紫杉醇的提取工艺设计研究方案

c14h51no14药用机理紫杉醇独特的抗癌活性机制在于它属于有丝分裂抑制剂或纺锤体毒素不但能抑制细胞的有丝分裂纺锤体和纺锤丝的形成从而阻止癌细胞的繁殖而且能通过诱导和促进微管蛋白的聚合和装配阻止微管发生解聚使微管稳定因而对于许多耐常规化疗药物的肿瘤有活性应用前景十分广阔
紫杉醇的提取及分离纯化
制作人：曲晓林 符烊宁 解说员：曲晓林
1 固定化细胞培养 植物细胞有细胞壁和大的液泡，对剪切力十分敏感， 易受机械损伤。固定化细胞培养技术是在可控条件 下使植物悬浮培养的细胞聚集成团并且限制在特定 空间和表面上，使这些细胞团在不损失生物量的同 时能连续不断地分泌次生代谢物质。固定化的方法 主要有吸附在载体上，包埋在多孔凝胶珠或微胶囊 中。目前这一技术应用中遇到的难题是次生代谢产 物释放的问题，因为大部分次生代谢产物都储存在 液泡内，对其自身的积累起着负反馈作用，使固定 化培养不能连续操作。另外，长时间的固定化培养 也易使细胞受污染。
2.高产菌株的筛选 • 解决植物细胞培养生产次生代谢物产量低 的有效的手段之一是筛选高产细胞株系。
高产细胞系的筛选有很多不同的方法，如
选择含量高的外植体，单细胞克隆法，原
生质体培养法、小细胞团法、抗性筛选法
及负筛选法等。
3.高产细胞系的建立及种质保存
• 将适量愈伤组织团转移到装有50ml液体培养基的150ml三角瓶中，置旋 转式摇床上进行悬浮培养，摇床转速160r*min-1离心5min，收集单细 胞及小细胞团，转移到新鲜培养基中进行继代培养，即可以得到悬浮 培养的无性细胞系。 • 根据实验结果表明，生长旺盛的红豆杉基本上不启动次生代谢，只有 当细胞群体处于对数生长后期，细胞的增殖基本停止，细胞有一定程 度的分化后才开始合成和累积紫杉醇。针对红豆杉细胞生长和紫杉醇 合成的特点，必须设计有针对性“两步培养法”以获得最佳产量。即 第一步采用利于细胞生长增殖的生长培养基，以在最短的时间内得到 最大的生物量，然后更换成有利于目标产物合成的生产培养基进行第 二步培养，以得到最高的紫杉醇产量。

紫杉醇提取纯化工艺的研究进展摘要：紫杉醇以其独特的抗癌作用机制及显著的疗效，被认为是近十几年来天然抗癌药物研究领域最重大的发现。

由于紫杉醇在红豆杉树皮中含量极低，提取精制困难等原因，导致紫杉醇纯品价格昂贵。

因此完善紫杉醇的提取纯化工艺，降低生产成本，对保障人类健康都具有重要的意义。

本文对紫杉醇提取纯化工艺的研究进展进行了探讨。

关键词：紫杉醇；提取；纯化；工艺；研究紫杉醇(Paclitaxel，商品名Taxo1)是红豆杉属植物中独有的一种抗肿瘤天然药物，由于其独特的抗癌作用机制及显著的疗效，而被认为是近十几年来天然抗癌药物研究领域最重大的发现。

