大孔树脂在天然药物分离纯化中的应用

大孔吸附树脂又称全多孔树脂、聚合物吸附剂，是一类不含离子交换基团、具有大孔网状结构的高分子吸附剂，属多孔交联聚合物，对有机物具有分离、富集的作用。其一般为白色、乳白色或黄色颗粒，有些新型树脂为黄色、棕黄至红棕色，粒度通常为20～60目。物理化学性质稳定，不溶于水、酸碱及亲水性有机溶剂，加热不溶，可在150 ℃以下使用。大孔树脂具有良好的网状结构和很大的比表面积，是吸附性和分子筛性分离原理相结合的分离材料，它的吸附性是由于范德华引力或产生氢键的结果。

应用

大孔树脂应用于天然药物中活性部位的分离纯化

 1.1 黄酮类

黄酮类化合物种类繁多且具有广泛的生物活性，国内外学者对其研究越来越多，也越来越深入。Wei等采用大孔树脂富集纯化披针新月蕨根茎中的黄酮类成分，通过静态吸附和解吸附实验从7种大孔树脂中选定HPD-500为型号树脂，再根据动态吸附、解吸附实验和正交试验制定一套工艺，样品经大孔树脂处理后黄酮的量由21.85%增加到63.12%。储晓琴等将乙醇提取所得的百蕊草浸膏适量加蒸馏水，超声30 min溶解，置于离心管离心所得上柱液，D-101大孔吸附树脂对其总黄酮进行分离纯化，其产品质量分数较百蕊草浸膏中总黄酮的量（2.91%）提高了4倍多。Guo等选用H-103对竹叶中黄酮碳苷进行纯化，使其中6种黄酮碳苷的纯化率和回收率大幅度提升。Han等采用烷基多糖苷表面活性剂超声提取山楂叶，再通过APG-0810富集分离牡荆素鼠李糖苷和牡荆黄素，纯化率和回收率均得到提升。综上所述，大孔吸附树脂技术较为广泛地应用于黄酮类成分的分离纯化，且效果显著、工艺简单稳定、成本较低，为该类成分的工业化生产提供了更多可能。

1.2  生物碱类

应用大孔吸附树脂从天然产物分离富集生物碱，多以生物碱的吸附量和洗脱率为考察指标，从诸多常见型号大孔吸附树脂中进行筛选。陆世惠等在分离纯化两面针总生物碱实验中，逐级降低乙醇体积分数上大孔树脂柱，进行乙醇体积分数梯度吸附，克服了醇提液一次性回收乙醇后出现大量沉淀、水难溶沉淀、容易堵柱等缺点，在富集总生物碱的同时还实现了把各成分按极性大小初步分离的目的，与梯度洗脱异曲同工。总的来说，目前常用方法得到的生物碱提取液，除含有生物碱及其盐类之外，还含有大量其他脂溶性成分或水溶性杂质，需要进一步纯化处理。相比较而言，其他各种纯化方法效率低、操作复杂、成本较高，大孔树脂法所用洗脱剂为不同浓度的乙醇，毒性较低、操作简易，因此大孔树脂法为分离提取生物碱较为理想的方法。

1.3  皂苷类

皂苷广泛存在于天然产物中，是一类具有降血糖、调血脂、抗病毒、抑制肿瘤和免疫调节等多种药理作用的化学成分。Liu等采用静态吸附与解吸的方法，并通过优化温度和乙醇浓度，在7种不同大孔树脂中，D-101对重楼皂苷的纯化率从6.7%提升到32.35%，回收率达到85.47%，为从重楼以及其他植物中分离皂苷提供了方法。盛华刚等对夏枯草总皂苷的研究中发现，应用D-101型树脂分离纯化时，所含的杂质尤其是叶绿素等一些脂溶性杂质会污染堵塞树脂，故需对药液进行预处理，以除去这些杂质。Cheng等使用HPD-300大孔树脂对蒺藜总皂苷进行纯化，使其回收率和纯化率达到87%和68%。综上所述，通过精心挑选树脂类型，合理设置工艺参数，利用大孔树脂精制皂苷就可以达到选择性好、皂苷产量大并且纯度高的良好效果。

