高速逆流色谱在食品及天然产物中的应用

1、高速逆流色谱技术(High-SpeedCountercurrent Chromatography,HSCCC是当前国际上较新型无固体 载体的液-液分配技术,最初由美国国立健康研究院Ito教 授研究开发 1。H S C C C 技术主要有离子对逆流色谱 (Ion-pairCountercurrentChromatography、pH区带逆流 色谱(pH-zone-refiningCountercurrentChromatography 及多维逆流色谱(MultidimensionalCountercurrent Chromatography。由于该色谱无需固相载体支持,避免 了因不可逆吸附而引起

2、的样品损失、变性等问题,特别 适用于分离极性物质和用其他分离方法易引起结构变化 的物质。目前在食品、生物、医药、天然产物化学、环 境分析等领域有广泛的应用。现对近几年来HSCCC技 术在食品与天然产物中的应用作一综述。1高速逆流色谱的原理及特点 1.1高速逆流色谱原理HSCCC技术利用两相溶剂体系在高速旋转的螺旋 管内建立起一种特殊的单向性流体动力学平衡,其中 一相作为固定相,另一相作为流动相,在连续洗脱的 过程中能保留大量的固定相,物质的分离依据其在两 相中分配系数的不同而实现。它同其他各种色谱分离 技术的根本差别在于它不采用任何固态的支撑体(如 柱填料、吸附剂、亲和剂、板床、筛膜等,因此它

3、 完全排除了因不可逆吸附而引起的样品污染、变性、 失活等,不仅使样品能够全部回收,回收的样品也能 反映其本来的特性,特别适合于天然产物活性成分的 分离。作者简介:游辉(1981 ,男,硕士研究生,主要研究方向:功能性食品及其安全性。通讯作者:孙爱东高速逆流色谱在食品及天然产物中的应用游辉,孙爱东(北京林业大学生物科学与技术学院食品系, 北京100083摘 要:高速逆流色谱 (HSCCC 技术是一种较新型的无需固态支撑体的液液分配色谱技术, 本文介绍了高速逆流色谱的原理、特点,并对其在食品、天然产物成分分离纯化制备方面的应用进行了综述。关键词:高速逆流色谱(HSCCC ;食品;天然产物;分离 1

4、.2高速逆流色谱的特点HSCC技术所有的优点都源于其不用固体固定相, 具有广泛的溶剂体系可供选择。概括有如下特点:高 速逆流色谱不用固体支撑体,避免了由于样品与固定相 发生作用而导致的不可逆吸附、污染、变性等缺点,同 时可对颗粒或沉淀物质进行分离而不会造成色谱柱的堵 塞;简化样品预处理工作,可直接进样大量粗制样品 或合成混合物,洗脱组分可达到相当高的纯度,能够直 接和质谱仪或红外色谱仪联用进行分析 2;滞留在 柱中的样品可以通过多种洗脱方式予以完全回收,柱子 可以用合适的溶剂(如甲醇很容易地清洗,用空气或 氮气干燥,然后注入新的溶剂后构成新的柱体,可重复 使用。2高速逆流色谱技术的应用2.1在

5、食品中的应用高速逆流色谱技术可以在食品研究中实现功能性成 分的制备分离和食品的除毒去杂。OkaHisao 3用乙酸乙酯/醋酸/水(5110, V/V分离大豆粗提物,得到大豆苷和染料木苷,纯 度分别达到98.2%和99.2%;YunWei 4用非水体系正 己烷/二氯甲烷/乙腈(103.56.5,V/V分离番 茄粗提物中的番茄红素,可以从番茄红素含量为9%的 粗提物中得到纯度超过98.5%的纯品;夏明 5用石油醚 /甲醇/乙酸乙酯/水(3654,V/V可以将红 曲色素中的一种黄色素和一种紫红色素分离开;Xueli Cao 6用庚烷/乙腈/乙酸/甲醇(4511,V/中 国 食 物 与 营 养 Foo

6、d and Nutrition in ChinaNo.12,20082008年第 12期V分离葡萄籽的超临界萃取物,得到-亚油酸、亚油 酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸,各成分纯度均超过95%, 其中亚油酸纯度高达99%;周玉杰 7用庚烷/乙腈/乙 酸乙酯(551,V/V分离混合植物甾醇标准品,一 次性分离可得到质量分数为97%的-谷甾醇和质量分数 为91%的菜油甾醇产品,收率分别可达56%和50%。 2.2在天然产物中的应用2.2.1黄酮类化合物黄酮类化学物质是治疗多种疾病的有效物质,是一 类比较重要的植物化学成分,目前已应用HSCCC技术 成功分离提纯多种黄酮类物质对照品。ChengJun 8等

