效率越高分离效率越高萃取法萃取法（液（

55、液- -液萃取）液萃取）n提取液中的有效成分是提取液中的有效成分是亲脂性的物脂性的物质，一般，一般多用多用亲脂性有机溶脂性有机溶剂，如苯、，如苯、氯仿或乙仿或乙醚进行两相萃取；有效成分是偏于行两相萃取；有效成分是偏于亲水性的物水性的物质，需用弱需用弱亲脂性的溶脂性的溶剂，例如乙酸乙，例如乙酸乙酯、丁醇、丁醇等。等。n提取黄提取黄酮类成分多用乙酸乙脂和水的两相萃成分多用乙酸乙脂和水的两相萃取。提取取。提取亲水性水性强的皂的皂甙则多多选用正丁醇、用正丁醇、异戊醇和水作两相萃取。异戊醇和水作两相萃取。三、微波提取法三、微波提取法微波提取微波提取（microwave assisted extracti

56、on)microwave assisted extraction)利用微波能利用微波能进行物行物质萃取的一种新技萃取的一种新技术； 已已经涉及到几大天然化合物涉及到几大天然化合物 （挥发油、苷油、苷类、多糖、多糖、萜类、生物碱、甾体）、生物碱、甾体）微波提取的原理和特点微波提取的原理和特点1.1.介于介于300MHz-30GHz（波波长在在1cm-1m，介介于于红外和无外和无线电波之波之间）之）之间的的电磁波磁波2.2.提取提取过程中，微波加程中，微波加热导致植物致植物细胞内的极胞内的极性物性物质吸收微波能，吸收微波能，产生生热量，破坏量，破坏细胞膜胞膜和和细胞壁。使得胞外溶胞壁。使得胞外溶剂

57、容易容易进入入细胞内，胞内，溶解并溶解并释放出放出细胞内胞内产物。物。3.3.当当样品与溶品与溶剂混合并被微波混合并被微波辐射射时，溶，溶剂短短时间内即被加内即被加热至沸点，由于沸至沸点，由于沸腾在密在密闭容容器中器中发生，温度高于溶生，温度高于溶剂常常压沸点，而且溶沸点，而且溶剂内外内外层都达到都达到这一温度，促使成分很快被一温度，促使成分很快被提取。提取。4.4.优点：点：投投资少、少、设备简单、有效成分得率高、有效成分得率高、溶溶剂耗量少，无耗量少，无污染等；染等；5.5.缺点：缺点：设备的一次性投的一次性投资较大，运行成本高，大，运行成本高，且且难于萃取于萃取强极性和大分子量的物极性和

58、大分子量的物质。2.2.微波提取的装置和条件微波提取的装置和条件装置包括：微波炉装置和提取容器装置包括：微波炉装置和提取容器（实验室：商室：商业化的家用微波炉）化的家用微波炉）提取效益：微波提取提取效益：微波提取频率、功率和率、功率和 时间实例例1 1微波提取重楼皂苷微波提取重楼皂苷与水浴加与水浴加热回流回流对比比表明：微波并未破坏表明：微波并未破坏药物的物的结构构时间、次数、含量、次数、含量实例例2 2微波提取微波提取红景天苷景天苷与乙醇加与乙醇加热回流回流对比比微波微波处理，水提理，水提10min得到；得到； 70%乙醇回流提取乙醇回流提取 2h得到物得到物质；提取率一致的条件提取率一致的

59、条件微波提取的微波提取的优点点n质量大都相当或量大都相当或优于溶于溶剂回流、超回流、超临界界二氧化碳提取等；二氧化碳提取等；n操作方便操作方便n装置装置简单n提取提取时间短、提取率高短、提取率高 n溶溶剂用量少用量少n产品品纯正等正等四、超声波提取法四、超声波提取法 超声波：超声波：指指频率高于率高于20KHz， 人的听人的听觉耳耳阈以外的声波。以外的声波。 （2000）应用超声波用超声波处理的由理的由232品种；品种； （1995）应用超声波用超声波处理的有理的有117种；种；超声波提取：超声波提取： 利用超声波具有的机械效利用超声波具有的机械效应、空化效、空化效应及及热效效应，通通过增大介

