大孔吸附樹脂技術在中藥中應用現存問題分析與探討

1、中草藥ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第5期2007年5月附3litesinmousebraintissueJ1JBeijingUnivTraditChinMed(北京中醫(yī)藥大學學報),1995,18(6):6414ZhaoSZ1Antiepilepticeffectof2asaroneandpossiblemechanismsJ1JChinIntegMed(中西醫(yī)結合學報),1984,4(8):49015NanjingPharmacenticalUniversity1PreliminaryresearchofvolatileoilofAcorusgra

2、mineusJ1ChinTraditHerbDrugs(中草藥),1978,9(6):116HuJG,GuJ,WangZW1ExperimentalstudyonAcorusgranmineusanditseffectivecomponentseffectedcentralner2voussystemJ1PharmcolClinChinMaterMed(中藥藥理與臨床),1999,15(3):1917LiL,HeYP,JiangHL,etal1ResearchonproportionsofAcourusTatarinowiiSchotlcombinedwithborneolanditsprot

3、ectiveeffectoncerebralneuronsJ1TraditChinDrugResChinPharmcal(中藥新藥與臨床藥理),2003,14(5):1922118ZhouDX1PromotingeffectofAcorusgranineusonstudyandmemoryofmiceJ1ChinTraditHerbDrugs(中草藥),1992,23(8):41719ZengGS1Effectanalysison41casesofGansongTangtreatepilepsyJ1ZhejiangJTraditChinMed(浙江中醫(yī)雜志),1981,16(11):52111

4、0ShanSJ,XuQP1EffectofYizhiJiaonangonlearningandmemoryinmiceandpossiblemechanismsinvoledinitsac2tionsJ1PharmacolandClinChinMaterMed(中藥藥理與臨床),1994,10(1):13111LiuJQ130CasesoftreatmentofAlzheimersdiseasebyJi2aweiSiqiTangJ1ShaanxiJTraditChinMed(陜西中醫(yī)),1996,17(3):112112XieMC,ChuJJ,PengWH,etal1EffectsofDing

5、zhiPillsonthescopolancineinducedimpairmentofpassiveavoidanceinratsJ1ChinaJChinMaterMed(中國中藥雜志),1996,21(8):490113BelG1Chromosomedamageinhumanlymphocytesinduced2asaroneJ1PlantaMed,1987,53(3):2511by劉鄂湖1,2,鄢丹1,1,1,2(11解放軍3022,湖南長沙410007)大孔樹脂是20,、化學工業(yè)、分析化學、13。近年來大孔吸附樹脂在天然藥物化學成分的提取、分離純化、制劑工藝改革、制劑質量分析等方面有了

6、較廣泛的應用研究,并明確顯示出其獨特的作用。利用大孔吸附樹脂的多孔結構和選擇性吸附功能可從中藥提取液中分離精制有效成分或有效部位,最大限度地去粗取精,與中藥制劑傳統工藝比較,應用大孔樹脂吸附技術所得提取物體積小、不吸潮、易制成外型美觀的各種劑型,特別適用于顆粒劑、膠囊劑和片劑,改變了傳統中藥制劑的“粗、黑、大”現象,有利于中藥制劑劑型的升級換代,促進了中藥現代化研究的發(fā)展。雖然大孔吸附樹脂在中藥制劑領域的應用已取得一定的進展,但是由于樹脂純化技術的應用時間相對較短、用來制備中藥復方制劑則還剛剛起步,相關基礎研究較薄弱等原因,實際應用中還存在一些問題,因此,它的應用還有一個不斷發(fā)展完善的過程。但

7、是近年來大孔吸附樹脂在純化中藥成分時已成為“超級”熱點,一些科研工作者更是對其大加推崇,在考慮分離純化方法時,大孔樹脂往往成為其首選甚至必選。本文就近年來大孔樹脂在中藥成分精制純化中應用過程中存在的問題進行一些探討。1樹脂的型號和質量中藥提取液的樹脂有D2101型、DA201型、SIP系列、X25型、AB28型、GDX104型、LD605型、LD601型、CAD240型、DM2130型、R2A型、CHA2111型、WLD型(混合型)、H107型、NKA29型等,這些樹脂同國外產的樹脂(美國羅門2哈斯公司的XAD系列、日本三菱化成工業(yè)株式會社的HP系列等)相比,生產廠家和樹脂型號顯得比較混亂,就

