專利名稱：一種用離子交換樹脂分離苦參總生物堿的方法
技術領域：
本發明涉及一種中藥有效成分的提取分離方法，特別是涉及一種從中藥苦參提取液中提取分離苦參總生物堿的方法，屬中藥領域。
背景技術：
中藥生物堿是自然界中存在的一類重要物質，目前已分離到700多種，它們是中藥中最大一類療效確切，用途廣泛的有效成分，尤其對癌癥、肝病及心腦血管、風濕重大疾病等有獨特療效，如黃連中的小檗堿用于抗菌消炎，麻黃中的麻黃堿用于平喘，蘿芙木中的利血平用于降壓，石蒜中的加蘭他敏對小兒麻痹后遺癥有療效，罌粟果皮中所含的嗎啡堿是著名鎮痛劑；奎寧堿是有價值的解熱藥；苦參中的苦參素類對乙型肝炎有療效；辣椒堿具有許多生理活性和強而持久的消炎鎮痛作用；長春花中的長春新堿用于抗腫瘤等。由于現代疾病對人類的生存威脅的增大，近幾十年來，心腦血管疾病、腫瘤及肝病日益成為威脅人類的主要的原因，因此該類制劑臨床需求量極大。由于生物堿在中藥材中的含量偏低(多數含量為0. 01 % 1 % )，要保證最后制劑的安全有效，必須對其進行精制純化，制備成有效部位甚至有效成分來應用，因此有效部位的精制純化技術就顯得十分重要。中藥制劑行業的“純化”技術是中藥現代化最大的“瓶頸”。由于“純化”技術的落后，中藥整體還是“粗、大、黑”的狀態。通過創新純化技術，可達到“去粗取精”的目的，而被純化了的中藥有效部位，則可滿足各種現代劑型要求，制備出三效(高效、速效、長效)、 三小(劑量小、毒性小、副作用小)、五方便(生產、運輸、攜帶、貯存、應用方便)的現代中藥制劑。現階段，含中藥生物堿類藥材的提取，多根據生物堿的理化特性，采用適宜的溶劑如水、酸水、酸醇及堿醇等，利用浸漬、滲漉、煎煮、回流、超聲等技術將生物堿類成分提取出來，提取工藝已較完善，生物堿提取率能達到90%以上。但由于生物堿在中藥中的相對含量較低，提取時勢必引入大量的雜質類成分，如大量的淀粉、樹膠、果膠、粘液質、色素等，給進一步的去粗取精、純化精制帶來了很大的困難。目前，生物堿純化工藝生產中廣泛應用的純化方法主要是堿化后有機溶劑萃取法及大孔吸附樹脂法(《中藥化學》，肖崇厚主編， 1997年，上海科學技術出版社；《中草藥中生物堿的提取與分離》，蔡艷華，四川化工，2005. (1)39)。有機溶劑萃取法是利用親脂性生物堿溶于親脂性有機溶劑，而其鹽溶于水的性質，通過將生物堿酸堿轉化，利用有機溶劑(常用的如苯、三氯甲烷、乙醚等)萃取，去除大量的雜質，最后得到中藥總生物堿有效部位。有機溶劑萃取法應用較為廣泛，但堿化后易帶入大量中性及非極性色素等雜質，因此分離效率和純度較低，且具有使用大量有機溶劑 (一般萃取5次)、操作不便(萃取罐效率不高，且易乳化)、安全性不佳(有機溶劑毒性大， 且易燃易爆)等缺點，屬于實驗室工藝，不適合工業大生產。通過大孔吸附樹脂分離技術純化中藥提取液時，可以選擇性吸附其中的有效成分，同時去除雜質。與傳統的除雜方法和工藝相比，本法可縮小服藥劑量，提高制劑的質量。 該法對水溶性較好的黃酮、皂苷等有良好的分離精制效果，如目前在銀杏類制劑及人參皂苷的制備中經常應用。但對于生物堿的精制來說，本法最大的不足在于首先是吸附困難， 上樣藥液必須是稀溶液，且堿度要適宜堿度低則生物堿仍為離子化狀態，樹脂的吸附率低；堿度高，生物堿為游離型，大分子生物堿水溶性差而析出，仍然無法上柱。