1.4  多糖类

多糖是一类重要的活性成分，具有抗感染、抗凝血、降血糖、促进核酸与蛋白质的生物合成作用。但对天然药物中多糖成分的提取、分离和纯化还存在很多困难。Li等从3种大孔树脂中选择AB-8对黄芪多糖进行纯化，黄芪的纯化率高达94.68%。陶遵威等对苦豆子醇提并除去生物碱后的药渣直接进行脱蛋白（1/4倍量的Sevage试剂）处理，反复操作至无蛋白层为止；再醇沉，低温沉淀过夜，离心，沉淀用无水乙醇和丙酮反复洗涤至上清液无色；最后冻干得到脱蛋白粗多糖的方法。采用苯酚-硫酸比色法测定多糖浓度，发现AB-8树脂对苦豆子多糖的分离纯化，纯化能力强，回收率高，使多糖质量分数由原来的71.30%提高到88.90%。吕新建等用LSA-5大孔树脂纯化沙枣多糖时，醇提液浓缩后用95%乙醇醇沉后，再用Sevage法除蛋白后上柱分离，55%乙醇为洗脱剂，解吸率达到95.49%，且影响吸附效果的因素依次为pH值＞上样量＞上样液浓度。大孔树脂应用于多糖成分的提取，大大缩短了工艺时间，达到脱色、脱蛋白的目的，更加适应于工业化的连续生产。

1.5  萜类

萜类化合物是一类骨架庞大、种类繁多、数量巨大、结构千变万化、具有广泛生物活性的重要天然成分。对于萜类成分的研究，一直是较为活跃的领域，也是寻找和发现活性成分的重要来源。莫永俊等通过对5种不同类型的大孔树脂的吸附解析性能进行考察，发现AB-8型大孔树脂最适合五味子总三萜的精制纯化，首先用低浓度乙醇洗脱树脂柱以除去杂质量高的组分，然后用高浓度乙醇洗脱树脂柱以获得有效物质量高的组分。经过纯化后终产品中有效物质的量显著提高，总三萜的质量分数由3.76%提高到13.96%。

1.6  有机酸和酚类

冀德富等在用大孔树脂纯化叶下珠总多酚的实验中，着重考察其吸附、解吸参数，选择效果较好的HPD-100型大孔吸附树脂。实验中发现，在利用大孔树脂纯化时，应尽量滤去上样液中的沉淀，上样液澄清度较好时，能提高总多酚纯化率，同时也能提高树脂使用寿命。Kim等次利用HP-20型大孔树脂从深褐色海藻腔昆布中纯化出了多酚类物质，海藻首先用70%酒精在70 ℃条件下提取16 h，滤过，提取液经喷雾干燥，加入树脂中吸附后用40%乙醇、体积流量1 mL/min洗脱4个柱体积，提取物中对多酚的回收率高达92%。Zhu等在对琥珀酸的分离中，通过对HPD-300、HPD-400、HPD-450、HPD-500、HPD-800、AB-8和NKA-9 7种不同的大孔树脂进行比较，在pH 2.0，质量浓度50 mg/mL，温度为10 ℃时，NKA-9对琥珀酸的吸附能力为155.9 mg/g，这源于NKA-9的极性及其孔径，并且非常符合朗缪尔和弗罗因德利克方程。魏冬青等大孔树脂以丹参总酚酸的量和转移率为指标，先用水洗脱，再分别用20%、40%、60%、80%乙醇洗脱，收集洗脱液，分别以无FeCl3反应为洗脱终点。通过建立紫外-可见分光光度法和高效液相法相结合的定量测定方法对丹参总酚酸和丹酚酸B进行测定，结果表明大孔树脂富集功能明显高于传统的水提醇沉法。综上所述，大孔树脂法较传统的方法，更加节省溶剂，提高效率。

1.7  色素

天然植物中富含色素，合适的大孔吸附树脂可分离富集其中的某种色素。吴建雄等以红花为材料，采用HPLC测定羟基红花黄色素A的量，通过单因素试验考察上样液pH、洗脱剂体积分数和用量、药材-树脂质量比对纯化工艺的影响，通过中试及工业化生产验证优选的纯化工艺。随试验规模的逐步放大，D-101型大孔树脂的平均洗脱率呈逐步提高的趋势，原因可能是随试验规模的放大，树脂增多会导致流速有所减慢，尤其在用乙醇洗脱时，树脂会有不同程度的溶胀，从而增加了孔内扩散时间；同时用乙醇替换水解吸时，乙醇溶于水属于放热过程，在一定程度上也促进了解吸。赵文恩等在大孔树脂纯化枣皮红色素的研究中，采用静态吸附-解吸的方法，使用AB-8型大孔树脂，洗脱条件下，吸附率达65.6%，洗脱率达98.2%。该方法操作简单、无污染、使用试剂量少，适用于该种色素的分离。

1.8  鞣质

我国70%以上的中药含鞣质类化合物，如槟榔、地榆、叶下珠等均含有大量鞣质，如何进行开发利用，是摆在科研人员面前的一项重要的任务。王辉宪等将刺葡萄籽低聚原花青素粗提物经YWD-06C树脂纯化后，收集20～30 mL阶段洗脱液，用盐酸-正丁醇法测得其中原花青素的量达92.57%。用本方法纯化刺葡萄籽低聚原花青素，不仅可以去除提取物中大部分杂质，提高原花青素的量，而且可以富集原花青素纯化物中的二聚体B2，葡萄籽低聚原花青素产品中B2量的提高，将大大提高产品的抗氧化能力和药用价值，也将大大提高产品的经济价值。

