小檗碱提取方法和药理活性研究进展-杨庆珍.pdf

Chinese Journal of New Drugs 2015，24(5)519中国新药杂志 2015 年第 24 卷第 5 期 基金项目国家自然基金(81274013，81473315);国家自然基金重点项目(81130069)作者简介杨庆珍，女，硕士研究生，研究方向为中药资源学。联系电话:(010)57833197，E-mail:yangqingzhen126 com。通讯作者黄林芳，女，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为中药质量评价与新药研究。联系电话:(010)57833197，E-mail:lfhuang implad ac cn。综述小檗碱提取方法和药理活性研究进展杨庆珍1，2，郑司浩1，黄林芳1(1 中国医学科学院、北京协和医学院药用植物研究所，北京 100193;2 吉林农业大学，长春 130118)摘要小檗碱是多种清热解毒类中药共有的有效成分，是医学领域研究较透彻，且应用于中西医临床最广泛的成分之一。小檗碱除了传统研究的抑菌、抗炎、抗病毒等药理作用外，对肿瘤、糖尿病、心血管疾病、消化道疾病也有很好的治疗作用，已成为业界研究热点。小檗碱多用酸水、碱水、超声和回流等方法提取，近年来涌现了超临界流体提取法、酶法、双水相萃取法等提取方法。本文对小檗碱的提取方法及药理活性进行了归纳、分析和总结，提出了当前研究存在的不足，并对小檗碱的研究方向和应用前景做出了展望。关键词 小檗碱;提取方法;药理活性;研究进展 中图分类号 932 文献标志码 A 文章编号1003 3734(2015)05 0519 08Advance in extraction methods and pharmacological activities of berberineYANG Qing-zhen1，2，ZHENG Si-hao1，HUANG Lin-fang1(1 Institute of Medicinal Plant Development，Chinese Academy of Medical Sciences Peking Union MedicalCollege，Beijing 100193，China;2 Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China)Abstract Berberine is a common active ingredient in traditional Chinese medicine，and is one of the thor-oughly researched clinical medicine and one of the widely used ingredients in the medical field In addition to anti-microbial，anti-inflammatory and anti-viral activities，berberine is effective on cancer，diabetes，cardiovascular dis-ease and gastrointestinal diseases，and has become the focus of research Berberine extraction methods include acidextraction，alkaline extraction，ultrasonic extraction and reflux extraction In recent years，a lot of new extractivemethods have been developed such as supercritical fluid extraction，enzymatic extraction，aqueous two-phase ex-traction method，and so on In this article，we analyzed and summarized extraction methods and pharmacologicalactivities of berberine The deficiencies within currently studies on berberine were analyzed，and the prospect re-searches were discussed in this paper Key words berberine;extraction methods;pharmacological activity;research advances小檗碱(berberine)又称黄连素，属于季铵型异喹啉类生物碱。主要存在于小檗科、罂粟科、毛莨科、芸香科和防己科等植物中1。小檗碱是黄色针状晶体，其分子式为 C20H18NO4(结构式如图 1)，表现为季铵型、醇型、醛型 3 种互变异构体，其中以季铵碱型最稳定。小檗碱能溶解于冷水(1 20)，略溶于冷乙醇(1 100)，在热水或热乙醇中溶解度比较大，难溶于丙醇、氯仿或苯，盐类的溶解度较小，硫酸盐在水中的溶解度约为 1 30，盐酸盐微溶于冷水(1 500)2。作为一种具有广阔应用前景的化合物，小檗碱近年来提取工艺方面有了很大的进步，提取方法也越来越多，除了常用的酸水、碱水等提取方法以外，出现了超临界流体提取法、酶法、双水相萃取法等低污染、高提取效率的新型提取方法。小檗碱清热解毒和抗菌等功能已应用于临床，并且具有Chinese Journal of New Drugs 2015，24(5)520中国新药杂志 2015 年第 24 卷第 5 期很好的抗痢、抗传染性原虫、抗肿瘤、降血糖、调节血脂、降血压和抗心律失常等多种药理活性3 4。其显著的抗心力衰竭、抗心律失常、降低胆固醇、抗血管平滑肌增殖、改善胰岛素抵抗、抗血小板等在心血管系统和神经系统疾病方面的应用日益受到重视5。