大孔吸附树脂的原理及其在中草药研究中的应用进展.docx

大孔吸附树脂的原理及其在中草药争论中的应用进展一引言大孔吸附树脂是 70 年月以来进展起来的有机高聚物吸附剂,具有较好的吸附性能。它的化学构造与离子交换树脂类似,区分在于后者可引人可进展离子交换的酸性或碱性基团。它的吸附作用是通过外表吸附、外表电性或形成氢键。多用于工业生产中,此外也用于临床化验以及作为气相色谱的载体。目前在中草药化学成分的分别、富集中的应用越来越受到人们的重视,争论较前深入,本文综述了其分别特性及最应用进展。二大孔吸附树脂的性质及分别原理大孔吸附树脂多为白色的球状颗粒,粒度多为 2060 目,通常分为非极性和极性两大类,依据极性大小还可分为弱极性、中等极性和强极性。目前常用的为苯乙烯型和丙烯腈型,在树脂合成时依据需要引人极性基团则成为极性树脂从而增加吸附力量。它的理化性质稳定,不溶于酸、碱及有机溶剂。对有机物的选择性较好,不受无机盐类及强离子低分子化合物存在的影响。大孔吸附树脂为吸附和筛选原理相结合的分别材料。它的吸附性是由于范德华引力或生成氢键的结果。筛选原理是由于其本身多孔性构造所打算。由于吸附和筛选原理,有机化合物依据吸附力的不同及分子量的大小,在大孔吸附脂上经肯定的溶剂洗脱而分开。这使得有机化合物尤其是水溶性化合物的提纯得以大大简化。大孔吸附树脂技术简洁讲就是将中药复方煎煮液通过大孔树脂,吸附其中的有效成分, 再经洗脱回收,除掉杂质的一种纯化精制方法。依据药液成分的不同,提取的物质不同,选择不同型号的树脂。吸附树脂,特别是非极性吸附树脂在吸附药液中的成分。主要是物理构造(如比外表、孔径等)起作用,如用于甜菊糖提取,常用 AB-8 型,而中药分别提取以及抗生素的提纯常用 X-5 型,不同的树脂有不同的针对性。其操作的根本程序大多是:中药提取液通过大孔树脂吸附上有效成分的树脂洗脱洗脱液回收溶液药液枯燥半成品。该技术目前已较广泛应用于中药药的开发和中成药的生产中,主要用于分别和提纯过程。三大孔吸附树脂吸附作用的影响因素树脂本身化学构造的影响大孔吸附树脂是一种外表吸附剂,其吸附力与树脂的比外表积表电性、能否与被吸附物形成氢健等有关。引入极性集团可以转变外表电性或使其与某些被分别的化合物形成氢键,影响吸附作用。一般非极性化合物在水中可以被非极性树脂吸附,极性化合物在水中被极性树脂吸附。溶剂的影响被吸附的化合物在溶剂中的溶解度对吸附性能也有很大的影响。通常一种物质在某种溶剂中溶解度大,树脂对其吸附力就弱。如有机酸盐及生物碱盐在水中的溶解度大,树脂对其吸附弱。含有多量无机盐的中草药水提取物分别时, 由于无机盐在水中的溶解度很大,无机盐很快随溶剂前沿被排出,故可用大孔吸附树脂代替半透膜脱盐。有人用几种黄酮化合物的碱性水溶液进展吸附试验,在 D 和DA-型非极性树脂上的吸附力弱,易为水所洗脱。而游离黄酮本身在树脂上的吸附力则增大。由此可见,酸性物质在酸性溶液中进展吸附,碱性物质在碱性溶液中进展吸附较为适宜。被吸附的化合物的构造的影响被吸附化合物的分子量大小不同,要选择适当孔径的树脂以到达有效分别的目的。在同一种树脂中,树脂对分子量大的化合物吸附作用较大。化合物的极性增加时,树脂对其吸附力也随之增加。假设树脂和化合物之间产生氢键作用,吸附作用也将增加。四大孔吸附树脂分别条件确实立由影响树脂吸附作用的因素可以得知,被吸附的化合物的构造对吸附作用有很大的影响,因此要想到达较好的分别效果,必需依据被分别化合物的大致构造特征来确定分别条件。首先要依据被分别化合物的分子体积的大小通过预试验或查文献资料获得所应选用的树脂的适当孔径。其次,要依据分子中是否含有酚羟基、羧基或碱性氮原子来确定树脂的型号和分别条件。