提取紫杉醇初分离工艺的研究
紫杉醇的提取及分离纯化 - studysyaueducn
紫杉醇的提取及分离纯化
制作人：曲晓林 符烊宁 解说员：曲晓林
1 固定化细胞培养 植物细胞有细胞壁和大的液泡，对剪切力十分敏感， 易受机械损伤。固定化细胞培养技术是在可控条件 下使植物悬浮培养的细胞聚集成团并且限制在特定 空间和表面上，使这些细胞团在不损失生物量的同 时能连续不断地分泌次生代谢物质。固定化的方法 主要有吸附在载体上，包埋在多孔凝胶珠或微胶囊 中。目前这一技术应用中遇到的难题是次生代谢产 物释放的问题，因为大部分次生代谢产物都储存在 液泡内，对其自身的积累起着负反馈作用，使固定 化培养不能连续操作。另外，长时间的固定化培养 也易使细胞受污染。
2.高产菌株的筛选 • 解决植物细胞培养生产次生代谢物产量低 的有效的手段之一是筛选高产细胞株系。
高产细胞系的筛选有很多不同的方法，如
选择含量高的外植体，单细胞克隆法，原
生质体培养法、小细胞团法、抗性筛选法
及负筛选法等。
3.高产细胞系的建立及种质保存
• 将适量愈伤组织团转移到装有50ml液体培养基的150ml三角瓶中，置旋 转式摇床上进行悬浮培养，摇床转速160r*min-1离心5min，收集单细 胞及小细胞团，转移到新鲜培养基中进行继代培养，即可以得到悬浮 培养的无性细胞系。 • 根据实验结果表明，生长旺盛的红豆杉基本上不启动次生代谢，只有 当细胞群体处于对数生长后期，细胞的增殖基本停止，细胞有一定程 度的分化后才开始合成和累积紫杉醇。针对红豆杉细胞生长和紫杉醇 合成的特点，必须设计有针对性“两步培养法”以获得最佳产量。即 第一步采用利于细胞生长增殖的生长培养基，以在最短的时间内得到 最大的生物量，然后更换成有利于目标产物合成的生产培养基进行第 二步培养，以得到最高的紫杉醇产量。
紫杉醇提取纯化工艺的研究进展
紫杉醇提取纯化工艺的研究进展摘要：紫杉醇以其独特的抗癌作用机制及显著的疗效，被认为是近十几年来天然抗癌药物研究领域最重大的发现。
由于紫杉醇在红豆杉树皮中含量极低，提取精制困难等原因，导致紫杉醇纯品价格昂贵。
因此完善紫杉醇的提取纯化工艺，降低生产成本，对保障人类健康都具有重要的意义。
本文对紫杉醇提取纯化工艺的研究进展进行了探讨。
关键词：紫杉醇；提取；纯化；工艺；研究紫杉醇(Paclitaxel，商品名Taxo1)是红豆杉属植物中独有的一种抗肿瘤天然药物，由于其独特的抗癌作用机制及显著的疗效，而被认为是近十几年来天然抗癌药物研究领域最重大的发现。
目前，国内外紫杉醇的商业化规模生产多以红豆杉植物为原料，通过一系列的分离纯化获得。
一、紫杉醇提取纯化工艺概述由于紫杉醇在红豆杉树皮中含量极低(<0．06％)，提取精制困难等原因，导致紫杉醇纯品价格昂贵。
因此，完善紫杉醇的提取纯化工艺，降低生产成本，得到更加便宜的原料对保障人类健康都具有重要的意义。
表1 .紫杉醇提取纯化工艺中各个步骤所得纯度和回收率目前，工业生产中制备紫杉醇还局限于植物提取法。
因此研制出一套操作简单、提纯高、提取率高的紫杉醇规模制备技术无疑对改善紫杉醇原料药产业现状发挥积极作用。
一般来说，从红豆杉中提取紫杉醇的分离工艺，可以分为粗提和纯化两个阶段。
紫杉醇粗提阶段的目的，在于从原料液中尽可能多的提取目标化合物，所得物料再进行后续提纯直至获得纯品。
粗提过程可分为初级萃取和次级萃取，两种过程因所用溶剂不同而除去不同的杂质。
将粗提物进一步纯化是获得纯品紫杉醇的关键步骤，通常用色谱法完成。
在最后获得医用级纯品之前，色谱过程也必不可少。
用色谱法分离纯化紫杉醇时，柱色谱被用于紫杉醇的预分离和最终分离，而薄层色谱则被用于紫杉醇的检测和纯化。
目前，随着分离工艺的不断完善，除了柱色谱法以外，还有高效液相色谱、高速逆流色谱等。
不同工艺中各个步骤的纯度、回收率见表1。
紫杉醇提取分离方法研究
一、提取：
紫杉醇的提取方法，其效果直接影响紫杉醇分 离、纯化的难度及最终产量。
粗提多采用甲醇、乙醇、甲醇一二氯甲烷(1： 1)，但所得浸膏中杂质量较高。研究发现，在 乙酸乙酯、乙醚等溶剂中，乙酸乙酯一丙酮(1： 1)混和溶剂提取紫杉醇效果最佳，浸膏中紫杉 醇含量高达甲醇提取的3倍。 常用的方法有冷浸、渗漉和索氏提取法，又有 人在提取过程中引入超声和微波技术 ，从而 大大缩短了提取时间。
通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢 癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头 颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。
【分 子 式】 C47H51NO14 【结构式】
发现历史
1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和沃尔 （Monre E. Wall）首次从一种生长在美国西部大森林 中称谓太平洋杉（Pacific Yew）树皮和木材中分离到 了紫杉醇的粗提物。在筛选实验 中，Wani和 Wall发 现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性， 并开始分离这种活性成份。由于该活性成份在植物中 含量极低，直到1971年，他们才同杜克（Duke）大 学的化学教授姆克法尔（Andre T. McPhail）合作， 通过x-射线分析确定了该活性成份的化学结构——一 种四环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇（taxol）。