目前，国内外紫杉醇的商业化规模生产多以红豆杉植物为原料，通过一系列的分离纯化获得。

一、紫杉醇提取纯化工艺概述由于紫杉醇在红豆杉树皮中含量极低(<0．06％)，提取精制困难等原因，导致紫杉醇纯品价格昂贵。

因此，完善紫杉醇的提取纯化工艺，降低生产成本，得到更加便宜的原料对保障人类健康都具有重要的意义。

表1 .紫杉醇提取纯化工艺中各个步骤所得纯度和回收率目前，工业生产中制备紫杉醇还局限于植物提取法。

因此研制出一套操作简单、提纯高、提取率高的紫杉醇规模制备技术无疑对改善紫杉醇原料药产业现状发挥积极作用。

一般来说，从红豆杉中提取紫杉醇的分离工艺，可以分为粗提和纯化两个阶段。

紫杉醇粗提阶段的目的，在于从原料液中尽可能多的提取目标化合物，所得物料再进行后续提纯直至获得纯品。

粗提过程可分为初级萃取和次级萃取，两种过程因所用溶剂不同而除去不同的杂质。

将粗提物进一步纯化是获得纯品紫杉醇的关键步骤，通常用色谱法完成。

在最后获得医用级纯品之前，色谱过程也必不可少。

用色谱法分离纯化紫杉醇时，柱色谱被用于紫杉醇的预分离和最终分离，而薄层色谱则被用于紫杉醇的检测和纯化。

目前，随着分离工艺的不断完善，除了柱色谱法以外，还有高效液相色谱、高速逆流色谱等。

不同工艺中各个步骤的纯度、回收率见表1。

一、提取：
紫杉醇的提取方法，其效果直接影响紫杉醇分 离、纯化的难度及最终产量。



粗提多采用甲醇、乙醇、甲醇一二氯甲烷(1： 1)，但所得浸膏中杂质量较高。研究发现，在 乙酸乙酯、乙醚等溶剂中，乙酸乙酯一丙酮(1： 1)混和溶剂提取紫杉醇效果最佳，浸膏中紫杉 醇含量高达甲醇提取的3倍。 常用的方法有冷浸、渗漉和索氏提取法，又有 人在提取过程中引入超声和微波技术 ，从而 大大缩短了提取时间。

通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢 癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头 颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。
【分 子 式】 C47H51NO14 【结构式】
发现历史

1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和沃尔 （Monre E. Wall）首次从一种生长在美国西部大森林 中称谓太平洋杉（Pacific Yew）树皮和木材中分离到 了紫杉醇的粗提物。在筛选实验 中，Wani和 Wall发 现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性， 并开始分离这种活性成份。由于该活性成份在植物中 含量极低，直到1971年，他们才同杜克（Duke）大 学的化学教授姆克法尔（Andre T. McPhail）合作， 通过x-射线分析确定了该活性成份的化学结构——一 种四环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇（taxol）。

虽然紫杉醇的全合成巳获成功，但就目前临床 供药而言，主要还是依靠从植物中提取。无论 是从天然的红豆杉植物还是从培养的植物细胞 组织中提取紫杉醇，都要涉及到如何能分离并 去掉与紫杉醇结构相似的其它紫杉烷类化合物。 由于这些紫杉烷类化合物在化学结构和极性等 方面都同紫杉醇极为相似，因此给分离工作带 来很大的困难。


通过文献调研可知，近年来，人们就紫杉醇的 提取和分离研究出了许多不同的方法，从而提 高了紫杉醇提取分离的效率，降低了其生产成 本。在本文中，根据已有的基础条件，结合本 学期的专业实验，给出了优化实验的基本思路。 这项研究已取得了长足的进展，一些新的技术 和手段不断应用于这一领域，并显示出诸多优 势和良好前景。相信，随着人们对这领域的进 一步研究，紫杉醇的提取和分离方法将会变得 更加完善。

紫杉醇提取纯化方法的研究进展紫杉醇是最早从红豆杉属植物中分离出来的三环二菇类化合物，是继阿霉素和顺铂之后最热点的抗癌新药。

紫杉醇具有复杂的化学结构，分子由3个主环构成二菇核，分子中有11个手性中心和多个取代基团，母环部分是一个复杂的四环体系，有许多功能基团和立体化学特征。

分子式C47H51NO14，分子量853.92。

同位素示踪表明, 紫杉醇只结合到聚合的微管上, 不与未聚合的微管蛋白二聚体反应。

细胞接触紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这些微管的积累干扰了细胞的各种功能,特别是使细胞分裂停止于有丝分裂期，阻断了细胞的正常分裂。

通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。

紫杉醇属于有丝分裂抑制剂,它的独特机制在于可以诱导和促进微管蛋白聚合,促进微管装配及阻止微管的生理解聚,由此抑制癌细胞纺锤体的形成,阻止有丝分裂的完成,使其停留在G2期和M期直至死亡,从而起到抗癌的作用。