8、以目前最常用的D2101型樹脂來說,供應廠家就有天津樹脂廠、天津骨膠廠、天津農藥廠(1989年兼并天津制膠廠,現轉制為天津農藥股份有限公司)、上海試劑廠、天津市試劑廠、天津南開大學化工廠等,但缺乏統一的標準,廠家提供給用戶的有關樹脂性能(極性、比表面積、孔徑、孔度等)的參數參差不齊,缺乏必要的指導,使得樹脂的質量難以得到保證,給使用者在實際應用中帶來一定的盲目性,從而直接導致純化出現不理想的結果。而大孔吸附樹脂是吸附性和篩選性原理相結合的分離材料,樹脂的孔徑、孔度、表面積及極性等不同,性質迥異,因此使用時必須根據實際情況加以選擇。各方應共同努力規(guī)范樹脂的生產供應市場,以統一樹脂的質量,為廣大研

9、究者們提供質量優(yōu)良的吸附劑。2樹脂的安全性樹脂的組成與結構既決定癥樹脂的吸附性能,也可從中了解可能存在的有害殘留物。市售的大孔吸附樹脂一般含未聚合的單體、致孔劑(多為長碳鏈的脂肪醇類)、引發(fā)劑、分散劑和防腐劑等。這些物質混入制劑中對人體大都會產生一定的危害,因此使用前必須經過處理將其除去。根據國家食品藥品監(jiān)督管理局有關大孔樹脂安全性的規(guī)定,對已使用的同牌號苯乙烯型大孔吸附樹脂,可免做動物安全性實驗,但需根據采用大孔吸附樹脂精制中藥的關鍵在于保證應用的安全性、有效性、穩(wěn)定性及可控性。應用大孔樹脂分離、純化中藥提取液,首先就應針對提取液中主要成分的理化性質選擇合格的樹脂。據不完全統計,目前國內生產

10、的用于分離、純化收稿日期:2006208231作者簡介:劉鄂湖(1981),男,藥劑學碩士,主要從事中藥新藥研究與開發(fā)工作。Tel:(010)66933324E2mail:lehabc3通訊作者蔡光明Tel:(010)66933323E2mail:cgm1004附4中草藥ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第5期2007年5月樹脂殘留物可能產生的毒性反應,在新藥的毒理學實驗中適當延長觀察周期,增加觀察項目,如考察對神經系統、骨髓等的影響。對從未做過動物安全性實驗,第一次用于新藥申報的大孔樹脂,應以定型產品進行動物安全性實驗,提供安全性研究資料,以說明應用該樹

11、脂的安全性。中藥注射劑采用大孔樹脂純化應慎重,需提供充足的依據,確保經樹脂純化藥物的安全性和有效性。注射劑純化用大孔樹脂,應選用同類樹脂中有機殘留物量最低者,或采用注射劑專用樹脂4。目前各種型號的大孔樹脂還基本沒有藥用標準,也沒有藥用標準的預處理方法,而在一般研究時,許多科研機構根本就沒有去考慮大孔樹脂有害物質殘留問題。目前,文獻報道的處理方法對處理的時間和處理程度的判斷含糊不一,對預處理結果缺乏充分可信的考察指標,尤其是安全性指標。常見的樹脂前處理用溶媒有乙醇、甲醇、酸堿、丙酮等。前處理工藝合格的指標多為“醇洗脫液加水不顯渾濁”,也有以洗脫液蒸干后無殘留物為指標。事實上,樹脂處理至洗脫液加水

12、不顯渾濁止,仍有一些樹脂殘留物未洗凈。藥對制劑質量的嚴格要求,下,關的檢測手段,建立用大孔樹脂純化技術制備的藥物,應建立成品中樹脂殘留物及裂解產物的檢測方法,制訂合理的限量,并列入質量標準正文。目前合格的檢測方法可謂少之又少,但文獻報道的氣相色譜檢測法得到了專家的認可,如袁海龍等5用毛細管氣相色譜法,配以預空進樣對D2101大孔樹脂可能帶來的7種殘留物進行測定取得了很好的效果;陸宇照等6用氣質非極性或弱極性的樹脂,而且極性大的樹脂容易將一些水溶性的多糖、氨基酸等雜質一起吸附,增加后處理工作的難度。因此這個原則不一定完全適用于大孔樹脂工藝,在應用大孔樹脂分離純化時,切忌生搬硬套,而應考察不同型號