虽然紫杉醇的全合成巳获成功，但就目前临床 供药而言，主要还是依靠从植物中提取。无论 是从天然的红豆杉植物还是从培养的植物细胞 组织中提取紫杉醇，都要涉及到如何能分离并 去掉与紫杉醇结构相似的其它紫杉烷类化合物。 由于这些紫杉烷类化合物在化学结构和极性等 方面都同紫杉醇极为相似，因此给分离工作带 来很大的困难。
通过文献调研可知，近年来，人们就紫杉醇的 提取和分离研究出了许多不同的方法，从而提 高了紫杉醇提取分离的效率，降低了其生产成 本。在本文中，根据已有的基础条件，结合本 学期的专业实验，给出了优化实验的基本思路。 这项研究已取得了长足的进展，一些新的技术 和手段不断应用于这一领域，并显示出诸多优 势和良好前景。相信，随着人们对这领域的进 一步研究，紫杉醇的提取和分离方法将会变得 更加完善。
紫杉醇提取工艺原理及操作技术
--紫杉醇提取工艺原理及操作技术紫杉醇为白色结晶性粉末，无臭，无味，在甲醇、乙醇或氯仿中溶解，在乙醚中微溶，在水中几乎不溶。
紫杉醇常规的提取工艺各个生产环节需控制在低温下操作，保证产品活性。
各个工时段应尽快完成，可选水浴加热提取罐(含溶剂回收装置)，旋转真空浓缩机组(低温浓缩，1-2秒完成)，层析柱(精制分离)，板式真空干燥箱(低温干燥、速度快)。
紫杉醇提取操作过程(1)浸提：将原料投入提取罐内，干红豆杉每罐填装约1.2吨的原料，加入约4吨的甲醇浸提，温度为45±5℃，每遍循环浸提大于4小时，浸提完成后，将浸提液排入浸提液储罐中，进行蒸汽吹渣，温度控制在85±5℃,压力小于等0.2Mpa，回收残余的甲醇溶液，吹渣结束后，将废渣移到废料堆场集中处理。
(2)浓缩：浓缩温度控制在45±5℃，真空度控制在-0.07±00.1Mpa，浸提液浓缩至比重达到0.95~1.05时，将浓缩液放出到专用的储罐中。
(3)萃取：将计量后的浸提浓缩液注入萃取罐，加入醋酸乙酯(按物料：醋酸乙酯=1：1)，萃取三次，将醋酸乙酯层重液排入指定贮罐，将贮罐内的醋酸乙酯液抽入浓缩锅进行初浓缩预处理，温度控制在45±5℃，待浓缩液比重达到1.40±0.05时，将浓缩后的醋酸乙酯液排入指定贮罐中。
(4)干燥：将浓缩后的醋酸乙酯萃取液抽入蒸发罐内，罐内温度不超过45±5℃，真空度为-0.06±00.1Mpa，浸膏置真空干燥箱内干燥，干燥完成后，取出产品，凉干，敲碎，经检验合格后即成为紫杉醇浸膏，用铁桶封装，入库阴凉保存。
甲醇制3mg/ml的溶液，比旋度为-48℃~56℃。
甲醇制15μg/ml的溶液，在227nm处有最大紫外吸收，10mg紫杉醇加甲醇溶液10ml溶解后应澄清无色。
紫杉醇注射剂是新型抗微管药物，通过促进微管蛋白聚合抑制解聚，保持微管蛋白稳定，抑制细胞有丝分裂。
紫杉醇的合成研究进展
化工能源化 工 设 计 通 讯Chemical EnergyChemical Engineering Design Communications·163·第47卷第1期2021年1月紫杉醇由于其良好的抗肿瘤作用，得到广大的关注，广泛应用于治疗乳腺癌、头颈癌、卵巢癌、肺癌等。
紫杉醇注射液、紫杉醇酯质体、紫杉醇（白蛋白结合型）等产品不断更迭换代、提高疗效，将紫杉醇更好地应用于临床实践。
紫杉醇结构化学名为5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮-4，10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13[（2’R ，3’S ）-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸酯]，结构如图1所示。
图1 紫杉醇结构式1 紫杉醇的全合成紫杉醇母核骨架为6-8-6碳环结构，其全合成自20世纪开始，全世界众多化学家致力于其合成路线的研究。
其全合成路线主要分为三个过程：紫杉醇母核骨架的合成；对骨架进行官能团反应，对其进行修饰；最后加上侧链苯基异丝氨酸完成全合成。
其全合成过程复杂、烦琐，耗时长，且效率低下。
Wender 合成是目前公开最短的紫杉醇全合成路线。
以化合物2为起点，经过系列反应得到化合物7，完成AB 环的合成。
经过C-3位反应和氧化反应得到10，经醇醛缩合得到12，完成C 环的建立。
然后经过C-5的溴取代，C-4、C-20臭氧化完成对含氧D 环的建立，得到13，再进一步得到巴卡亭Ⅲ（14），最后完成C-10乙酰化及侧链的加成得到紫杉醇。
其合成路线，如图2所示。
23OOOOHOH OTMSO OO O CHO45678OOO OOOOOOO OTBSTIPSOOTBSTIPSOCHOOH TIPSOTIPSOOBOMOHHO OBzOAcOTESO OO OOO 910TIPSOHO OH OHOH BrOTroeAcO AcOO OHO 1211OBzOBzHHOBOMTIPSOTIPSOHO HOHO 1314OCOPhOAcOBzH HHH O OOTES 1OO ONPhAcO AcOOHBzOTroe图2 Wender 合成路线2 紫杉醇的半合成紫杉醇的全合成烦琐且收率低，不适合大生产，于是应寻求更佳的合成方法。