一般来说要到达满足的分别效果,还应留意以下几方面的影响。树脂柱的清洗化合物经树脂柱吸附之后,在树脂外表或内部还残留着很多非极性成分或吸附性杂质成分,这些杂质必需在清洗过程中尽量洗除。非极性成分一般用水即可洗除,而吸附性杂质依据状况可用肯定浓度的酸或碱液除去。一般状况下洗至近无色即可。洗脱液的选择洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮及乙酸乙酯。依据吸附力强弱选用不同的洗脱剂及浓度。对非极性大孔吸附树脂,洗脱剂极性越小,洗脱力量越强。对中等极性大孔树脂和极性较大的化合物来说,则用极性较大的洗脱剂为佳。为到达满足的效果,可通过几种洗脱剂浓度的比较来确定最正确洗脱浓度。实际工作中甲醇、乙醇、丙酮应用较多。五在中草药有效成分的分别、富集中的应用大孔吸附树脂对中草药化学成分如生物碱、黄酮、皂苷、香豆素及其他一些苷类成分都有肯定的吸附作用。对糖类的吸附力量很差,对色素的吸附力量较强。现在应用的大孔吸附树脂的型号大致有以下几种:D-101 型、DA-201 型、MD- 05271 型、GDX-105 型、CAD-40 型、XAD-4 型、SIP 系列及 D-G 型等。在皂苷类化合物分别、富集中的应用方亮等在测定梅花参芪精中人参总皂苷的含量时应用 D-101 型大孔吸附树脂对样品进展处理,人参皂苷可完全吸附在树脂柱上,且易于解吸回收,回收率为94.58%,而且此树脂柱经充分淋洗后即可重复使用,方法简便。金向群等在用薄层扫描法测定益寿永真口服液中人参皂苷 Rg1的含量时,用 YPR-型大孔吸附树脂对样品进展处理, 70%乙醇的洗脱液即为含人参皂苷 Rg 1的流分,由于去除了人参皂苷 Rg 1的色谱位置的干扰成分,可进展薄层扫描来确定人参皂苷 Rg1 的含量,为复方中的人参皂苷 Rg1的含量测定供给了一个简便可行的方法。董文惠等人在磷脂存在下测定人参皂苷的含量时,首先用大孔吸附树脂法分出磷脂,再将人参皂苷从柱上洗脱进展含量测定。此方法的回收率为 101.38%,从而避开了用氯仿脱脂时由于磷脂的增溶作用使人参皂苷在非极性有机溶剂中的溶解度增加而造成的含量测定结果偏低。金京玲等用大孔吸附树脂法提取蒺藜总皂苷。将蒺藜的提取液上 D-101 型大孔吸附树脂柱,用水洗至流出液无色后,用800mL/L 乙醇洗脱至薄层检查无蒺藜总皂苷为止。这样制得的蒺藜黎总皂苷可有效去除糖类等水溶性杂质及大局部脂溶性杂,皂苷的得率也明显优于传统方法。张纪立等在用分光光度法测定绞股蓝多苷口服液定人参皂苷的含量时,首先用大孔吸附树脂法分出磷脂,再将人参皂苷从柱上 洗脱进展含量测定。此方法的回收率为 101.38%,从而避开了用氯仿脱脂时由于磷脂的增溶作用使人参皂苷在非极性有机溶剂中的溶解度增加而造成的含量测定结果偏低。金京玲等用大孔吸附树脂法提取蒺藜总皂苷。将蒺藜的提取液上 D-101 型大孔吸附树脂柱,用水洗至流出液无色后,用 800mL/L 乙醇洗脱至薄层检查无蒺藜总皂苷为止。这样制得的蒺藜黎总皂苷可有效去除糖类等水溶性杂质及大局部脂溶性杂, 皂苷的得率也明显优于传统方法。张纪立等在用分光光度法测定绞股蓝多苷口服液中的皂苷含量时用 D-101 型大孔吸附树脂对口服液进展处理,用水将杂质洗脱后用甲醇可将皂苷全部洗脱,回收率为 99.79%,避开了分光光度法测定含量时蔗糖等杂质的干扰。对皂苷分别纯化后所用的树脂类型还有 D-型及董林等人在提取分别逐淤化痰场中的人参总皂苷和测定三七蜂王浆中三七皂苷、制剂中的总皂苷时所用的 DA- 201。在黄酮类化合物分别、富集中的应用崔成九等用大孔树脂分别葛根中的总黄酮,将葛根的 70%乙醇提取的浓缩液崔成九等用大孔树脂分别葛根中的总黄酮,将葛根的 70%乙醇提取的浓缩液加到大孔树脂柱上,先用水洗脱,再用 70%乙醇洗脱至 TLC 检查无葛根素斑点为止。