生物活性物质分离技术（II）发现青蒿素屠呦呦获国际医学大奖2011年度拉斯克奖天然产物的活性成分是由复杂的化学物质组成的，一般认为具有药用价值的物质主要有生物碱、萜类、甾体、黄酮类、蒽醌类、苷类、香豆素类、有机酸、单糖、低聚糖、氨基酸、蛋白质、酶等。天然产物的提取、分离就是利用某种介质尽量使需要的成分和不需要的成分分开，即将具有生理活性的有效成分从天然有机化合物中分离的过程。生物碱（alkaloid）是一类含氮碱基的化合物，能与有机酸反应生成盐类，有类似碱的性质，是天然的含氮有机化合物（蛋白质、肽类、氨基酸及维生素B除外）。生物碱除少数来自动物，如肾上腺素等，大都来自植物，以双子叶植物最多。生物碱存在于植物体的叶、树皮、花朵、茎、种子和果实中，分布不一。萜类化合物是自然界存在的一类以异戊二烯为结构单元组成的化合物的统称，也称为类异戊二烯。该类化合物在自然界分布广泛、种类繁多，迄今人们已发现近3万种萜类化合物，其中有半数以上是在植物中发现的。甾体化合物具有一个四环的（A、B、C、D）母核，这个母核像“田”字，并且在C10和C13处各有一个角甲基，在C17处有一侧链，这样在母核上的三个侧链像“巛”字，“甾”字十分形象的表示了这类化合物，是广泛存在于自然界中的一类天然化学成分。黄酮类化合物系色原酮的衍生物。现代黄酮的定义为：凡两个苯环（A环、B环）通过三碳链相互联结而成的一类成分称为黄酮类化合物，绝大多数为黄色。蒽醌类化合物的基本母核为蒽醌，母核上常有羟基、羟甲基、甲基、甲氧基和羧基等取代基。在天然产物中，蒽醌常存在于高等植物的蓼科、豆科、茜草科和低等植物地衣类和菌类的代谢产物中。蒽醌类具有止血、抗菌、泻下、利尿的作用。在进行植物成分提取分离前，应重视所用植物品种的鉴定、来源和采集季节，并查阅有关文献资料，了解前人对该植物或同属植物中化学成分的分离条件，加以分析，吸取可以借鉴的经验，这会给提取分离工作带来重要的启示。通过化学成分的预试验及探索性实验，再选择设计适当的提取、分离方法，不仅可以保证所需有效化学成分的提出，还可以尽量避免杂质的干扰。天然产物的提取方法很多，按照形成的先后和应用的普遍程度可以分为经典提取及分离方法和现代提取及分离方法。经典提取及分离方法是指出现时间较早且迄今一直被普遍采用的传统方法，即一般提取分离方法。一般提取分离方法包括溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、吸附法、盐析法、透析法、沉淀法、结晶法等，不需要特殊的仪器设备，操作简便易行。这些传统的提取和分离方法应用广泛、工艺简单、成本低廉，所以至今仍为经典。1、溶剂提取法溶剂的选择常见溶剂的极性强弱可根据介电常数大小来判断，介电常数越大，溶剂极性越强。常见溶剂的极性强弱顺序如下：石油醚<二硫化碳<四氯化碳<三氯乙烷<苯<二氯甲烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<丙酮<乙醇<甲醇<乙腈<水<吡啶<乙酸。①强极性溶剂（水）优点：价廉易得，极性强，穿透力强，溶解范围广，如中药中常见的苷类、分子量较小的糖类、氨基酸、蛋白质、生物碱盐类及有机酸盐类等。缺点：进一步分离困难较大（提取液中含有无机盐、蛋白质、糖等较多水溶性杂质），提取液含杂质较多，不宜保存，浓缩困难（水提取液含有皂苷及黏液类成分时会产生泡沫）。②亲水性有机溶剂主要是指甲醇、乙醇及丙酮等。其中乙醇最为常用，它可以溶解生物碱及其盐、苷类及苷元、萜类、木质素、挥发油、树脂、色素、有机酸等。优点：既可溶于水，又可以任意比与亲脂性有机溶剂相混溶；用量少，提取时间短，溶出的水溶性杂质少；对亲脂成分溶解度较好；乙醇提取液毒性小、价格便宜，沸点适中，可重复使用，还具有杀菌作用，不易发霉变质；易浓缩保存。缺点：易燃，甲醇毒性大。③亲脂性有机溶剂主要有石油醚、己烷、苯、乙醚、氯仿、正丁醇等。优点：选择性强，渗入植物组织能力较弱，不易溶出亲水性杂质。极性小，可用于提取亲脂性成分，如挥发油、油脂、叶绿素、树脂、植物甾醇、内酯、某些生物碱及某些苷元等。提取液含杂质少，易于浓缩。缺点：若植物材料还有较多水分，则难以溶出其有效成分，且其挥发性较大，大多易燃、有毒、价格昂贵。天然产物有效成分的提取效果主要取决于提取试剂、提取方法和提取工艺的选择，原料、温度、时间等也有不同程度的影响。（1）材料大小、状态（2）提取温度适宜的温度（3）提取时间水加热煮沸0.5-2h，乙醇加热提取1h。（4）浓度差搅拌、更换溶剂2、水蒸气蒸馏法挥发油又称精油，英文为essentialoils，是存在于植物中的一类具有芳香气味、可随水蒸气蒸馏出来而又与水不相混溶的挥发性油状成分的总称。挥发油为一混合物，其组份较为复杂。主要通过水蒸气蒸馏法和压榨法制取精油。挥发油成分中以萜类成分多见，另外，尚含有小分子脂肪族化合物和小分子芳香族