大孔吸附树脂在中药活性成分分离纯化中的应用

云南省中医医院，云南 昆明 650021

中药复方是中医临床治疗的主要形式，但中药复方多组分(即活性成分多且复杂)的分离纯化一直是制约中药复方制剂现代化的关键问题之一。由于该问题没有得到解决，中药复方制剂至今未能摆脱“粗、大、黑”的面貌，既影响了中药复方制剂在临床中的广泛应用，也制约了中药制药工业的发展和中药复方制剂进入国际市场。近年来，大孔吸附树脂技术作为一项分离纯化的新技术，应用于中药提取液的分离纯化中，起到了去粗取精、富集活性成分的作用，与其他传统的分离纯化工艺相比，它具有工艺操作简单、环境友好、选择性好、生产成本低、再生方便等明显的技术优势[1]。大孔吸附树脂技术还可以减少制剂的吸潮性，缩短生产周期，去除重金属污染，有利于解决传统中药制剂“粗、大、黑”的问题，能大大加快中药产业现代化发展的进程，应用前景广阔[2]。中药复方具有多组分、多靶点的特点，同一种大孔吸附树脂对中药复方中各类活性成分的吸附选择性不同，吸附量差别很大，很难用一种树脂对所有的活性成分进行分离纯化[3-4]。因此，针对中药复方问题，本文总结出采用大孔吸附树脂联用分离纯化法。本文就大孔吸附树脂分离纯化技术的原理及其在中药(单味和复方)活性成分分离纯化中的应用最新进展进行综述，其中包括大孔吸附树脂联用分离纯化的新思路、新方法，旨在为中药活性成分的分离纯化研究和工业化生产提供理论依据。

1 大孔吸附树脂分离纯化技术的原理及在中药复方活性成分分离纯化中的特点

大孔吸附树脂是一种不溶于酸、碱及各种有机溶剂的高分子聚合物吸附剂，是吸附性和筛选性原理相结合的分离材料[5]。它的吸附性，是由于分子间范德华力和产生氢键的结果，通过巨大的比表面积进行物理吸附而工作的，被吸附的物质容易从树脂上洗脱下来。筛选性原理则是由于其本身的多孔性结构决定。中药复方的活性成分，根据吸附力及分子量的大小不同，在大孔树脂上经一定的溶剂洗脱而达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的。该技术目前已较广泛地应用于中草药的提取分离和中药新药的研究开发中。

大孔吸附树脂对中药复方活性成分的吸附具有如下特征[6]：①同一型号吸附树脂对复方不同有效成分或部位选择性不同。侯世祥等[7]分别以黄连、葛根、丹参为代表，研究了LD605 树脂对有效部位的吸附能力强弱规律，发现黄酮>生物碱>酚类成分。②相同工艺条件下，与单味中药相比，大孔树脂吸附复方活性成分的容量较低。这是由于复方中各种成分共存，相互竞争吸附位点，导致相对于单味中药吸附容量有所下降。③中药复方不同有效成分在同一树脂上解吸性能不同，因此为防止不同有效成分的丢失，应选择适当的解吸剂(一般采用一定浓度的乙醇为洗脱剂)，并加以检测。④大孔吸附树脂对复方有效成分的吸附性能受多种因素影响。如采用D130树脂分离纯化右由熟地黄、附子、肉桂等10味药组成的右归煎剂复方时，树脂柱径比、样品浓度、吸附流速、洗脱流速等多方面因素会对其有效成分的吸附性能有影响，研究发现其主要因素是样品浓度[8]。

2 大孔吸附树脂在中药活性成分分离纯化中的应用

大孔吸附树脂法在中药活性成分分离纯化方面有着广泛的应用，已被用来进行单味中药或中药复方的分离纯化。在单味中药方面，从1979年至今，文献报道主要集中在生物碱、黄酮类、皂苷类、色素、多糖类等中药活性成分的分离纯化，能显著提高中药活性成分的浓度。而其在中药复方活性成分分离纯化中的应用研究报道较少。

