高效诱导提取南方红豆杉枝叶中紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇

摘要

本文通过南方红豆杉枝叶中紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇含量的动态变化，以及紫外辐射、氧气空化、酸和酶诱导对南方红豆杉枝叶中紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇含量变化的影响，确定了最佳采收期和酶诱导提取工艺，并通过大孔吸附树脂富集，正相、反相柱层析对紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇的纯化工艺条件进行了系统的研究，最终建立了一整套酶诱导-负压空化提取，大孔树脂富集和正相-反相柱层析纯化紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇的最佳工艺，为可再生红豆杉资源的利用提供了科学依据。
　　1.建立了紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇的HPLC分析方法色谱柱:Curosil-PFP色谱柱5μ（250 mm×4.6 mm I.D.），流动相:乙腈/水(42/58，v/v)，流速:1 mL/min，进样量10μL，柱温:35℃，检测波长:234 nm。紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇均在测定的范围内，呈现良好的线性关系，相关系数R2＞0.99。重现性、精密度和稳定性R.S.D.均＜3.0％。
　　2.确定了南方红豆杉枝叶中紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇含量的动态变化规律和最佳采收期
　　研究了不同时间南方红豆杉枝叶中紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇含量的动态变化。茎与叶中紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇的含量变化较为一致，均在7月和11月较高，由于7月植物光合作用较强，是生长旺盛期，生物量积累还较少，11月植物开始进入休眠期，生物量积累达到最大，因此确定南方红豆杉的最佳采收期为11月。
　　3.通过紫外辐射、氧气空化、酸和酶诱导四种不同诱导方法对南方红豆杉中紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇含量的影响，首次确定了最佳的酶诱导工艺酶诱导处理南方红豆杉干枝叶的工艺参数为:
　　酶种类:纤维素酶
　　酶浓度:1 mg/mL
　　酶诱导时间:24h
　　温度:45℃
　　在上述优化的条件下，纤维素酶诱导南方红豆杉干枝叶中紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇的含量分别为0.044 mg/g和0.565 mg/g，分别比未经酶诱导提高了35.19％和31.31％。
　　4.确定了负压空化提取酶诱导后南方红豆杉中紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇的提取工艺
　　负压提取工艺参数为:
　　提取溶剂:80％乙醇溶液
　　总液固比:30∶1
　　提取时间:每次30 min，共1.5h
　　提取次数:3次
　　在上述优化的条件下，对酶转化过的南方红豆杉原料进行了提取，紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇的提取率分别为0.043 mg/g和0.564 mg/g，出膏率为8.51％，在浸膏中的含量分别为0.505 mg/g和6.627 mg/g。经酶转化后紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇的收率分别为132.12％和131.08％。
　　5.首次应用大孔吸附树脂对7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇进行了分离，确定了AB-8大孔吸附树脂分离7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇的最佳条件
　　上样浓度:0.0657 mg/mL
　　上样体积:15BV
　　上样流速:1 mL/min
　　解吸溶液及体积:30％乙醇溶液3 BV、80％乙醇溶液6 BV
　　解吸流速:1 mL/min
　　操作温度:35℃
　　在上述条件下，经过AB-8大孔吸附树脂处理，浸膏（酶转化后酶水溶液及水沉后滤液合并浓缩所得）中7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇的含量从0.53 mg/g增加到33.4mg/g，提高了62.43倍，收率为85.85％。
　　6.采用正相反相硅胶柱层析分离纯化紫杉醇和7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇，获得紫杉醇的纯度为91％，收率为72.72％;获得7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇的纯度为93％，收率为43.02％。
　　以可再生南方红豆杉枝叶为原料，通过以上工艺研究，最终可获得纯度分别为91％和93％的紫杉醇和7-xyl-10-DAT，得率分别为0.041 mg/g和0.205 mg/g，为野生红豆杉资源的保护和人工种植红豆杉的深加工利用提供了重要的科学依据，具有重要的理论意义和应用价值。