1.9  苯丙素类

苯丙素类成分有抗病毒、抗肿瘤、抗凝血等功效，越来越引起研究者们的研究兴趣。朱金芳等以香豆素的吸附量为指标，采用单因素试验法对影响菊苣提取物纯化效率的因素进行优化，分别采用UV和HPLC测定纯化后固形物中总香豆素和秦皮乙素的浓度。D-101大孔树脂对上述物质均有吸附能力，各种物质受洗脱条件的影响较大，其洗脱程序为水→30%乙醇→80%乙醇的梯度洗脱，弃去水洗脱液和30%乙醇洗脱液，所收集的80%乙醇洗脱液为纯度较高的菊苣香豆素有效部位。纯化得到的固形物中含47.00%菊苣香豆素和6.38%秦皮乙素，香豆素的转移率为81.74%。五味子甲素和五味子乙素是五味子果实中2种主要的木脂素，Yang等对这2种木脂素进行富集纯化时，通过比较20种不同的大孔树脂中对2种木脂素吸附和解吸能力，选用HPD-500大孔树脂进行处理，溶液上柱后吸附体积流量0.85 mL/min，吸附完毕后90%乙醇洗脱，解吸体积流量0.43 mL/min，处理后五味子甲素的纯化率提高了12.62倍，五味子乙素的纯化率提高了15.8倍，回收率超过80%。熊伟等通过静、动态吸附和洗脱实验，筛选出306型大孔树脂为绿原酸的最适吸附树脂，且当上柱溶液pH值控制在2～3，吸附体积流量为4 mL/min，吸附完毕后用60%乙醇洗脱，洗脱率在90%以上，洗脱液经浓缩干燥后得绿原酸粗品，质量分数达40%以上。

1.10 其他

韩扬等以超声辅助酶法制备的具有ACE抑制活性的燕麦多肽为原料，应用大孔吸附树脂对其进行纯化，通过3种大孔树脂对燕麦多肽的静态吸附率与解吸率的筛选，大孔吸附树脂DA-201-C的特性优于其他2种大孔树脂，具有较好的脱糖、脱盐效果。通过条件优化，使纯化后燕麦多肽的ACE抑制率显著提高，从65.75%提高到78.56%（多肽质量浓度为5 mg/mL）。应用HPLC检测纯化后燕麦ACE抑制肽的相对分子质量分布在240.10～1 920；对纯化前后的氨基酸成分进行分析，纯化后燕麦ACE抑制肽的疏水性氨基酸、芳香族氨基酸和支链氨基酸残基量均高于纯化前酶解产物。银杏中黄酮类化合物为主要生物活性成分，但它们95%以上以糖苷类形式存在，为分离和提纯的主要难点。马朝阳等以银杏提取物的酶水解液为实验材料，对其中的银杏黄酮苷元进行分离和富集。通过静态吸附、解吸实验和吸附动力学研究，从3种大孔吸附树脂中确定YWD-07a型树脂为最适合，得到的银杏黄酮苷元纯度由纯化前的18.5%提高到80.5%，回收率为73.6%，进一步提高了银杏黄酮苷元产品的生物效价和质量。

2 大孔树脂应用于中药复方制剂分离纯化

颜红等以比吸附量和相对比吸附量（RA）为指标，对舒胸片不同组分在5种大孔树脂上的吸附性能进行考察，结果人参皂苷Rb1等6种有效成分在LSA-7、D-101A、HPD-100等5种大孔树脂上的RA不受吸附前初始浓度影响。6种有效成分在树脂上的吸附能力大小顺序为人参皂苷Rb1、三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、川芎嗪、阿魏酸、羟基红花黄色素A。张金花等以盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸的吸附率和解析率为考察指标，运用多指标综合分析优选三拗缓释片提取液纯化工艺，HPD 300大孔树脂对三拗缓释片中的4种有效成分具有较好的吸附效果，工艺参数为每毫升树脂吸附1.67 g生药，树脂柱径高比1︰7，上样液质量浓度为生药0.6 g/mL，上样体积流量4.0 BV/h，2 BV去离子水洗涤，70%乙醇溶液洗脱，洗脱体积流量3.0 BV/h，洗脱量5 BV。

目前，该法已广泛应用于中药新药的开发和中成药的生产，解决中药“粗、大、黑”的问题，促进了中药现代化的发展。