techniki ekstrakcji i izolacji produktów naturalnych: kompleksowy przegląd

składniki ekstraktu z powyższych metod są złożone i zawierają wiele produktów naturalnych, które wymagają dalszego oddzielania i oczyszczania w celu uzyskania frakcji aktywnej lub czystych produktów naturalnych. Separacja zależy od fizycznej lub chemicznej różnicy poszczególnych produktów naturalnych., Chromatografia, zwłaszcza chromatografia kolumnowa, jest główną metodą stosowaną do otrzymywania czystych produktów naturalnych ze złożonej mieszaniny.

separacja oparta na właściwościach adsorpcyjnych

chromatografia Kolumnowa adsorpcyjna jest szeroko stosowana do separacji produktów naturalnych, szczególnie w początkowym etapie separacji, ze względu na swoją prostotę, wysoką wydajność i niski koszt adsorbentów, takich jak żel krzemionkowy i żywice makroorbitowe. Separacja opiera się na różnicach między powinowactwami adsorpcyjnymi produktów naturalnych dla powierzchni adsorbentów., Dobór adsorbentów (fazy stacjonarnej), jak również fazy ruchomej ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia dobrego oddzielenia produktów naturalnych, maksymalizacji odzysku docelowych związków i uniknięcia nieodwracalnej adsorpcji docelowych związków na adsorbentach.

żel krzemionkowy jest najczęściej stosowanym adsorbentem w badaniach fitochemicznych. Oszacowano, że prawie 90% separacji fitochemicznej (skala preparatywna) było oparte na żelu krzemionkowym. Żel krzemionkowy jest polarnym absorbentem z grupami silanolowymi. Cząsteczki są zatrzymywane przez żel krzemionkowy poprzez wiązania wodorowe i interakcje dipol–dipol., W ten sposób naturalne produkty polarne są dłużej przechowywane w kolumnach żelu krzemionkowego niż niepolarne. Czasami niektóre naturalne produkty polarne mogą ulec nieodwracalnej chemisorpcji. Dezaktywacja żelu krzemionkowego przez dodanie wody przed użyciem lub użycie fazy ruchomej zawierającej wodę osłabi adsorpcję. Podczas oddzielania alkaloidów na żelu krzemionkowym może wystąpić silne wydzielanie, a dodatek niewielkiej ilości amoniaku lub Amin organicznych, takich jak trietyloamina, może zmniejszyć wydzielanie., Dwanaście alkaloidów należących do grupy chanofrutykozynianu metylu, w tym sześć nowych alkaloidów, prunifoliny A-F (68-73, rys. 11), otrzymano z liścia Kopsia arborea za pomocą wstępnej chromatografii kolumnowej z żelem krzemionkowym z zastosowaniem gradientu MeOH-CHCl3 jako fazy ruchomej, a następnie odśrodkowej TLC z użyciem nasyconego amoniakiem Et2O-heksanu lub EtOAc/heksanu jako eluentu .

Tlenek glinu (tlenek glinu) jest silnym adsorbentem polarnym stosowanym W separacji produktów naturalnych, szczególnie w rozdzielenie alkaloidów. Silne pole dodatnie Al3+ i podstawowe miejsca w tlenku glinu wpływające na łatwo spolaryzowane związki prowadzą do adsorpcji na tlenku glinu, która różni się od tej NA żelu krzemionkowym., Zastosowanie tlenku glinu W separacji produktów naturalnych znacznie zmniejszyło się w ostatnich latach, ponieważ może katalizować odwodnienie, rozkład lub izomeryzację podczas separacji. Zhang i Su zgłosili protokół chromatograficzny z wykorzystaniem zasadowego tlenku glinu do oddzielenia taksolu (74, rys. 11) z ekstraktu z kultur kalusa Taxus cuspidate i stwierdzono, że odzysk taxolu wyniósł ponad 160%. Okazało się, że wzrost taksolu pochodzi z izomeryzacji 7-epi-taksolu (75) katalizowanego przez tlenek glinu., Stwierdzono również, że niewielka ilość taksolu może zostać rozłożona na baccatin III (76) i 10-deacetylbaccatin III (77) w kolumnie tlenku glinu . Dalsze badania nad rozdzieleniem taksolu na kwaśny, obojętny i zasadowy tlenek glinu wykazały, że Lewis souci i podstawowe rdzenie aktywności na powierzchni tlenku glinu indukują izomeryzację 7-epi-taksolu do taksolu .

