紫杉醇提取纯化方法的研究进展

紫杉醇提取纯化方法的研究进展 第32卷第l2期 2010年l2月 宜春学院 JournalofYichunCollege V01.32.No.12 Dec.2010 紫杉醇提取纯化方法的研究进展 罗小梅.王昭阳 (福州恒丰量子生物科技有限公司,福州350003) 关键词:紫杉醇;提取;纯化 380X【2010)12—0092—03 中图分类号:R932文献标志码:A文章编号:1671—紫杉醇是红豆杉属植物中的一种复杂的次生代谢产物, 属二萜类化合物.其抗癌机理独特],活性广谱高效,是 目前所发现的惟一一种通过促进微管聚合和稳定已聚合微 管来使细胞分裂停止于有丝分裂期,阻断了细胞的正常分 裂的抗癌药物.紫杉醇主要用于治疗卵巢癌和乳腺癌,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. 1紫杉醇的来源 1963年美国化学家瓦尼(M.C.Wah1)和沃尔(Monre E.Wal1)首次从一种生长在美国西部大森林中的短叶红豆 杉树皮和木材中得到了紫杉醇的粗提物并发现其具有抗癌 活性.但直到1969年,紫杉醇单体才被分离出来.此后, 在红豆杉属的多种植物中均发现有紫杉醇存在.迄今为止, 红豆杉属植物仍是紫杉醇的最重要的来源.除了可从其树 皮和枝叶中直接分离得到紫杉醇外,其树叶中含量很高的 10一去乙酰巴卡亭III也是人工半合成紫杉醇的原料j.此 外,紫杉醇还可以从全人工合成_3】,真菌发酵],细胞培 养及生物合成等途径获得. 2紫杉醇的提取 紫杉醇的粗提多采用甲醇,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.余广鳖等'.发现,在甲醇,乙醇,丙酮,二氯甲烷, 三氯甲烷,乙酸乙酯,乙醚7种单一溶剂中,浸提效果以 甲醇最好.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. 2.1液液萃取法 粗提浸膏用二氯甲烷一水,三氯甲烷一水或环己烷一 二氯甲烷等进行萃取;也有人采用甲醇和正己烷及三氯甲 烷和0.5mol/LNa2CO体系萃取L8].液液萃取操作简单, 但提取物含杂质量多,回收率不高. 2.2固液萃取法 红豆杉粗提浸膏用低极性有机溶剂如石油醚j,正己 烷n伽等有机溶剂进行脱脂处理,以除去树脂,油脂,精 油,甾醇等低极性杂质. 2.3固相萃取法 Supelco固相萃取法(SPE)是近2O年来发展起来的一 项具有省时,省溶剂,萃取效率高以及有更好的选择性等 优点的新型萃取方法.此方法可快速去除样品中的与被分 离物极性相差较大的杂质.张志强等人研究了硅胶, C18硅胶和氧化铝3种固相柱对紫杉醇的萃取效果,发现 氧化铝固相柱的萃取效果最好. 2.4超临界流体萃取法 超临界流体萃取过程是利用处于临界低压和临界温度 以上的流体具有特异增加的溶解能力而发展出来的化工分 离新技术.利用CO超临界流体,加入甲醇或乙醇作为夹 带剂,可使红豆杉树皮中的大部分紫杉醇得到有效提取, 回收率达85%,选择性好,杂质少.乔亮杰等进行 了曼地亚红豆杉枝条中紫杉醇的溶剂提取,超声提取和 CO超临界流体萃取的对比实验,结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明CO:超I界流 体萃取的选择性最好.与传统溶剂提取相比,超临界流体 萃取法具有 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 简单,时间短,无溶剂残留的特点,但是 对设备要求高,生产成本高,因而应用受到了限制. 2.5沉淀法 利用紫杉醇在己烷中可产生沉淀的性质可以提取紫杉 醇.将紫杉醇粗提物用极性溶剂溶解,再加入己烷或石油 醚等非极性溶剂,可以得到紫杉醇沉淀.还有人通过向 极性溶剂的提取物中加入水或碱性水液或酸性水液来使紫 杉醇析出[15A61o 3紫杉醇的纯化 3.1柱层析法 柱层析法是目前分离紫杉醇最常采用的方法,包括正 相的硅胶,氧化铝柱层析,反相的C柱层析以及吸附的大 孔树脂等.