生物碱的提取与分离

生物碱的提取与分离
摘要
生物碱是一类具有显著生物活性的含氮有机化合物，是许多药用植物的有效
成分。

生物碱的溶解性能是生物碱提取与分离的重要依据。

生物碱及其盐类的溶解度与生物碱分子中氮原子的存在形式、极性基团的有无及数目、采用的溶剂种类都有密切关系。

本文综述了近几年来不同的提取和分离方法在生物碱提取分离中应用和进展。

关键词：生物碱，提取，分离
Extraction and Separation of Alkaloids
ABSTRACT
Alkaloids are a class of organic compounds containingnitrogen with significant biological activity, is the effective ingredients in many medicinal plants. Solubility alkaloids is an important basis for the extraction and separation ofalkaloids. The nitrogen atoms and molecules solubilityalkaloids alkaloids and their salts in the presence of polar groups form, the existence of the number, the type of solventare closely related. This paper reviewed the different methods of extraction and separation of application and advance in separation and extraction of alkaloids.
KEY WORDS: Alkaloids,Extraction,Separation
目录
前言 1
第1章生物碱提取技术 2 1.1 生物碱的传统提取技术 2 1.1.1 煎煮法 2
1.1.2 浸渍法 2
1.1.3 回流法 3
1.1.4 渗漉法 3
1.2 生物碱提取的新技术 4 1.
2.1 微波萃取法 4
1.2.2 超声波提取法 5
1.2.3 超临界流体萃取法 5 第2章生物碱的分离方法 6 2.1 色谱法 6
2.1.1 硅胶柱色谱法 6
2.1.2 高效液相色谱法 6
2.1.3 大孔吸附柱色谱法 6 2.2 膜分离技术 7
2.3 分子印迹技术 7
结论 8
谢辞 9
参考文献 10
前言
生物碱是指中药中一类含氮杂环的有机物，具有碱性和显著的生理活性。

目前从植物中分离出来的生物碱有五六千种[1]，一些生物碱因其抗癌抗肿瘤及低毒性、低成本成为近年来研究的热点。

科学高效地从中药植物中提取、其中的生物碱成分是提高中药成分的核心问题，因此生物碱提取与分离技术成为人们关注的焦点。

利用现代技术对天然产物中的生物碱进行提取分离，对于开发其药用价值，阐明药效物质基础具有重要意义。

生物碱的提取方法主要有渗漉法、煎煮法、浸渍法、索式提取法、半仿生提取法、超声波法、微波法、加热回流法、超临界CO2萃取法等，也可以用加速溶剂萃取法和膜分离技术提取生物碱。

生物碱是科学家们研究得最早的一类具有生物活性的天然有机化合物，它们大多数具有生物活性，往往是许多药用植物，包括许多中草药的有效成分。

生物碱能和酸结合成盐，易被体内吸收。

它们有的具有复杂的化学结构。

由于上述特点，生物碱一直吸引着科学家们的研究领域并经久不衰，科学家们在阐明化学结构的同时亦研究它们的结构与疗效之间的关系，同时进行结构改造，寻找疗效更高、结构更为简单并且便于大量生产的新型化合物，到目前为止已报道的生物碱已达6000余种，并且以每年约100多种的速度递增着[2]。

其中用于临床的有近100种。

此外，尚有很多种生物碱未进行研究开发，有些药用植物的活性成分、药理作用等尚有待进一步研究。

这就迫切需要从大量的含有生物碱的药用植物中提取、分离出生物碱的单体，特别是利用现代微量、高效的分离手段对其进行系统研究，这将是生物碱研究的重点所在，某些生物碱极有可能成为我国将来具有自主知识产权的新药。

本文对生物碱常用的提取与分离方法，特别是一些新技术的应用进行了综述。

第1章生物碱提取技术
1.1 生物碱的传统提取技术
选择适宜的提取的提取方法对制备生物碱保持有效成分的活性具有重要的意义。

目前使用的传统方法按照固液接触状态可以分为静态方式（如煎煮、浸渍）和动态方式（如回流、渗漉）[3]。

1.1.1 煎煮法
煎煮法是中药最早、最常用的制剂方法之一，适用于易溶于水，且对加热不敏感的生物碱提取。

直接加热时最好时常搅拌，以免局部药材受热太高，容易焦糊。

朱舟[4]等选用水煎煮提取，运用均匀设计表安排实验，选择提取的最佳条件。

表明煎煮次数多，总生物碱的提取得率高，由此确定最高值为4次，煎煮时间影响最小，最终确定优化条件为：12倍量水/次，2h/次，煮提4次。

戴珍福[5]等研究了双降合剂中总黄酮和生物碱的提取工艺，确立最佳的提取条件。

采用正交试验法考察加水量、煎煮时间、PH值和醇沉浓度对总黄酮和生物碱提取的影响。

结果表明最佳提取工艺为：30倍水，PH值2~3，煎煮2h，以80%乙醇沉淀去杂质。

范时根[6]等研究了乌头中生物碱成分的含量随煎煮时间变化的趋势，按不同时间水煎提取样品，测定了总生物碱、双酯性生物碱和乌头碱的含量：生川乌醇水双提
总生物碱经煎煮4h含量最高；生川乌醇水双提酯性生物碱经煎煮2h含量最高；生川乌醇水双提乌头碱在水体样品中以煎煮2h为最高含量。