这样制得的葛根总黄酮的收率为 9.92%(占生药总黄酮的 84.58%),高于正丁醇法的5.42%, 2 种方法的主要成分根本全都。用大礼树脂法分别葛根总黄酮具有收率高, 本钱低,操作简便等优点,可供大生产选用。李晓妮等用 3 种方法对山楂果和山楂核中的总黄酮成分进展了提取和含量测定,结果说明以甲醇为溶剂用索氏提取器提取后,用大孔吸附树脂富集的提取率提高,说明大孔吸附树脂对黄酮类吸附效果较好, 具有操作简便、树脂再生简洁、有机溶剂用量小、提取率高的特点。阎文玫等在对心叶淫羊藿的黄酮类化学成分进展争论时,用 AB-8 型大孔吸附树脂成功地富集了黄酮类化合物,去附大局部杂质,使接下去的分别工作顺当进展。在苷类化合物分别、富集中的应用李国香等在用薄层光密度法测定消炎灵软胶囊中芍药苷的含量时,用大孔树脂GDX-104 进展了预处理,将样品加水后超声提取,上大孔树脂柱,先用水洗脱,再用30%的乙醇溶液洗脱,芍药苷的回收率为 98.9%,且成功地除去了软胶囊剂中的分散剂聚乙二醇 400 的干扰,牢靠地测定了其中的活性成分芍药苷的含量。马双成等在对赤芍总苷的生产工艺进展争论中觉察赤芍的 70%乙醇提取液浓缩后上大孔吸附树脂柱,水洗脱后用 20%乙醇洗脱,收集洗脱液,浓缩即得赤芍总苷,收率为 5%以上,且其中所含的芍药苷占 75%以上。金继曙等用 DA-201 型大孔吸附树脂分别白芍总苷,收率为 1.5%,且具有操作简便、树脂再生简洁、得率恒定、产品质量稳定等特点。在提取甜叶菊苷的方法中,有 Amberlite XDA-4 型树脂,吸附量为 6.14%,结晶纯度高;D-101 型树脂,粗品收率为 8%左右,精品收率在3%左右,此法操作简便、再生便利、得率恒定、成品质量稳定;D-型树脂分别比色测定甜叶菊叶中甜叶菊苷的含量,此法和高效液相法测定的结果相近,方法准确、可 靠。在酚性和酸性化合物的分别、富集中的应用张英华等在用双被长扫描法测定芪冬颐心口服液中绿原酸的含量时,将提取液上 D-101 型大孔吸附树脂柱,水洗脱后用 20%的乙醇洗脱,即为含绿原酸的流分,浓缩定容后即可进展含量测定。此法避开了溶剂提取法效果不好,薄层色谱图中绿原酸斑点拖尾严峻,且有杂质斑点夹杂其中的缺点。朱红宏等在对痔康片定性分析方法进展改进的过程中觉察将供试液用 D-101 型大孔吸附树脂处理后,可避开原方法测定中绿原酸斑点有杂质干扰、模糊不集中等问题,使斑点圆整、区分清楚、重现性好。马双成等在川芎提取、纯化工艺条件的试验争论中觉察乙醇回流提取,浓缩提取液后上大孔吸附树脂柱,先用水洗脱,再用 30%乙醇洗脱,所得洗脱液浓缩即为川芎总提取物,其中川芎嗪和阿魏酸的含量约占 25%29%,总收率为 0.6%。此法简便、准确,适用于生产。郭立玮等将六味地黄丸的水煎液过 D-101 型大孔吸附树脂柱,其中的丹皮酚约 98%可被吸附,马钱素 86%被吸附。此法有效地削减服用时的剂量(所含小分子有效成分并不削减)。郭丽冰等用气相色谱法测定徐长卿中的丹皮酚含量时用大孔树脂对样品进展预处理,有效地避开了杂质的干扰,回收率为 99.42%, 结果可信度很高。传统分别纯化生物碱一般用阴离子交换树脂。因解吸时需要用酸、碱或盐类洗脱剂,引人杂质,给后来的分别带来不便。换用吸附树脂则可避开此类问题。如用AB-8 型树脂提取喜树碱,可直接得到含量约为 50%的产品。小檗碱、莨菪碱可用非极性吸附树脂吸附纯化。因吸附树脂可用有机溶剂进展解吸,蒸干溶剂后不会给产品中引入杂质,且解吸简洁,洗脱峰集中。是富集生物碱类物质的较好方法。