因此該法適用的生物堿范圍很小，品種太少；其次，大孔吸附樹脂的非極性靜電吸附原理對生物堿有效成分和脂溶性雜質的分離選擇性太差，且在溶劑洗脫過程中由于沒有特異性的洗脫溶劑，生物堿和大量脂溶性雜質往往一起被洗滌下來，最后得到的總生物堿純度較低。而新興的離子交換樹脂分離技術，則是通過離子交換反應達到分離和純化的目的。目前在中藥領域普遍所采用的技術是將含有生物堿的溶液過柱后，以氨液或NaOH溶液洗脫，收集洗脫液后再用有機溶劑萃取總生物堿；或者將吸附生物堿后的樹脂以堿液浸泡，再用有機溶劑回流提取總生物堿。但上述方法步驟繁瑣，以有機溶劑萃取或將樹脂進行有機溶劑回流提取等工藝在工業上較難實現，且以堿液洗脫生物堿的效率很低。目前該法僅停留于實驗室制備小樣品的水平，也無法實現大生產。綜上所述，以上方法普遍存在成本高、有機溶劑消耗大、選擇性差、總生物堿純度低以及無法實現大生產等缺陷，因此，純化技術仍是從中藥中分離總生物堿的“瓶頸”問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種安全、低成本、高效率的提取分離中藥苦參總生物堿的方法。該發明目的是通過如下工藝實現的取含有中藥苦參的提取液，調整PH值1 7， 濾過，取濾液加于陽離子交換樹脂柱上，先以去離子水洗至pH值5 7，再以0. 5% 20% 鹽溶液洗脫，收集洗脫液，經脫鹽處理，即得所需的苦參總生物堿。在上述工藝過程中，將苦參提取液調至合適的酸度后，生物堿被電離成為陽離子， 非堿性物質不被電離。提取液過陽離子交換樹脂柱后，電離的生物堿離子與樹脂柱上的氫離子交換而被牢固地吸附于樹脂柱上。這里提取液的PH值不宜過高或過低如果過高，提取液呈中性或堿性，生物堿不能被電離，也就無法完成樹脂上的交換過程；如果過低，提取液中的氫離子濃度太高，阻礙了樹脂柱上的氫離子解離，同樣不能順利地完成樹脂交換過程，因而實驗中發現調整提取液的PH值為1 7是比較合適的。以水洗脫樹脂柱時，選擇使用去離子水，以確保不引入新的離子干擾。在洗脫過程中，那些沒有被樹脂吸附的非堿性物質很容易被水洗脫下來，從而與被吸附在樹脂柱上的生物堿離子分離開來。此后可先加鹽溶液進行浸泡，使鹽的陽離子和生物堿的陽離子充分交換，然后再以鹽溶液洗脫。最后， 采用適宜的方法將洗脫液中的生物堿和鹽分離，而分離得到鹽則又可以配成適宜濃度的溶液作為洗脫液重復利用，同時可以得到純度較高的苦參總生物堿。該工藝過程與現有技術相比，不僅工藝流程簡單，而且其重要的貢獻還在于打破了傳統理論認為的只能采用堿液或氨液洗脫生物堿，同時不使用高濃度的有機溶劑、高濃度的酸液、高濃度的堿液，而是采用鹽溶液作為洗脫液，對設備基本無腐蝕性，對工業生產設備要求降低了，成本大大降低，更易實現大生產的目的。傳統理論認為總生物堿的離子交換樹脂分離法中都是堿液或氨液進行洗脫，或者先用堿液中和樹脂柱再用有機溶劑回流提取理論上已經游離的生物堿，而實際應用中的效果非常不理想且不適于大生產。在本發明的技術方案中，采用離子交換能力強的Ca2+、NH4+、 Na+的鹽溶液作為洗脫劑，從而避免了強酸堿溶液不方便操作的缺點，可以使交換下來的生物堿離子迅速溶解到洗脫液中，并被沖出柱子，由此保證了生物堿離子的洗脫效果。而洗脫液中的鹽可回收重復利用，降低成本。基于上述工藝過程，發明人又進行了進一步的研究，細化各步驟的參數，篩選出最優方案，具體內容如下1、上柱前調整藥液的pH值范圍優選為2 5，效果更加明顯。