此法简便，药中大部分成分可被不同程度的抽提出，但含挥发性生物碱及遇热易破坏的生物碱不宜用此法。

1.1.2 浸渍法
浸渍法是将处理过的药材，用适当的溶剂在常温或温热（60~800C)的情况下浸渍以溶出其中的成分。

比较简单易行，但浸出率较差，特别是用水为溶剂，其提取液易于发霉变质，须注意加入适当的防腐剂。

王嘉陵[7]等用甲醇浸泡莲子心粉，然后回收甲醇，用酸水、碱水、亲脂性溶剂进行纯化，非水溶性总碱含莲心碱、异莲心碱和甲基莲心碱收率为0.61%。

张灿[8]等用酸水提取法北豆根中提取蝙蝠葛总生物碱，即在300C时用0.5%硫酸溶液浸提，提取液用碳酸钠碱化调pH 值至9，过滤干燥后得粗总碱。

龙德清[9]等研究了用酸性醇浸渍法提取魔芋中总生物碱的方法和条件。

结果表明，提取魔芋中总生物碱较佳的工艺条件为：在pH 值为2~3的酸性醇溶液中，水浴温度约550C，提取3.5h，总生物碱的含量可达0.20%~0.28%。

1.1.3 回流法
回流法是以乙醇等极性较大且沸点较低的有机溶剂作为溶媒，在水浴中加热回流，其中溶剂挥发后再经冷凝，重新回到提取器中继续提取有效成分，如大批量的提取，可以用索氏提取器完成。

李倩霞[10]等将岩黄连药材经酶处理后用乙醇回流提取总生物碱，通过正交试验优化酶处理工艺参数，确定了酶解反应的最佳工艺条件：温度450C、酶反应时间16h、pH值5.0、酶用量0.9%。

而且药材经酶处理后再用乙醇回收提取，对总生物碱的提取率比传统的乙醇直接回流提取法的提取率提高约24%，适用于岩黄连总生物碱的辅助提取。

李兴[11]等对山乌龟总生物碱的不同提取方法进行比较，确定了最佳提取工艺。

采用正交设计法，以总生物碱提取率为考察指标，通过对乙醇浓度、溶媒比、超声波提取时间、回流时间等因素进行考察。

结果最佳提取工艺为：75%乙醇为提取溶剂，溶媒比（乙醇：山乌龟）为
12，先超声提取60min，再回流提取1h，共回流提取两次。

本工艺简单合理，提取率高，具有良好的可行性。

1.1.4 渗漉法
渗漉法是将中草药粉末装在渗漉器中，不断添加新溶剂，使其渗透过药材，自上而下从渗漉器下部流出浸出液的一种浸出方法。

当溶剂渗进药粉且溶出成分比重加大而向下移动时，上层的溶液或稀浸液便置换其位置，造成良好的浓度差，使扩散能较好地进行，故浸出效果优于浸渍法。

海莉[12]等筛选千斤拔药材中总生物碱的提取工艺，以总生物碱的最大吸光度值为指标，采用正交试验设计法筛选生物碱的提取方法及其工艺参数。

千斤拔中总生物碱的最佳提取工艺为：硫酸浓度3%，渗漉时间12h，流速1mL/min，采用该提取方法，可以得到较高产率的生物碱类成分，符合工业化生产要求。

付敏[13]等优选狗皮膏贴中部分药材的乙醇提取工艺条件，以总生物碱含量为指标，采用酸碱滴定法测定其含量，通过L9正交试验，考察乙醇浓度、溶剂用量、浸泡时间、渗漉速度对提取效果的影响，并以酯型生物碱含量为指标，控制有毒成分含量。

优选工艺为12倍量55%乙醇浸渍24h，以3mL/min渗漉时提取率最高。

1.2 生物碱提取的新技术
随着科学技术技术的快速发展，针对传统提取过程中存在的有效成分破坏大，溶剂耗用过多，杂质较多，提取效率较低等问题，一些新型的技术已经应用于生物碱的提取工艺中，在传统方法的基础上结合新技术大大提高了提取效率，降低了过程能耗，展现出新技术的优势，而成为科学研究中的热点。

1.2.1 微波萃取法
微波萃取即微波辅助萃取，是用微波的能量加热与样品相接触的溶剂，将所需化合物从样品基体中分离，进入溶剂中的一个过程。

李永春[14]等对苦豆子生物碱传统提取法和微波辅助提取法进行了试验比较，在单因素试验的基础上，采用了
正交设计方法，考察微波时间、微波功率、料液比3个因素对苦豆子生物碱提取的影响，结果表明：微波辅助提取生物碱效果较好，最佳条件是微波提取时间为
30s、微波功率为360W、料液比为1:5。

利用这种方法生物碱的提取效率较高，生产成本较低，工序较为简单，适用于工业化生产。

1.2.2 超声波提取法
超声波是一种高频机械波，频率为15～60kHz的超声波被用于过程强化和引发化学反应。

超声波提取法是利用超声波增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，提高药物溶出速度和溶出次数，缩短提取时间的浸出方法。

2004年，毛鹏[15]等分别以氯仿、甲醇和工业乙醇为溶剂，对博落回全草中的生物碱进行了超声萃取，然后采用3中不同的萃取工艺对各粗提取物中的生物碱进行初步分离。

通过对各粗提物和萃取物的提取率的比较分析，确定了博落回总碱的最佳提取和分离工艺。

黄景怡[16]等对蒲公英生物碱的提取工艺进行优化，溶剂提取法的最佳条件为：乙醇浓度80%，料液比1:12，提取2次，提取时间2.5h/次，提取温度为
500C。

在该条件下，蒲公英生物碱的提取率为0.063%。

超声波提取法的最佳条件为：超声波频率60Hz，提取时间35min/次，提取2次，料液比1:9，提取温度500C，乙醇浓度70%，在该条件下蒲公英生物碱提取率为0.380%，比溶剂提取法的提取率至少提高了503%。