7、以己烷-乙酸乙酯-甲醇-乙腈-水(2210.62,V /V 为溶剂系统从甘草中分离得到甘草素和异甘草 素。Ma等 9利用HSCCC从蒙古黄芪干燥根的乙酸乙酯 提取物中成功分离出毛蕊异黄酮,利用两相溶剂体系正 己烷/氯仿/甲醇/水(1332,V/V体系分 两步得到的,纯度在99%以上。HSCCC技术分离其他 黄酮类化合物见附表。2.2.2生物碱类Liu 11等用HSCCC技术,以正己烷/乙酸乙酯/甲醇/水(5575,V/V为溶剂体系,从吴茱萸 分离纯化得到5个生物碱类化合物,纯度分别为98.7%, 98.4%,96.9%,98.0%和97.2%。蒋凯等用HSCCC技 术,以氯仿/甲醇/0.2mo

8、l/LHCl(1033,V/V 为溶剂系统,从黄花乌头中分离并鉴定了8个C20二萜生 物碱。2.2.3醌类分离醌类常用的溶剂是三氯甲烷/甲醇/水体系。 Guilian等 12以石油醚/乙酸乙酯/甲醇/水(23 21.7,V/V为溶剂系统从丹参中分离得到丹参醌 A、二羟基丹参醌A、丹参醌A和隐丹参醌。袁黎明 等 13对芦荟的乙醇粗提物在不同的溶剂系统比例下进 行了分离,当三氯甲烷/甲醇/水(43.82,V/ V时,分离结果最好。王春燕等应用HSCCC法,以 溶剂系统三氯甲烷/甲醇/水(910.58,V/V为 系统溶剂,从芦荟生药中一次性分离得到芦荟苷(纯度 99.99%和芦荟大黄素(纯度95.8

9、3%。2.2.4多酚类及其他分离小分子量的多酚类物质可采用以三氯甲烷/甲醇/水和正己烷/乙酸乙酯/甲醇/水为基础的中 等极性溶剂体系;分离极性较强的多酚类物质采用正 丁醇/水体系。L u 14等应用正丁醇/冰乙酸/水 (415,V/V系统从金银花中分离得到绿原酸。 Li 15等以正己烷/乙酸乙酯/乙醇/水(556.5 3,V/V体系从海绵粗提物中分离出纯度超过97%的 虾青素。3小结目前,HSCCC技术的应用研究日渐增多,溶剂体 系的选择范围也越来越广。HSCCC技术与多种检测技 术的联用,为HSCCC技术的应用扩展了更大的空间。 HSCCC技术的任何关键性进展都有可能对天然产物的 研究产生深

10、远的影响,是值得关注的研究领域。但目 前HSCCC技术主要用于定性、分离制备,定量分析报 道较少。同时,HSCCC技术也受到一些因素的制约, 如溶剂体系的选择非常灵活,没有很成熟的理论指 导,离公斤级的制备量还相去甚远。随着研究的深 入,HSCCC技术也会用于定量分析,相信在不久的将 来,HSCCC技术将发展成更成熟的可产业化应用的高 效分离纯化手段,其将在新药开发、食品成分研究、 指纹图谱的建立以及标准品的制备等方面得到更为广 泛的应用。附表 HSCCC 分离纯化天然产物中黄酮类化合物 10黄酮类成分 来源 溶剂体系木犀草素 白花败酱草 正己烷/乙酸乙酯/甲醇/水 (10.60.61牡荆甙

11、长瓣金莲花 乙酸乙酯/甲醇/水(415黄芩素和白杨黄素 木蝴蝶 石油醚/乙酸乙酯/甲醇/水(5555山奈酚和槲皮素 银杏叶 氯仿/甲醇/水(432大豆苷、黄豆黄苷 大豆 氯仿 /甲醇/水(432甘草素和异甘草素 甘草 正己烷/乙酸乙酯/甲醇/己腈/水(2210.62花青素-3-O-桑布双糖苷 越橘 甲基叔丁基醚/正丁醇/己腈/水 /三氟乙酸(14150.01 金丝桃苷、槲皮素、芦丁 山楂叶粗提物 氯仿/甲醇/水(334027杨梅苷、异杨梅苷 苷柳叶菜属 氯仿/甲醇/水(7138游辉等:高速逆流色谱在食品及天然产物中的应用 35参考文献1ItoY.Counter-currentchromatog

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