struktury poliamidów stosowane w chromatografii zawierają zarówno grupy akrylowe, jak i amidowe., Oddziaływanie hydrofobowe i/lub wiązanie wodorowe zachodzi w chromatografii kolumnowej poliamidu w zależności od składu fazy ruchomej. Gdy polarne rozpuszczalniki, takie jak wodne rozpuszczalniki są używane jako faza mobilna, poliamidy działają jako niepolarna Faza stacjonarna, a zachowanie chromatografii jest podobne do chromatografii odwróconej. W przeciwieństwie do tego, poliamidy działają jak polarna Faza stacjonarna, a zachowanie chromatografii jest podobne do normalnej chromatografii fazowej., Chromatografia kolumnowa poliamidowa jest konwencjonalnym narzędziem do rozdzielania naturalnych polifenoli, w tym antrachinonów, kwasów fenolowych i flawonoidów, których mechanizmom przypisuje się tworzenie wiązań wodorowych między absorbentami poliamidu, fazą ruchomą i związkami docelowymi. Gao i in. badał zachowanie chromatografii polifenoli, w tym kwasów fenolowych i flawonoidów na kolumnie poliamidowej. Stwierdzono, że poliamid funkcjonował jako akceptor wiązania wodorowego, a liczba fenolowych hydroksylów i ich pozycji w cząsteczce wpływała na siłę adsorpcji ., Oprócz polifenoli opisano również oddzielanie innych rodzajów produktów naturalnych metodą chromatografii kolumnowej poliamidowej. Całkowite saponiny Kuqingcha mogą być wzbogacane przez chromatografię kolumnową poliamidową, co znacznie obniża ciśnienie skurczowe szczura SHR . Stosując mieszaninę dichlorometanu i metanolu w gradiencie jako eluent, siedem głównych alkaloidów izochinolowych w kłączu Koptidis, w tym berberyna (39), koptyzyna (40), palmatyna (41), jatrorrhizyna (42), kolumbamina (78), groenlandycyna (79) (rys. 4), oraz magnoflorine (80, rys., 11) zostały rozdzielone w jednoetapowej chromatografii kolumnowej z poliamidu .

adsorpcyjne żywice makroskopowe to Adsorbenty polimerowe o strukturach makroskopowych, ale bez grup jonowymiennych, które mogą selektywnie adsorbować prawie każdy rodzaj produktów naturalnych. Były szeroko stosowane jako samodzielny system lub jako część procesu obróbki wstępnej do usuwania zanieczyszczeń lub wzbogacania docelowych związków ze względu na ich zalety, które obejmują wysoką zdolność adsorpcyjną, stosunkowo niski koszt, łatwą regenerację i łatwe skalowanie., Mechanizmy adsorpcyjne adsorpcyjnych żywic makroskopowych obejmują siły elektrostatyczne, wiązanie wodorowe, złożone tworzenie i rozmiar przesiewania działań między żywic i produktów naturalnych w roztworze. Powierzchnia, średnica porów i polaryzacja to kluczowe czynniki wpływające na wydajność żywic . Saponiny 20 (S)-protopanaxatriol (PTS) (81) i saponiny 20 (s)-protopanaxadiol (PDS) (82, rys. 11) są znane jako dwa główne składniki bioaktywne w korzeniu Panax notoginseng., PTS i PDS zostały pomyślnie oddzielone odpowiednio 30 i 80% (v/v) wodnymi roztworami etanolu z makroporowej kolumny żywicy D101. Zachowania chromatograficzne PDS i PTS były zbliżone do chromatografii z odwróconą fazą podczas porównywania profili chromatograficznych chromatografii kolumnowej z żywicą makroporowatą do chromatogramu HPLC na kolumnie Zorbax SB-C18 . Ostatnio Meng et al. otrzymano całkowite saponiny Panacis Japonici Rhizoma (PJRS) przy użyciu żywicy makroskopowej D101., Zawartość czterech głównych saponin, chikusetsusaponin V (55), IV (56) i IVa (57) oraz pseudoginsenoside RT1 (58) (rys. 8), W uzyskanych PJRS było ponad 73%. PJRS służyły jako standardowy punkt odniesienia dla kontroli jakości Panacis Japonici Rhizoma . Niektórzy badacze zakładali, że główny mechanizm adsorpcyjny między żywicami makroporowymi i polifenolami jest związany z tworzeniem wiązań wodorowych między atomem tlenu wiązania eterowego żywicy a atomem wodoru fenolowej grupy hydroksylowej fenolu., Na siłę oddziaływania wiązania wodorowego miała istotny wpływ wartość pH roztworu .