2.1 在单味中药活性成分分离纯化中的应用

2.1.1 生物碱 据报道，生物碱类的分离纯化较常采用的大孔吸附树脂有：D101、AB-8、HPD-100、X-5、HPD-722、H-60[9]。李晓静等[10]以秋水仙碱的吸附量和解吸率为考察指标，考察LSA5B、LSA21、LSD001、HPD600、D101这5种不同类型的大孔吸附树脂对秋水仙碱的吸附量和解吸率，结果LSA5B 对秋水仙碱具有较好的富集能力，秋水仙碱的质量浓度比富集前提高了25倍。李岩，赵欣等[11]采用HPLC法测定，以天仙子中东莨菪碱、莨菪碱的吸附量和解吸率为考察指标，筛选了最佳树脂及大孔树脂分离纯化天仙子中总生物碱的最佳工艺条件，东莨菪碱和莨菪碱的洗脱率可达74% 和86%，天仙子提取物中东莨菪碱、莨菪碱含量可达1.85%、4.03%。胡锦祥[12]采用大孔树脂法分离纯化延胡索总生生物碱，总生物碱质量分数能达到65%以上，且4 种生物碱单体及延胡索总生物碱的转移率达85%以上。龚来觐等[13]以盐酸小檗碱、盐酸巴马汀、盐酸药根碱、吴茱萸碱、吴茱萸次碱的吸附率和解析率为考察指标，考察了AB-8大孔树脂对左金丸总生物碱的工艺参数，结果5种主要生物碱经AB-8分离纯化后转移率在75%以上，其中3种成分转移率85%以上，精制效果好。

2.1.2 黄酮类 黄酮类化合物是植物中分布较广的一类天然产物，具有多种生物活性，因此，进行中药黄酮类活性成分的分离纯化研究，对于提高中药制剂质量和临床疗效具有重要意义。关于应用大孔吸附树脂分离纯化黄酮类化合物的报道较多，常用的大孔吸附树脂有：D101、ADS-17、HP-20、H-60、HPD-300、DM-130等。汤如莹[14]研究了D101 型大孔吸附树脂分离纯化沙苑子总黄酮工艺，制成的沙苑子总黄酮提取物出膏率为2.65%，总黄酮质量分数为56.24%，工艺转移率为68.37%。王慧芳等[15]通过考察5 种大孔树脂(HPD-100、HP-20、AB-8、X-5、NKA-Ⅱ)对陈皮黄酮的静态吸附、解吸作用，研究了大孔树脂纯化陈皮黄酮工艺，并评价其抑菌活性，结果HP-20 型大孔树脂更适合分离纯化陈皮黄酮，纯化后该成分抑菌活性明显提高。李俊等[16]以油橄榄叶总黄酮吸附量、解吸率为评价指标，筛选大孔吸附树脂及其分离纯化工艺。HPD-300 型大孔吸附树脂吸附-解吸效果最优，可用于大孔吸附树脂分离纯化油橄榄叶总黄酮。

2.1.3 皂苷类 大孔吸附树脂分离纯化皂苷的技术较为成熟，已经应用于生产。如大孔吸附树脂用于三七总皂苷的分离纯化。常用的大孔吸附树脂有：D101、AB-8、HPD-100、DM-130等。罗云[17]从AB-8、D101、HPD-100 和S-8 四种不同型号大孔吸附树脂中优选出分离纯化重楼总皂苷效果最佳的树脂，结果AB-8 树脂对重楼总皂苷有较好的吸附分离性能，适用于重楼总皂苷的分离纯化。曲丽萍等[18]比较在12种不同型号大孔树脂下3种单体的静态吸附量和解吸率，筛选了大孔树脂富集纯化重楼中重楼皂苷Ⅱ、纤细薯蓣皂苷、重楼皂苷I的最佳工艺，得到的浸膏中重楼皂苷Ⅱ、纤细薯蓣皂苷、重楼皂苷Ⅰ的含量分别为64.14、9.50、108.37mg.g-1，转移率分别为87.67%、91.63%、93.98%。郭婷婷，王兆华等[19]探索以D101 型大孔吸附树脂分离纯化西洋参叶总皂苷的工艺条件及参数，得总皂苷提取物。提取物中总皂苷含量>75%，人参皂苷Rb3含量> 10%，总皂苷提取物得率约为14%。卢晓芳等[20]采用超声强化、不同温度真空干燥和甲醇中浸渍等方法预处理树脂，采用非极性大孔树脂(D101)从酸枣仁醇提物中分离酸枣仁皂苷和苷元，采用含水21%的树脂在甲醇溶液中175W 下超声30min预处理树脂分离纯化酸枣仁醇提物的皂苷和苷元的总含量达43%以上。

