大孔樹脂在中藥分離純化中的應(yīng)用進(jìn)展

       大孔樹脂也被稱為大孔吸附樹脂，是一類無交換基團(tuán)，結(jié)構(gòu)為大孔狀的新型有機(jī)高分子交聯(lián)聚合物。市售大孔樹脂多為白色、乳白色或淡黃色的球狀顆粒，具有大孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能物理吸附有機(jī)物和金屬無機(jī)物。不同極性的樹脂，對不同種類的化合物的選擇性不同，樹脂的比表面積和孔徑大小則決定了其吸附容量。利用大孔樹脂提取純化中藥中活性成分是一種綠色、高效的可工業(yè)化操作的工藝，近年來在中藥領(lǐng)域應(yīng)用較廣，特別是在純化中藥材、提取中藥復(fù)方制劑方面熱度逐年上升。

       大孔樹脂主要以苯乙烯、丙烯酸酯等化合物為基本骨架。不同基本骨架上所帶的功能基不同，使得大孔樹脂的表面極性不同，一般分為極性、弱極性及非極性樹脂。大孔樹脂品種繁多，型號各異，不同型號的樹脂在性能上也有較大差異。目前，國內(nèi)市面上流通的大孔樹脂主要包括：國藥試劑、南開大學(xué)化工廠生產(chǎn)的AB、D、H系列，上海醫(yī)藥工業(yè)研究院的SIP等系列，美國Rohn&hass公司生產(chǎn)的XAD系列以及日本三菱公司生產(chǎn)的HP系列等。

       1.影響大孔樹脂分離效果的因素

       1.1大孔樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)

       大孔樹脂是一類具有較大比表面積、多孔立體結(jié)構(gòu)的吸附劑，它的吸附能力是由其極性、比表面積、孔容、孔徑，以及能否與被吸附成分形成氫鍵等因素決定的，使用前應(yīng)對大孔吸附樹脂型號進(jìn)行篩選，以使吸附效果達(dá)到最 佳。根據(jù)大孔樹脂所選用的單體結(jié)構(gòu)和極性不同，可將大孔樹脂分為由偶極矩很小的單體聚合制得的不帶有任何功能基團(tuán)的非極性大孔樹脂如D-101、HPD-100等；由含有酯基的單體聚合而成的中極性大孔樹脂如AB-8、X-5等；由含有酰胺基、氰基、酚羥基等極性功能基團(tuán)的單體聚合而成的極性大孔樹脂如S-8、NKA-9等。

       1.2被分離物質(zhì)的性質(zhì)

       大孔樹脂的吸附效果，與被分離物質(zhì)的分子量和極性有直接關(guān)系。在同一種樹脂中，樹脂對具有較大分子量的化合物有強(qiáng)吸附作用，且對化合物的吸附力隨著其極性的增加而增加，此外，若化合物和樹脂間產(chǎn)生了氫鍵，則被吸附能力也增強(qiáng)，則較難洗脫。

       1.3洗脫溶劑的影響

       大孔樹脂吸附有效成分后，需對其進(jìn)行洗脫并測定其洗脫率。選擇合適的洗脫劑，可以提高樹脂的洗脫率，且不會對大孔樹脂的再次使用產(chǎn)生較大的影響。一般情況，使用極性小的洗脫劑對非極性和弱極性大孔樹脂進(jìn)行洗脫，用極性較大的洗脫劑對中極性或極性較大的大孔樹脂進(jìn)行洗脫。

       1.4其他因素

       樹脂的粒徑、樹脂柱的徑高比、上樣流速、洗脫流速等因素，都會影響大孔樹脂對有效成分的吸附。對這些因素進(jìn)行調(diào)整并優(yōu)化，提高分離效果的同時還可以節(jié)約時間。

       2.大孔樹脂在中藥分離純化中的應(yīng)用

       2.1黃酮類

       黃酮類化合物有些是脂溶性的，可選擇以苯乙烯為骨架的D101、AB-8、XDA-1、S-8等非極性或弱極性的大孔樹脂進(jìn)行分離純化。

       應(yīng)用AB-8型大孔樹脂對玳玳花中的總黃酮進(jìn)行富集純化，結(jié)果顯示，AB-8型大孔樹脂可有效富集玳玳花中總黃酮，使玳玳花總黃酮保留量從9.87%提高到36.75%，且吸附快，解吸能力佳。選擇D-101大孔吸附樹脂作為藜麥總黃酮的分離材料，純化后藜麥總黃酮的含量由7.09%提高到28.48%，工藝穩(wěn)定可靠。選用XAD-16樹脂和SP-825樹脂，對光果甘草中的黃酮類化合物進(jìn)行純化，可使黃酮類化合物顯著富集，生物活性明顯提高。

       2.2生物堿類

       生物堿類化合物可以選擇以苯乙烯為骨架的HPD400、NKA-9弱極性或極性大孔樹脂，或以二乙烯苯為骨架的HP-20等非極性大孔樹脂進(jìn)行分離純化。

       研究發(fā)現(xiàn)NKA-Ⅱ型樹脂對6種烏頭生物堿的吸附和解吸能力最好，烏頭草中6種生物堿的含量由5.87%提高到60.3%，回收率為75.8%。研究不同特性的大孔樹脂對天仙子總生物堿的吸附效果，發(fā)現(xiàn)LS-A5B型大孔吸附樹脂的吸附能力強(qiáng)，吸附后天仙子中的生物堿含量比富集前提高了18倍。