其中碱性氧化铝柱层析在分离紫杉醇中的表现 突出,由于红豆杉体内的糖基化紫杉醇在浸膏与氧化铝接 触时发生的放热反应中转化为紫杉醇,使基水溶性大大降 低,易于被有机溶剂洗脱下来,使糖基化紫杉醇和游离态 紫杉醇都得到有效分离?.紫杉醇具多环结构,容易被聚 苯乙烯等带有苯环的树脂特异性吸附.张志强等?采用聚 苯乙烯型大孔树脂有效地从红豆杉甲醇浸膏中脱除色素, 分离得到紫杉醇并且将紫杉醇含量提高到2.15%.郭立 佳?利用H7~18型大孔树脂纯化紫杉醇,并且适用于从大 收稿日期:2010—08—24 基金项目:福建省科技厅社会发展重点项目(2007Y0008). 作者简介:罗小梅(1982一),女,福建龙岩人,助理工程师,主要从事生物酶技术的研 究工作. ? 92? 第12期罗小梅,王昭阳:紫杉醇提取纯化方法的研究进展第32卷 量真菌培养液中分离紫杉醇.刘兴宝等利用XAD1600型 大孔树脂富集7,木糖一1O一去乙酰紫杉醇的酶解产物1O 一 去乙酰紫杉醇,回收率达96.5%,含量20.5%. 3.2薄层层析法 利用TLC的梯度展开来分离紫杉醇,将粗提液在薄层 板上进行两梯度展开,可使紫杉醇与其它紫杉烷类达到满 意的分离效果".庄晓蕾将TLC结合紫外分光光度法 测定紫杉醇取得较好效果.董慧茹以正己烷一二氯甲烷 一 甲醇一三乙胺(体积比4.5:3.5:0.5:1.O)四元体系为展 开剂,在硅胶薄层板上成功地分离了紫杉醇和三尖杉宁碱, 所得斑点清晰,无拖尾.同时以该体系为展开剂,使用薄 层色谱法指导分离提取紫杉醇和三尖杉宁碱过程中反相色 谱流分的合并,方法快速,简单,成本低,取得了满意的 结果. 3.2制备型高效液相色谱 制备型HPLC在分离紫杉醇方面有起重要作用.有人 研究发现,用ZorbaxSW—Taxane柱无论在正相和反相条件 下都有较好的分离效果,纯度可达98%.但由于HPLC制 备量小,应用受到限制J. 3.4高速逆流色谱 高速逆流色谱HSCCC是2O世纪80年代发展起来的一 种连续高效的液液分配色谱分离技术,具有样品无损失, 无污染,高效,快速和大制备量分离等优点.由于HSCCC 与传统的分离纯化方法相比具有明显的优势,因此此项技 术己被广泛应用于中药成分分离.有望成为紫杉醇大规模 生产技术. 3.5胶束动电毛细管色谱法 胶束动电毛细管色谱法MECC是一种新型的分离提纯 技术,具有高效,使用溶剂少,分离快速等特点.陈菁 等J采用MECC,以脱氧胆酸钠为(SDC)为手性拆分剂, 建立了红豆杉中7种紫杉烷类化合物的胶束动电毛细管色 谱分离方法.MECC的局限是其处理量小,操作复杂. 3.6膜分离法 膜分离法是分离紫杉醇的有效方法.有人采用平板式, 中空纤维式和管式膜组件,对超滤膜和反渗透膜在紫杉烷 类的分离过程中的应用进行研究,表明膜分离技术可使浸 膏中紫杉烷浓度提高5倍.还有人发现0.2m尼龙或 PVDF膜对紫杉烷有拦截作用J.说明该方法分离植物细 胞或真菌培养液中的紫杉醇是一种非常可行的技术. 3.7化学反应法 紫杉醇和三尖杉宁碱的结构非常相似,常规分离手段 很难将它们分开.有学者尝试用化学反应的方法将三尖杉 宁碱C一13侧链末端的双键氧化,从而将其与紫杉醇分离. Murry和KingstonIz分别用含1—10%的臭氧空气和液溴作 氧化剂氧化三尖杉宁碱的烯键,再过柱层析能有效分离纯 化紫杉醇. 综上所述,紫杉醇的提取和纯化方法众多,各有优势, 为紫杉醇的大量生产提供了更大的选择性和可能性.针对 目前紫杉醇供不应求,价格高昂的现状,福州恒丰量子生 物有限公司的研发团队也正在积极进行紫杉醇提取新技术 的探索,采用多酶体生物技术来提高紫杉醇的提取率,力 争为红豆杉资源的开发及紫杉醇产业的发展提供一种全新 的生产技术. 参考文献: [1]SchiffPB,FantJ,HorwitzSB.Promotionofmicrotubule assemblyinvitrobytaxol[J].Nature,1979,(277):665— 667 [2]0jimaI,HabusI,ZhaoM,etla.Newandeffifient印proa- chestothesemisynthesisoftaxolanditsC一13sidechain analogsbyme~ril8ofB—lactamsynthonmethod[J].Tetra- hedron,1992,48(34):6985—7012 [3]李力更,吴明,史清文.