2.1.4 色素类 陈宇[21]以白肉和红肉火龙果果皮为研究对象，探究大孔树脂对火龙果色素分离纯化工艺。采用静态吸附和解吸实验比较ADS-7、S-8、NKA-9、AB-8、D-101、X-5 六种型号树脂分离纯化效果，实验结果表明：S-8 型大孔树脂吸附和解吸性能较好，纯化后色素的色价分别为62.50 和70.18，是纯化前的倍5.31 和5.26 倍。马小琴[22]研究了AB-8大孔吸附树脂法纯化分离原花青素的工艺条件及参数，得到的固体纯度为94.7%。

2.2 在中药复方中应用 相对单味中药活性成分的分离纯化而言，用于中药复方制剂的研究起步较晚，但大孔树脂吸附分离法在复方中的应用前景广阔。采用大孔吸附树脂对中药复方(提取液)进行分离纯化，可在除去杂质的同时富集有效成分浓度，所得的固体产物一般仅为原生药的2%～5%，有效成分(部位)的含量提高10～14倍，临床用药剂量减少6～7倍[23]。固体产物的收率，与加水煎煮法(收率一般是原生药量的30%)、水提醇沉法(收率一般是原生药量的15%)相比，大孔吸附树脂分离纯化法可明显提高中药复方制剂中活性成分的相对含量，从而提高药物疗效。

双黄连由黄芩、金银花、连翘3味中药组成，李淑芳等[24]以双黄连中总酚、总黄酮的含量为考察指标，筛选了AB-8分离纯化总酚、总黄酮的工艺条件，得到总酚的质量分数为39.71%，总黄酮的质量分数为79.88%。刘海[25]以4种有效成分保留率等为指标，对比了醇沉、陶瓷膜超滤、大孔树脂吸附3 种方法精制四逆散水提液的精制效果，超滤法对柴胡皂苷a(87.29%)保留效果较好，醇沉法保留芍药苷(85.04%)和柚皮苷(93.52%)优势明显。大孔树脂吸附法则能很好地保留柴胡皂苷a(88.14%)和柚皮苷(85.57%)，同时此法可以显著降低固形物得率(固形物得率：大孔吸附树脂10.18%，水提液26.60%、醇沉法22.37%、超滤法23.17%)，各有效成分在精制物中含量较高。仝燕等[26]以柴胡皂苷A、芍药苷、橙皮苷、甘草酸四种活性成分的含量为考察指标，采用S型大孔吸附树脂对复方柴胡汤进行精制，结果上述四种有效成分保留良好，橙皮苷及芍药苷含量均较高，未发现下降趋势。

朱华旭等[27]以RP-HPLC测定黄连解毒汤水提取物及各大孔树脂精制物中6种指标性成分—小檗碱、巴马汀、黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素、栀子苷的含量，选用目前市售的X-5 、AB-8、 S-8、D101、ADS-17、ADS-21、ADS-7等10种不同极性的聚苯乙烯型大孔树脂对黄连解毒汤水提取液进行精制，研究比较黄连解毒汤水提取液体系经大孔树脂精制后的药理活性及化学组成变化，结果经过X-5型大孔树脂精制后的黄连解毒汤水提取物能更好的保留原有复方各成分的比例，且药效作用与黄连解毒汤原方水提取液保持一致，为黄连解毒汤的临床用药剂型改进和实现工业化生产奠定了实验基础。通脉复方中黄芪、地黄、山药等多糖是本方防治II型糖尿病的主要活性成分之一，谷江华等[28]以总多糖保留率、蛋白去除率、色素脱色率为评价指标，考察D101、AB-8、S-8、X-5、HPD450五种大孔吸附树脂对通脉复方总多糖的纯化效果，筛选通脉复方多糖的大孔吸附树脂并确立纯化工艺参数，在此工艺下多糖保留率90.51%，蛋白去除率77.83%，色素脱色率75.62%。表明该纯化工艺能较好保留多糖，且具较高蛋白去除率和色素脱色率，可用于大规模生产。