紫杉醇的提取
1、紫杉醇的提取——溶剂萃取法溶剂萃取法常用于紫杉醇的粗提阶段。
紫杉醇的粗提阶段又可分为初级萃取和次级萃取。
在这两级萃取过程中，溶剂的选择对于精提产物的质量和过程经济性具有重要影响。
初级萃取和次级萃取一般采用的溶剂系统不同。
各个时期的研究者对这两个过程的溶剂系统的研究结果已有详细的总结。
最近、日本学者对紫杉醇提取的溶剂种类进行了详细的研究，结果表明：在乙酸乙酯、乙醚、乙腈、丙酮、甲醇、已烷、异丙醇、乙酸乙酯-甲醇、乙酸乙酯-二氯甲烷、乙酸乙酯-丙酮、乙酸乙酯-乙醚等溶剂中，以乙酸乙酯-丙酮（1：1）混和溶剂提取的效果最好，所得浸膏仅为植物干重的7.70%，紫杉醇的含量高达浸膏的0.084%，而用甲醇提取所得浸膏为植物干重的20.98%，紫杉醇的含量为浸膏的0.027%，尚需要多次抽提才能得到紫杉醇含量较高的浸膏。
现在看来利用乙酸乙酯-丙酮（1：1）一次便可以使紫杉醇提取量高于以往常用溶剂所能得到的量，这就为后序的分离纯化工作带来很大的方便，由于乙酸乙酯-丙酮（1：1）的价格与甲醇的价格相当，且可回收再利用，因此，这一提取方法的经济性较为合理。
在初级萃取过程中引入超声技术，可大大缩短初级萃取过程的时间。
例如Xu采用甲醇-二氯甲烷（95.5）作初级溶剂，所需萃取时间约为35-60min。
在溶剂系统不变的情况下，将原料与溶剂的混和物进行超声振荡，萃取达到平衡的时间缩短到仅5min，与此对比，Hoke 等人采用纯甲醇作为初级溶剂，无超声振荡，所需时间长达16-48h。
超声技术的引入，除可大大缩短萃取平衡时间外，还可以使初级萃取在低温下进行，从而避免了紫杉醇在高温下转化为其它物质而造成收率降低。
2、紫杉醇的提取——色谱法早期的色谱纯化紫杉醇工艺是采用多根硅胶层析柱串联的一种操作，因为硅胶对紫杉醇的不可逆吸附造成的损失很大，使得紫杉醇的收率很低，仅为0.004%左右。
近年来，随着色谱技术的进步，不断有新的色谱技术被引入到紫杉醇的分离提取过程中来。
紫杉醇的提取工艺
紫杉醇的提取工艺
紫杉醇是从红豆杉中提取的一种天然抗癌药物，也是目前已知的抗癌效果最好的天然植物。
紫杉醇是由10个碳原子、12个氢原子、8个氮原子和4个氧原子组成的一个类分子。
紫杉醇是由紫杉树皮中提取出来的一种物质，在20世纪60年代就被美国FDA批准用于治疗晚期乳腺癌，在之后的几年里，紫杉醇被广泛地应用于癌症治疗领域。
在2000年之前，紫杉醇在治疗癌症方面取得了重大进展，但由于其毒性较强，使其应用受到了限制。
而近几年来，随着新药的不断问世、新技术的不断研发、新药品的不断开发，紫杉醇在抗癌药物中所占比重也逐渐提高。
紫杉醇与其他抗癌药物相比具有很大的优势。
一、紫杉醇的特点
1.药理作用
①抗肿瘤活性：紫杉醇对多种肿瘤细胞有明显抑制作用，具有增强微管蛋白聚合和细胞分裂周期阻滞的能力，其药理活性与环孢素A、甲氨蝶呤等药物类似。
②抗菌活性：紫杉醇对多种细菌有较强的抑制作用。
③抗过敏活性：对多种变态反应性疾病有治疗作用。
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紫杉醇提取工艺的放大与优化
第17卷第4期2001年7月农业工程学报T ran sacti on s of the CSA E V o l .17 N o.4Ju ly 2001文章编号:100226819(2001)0420119204紫杉醇提取工艺的放大与优化吕秀阳,杨亦文,任其龙,吴平东(浙江大学)摘 要:紫杉醇的提取工艺包括粉碎、乙醇浸取、氯仿分配、硅胶柱层析、活性碳脱色和结晶等步骤。
该文成功地对该工艺进行了放大试验,并对各步骤的操作条件进行了优化。
加工了5t 云南红豆杉树皮,得纯度62.5%的紫杉醇680g ,收率超过70%。
关键词:紫杉醇;提取工艺;放大;优化中图分类号:S 377 文献标识码:A收稿日期:2000212226基金项目:浙江省教委科技计划项目作者简介:吕秀阳,工学博士,副研究员,杭州玉泉 浙江大学材料与化工学院制药工程研究所,310027 紫杉醇(Paclitaxel ,商品名T axo l )是W an i 等[1]于1971年首次从短叶红豆杉(T axu s B ravifo lia N u tt .)中分离得到的一种天然抗癌药物,它具有促进微管双聚体装配成微管,使微管稳定,从而阻碍细胞分裂,抑制肿瘤生长的作用。
由于紫杉醇的作用机理独特、疗效显著,因此已用于转移性卵巢癌、乳腺癌等的治疗。
但是,紫杉醇在植物中的含量非常低(含量最高的红豆杉树皮也只有万分之几)[2],且类似物多,具有热敏性,产物在中间过程中易于分解、变性,不同产地、不同季节的植物资源成分相差甚远,因此分离提取工作难度很大。
国内外已对紫杉醇的分离提取小试实验进行了大量的报道[3～8],但尚无放大试验及其操作条件优化的论文发表。
本文在小试结果的基础上,成功地将提取工艺进行了放大与优化,本文的研究结果将对紫杉醇及其他天然产物的分离、提取和制备具有借鉴作用。