在其他类化合物分别、富集中的应用谢芳等对用大孔吸附树脂从猪血红细胞制取 SOD 进展了争论,其中以 SIP - 1300 型树脂的效果最正确,此法与氯仿-乙醇抽提法相比,酶活力下降了 9.8%,但比活提高了 11.3 倍。但此法存在树脂再生困难的问题,需要查找一种便利、廉价的树脂再生方法使此法得以应用。刘荣华等对大孔树脂提取胆红素的工艺进展考察,在应用 CDA-40 型大孔树脂、pH 为 56、吸附剂用量为 4g/100mL 胆汁、硫酸按盐浓度70%、搅拌吸附时间 4h 的条件下,胆红素的提取率达 85%以上,纯度达 93%,且工艺简便、树脂再生简洁。另外,有人对大孔吸附树脂吸附富集不同中草药有效部位的特性进展了争论, 结果说明在 LD605 型树脂上除矿物类以外的构造差异较大的多种有效部位均不同程度地被树脂吸附,其吸附力强弱的规律是:以药材计为生物碱>黄酮>酚性成分>>无机物;以指标成分认为黄酮>生物碱>酚性成分>>无机物。因此提示使用同一种树脂富集不同中草药的有效部位是可行的,但是应选择适宜的树脂型号和适宜的条件,调整上柱药液与树脂用量的比例,保证比上柱量较低的有效部位和成分也能保存在树脂上。是充分利用大孔吸附树脂的一种的思路。六大孔树脂吸附技术在中药应用中的优越性中药提取分别是中成药生产过程中最关键的环节,也是目前制约提高中药质量的关键问题,它直接影响到产品的质量和临床疗效。近 30 年来,老的中药提取工艺及设备根本沿用至今,没有明显的改革和突破,水煮醇沉除杂的方法仍很普遍,致使我国的中药制药技术滞后于国际制药工业水平。中药提取和精制工艺药粗(杂质 多)、大(服用量大)、黑(颜色深),是制约中药产业化进展和拓展国际市场的主要因素之一。与传统的除杂方法和工艺相比,承受大孔树脂吸附技术对提取的药液进展除杂精制有以下 3 个优点:第一、能缩小剂量,提高中药内在质量和制剂水平。经大孔树脂吸附技术处理后得到的精制物可使药效成分高度密集,杂质少,提取得率仅为原生药的 2-5%,而一般水煮法为 20-30%左右,醇沉法为 15%左右,剂量缩小了,杂质少了,内在质量提高了, 有利于制成现代剂型的中药,也便于质量掌握。药效学和临床都证明白同一类药采 用此工艺后药效的提高,该工艺 1 次完成了除杂和浓缩两道工序。如人参茎叶中也含人参皂甙,可以提取出来作为药用,但含量低,用一般方法提取麻烦,而用大孔树脂吸附技术提纯后人参皂甙含量可达 70%以上,提取也很便利。再如,中药水煎提取物体积大,有效成分含量低,剂量太大剂型选择困难,给生产带来难题,假设用大孔树脂吸附技术处理,问题就较好解决了。其次、削减产品的吸潮性。传统工艺制备的中成药大局部具有较强的吸潮性, 是中药生产及贮藏中长期存在的难题,而经大孔树脂吸附技术处理后,可有效地去除水煎液中大量的糖类、无机盐、黏液质等吸潮成分,有利于多种中药剂型的生产,增加产品的稳定性。第三、大孔树脂吸附技术能缩短生产周期,所需设备简洁,免去了静置沉淀、浓缩等耗时多的工作,节约包装,降低本钱,为中药进入国际市场制造了条件。七应用大孔树脂吸附技术对药效的影响及应用中应留意的事项通过药效学试验和临床观看证明,一套成熟的工艺程序,不仅能够保证药效,而且经过提纯精制,还能提高药效。但是,在应用中有很多技术问题肯定要留意:如树脂型号的选择。树脂自身的规格标准与质量要求对中药提取液的纯化效果和安全性起着打算性作用,不同型号,性能各异。中药复方水提取液成分极其简单,不宜承受一种型号树脂来精制纯化,在纯化精制过程中,必需依据治疗病种的需要,选择与疗效相关的药效学试验方法,进展跟踪,同时,还须对药物有效化学成分进展跟踪,以保证纯化精制过程中有效成分不损失,药效不降低,质量稳定牢靠。