13 / GE /
2 推荐一 离子交换色谱
典型的高选择性层析 分辨率高 载量大 工艺控制简单 放大容易 具有显著的浓缩效果 能够从含量低的大量样品中捕捉目标 适合于初步纯化
阳离子交换 可以直接从中药的稀酸 浸提液中捕捉生物碱 成功的案例 从粉防己中分离粉防己碱 从黄连中分离盐酸小檗碱 从马钱子中分离马钱子碱 从苦参中分离苦参碱、
mAU
Berberine H ydrochloride
2 50 0
C:SrSPHP, B:10mM NaH2PO4, pH :3, Cond:1
2 00 0
Retention: 14.5ml, 23.3ms/cm
小檗碱
1500 Peak top co nd: 31.7ms/cm
1 00 0
Berberine
一个超大规模的 植物化学研究室
一个大型专业 分析检验实验室
6/ GE /
一、目前中药活性成分纯化工艺的问题
1. 纯化工艺学理论的滞后
类似的车间 在生产高纯度中药单体的企业中比比皆是
类似的现象 是以研究方法替代生产工艺的工业模式
主要的问题 由于单体纯化工艺学理论研究滞后滞后，缺乏工业放大理论的支撑 目前的中药活性成分纯化工艺
U V2 _2 54 nm
UV 3_ 2 80 nm
Con d
Con c
pH
In je ct
S try chin e
3 00 0
25. 0
ml
C:SrSPHP, B:10mM NaH2PO4, pH:3, C ond:1
2 50 0
Re tention: 10 .2 ml, 8.2ms/cm
2 00 0
阳离子交换适合生物碱的分离纯化
m AU
U V1_280nm
3000
U V 2 _ 2 3 0 nm
UV 3_210nm
Cond
Conc
pH
2500
粉防己碱 防己诺林碱
2000
1500
1000
50 0
0 0
100
200
300
400
500
ml
m AU
咖啡因 阿托品 士的宁 普鲁卡因
奎宁
3500
3000
主要来源于植物化学研究方法，多数工艺就是实验室研究技术的直接应用，生产 工艺与研究技术等同，单机生产规模与实验室完全一样
不是真正工业意义的生产方式 没有实质性的工艺优化和放大
2. 纯化工艺的技术单一性
方法非常局限，色谱学范畴
的多种纯化方法未得到应用
传统的中药活性成分纯化工艺主要有两类基本策略萃取和层析
中药活性成分和天然产物 纯化工艺开拓
策略和技术选择
中药产业 植化产业
1/ GE /
生命科学发展趋势
基因组 蛋白质组
DNA RNA 蛋白质（酶）
次生代谢 产物组
次生代谢产物
植化产业
中药产业
2/ GE /
GE Healthcare
研究
开发
生产
基因组
领域遗传信息
基因工程
基因测序
工作基多因遗样定传性型
基因表 达分析
2500
2000
1500
1000
50 0
0
0 .0
2.0
4 .0
6.0
8 .0
1 0 .0
12.0
ml
U V3_210nm
Con d
Con c
pH
Inj ect
mAU
Matrine
250 0
C:S30S, B:10mM NaH2PO4, pH:5
200 0
150 0
100 0
苦参碱 Matrine Retention: 6.2ml, 4.2ms/cm
蛋白质组 次生代谢产物组 产业化
蛋白质结构
生物测试
工业生产
蛋白质功能
生物分子Байду номын сангаас能 分离纯化
蛋白质 蛋白质
分析
辩识
药物 开发
毒理学 中试 生产
生物医 药生产
术 技 MegaBACE™
SNuPe™
Lucidea™
ÄKTA™
Ettan™
LEADseeker™
SPA
Custom labels
ÄKTA™
BioProcess ™
4.中药活性成分纯化工艺的安全性
目前多数中药单体纯化工艺需要在开放环境中大量使用 有机溶剂，存在的问题
安全性 劳动保障 环境保护
如何实施SOP规程 如何实现GMP管理
企业安全 员工健康 环境保护
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二、中药活性成分纯化工艺的策略
1 工业纯化工艺与实验室研究方法的区别
科学研究 目的：获得所有有效成分单体
