本發明一種分離純化紫杉醇的方法,將紫杉醇麤品用氯仿或丙酮溶解後加入矽膠或氧化鋁或大孔吸附樹脂制得物料幹樣,在兩根串聯的層析柱中第一根層析柱的下部裝入固定相氧化鋁、第一根層析柱上部裝入物料幹樣、第二根層析柱中裝入固定相矽膠或大孔吸附樹脂,用三元流動相進行洗脫得到含有紫杉醇的洗脫液,洗脫液經濃縮、結晶、乾燥後製得紫杉醇半成品,紫杉醇半成品經二次柱層析分離後製得高純度的紫杉醇產品。本發明通過對分離純化紫杉醇的層析柱進行結構改進,實現在一個層析系統中使用兩種固定相,同時採用三元流動相進行洗脫,增加了固定相和目標產物之間的選擇性,簡化了生產工藝,提高了分離效率,降低了生產成本。 摘要:對紫杉醇的分離純化技術作簡要綜述。------------.
關鍵詞:紫杉醇分離提取紫杉醇(Taxo1)是從短葉紅豆杉樹皮中分離得到的一種四環二萜化合物。1992年12月29日美國FDA正式批准紫杉醇作為治療晚期卵巢癌的新抗癌藥物。由於該藥療效確切、副作用小,在美國上市後銷售情況一直很好,並保持著20%以上的年銷售增長率。2000年該藥的銷售額已超過10億美元。紫杉醇被當今世界上公認為廣譜、活性最強的抗癌藥物,尤其是對子宮癌、卵巢癌、乳腺癌具有特殊的療效,它的間世被譽為20世紀90年代國際上抗癌藥三大成就之一[1]。由於紫杉醇具有獨特的抗癌機理和廣譜高效的抗癌活性,其需求量與日劇增。目前,紫杉醇的來源主要有:(1)天然紅豆杉植物提取;(2)人工種植;(3)化學半合成;(4)化學全合成;(5)生物合成;(6)真菌發酵;( 7)植物組織細胞培養;(8)基因工程[2]。迄今為止,紫杉醇的主要來源仍是從天然紅豆杉屬植物的莖皮中提取。但是,由於紅豆杉生長緩慢,又極少成林,資源十分有限,且紅豆杉中紫杉醇的含量很低,要獲得1kg紫杉醇,需要10kg樹皮,約4000棵紅豆杉樹[3]。目前紫杉醇的分離純化工藝中普遍存在周期長、分離效率低的問題。紫杉醇屬於不穩定物質,易受環境條件影響發生異構或降解。分離週期長增加了紫杉醇降解的概率,低的分離效率不僅增加生產成本,又使有限的紫杉醇資源浪費。因此,對紫杉醇的提取純化技術進行深入細緻的研究,建立高效、快捷、經濟、實用的提取純化方法是目前亟待解讀的問題。本文對近年來國內外紫杉醇的主要的分離純化技術作一簡要綜述。1紫杉醇的粗提1.1提取溶劑餘廣鱉等人[4]研究發現,在乙酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷等7種溶劑中,單一溶劑的浸提效果以甲醇最好。鍋田助等人[5]對提取溶劑也作了系統研究,結果表明:在乙酸乙酯、乙醚、丙酮、甲醇和V(乙酸乙酯):V(丙酮)=1:1等溶劑中,以V(乙酸乙酯):V(丙酮)=1:1的提取效果最好,其價格與甲醇相當,且可回收再利用,因此有望用於紫杉醇的工業化生產中。1.2提取方法提取常用的方法有冷浸法、滲漉法和索氏回流法。冷浸法和滲漉法均耗時較長,而索氏回流時的高溫易造成紫杉醇的降解。徐禮桑等人[6]採用V(甲醇):V(二氯甲烷)=95:5作為提取溶劑,所需提取時間為35~60min。在溶劑系統不變的情況下,將原料與溶劑的混合物進行超聲振盪,使提取達到平衡的時間縮短到5min。超聲技術的引入不僅縮短了提取達到平衡所需的時間,還可以使提取在低溫下進行,從而避免了紫杉醇在高溫下轉化為其它物質而造成收率降低[7]。2紫杉醇的純化2.1固液萃取(SLE) 紅豆杉的粗提浸膏中往往含有一些無極性或低極性的物質。如油脂、蠟、葉綠素、精油、甾醇和樹脂等,常採用一些低極性的有機溶劑進行去除。李春斌等人採用石油醚對浸膏進行固液萃取,發現隨著石油醚用量的增加浸出的雜質的數量也在增加,但當石油醚用量達浸膏的5倍時,浸出的雜質數量不再有明顯的增加[8]。惠俊峰採用正己烷對浸膏進行除雜,發現和原始浸膏的量相比,6倍體積的正己烷是一個優化值[9]。2.2液液萃取(LLE) 紅豆杉的粗提浸膏中也含有一些強極性物質。如鞣質、氨基酸、糖和鹽等,常採用液液萃取的方式進行去除。Rao等人採用了三氯甲烷和水體系[10];Witherup採用二氯甲烷和水體系[11];郭立佳採用甲醇和正己烷及三氯甲烷和0.5mol/L的Na2CO3溶液體系12]。液液萃取簡單易行,不需要特殊設備,但提取物雜質含量高,回收率低,分離效果差,還常常伴隨著難以消除的乳化現象。