       2.3皂苷類

       皂苷類化合物可以選擇以苯乙烯為骨架的HPD300、XDA-5、DM130等非極性或弱極性的大孔樹脂進(jìn)行分離純化。

       用XAD-7HP樹脂柱從麥冬須根中富集總甾體皂甙，在優(yōu)化的動態(tài)條件下，樹脂富集部分的皂苷含量由粗提物中的1.83%提高到13.86%，回收率為82.68%。采用D101大孔樹脂富集純化竹節(jié)參總皂苷，通過優(yōu)化提取條件，使竹節(jié)參總皂苷提取率達(dá)到85%以上。使用SP-700型大孔樹脂分離純化苦蕎總皂苷，在動態(tài)洗脫實驗中，使用體積分?jǐn)?shù)分別為50%和70%的乙醇溶液進(jìn)行分段洗脫時，洗脫率最高可達(dá)88.9%。洗脫液旋干后得到的皂苷含量較提取液中的皂苷含量提高了2倍。

       2.4多糖類

       利用大孔樹脂去除中藥多糖提取物中的非多糖組分，不僅能最 大 程 度保留中藥多糖的有效成分，而且可達(dá)到脫色、脫蛋白的目的，大大縮短了工藝時間，更加適于工業(yè)化的連續(xù)生產(chǎn)。

       采用FL-3型樹脂分離純化龍膽草多糖，結(jié)果表明，龍膽草多糖的含量從26.42%提高到71.29%。有研究通過靜態(tài)和動態(tài)吸附實驗，建立了一種簡單有效的NKA-9型樹脂同時脫色、脫蛋白的方法，并與傳統(tǒng)的兩步法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，經(jīng)NKA-9樹脂吸附后，蛹蟲草多糖的脫色率為80.69%，脫蛋白率為62.51%，多糖回收率為78.08%。

       2.5其他

       大孔吸附樹脂對鞣質(zhì)、色素、醌類、有機(jī)酸、苯丙素類等其他天然產(chǎn)物的活性成分，也有一定的分離純化效果。

       3.相關(guān)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)

       大孔樹脂種類繁多，應(yīng)用范圍廣泛?？紤]到大孔樹脂的合成原料及制備工藝，可能會存在苯系有毒物質(zhì)殘留情況，特別是在大孔樹脂預(yù)處理不充分的情況下，有毒物質(zhì)可能會浸入到提取純化的樣品中，造成安全風(fēng)險。

       原國家食品藥品監(jiān)督管理局和藥品審評中心在2000年發(fā)布了"大孔吸附樹脂分離純化中藥提取液的技術(shù)要求（暫行）"（藥管注[2000]56號）及補(bǔ)充說明，規(guī)定了大孔樹脂殘留檢測指標(biāo)及限度。在中國藥典2020年版一部中應(yīng)用大孔樹脂的品種有132個，檢驗項目147個（其中鑒別127個，含量測定20個），明確使用型號的有6種（D101、AB-8、DA-201、ADS-8、HP-20、GDX-201）均以苯乙烯為基本骨架；使用大孔樹脂提取制備的品種有11個（7個提取物，4個成方制劑），明確有樹脂殘留檢測的品種僅4個（三七三醇皂苷、三七總皂苷、燈盞花素、復(fù)脈定膠囊），這在與中藥要求的把控中藥整體質(zhì)量、安全上有所欠缺。美國、歐洲、日本等國家關(guān)于大孔樹脂殘留檢測未見明確規(guī)定，在各國"RESIDUAL SOLVENTS"項下可查詢到溶劑殘留相關(guān)指標(biāo)。

       大孔樹脂作為分離純化有機(jī)物質(zhì)的材料，具有價格低廉、選擇性高、操作便捷、可重復(fù)利用等特點，被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域，特別是在提取純化中藥材及中藥復(fù)方化合物上并呈逐年上升狀態(tài)。為了提高中藥活性成分的分離純化效果，往往將一種大孔樹脂與其他不同類型的樹脂混用，或?qū)⒋罂讟渲c一些現(xiàn)代分析技術(shù)聯(lián)用，如大孔樹脂與亞臨界水萃取法、高速逆流色譜法、超聲波輔助法、制備型高效液相色譜法等聯(lián)用，這些方法拓寬了大孔樹脂在中藥分離純化方面的應(yīng)用范圍，也使得分離純化的效果更好。

       參考文獻(xiàn)：

       [1]王丹丹,劉芫汐,左甜甜,等.大孔吸附樹脂及其在中藥領(lǐng)域應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國藥事,2022,36(07):826-835.

       [2]胡迎麗,夏璐,雷福厚.大孔吸附樹脂在天然產(chǎn)物的分離純化中的應(yīng)用進(jìn)展[J].化工技術(shù)與開發(fā),2021,50(11):29-34.

       作者簡介：沙羅，中藥研發(fā)工作者，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，致力于中藥新藥的研究開發(fā)。