树脂的用量,最大吸附量、吸附洗脱速度、树脂柱的高度、直径、洗脱溶液的种类浓度等工艺条件须优先选出最正确条件,以保证药品的质量,只有正确的工艺条件,才能保证好的药效。八大孔树脂吸附技术在应用中存在的问题对于大孔树脂吸附技术争议的热点就是致孔剂和降解物的毒性问题,由于树脂是网状构造,孔隙较大,制备时需要参加一些有机溶剂,这些有机溶剂多半是有毒的液体,滞留在树脂的空隙中,俗称致孔剂,从而使很多人担忧。在使用前,致孔剂去除的不彻底,在长期使用中,树脂会不会降解,造成有毒物质的污染等问题。但是,我们经过屡次的试验,已经摸索出了树脂使用前对致孔剂、降解物的处理方法,并形成了一整套完整的检测方法,制定了苯、甲苯等的质量掌握标准,通过了国家药品监视治理局的审评。至于药液残留造成二次污染的问题,在大的厂家并不多见。由于在大规模的生产中,一种树脂只针对一种药的提纯和精制,不行能一个树脂吸附几种药,人们总是要依据各个药的成分,选择性地保存有效成分,因此是一一对应的,吸附量问题也曾引起过广泛的关注,但只要常常进展上柱前后药液中指标成分的检测吸附量下降,准时地处理或更换树脂即可解决。九大孔树脂吸附技术的应用前景大孔树脂吸附分别工艺所得提取物体积小、不吸潮,简洁制成外型美观的各种剂型,尤其适应于颗粒剂、胶襄剂和片剂,使中药的粗、大、黑制剂升级为现代制 剂。就大孔树脂技术自身而言,它工艺操作简便,不格外繁琐,难度不大,并且树脂可屡次使用,也可再反复使用,本钱不是很高,设备较简洁,而且这种工艺可以节约大量的能耗、辅料、包装材料、贮藏、运输等费用。目前,大孔树脂吸附技术广泛应用于西药的生产中,在我国,中药争论和生产中探究应用大孔树脂吸附技术的企业越来越多,像成都地奥制药股份就已应用。扬子江药业集团也运用该技术生产银杏制剂,北京市生产西药的厂家应用较为普遍,同仁堂制药厂也正在试用,可见,大孔树脂吸附技术应用的前景格外宽阔。十型大孔吸附树脂的开发以上所述的应用树脂均为市售的国产或进口树脂,虽然也分为不同的类型,但其选择性仍有缺乏之处。而实行一些的树脂合成方法及键合特异性的基团来提高其选择性,是更好地应用大孔吸附树脂富集中草药中有效部位必需解决的问题。目前,史作清、施荣富等人研制了一系列选择性高的树脂:ADS 系列。他们用 ADS-17 树脂处理银杏提取物,富集银杏总黄酮时,用吸附-洗脱一步法的简洁工艺即使黄酮苷的含量达 25%40%,萜内酯的含量达 6.5%10%,到达了国外用溶剂萃取法所要求的标准:黄酮苷的含量24%,萜内酯的含量6%。性能优于用一般市售的商品大孔吸附树脂(用吸附-洗脱一步法黄酮苷的含量只能达 20%左右)。他们用 ADS-7 提取皂苷,和传统的用非极性或弱性吸附树脂,如 AB-8、HP-20 等提取的皂苷含较多的杂质、色素相比,纯度大大提高。此树脂用于提取甙类时其纯度也有提高。如提取甜菊苷,吸附-洗脱一步法即可得到纯度 90%以上的产品,不需要脱色即可除去 98%以上的色素。由此可以看出开发选择性强的型树脂可更有效地发挥其在中草药有效部位富集中的作用,而更进一步,依据化合物的更细致的构造类型开发研制高选择性的树脂,如开发研制可针对黄酮类化合物中的一种类型(黄酮、异黄酮、黄烷等)的吸附树脂,使树脂更具选择性,提高分别效率,为富集中草药中一种或几种有效成分供给便利、快捷、省时、低本钱的方法完毕语以上树脂在中草药中的应用争论说明大孔吸附树脂在中草药化学成分的提取、富集中有其独特的优势和作用。用同一种树脂富集复方中的不同有部位的争论和有针对性地开发高选择性的型树脂也为我们更好地应用树脂开拓了思路。最终, 还两点需要指出:一、应当充分考虑树脂应用在中草药生产上的安全性。二、能否用不同类型的树脂组合系统串联来分别、富集中草药及复方中不同类型的有效化合物群也是一个值得思考的问题。