1 材料与仪器1.1 原料与试剂原料是来自大理的云南红豆杉(T axu sYunnanen sis )树皮,采集新鲜的原料晒2～6d 七成干后,再置于通风阴凉处阴干,经抽样检验紫杉醇的平均含量为0.012%(w t ),提取分离所用的试剂乙醇(95%)、氯仿、甲醇(均为工业级),紫杉醇、102脱乙酰基桨果赤霉素(102deacetyl baccatin ,102DAB )和桨果赤霉素(baccatin )标样购自Sigm a ,柱层析硅胶(试剂级)来自青岛海洋化工厂分厂,颗粒活性碳(分析纯)购自沈阳市试剂二厂。
抗癌药物紫杉醇的天然提取与分离技术
膜分离法在近些年也开始用于分离紫杉醇烷类 化合物。膜分离法（membrane separation）是利 用具有一定选择性、透过特性的过滤介质进行物 质的分离纯化，是人类最早应用的分离技术之一。 1994年，美国科学家Carver等人采用平板式、中 空纤维式和管式膜组件，对超滤膜和反渗透膜在 紫杉醇烷类物质的分离过程中应用进行了研究， 结果表明：采用膜分离法可以进一步粗浓缩提取 过程所得的浸膏，可以使紫杉醇烷类物质的浓度 提高5倍左右。这种方法的优点是在提取过程中 使紫杉醇的活性损失减至最小。
密度
•超临界流体具有可压缩性，其密度随压力增的而增大，在适当的 压力下，相当于流体的密度。 • 超临界流体的黏度极小，相当于气体的黏度，具有良好的传递 性和快速移动的能力。
超 临 界 流 体 的 特 性
黏度
•超临界流体具有较大的自扩散能力，是液体的100倍，因此比液 体传质好，并具有良好渗透能力。 扩散力
溶剂的循环是很关键的步骤，一般有两种方式， 分别为压缩机循环方式和泵循环方式。在压缩机 循环方式中，超临界状态的溶剂首先通过改变其 状态与溶质分离，然后调节温度和压力成为气态， 再由压缩机增压至萃取的压力条件，经调温至萃 取温度后，再次进入萃取器。在泵循环方式中， 超临界状态的溶剂还是首先改变其状态达到分离 溶质的目的，然后调节温度和压力成为液态，再 由泵加压至萃取压力，再调温至萃取温度，返回 萃取器。两种方法各有优缺点。
下面以复旦大学的实验设备为例，讲解CO2超临界流体萃取的原理及其设备。
CO2和修饰剂分别由CO2泵和修饰剂泵 打入各泵的锥形腔体中，再经流体混合 其按设定的比例混合后，流入萃取器中 的集流腔。在达到萃取设定的温度和压 力后，萃取器开始萃取。动态萃取时， 超临界CO2流体经限流管流入甲醇收集 瓶后减压排放，流体带出的萃取所得物 则溶于收集液中。
紫杉醇的提取工艺设计研究报告
紫杉醇提取纯化方法的研究进展紫杉醇是最早从红豆杉属植物中别离出来的三环二菇类化合物，是继阿霉素和顺铂之后最热点的抗癌新药。
紫杉醇具有复杂的化学构造，分子由3个主环构成二菇核，分子中有11个手性中心和多个取代基团，母环局部是一个复杂的四环体系，有许多功能基团和立体化学特征。
分子式C47H51NO14，分子量853.92。
同位素示踪说明, 紫杉醇只结合到聚合的微管上, 不与未聚合的微管蛋白二聚体反响。
细胞接触紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这些微管的积累干扰了细胞的各种功能,特别是使细胞分裂停顿于有丝分裂期，阻断了细胞的正常分裂。
通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。
紫杉醇属于有丝分裂抑制剂,它的独特机制在于可以诱导和促进微管蛋白聚合,促进微管装配及阻止微管的生理解聚,由此抑制癌细胞纺锤体的形成,阻止有丝分裂的完成,使其停留在G2期和M期直至死亡,从而起到抗癌的作用。
迄今为止紫杉醇是唯一促进微管聚合的新型抗癌药。
这一新的发现引起了各国医药界的极大兴趣。
现在已有包括我国在内的十多个国家批准了紫杉醇类药物的正式生产。
目前有关紫杉醇研究的几个主要问题是:紫杉醇的提取;紫杉醇的人工合成;紫杉醇的临床应用(水不溶性问题的解决);紫杉醇的构效关系;紫杉醇的抗癌机理。
紫杉醇的抗癌机理1971年,Wani等报道了紫杉醇在一些实验体系中具有抗癌活性。
1978年,Schiff等发现紫杉醇在极低的浓度下(0.25μM)可以完全抑制Hela细胞的分裂,而且在对细胞4小时的培养过程中,对DNA、RNA和蛋白质的合成没有明显影响。
Hela细胞在与紫杉醇共同温育20小时后被阻断在G2后期和M期。
1979年Schiff等用浊度法进展了研究,发现紫杉醇能缩短微管在体外的聚合时间,使平衡向微管聚合方向移动,从而减小微管聚合临界浓度。
在有GTP时,紫杉醇可以和PC-tubulin结合,计量比为1:1。
紫杉醇的分离与纯化
摘要目的：探索红豆杉中紫杉醇的提取纯化工艺。
方法：将新鲜的红豆杉树皮干燥后用甲醇浸泡，陶瓷膜进行固液分离，纳滤膜浓缩，再用大孔树脂HZ818层析，洗脱液浓缩结晶，再活性炭脱色后甲醇重结晶，再硅胶正向层析，洗脱液浓缩后正已烷结晶，再真空干燥得成品。
结论：按本方法从红豆杉中提取的紫杉醇纯度为97.5%，收率为十万分之八。
关键词红豆杉，紫杉醇，提取纯化，树脂，硅胶目录一、紫杉醇目前的一些分离纯化方法。
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（一）液相萃取。
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（二）固相萃取法。
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（三）树脂层析法。