2.3固相萃取(SPE) 固相萃取是近20年才發展起來的一項技術,此方法應用於紫杉醇的純化可以快速除去浸膏中與紫杉醇極性相差較大的脂、蠟及色素等雜質。張志強等人系統研究了矽膠、C18矽膠和氧化鋁3種固相柱的萃取效果,發現氧化鋁固相柱效果最好[13]。同液液萃取相比,固相萃取具有節省時間、降低溶劑用量、選擇性好和收率高的優點。由於紅豆杉粗提物中雜質種類多、含量高,若用固相萃取直接處理粗提物將不僅加重填料的回收負荷、縮短填料的使用壽命,並且會因傳質阻力加大,固定相對紫杉醇的吸附不徹底,而增大紫杉醇的損失。因此,在紫杉醇製備工藝中,液液萃取和固相萃取多串聯使用。2.4沉澱法Hong等人利用紫杉醇在己烷溶液中產生沉澱的性質分離精製紫杉醇,即先用有機溶劑浸提植物體,再用合成吸附劑處理粗提物,過濾,向濾液中加入己烷就可以得到紫杉醇沉澱[14]。Foo等人則通過向醇等極性溶劑的提取物中添加水而使紫杉醇沉澱析出[15]。沉澱法設備簡單、成本低廉且技術較為成熟,可廣泛應用於紫杉醇的規模化生產中,但一般只能達到初步純化的目的,還需要進一步的精製。2.5柱層析法柱層析法是目前分離純化紫杉醇最廣泛採用的方法。常用的正相柱如矽膠、氧化鋁,反相柱有C18、苯基柱等,還包括其他一些吸附劑如樹脂等。張志強等人採用正相氧化鋁和反相C18層析組合分離純化紫杉醇,得到了95%以上的純度[16]。戴惠芳採用以矽膠為填充料的正相柱,用乙酸叔丁酯為單流動相解決了紫杉醇的分離[17]。紫杉醇是一種二萜類化合物,具有多環結構,容易被帶苯環的吸附劑特異性吸附,所以近年來帶有苯環的樹脂被較多地應用到紫杉醇的純化過程。張志強等人採用聚苯乙烯型大孔樹脂(201×4)層析,有效地從紅豆杉甲醇浸膏中分離紫杉醇和脫除色素,樣品中紫杉醇含量從0.65%提高到了2.15%,回收率達99.6%[18]。該方法不僅能用於植物浸膏中紫杉醇的提取,而且適合從大量真菌培養液中分離紫杉醇。樹脂層析法操作簡單,生產成本低,且處理量大,有望用於紫杉醇的規模化生產中。2.6薄層層析法(TLC) 目前,在使用固相萃取或柱層析法從紅豆杉中提取紫杉醇及其類似物過程中,大多使用TLC法對流分進行跟踪檢測,用以指導流分的合併。Sally等人發展了一種雙向TLC技術可以從大量的紫杉烷類化合物中分離紫杉醇和三尖杉寧鹼[19]。莊曉蕾等人嘗試將TLC和紫外分光光度法結合起來定量測定紫杉醇,取得了良好的效果[20]。在分離純化紫杉醇和三尖杉寧鹼的過程中,由於二者的結構、性質非常接近,在使用TLC跟踪檢測時,二者多以復斑出現,無法指導流分的合併。雒麗娜研究發現,當使用二氯甲烷-正己烷-甲醇-三乙胺(體積比4.5:3.4:0.5:1.0)四元體係作為TLC展開劑時,在矽膠薄層板上可以徹底分離紫杉醇和三尖杉寧鹼[21]。3.結語新方法和新技術的不斷引入,經典方法的不斷優化必將推動紫杉醇生產的低成本、高效率的產業化進程,改變當前紫杉醇供不應求、價格高居不下的局面,並促進醫藥衛生行業的發展及人類健康事業的進步。參考文獻1方起程,方唯碩。中草藥,1997,28(A10):1~5 2趙廣河,張培正。紫杉醇提取純化技術研究進展[J].食品與發酵工業2008,34(5):138~142 3范俊安,湯國華,舒光明,等。論紅豆杉植物資的保護與再生[J].中國中藥雜誌,1996,21(7):389 4餘廣鱉,梅興國,柯鐵,等。不同溶劑浸取紅豆杉細胞中的紫杉醇的研究[J].華中理工大學學報,2000,28(11):839 5鍋田憲助,田崎弘之,江部洋史,等.日本:特平,6-157329。1994 06-0310 6徐禮桑,劉愛茹。紅豆杉中紫杉醇的高效液相色譜法測定[J].藥學學報,1991,26(7):537~539 7吳倩,高慶平,王正平。紫杉醇的提取與初分離工藝研究[J].化學工程師,2004,110(11):40 8李春斌,佟憬憬,范聖第。東北紅豆杉紫杉醇的提取純化與HPLC檢測[J].大連民族學院學報,2005,7(5):23 9惠俊峰。從紅豆杉中提取紫杉醇及10-DAB的研究[D].西安:西北大學,2006 10 Rao KV, GainesvilleF. Isolating and
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