迄今为止紫杉醇是唯一促进微管聚合的新型抗癌药。

这一新的发现引起了各国医药界的极大兴趣。

现在已有包括我国在内的十多个国家批准了紫杉醇类药物的正式生产。

目前有关紫杉醇研究的几个主要问题是:紫杉醇的提取;紫杉醇的人工合成;紫杉醇的临床应用(水不溶性问题的解决);紫杉醇的构效关系;紫杉醇的抗癌机理。

紫杉醇的抗癌机理1971年,Wani等报道了紫杉醇在一些实验体系中具有抗癌活性。

1978年,Schiff等发现紫杉醇在极低的浓度下(0.25μM)可以完全抑制Hela细胞的分裂,而且在对细胞4小时的培养过程中,对DNA、RNA和蛋白质的合成没有明显影响。

Hela细胞在与紫杉醇共同温育20小时后被阻断在G2后期和M期。

1979年Schiff 等用浊度法进行了研究,发现紫杉醇能缩短微管在体外的聚合时间,使平衡向微管聚合方向移动,从而减小微管聚合临界浓度。

在有GTP时,紫杉醇可以和PC-tubulin结合,计量比为1:1。

步骤样品量(mg)紫杉醇(mg)纯度(%)回收率(%)纯化倍数
粗品22.50 0.146 0.65 100 1
液-液萃取11.79 0.145 1.23 99.3 1.9
固相萃取2.27 0.146 6.44 100 9.9
硅胶柱层析0.98 0.144 14.63 98.9 22.5
氧化铝柱层析0.79 0.205 26.3 140.5 40.5
3结论
本工艺主要目的是简便除去紫杉醇类似物及其它生物碱，获得初步纯化的紫杉醇。过程
采用价格低谦的氧化铝为层析介质，省略了液-液萃取步骤，简化了分离工艺，提高了分离效
率，有利于工业放大。
氧化铝柱层析处理云南红豆杉针叶浸膏，紫杉醇的回收率大于140%，这使有限的红豆杉
资源能得以充分的利用。
采用优化的初分离工艺，从浸膏中有效地分离出了紫杉醇。样品经此初分离工艺处理后
存在许多问题。首先，紫杉醇来源匮乏，其主要存在于红豆杉树皮和针叶中，其次，紫杉醇
在植物中含量极低，大约为0.010%~0.013%，而紫杉醇与其它紫杉烷化合物在化学结构和极性
等方面又极为相似，要将它们完全分离困难很大。
关于紫杉醇提取分离方法，已有过不少的研究。其中以液-液萃取应用最为广泛，在文献
报道的每一种工艺中，几乎都采用过它。Willey等和Mattina等在测定样品中紫杉醇浓度时，
薄层层析1.05 0.146 13.91 99.7 21.4
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2.7初分离工艺的提出
HPLC分析表明，粗品经过氧化铝柱层析处理后，极性比紫杉醇弱的物质基本被除

第六章 紫杉醇生产工艺
6.1 紫杉醇概述 6.2 紫杉醇半合成制备原理 6.3 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
紫杉醇生产工艺
抗癌药物需求:
全球每年: 因癌症死亡的有600余万 另有新诊断的癌症患者约1000余万 估计现有癌症患者约4000万
中国每年： 年死亡130万人 新诊癌症患者约160万人 现存癌症患者总数600万人以上
工艺质控
母环原料保护的质量控制
• 巴卡亭III的保护：选择性保护母环7-OH、10-OH， 使侧链与13-OH反应，合成过程关键步骤。
• 三乙基氯硅烷为保护剂，得到单一的反应产物。 • 投料配比及反应时间有很大的影响：巴卡亭III与
三乙基氯硅烷为1:20，24 h以内无产物。投料比 为1:30，24 h，得到产物，但仍有大部分巴卡亭 III未反应。投料配比为1:40，反应时间60 h，巴 卡亭III完全转化为产物7-三乙基硅巴卡亭III。
1、乙酰基酰氯的制备：
H O C H 2 C O O H C P H y 3 r C i d O i n e C lC H 3 C O O C H 2 C O O H S O C l 2 C H 3 C O O C H 2 C O C l
羧基乙酸：乙酰氯：二甲亚砜＝1：3：3 第一步：60℃；第二步：70℃
紫杉醇生产工艺
工艺质控
6、对接四元环的制备
对接四元环 的合成 (cis-1-苯甲酰基-3-(三乙硅基)-4-苯基-2-吖叮啶酮)
TESO
Ph
TESO
Ph
+ PhCOCl Et3N, D M AP
NH
CH2Cl2
N Ph
O
O
O
• 投料比：四元环:苯甲酰氯:三乙胺为 2:1 :2。室温下反 应8~12 h。