azotan srebra jest kolejnym użytecznym stałym wsparciem W separacji produktów naturalnych. Te naturalne produkty zawierające elektrony π odwracalnie oddziałują z jonami srebra, tworząc kompleksy polarne. Im większa liczba podwójnych wiązań lub aromatyczność produktu naturalnego, tym silniejsza jest kompleksacja. Azotan srebra jest zwykle impregnowany na żelu krzemionkowym (SNIS) lub tlenku glinu w celu oddzielenia. Kilka grup badawczych zgłosiło separację kwasów tłuszczowych na SNI . Wang et al., opisano izolację zingiberenu z oleożywicy imbirowej za pomocą chromatografii kolumnowej Snis . Para izomerów, kwas brasiliensowy (83, rys. 11) i kwas izobrasiliensowy (84), zostały wydzielone z Calophyllum brasiliense przez Lemosa i in. na kolumnie SNIS . Niektóre grupy badawcze stosowały również azotan srebra w układzie dwufazowym w wysokoobrotowej chromatografii przeciwprądowej (HSCCC) w celu poprawy separacji. Ksantochymol (85) i guttiferon E (86) są parą izomerów π bond benzofenonu z Garcinia xanthochymus przez AgNO3-HSCCC., Kolejność elucji izomerów wiązania π w tej separacji AgNO3-HSCCC jest wewnętrzną wiązaniem π (wcześniejszą) <, która jest identyczna z obserwowaną z chromatografii kolumnowej Snis .

separacja na podstawie współczynnika podziału

chromatografia podziałowa (PC) przebiega zgodnie z zasadą ekstrakcji ciecz–ciecz na podstawie względnej rozpuszczalności w dwóch różnych Nie mieszających się cieczach. We wczesnym stadium jedna faza ciekła była powlekana do stałej matrycy (żel krzemionkowy, węgiel, celuloza itp.) jako fazę stacjonarną i inną fazę ciekłą zastosowano jako fazę ruchomą., Wadą łatwo usuwanej fazy stacjonarnej i niepowtarzalnych wyników doprowadziło do tego, że ten rodzaj komputera jest obecnie rzadko używany. Faza wiązana, w której ciekła Faza stacjonarna jest chemicznie związana z obojętnym podporą, która jest używana, gdy faza stacjonarna pokonuje te wady. Dostępne w handlu alkile, takie jak C8 i C18, aryl, cyjano i aminopodstawione silany są często stosowane jako fazy wiązane, które są szeroko stosowane do oddzielania różnych produktów naturalnych, szczególnie w końcowym etapie oczyszczania.

trzy pkt (notoginsenoside R1 (87) (rys., 11), ginsenozydy Rg1 (55) (rys. 8) i Re (88) (rys. 11)) i dwa PDS (rys. 3) były dobrze oddzielone w kolumnie C18 za pomocą systemu EtOH-H2O jako fazy ruchomej . Nowa faza stacjonarna na bazie poliakryloamidu została zsyntetyzowana przez Cai et al. i został z powodzeniem zastosowany W separacji galaktooligosacharydów i saponin polifylli paryskiej z EtOH-H2O jako fazą ruchomą .

