青蒿素的发现,提取及一系列发展应用

青蒿素的发现，提取及一系列发展应用

1.时代背景：时代背景.mp4

世界上影响人数最多的疾病并非现在深受关注的艾滋病，而是一种堪称“历史悠久”的疾病——疟疾，也就是俗称的“打摆子”，同时，它也是当今除艾滋病外，上升趋势最为显著的一种传染病，每年2～3亿人感染此病，200多万人死亡。19世纪从南美洲金鸡纳树皮中得到的奎宁曾成为最有效的药物，治愈了众多的疟疾患者。20世纪第二次世界大战后模仿奎宁基本结构而合成的一批新药如氯喹、伯喹也曾救治过无数的病人。但是20世纪60年代出现抗药性疟原虫后，以往常用的抗疟药（如氯喹、磺胺、奎宁等）的效果便不复存在，以至于造成了无药可医的局面，特别在东南亚、非洲地区情况更为严重。青蒿素类药物的出现以其副作用低且不易产生抗药性而被誉为“治疗疟疾的最大希望”。

2.什么是青蒿素时代背景.mp4

◆分子式为C15H22O5，分子量282.33，组分含量：C 63.81%，H 7.85%，O 28.33%。

◆无色针状晶体，味苦。

◆在丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸中易溶，在乙醇和甲醇、乙醚及石油醚中可溶解，在水中几乎不溶。

青蒿素（Artemisinin）又名黄蒿素，是一种具有过氧桥的倍半萜酯类化合物。分子式为C15H22O5，分子量为282.34，具有过氧键和δ-酯环，有一个包括氧化物在的1，2，4-三恶烷结构单元，在自然界中是非常罕见的，它的分子中包括7个手性中心。青蒿素为无色针状结晶，熔点为156～157℃，易溶于氯仿、丙酮、乙酸乙酯和苯，可

溶于乙醇、乙醚，微溶于冷石油醚，几乎不溶于水。因其具有特殊的过氧基团，对热不稳易受湿、热和还原性物质的影响而分解。

3.为什么要选用青蒿治疗疟疾？

疟疾是一个非常古老的疾病。我们的先人对它还是有一定办法的。在晋代洪所著的《肘后备急方》中就有关于疟疾的治疗方药，原文如下：青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之。意思是，用一把青蒿，以二升的水浸渍以后，绞扭青蒿，取得药汁，然后一次服尽。可别小看这几句话，它说明，我们的古人对于青蒿截疟已经有了很深入的认识。

4.验证青蒿素对疟疾的治疗效果实验：

为什么在实验室里青蒿的提取物不能很有效地抑制疟疾呢？是提取方法有问题？还是做实验的老鼠有问题？

“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”为什么这和中药常用的高温煎熬法不同？原来古人用的是青蒿鲜汁！温度！这两者的差别是温度！很有可能在高温的情况下，青蒿的有效成分就被破坏掉了。改用沸点较低的乙醚进行实验，她在60摄氏度下制取青蒿提取物。接下来在实验室里，青蒿提取物对疟原虫的抑制率达到了100%！

5.其实青蒿素是从黄花蒿中提取而来，为什么命名为青蒿素？

在植物学畴里，青蒿和黄花蒿是同属菊科的两种植物，此后定名的青蒿素其实存在于黄花蒿中，青蒿中反倒没有。而在中医药领域，青蒿和黄花蒿却被统称为青蒿。

中药研究所提取“青蒿素Ⅱ”晶体并将其命名为青蒿素时间最早，但省药物研究所改进了提取方法，采用“溶剂汽油法”大幅提高了提取效率，并且确定了优质黄花蒿产地，“523任务”后续进行的动物药理毒性试验和临床试验研究，用的其实都是“黄蒿素”。青蒿素命名的“青黄之争”，成了一场纠缠不清的“文字官司”。直到1978年，“523”项目科研成果鉴定会上，按中药用药习惯，将中药青蒿抗疟成分定名为青蒿素。