从紫杉植物中提取紫杉醇的简化方法红豆杉Taxus又名紫杉，也称赤柏松，生于海拔1000～1200m处的山地，是世界上公认的濒临灭绝天然珍稀植物，从其根、皮、茎、叶中提取的紫杉醇taxol是目前世界上最有效的抗癌药物之一。

全球每年大约需要1500～2500kg紫杉醇，而1 kg树皮仅能提取50～100mg。

10-脱乙酰巴卡亭Ⅲ又称10-脱乙酰基浆果赤霉素Ⅲ，10-deacetylbaccatinⅢ，10-DABⅢ为有抑制肿瘤作用的紫杉烷二萜类化合物。

Bissery等报道，可利用10-DABⅢ合成具有比紫杉醇更高抗癌活性的多烯他赛docetaxel。

紫杉醇主要存在于树杆和树皮中，10-DABⅢ主要存在于树叶中，其含量大大高于紫杉醇的含量。

红豆杉是国家珍稀保护植物，生长缓慢，如果直接从红豆杉树皮中提取紫杉醇，不仅资源有限，而且不利于资源保护。

以10-DABⅢ为原料采用酶催化半合成工艺方法来制备紫杉醇，可大大简化合成过程，使紫杉醇骨架修饰所需步骤更少，操作更简单，提高了紫杉醇合成的选择性和生产率，进而为在更大规模上进行紫杉醇生产提供了技术支持，最终使紫杉醇的化学合成半合成的产业化有了实现的可能。

目前文献报道从各种紫杉植物中提取紫杉醇的方法，均需经过繁冗的分离过程。

本实验采用了一种适合于以各种紫杉植物树叶或树枝做原料，通过极性梯度溶剂萃取的方法逐步脱除大量不相干杂质，得到合成紫杉醇的前体10-DABⅢ的方法，然后通过反相层析柱加成，即可获得抗癌活性成分紫杉醇；材料与方法1 材料与仪器南方红豆杉Taxus mairei枝叶取自浙江宁海红豆杉种植基地，8年树龄。

10-DABⅢ对照品为Sigma公司产品，纯度98％；所用甲醇；乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二氯甲烷、氯仿、正己烷、石油醚、乙腈等均为分析纯试剂。

JJ一1精密增力电动搅拌仪，江苏金坛市江南仪器厂；SENCO R一201旋转蒸发仪，上海申顺生物科技有限公司；玻璃硅胶柱为2cm×40cm，杭州常盛科教器具厂；UV一2802PC／PCS型分光光度计，UNICO上海仪器有限公司；Sigma一3K18低温离心机4℃，转速18000rmin；LabAlliance高效液相色谱仪美国SSI公司。

紫杉醇的提取工艺
紫杉醇是从红豆杉中提取的一种天然抗癌药物，也是目前已知的抗癌效果最好的天然植物。

紫杉醇是由10个碳原子、12个氢原子、8个氮原子和4个氧原子组成的一个类分子。

紫杉醇是由紫杉树皮中提取出来的一种物质，在20世纪60年代就被美国FDA批准用于治疗晚期乳腺癌，在之后的几年里，紫杉醇被广泛地应用于癌症治疗领域。

在2000年之前，紫杉醇在治疗癌症方面取得了重大进展，但由于其毒性较强，使其应用受到了限制。

而近几年来，随着新药的不断问世、新技术的不断研发、新药品的不断开发，紫杉醇在抗癌药物中所占比重也逐渐提高。

紫杉醇与其他抗癌药物相比具有很大的优势。

一、紫杉醇的特点
1.药理作用
①抗肿瘤活性：紫杉醇对多种肿瘤细胞有明显抑制作用，具有增强微管蛋白聚合和细胞分裂周期阻滞的能力，其药理活性与环孢素A、甲氨蝶呤等药物类似。