3 目前大孔吸附树脂技术在中药复方分离纯化的应用主要存在的问题

对于中药复方活性成分分离纯化一般只采用一种树脂，由于其吸附机理单一，对于结构与性质相差较大的有效成分的吸附能力相差较大，容易造成有效成分丢失的情况，即使结构相差不大，但只要存在有效成分与树脂之间吸附能力的差异，便会在提取物中有所反映。如陈延清为研制剂量小、服量小的现代中药乐脉胶囊，以丹参素、芍药苷的含量为指标，比较了七种不同类型的大孔吸附树脂对该复方的精制情况，结果用大孔吸附树脂精制后，提取物的含固率显著降低， AB-8、X-5、WDL三种树脂对芍药苷的保留率都在80%以上，但丹参素的损失都很大，这一结果表明中药复方中不同的成分在大孔树脂上的吸附特性存在差异，仅依靠单一树脂很难满足中药复方多组分的分离纯化[29]。

中药复方组分复杂仅以单个活性成分为指标还不能代替整个复方，目前，大孔吸附树脂对中药复方分离纯化主要集中在富集有效部位或有效成分，降低用药剂量的研究上，当前研究显示经大孔吸附树脂分离纯化，可使中药有效部位或有效 成分的纯度提高10～14 倍，临床用药量减少6～7倍，有明显的去粗取精的作用。但因中药复方成分多且复杂，大孔吸附树脂对不同成分的吸附选择性不同，使得复方中药活性成分的保留率相差很大，而且复方中的有效成分的种类及相互间用量的比例是复方有效性的物质基础，因此，在应用大孔吸附树脂分离纯化中药复方时，应结合药效学，在明确复方有效物质基础，保证复方药效的基础上，优选大孔吸附树脂分离纯化工艺。

4 大孔吸附树脂联用技术或与其他方法联用的研究

对于有效成分众多、而成分结构各异的中药复方，很有必要阐明各成分在大孔吸附树脂上的“吸附一解吸”特性，筛选适合中药复方多种活性成分的分离纯化方法。国内已有一些报道，如以黄芩、栀子和白芍为样本，毕岳琦等[30]考察了Dl01等6种不同大孔吸附树脂对黄芩苷等3种具有不同类型母核的苷类成分的吸附特性，结果6种非极性树脂对3种苷类总体静态吸附能力依次为黄芩苷>芍药苷>栀子苷，其洗脱溶剂分别为75%、25%、45%的乙醇，洗脱率分别为60%、93%、93%，表明具有相似母核结构的苷类分子在同一树脂上吸附能力不一定相似。其吸附力的大小与分子结构有关，对聚乙烯型树脂而言，被吸附的分子母核双键数目越多，分子与树脂吸附作用力越大。针对中药复方中不同性质组分在树脂上吸附性能的多样性或复杂性，可采用大孔吸附树脂联用技术，包括组合大孔吸附树脂技术或与其他吸附技术联用，如：阳离子交换树脂、氧化铝、聚酰胺、澄清剂等与大孔吸附树脂联用，来适应复方提取液种多种活性成分的分离纯化。

组合大孔吸附树脂技术主要用于中药多种活性成分的分离纯化，该方法可以使提高树脂对中药活性成分的吸附率和解吸率，大大提高活性成分的纯度。邱碧菡等[31]为进一步改进和实现黄连解毒汤复方的临床用药剂型和工业化生产，以确保其药理等效性为前提，将优选出的4 种大孔树脂X-5、S-8、HPD100、AB-8进行6 种组合，通过考察水提液在树脂上吸附-解吸动力学的变化，筛选出最优树脂组合为HPD100+AB-8，其吸附率和解吸率均相对较高，同时能够较好地同时保持原方中主要药效成分。吴氏等[32]先从10 种树脂中筛选出对木通皂苷D纯化效果最好的树脂HPD-722，使得该化合物的纯度从6.27%提高到59. 41%，又联用ADS-7使木通皂苷D的纯度提升至95.05%。吴建铭等[33]采用大孔树脂的串联技术对油菜籽原花青素进行吸附纯化，若用HPD450、AB-8 树脂分步串联纯化，原花青素干粉纯度为84%，收率62.5%；若采用HPD450、AB-8 树脂1∶1混合上柱，则经1次纯化，纯度为80.3%，收率为75.2%。

