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青蒿素的研究进展
黄河科技学院毕业论文
青蒿素的研究现状
1 前言
青蒿素是一种倍半萜内脂类化合物[1],分子式为C15H22O5,有抗疟、抗孕、抗纤维化、抗血吸虫、抗弓形虫、抗心律失常和抑制肿瘤细胞毒性等作用[2]。目前,青蒿素用于疟疾防治的价值已被人类认识和接受,世界卫生组织已把青蒿素的复方制剂列为国际上防治疟疾的首选药物。青蒿素因其在丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸中易溶,在乙醇和甲醇、乙醚及石油醚中可溶解,传统提取方法一般采用有机溶剂法,后来又出现了超临界CO2萃取技术、超声提取技术、大孔吸附树脂提取技术、微波辅助萃取技术、快速溶剂萃取技术以及联用技术。
青蒿分布地域狭窄, 青蒿素含量低(%~%). 化学合成青蒿素产率不理想, 成本高. 随着全球疟疾发病率( 亿人/年)和死亡率(4600 万人/年)逐年升高[3], 青蒿素类抗疟药需求量迅猛增长, 导致青蒿素原料药供不应求, 市场价格飙升[4]。近10 年来,为了从根本上解决青蒿素的供需矛盾, 国内外争相开展了青蒿素合成生物学及代谢工程研究, 一方面尝试在微生物体内重建青蒿素生物合成途径[5], 另一方面对青蒿中原有的青蒿素生物合成途径进行遗传改良[6]。我国在―九五‖期间开展青蒿素的开发研究将具有可观的经济效益和社会效益。本文将对目前国际上青蒿素研究的现状从以下几个方面进行论述。
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2 青蒿素的发现及历史
青蒿入药, 最早见之于马王堆三号汉墓出土( 公元前168 年左右) 的帛书《五十二病方》,其后在《神农本草经》, 《大观本草》及《本草纲目》等均有收录。从历代本草及方书医籍的记载, 青蒿入药治疗疟疾是经过长期的临床实践经验所肯定的。在现代临床上用于对恶性疟疾、发热、血吸虫病、腔黏膜扁平苔藓、红斑狼疮、心律失常的治疗[7],并且对类风湿性关节炎的免疫有显著疗效[8]。
1971 年以来, 中医研究院青蒿素研究小组通过整理有关防治疾病的古代文献和民间单验方, 结合实践经验, 发现中药青蒿乙醚提取的中性部分具有显著的抗疟作用。在此基础上, 于1972 年从青蒿中分离出活性物质——青蒿素,在青蒿素药理实验的基础上, 人们又进行了大量的药理和临床疗效研究。1973 年9 月, 青蒿素首次用于临床, 到目前为止, 已有十几种衍生物的抗疟效果比青蒿素活性高出多倍。自我国开展有关青蒿素的研究后, 世界各国相继开展此方面的重复性研究, 获得的结果显示了抗疟的特效性。
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3 青蒿素的来源
青蒿素来源主要是从青蒿中直接提取得到;或提取青蒿中含量较高的青蒿酸,然后半合成得到。目前除青蒿外,尚未发现含有青蒿素的其它天然植物资源。青蒿虽然系世界广布品种,但青蒿素含量随产地不同差异极大。据迄今的研究结果,除中国重庆东部、福建、广西、海南部分地区外,
世界绝大多数地区生产的青蒿中的青蒿素含量都很低,无利用价值。青蒿广泛分布在中国的各省市, 不同产地青蒿素含量差异显著, 最高可达干重的1%—2% 。为获得最大的青蒿素产量,对不同生长期的青蒿素含量变化进行考察, 认为青蒿的采集期在生长盛期至花蕾期之前, 此时的青蒿素含量最高, 营养体重量大, 在青蒿植株和枝条上的叶片中, 青蒿素含量均呈下部、中部、上部依次递增的规律。因此, 青蒿植物的上部和枝条上部的叶片应首选入药, 其次为中部, 最后才是下部。不同的干燥方法对青蒿素的产量也有一定的影响, 比较晒干、阴干和60℃烘干三种方法, 以自然晒干的效果最好, 比阴干的样品含量高23. 76%。在人工栽培中稍加肥料, 青蒿植株高大, 青蒿素的含量较野生的略高,且嫩叶比老叶的含量高。陈福泰[ 9] 在人工控制的环境中栽培青蒿, 在青蒿生长的基本条件得到满足的情况下, 生长环境中的营养物质的含量与生长基质对青蒿素含量没有影响, 而高温和短距离光照可促使青蒿素含量成倍增加。Elhag 等[ 10] 筛选高产的青蒿植株时, 发现青蒿的含量高的植株具有长的节间, 茁壮的茎杆, 伸展开的枝条和茂密的叶。Liersch 等[ 11] 对筛选的青蒿品种811 喷洒植物激素chlormequat , 结果植株的青蒿素含量比对照高30% 。
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4 青蒿素的提取工艺
传统溶剂提取法
溶剂提取法是植物天然化学成分提取中采用的最普遍的方法。青蒿素是从黄花蒿中提取到的一种无色针状结晶,易溶于丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸,可溶于甲醇、乙醇、乙醚、石油醚,在水中几乎不溶,因此传统提取青蒿素的方法一般采用有机溶剂法,并采用重结晶和柱层析进行分离,其基本工艺为
: 干燥—破碎—浸泡、萃取( 反复进行) —浓缩提取液—粗品—精制。提取方法主