1、植物天然產物分離純化的意義廣義而言，任何生物分子都是一種天然產物，但是這一概念通常用來指次生代謝產物(secondarymetabofite)，又稱二次代謝產物，即有機體所產生的、分子量小于1500的那些小分子。而這些小分子且并非是有機體生存所必需的，不象更為普遍的大分子諸如
蛋白質、核酸以及多糖等那樣，它們構成了生命更為基礎過程中的基本結構。植物中的次生代謝產物其分子較小且結構豐富多彩，具有更為多變的化學性質，其中不少還具有明顯的生理活性，它們構成了植物天然產物研究的物質基礎。
2、植物天然產物分離純化的策略要想得到一個高純度、高產量和低成本的天然藥物有效成分，不僅需要對各種分離純化技術全-面地了解，也要掌握分離純化的基本策略，在工藝設計和優化中常常需要考慮純度、回收率、成本和安全性。
(l)純度:目標產物的終用途決定了純度的要求，如用于靜脈注射的藥物的純度一般要求達到99.5%。天然產物提取所達到的純度與為之所付出的工作量之間常常接近于指數關系。從一種復雜混合物的粗品開始，除去其中不需要的一半以上的雜質通常相對來說比較容易，但要除去其中少量的雜質是非常艱辛和繁瑣的。
僅)回收率:在天然產物的提取中每一步中都會發生產物的損失，獲得非常高的純度必然會損失更多的目標產物，因此生化工程師必須進行過程優化以及從實驗室到生產的放大研究，再考慮純度的同時應盡可能地提高回收率。
(3)成本:分離純化設備及材料費用常常占整個生產費用的50%一90%。所需純度和提純所需時間是決定終成本的兩個關鍵因素腳l。高純度往往需要較昂貴的提純設備或更多的提純步驟，造成很高的生產成本。提高分離的效率，減少提純步驟是降低成本的重要途徑。
(4)安全性:一方面，作為藥物的天然產物有效成分必須去除各種墨幽中文有害甚至有毒的成分以及其他能引起副反應的雜質;另一方面，分離過程應盡量避免環境的污染，減少有毒有害溶劑的使用，消除對人員傷害的可能。
3、植物天然產物分離純化的特點與一般的分離技術相比，生化分離技術有著自身的特點。而植物天然產物的分離不同于那些更為普遍的生物大分子的分離，因為他們的分子較小，而且與相對均一的蛋白質、核酸以及碳水化合物相比具有更為多變的化學性質，這些性質在分離過程中必須予以考慮。到目為止，植物天然產物分離純化所面臨的難點有:
(l)有效成分的含量低，難于富集。例如抗癌藥物紫衫醇在植物體內的含量一般-高只有0.06%一0.07%;
(2)分離體系非常復雜:一方面，植物提取物中的化合物類型眾多，結構復雜，數目龐大，可能既有像核酸、蛋白質和多糖這樣的大分子，也有黃酮、有機酸、生物堿、菇類以及無機鹽等類型的小分子化合物;另一方面，對同一類型的有效成分，大部分也存在著許多從同一體代謝得到的結構類似物;
(3)分離過程中的影響因素較多，不同產地、季節的植物，以及同一植物的不同部位中有效成分的含量和雜質的特性也往往不同，另外許多天然產物的結構不穩定，己降解或轉化。為解決這些難點，需要利用多個步驟，不斷變換分離方法，設計并實施高-效的生化分離技術路線，將整個分離過程的有關步驟進行組合，使之具有簡單，快速，低耗的特點以及良好的操作彈性。
4、分離純化方法的基本原理分離純化方法的基本原理可以概括為兩類:
(l)利用混合物中不同組分分配系數的差別，將其分配至兩個或若干個物相中，如鹽析、沉淀和萃取等;
(z)將混合物至于單一物相中，通過物理力場的作用使各組分分配到不同區域而達到分離目的，如超速離心與超濾技術等。因此，在選擇一種分離純化技術之必須了解目標產物的一些理化性質(溶解性、性、帶電性、生物特異性等)，這些性質可用來指導分離純化技術的選擇。
5、分離純化技術的排序植物天然產物一般都存在于植物細胞中，且目標產物含量可能非常低;另外由于分離體系中既有與目標產物性質差異非常大的雜質，也有理化性質差別不大的結構類似物，因此很難一步就能純化出目標產物。在分離純化過程中，一般要經過從植物中浸提，初分離，純化和精致四個步驟。對于某些天然產物的純度可能要求不高，僅需要其中的一個或者兩個步驟，但大多數情況下都會涉及以下這四個階段:
(l)浸提:浸提的目的是根據相似相溶原理，將存在于植物細胞內不同位置的產物提取到細胞外的液相環境中，同時可以除去大量的生物質如植物的纖維等。提取的第1步是要通過溶劑或水溶液將小分子的目標產物溶出。這可以通過一系列性順序變化的溶劑提取，也可以通過采用像甲醇這樣的通用溶劑將大部分天然產物溶出的同時，而且能夠滲入細胞壁的物理屏障提高其從細胞質中的釋放，然后再經過濾或離心除去不溶物。一般的，植物原料須經干燥并適當粉碎，以增大與溶劑的接觸面積，提高提取效率【例。植物成分中，菇類、幽體等脂環類及芳香類化合物的性較小，易溶于氯-仿、乙-醚等親脂性溶劑中;而糖貳、氨基酸等類成分則性較大，易溶于水及含水醇中;至于酸性、堿性及兩性化合物，其溶解度將隨pH值而改變。
(2)初分離:在初分離階段，由于浸出液中物質十分復雜，目標產物的含量低，且在理化性質上與目標產物相似的雜質數量較多。因此初分離的目的常常是采用多步液一液萃取，吸附層析以及沉淀等分辨率相當低的分離方法，除去大部分的雜質成分，達到濃縮目標產物的目的。初分離產物應包含所有感興趣的天然產物而只含有少部分的初提物，體積相對較少，可用后續高分辨率提取。在初分離階段選擇分辨率較高的分離方式一般不太合適，因為高分辨率的分離方法通常是根據物質的兩個以上的理化性質差異而建立起來的，負荷能力往往都比較小;另外，在雜質多的情況下，位點效應比較嚴重，大量的理化性質相近的分子在相同的條件下彼此競爭占據某一位點，因而只能在特定區域得到一些理化性質相近的同類物質，使得收集餾分中摻雜大量的類似物，給后續的純化步驟造成很大的困難。
(3)純化:經初分離后，需要采用高分辨率的分離步驟來除去仍舊存在的雜質組分。由于這些雜質組分與目標產物之間存在著某些相似性，因而會在兩步分離之后依然與目標產物共存。盡管初分離所得到的可能只是用于后續提純的粗餾分，但在純化階段，通過對分離方法進一步加以調整和改進，就可以使分離純化達到預期的目標。在純化階段，所采用的分離方法需要根據物質的分配系數，分子量大小，性高低，離子電荷性質及外界環境條件的差別等因素來進行選擇，而不同的分離方法也總是在特定的條件下才能發揮-佳作用。
(4)精制:這一步通常包括脫色，去除微量雜質或熱源，冷凍干燥或者結晶等。由于這一步產物基本上已經很純，且所用的工藝也比較成熟，因此，和三個階段相比，這一步相對來說比較簡單。總之，將各種分離純化手段有機地進行組合，合理地安排分離方法的先后順序，同時盡可能地實現各個步驟之間的偶合，使植物有效成分得到高-校快速的分離，這是對每一個從事天然產物分離純化工作人員的挑戰。
原創作者：上海遠慕生物科技有限公司
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