9/ GE /
2 工业纯化工艺的基本策略
以企业预期的技术经济指标为指导 在工业纯化四大要素中寻求平衡点
纯化四大要素： 分辨率 速度 载量 回收率
速度
分辨率 回收率
载量
10 / GE /
3 工业纯化工艺的基本结构
纯度
捕捉
样品准备,
分离
粗提
分离, 浓缩 和稳定样品
纯化
中度纯化
精细纯化
达到最高纯度
去除大部分杂质
槐定 碱和氧化苦参碱 从虫草中分离虫草素
阴离子交换 可以直接从中药的稀碱浸提液中捕捉 生物酸、皂甙、内酯、多酚、醇类等 成功的案例 从大黄中分离大黄素 从紫草中分离紫草素 从葛根中分离葛根素 从三七中分离三七素 从柴胡中分离柴胡皂甙C 以及甘草酸、阿魏酸、咖啡酸、阿魏酸 等的分离。
14 / GE /
Quinine
3 50 0 3 00 0
奎宁 C:SrSPHP, B:10mM NaH2PO4, pH:3
20. 0
ml
Retention: 16ml, 32ms/cm
2 50 0
2000 Peak top cond: 35.2ms/cm
Peak top cond: 11.6ms/cm
士的宁
1 50 0
Strychine
1 00 0
5 00
0
0.0 UV1_280nm
5. 0 UV2_230nm
mAU
Mesacontion
1 0. 0 UV3_210nm
C ond
1 5 .0
Conc
pH
2 0.0 Inject
2 5. 0
ml
C:S30S, B:10mM NaH2PO4, pH:5, Cond:1
萃取策略 反复萃取 多次结晶
层析策略 正相层析（硅胶和大孔树脂）或反相层析（C柱）、配合结晶技术
7/ GE /
3.中药活性成分纯化工艺的可操作性
精细的技术操作和过程判断完全依赖于操作者 生产过程如实验室的科研一样以开放方式的进行 车间如同传统的手工业作坊 在GMP车间内进行开放式手工劳动的现象普遍 难于实现自动化控制
5/ GE /
典型事例：广谱抗癌药紫衫醇的生产
纯度：要求99.8%（企业标准）工艺：主要采用两种方法 正相层析 反相层析
正相层析工艺 生产车间
排列着一百至数百根开放式的层析柱 人工上样（g至10g级） 人工添加有机溶剂 三角瓶收集，逐瓶取样点板分析 层析周期约5天
反相层析工艺
生产车间 安装十台至数十台HPLC系统 用样品环上样（mg至g级） 混合的有机溶剂洗脱 层析周期8~12小时
的单一成分纯品 要求：峰越多越好
纯度越高越好 策略：分辨力绝对优先 经济：不惜代价
不计成本 不考虑纯化周期 手段：反相层析：超细C柱，C18 正相层析：硅胶、大孔树脂、
Sephadex LH-20
工业生产 目的：获得大量的目标产物 要求：峰越少越好
最好是两个峰 杂质峰和目标峰基线分离 策略：达到需要的纯度即可 经济：以经济的方法 计较成本 考虑纯化周期 手段：满足企业技术经济要求的方法 色谱学范畴的各种纯化方法
5 00
UV2_254nm
Cond
mA0U
3500 0P.0 rocaine
Conc
pH
5.0
Inject 1 0.0
Peak top cond: 6.4ms/cm
15 .0
20.0
ml
3000 C:SrSPHP, B:10mM NaH2OP4, pH:3,
2500 Retention: 12.4ml, 16.2ms/cm
5 00
0
0.0
5. 0
1 0.0
1 5 .0
20.0
2 5.0
ml
U V2_254nm
Cond
Con c
pH
Inject
mA U
Hyoscymine
1 50
C:SrSPHP, B:10mM NaH2PO4, pH:3
1 00
莨菪碱
50
Hyoscymine
0
0.0
5.0
10.0
1 5 .0
20.0
mAU
新乌头碱 400 Retention: 11.5ml, 32.5ms/cm
300
Max peak cond: 38ms/cm
200
Mesaconitine
100
0 mAU
U V2 _2 540n.m0
UV 3_ 2 80 nm
C 5o.n0d
Con c
pH
10.0 In ject
Lo gb ook
15.0
300
Retention: 20ml, 45ms/cm
粉防己碱