②抗菌活性：紫杉醇对多种细菌有较强的抑制作用。

③抗过敏活性：对多种变态反应性疾病有治疗作用。

—— 1 —1 —。

摘要目的：探索红豆杉中紫杉醇的提取纯化工艺。

方法：将新鲜的红豆杉树皮干燥后用甲醇浸泡，陶瓷膜进行固液分离，纳滤膜浓缩，再用大孔树脂HZ818层析，洗脱液浓缩结晶，再活性炭脱色后甲醇重结晶，再硅胶正向层析，洗脱液浓缩后正已烷结晶，再真空干燥得成品。

结论：按本方法从红豆杉中提取的紫杉醇纯度为97.5%，收率为十万分之八。

关键词红豆杉，紫杉醇，提取纯化，树脂，硅胶目录一、紫杉醇目前的一些分离纯化方法。

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（一）液相萃取。

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（二）固相萃取法。

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（三）树脂层析法。

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（四）活性炭脱色。

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（五）硅胶正向层析。

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（六）结晶纯化。

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反渗透又称逆渗透，一种以 压力差为推动力，从溶液中 分离出溶剂的膜分离操作。 对膜一侧的料液施加压力， 当压力超过它的渗透压时， 溶剂会逆着自然渗透的方向 作反向渗透。从而在膜的低 压侧得到透过的溶剂，即渗 透液；高压侧得到浓缩的溶 液，即浓缩液。
早期的色谱纯化紫杉醇工艺是采用多根硅胶层析 柱串联的一种操作，但是因为硅胶对紫杉醇的不 可逆吸附造成了巨大的损失，使得紫杉醇的回收 率很低，仅为0.004%左右。近年来，随着色谱技 术的进步，不断有新的色谱技术被引入到紫杉醇 的分离提取过程中来。除了高速液相色谱法 （HPLC，其中包括正相-HPLC、反相-HPLC）外， 还有薄层色谱法（TLC）、胶束电动毛细管色谱法 （MECC）和高速逆流色谱法（HSCCC）等。
经实验后的HPLC色谱分析可 以看出SFE法可以高效的分离 出紫杉醇，且效率高于传统的 使用各种有机溶剂的提取方法， 具有高效，周期短，废渣无残 留，能最大程度保证各组分原 有活性，不产生三废，绿色环 保等诸多优点。
实 验 结 果
江苏无锡有中国 最大的紫杉醇培 植基地 人工培植的紫杉醇幼苗
下面以复旦大学的实验设备为例，讲解CO2超临界流体萃取的原理及其设备。
CO2和修饰剂分别由CO2泵和修饰剂泵 打入各泵的锥形腔体中，再经流体混合 其按设定的比例混合后，流入萃取器中 的集流腔。在达到萃取设定的温度和压 力后，萃取器开始萃取。动态萃取时， 超临界CO2流体经限流管流入甲醇收集 瓶后减压排放，流体带出的萃取所得物 则溶于收集液中。
超滤膜，是一种Leabharlann 径规格一致， 额定孔径范围为0.001-0.02微米的 微孔过滤膜。在膜的一侧施以适 当压力，就能筛出小于孔径的溶 质分子，以分离分子量大于500道 尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。 超滤膜是最早开发的高分子分离 膜之一，在60年代超滤装臵就实 现了工业化。

紫杉醇提取工艺优化研究赵万年 S1315004立体依据紫杉醇(Paclitaxel，商品名Taxol)是Wani等[1]于1971年首次从短叶红豆杉(Taxus Bravifolia Nutt.)中分离得到的一种复杂的次生代谢产物，属二萜类化合物。

其抗癌机理独特[2]，活性广谱高效，是目前所发现的惟一一种具有促进微管双聚体装配成微管, 使微管稳定, 从而阻碍细胞分裂, 将癌细胞停止在G2晚期或M期，最终导致癌细胞死亡[3]，抑制肿瘤生长的作用。