但争议并未止歇，以至于2000年版的《中国药典》中还在为此做着修正：将中药青蒿原植物只保留黄花蒿一种。

6.青蒿素的提取：

青蒿素虽然已经可以人工全合成，但其成本很高，无法工业化生产。目前，青蒿素的主要来源仍然是从植物黄花蒿中提取分离。黄花蒿分布较广，但由于产地的不同，所含青蒿素的差异极大（0.1%-1.3%）其中仅有部分产地（、、XX、等地）的黄花蒿具有工业价值。青蒿素原料药的90%来自中国。

最早用乙醚提取：高温会破坏青蒿中的有效成分，随即另辟蹊径采用低沸点溶剂乙醚进行实验。以萃取原理为基础，挥发

油主要采用水蒸汽蒸馏提取，减压蒸馏分离，其工艺为：投料—加水—蒸馏—冷却—油水分离—精油；非挥发性成分主要采用有机溶剂提取，柱层析及重结晶分离，基本工艺为：干燥—破碎—浸泡、萃取（反复进行）—浓缩提取液—粗品—精制。

目前从黄花蒿中提取分离青蒿素的方法主要有：超临界二氧化碳提取法[2]

丙酮-硅胶柱层析法[3]

低沸汽油-超短粗型球状扩空硅胶过滤柱层析法[4]

稀乙醇渗漉-连续萃取法[5]

微波提取法[6 ，7]

石油醚-超声波提取法[8]

乙醚冷浸法[9] 最早使用方法

溶剂汽油提取-浓缩-结晶法[10]

Vonwiller的甲醇-乙醇-乙醚提取法[11]

Paniego的新鲜组织甲苯提取法[12]

Elsohly等的正己烷-乙腈法[13]

其中溶剂汽油提取-浓缩-结晶法操作简便、成本低廉、是大多数提取生产厂家广泛采用的方法。

7.青蒿素对疟疾的作用机制：

摘要青蒿素是中国自主研制的抗疟良药, 高效、低毒, 许多基于青蒿素研发的衍生物具有良好的抗疟效果, 近年来已

成为抗疟的一线药物, 受到世界医疗卫生界的充分肯定. 虽然青蒿素作用机制青蒿素结构奇特, 抑疟效果显著, 但40 年来其生物作用机制之谜一直未被彻底破解.针对血红素青蒿素类药物的作用机制, 提出了不同的假说, 如血红素参与青蒿素的激活并被烷基化从线粒体而起到抑疟作用, 线粒体参与青蒿素的激活和作用过程, 某些特定的蛋白是青蒿素作用靶点等. 除抑疟外, 青蒿素类药物在杀灭其他种类寄生虫、抑制某些癌症细胞以及抗病毒、治疗类风湿等方面也有一定作用. 下面将对青蒿素类药物作用机制的研究进行综述及展望, 包括抗疟疾过程中的药物激活、作用靶点

破解青蒿素作用机制不仅可以加深人们对这种

药物的认识, 而且对于其正确使用, 如增效、防止抗疟株的产生, 以及新型抗疟药物的设计都有重要意义.目前提出的青蒿素作用机制假说基本涉及两个方面: 青蒿素的激活和青蒿素的作用靶点.

青蒿素的激活：

(1) 铁参与青蒿素的激活. 青蒿素抗疟研究中,铁是大家关注的焦点之一. 目前, 一种比较普遍的观点是青蒿素的激活是通过含铁的途径进行的. 通过监测青蒿素产生自由基的过程认为, 铁在青蒿素抗疟过程中发挥了重要作用. 通过电子顺磁共振技术(EPR)及捕获剂DMPO 进一步揭示了二者之间的关系，失去铁离子的参与，青蒿素的作用效率大大降低

(2) 血红素(heme)参与青蒿素的激活：