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[i]化学与生物工程:2003(6):4-6[/i] [b]微波萃取技术在天然产物活性成分提取中的研究进展[/b][i]石国荣,饶力群[/i]摘 要:叙述了微波萃取技术的原理,并对近年来微波萃取技术在天然产物活性成分提取中的研究进行了综述。关键词:微波萃取 天然产物 活性成分 在天然活性成分的提取中,超临界流体萃取已在香料、食品、药物、环境等很多方面得到了广泛的应用,但由于对象是非极性或低极性物质,且需要专门的仪器设备,使其应用受到一些限制。而微波萃取法不仅能保持分析对象本来的化合物状态,而且具有萃取时间短、溶剂用量少、提取效率高和投资少等优点。1 原理 微波萃取的基本原理:由于不同物质的结构不同,吸收微波能的能力各异,因此,在微波的作用下,某些待测组分被选择性地加热,从而与基体分离,进入到微波吸收能力较差的萃取剂中。萃取的温度、溶剂的极性对萃取效率有很大的影响。 从细胞破碎的微观角度看,微波加热导致细胞内的极性物质尤其是水分子吸收微波能产生大量的热量,使胞内温度迅速上升,液态水汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破,形成微小的孔洞 进一步加热又导致细胞内部和胞壁水分减少,细胞收缩,表面出现裂纹。孔洞或裂纹的存在使胞外溶剂容易进入细胞内,溶解并释放出胞内产物。2 微波萃取在天然产物提取中的应用 微波萃取不仅萃取效率高、产品纯度高、能耗小操作费用少,而且符合环境保护要求,可广泛用于中草药、香料、食品和化妆品等领域。在天然产物的提取方面,自 Ganzler 等最早利用微波萃取法从羽扇豆中提取了鹰爪豆生物碱后,该技术成为天然产物提取的有力工具。2. 1 微波萃取西番莲籽油 王平艳等用家用 850 W 微波炉,以正己烷为溶剂,证明微波萃取西番莲籽油是可行的。郝金玉等也证明微波萃取法适用于提取西番莲籽,并且证明非极性溶剂适用于微波萃取含水物料,实验前用水浸泡24 h 使种子吸水的方法提取率最高。结果都表明 :与传统的提取方法相比,微波萃取法具有萃取时间短、溶剂用量少且溶剂回收率高、产品提取率高、所得油色泽清亮、气味清雅等优点。2. 2 微波法萃取辣椒素 陈猛等以乙醇为萃取剂,对微波法萃取干辣椒中的辣椒素进行了研究,并与萃取产率较高的乙醇室温浸取法和丙酮温浸法作了比较。结果表明:萃取功率过高、萃取时间过长或者萃取压力过大都可能导致萃取产率的降低。辣椒素的萃取产率随着乙醇浓度的提高而逐渐升高,并在 50 %~80 %时达到最高 湿度较大的辣椒样品在乙醇浓度较高(如 95 %的乙醇) 时才能获得最高的萃取产率。微波法所耗的时间从室温浸取法的 18 h 和丙酮温浸法的 3 h 减少到 320 s,大大提高了萃取效率。
请教各位大神: 最近老师让用毛细管电动色谱分离分析天然产物中的活性成分(主要为中药材),让我选择分析的对象,至少5-8种有效成分,请问各位应当怎样选取合适的药物对象啊?另外,发现用毛细管做富集看似简单实则不好实现,因此我想选择紫外吸收强一点的药物,请问各位哪些天然产物的活性成分紫外吸收比较高呢?谢谢您的回答啊。
对结构独特、活性显著的天然产物进行生物合成研究是从基因簇、生物合成途径及酶催化反应角度理解自然界“全合成”的生物-化学过程。中国科学院上海有机化学研究所生命有机化学国家重点实验室唐功利课题组多年来致力于复杂抗肿瘤天然产物的生物合成研究,经过几年的努力,该课题组最近在两个课题上均取得突破。 抗生素谷田霉素(Yatakemycin,YTM)可以抑制致病真菌,且对肿瘤细胞表现出极强的毒性(比抗肿瘤药物丝裂霉素的活性高约1000倍);该家族化合物属于DNA烷基化试剂,典型的结构特征是吡咯吲哚环上的环丙烷结构。为了阐明其独特的生物合成机制,课题组利用全基因组扫描技术定位其生物合成基因簇,通过基因敲除结合生物信息学分析确定了基因簇边界。在对突变株的发酵检测中成功分离鉴定了中间体YTM-T的结构,并结合体外生化实验揭示了一类同源于粪卟啉原III-氧化酶(Coproporphyrinogen III oxidase)的甲基化酶以自由基机理催化YTM-T发生C-甲基化(J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 8831-8840),这是此类蛋白催化自由基甲基化反应的首例报道。这一阶段性结果为下一步阐明YTM结构中最重要的环丙烷部分生物合成途径奠定了基础。 萘啶霉素(Naphthyridinomycin,NDM)、奎诺卡星(Quinocarcin,QNC)及Ecteinascidin 743 (ET-743)均属于四氢异喹啉生物碱家族化合物,它们都具有显著的抗肿瘤活性,其中ET-743已发展为第一例海洋天然产物来源的抗肿瘤新药。这三种化合物都具有一个独特的二碳单元结构,其生物合成来源问题一直没有得到解决。为了揭示这一谜团,唐功利课题组在克隆了NDM和QNC生物合成基因簇的基础上,通过前体喂养标记、体内相关基因敲除-回补以及体外酶催化反应等多种实验手段相结合的方式,阐明了二碳单元的独特生源合成机制:NapB/D及QncN/L在催化功能上均属于丙酮酸脱氢酶及转酮醇酶的复合体,它们负责催化二碳单元由酮糖转移至酰基承载蛋白(ACP)上,而后经过非核糖体蛋白合成(NRPS)途经进入到最终的化合物中。这一结果发表在《美国国家科学院院刊》(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2012, 109, 8540-8545)上。这种将基础代谢中的酮糖直接转化为次级代谢所需要的二碳单元在非核糖体肽合成途经中是首次报道,该研究结果也有助于揭示海洋药物ET-743独特的二碳单元生物合成来源,为非核糖体聚肽类天然产物的组合生物合成带来新的前体单元。 上述研究工作得到国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的资助。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201207/W020120704343205531340.pngYTM合成机制http://www.cas.cn/ky/kyjz/201207/W020120704343205536236.gif四氢异喹啉生物碱化合物的独特生源合成机制