天然抗癌药物紫杉醇的全合成 [J].天然产物研究与开发,2008,20(6):1104—1107, 11l3 丛铭均,王艳红.紫杉醇及其产生菌的研究现 [4]邴志刚, 状[J].中国药业,2008,17(20):64—66 [5]孔建强,王伟,朱平,等.紫杉醇生物合成的研究进展 [J].药学,2007,42(4):358—365 [6]余广鳖,梅兴国,柯铁,等.不同溶剂浸取红豆杉细胞中 的紫杉醇的研究[J].华中理工大学,2000,28 (11):83 [7]Kasitu,GertrudeC,Noah,eta1.Processformassproduction ofGMPpaclitaxelandrelates:US,6469186[P].2002—10 — 22 [8]郭立佳.紫杉醇分离纯情化工艺的研究[D].无锡:江 南大学,2006 [9]惠俊峰.从红豆杉中提取紫杉醇及10一DAB的研究 [D].西安:西北大学,2006 [1O]李春斌,佟憬憬,范圣弟.东北红豆杉紫杉醇的提取纯 化与HPLC 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 [J].大连民族学院,2005,7(5): 23 [11]张志强,王云山,田桂莲,等.固相萃取及反相层析分离 提纯紫杉醇[J].药物生物技术,2000,7(3):157—160 [12]Jenmn~DW.Supercriticalextractionextractionoftaxol fromthebarkofTaxusbmvioha[J].JSupercriticFlu, 1992,5(1):1 [13]乔亮杰,满瑞林,倪网东,等.曼地亚红豆杉枝条中紫杉 醇的提取纯化研究[J].中国中药杂志,2009,34(8): 973—976 [143Pandey,RameshC,Yankov,eta1.Isolationandpurification ofpaclitaxelfromorganicmattercontainingpaclitaxel, cephalomannineandotherrelatedtaxanes:US,5654448 [P].1997—08—05 [15]17oo,SamuelSiangKiang,Bai,eta1.Methodforhighyield andlargescaleextractionofpaclitaxelfrompaclitaxelcon- tainingmartial:US,6136989[P].2000—10—24 [16]Bui—Khac.Processrofextractionandpurificationofpaeli. taxelfromnatural8ources:US,6452024[P].20o2O9一l7 [17]周晓蕾,李芝芬.紫杉醇研究概况[J].保定师专, 1999,12(2):43—47 [18]张志强,许建峰,苏志国.树脂层析法脱色和浓缩紫杉 醇[J].高校化学工程,1999,13(2):161—164 [19]郭立佳.紫杉醇分离纯化工艺的研究[D].无锡:江南 大学,2006 [2O]刘兴宝,栾宏伟,葛广波.大孔吸附树脂提取7一木糖 一 lO一去乙酰紫杉醇酶解产物1O一去乙酰紫杉醇[J]. 天然产物研究与开发,2009,(21):496—501 ? 93. 第12期宜春学院第32卷 [21]MatysikG,Glowniak,JozefczykA,etal,Stepwisegradient thin—layerchromatographyanddensitometricdetermination oftaxolinextractsfromVal~OUSspeciousofTaxus[J]. 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