目录

摘要

1 绪论

1．1 红豆杉的资源概况

1．2 红豆杉的化学成份研究

1．3 红豆杉中紫杉烷类化合物的理化性质及其应用

1．3．1 紫杉醇

1．3．2 7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇

1．3．3 其它紫杉烷类化合物

1．4 紫杉烷类化合物的来源

1．4．1 植物提取法

1．4．2 化学合成法

1．4．3 化学半合成法

1．4．4 组织、细胞培养法

1．4．5 真菌发酵法

1．4．6 代谢工程法

1．5 诱导技术研究

1．5．1 酸诱导技术

1．5．2 酶诱导技术

1．5．3 紫外诱导技术

1．5．4 空化诱导技术

1．6 大孔树脂吸附分离技术

1．6．1 大孔吸附树脂技术的原理

1．6．2 大孔吸附树脂技术的应用

1．7 柱层析技术

1．8 研究目的和意义

2 紫杉醇及7-xyl-10-DAT分析方法的建立

2．1 实验材料和仪器

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 标准溶液的配制

2．2．2 样品溶液的制备

2．3 结果与讨论

2．3．1 色谱条件的优化

2．3．2 方法学的确定

2．3．3 样品溶液的测定

2．4 本章小结

3 南方红豆杉中紫杉醇和7-xyl-10-DAT的动态变化规律

3．1 实验材料和仪器

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验仪器

3．2 实验方法

3．2．1 样品溶液制备

3．2．2 紫杉醇和7-xyl-10-DAT的HPLC检测条件

3．3 结果与讨论

3．3．1 南方红豆杉叶和茎中紫杉醇和7-xyl-10-DAT的时间分布规律

3．3．2 南方红豆杉新叶萌发期新老叶与茎中紫杉醇和7-xyl-10-DAT的分布规律

3．4 本章小结

4 南方红豆杉中紫杉醇和7-xyl-10-DAT的高效诱导

4．1 紫外照射对南方红豆杉中紫杉醇和7-xyl-10-DAT含量的诱导

4．1．1 实验材料和仪器

4．1．2 实验方法

4．1．3 结果与讨论

4．1．4 本节小结

4．2 氧气空化对南方红豆杉中紫杉醇和7-xyl-10-DAT的诱导

4．2．1 实验材料和仪器

4．2．2 实验方法

4．2．3 结果与讨论

4．2．4 本节小结

4．3 酸对红豆杉中紫杉醇和7-xyl-10-DAT的诱导

4．3．1 实验材料和仪器

4．3．2 实验方法

4．3．3 结果与讨论

4．3．4 本节小结

4．4 酶对南方红豆杉中紫杉醇和7-xyl-10-DAT的诱导

4．4．1 实验材料和仪器

4．4．2 实验方法

4．4．3 结果与讨论

4．4．4 本节小结

4．5 本章小结

5 南方红豆杉中紫杉醇和7-xyl-10-DAT的提取方法研究

5．1 实验材料和仪器

5．1．1 实验材料

5．1．2 实验仪器

5．2 实验方法

5．2．1 紫衫烷类化合物的HPLC分析

5．2．2 不同提取方法的选择

5．2．3 负压空化提取工艺过程

5．2．4 工艺验证方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 不同提取方法对紫杉醇和7-xyl-10-DAT含量的影响

5．3．2 不同提取溶剂对紫杉醇和7-xyl-10-DAT含量的影响

5．3．3 不同提取液固比对紫杉醇和7-xyl-10-DAT含量的影响

5．3．4 不同提取时间对紫杉醇和7-xyl-10-DAT含量的影响

5．3．5 不同提取次数对紫杉醇和7-xyl-10-DAT含量的影响

5．3．6 工艺验证

5．4 本章小结

6 大孔树脂对7-xyl-10-DAT的分离纯化研究

6．1 实验材料和仪器

6．1．1 实验材料

6．1．2 实验仪器

6．2 实验方法

6．2．1 大孔吸附树脂的物理性质

6．2．2 大孔吸附树脂的预处理

6．2．3 树脂含水率的测定

6．2．4 样品溶液的制备

6．2．5 静态吸附与解吸实验

6．2．6 AB-8、H1020、NKA-Ⅱ树脂的吸附动力学曲线

6．2．7 AB-8树脂的吸附等温线

6．2．8 动态吸附、解吸实验

6．2．9 树脂的吸附量和解吸率公式

6．3 结果与讨论

6．3．1 静态吸附与解吸实验

6．3．2 AB-8、H1020与NKAⅡ树脂的吸附动力学曲线

6．3．3 AB-8树脂的吸附等温线

6．3．4 动态吸附与解吸实验

6．4 本章小结

7 紫杉醇和7-xyl-10-DAT的分离纯化研究

7．1 实验材料和仪器

7．1．1 实验材料

7．1．2 实验材料

7．2 实验方法

7．2．1 正相柱层析中硅胶的预处理与硅胶柱的制备

7．2．2 正相柱层析样品的制备与上样

7．2．3 正相柱层析样品的洗脱

7．2．4 反相柱层析中硅胶的预处理与硅胶柱的制备

7．2．5 反相柱层析中样品的制备与上样

7．2．6 反相柱层析中柱层析样品的洗脱

7．3 结果与讨论

7．3．1 正相柱层析对紫杉醇和7-xyl-10-DAT的分离纯化效果

7．3．2 反相柱层析对紫杉醇和7-xyl-10-DAT的分离纯化效果

7．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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