聚酰胺—大孔吸附树脂联用技术主要用于黄酮类活性成分的分离纯化，主要工艺为：样品溶液以聚酰胺吸附，水洗除杂，将水洗除杂的聚酰胺加于大孔吸附树脂顶部以一定体积分数的乙醇溶液洗脱富集总黄酮。聚酰胺、大孔吸附树脂吸附机理不同，在分离纯化中两者呈现出了各自的优缺点，聚酰胺和大孔树脂联用则可以使两者的优势充分发挥出来。一方面，经水洗可除去大部分水溶性杂质，另一方面，聚酰胺对黄酮类活性成分的吸附作用较强，对色素及部分脂溶性成分仍保持较好的截留，减轻了对大孔树脂柱的污染和负担。经初步分级的上柱液再经大孔树脂纯化，再利用树脂吸附和分子筛作用即可极大地提高产物的纯度，这种纯化方法操作简单，树脂再生比较方便且纯化后黄酮含量高，具有广阔的应用前景。张蕾[34]采用聚酰胺—大孔树脂联用富集苦参总黄酮，工艺简单，方法优于目前常用的黄酮富集方法，富集总黄酮质量分数(53.6±2.2)%，收率(72.1±3.7)%。李静[35]采用聚酰胺—大孔树脂联用法纯化大叶藻总黄酮，总黄酮纯度由(14.97±0.51)%增加到(71.14±0.79)%。杨超[36]采用聚酰胺—大孔树脂联用法纯化桑叶总黄酮，纯度达到48.09%，优于目前常用的桑叶总黄酮的富集方法。金慧鸣[37]采用聚酰胺—大孔树脂联用法纯化茅岩莓总黄酮，总黄酮纯度从72.25%提高到了80.75%，具有良好的应用前景。杨阳[38]采用聚酰胺—大孔树脂联用法纯化川射干总异黄酮，异黄酮纯度由19.71%增加到53.43%，收率为60.83%，工艺简单。

阳离子交换树脂—大孔吸附树脂联用，柴尧等[39]联合应用阳离子交换树脂和大孔吸附树脂对桑叶中总生物碱和总酚进行富集纯化，活性成分1-DNJ、绿原酸、芦丁的含量可达0.17%、3.05%、0.92%，方法可行，可用于大生产。大孔吸附树脂—氧化铝联用，赵凤平[40]采用大孔吸附树脂与氧化铝联用分离纯化三七总皂苷，以D101纯化效果最好，水提液经大孔树脂分离纯化洗脱后，收集洗脱液，将洗脱液过氧化铝柱吸附除杂，氧化铝用量为0.5g生药/g，3批中试放大实验，总皂苷的纯度分别为85.69%、84.53%、86.32%。

澄清剂或超滤技术—大孔树脂联用。如对银杏叶提取和精制过程中可以选用两种以上工艺联用，将经ZTC 澄清剂处理过的药液再用大孔吸附树脂吸附洗脱，得到质量稳定的银杏叶提取物(GBE)，其黄酮和内酯分别达26 %和6%以上；用大孔树脂吸附与超滤技术联用对六味地黄丸进行精制，提取物重量只有药材的46%，而98%的丹皮酚等有效成分被保留。

5 展望

为了得到符合三效(高效、速效、长效)、三小(剂量小、毒性小、副作用小)以及三便(制剂方便、携带方便、服用方便)等特点的现代中药。相比于传统的分离纯化方法，在单味中药、中药复方制剂的活性成分的分离纯化方面，大孔吸附树脂确有其独特的作用和优势。在目前的研究中，大孔吸附树脂也越来越与其他新技术结合使用，拓宽了应用的范围，也取得了更好的分离纯化效果。大孔树脂不仅为中药复方制剂的质量控制提供更有效、更可靠的纯化手段，对中药制剂革新也起到积极的推动作用。但由于中药及复方本身的特殊性，大孔吸附树脂结构性质的多样性，大孔吸附树脂的吸附及解吸工艺受树脂柱径比、样品浓度、吸附流速等多方面因素影响，对于中药复方活性成分的分离纯化，本文总结出可采用大孔吸附树脂联用技术或与其他方法联用技术的研究有待深入进行，如：该方法的科学性、合理性、可行性。但随着更多的研究者研究的深入，这项技术的应用必定会推进中药现代化的发展。