2、所用的陽離子交換樹脂可以是大孔型或凝膠型強酸型離子交換樹脂，在實際使用時可以根據情況處理成氫型或鹽型中的任一種，優選為鹽型，如鈉型。3、所用陽離子交換樹脂柱的柱徑與柱高之比并無一定之規，但考慮生產實際，柱徑柱高=1 5 1 10時可以取得最好的效果。4、給樹脂柱上樣的藥液濃度為每ml相當于生藥0. 1 3g，具體情況可以根據藥液的前處理方式決定，如果是采用浸漬、滲漉等方式，得到的藥液就會比較稀；而如果是回流提取、煎煮等方式，尤其是經過濃縮處理，藥液的濃度就會比較大，但只要是在這個范圍內， 都能實現上樣。同時，上樣速度也根據藥液的濃度進行適時調整，基本滿足在0. 5 5倍柱體積/小時即可。5、上樣方式一般選擇為從柱上端上樣，藥液靠自流力而流過整個柱子；發明人發現，如果逆流上樣，即將藥液從柱子底端上樣，通過一定的壓力，使藥液注滿整個柱子，這種上樣方式可以發揮柱子的最大交換效率，也避免了從上端上樣時由于生物堿交換不完全而發生的提前穿透問題。這一點也是發明人創造性的發現。6、浸泡的鹽溶液的濃度優選為10% 15%，洗脫用的鹽溶液濃度優選為5% 15%。7、用鹽溶液浸泡樹脂的時間應為1小時以上，一般不需超過5個小時，再進行洗脫。經過靜置后，大量的生物堿離子已被交換下來，或者處于半吸附半解離的狀態，此時進行洗脫，生物堿富集效果明顯，洗脫效率明顯提高。8、洗脫用鹽溶液中的鹽可以是鈉、鉀、鈣、銨的無機鹽中的任一種，優選為鈉鹽，最好是NaCl。9、洗脫時洗脫液的流速不宜過快或過慢，如果過快，則鹽離子與生物堿離子的交換不充分，洗脫液浪費較多；如果過慢，則解離下來的生物堿離子可能又重新吸附回樹脂柱上，影響洗脫效率。實驗發現，洗脫速度保持在2 6倍柱體積/小時為宜。進一步優選， 洗脫速度保持在4 6倍柱體積/小時最好。10、工藝中所說的脫鹽方法可以是濃縮結晶除鹽、透析法除鹽、膜濾過除鹽以及其他各種藥物生物領域常規的除鹽方法，目前這些方法都已經比較成熟，并可以管道化生產。11、該方法中所說的苦參提取液可以通過浸漬、滲漉、超聲、微波或煎煮中的任一種方式提取制得，并且提取的溶媒可以是水、酸水、乙醇溶液、酸性乙醇溶液中的任一種，但都屬于目前中藥領域的常規提取方法。區別點在于，如果是用浸漬或滲漉方法制得，可以直接上樣；如果是用其他方法提取得到的，還要經過醇沉、過濾或離心除雜等步驟，以保證上樣的順利。
需要說明的是，上述優選的技術參數，可以根據實際情況的需要，與基本工藝進行任意組合，且均能取得良好的效果，解決技術問題，達到本發明的目的。下面通過對比實驗來說明本發明的優點。一、實驗方案取苦參藥材4kg，加pH = 3的酸水8倍量，浸泡一夜，滲漉，收集滲漉液至用硅鎢酸檢查無沉淀為止，合并滲漉液，離心，得上清液；將上清液均為四份，分別按下面四種方法進行生物堿的分離提純(1)離子交換樹脂+鹽溶液洗脫將上清液調節PH = 3，上已處理好強陽離子交換樹脂001 X 2.5 (鈉型，徑高比為1 7)，上樣速度為3倍柱體積/小時，至流出液用硅鎢酸檢查有沉淀停止上樣，用水洗脫至洗脫液基本無顏色時停止，再用10%氯化鈉溶液浸泡樹脂。再用10%氯化鈉鹽酸溶液洗脫，洗脫速度為4倍柱體積/小時，洗脫液用硅鎢酸檢查有沉淀時開始接收，接收洗脫液至用硅鎢酸檢查無沉淀時至，合并洗脫液，用氨水中和至PH =7左右，除鹽(備用)，濃縮干燥，得苦參總生物堿。