chromatografia Przeciwprądowa (CCC) jest rodzajem PC, który utrzymuje ciekłą fazę stacjonarną przez grawitację lub siłę odśrodkową., CCC rzadko był stosowany we wczesnych stadiach ze względu na słabą retencję stacjonarną, długi czas separacji i pracochłonny proces. CCC został znacznie ulepszony w 1980 roku, jednak, kiedy nowoczesne CCC, w tym HSCCC i centrifugal partition chromatography (CPC), zostały opracowane. Hydrodynamiczne systemy CCC, takie jak HSCCC, mają planetarny ruch obrotowy wokół dwóch osi obrotowych bez obracających się uszczelek, co zapewnia proces niskiego spadku ciśnienia. Hydrostatyczne CCC, np.,, chromatografia odśrodkowa, wykorzystuje tylko jedną oś obrotową i ma szereg komór łączących do zatrzymywania fazy stacjonarnej, która oferuje wyższe zatrzymanie fazy stacjonarnej i wyższe ciśnienie w układzie niż hsccc. Wysokie ciśnienie systemowe w CPC zapobiega poprawie rozdzielczości poprzez zwiększenie długości kolumny. High performance CCC (HPCCC) reprezentuje nową generację hydrodynamicznego CCC i działa w taki sam sposób jak HSCCC, ale ze znacznie wyższym poziomem G., Instrumenty HPCCC generują więcej niż 240 g, podczas gdy wczesne urządzenia hsccc dawały poziom g poniżej 80 g. hpccc skraca czas separacji do mniej niż godziny w porównaniu do kilku godzin w poprzednim hsccc i może osiągnąć co najmniej dziesięciokrotną przepustowość instrumentu HSCCC ., W porównaniu z konwencjonalną metodą separacji kolumn z wykorzystaniem stałej fazy stacjonarnej, zarówno hydrostatyczne, jak i hydrodynamiczne systemy CCC oferują pewne zalety, w tym eliminację nieodwracalnej adsorpcji i szczytowego spływu, wysoką ładowność, wysoki odzysk próbki, minimalne ryzyko denaturacji próbki i niskie zużycie rozpuszczalnika. Ograniczenie CCC polega na tym, że oddziela tylko związki w stosunkowo wąskim oknie polaryzacji. W ciągu ostatnich 20 lat hsccc, HPCCC i CPC przyciągnęły dużą uwagę w nauce o separacji i były szeroko stosowane w separacji produktów naturalnych., Tang et al. opracowano metodę HSCCC z wykorzystaniem dwufazowego systemu rozpuszczalników zawierającego octan etylu–n-butanol–Etanol–wodę (4:2: 1,5: 8,5, v/v/v / v) w celu oddzielenia sześciu glikozydów flawonowych C (89-94, rys. 12), w tym dwa nowe związki z Lophatherum gracile . HSCCC, HPCCC i CPC zostały również z powodzeniem stosowane w separacji oleju lotnego, który jest trudny do oddzielenia za pomocą konwencjonalnej chromatografii kolumnowej., Sześć związków lotnych (kurdion (95), kurkumol (96), germakron (97), curzeren (98), 1,8-cyneol (99) i β-elemen (100)) wyizolowano metodą CPC z olejku eterycznego z kurkumy wenyujin przy użyciu dwufazowego systemu rozpuszczalników składającego się z eteru naftowego-acetonitrylu–acetonu (4:3:1 v/v/v)., Cztery główne seskwiterpenoidy (AR-turmerone (101), α-turmerone (102), β-turmerone (103) i e-atlanton (104)) o podobnych strukturach zostały oddzielone od olejku eterycznego Curcuma longa w jednym cyklu hsccc przy użyciu dwufazowego systemu rozpuszczalników złożonego z wody N-heptano-etylo–octanu acetonitrylu (104)). 9.5/0.5/9/1, v / v), a każdy związek osiągnął ponad 98% czystości . Linalool (105), terpinen-4-ol (106), α-terpineol (107), P-anizaldehyd (108), anetol (109) i foenikulina (110) zostały z powodzeniem wyizolowane z olejku eterycznego Pimpinella anisum przez HPCCC przy użyciu stopniowego elucji gradientowej ., Li i in. opracowano metodę CPC do oddzielania alkoholu paczuli (111) z nieakwaśnym systemem rozpuszczalników eter–acetonitryl (1:1, v/v). Ponad 2 g alkoholu paczuli o ponad 98% czystości wyizolowano z 12,5 g olejku eterycznego na kolumnie 240 ml . Kolumna o dużej objętości (kilka litrów) została przyjęta w komercyjnych hydrostatycznych urządzeniach CCC i hydrodynamicznych CCC do separacji na skalę pilotażową/przemysłową. Niewiele raportów można było uzyskać ze względu na poufność handlową. Trudno ocenić, czy hydrostatyczny czy hydrodynamiczny CCC jest lepszy do zastosowań przemysłowych., Użytkownicy mogą wybrać różne typy instrumentów CCC do różnych celów. Gdy faza stacjonarna jest słabo zatrzymana w hydrodynamicznym CCC ze względu na wysoką lepkość i małe różnice gęstości między fazami ruchomymi i stacjonarnymi, hydrostatyczna CCC jest bardziej praktyczna niż hydrodynamiczna CCC, ponieważ retencja fazy stacjonarnej hydrostatycznej CCC jest mniej wrażliwa na właściwości fizyczne układów ciekłych i będzie miała wyższe retencje fazy stacjonarnej., Gdy faza stacjonarna jest dobrze zachowana w hydrodynamicznym CCC, wyższa wydajność separacji zostanie uzyskana z hydrodynamicznego CCC niż z hydrostatycznego CCC z tym samym systemem cieczy i podobnymi objętościami kolumn, ponieważ hydrostatyczny CCC ma stosunkowo niską wydajność partycji ze względu na ograniczony stopień mieszania, a system hydrodynamiczny zapewnia skuteczne mieszanie, aby uzyskać wysoką wydajność partycji.

