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朝阳师范高等专科学校高职专业学生毕业设计论文论文题目：系别：生化工程系专业：生物化工工艺年级： 2008 级姓名：孟中夏指导教师：李亚清目录摘要 (1)关键词 (1)引言 (1)1 雷公藤概述 (1)2 雷公藤生物碱的提取方法 (2)2.1 物理提取法 (2)2.2 生物法 (2)2.2.1 组织和细胞培养方法生产雷公藤生物碱 (2)2.2.2 内生真菌发酵法 (2)3 雷公藤生物碱的纯化 (3)3.1 有机溶剂萃取法 (3)3.2 膜分离法 (3)3.3 高速逆流色谱法 (3)4 雷公藤生物碱的应用及前景 (4)4.1 雷公藤生物碱的杀虫活性及作用方式 (4)4.1.1 雷公藤生物碱的毒杀作用 (4)4.1.2 雷公藤生物碱的其它作用 (4)4.2 雷公藤生物碱的药用价值 (4)4.3 雷公藤生物碱作为先导化合物研究 (5)5 展望 (5)参考文献: (6)Abstract (8)Keyword (8)雷公藤生物碱的提取方法研究与应用现状姓名：孟中夏学号：0819103班级：08级生物化工工艺一班系别：生化工程系摘要：本文对雷公藤及雷公藤中所含生物碱进行了介绍，对雷公藤生物碱的提取方法和含量分析方法进行了研究，并对雷公藤生物碱在实际生产中的应用和应用前景以及在实际生产中面临的困难做了详细阐述。

关键词：雷公藤；生物碱；提取方法；实际应用引言雷公藤(Tripterygium wilfordlii Hook) 为卫矛科雷公藤属植物，又名黄藤根、菜虫药，广泛分布于我国长江以南，不仅是我国优良的中草药资源，也是传统的植物杀虫剂，在民间很早即被用于防治农业害虫。

雷公藤生物碱是雷公藤中含氮的碱性有机化合物，大都有明显的生理活性，所以常常是很多药物的有效成分。

为了更好的了解生物碱中的有利有效成分，并加以充分利用，本文将对雷公藤生物碱的提取分离方法以及在现实生活中的应用进行了详细综述。

1 雷公藤概述雷公藤作为杀虫剂的研究起始于上世纪30年代，经过长期不懈的努力，初步明确了生物碱是该植物中的主要杀虫活性成分。

而雷公藤植株内具有杀虫生物活性的生物碱为一类倍半萜类生物碱[1]。

这类倍半萜类生物碱有雷公藤次碱、雷公藤定碱、雷公藤碱、雷公藤春碱、雷公藤增碱、雷公藤新碱、雷公藤碱戊、雷公藤康碱、雷公藤明碱、雷公藤碱、雷公藤定宁、异雷公藤春碱、异雷公碱和南蛇藤蛇碱等22种，因其具有特殊的化学结构及作用机制，该类生物碱对菜青虫、小菜蛾、蒽麻夜蛾、蝽尺蠖等多种鳞翅目幼虫以及豆平腹蝽、黄守瓜、铁甲虫、二十八星瓢虫等害虫有拒食、胃毒、麻痹作用[2]。

雷公藤除了有杀虫活性外，还是有着悠久的使用传统的中药。

近40年来，人们对雷公藤的生药、植物化学、生物化学、药理、毒理、制剂和临床应用等都进行了深入的研究，且都认为它对许多疾病有疗效。

其具有广泛的医用作用，如抗炎、抗肿瘤、免疫抑制及抗生育作用等，还有治疗类风湿性关节炎等作用。

可是，它的毒副作用大，对消化系统、泌尿系统及神经系统均有不同程度的损伤。

2 雷公藤生物碱的提取方法雷公藤生物碱提取制备方法有物理提取法和生物法。

2.1 物理提取法最常用的物理提取法是以乙醇为溶剂，采用浸渍、渗漉、回流等提取方法，直接从粉碎过筛后的雷公藤样品中提出生物碱，回收溶剂后，可得到浓缩的生物碱提取液。

另一种方法是用酸(如盐酸、醋酸等) 水浸提、渗漉粉碎后的雷公藤样品，将提取液减压浓缩后加碱(NaOH溶液或浓氨水) 碱化后【3】，再用与水不混溶的有机溶剂提取出游离生物碱，回收溶剂后即可得生物碱粗制品。

