淺析天然產物分離純化新技術

郎宸用

（吉林化工學院生物與食品工程學院，吉林吉林 132022）

天然產物是從有機整體中分離提取出的物質，如動物、植物、微生物等。天然產物內部有機組成部分較多，依據內部物質特性可廣泛應用到醫療領域、食品領域等。其中植物源成分多以黃酮類化合物為主，作為多酚類物質中的一個分支，內部化學結構的特殊性令其成為已經化合物種類最多的物質。目前，天然產物的應用大多以醫療領域為主，如中藥、保健藥等，但從我國現有的技術來講，天然產物的分離純化工藝水平仍存在欠缺之處，在技術細節部分仍難以發揮出專業優勢。而從實際應用領域來講，技術特性本身的提升則代表著其在未來領域中的發展態勢，為此，應加大技術的研發力度，以提升天然產物制取的精度，增加行業領域的經濟效益。

1 膜分離純化技術

膜分離技術作為一種物理操作工序，在膜界參數的設定下，對物質本身進行精度過濾。膜分離技術環境應在常溫下進行，由于其反應機理較為簡便，且反應過程中消耗能量較少，對于熱量變動范圍具有較大的敏感特性，極大擴展膜技術的應用范疇。如在大豆蛋白進行制取時，采用電酸法、沉淀法、膜透法等，可精準對大豆物質進行離析，然后再對所得蛋白進行酸堿度比對。經實驗比對，膜透法的離析效果較為明顯，大豆蛋白內含有的礦物質較少，且溶解值較大，當逐漸降低溶解液的PH值時，大豆蛋白的溶劑值將呈現出上升趨勢，在PH值為3.4時，溶解度最大，而在同等pH值條件下，果汁飲品內的含量值則呈現出較大優勢。為此，可得出此類提取物為果汁飲品提供較大的價值。

2 分子印跡技術

分子印跡技術是化學分離中的典型代表，其將化學專業、生物專業、材料專業等進行融合，為天然產物的提取制訂出定性化路徑。在實際應用過程中，分子印跡對物質的分子架構形式進行分析，并將其映射到某一個固定分離節點上，進而形成聚合物。而從聚合物本身特性來講，其是將節點上的分子進行互補型匹配，并以分子共價形式進行結合，添加交聯劑作為分子反應催生物，以加快分子之間的反應。待完成相應的反應后，將節點上的分子提取出來，節點分子的預留位則形成一定空洞點，在有序性的排列下，生成高聚合物。分子印跡技術的研發與應用在當前天然產物領域具有較大的發展空間，主要是由于反應發生體系具備較強的環境抗壓能力，且在分子聚合過程中，有一定的軌跡可尋，在高反應強度、高辨別優勢的前提下，令技術本身具備一定的反應穩定性。同時，此類技術的應用范疇較廣，其不僅可對天然產物進行分離純化，還可對金屬離子、有機生物分子等進行分析，在多適用性的反應條件下，極大增強技術本身的屬性。

3 分子蒸餾技術

分子蒸餾技術作為二十世紀中期的一項技術，在科學技術水平的逐漸提升下，其衍生類真空蒸餾技術已逐漸趨于成熟。真空蒸餾技術可將物質分離出水相分子及時排除到裝置外，在空氣壓強的作用下可有效避免水相分子出現回流效應，以提升蒸餾質量。與此同時，在真空環境下，待分離物質的沸點較低，同等溫度設置下，可對具有熱敏性的物質進行溫度防控，以減少物質高溫下觸發的機理突變現象。從反應原理來講，低沸點操控性形式令其具備廣泛的應用領域，如食品、化工、醫藥等方面。在實際反應過程中，真空分子蒸餾技術屬于即時性蒸餾的一種，在對混合物分子進行離析時，由于整體反應環境處于真空下，各分子在受熱過程中運動速率將呈現出不同狀態，如未能達到物質本身的沸點而分離時，則物質受熱時間將極大縮短，進而加快實際蒸餾分離效率。從物質分子運動角度來看，此類分離形勢并不是以分子團為主，而是通過各分子實際運動速率來進行差異化分離。在對液體進行分離時，則應先對物體進行加熱處理，待達到液體自身沸點時，則液體將自動分離出氣相分子。從物質分子體積來看，內部分子直徑、運動效率、自由程距離等，則是液體分離的基礎，當氣相分子質量較輕時，其在運動過程中，如未能達到液體的冷凝基準面時，則氣相分子將呈現溢出現象，反觀，重質量分子則由氣相轉變為液相，運用此種形式可完整的將各類分子進行分離。

4 多孔炭材料吸附技術

利用多孔炭材料對物質內含有的化合物進行吸附，其多孔結構可容納更多的分子化合物，以降低整體操作成本。此外，多孔炭材料本身具有的特性可有效增加反應過程中的容錯性，通過對待吸附材料的分析，材料合適的炭材料，可形成定向化分子吸附體系，以提升整體反應效率。例如，在對傘形科植物的天然產物阿魏酸進行分離純化時，以粉末、顆粒兩種吸附材料進行分離。在低濃度反應時，阿魏酸在炭粉末上的吸附效果較大，造成此種現象的主要原因是由于炭粉末與化合物的接觸面積較大，在同質量、同體積的前提下，粉末的擴散性要高于顆粒狀態。在完成吸附后，可利用低濃度氫氧化鈉溶液，將炭粉末上的阿魏酸化合物進行分離，以此來制備出較高純度的物質。

此外，碳納米管反應基體的研發，極大增強炭材料物質本身的反應特性，在納米級吸附條件下，可令物質中的化合物實現精分，此種特性令碳納米管在藥物、染料領域等具備較大的價值。例如，在利用炭納米管分離藥物化合物時，由于藥物本身屬于高極性化合物，利用納米吸附工藝，可對抗生素類化合物進行有效吸附，而傳統的石墨碳化反應的吸附效果較弱，為此，在同等條件下，碳納米管具備高質量、高吸附的優勢。

5 逆流色譜分離純化技術

逆流色譜技術是指溶液之間進行反應的一種形式，當兩種化學特性、物理特性均不同的融合進行融合時，內在分子將呈現出無規則動態特性，此時在兩種溶液中添加聚四氟乙烯物質，令溶液呈現出單體單向流動特性，在分子導向作用下，兩種溶液的分子可實現滲透、接觸的現象。而從溶液本身特性來講，如溶液間的組分特性相差較大時，在分子接觸過程中，將產生重新分配的現象，此時分子在高速移動狀態下，物質將自動組分分離，以得出相應的產物。

6 凝膠層析分離純化技術

凝膠層析主要是對黃酮類化合物進分析，其與傳統的硅膠層析模式相比，具有較大的吸附能力、荷載能力等，且對非特異性分子具有一定的阻抗作用，其內部流動相多以有機溶劑為主，在相位的逆向結合形式下，其對天然產物的承載能力為自身的2.5倍，且可分離出多種化合產物。如在對天然產物杏黃酮進行分離純化時，依托于sephardexLH-50可對杏黃酮進行介質分離，且分子化合物的承載量為80～120mg/ml，但其在分離過程中易發生漲落現象，對化合物自身的精度造成一定影響。

結語：

綜上所述，天然產物在藥品行業、食品行業等方面具有重要的價值，在科學技術的不斷革新下，分離純化技術體系也在不斷完善，現有的分離純化技術基本可滿足天然產物提取需求，但在實際分離過程中也存在一定的弊端。為此，在未來發展過程中，應加大技術的革新效率，以制備出高純度的天然產物，為行業領域的發展奠定堅實基礎。