separacja na podstawie wielkości molekularnej

separacja produktów naturalnych przez filtracja membranowa (MF) lub chromatografia filtracyjna żelowa (GFC) opiera się na ich rozmiarach cząsteczkowych.

filtracja membranowa (MF)

W MF półprzepuszczalna membrana umożliwia przechodzenie mniejszych cząsteczek i zatrzymuje większe cząsteczki., MF produktów naturalnych można scharakteryzować jako mikrofiltrację, ultrafiltrację i nanofiltrację na podstawie wielkości porów zastosowanej membrany.

filtracja Membranowa jest potężnym narzędziem do zagęszczania, klarowania i usuwania zanieczyszczeń w laboratorium, a także w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Zawartość wszystkich fenoli (338%), kwas chlorogenowy (66) (rys. 10) (483%), teobromina (112, rys., 13) (323%), kofeina (113) (251%), skondensowane garbniki (278%) i saponiny (211%) w wodnym ekstrakcie Ilex paraguariensis zostały znacznie zwiększone przez nanofiltrację . Sprzęgająca filtracja Membranowa jest stosowana, gdy pojedynczy etap filtracji membranowej nie jest zadowalający. W izolacji składników bioaktywnych z ekstraktu z liści oliwnych zastosowano sekwencję mikrofiltracji, ultrafiltracji i nanofiltracji. Mikrofiltracja, a następnie ultrafiltracja usuwała zanieczyszczenia większe niż 5 kDa., Nanofiltracja odzyskała antyoksydacyjne i antybakteryjne polifenole i flawonoidy, a Zawartość głównego składnika, oleuropeiny (114), w retentacie nanofiltracji była skoncentrowana około dziesięć razy .

chromatografia filtracji żelowej (GFC)

filtracja żelowa chromatografia jest również znany jako Gel permeation Chromatography lub size exclusion Chromatography., Małe cząsteczki mają dłuższy czas retencji w GFC niż duże cząsteczki.

Sephadex jest tworzony przez usieciowany dekstran, a typy G Sephadex były używane do oddzielania związków hydrofilowych , takich jak peptydy, oligosacharydy i polisacharydy .

Sephadex Lh20, hydroksypropylowana pochodna Sephadex G25, ma zarówno naturę hydrofobową, jak i hydrofilową. Mechanizm adsorpcji był również zaangażowany w separację za pomocą Sephadex LH-20. Sephadex LH-20 może być stosowany do oddzielania szerokiej gamy produktów naturalnych w wodnym lub niewodnym systemie rozpuszczalników., Feruloylowane oligosacharydy arabinoksylanu wieloletnich ziaren pszenicy pośredniej były dobrze oddzielone Sephadex LH-20 przy użyciu 100% wody jako fazy ruchomej . Trzy nowe diterpeny pirymidynowe, aksistatyny 1-3 (115-117, rys. 14) wraz z trzema znanymi formamidami (118-120) wyizolowano z przeciwnowotworowej aktywnej frakcji CH2Cl2 agelas axifera nad kolumnami Sephadex LH-20 z szeregiem systemów rozpuszczalnikowych, a następnie oczyszczono za pomocą Prep-HPLC .