(2)離子交換樹脂+回流提取將上清液調節PH = 3，上已處理好強陽離子交換樹脂001 X 2.5 (鈉型，徑高比為1 7)，上樣速度為3倍柱體積/小時，至流出液用硅鎢酸檢查有沉淀停止上樣，用水洗脫至洗脫液基本無顏色時停止洗脫，將樹脂由柱中倒出，置瓷盤中晾干，加10%氨水適量，攪拌均勻，以手摸有潮濕感，但不沾手為宜。將此樹脂置索氏提取器中，以氯仿回流提取2小時，將氯仿液加無水Na2SO4脫水后，回收氯仿至干糖漿狀，干燥得苦參總生物堿。(3)大孔吸附樹脂法將上清液調節PH = 10，上已處理好的DFOl型大孔吸附樹脂，上樣速度為4倍柱體積/小時，至流出液用硅鎢酸檢查有沉淀停止上樣，用水洗脫至洗脫液基本無顏色時停止洗脫。以乙醇-水(70 30)為洗脫劑，以2. 5倍柱體積/小時的速度進行洗脫，洗脫液用硅鎢酸檢查有沉淀時開始接收，接收洗脫液至用硅鎢酸檢查無沉淀時至，合并洗脫液，回收乙醇，干燥，得苦參總生物堿。(4)有機溶劑萃取法將上清液調節pH = 10，先用10倍量氯仿分三次萃取，再用 10倍量乙酸乙酯萃取三次，合并所有萃取液，蒸干，得苦參總生物堿。二、結果計算分別稱量四種工藝所得總生物堿的重量，并與藥材量相除，得總生物堿的收率；分別以酸堿滴定法對四種方法所得總生物堿進行含量測定，計算總生物堿的純度。三、結果對比，見下表四種工藝的效果評價表
權利要求
1.一種從苦參提取液中分離苦參總生物堿的方法，其特征在于該方法為取苦參提取液，調節PH值1 7，濾過，過陽離子交換樹脂柱，先以去離子水洗至PH值5 7，再以 0. 5% 20%鹽溶液洗脫，收集洗脫液，經脫鹽處理，濃縮干燥得苦參總生物堿。
2.根據權利要求1所述的分離苦參總生物堿的方法，其特征在于苦參提取物溶液的PH 值范圍為2 5。
3.根據權利要求1所述的分離苦參總生物堿的方法，其特征在于藥液上樣方式為逆流過柱法，且在以鹽溶液洗脫前可以0. 5% 25%的鹽溶液浸泡樹脂柱。
4.根據權利要求1、3所述的分離苦參總生物堿的方法，其特征在于所用浸泡樹脂的鹽溶液濃度為10% 15%，洗脫用鹽溶液濃度為5% 15%。
5.根據權利要求1所述的分離苦參總生物堿的方法，其特征在于所用的鹽是鈉、鉀、 鈣、銨的無機鹽中的任一種。
6.根據權利要求5所述的分離苦參總生物堿的方法，其特征在于所用的鹽是鈉鹽。
7.根據權利要求1所述的分離苦參總生物堿的方法，其特征在于所用鹽溶液浸泡樹脂的時間為1 5小時，洗脫速度為每小時4 6倍柱體積。
8.根據權利要求1所述的分離苦參總生物堿的方法，其特征在于所用的樹脂是氫型或鹽型。
9.權利要求1 8中任一項所述方法制備的苦參總生物堿。
全文摘要
本發明公開了一種用離子交換樹脂分離苦參總生物堿的方法，屬中藥領域。該方法包括如下技術方案取苦參提取液，調整pH值1～7，濾過，過陽離子交換樹脂柱，先以去離子水洗至pH值5～7，再以適當濃度的鹽溶液洗脫，檢查無生物堿為止，收集洗脫液，加堿中和，經脫鹽處理，濃縮干燥得中藥苦參總生物堿。該方法克服了現有技術提取率低、有機溶劑用量大、酸堿濃度過高、工藝復雜、無法大生產等不足，可以高效率地從中藥苦參提取液中分離高純度的苦參總生物堿。
文檔編號A61P29/00GK102172365SQ20081011831
公開日2011年9月7日 申請日期2008年8月13日 優先權日2008年8月13日
發明者張鋒, 李蓉 申請人:北京和潤創新醫藥科技發展有限公司