13、樹脂對不同成分的吸附性能和適用性。應用大孔吸附樹脂除去水溶性雜質取得了一些成功的經驗,但必須明確,同任何工藝都不可能解決中藥提取的所有問題一樣,樹脂吸附法也有它的局限性,如大孔樹脂對各類成分的吸附特征一般不同,吸附量差別很大,很難用一種樹脂將所有有效成分分離出來;中藥中某些多糖類有效成分和多肽類有效成分用大孔樹脂吸附技術精制效果不好等。應在中醫(yī)藥理論指導下,針對具體品種,提供采用樹脂分離純,留率,。若采用,并。應用大孔吸附樹脂分離純化中藥成分時,上樣液必須用水溶解后濾過或者離心處理,否則影響吸附甚至引起樹脂柱的堵塞。因此很多極性較小的成分在水溶液中析出而棄去,不溶性成分是不是可以舍去,幾乎所有

14、的研究都未曾去注意這個問題。筆者認為,不溶性成分是否全部為無效成分有必要做進一步探討,最好結合藥理確定。近年來,大孔樹脂吸附技術在中藥領域內的應用日益增多,其精制中藥復方的優(yōu)勢也越來越得到人們的重視。然而由于中藥復方中成分較復雜,其有效成分可能為一系列的多個化合物,包括組成復方的單味藥的有效成分以及復方提取可能形成的復合物。大孔樹脂對不同成分的吸附選擇性大不相同,加上不同成分間吸附競爭的存在,使得實際吸附狀況十分復雜,經過樹脂精制后,復方中有效成分的保留率也不同,會使實際上各藥味間的用量比例產生改變。如侯世祥等17用大孔樹脂純化一中藥復方,在相同純化工藝條件下,復方中小檗堿、大黃蒽醌保留率為8

15、0%85%,而單味藥材幾乎達100%。復方與單方中小檗堿在LD605樹脂中的比上柱量:復方為0.877mg g,單方為21.12mg g;比吸附量:復方為0.807mg g,單方為19.66mg g,復方比吸附量僅為單方的1 24。故中藥復方運用大孔樹脂精制,首先要明確純化目的,充分考慮采用樹脂純化的必要性與方法的合理性,研究解決其有效評價這一基礎問題。用樹脂分離純化復方是發(fā)展趨勢,但因中藥成分多,一個成分代表不了該方的全部作用,所以中藥復方混合上柱純化者,應做相應的、足以能說明純化效果的研究,提供出詳盡的實驗資料。一般僅用一個指標,一種洗脫劑是不能說明其純化效果的,要根據處方組成盡可能以每味

16、藥的主要有效成分為指標監(jiān)控各吸附分離過程,在確有困難時可配合其他理化指標。在理化指標難以保證其“質量”時,還應配合主要藥效學對比實驗,以證明上柱前與洗脫后藥物的“等效性”。聯用及氣相色譜法研究大孔樹脂苯系列殘留物,表明以醇處理及酸堿處理的D2101型大孔樹脂提取中藥是安全可靠的。3樹脂的適用性由于大孔吸附樹脂的固有特性,它能富集、分離不同母核結構的藥物,可用于單一或復方的分離與純化。但實際上,大孔吸附樹脂型號很多,性能用途各異,不同類型樹脂對同一成分有不同程度的吸附,同一型號樹脂對多種成分也有不同程度的吸附。而中藥成分又極其復雜,尤其是復方中藥,因此必須根據功能主治明確其有效成分的類別和性質,