poliakryloamid (bio-żel P) i usieciowana agaroza były również stosowane w oddzielenie produktów naturalnych.

separacja na podstawie siły jonowej

chromatografia jonowymienna (IEC) oddziela cząsteczki na podstawie różnic w ich ładunku powierzchniowym netto. Niektóre produkty naturalne, takie jak alkaloidy i kwasy organiczne posiadające grupę funkcjonalną zdolną do jonizacji, mogą być oddzielone przez IEC., Naładowane cząsteczki mogą być wychwytywane i uwalniane przez żywicę jonowymienną poprzez zmianę siły jonowej fazy ruchomej (np. zmiana pH lub stężenia soli). Żywice jonowymienne kationowe były używane do oddzielania alkaloidów, a żywice jonowymienne anionowe były używane do oddzielania naturalnych kwasów organicznych i fenoli.

dodatnio naładowane antocyjany zostały oddzielone od neutralnych związków polifenolowych w ekstrakcie z owoców kiwi (kiwi) Actinidia melanandra (XAD-7) za pomocą żywicy jonowymiennej Dowex 50wx8 ., Feng i Zhao zastosowali chromatografię pół-preparatywną do oddzielenia galusanu (-) epigallokatechiny i galusanu (−) epikatechiny (122) w surowym ekstrakcie z herbaty z słabo kwaśnym żelem na bazie polisacharydów CM-Sephadex C-25 . Nowy alkaloid, fumonizyna B6 (123), wraz ze znanym alkaloidem, fumonizyna B2 (124), został wyizolowany przez IEC nad warstwą x-C mieszaną żywicą wymiany kationów RP, a następnie chromatografią odwrotną z ekstraktu hodowli grzybów Aspergillus niger nrrl 326 .

inne nowoczesne techniki separacji

destylacja molekularna (MD)

destylacja molekularna oddziela cząsteczkę przez destylację w próżni w temperaturze znacznie poniżej temperatury wrzenia. Jest to odpowiednia metoda destylacji do oddzielania związków termoczułych i wysokocząsteczkowych. Borgarello et al. otrzymano tymol (125, rys., 16) frakcja wzbogacająca z olejku eterycznego z oregano w drodze destylacji molekularnej modelowanej przez sztuczne sieci neuronowe. Otrzymana frakcja miała właściwości przeciwutleniające i mogła stabilizować olej słonecznikowy . Trzy rodzaje ftalanów zostały skutecznie usunięte z oleju ze słodkiej pomarańczy w drodze destylacji molekularnej w optymalnych warunkach (temperatura odparowania 50 °C, ciśnienie parownika 5 kPa i natężenie przepływu zasilania 0,75 ml / min) .

preparatywna chromatografia gazowa (Prep-GC)

chromatografia gazowa (GC) dzięki wysokiej wydajności separacji i szybkiej separacji i analizie czyni ją potencjalnie idealną metodą preparatywną do separacji związków lotnych. Port wtryskowy, kolumna, urządzenie dzielące i urządzenie zapadkowe sprzętu GC muszą być zmodyfikowane w celu separacji preparatywnej z powodu braku komercyjnego Prep-GC .

pięć związków lotnych, a mianowicie curzeren (98) (6.,6 mg), β-elemen (100, rys. 12) (5,1 mg), curzerenon (126) (41,6 mg), kurkumenol (127) (46,2 mg) i kurkumenon (128) (21,2 mg) (rys. 17), zostały oddzielone od ekstraktu metanolu z kłącza kurkumy za pomocą Prep-GC nad kolumną ze stali nierdzewnej wypełnioną 10% OV-101 (3 M × 6 mm, i.d.) po 83 pojedynczych wstrzyknięciach (20 µl) . Prep-GC zastosowano również do oddzielania naturalnych izomerów. Łącznie 178 mg CIS-asaronu (129) i 82 mg trans-asaronu (130) uzyskano z olejku eterycznego Acorus tatarinowii po 90 pojedynczych wstrzyknięciach (5 µl) w tej samej kolumnie, co powyżej ., Prep-GC stał się ważną metodą oddzielania naturalnych związków lotnych; jednak większe obciążenie próbki i zastosowana kolumna preparatywna o dużej średnicy zmniejszyły wydajność . Tymczasem wady Prep-GC, w tym brak komercyjnego sprzętu Prep-GC, zużycie dużej ilości gazu nośnego, rozkład związków termolabilnych w wysokiej temperaturze roboczej, trudności z pobieraniem frakcji i niska produkcja, nadal ograniczają stosowanie Prep-GC.