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（四）活性炭脱色。
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（五）硅胶正向层析。
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（六）结晶纯化。
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紫杉醇提取分离和分析检测研究进展
・综述・紫杉醇提取分离和分析检测研究进展3梅兴国 黄 伟3(华中理工大学生物工程系 武汉 430074)3 国家“八五”、“九五”重点科技攻关项目3 通讯联系人 紫杉醇(Taxol )是从红豆杉属植物(Tax usspp 1)中分离获得的、具有紫杉烷独特骨架的二萜类化合物。
由于其良好的抗癌活性和独特的作用机理而受到广泛关注。
为解决紫杉醇的药源问题,国内外学者围绕红豆杉的栽培、紫杉醇的化学合成(包括全合成和半合成)、红豆杉组织细胞培养等领域进行了广泛的研究。
据不完全统计,从各种红豆杉资源途径中已分离到200多种紫杉烷类化合物。
无论从天然红豆杉植物中还是从培养的植物细胞中提取紫杉醇,都涉及到如何分离并去掉与紫杉醇类似的化合物,因而,开发出高效快捷、经济实用的提取分离和分析检测手段显得尤为重要。
本文拟对有关研究进展作一概述。
1 样品的预处理和紫杉醇的提取方法样品的处理和紫杉醇的提取效果直接影响到分离及分析检测的效果。
目前,围绕紫杉醇的提取方法,主要有以下几个方面的工作。
111 液-液萃取法(Liquid -Liquid Extraction ,LL E )的研究 目前从植物或细胞培养物中提取紫杉醇的程序通常如下:先用甲醇、乙醇或二氯甲烷-甲醇(1¬1)浸提,溶剂回收,所得浸膏用二氯甲烷-水或三氯甲烷-水进行分配萃取。
这种提取方法简单易行,但所获浸膏杂质较多。
K etchum 等[1]在研究红豆杉细胞培养液中紫杉烷的分离时发现,在用012μm 的尼龙或聚偏氟二乙烯(PVDF )膜过滤水溶性培养液时,这些膜对紫杉烷类化合物有拦截作用,90%以上紫杉烷类化合物被收集在膜上,再利用一定比例的甲醇或乙醇水溶液洗脱就能使这些化合物通过膜。
该方法可省去用溶剂分步提取或液-液分配这一步,节省大量溶剂,减少了环境污染。
112 固相萃取法(S olid Phase Extraction ,SPE )的研究 由于植物材料中紫杉醇含量很低,且成分复杂,给提取工作造成很大困难,简单的LL E 操作又常导致高效液相色谱(HPLC )中柱的堵塞、污染以及回收率低、分离效果差等问题。
紫杉醇提取工艺研究
紫杉醇提取工艺研究1．紫杉醇简介紫杉醇（C47H51NO14）是红豆杉属植物中的一种复杂的次生代谢产物,是目前所了解的惟一一种可以促进微管聚合和稳定已聚合微管的药物。
同位素示踪表明, 紫杉醇只结合到聚合的微管上, 不与未聚合的微管蛋白二聚体反应。
细胞接触紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这些微管的积累干扰了细胞的各种功能,特别是使细胞分裂停止于有丝分裂期，阻断了细胞的正常分裂。
通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、淋巴瘤、脑瘤等也都有一定疗效[1]。
紫杉醇是一种无臭，无味的白色结晶体粉末，熔点为213-216℃，不溶于水，易溶于氯仿、丙酮等有机溶剂，主要由红豆杉的树皮中提取。
由于紫杉醇的质量分数极低(仅为干质量的0.01％左右)，杂质多，为后续的分离纯化带来困难，因此，紫杉醇初分离除杂过程是分离纯化工艺的关键步骤。
国内外提取紫杉醇的方法主要有溶剂浸提法、索氏提取、固相提取法等。
这些方法能耗少、紫杉醇回收率高、易于操作，但工艺周期长、溶剂用量大、提取选择性差，且紫杉醇在长时间的受热过程中易引起结构变化[2]。
因此，近年来国内外科研人员纷纷研究开发快速高效的紫杉醇提取方法，研发的重点集中在沉淀法、超声波、柱层析、超临界流体萃取等新型方法。
2．紫杉醇提取的工艺流程红豆杉枝叶、树皮、树枝——干燥与粉碎——有机溶剂提取——浸膏——固液萃取——液液萃取——己烷沉淀——硅胶柱层析——结晶——TLC 检测——高效液相色谱检测3．常见提取操作介绍3.1有机溶剂提取紫杉醇的粗提阶段常用有机溶剂进行提取。
李春斌等人[3]研究发现，在氯仿、甲醇、乙醇、V（甲醇）：V（乙醇）=1：1、V（氯仿）：V（丙酮）=1：1和V(乙酸乙酯)：V(丙酮)=1；1溶剂中，以V(乙酸乙酯)：V(丙酮)=1：1的提取效果最好，基本无毒且可回收再利用，因此有望用于紫杉醇的工业化生产中。
通过综合对比普通浸提、冷浸法、渗漉法和索氏回流法，发现采用索氏提取方法提取其浸膏得率达20.7%。
抗癌药物紫杉醇的提取与分离纯化技术
3:A 水分的乙醇溶液浸提未经干燥的新鲜枝叶 $ 然后再加入占浸
提液体积 4AB3A 的活性 炭 处 理 浸 提 液 $ 最 后 经 过 一 系 列 的 硅 胶 柱层析就可以得到纯度为 C::A 的紫杉醇 # 这一方法具有一定的 创新性 $ 其优越之处为可免去干燥枝 叶 这 一 步 骤 $ 且 去 除 了 色 素 % 脂类等杂质 # 另外 $ 紫杉醇除了以游离的状态存 在 于 植 物 体 内 外 $ 还 可 以 与糖基结合 $ 存在于植物体内 # 由于紫杉醇的糖基化可以使其