17、選擇適宜的樹脂。根據“類似物易吸附類似物”的原則,即一般非極性大孔樹脂適用于從極性溶液(如水)中吸附非極性有機物;而極性大孔樹脂適用于從非極性溶液中吸附極性溶質;中等極性吸附劑,不但能夠從非水介質中吸附極性物質,同時它們具有一定的疏水性,也能從極性溶液中吸附非極性物質,按照這個原則,脂溶性成分(如甾體、二萜、三萜、黃酮、木脂素、香豆素、生物堿等)選擇非極性或弱極性樹脂,而皂苷、生物堿苷、黃酮苷、蒽醌苷、木脂素苷、香豆素苷、環(huán)烯醚萜苷等宜選擇弱極性或極性樹脂。但是在實際應用過程當中,分離極性大的物質如皂苷類成分,往往用極性樹脂分離效果反而不如用中草藥ChineseTraditionalandHe

18、rbalDrugs第38卷第5期2007年5月附55樹脂的穩(wěn)定性與再生氣泡,如何使大型樹柱上樣均勻等。建議建立樹脂上樣泄漏點及洗脫終點的判斷方法,防止有效成分的泄漏和漏洗8。鑒于中醫(yī)用藥和中成藥本身的特殊性,必須要對制劑的藥理、藥效、臨床療效等方面的考察做進一步的研究才能確認樹脂吸附法的優(yōu)劣及其在中藥制劑中應用的意義。筆者認為當前還應加強大孔樹脂基礎方面的研究工作:(1)展開對大孔吸附樹脂純化不同中藥有效部位的特性研究,尋找具有指導意義的吸附特性參數;(2)探討各類有效成分在樹脂上的吸附模型(多分子層吸附或單分子層吸附),擬合必要的數學模型以指導實際操作;(3)加強工業(yè)生產上的放大試驗研究。通

19、過這些研究,對于優(yōu)化生產工藝,提高分離效果,充分利用中藥材資源具有重要意義;尤其是為推廣吸附純化法于中藥制劑提供應用基礎。,隨著各基礎研究和應用研究的不斷深入,。T,JW,ChenJY1Anionexchangechro2ofproteinonAGMP21high2performanceliquidchromatographyequipmentJ1AnalBiochem,1984,142(2):37312LiuY,IngleJDJ1Automatedtwo2columnionexchangesystemfordeterminationofthespeciationoftracemetalsin

20、naturalwatersJ1AnalChem,1989,61(6):52513MaZS1ApplicationofmacroporousabsorptionresinonpharmacyfieldJ1ChinTraditPatMed(中成藥),1997,19(12):4014Thetechnologyrequirementofmacroporousabsorptionresinsapplicationonseparation、purificationofChineseMedicineA1DiscussionConferenceonMacroporousAbsorp2tionResinsApp

21、licationonSeparation、PurificationC1Bei2jing:ChinaPressofTraditionalChineseMedicine,200015YuanHL,liXY,XiaoXH1AnalyticstudyonresiduesofD2101macroporousresinbyheadspacesamplingJ1TraditChinDrugResClinPharmacol(中藥新藥與臨床藥理),2003,14(2):12116LuYZ,YangZR,LiJ1AnalyticstudyonBenzeneseriesresiduesofD2101macropor

22、ousresinonChineseMedicineJ1JYunnanCollTraditChinMed(云南中醫(yī)學院學報),2003,26(2):1717HouSX,TianHK1Applicationofmacroporousabsorptionresinonseparation、purificationofChineseMedicineCom2poundJ1TraditChinDrugResClinPharmacol(中藥新藥與臨床藥理),2000,11(13):13118HuJ,ZhouYH1Applicationofmacroporousabsorptionresinonrefinem

23、ent,purificationofChinesemedicineJ1ChinTraditPatMed(中成藥),2002,24(2):1271大孔吸附樹脂是有機高分子聚合物,在使用過程中會因為某些成分的不可逆吸附而老化,雖經再生處理,吸附能力也會降低,從而影響其對有效成分的吸附、分離,并且在一定條件下或長期的使用過程中,樹脂還可能會發(fā)生降解而進入藥液中產生二次污染,嚴重影響產品的安全性。目前,由于大多是小批量的處理樣品和短時間的使用樹脂,所以未見有此類報道。在實際操作中若不注意,不僅造成生產上的浪費,更重要的是影響制劑成品的質量。“節(jié)約資源,保護環(huán)境”是當今社會的一大主題,目前,大多失去交換能力