Nadkrytyczna chromatografia cieczowa (SFC)

SFC wykorzystuje płyn nadkrytyczny jako fazę ruchomą. SFC integruje zalety zarówno GC, jak i chromatografii cieczowej (LC), ponieważ płyny nadkrytyczne mają właściwości wysokiej zdolności rozpuszczania, wysokiej dyfuzyjności i niskiej lepkości, co umożliwia szybkie i wydajne oddzielanie., W ten sposób SFC może używać dłuższej kolumny i mniejszych cząstek fazy stacjonarnej niż HPLC, co zapewnia większą liczbę płyt teoretycznych i lepszą separację. SFC może być stosowany do oddzielania nielotnych lub termicznie labilnych związków, do których GC nie ma zastosowania. Systemy SFC są kompatybilne z szeroką gamą różnych detektorów, w tym stosowanych w systemach LC i GC., Polaryzacja szeroko stosowanej fazy ruchomej, S-CO2, w SFC jest zbliżona do polaryzacji heksanu, w wyniku czego SFC był używany do oddzielania niepolarnych produktów naturalnych, takich jak kwasy tłuszczowe, terpeny i olejki eteryczne przez wiele lat. Modyfikatory eluentne, takie jak metanol i acetonitryl, zwiększają siłę elucji, co zwiększa zainteresowanie oddzielaniem naturalnych produktów polarnych przez SFC .

pomyślnie oddzielono trzy pary diastereomerycznych saponin spirostanolu 25 R/S (131-136, rys., 18) z nasienia Trigonellae TCM (nasiona Trigonella foenum-graecum) na dwóch kolumnach CHIRALPAK IC sprzężonych w tandemie . Yang et al. zastosowany SFC do przygotowania separacji dwóch par 7-epimerycznych alkaloidów Spiro oxindole (137-140) z łodyg z haczykami Uncaria macrophylla (ziołowe źródło TCM Uncariae Ramulus Cum Uncis) na kolumnie viridis Prep Silica 2-EP OBD za pomocą acetonitrylu zawierającego 0,2% zmodyfikowanego przez DEA S-CO2. Niewodna Faza ruchoma stosowana w SFC zapobiegała tautomeryzacji oddzielonych alkaloidów Spiro oksyndolowych ., SFC jest również stosowany W separacji naturalnych enancjomerów. (R,S)-goitryna (141-142) jest aktywnym składnikiem TCM Isatidis Radix. Chiralną separację (R) I (S) Wolin udało się osiągnąć za pomocą prep-SFC na kolumnie Chiralpak IC przy użyciu acetonitrylu jako modyfikatora organicznego .

technologia z nadrukiem molekularnym

technologia z nadrukiem molekularnym w ostatniej dekadzie była atrakcyjną metodą separacji ze względu na swoje unikalne cechy, które obejmują wysoką selektywność, niski koszt i łatwe przygotowanie. Wiele komplementarnych ubytków z pamięcią wielkości, kształtu i grup funkcyjnych cząsteczek szablonu są generowane, gdy cząsteczki szablonu są usuwane z polimeru z nadrukiem molekularnym (MIP)., Tak więc cząsteczka szablonu i jej analogi będą miały specyficzne rozpoznawanie i selektywną adsorpcję dla MIP. MIP są szeroko stosowane w separacji produktów naturalnych lub jako sorbenty ekstrakcyjne w fazie stałej do przygotowywania próbek materiałów ziołowych w celu wzbogacenia drobnych związków.

