林源活性物質分離技術（簡體書）

林源活性物質來源于森林植物，是能與自身或其他生命體的生物分子相互作用并產生靶向功效的生物小分子的單體化合物或混合物，它是制備維護或保障人類健康，以及控制其他動物、植物疾病的醫藥、獸藥、農藥及功能食品、保健食品的重要原料，因而是發展高附加值林業生物產業的重要物質基礎。《林源活性物質分離與純化》系統介紹了以自主創新的分離技術為基礎的現代分離技術手段在喜樹、長春花、甘草、迷迭香、茶葉、北五味子、刺五加、落葉松等植物中的林源活性物質分離上的應用。

《林源活性物質分離與純化》可供林源活性物質分離、植物化學、林產化學，以及藥學等領域的科研、教學人員和研究生參考使用。

**篇總論
章林源活性物質提取技術
1.1林源活性物質
森林生物資源中擁有種類繁多的林源活性物質，但因林源活性物質通常含量較低，體系復雜，且對熱敏感，因而分離純化十分困難？隨著我國以林源活性物質為重要物質基礎的林業生物制劑產業的快速發展，林源活性物質的需求量與日俱增，林源活性物質分離已是林源活性物質高效利用的技術瓶頸，急需研制高效分離的產業化創新技術，以促進我國林源活性物質提取業的快速發展？
1.1.1林源
森源是指來源于森林資源的物質？我國的森林資源既包括林區的生物資源，也包括沙區的生物資源，統稱為森林資源？森林資源的重要特征之一就是以植物物種為主體？
1.1.2活性物質
由于我國森林和沙區的生境類別繁多，生態條件多樣，因此形成的植物種類十分豐富，特別是一些特殊的生境環境，促使植物在初級代謝和次級代謝過程中產生大量的生物小分子，大分子和高分子，具體包括構成植物體內的物質除水分？糖類？蛋白質類？脂肪類等必要物質外，其次生代謝產物(如萜類？黃酮？生物堿？甾體？木質素？礦物質等)？這些生物分子除了用作自身生長發育的物質基礎以外，還在與其他生命有機體產生相互作用過程中在化學上形成位點，具有靶點效應，對人類及各種生物具有生理促進作用，我們稱這類物質稱為活性物質？
1.1.3林源活性物質
林源活性物質是森林生物資源中的植物？動物和微生物在生理代謝過程中形成的一類能與其他生命體的生物分子相互作用并具有保持機體健康或控制疾病功效的生物分子，將其以物理？化學和生物學等手段分離？純化而形成的以生物小分子和高分子為主體的植物產品，它和以動物為原料制成的生化制劑，以及應用基因工程手段制成的生物工程產品一樣，是以生物質為原料生產生物產品的生物產業的重要組成部分，目前被廣泛應用于醫藥？食品添加劑？功能食品？日用化學品？植物農藥和植物獸藥等生產領域？
1.1.4目的活性物質
組成植物體的全部生物分子是以混合物的形式存在于植物有機體中，其中包括眾多的活性物質，當人類加以利用某一活性物質時，我們將其稱為目的活性物質？
1.2分離方法選擇
在現代社會生活中，為了強化目的活性物質的功效，通常采用技術手段將某一目的活性物質成分從相應的混合物中移出，我們將這個過程稱之為分離過程？
1.2.1分離
分離是利用混合物中各組分在物理性質或化學性質上的差異，通過適當的裝置或方法，使各組分分配至不同的空間區域或在不同的時間依次分配至同一空間區域的過程，它包括提取和純化兩個方面？提取是指通過溶劑處理？蒸餾？脫水？經受壓力或離心力作用，或通過其他化學或機械工藝等過程從原料中制取有用成分;純化是指即由多種物質的聚集體，通過物理？化學或生物方面的方法作用，變成一類或一種物質的過程？分離的形式主要有兩種:一種是組分離;另一種是單一物質的分離？組分離有時也稱為族分離，它是將性質相近的一類組分從復雜的混合物體系中分離出來？單一物質的分離是將某種物質以純物質的形式從混合物中分離出來，以及從混合物中獲得特定的目標物等都屬于這一類？
綜上所述，分離可分為提取和純化兩個主要過程？提取，是指將混合物中的雜質(即非目的活性物質)通過物理或化學方法除掉而得到所需物質(目的活性物質)的過程;純化，即由多種物質的聚集體，通過物理？化學或生物方面的方法作用，變成一類或一種物質的過程？