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豆 杉 !!"#$% &’()*+,-*" " 树 皮 中 的 紫 杉 醇 大 部 分 都 能 得 到 有 效 的 提取 $ 回收率达 \3A 以上 $ 对紫杉醇的选择性也比传统 的 单 纯 乙 醇溶剂好得多 # 此外 $.6HO6H6 等 D9C@利用超临界的 ’9) 以及 ’9) 与乙醇 的 混 合物 $ 从短叶红豆杉树皮中提取紫杉醇 # 由于超临界流体萃取技 术对仪器设备要求较高 $ 因此限制了其应 用 $ 但 国 内 外 学 者 正 积 极开发 $ 且已证实 S)9M%^" 是一种很有前途的分离萃取方法 #
# 紫杉醇以其独特的抗癌机理得 到 世 界 各 国 研 究 人 员 的 重
从红豆杉中分离得到的紫杉醇
从红豆杉中分离得到的紫杉醇深度探讨红豆杉中的紫杉醇1. 紫杉醇的来源及功效红豆杉，作为一种常见的中药材，其树皮和树叶中含有丰富的紫杉醇成分。
紫杉醇是一种有效的抗癌药物，常被用于治疗乳腺癌、卵巢癌、非小细胞肺癌等多种癌症。
其独特的化学结构和抗肿瘤活性使其成为医学界广泛关注的研究对象。
2. 紫杉醇的提取工艺为了从红豆杉中分离得到紫杉醇，需要经过一系列复杂的工艺流程。
通过溶剂萃取或超声波提取等技术，从红豆杉的树皮和树叶中提取出含有紫杉醇的原料。
随后，经过结晶、析出、过滤等步骤，最终得到纯度较高的紫杉醇产品。
3. 紫杉醇的药理作用及应用紫杉醇通过与微管蛋白结合，阻断了肿瘤细胞有丝分裂的过程，从而抑制了肿瘤的生长和扩散。
紫杉醇还对某些肿瘤细胞具有诱导凋亡的作用，进一步增强了其抗肿瘤效果。
紫杉醇被广泛应用于临床治疗，为患者带来了希望。
4. 紫杉醇的研究进展及展望随着科学技术的不断进步，对于紫杉醇的研究也在不断深入。
科学家们通过改进提取工艺、合成新的衍生物、探索新的抗肿瘤机制等手段，致力于提高紫杉醇的药效和减少其不良反应。
未来，紫杉醇有望成为更多癌症患者的救命药物。
总结与回顾本文围绕红豆杉中分离得到的紫杉醇展开深入探讨，首先介绍了紫杉醇的来源及其功效，随后从提取工艺、药理作用和应用等角度进行了详细阐述。
对紫杉醇的研究进展和展望进行了展望。
通过全面深入的分析，使我更加全面、深刻和灵活地理解了红豆杉中的紫杉醇。
个人观点与理解作为文章写手，我对红豆杉中的紫杉醇有着浓厚的兴趣。
紫杉醇作为一种天然的抗肿瘤药物，在临床应用中取得了显著的疗效，对于抗癌事业具有重要意义。
我坚信随着科学的不断进步，对于红豆杉中的紫杉醇的研究会取得更多突破，为医学领域带来更多惊喜。
希望通过我对这一主题的深入探讨，能够为您带来新的启发和理解。
紫杉醇作为红豆杉中的主要活性成分，具有广泛的抗肿瘤活性，被广泛用于治疗乳腺癌、卵巢癌、非小细胞肺癌等多种癌症。
提取紫杉醇初分离工艺
提取条件优化实验设计
单因素实验
分别考察溶剂种类、溶剂浓度、提取温度、提取时间等因素对紫杉醇提取效果的影响，确定各因素的最佳水平范 围。
正交实验
在单因素实验的基础上，选择对紫杉醇提取效果影响显著的因素，设计正交实验，进一步优化提取条件，确定最 佳工艺参数组合。
05 初分离工艺研究 与实施
初分离工艺流程设计
外观检查
01
观察预处理后的原料颗粒是否均匀、无杂质，颜色是
否正常，以判断预处理效果。
水分含量测定
02 采用水分测定仪等方法测定预处理后原料的水分含量
，确保其符合提取要求。
紫杉醇含量测定
03
采用高效液相色谱法等方法测定预处理后原料中紫杉
醇的含量，以评估预处理对紫杉醇提取效果的影响。
04 提取方法选择与 优化
03
其他方法
如滴定法、重量法等，可根据实际情况选择合适的方法进行质量检测。
检测方法验证与可行性评估
方法学验证
对所选定的检测方法进行方法学验证，包括线性范围、精密度、准确度、专属性等指标的评价，确保 方法的可靠性和准确性。
可行性评估
通过对实际样品进行检测，评估所选定方法的可行性，如回收率、重复性、稳定性等，为实际生产中 的质量控制提供依据。
提取方法选择依据
紫杉醇原料性质
不同产地的紫杉醇原料中紫杉醇含量和存在形式有所差异，应根据原料性质选择合适的提取方法。
提取效率
在保证紫杉醇纯度和收率的前提下，优先选择提取效率高的方法，以降低成本和提高生产效率。
环保性
在选择提取方法时，应考虑所用溶剂或萃取剂的毒性、可燃性和废弃物处理等问题，选择环保性好的方 法。
07 工艺流程改进与 经济效益评估
紫杉醇的提取制备
具体介绍
紫杉醇（paclitaxel，商品名Taxol）是从红豆杉属（Taxus spp）植 物中分离得到的一种具有独特抗癌作用的二萜类化合物。
分子式为C47H51NO14，分子量为853.89，外观为白色针状结晶，
熔点为213~216 ℃ ，比旋度为[α ]D20-49（MeOH），结构式如图。
乙酸乙 叶末 酯 /丙酮 质量/g /mL 浸膏 质量/g 浸膏 得率/%
ห้องสมุดไป่ตู้时间/h
普通浸提
索氏提取
60
60
200
200
48
8
7.60
12.44
12.5
20.7