opracowano wielocząsteczkowe polimery z nadrukiem molekularnym wykorzystujące DL-tyrozynę i kwas fenylopirogronowy jako cząsteczki wzorcowe do oddzielenia dencychiny (143, rys. 19) z ekstraktu wodnego Panax notoginseng., Zarówno dencychina, jak i cząsteczka wzorcowa DL-tyrozyny (144) zawierają grupę aminową (NH2) i grupę karboksylową (COOH), a druga cząsteczka wzorcowa, kwas fenylopirogronowy (145), ma grupę α-keto (COCOOH), która może być również znaleziona w strukturze dencychiny . Ma i in. opracowano metodę separacji preparatywnej w celu oddzielenia solanesolu (146) od liści tytoniu za pomocą chromatografii flash opartej na MIP., MIP został przygotowany z metakrylanu metylu jako monomeru, solanesolu jako cząsteczki wzorcowej i dimetakrylanu glikolu etylenowego jako sieciowania metodą polimeryzacji zawiesinowej. Z ekstraktu z liści tytoniu oddzielono łącznie 370,8 mg solanesolu o czystości 98,4% z wydajnością 2,5% suchej masy liści tytoniu . Ty i inni. użył termo-reagującego magnetycznego MIP, aby oddzielić trzy główne kurkuminoidy, kurkuminę (147), demetoksykurkuminę (148) i bisdemetoksykurkuminę (149), od TCM Curcumae Longae Rhizoma (kłącze Curcuma longa)., Zaprojektowany termo responsywny magnetyczny MIP wykazał dobry współczynnik imprintingu dla kurkuminoidów w zakresie od 2,4 do 3,1, termo responsywność i szybką separację magnetyczną (5 s) .

symulowana chromatografia z ruchomym łożem

symulowana chromatografia z ruchomym łożem (SMB) chromatografia wykorzystuje wiele kolumn z fazami stacjonarnymi (bed)., Ruch przeciwprądowy złoża jest symulowany za pomocą zaworów obrotowych, które okresowo przełączają wlot (podajnik i eluent) i wylot (ekstrakt i rafinat). Proces SMB jest metodą ciągłej separacji i potężnym narzędziem do separacji produktów naturalnych na dużą skalę z przewagą niższego zużycia rozpuszczalnika w krótszym okresie czasu.

Dwa cyklopeptydy, cyklolinopeptydy C i E (150-151, rys., 20), otrzymano z oleju lnianego za pomocą trójstrefowego SMBC z ośmioma sferycznymi kolumnami sferycznego żelu krzemionkowego w fazie normalnej HPLC i z użyciem etanolu absolutnego jako desorbentu . Kang i in. opracował tandemowy proces SMB składający się z dwóch czterostrefowych jednostek SMB w serii o tych samych rozmiarach cząstek adsorbentu w pierścieniu i I pierścieniu II w celu oddzielenia paklitakselu(taxol, 74) (rys. 11), 13-dehydroksybakkatyna III (152) i 10-deacetylopaklitaksel (153). Paklitaksel odzyskano w pierwszej jednostce SMB, podczas gdy 13-dehydroksybakkatyna III i 10-deacetylopaklitaksel oddzielono w drugiej jednostce SMB ., Mun wzmocnił tę metodę chromatografii SMB, wykorzystując adsorbent o różnych rozmiarach cząstek w pierścieniu i i pierścieniu II . Płyny nadkrytyczne mogą być również stosowane jako desorbent w chromatografii SMB. Liang et al. z powodzeniem zastosowano nadkrytyczny dwutlenek węgla z etanolem jako desorbent dla trójstrefowego SMB do oddzielenia resweratrolu (60) (rys. 9) i emodin (44) (rys. 4) z surowego ekstraktu z TCM Polygoni Cuspidati Rhizoma et Radix .

Wielowymiarowa separacja chromatograficzna

składniki zawarte w ekstrakcie poddane separacji były złożone i ogólnie żaden czysty związek nie zostanie oddzielony w jednej kolumnie chromatografii. Separacja wielowymiarowa oparta na ekstrakcji fazy stałej i sprzęganiu wielu kolumn z różnymi fazami stacjonarnymi znacznie poprawia wydajność separacji., Wraz z wprowadzeniem na rynek bardziej komercyjnych urządzeń do separacji wielowymiarowej, separacja produktów naturalnych staje się szybsza, wydajniejsza i zautomatyzowana.