林源活性物質分離過程就是通過物理？化學或生物等手段，或將這些方法結合，將目標活性物質從植物材料中提取，并進一步從提取的混合物體系中純化獲得相對純的目標活性物質的過程？林源活性物質分離過程貫穿在整個生產工藝過程中，是獲得*終產品的重要手段，在提取工業中需要通過適當的技術手段與裝備，耗費一定的能量來實現目標活性物質的分離純化過程？生物體化學組成成分極其復雜，化合物種類很多，包括初生物質和次生物質，如糖類？核酸？油脂？蛋白質？揮發油？色素？有機酸？鞣質？植物膠？生物堿？甾體？黃酮？苷類等多種成分，且含量變化較大，而目標活性物質只是其中的一部分，因此研究？篩選并優化目標活性物質分離工藝過程是林源活性物質分離的必需途徑？
1)提取
提取操作過程是利用物質溶解于某種介質(一般為液體)，將選定的某種介質加入到提取原料中，因原料不同組分在同種溶劑中的溶解度不同，而選擇性地從承載的基質上分離出來？
提取是林源活性物質分離純化的重要過程，根據提取過程的擴散傳質理論，此過程一般可分為浸潤滲透？解吸溶解？擴散和溶劑置換三個階段？**階段:浸潤滲透:讓溶劑浸潤物料，滲入植物組織和細胞中;第二階段:解吸溶解:溶劑溶解植物組織中的有效成分，使其游離于組織或細胞中;第三階段:擴散和溶劑置換:利用細胞內外有效成分的濃度差，形成內高外低的滲透壓，使有效成分脫離組織或細胞間隙，進入溶媒？
2)純化
純化就是利用不同物質的性質差異進行分離？純化方案的設計是純化工作的前提，也是決定純化工作成敗的關鍵，其中包括根據純化對象選擇方法，即了解待處理對象的物質組成，熟悉物質的理化性質;盡可能了解目的活性物質的化學結構及其理化性質，確立目的活性物質可靠的檢測目標物方法;純化對目的，包括科研？生產;純化量，各種方法處理量不同;實驗條件，包括了解和熟練掌握各種純化技術，明確各方法的應用范圍和優缺點，滿足以上條件基礎上選擇廉價純化方法？
丁明玉將可用于物質分離的性質歸結如表1.1？
表1.1可用于分離純化的物質性質
1.2.2分離過程
分離方法開始主要用于化工行業中化工產品的分離，但是隨著生物工程技術下游技術的不斷發展，結合傳統的化工分離方法，新的高效的分離方法被人們高度重視起來？常用分離方法有:鹽析？提取分離法(包括溶劑提取？膠團提取？雙水相提取？超臨界流體提取？固相提取？固相微提取？溶劑微提取等)？膜分離方法(包括滲析？微濾？超濾？納濾？反滲透？電滲析？膜萃取？膜吸收？滲透汽化？膜蒸餾等)？層析方法(離子交換層析？尺寸排阻層析？疏水層析？固定離子交換層析IMAC？親和層析等)？
1.2.2.1前處理
樣品前處理的目的是消除基質干擾，保護儀器，提高方法的準確度？精密度？選擇性和靈敏度？樣品前處理工序一般包括樣品原料的挑選？洗滌？干燥？粉碎等？樣品前處理所需時間較長，約占整個分析時間的三分之二？通常檢測一個樣品只需幾分鐘至幾十分鐘，而樣品處理卻要幾小時？因此樣品的前處理是實驗過程中一個較為重要的步驟，樣品前處理過程的先進與否，也關系到分析方法的優劣？由于樣品前處理過程的重要性，樣品前處理方法和技術的研究已經引起了分析化學家的廣泛關注？
1.2.2.2提取
目前常用的提取技術有液相提取？液相微提取？固相提取？固相微提取？超聲提取？超臨界提取？凝膠滲透色譜？加速溶劑提取？微波輔助提取等？
1.固相提取是20世紀70年代后期發展起來的提取技術，它利用固體吸附劑將目標化合物吸附，使之與樣品的基體及干擾化合物分離，然后用洗脫液洗脫或加熱解脫，從而達到分離和富集目標化合物的目的，該項技術具有回收率和富集倍數高？有機溶劑消耗量低？操作簡便快速？費用低等優點，易于實現自動化并可與其他分析儀器聯用？在很多情況下，固相提取作為制備液體樣品優先考慮的方法取代了傳統的液-液提取法？
2.液相微提取的原理是利用待測物在兩種不混溶的溶劑中溶解度和分配比的不同而進行提取的方法？該項技術集提取？凈化？濃縮？預分離于一體，具有提取效率高？消耗有機溶劑少，快速？靈敏等優點，是一種較環保的提取方法？
3.固相提取是20世紀70年代發展起來的一種技術，80年代后開始結合GC用于藥殘分析？固相提取是液固提取和液相色譜柱技術相結合的發展的產物？其基本原理是利用固體吸附劑對液體樣品中目標物質的吸附，選用合適強度的洗脫溶劑，使目標化合物選擇性地洗脫或保留在柱上，與樣品基體和干擾物分離，從而達到分離和富集的目的？
4.固相微提取由Pawhszyn等人在1989年提出并發展的，是在固相提取技術上發展起來的一種新型前處理技術，其過程包括吸附和解吸？在吸附過程中，待測物在提取纖維涂層與樣品之間遵循相似相溶原則？