在提取方式上索氏提取明显优于普通浸提，所用时间较少， 而且普通浸提过滤时由于粉末过于细微，很难过滤. 而索氏提取则 可直接得到提取液且无需过滤。
TLC 薄层板检测
将结晶产物 4℃低温离心后弃上清，沉淀溶解在甲醇中进行薄 层板点样检测。展开剂：氯仿/甲醇（体积比为12∶1）；显色剂：茴 香醛/硫酸/乙醇（体积比为1∶3∶50）放置干燥箱内100℃烘干，10
min 或直接在紫外检测器下观察。紫杉醇的Rf值为0.6 左右. 薄层色
谱法检测的优点在于所用设备简单，分离、定量检测迅速，在一般实 验条件下就可以完成，但是该方法不能够测定紫杉醇的含量及纯度。
紫杉醇硅胶柱层析纯化
由于己烷沉淀法得到的样品中仍含有较多杂质，本试验采用了分 段梯度操作. 洗脱中以正己烷/丙酮作为流动相。 取1 g浸膏溶于5 mL 丙酮，加样于含15 g硅胶的层析柱，用正己 烷/丙酮（体积比为8∶2）洗脱，每5 mL 收集流份，不断减少流动相
中正己烷的含量，最终以正己烷/丙酮（体积比为5∶5）结束. 对所有
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紫杉醇（paclitaxel，商品名Taxol）是当今一种重要的抗癌新药。
早在1971年，Wani等就从红豆杉树皮中发现并分离出了这种物质。
由于它特异的临床抗癌疗效，1992年被美国FAD批准为治疗晚期乳腺癌的特效药而上市。
然而，在实际药物生产中，紫杉醇的大规模制备仍存在许多问题。
首先，紫杉醇来源匮乏，其主要存在于红豆杉树皮和针叶中，其次，紫杉醇在植物中含量极低，大约为0.010%~0.013%，而紫杉醇与其它紫杉烷化合物在化学结构和极性等方面又极为相似，要将它们完全分离困难很大。
关于紫杉醇提取分离方法，已有过不少的研究。
其中以液-液萃取应用最为广泛，在文献报道的每一种工艺中，几乎都采用过它。
Willey等和Mattina等在测定样品中紫杉醇浓度时，选择了固相萃取作为HPLC分析的预处理。
以分子间吸附为机理的硅胶柱层析，是制备紫杉醇最常用的方法之一。
1984年，Senilh等曾采用氧化铝柱层析处理红豆杉浸膏，但所报道的分离效果不是太理想。
1995年，Matysik等曾用制备薄层层析来少量获取紫杉醇。
本研究的目的，在于寻找一条切实可行的工艺路线，最大程度地提高紫杉醇的回收率，以充分利用有限的红豆杉资源；采用一些高效、经济的提取分离方法，减少过程步骤，快速、简捷地提取出紫杉醇。
1 材料方法1.1 材料红豆杉树皮提取浸膏，云南张峰植物加工厂；紫杉醇对照品，纯度大于95%，Sigma；固相萃取柱（C18填料，10ml），大连化学物理研究所；GF254硅胶和粗孔硅胶（100~140目），青岛海洋化工厂；层析氧化铝（200~300目），上海新诚精细化学品有限公司。
DU-7紫外/可见分光光度计及FL-750HPLC仪，Beckman公司；XZ-6A旋转蒸发器，北京科龙仪器公司；常压层析系统，Pharmacia公司。
1.2 方法1.2.1 液-液萃取称取红豆杉树皮浸膏于锥形瓶中，加CH2Cl2（浸膏CH2Cl2的重量比为1：50），充分溶解，再加入与CH2Cl2等量的水，充分混合后静置分层，分液回收有机相，弃水相。
有机相再加水萃取，重复三次。
将有机相中的CH2Cl2减压蒸出回收，所得固相物溶解于甲醇中，用HPLC作定性定量分析。
1.2.2 固相萃取固相萃取过程包括四个步骤，即固定相活化、样品上柱、淋洗、样品的洗脱。
全过程将速度稳定控制在5~8ml/min。
固定相活化：取乙酸乙酯10ml加入柱中，抽空。
依资助加入甲醇10ml和0.01mol/L(pH5.0)的乙酸铵缓冲液10ml（乙酸铵水溶液），将液面维持在胶层上1~2mm。
上样及淋洗：将样品溶于80%~90%的甲醇乙酸铵溶液中，取0.5ml加入柱中，抽空。
依次用0.01mol/L的乙酸铵溶液10ml、50%的甲醇乙酸铵溶液淋洗，抽空。
紫杉醇的洗脱：在淋洗好的柱子中加入80%的甲醇乙酸铵溶液10ml，收集洗脱液，减压蒸发。
从洗脱液蒸发所得的固体物中取样，溶解于甲醇，作HPLC定性定量分析。
1.2.3 硅胶柱层析硅胶用CHCl2浸泡，超声波脱气5min，重力沉降法装柱（15mm-×260 mm），用CHCl2充分洗出硅胶中的杂质至柱床透明。
样品溶解于CHCl3后上柱，再用CHCl3充分洗去未被吸附的杂质，然后用3：97（v/v）的CH3OH：CHCl3进一步洗脱，收集洗脱峰，HPLC测定紫杉醇的浓度和纯度。
柱层析过程在常温常压下操作。
1.2.4 氧化铝柱层析CH3OH、CHCl3用分子筛脱水，层析用氧化铝190℃真空干燥6h 后，用脱水CHCl3浸泡，超声波脱气5min，装成15mm×260mm的层析柱。
清洗柱后上样，用CHCl3洗去未被吸附的杂质，再用1%的CH3OH、CHCl3（v/v）淋洗，最后用5%的CH3OH溶液洗脱出紫杉醇。
HPLC测定其纯度，柱层析过程在常温常压下操作。
1.2.5 制备薄层层析用GF254硅胶自制100mm×200mm层析薄板，105℃活化0.5h，样品用CH3OH溶解，配成10mg/ml的溶液。
毛细管点样，成线状，每板点样量在2mg左右。
在对照板中点标准品和样品，用氯仿-甲醇（95：5）展开，254nm紫外光下确定紫杉醇的Rf值。
切割并收集制备板上的紫杉醇带，用CH3OH洗脱下硅胶上吸附的紫杉醇，HPLC测定其纯度。