此外,超临界萃取、微波提取、超声提取和破碎提取等新技术方法用于生物碱的提取，但尚未见在雷公藤生物碱的提取中得以应用的报道【4】。

虽然物理提取法虽有耗时长、效率低、提取物一般为混合物的缺点，但仍是目前最为经典的方法。

2.2 生物法2.2.1 组织和细胞培养方法生产雷公藤生物碱日本、加拿大等国从20世纪70年代开始进行了雷公藤植物组织培养研究，并从组织培养物中分离出了9个化合物，其中雷公藤甲素和雷公藤乙素的含量分别达到了原植物根中的16和3倍。

通过从雷公藤的茎、叶诱导出愈伤组织，选择出优良无性系，可使总二萜内酯的含量达原植物根的12和19倍。

国内通过细胞系悬浮培养技术实现了雷公藤总生物碱的制备，提取量为植物体内的2.9倍[5]。

这种方法操作简便，提取量大，因此有极广阔的应用前景。

2.2.2 内生真菌发酵法Strobel等从雷公藤茎的内皮上分离的内生菌(Cry ptosporiopsis- cf . quercina)能产生一种新型环肽抗生素(cryptocandin)，其对癣菌及白色念珠菌等人类病原真菌具有强烈抑杀作用【6】。

Li 等由该内生菌分离到一种对稻瘟病菌(Pyriculariaoryzae)等多种植物病原真菌有较强抑杀作用的新酰胺生物碱。

Wagenaar 等又分离出另一种内生真菌(Rhinocladiella sp.) ，并从其发酵代谢物中分离到3 种能强烈抑制多种人类肿瘤细胞的新生物碱。

虽然目前尚处于实验室研究阶段，但利用内生真菌发酵获取目标次生代谢产物具有快速、经济、简单等优点,因此,该方法可谓是获取雷公藤生物碱最具应用潜力的途径之一【7】。

除了生物和物理提取方法外，还有化学提取法。

但是化学合成法目前多处于实验室研究阶段,相应的制备技术和较大规模的生产工艺尚待进一步研究、完善,但通过这种方法大规模制备雷公藤生物碱的前景非常广。

3 雷公藤生物碱的纯化生物碱的粗提液中不仅含有生物碱及其盐类，还含有大量的脂溶性和水溶性杂质，必须进行分离纯化。

3.1 有机溶剂萃取法对于水或酸水提取液，用碱液(氨水、石灰水或石灰乳) 将其碱化，使其中的生物碱盐转变成为游离生物碱，再用有机溶剂(如乙醇、乙醚、氯仿等) 把游离的生物碱萃取出来。

对于有机溶剂萃取液，首先减压回收溶剂，用稀酸水溶解，将不溶性杂质除去，再将溶液碱化，使用有机溶剂进行萃取。

溶剂萃取技术是提取分离的经典技术，其优点是简单有效，容易放大，缺点是分离效率和纯度低，溶剂污染环境，操作安全性差。

3.2 膜分离法膜分离是借助膜在分离过程中良好的选择性、渗透作用，使液固颗粒或混合液中不同分子量的组分得以分离。

膜分离技术包括超滤和微滤两种方法。

其中应用较多的是超滤术，它是上世纪60、70 年代发展起来的一种膜分离技术，作为介质的膜，具有分离不同分子量的功能。

超滤技术[10 ]与传统分离方法相比具有分离过程无相变、分离效率高、无须添加化学试剂、条件温和、无成分破坏、流程短等优点，以应用于生物碱的分离，从而测出生物碱的含量。

超滤技术的应用给中药成分的分离带来了新的概念。

近年来正逐渐地被用于中药成分的分离、纯化、精制[8 ]。

马朝阳等[9]人将切割相对分子量为6000的聚砜膜用于苦豆子酸提取物中生物碱的分离，总生物碱的回收率达93.15%，同时可以除去87.13 %的蛋白质64.17 %的固形物，总生物碱的纯度为52.13 %。