60、增大介质分子的运分子的运动速度、增大介速度、增大介质的穿透的穿透力以提取生物有效分成的方法。力以提取生物有效分成的方法。1.1.提取原理提取原理 （1 1）机械效）机械效应：超声波在介：超声波在介质中的中的传播可播可以使介以使介质质点在其点在其传播空播空间内内产生振生振动，从而从而强化介化介质的的扩散、散、传质。a.a.辐射射压强对物料有很物料有很强的破坏作用，使的破坏作用，使细胞胞组织变形、植物蛋白形、植物蛋白质变性；性；b.b.促使促使产生摩擦力，使生物分子解聚，使生摩擦力，使生物分子解聚，使细胞壁胞壁上的有效成分更快地溶解于溶上的有效成分更快地溶解于溶剂中中(2) (2) 空化效空化效应

61、n通常情况下，介通常情况下，介质内部或多或少地溶解了内部或多或少地溶解了一些微气泡，一些微气泡，这些气泡在超声波的作用下些气泡在超声波的作用下产生振生振动，当声，当声压达到一定达到一定值时，气泡由，气泡由于定向于定向扩散而增大，形成共振腔，然后突散而增大，形成共振腔，然后突然然闭合，合，这就就为超声波的空化效超声波的空化效应。(2) (2) 空化效空化效应增大的气泡在增大的气泡在闭合合时，产生的高生的高压，形，形成微激波，可造成植物成微激波，可造成植物细胞壁及整个生胞壁及整个生物体破裂，且在瞬物体破裂，且在瞬间完成，利于有效成完成，利于有效成分的溶出。分的溶出。(3) (3) 热效效应n在介在

62、介质传播中，其声能不断被介播中，其声能不断被介质的的质点吸点吸收，介收，介质将所吸收能量的全部或大部分将所吸收能量的全部或大部分转变成成热能，从而能，从而导致介致介质本身和本身和药材材组织温度温度的升高，增大的升高，增大药物有效成分的溶解度，加快物有效成分的溶解度，加快有效成分的溶解速度。有效成分的溶解速度。(3) (3) 热效效应由于内部温度的升高是在瞬由于内部温度的升高是在瞬间完成，完成，可以使被提取成分的可以使被提取成分的结构和生物活构和生物活性保持不性保持不变。2.超声波的特点超声波的特点不需加不需加热，适用于，适用于对热敏物敏物质的提取，的提取， 节省能源；省能源；提高了有效成分的提

63、取率，提高了有效成分的提取率，节省了原料省了原料药材，材， 利于利于资源保源保护；溶溶剂用量少，用量少，节约溶溶剂；是一个物理是一个物理过程，不影响有效成分的生理活性程，不影响有效成分的生理活性有效成分含量高，利于有效成分含量高，利于进一步精制。一步精制。3.3.影响超声波提取的因素影响超声波提取的因素时间影响影响：比常比常规提取的提取的时间短，短， 一般在一般在10min-100min以内，以内，较好效果好效果 超声波超声波频率率：是主要的影响因素；是主要的影响因素；3.3.影响超声波提取的因素影响超声波提取的因素温度影响温度影响：水一般最佳温度水一般最佳温度为6060， 有机溶有机溶剂需需

64、实验筛选； 超声波的凝聚机制超声波的凝聚机制：可提高提取率，可提高提取率， 缩短短时间；4. 4. 超声波提取超声波提取对中中药有效成分性有效成分性质的影响的影响n超声波提取具有省超声波提取具有省时、节能、提取率高的能、提取率高的特点；特点；对有机小分子有机小分子的提取不会破坏分子的提取不会破坏分子结构；构；n但但对生物大分子生物大分子，如多，如多肽、蛋白、蛋白质或或酶的的提取中，可能会提取中，可能会破坏其破坏其结构构，进而影响其而影响其生理活性。生理活性。五、五、结晶晶天然天然产物化学成分在常温下，多半是固体物化学成分在常温下，多半是固体物物质，都具有，都具有结晶化的通性；晶化的通性；可以根

65、据溶解度的不同用可以根据溶解度的不同用结晶达到晶达到分离精分离精制制成成为单体体纯品。品。五、五、结晶晶纯化合物的化合物的结晶有一定的熔点和晶有一定的熔点和结晶学的特晶学的特征，有利于征，有利于鉴定。定。求得求得结晶并制晶并制备成成单体体纯品，是品，是鉴定天然定天然产物成分、天然物成分、天然产物提取生物提取生产的重要步的重要步骤。结晶是物晶是物质从液从液态或气或气态形成晶体的形成晶体的过程，程，绝大多数物大多数物质的的结晶是从液晶是从液态通通过一一定条件形成晶定条件形成晶态。五、五、结晶晶晶体具有一定的几何外形，离子、原子或晶体具有一定的几何外形，离子、原子或分子在分子在组成晶体成晶体时都形成

