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生物活性物质分离技术（II） 丁国斌 山西大学生物技术研究所 电话E-mail：dinggb2012@sxu.edu.cn 离子交换色谱 阳离子交换树脂：强酸型-SO3H；弱酸型-COOH，-PO3H 阴离子交换树脂：强碱型-N(CH3)3X；弱碱型-NR2，-NHR，-NH2。 影响离子交换效果的主要有以下因素： （1）溶液的酸碱度 溶液酸碱度对于离子交换有很大影响。当交换溶液中氢离子的浓度显著增高时，因同离子效应，抑制了阳离子交换剂中酸性基团的解离，离子交换反应就很少进行。通常强酸型交换剂交换液的pH值应大于2，弱酸型交换剂的交换液pH值应大于6。强碱型小于12，弱碱型应小于7。 （2）交换离子的选择性 离子交换剂对交换化合物来说，主要取决于化合物解离离子的电荷、半径及酸碱性的强弱。解离常数大、酸碱性强者容易置换，但洗脱相对来说较难。解离电子价数越高，电荷越大，它的吸附性越强，越易在交换树脂上交换。 （3）被交换物质在溶液中的浓度 交换浓度低的溶液对离子交换剂的选择性大，高浓度时解离度会趋向减少，有时候会影响吸附次序及选择性；浓度过高时，亦会引起树脂表面及内部交联网孔收缩，影响离子进入网孔。因此一般实验操作时所用溶液浓度应略高，有利于提取分离。 离子交换色谱 （4）温度 稀溶液温度的改变对交换性能的影响不大，但在0.1 mol/L以上浓度时，温度升高对水合倾向大的离子容易交换吸附，同时离子的活性系数增大。对弱酸、弱碱交换剂来说，温度对其交换率有较大影响，一般温度增高，离子交换速率加快，在洗脱时亦可提高洗脱能力。但对不耐热的交换剂应注意提高温度的条件，避免引起交换剂的破坏。 （5）溶剂 离子交换通常在水中进行，亦可采用含水的极性溶剂。但在极性小的溶剂中难以进行交换或不进行交换，而且选择性也减少或消失。 此外，就交换树脂本身来说，交联度大，结构中的网眼较小，大分子离子就不容易进入；反之，交联度小，交联网孔直径大，则易于离子的扩散与交换。因此交联度的大小可以增加交换树脂对被交换物质的选择性。 * 发现青蒿素 屠呦呦获国际医学大奖2011年度拉斯克奖 中国中医科学院授予屠呦呦杰出贡献奖(2011) 证明了从传统药物获得确定化学成分药物的价值。 青蒿素（artemisine）是从中药黄花蒿中提取的有过氧基团的倍半萜内酯抗疟新药。青蒿素是中国发现的第一个被国际公认的天然药物，在其基础上合成了多种衍生物，如双氢青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯等。青蒿素类药物毒性低、抗疟性强，被WTO批准为世界范围内治疗脑型疟疾和恶性疟疾的首选药物。 黄花蒿 (Artemisia annua Linn) 1971年首先从黄花蒿中发现抗疟有效提取物 1972年又分离出新型结构的抗疟有效成分青蒿素 1979年获国家发明奖二等奖 2011年9月获得拉斯克临床医学奖 天然产物的活性成分是由复杂的化学物质组成的，一般认为具有药用价值的物质主要有生物碱、萜类、甾体、黄酮类、蒽醌类、苷类、香豆素类、有机酸、单糖、低聚糖、氨基酸、蛋白质、酶等。 天然产物的提取、分离就是利用某种介质尽量使需要的成分和不需要的成分分开，即将具有生理活性的有效成分从天然有机化合物中分离的过程。 概述 生物碱（alkaloid）是一类含氮碱基的化合物，能与有机酸反应生成盐类，有类似碱的性质，是天然的含氮有机化合物（蛋白质、肽类、氨基酸及维生素B除外）。生物碱除少数来自动物，如肾上腺素等，大都来自植物，以双子叶植物最多。生物碱存在于植物体的叶、树皮、花朵、茎、种子和果实中，分布不一。 生物碱(alkaloid) 喜树碱 Mn: 348.34 10-羟基喜树碱（HCPT） Mn: 364.35 萜类化合物是自然界存在的一类以异戊二烯为结构单元组成的化合物的统称，也称为类异戊二烯。 该类化合物在自然界分布广泛、种类繁多，迄今人们已发现近3万种萜类化合物，其中有半数以上是在植物中发现的。 萜类(terpenoids) 2-甲基-1,3-丁二烯，异戊二烯 甾体化合物具有一个四环的（A、B、C、D）母核，这个母核像“田”字，并且在C10和C13处各有一个角甲基，在C17处有一侧链，这样在母核上的三个侧链像“巛”字，“甾”字十分形象的表示了这类化合物，是广泛存在于自然界中的一类天然化学成分。 甾体(steroid) 甾体母核 黄酮类化合物系色原酮的衍生物。现代黄酮的定义为：凡两个苯环（A环、B环）通过三碳链相互联结而成的一类成分称为黄酮类化合物，绝大多数为黄色。 黄酮类化合物(f