膜分离技术以其无相变、能耗低，工艺简单，易于连续化，不污染环境等优点，发展前景极为广阔。

随着新型的膜材料、膜组件和膜设备的研制开发，膜技术将在生物碱纯化领域发挥越来越重要的作用。

3.3 高速逆流色谱法高速逆流色谱技术是一种较新型的液-液分配技术，其原理是基于组在旋转螺旋管内的相对移动而互不混溶的两相溶剂间分布不同而获得分离。

已在离纯化生物碱、黄酮、萜类、木脂素、香豆素等成分的研究中获得成功[11]。

高速逆流色谱有两大突出优点:一是由于其固定相是液体，无需固体作载体，因此完全消除了气、液色谱中常见的吸附现象，特别适用于分离极性大的组分以及一些生物大分子；二是由于它独特的分离原理，使其在制备分离上显示出很大的优势。

最近的研究表明，利用高速逆流色谱仪可以一次进样几十毫升，可以一次分离近10克的样品[12 ]，除此之外，它不需升温加热，也不需要精密的恒流泵。

所以其仪器简单，操作十分方便。

4 雷公藤生物碱的应用及前景近几年，随着人们环保意识的增强，高毒高残的化学农药的使用受到了限制，而环境相容性好、毒性低的植物源农药日益得到了重视。

因此，对雷公藤杀虫活性成分、杀虫活性以及应用等研究也逐渐深入，并取得了显著性的研究进展。

同时，雷公藤又是传统的中草药, 具有祛风除湿、活血通络、消肿止痛、杀虫解毒之功效。

4.1 雷公藤生物碱的杀虫活性及作用方式雷公藤具杀虫活性的生物碱主要指具卫矛甙骨架的倍半萜类生物碱。

至今从雷公藤中已分离得到近20多种单体具有杀虫活性,主要有雷公藤(定) (wilfordine)、雷公藤(灵)次碱(wilforine)、雷公藤吉(晋)(wilforgine) 、雷公藤春(特)碱(wilfortrine)等【13】。

杀虫剂以某种途径进入害虫体内作用于害虫的方式一般分为胃毒作用、触杀作用、内吸作用和熏蒸作用四大类。

4.1.1 雷公藤生物碱的毒杀作用研究发现，雷公藤总生物碱对小菜蛾、菜青虫、菜粉蝶幼虫、粘虫及二化螟等鳞翅目害虫有较为明显的毒杀作用[14]。

用雷公藤总生物碱处理的幼虫大多数在体表出现黑斑。

当出现的黑斑小时，脱皮后能复，当黑斑大时，不能恢复，影响脱皮变态，形成黑斑部分不能脱去旧的表皮，最终死亡。

4.1.2 雷公藤生物碱的其它作用除毒杀作用外，雷公藤总生物碱对菜青虫菜、粉蝶幼虫具有很强的麻醉作用，但是无熏蒸和触杀作用，同时还观察到雷公藤对玉米象有一定的胃毒作用，对棉铃虫有一定的抑制生长发育作用。

罗都强等用雷公藤生物碱对此类害虫做实验, 从而得出了这一结论[15]。

4.2 雷公藤生物碱的药用价值雷公藤, 其性苦、寒, 有大毒, 功能可祛见除湿, 活血通络, 消肿上痛。

近年来, 雷公藤制剂应用日益广泛, 其明确而独特的药理作用及临床疗效也越来越为医药研究人员所重视。

临床实验表明，雷公藤生物碱对结缔组织疾病、肝脏疾病、肾脏疾病、皮肤及黏膜疾病及其他疾病如甲状腺机能亢进、关节、神经、软组织炎等均有较好的治疗效果[16]。

4.3 雷公藤生物碱作为先导化合物研究在天然活性物质的化学结构中，具有一些特殊的功能性官能团，而在这些官能团上的不同取代基将直接影响到整个分子的生物活性，如苦皮藤素V 分子结构中的C6-OH(一级羟基)基团上的烯丙基醚取代衍生物的杀虫活性可提高11倍，但其酮的衍生物则完全丧失了杀虫活性【17】。

可见，以天然产物为先导化合物，通过结构的修饰和改造合成新型活性化合物对研发新型农药具有重要意义，而探明天然活性物质的构效关系则是这项重要工作的前提和基础。

雷公藤生物碱属于由倍半萜和吡啶环两个结构单元所组成的大环内酯类化合物，不同单体化学结构中的差异主要是在于R1取代基的不同，初步研究表明,R1位为苯的取代物(雷公藤碱和次碱)对菜青虫等害虫的生物活性明显高于呋喃取代物。