66、有都形成有规则的排列；的排列；生成生成结晶的晶的过程叫程叫结晶生晶生长。从比从比较不不纯的的结晶，再通晶，再通过结晶作用精制晶作用精制得到得到较纯的的结晶，晶，这一一过程叫程叫再再结晶晶。1.1.结晶的方法晶的方法在工在工业上，上，结晶的方法原理上常分晶的方法原理上常分为两大两大类n第一第一类 除去一部分溶除去一部分溶剂，如蒸，如蒸发浓缩使使溶液溶液产生生过饱和状和状态而析出而析出结晶；晶；n第二第二类 不除去溶不除去溶剂，而用直接加入沉淀，而用直接加入沉淀剂及降低温度等方法，使溶液达到及降低温度等方法，使溶液达到饱和状和状态而析出。而析出。n第二第二类 不除去溶不除去溶剂，而用直接加入沉淀，

67、而用直接加入沉淀剂及降低温度等方法，使溶液达到及降低温度等方法，使溶液达到饱和和状状态而析出。而析出。大致可分大致可分为：a.a.盐析法：析法：用于大分子蛋白用于大分子蛋白质、酶等；等；b.b.有机溶有机溶剂结晶法：晶法：小分子氨基酸等；小分子氨基酸等；c.c.等等电点点结晶法：晶法：多用于两性物多用于两性物质；d.d.其他：温差法，加入金属离子法等。其他：温差法，加入金属离子法等。盐析法：析法：a.a.加固体加固体盐法法( (以以细胞色素胞色素C C为例例）加正丁醇加正丁醇浓缩树脂洗脱脂洗脱细胞色素胞色素C C1.1.加入硫酸加入硫酸铵（0.43g/1g)0.43g/1g)2.2.硫酸硫酸铵

68、溶解溶解称量称量1.1.加抗坏血栓加抗坏血栓（5mg/1g)5mg/1g)， 3636氨水氨水冷至冷至1010加少量硫酸加少量硫酸铵至溶液微至溶液微浑浊 塞好塞子塞好塞子放置放置1-2d(15-25 1-2d(15-25 ) )结晶晶 加硫酸加硫酸铵（0.02g/ml)0.02g/ml)结晶完全晶完全盐析法：析法：b.b.加加饱和和盐溶液溶液( (牛胰凝乳蛋白牛胰凝乳蛋白酶重重结晶晶为例）例）溶解在溶解在硫酸中硫酸中5g粗粗结晶晶加入加入饱和硫酸和硫酸铵 5ml5ml加加100g/L NaCl100g/L NaCl5mL,5min5mL,5min加完加完 过滤 放置放置2d(2d(室温室温)

69、)结晶完全晶完全结晶完全晶完全放置放置1h(201h(20) )溶菌溶菌酶溶在溶在醋酸醋酸缓冲液冲液 溶于溶于硼砂中硼砂中 pH 9粗品粗品7d7d过滤滤液液加入加入结晶透析液晶透析液透析透析透析透析3-4dc.c.透析法透析法( (以以羊胰蛋白羊胰蛋白酶为例）例）结晶晶结晶完全晶完全盐析法：析法：有机溶有机溶剂法：法：a.a.丙氨酸丙氨酸结晶晶为例例n低低层析析纯的丙氨酸溶液，减的丙氨酸溶液，减压浓缩至至1/101/10体体积，n趁趁热缓慢加入两倍体慢加入两倍体积热的的9595乙醇，乙醇，n结晶逐晶逐渐析出，析出，n冷却放置冷却放置过夜使夜使结晶完全。晶完全。有机溶有机溶剂法：法：b.b.赤

70、霉素的赤霉素的结晶晶n5g5g赤霉素粗品，加赤霉素粗品，加500mL500mL乙酸乙乙酸乙酯加加热回回流，流，n大部分溶解后，脱色，大部分溶解后，脱色，过滤。n滤液慢慢加入液慢慢加入1250mL1250mL石油石油醚，n即生成赤霉素即生成赤霉素结晶。晶。等等电点点结晶法：晶法：乙乙酰DLDL色氨酸的重色氨酸的重结晶晶为例例n粗乙粗乙酰-DL-DL-色氨基加，色氨基加，5mol/L5mol/L氢氧化氧化钠溶解，溶解，n40g40g活性炭脱色后活性炭脱色后过滤。n滤液在液在1010以下用冰醋酸以下用冰醋酸调pHpH至至3,3,缓缓搅拌即析出大量拌即析出大量结晶。晶。 利用温差利用温差结晶法：晶法：