另外，小檗碱在农业中抑菌杀虫、在畜牧业中抗病增产的作用，也使在农牧应用中备受关注。本文以近年来国内外发表的文献为依据，对小檗碱的提取方法和药理活性研究进展进行了综述，提出了当前研究存在的问题，并对小檗碱的研究方向和应用前景做出了展望。图 1小檗碱结构式1提取方法小檗碱传统的提取方法主要有酸水提取法、碱水提取法、乙醇提取法等，随着业界对天然产物有效成分研究的不断深入，各种经过改进的、运用最新技术的方法如液膜法、双相萃取法、超临界流体提取法等为小檗碱的提取和工业化生产开辟了新的途径和思路，作者总结了各种提取方法的原理和特点(见表 1)，为小檗碱的提取和生产提供参考。酸水、碱水提取法工艺简单、成本低，但存在提取率低、易腐蚀设备、不安全、不环保等问题。醇法提取法包括微波提取法、(索氏)回流提取法、超声提取法、闪式提取法等，溶剂限制性低并可反复使用、节能环保、安全性高、操作简便、提取效率高，但超声提取等方法对设备的投资较大。随着方法的改进和条件的摸索，出现的新方法如双水相萃取法、酶法提取法、超临界 CO2萃取法、液膜法提取法、超高压水射流提取法，刷新了小檗碱的提取率记录，缩短了提取时间，更适合工业化生产。且每种方法都有独特的优点，如酶法提取法对提取原植物内容物的成分几乎无影响;超临界 CO2萃取法全过程不用有机溶剂，萃取物无残留溶媒;液膜法富集作用强等。可以预见，将来一定会有更多更先进的提取工艺涌现，为小檗碱的提取生产和临床应用提供参考。表 1小檗碱提取方法方法原理步骤/方法特点(优点/缺点)参考文献酸水提取法在酸性溶液中硫酸盐溶解度大于盐酸盐转变为硫酸盐溶解于酸性溶液，加入盐酸转化为盐酸盐而析出多采取硫酸浸泡与其他方法相结合的提取工艺，试验材料成本低，工艺简单，但易造成污染，容易腐蚀设备 6碱水提取法/石灰乳法碱提酸沉原药材粉末中加入饱和石灰水，利用石灰乳沉淀黏液质，用碱水提取小檗碱，过滤除去杂质后加入食盐使其饱和析出饱和石灰水的 pH 值直接影响提取率，提取效率优于酸水 7 8微波提取法易溶于热乙醇，难溶于冷乙醇原药材粉末提取过滤浓缩盐析酸提粗提物纯化溶剂限制性低，节能，操作简便，条件易于控制，提取效率高 9(索氏)回流提取法同上同上溶剂可回收反复使用、不腐蚀设备、无毒、对环境无污染、提取产量高，且索氏回流法比普通回流法提取时间少、提取率高 10超声提取法同上同上比传统乙醇浸提法小檗碱产量提高了 42%，提取率高，提取时间短，操作步骤简单，但增加了过程的设备投资及操作难度 11 12闪式提取法同上同上提取时间是回流法的 1/120，是超声法的 1/30，节能经济，工艺简单，提取率高 13Chinese Journal of New Drugs 2015，24(5)521中国新药杂志 2015 年第 24 卷第 5 期续表 1方法原理步骤/方法特点(优点/缺点)参考文献双水相萃取法2 种水溶性不同的聚合物或者一种聚合物和无机盐在两相间的分配系数不同原药材粗提液，加入到(NH4)2SO4/PEG400 双水相溶液中，离心分为两相，读取两相体积，计算上下两相中小檗碱的浓度，得出其萃取率表面活性剂用量小，萃取分离速度快，萃取富集率高 14 15酶法提取法纤维素酶破坏细胞壁原药材粗粉加入石灰水和酶液，超声后过滤，加盐酸调 pH 2 3，加NaCl 放置过夜，抽滤即得对提取原植物内容物的成分没有影响，比传统乙醇浸提法小檗碱产量提高了 49%16超临界 CO2萃取法超临界二氧化碳的特殊溶解作用将超临界流体与原药材粗粉接触，使小檗碱充分溶解，然后减压、升温的方法使超临界流体 CO2变成气体，小檗碱析出全过程不用有机溶剂，萃取物无残留溶媒，安全性好，萃取效率高且能耗较少，节约成本，工艺简单易掌握，萃取速度快 17 18液膜法提取法模拟生物膜结构的选择透过性原药材粗粉蒸馏水浸泡后过滤，滤液倒入液膜搅拌后分层，取液膜层破膜，分液取下层水相，静置过滤后沉淀重结晶即得简单、快速、选择性高，操作简单易于实现自动化，有良好的富集作用 19超高压水射流提取法水经过超高压加压器产生600 1 000 ms1的水箭切割材料原药材粉末乙醇回流，过滤浓缩定容，超高压水射流处理，静置过滤后沉淀重结晶即得在 150 300 MPa 超高压范围内，随着压力上升，盐酸小檗碱的含量依次升高 202药理作用小檗碱有抑菌、抗炎、抗病毒、治疗心血管系统疾病、抗肿瘤、治疗糖尿病等多种药理作用，见表 2。表 2小檗碱的药理作用生物活性实验模型作用/机制参考文献抑菌体内模型:沙门菌人工感染小鼠模型抑制小鼠体内革兰氏阴性菌、延长细菌感染小鼠的存活时间、降低死亡率 21体外模型:大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌悬浮液抑制大肠杆菌(抑菌率 9396%)、金黄色葡萄球菌(抑菌率 4188%)、白 色念珠菌(抑菌率 3428%)22体外模型:酵母菌、葡萄球菌属菌、革兰阴性杆菌培养液抑制酵母菌、葡萄球菌属菌、革兰阴性杆菌 23体外模型:出血性腹泻牦牛中分离的ETEC 菌株抑制两类大肠杆菌菌株 24抗炎体内模型:蛋清建立炎症小鼠模型，磷酸组织胺建立致痒豚鼠模型减轻大鼠蛋清足趾肿胀、降低磷酸组织胺所致豚鼠后足致痒阀 23抗病毒体外模型:HIV-1 NL4 3 病毒感染 CEM-GFP 细胞系抑制 HIV 复制中的 CEM-GFP 细胞 25体外模型:A/P/8/34 感染-AW264 7细胞系抑制翻译后病毒的病毒蛋白质运输/成熟，抑制多种哺乳动物细胞类型的 2 甲型 H1N1 流感的毒株生长 26对心血管系统的作用抗 AS/降血脂体内模型:高脂饲料喂养家兔动脉粥样硬化模型降低血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平，降低主动脉诱导型一氧化氮合酶(iNOS)活性和脂肪组织中过氧化物酶体增殖物激活受体(PPA)基因的水平，增厚血管内膜，沉积脂质，形成少量泡沫细胞 27Chinese Journal of N