1.2.6 紫杉醇的定量定性分析采用HPLC对紫杉醇作定性定量分析：4.6mm×250mm的C18柱，检测波长为227nm，等梯度洗脱，流动相为甲醇-乙腈-水（20：32：48），流速1.0ml/m in。
以紫杉醇标准品为对照，外标法作定量分析。
2 结果及分析2.1 液-液萃取以1：1的二氯甲烷-水对粗品液-液萃取，紫杉醇富集到有机相。
实验中发现，有机相与水相的分层速度慢，并有乳化现象。
液-液萃取的紫杉醇回收率为94.6%，紫杉醇含量从0.65 %提高到1.23%。
液-液萃取的缺点在于产生的废水较多。
2.2 固相萃取用50%的CH3OH洗涤，紫杉醇不会被洗下，而浓度加大到80%，即可将紫杉醇从萃取柱洗脱。
样品经一步固相萃取，紫杉醇浓度可提高8.9倍，回收率为100%。
与液-液萃取相比较，固相萃取的优点体现在快速、简单、便于自动化。
同时，固相萃取的分离效率明显高于液-液萃取。
2.3 硅胶柱层析紫杉醇在硅胶柱上的保留较强，用CHCl3淋洗时，紫杉醇不被洗出。
而用3%的CH3-OH：CHCl3（v/v）洗脱，可分离出两个峰。
HPLC分析表明，其中的第二个峰，即图1中峰1为紫杉醇。
实验中还发现，在层析流动相中添加0.05%4 水时，分离出的紫杉醇纯度有所提高，分离速度也能显著加快。
经硅胶柱层析，能获得纯化20倍以上、纯度大于14%、回收率大于98%的紫杉醇。
2.4 氧化铝柱层析紫杉醇在氧化铝柱上的保留和分离大致相同。
用最佳流动相和高活性（即含水量低）的吸附剂分离芳烃异构体，氧化铝柱往往要比硅胶效果好得多。
用5%的甲醇洗脱，可将大部分紫杉醇洗出。
Carver等认为，氧化铝能使糖基化的紫杉醇转化为紫杉醇，从而增加了紫杉醇的总量，使紫杉醇的回收率可能大于100%。
我们的实验也发现了这一现象，这一现象的确切原因还有待于深入探索。
2.5 制备薄层层析硅胶薄层层析（TLC）原理与硅胶柱层析原理一致。
TLC可将样品分离出11条以上的色带，紫杉醇带在薄板的中部（Rf≈0.5），呈现紫红色。
应用TLC纯化紫杉醇，一步可将紫杉醇含量从0 .65%提高到13.9%，回收率为99.7%。
2.6 预处理的比较各处理步骤比较如表1。
表1中数据可知，以氧化铝柱层析纯化紫杉醇的效率最高。
氧化铝介质便宜，能充分利用有限的红豆杉原料，是一可行的纯化紫杉醇方法。
其次是硅胶柱层析，浸泡好的硅胶半透明，在玻璃层析柱上能观察到层析进展情况，操作很直观。
TLC的优点是设备简单、有机溶剂消耗很少。
但TLC处理量较小，工业放大困难。
固相萃取的优点体现在简单、便于自动化、能显著减少溶剂的用量。
表1 预处理步骤对紫杉醇纯化效果的比较-------------------------------------------------------------------------步骤样品量(mg) 紫杉醇(mg) 纯度(%) 回收率(%) 纯化倍数粗品22.50 0.146 0.65 100 1液-液萃取11.79 0.145 1.23 99.3 1.9固相萃取 2.27 0.146 6.44 100 9.9硅胶柱层析0.98 0.144 14.63 98.9 22.5氧化铝柱层析0.79 0.205 26.3 140.5 40.5薄层层析 1.05 0.146 13.91 99.7 21.4-------------------------------------------------------------------------2.7 初分离工艺的提出HPLC分析表明，粗品经过氧化铝柱层析处理后，极性比紫杉醇弱的物质基本被除去，而极性比紫杉醇稍强的杂质用正相柱已很难分离。
仅经一步正相柱层析，样品中的成分还较复杂，若直接上HPLC制备，必将影响HPLC柱的使用寿命、进料量等。
因此，有必要对样品作进一步的处理。
较理想的工艺集成是氧化铝正相柱层析处理后采用一步反相层析，即采用一步C18固相萃取，以除去极性比紫杉醇稍强的杂质。
实验结果如表2，预处理工艺纯化紫杉醇的纯化倍数达60以上，紫杉醇回收率为135.5%，纯度为42.2%。
表2 预处理工艺纯化紫杉醇结果--------------------------------------------------------------------------步骤样品量(mg) 紫杉醇(mg) 纯度(%) 回收率(%) 纯化倍数粗品85.50 0.555 0.65 100 1氧化铝柱层析 2.99 0.775 25.9 139.7 39.8固相萃取 1.78 0.752 42.2 135.5 64.9--------------------------------------------------------------------------3 结论本工艺主要目的是简便除去紫杉醇类似物及其它生物碱，获得初步纯化的紫杉醇。
过程采用价格低谦的氧化铝为层析介质，省略了液-液萃取步骤，简化了分离工艺，提高了分离效率，有利于工业放大。
氧化铝柱层析处理云南红豆杉针叶浸膏，紫杉醇的回收率大于140%，这使有限的红豆杉资源能得以充分的利用。
采用优化的初分离工艺，从浸膏中有效地分离出了紫杉醇。
样品经此初分离工艺处理后，可直接上HPLC制备柱。
初分离工艺提取紫杉醇的纯化倍数为64.9，纯度为42.2%。