71、葡萄糖葡萄糖-1-1-磷酸磷酸钡盐的重的重结晶晶为例例n葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸钡盐的粗的粗结晶溶于晶溶于20倍体倍体积的的盐酸中，酸中，过滤除去不溶物。除去不溶物。n清液在清液在80后用后用1mol/L氢氧化氧化钠调，趁，趁热过滤除去无机除去无机盐沉淀。沉淀。n清液在清液在4冰箱放置冰箱放置24h，得葡萄糖，得葡萄糖-1-磷酸磷酸钡盐片状片状结晶。晶。 2.2.结晶条件晶条件1.1.有效成分的含量：有效成分的含量：n各种物各种物质在溶液中在溶液中结晶析出均需达到晶析出均需达到一一定定纯度度才能才能发生。生。n有效成分含量越高越易有效成分含量越高越易结晶；晶；n但没有一定但没有一定标准。准。

72、2.2.结晶条件晶条件2.2.有效成分在溶液中的有效成分在溶液中的浓度：度：n浓度越高，越有利于溶液中溶度越高，越有利于溶液中溶质分子分子间的碰撞聚合，容易的碰撞聚合，容易结晶；晶；n但当但当浓度度过高高时，相，相应杂质的的浓度以及度以及溶液的黏度增大，反不利于溶液的黏度增大，反不利于结晶。晶。3.3.合适的溶合适的溶剂：比比较重要重要n常用的溶常用的溶剂有：有： 水、甲醇、丙水、甲醇、丙酮、氯仿等。仿等。4.4.合适的温度和合适的温度和时间：n温度低些好，温度低些好，n结晶的形成和生晶的形成和生长需要需要时间，需放置。，需放置。注意事注意事项： 在放置在放置过程中，最好先塞程中，最好先塞紧瓶

73、塞，避免瓶塞，避免液面出液面出现结晶而晶而导致致结晶晶纯度度较低。低。3.3.工工业结晶的方法和晶的方法和设备n在溶液中在溶液中产生生过饱和度的方式和度的方式作作为结晶方晶方法与法与结晶晶设备分分类的依据。可分的依据。可分为三三类：a.a.直接冷却法直接冷却法：用用单纯的冷却方法造成溶液的冷却方法造成溶液过饱和度的和度的结晶方法，晶方法，这类结晶法无明晶法无明显蒸蒸发作用，是一种不除溶作用，是一种不除溶剂的方法；的方法；设备为冷却式冷却式结晶器晶器；3.3.工工业结晶的方法和晶的方法和设备b.b.蒸蒸发浓缩法法：以以单纯蒸蒸发的方式而不伴的方式而不伴随冷却的方法随冷却的方法获得溶液得溶液过饱和

74、；和；设备为蒸蒸发式式结晶器晶器；c.c.绝热蒸蒸发法（真空法（真空结晶法晶法) )：它使溶它使溶剂在在真空下真空下闪急蒸急蒸发而而绝热冷却，同冷却，同时结合合蒸蒸发和冷却两种作用造成溶液和冷却两种作用造成溶液过饱和；和；设备为真空式真空式结晶器晶器。 选择产生生过饱和的方法要根据和的方法要根据结晶物晶物质溶解溶解度与温度的关系，以及一次操作中所要求的度与温度的关系，以及一次操作中所要求的产量量而定。而定。单纯冷却法用于溶冷却法用于溶质溶解度随温度而降低；溶解度随温度而降低；单纯蒸蒸发法用于溶法用于溶质溶解度不随温度而溶解度不随温度而变或或随之而增加；随之而增加；绝对蒸蒸发法，可通法，可通过调节真空室的真空度来真空室的真空度来控制溶液的控制溶液的过饱和度。和度。 如何如何选择结晶方式？晶方式？练习与思考练习与思考 1 1天天然然产物物提提取取分分离离的的选题、实验设计和中和中试的研究中的研究中应该注意什么注意什么问题？ 2 2天天然然产物物的的传统分分离离方方法法有有哪哪些些，基本原理是什么？基本原理是什么？干燥（自干燥（自习）