中药生物碱的提取分离与检测

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    生物碱类化合物主要是以盐类的形式存在于植物中，只有少数生物碱不能与酸形成稳定的盐而呈游离态。生物碱及其盐类的溶解度与其分子中氮原子的存在形式和极性基团的数目有关，一般游离态的生物碱不溶或难溶于水，易溶于氯仿、乙醚、丙酮等有机溶剂，而生物碱的盐类极性较大，易溶于水和醇，不溶或难溶于氯仿、乙醚、丙酮等有机溶剂。

一、 生物碱提取分离的传统方法

1 煎煮法（Boiling Method）煎煮法是最普通、最常用的提取方法，适用于水溶性较好的生物碱。

.2 浸渍法（Immersion Method）

  由于生物碱呈碱性，因此常用酸性溶液浸泡，使其从植物中溶出到溶液中来。一般植物都需要进行前处理，如干燥和粉碎，以增大与溶剂的接触面积。

3 有机溶剂法（Organic Solvent Method）

  生物碱及其盐类一般都溶于甲醇、乙醇等低碳醇类有机溶剂，使用有机溶剂提取生物碱的方法同样应用很广。有机溶剂与酸水相比成本较高，但后续的干燥浓缩较为容易，产品中杂质较少。

4 树脂吸附法（Resin Adsorption Method）

  树脂是一种高分子聚合物，分为天然树脂和合成树脂两大类，用于实验和生产的多为合成树脂。树脂外观为鱼籽样的小圆球，颗粒内部具有多孔立体结构，容易再生，可反复使用。目前用于生物碱分离纯化的主要是大孔吸附树脂和阳离子交换树脂，二者吸附机理略有不同。大孔吸附树脂主要是依靠它与被吸附物质间的范德华力，通过它巨大的比表面积进行物理吸附，同时由于它的多孔结构使其对分子大小不同的物质具有筛选作用。离子交换树脂法是根据固相（树脂）中的离子与液相（上柱液）发生一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子（生物碱）较为离子交换固体（阳离子树脂）所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。

二、 生物碱提取分离的新方法

1 超声波提取法（Ultrasonication Extraction）

  超声波是频率在 20 千赫~50 兆赫的声波，它是一种机械波。它能够在液体这样的连续介质中传播产生“空化效应”，“空化效应”所产生的大量超过上千大气压的微气穴爆炸后能在微观上产生强大的冲击波作用在植物细胞上，能破坏细胞壁等结构，使有效成分加速逸出。超声波提取具有很多优点，如无需高温、适用性广、提取时间短、原料处理量大等特点。

2 微波协助提取法（Microwave-assisted Extraction）

  微波萃取是利用微波能进行萃取的一项新技术，它通过微波辐射产生的高频电磁波作用在细胞上，产生的振动、撕裂和摩擦使细胞温度迅速升高，产生的压力导致细胞壁破裂从而使有效成分流出。微波萃取一般有四个步骤：（1）把原料进行预处理，如清洗、切片、干燥、粉碎等；（2）把原料和萃取剂放入设备中，接受辐射；（3）把液相分离出来，弃去残渣；（4）得到产物。微波萃取具有试剂用量小、加热均匀、处理批量大、不受原料含水量影响等优点，但它的局限性在于仅适用于热稳定性物质的提取，对于热敏性物质会导致其失活和变性。

3 膜分离法（Separation Membrane）

  膜分离根据生物膜对物质选择性通透的原理所设计的一种对包含不同组分的混合样品进行分离的方法。分离中使用的膜是一种高分子聚合物，即有选择性分离功能，按照其孔径不同可分为反渗透膜、微滤膜、超滤膜和纳滤膜。其原理是通过施加一定的压力，使小分子溶质和溶剂能穿过膜的孔径，而大分子溶质不能通过而得到分离。膜分离法具有无相态变化、无化学变化、选择性好、能耗低等优点，已初步应用于生物碱类物质的提取分离中。

4 超临界萃取法（Supercritical Fluid Extraction，SFE）

  超临界流体萃取以超临界流体作为萃取溶剂，是一门发展很快、适用性很广的分离提取新技术。我国对于超临界流体萃取技术方面的研究起步于 20 世纪 80年代，经过 30 多年的努力，已取得了令人瞩目的成绩，成为多门学科的研究热点，尤其是在化学方面的精细化工、材料科学、食品工业、天然产物、药物化学等领域进步明显，取得了一批具有专利权的研究成果，很多产品已经由实验室研究转化为工业化生产。超临界流体（Supercritical Fluid，简称 SF）是超过临界温度和临界压力的非凝缩性的高密度流体，它既有气体易于扩散又有液体溶解力大的特点，传质效率要大大高于液相过程。超临界萃取的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。

5 高效逆流色谱法（high-speed countercurrent chromatography，HSCCC）

  高效逆流色谱法是上世纪 80 年代以来发展起来的连续高效的液-液分配色谱分离技术。它的固定相和流动相都是液体，因此不用固态的支撑物和载体。它利用两相溶剂体系在高速旋转的螺旋管内建立起一种特殊的单向性流体动力学平衡，此时螺旋管柱中的任一部分都高速反复进行着混合和分配的过程，这一过程的频率大于每秒 10 次。根据两相中各组分分配系数的不同，导致其在螺旋柱中移动速度也不相同，从而使各组分按分配系数的顺序依次分离。

6 分子印迹技术（Molecular Imprinting Technique，MIT）

  分子印迹技术是近年来发展迅速的一门分离新技术，它在固相萃取、手性分离、天然抗体模拟、缓控释药物等方面取得了广泛应用。它的基本原理是当模板分子（印迹分子）与聚合物单体接触时会形成多重作用点，通过聚合过程使这种作用被记忆下来，当除去模板分子后，聚合物中就形成了与模板分子空间构型相匹配的具有多重作用点的空穴，这种空穴将会对模板分子及其类似物具有选择识别的特性。根据聚合物单体与模板分子之间的多重作用点方式不同，分子印迹技术可分为共价键法（预组装方式）和非共价键法（自组装方式）两种。

7 其它分离方法

  随着科学技术的飞速发展，越来越多的新技术应用到了植物中的生物碱提取分离上，除以上几种外，还有常温超高压提取技术（ultra high isostatic hydrostaticpressure at room temperature extraction)，加速溶剂提取技术( accelerated solventextraction，ASE)，半仿生提取技术( semi-bionic extraction method，SBE)，酶提取技术（enzyme leach）。这些方法都起步较晚，大多还停留在实验室阶段，对于实际生产中的精确度和自动化还有待进一步的研究。