由于紫杉醇的作用机理独特、疗效显著，因此已用于转移性卵巢癌、乳腺癌等的治疗，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。

虽然现在开发了多种紫杉醇的制备方法，利用半合成、全合成、生物合成、真菌发酵、植物组织细胞培养等技术手段获得紫杉醇的研究工作也取得了较大的进展［4-6］，但是要实现这些技术的工艺扩大和工业放大生产还存在一些问题，而从树皮中提取紫杉醇的工艺已经成熟且工业化，因此目前从植物中直接提取分离仍是紫杉醇的主要制备方法。

但是，紫杉醇在植物中的含量非常低(含量最高的红豆杉树皮也只有万分之几)[7]，且类似物多，具有热敏性，产物在中间过程中易于分解、变性，不同产地、不同季节的植物资源成分相差甚远，因此分离提取工作难度很大。

目前紫杉醇的提取纯化工艺有溶剂萃取法、固相萃取法、制备色谱法、膜分离法、超临界萃取法、离子交换法、键合物解离法、药理作用靶点法和化学反应法[8-10]。

这些工艺各有优缺点，其中溶剂萃取法和制备色谱法是最简单、最常用的方法，也已经成功应用于工业生产，但仍需改进。

本课题以乙醇为提取溶剂，探求从南方红豆杉树叶中浸取紫杉醇的最佳提取条件，旨在为南方红豆杉这一药用植物资源的开发与利用提供试验依据。

研究目标采用乙醇浸提方法，考查粉碎度、乙醇浓度、料液比、提取温度和提取时间对紫杉醇提取效率的影响，经过一系列的单因素试验和正交试验，以期得到紫杉醇醇提工艺的最佳条件。

实验名称：紫杉醇的提取实验探究条件：1、原材料：红豆杉树枝、红豆杉树皮、红豆沙树叶、三者混合；2、烘干时的温度：40℃、60℃、80℃；3、粉碎状态：完全不粉碎、粉碎至40目、粉碎至60目、粉碎至80目、粉碎至100目；4、有机溶剂选取：95%甲醇、95%乙醇、乙酸乙酯：丙酮=1:1；5、层析介质选取：硅胶、氧化铝、C18、苯基柱、树脂。

实验器材：实验仪器：实验原料：实验过程1、红豆杉枝叶、树皮、树枝：采集新鲜的红豆杉树枝、树皮、叶，用清水洗净；2、干燥与粉碎：于60℃烘箱内干燥至恒重，用粉碎机粉碎至100目，分别准确称取过筛后的各种样品2g，置50mL磨口具塞三角瓶中；3、有机溶剂提取：加入95%乙醇20mL，超声萃取30min，留上清液，沉淀复加20mL 95%乙醇，重复操作；4、浓缩：浓缩温度控制在45±5℃，真空度控制在-0.07±00.1Mpa，浸提液浓缩至比重达到0.95~1.05时，将浓缩液放出到专用的储罐中；5、萃取：将计量后的浸提浓缩液注入萃取罐，加入醋酸乙酯（按物料：醋酸乙酯=1：1），萃取三次，将醋酸乙酯层重液排入指定贮罐，将贮罐内的醋酸乙酯液抽入浓缩锅进行初浓缩预处理，温度控制在45±5℃，待浓缩液比重达到1.40±0.05时，将浓缩后的醋酸乙酯液排入指定贮罐中。

6、浸膏：合并上清液，过滤除渣，滤液于30℃减压蒸干，得浸膏；下层清液作为10-DAB 的原材料保存好，详细步骤见最后；7、固液萃取：浸膏用20mL甲醇溶解，加入石油醚(60～90℃)(体积比1∶1)，振荡30min，脱脂；8、液液萃取：萃取余液用三氯甲烷(体积比2∶1)振荡30min，褪色，若褪色不彻底应反复进行；9、沉淀：由于紫杉醇有在正己烷中沉淀这一特性，所以向液液萃取后得到的紫杉醇乙酸乙酯溶液中加入体积比为10：1的正己烷溶剂，将紫杉醇沉淀下来。

（较少时，紫杉醇不能完全沉淀；较多时，不但没有提高杂质去除量，还会造成正己烷使用量过大，溶剂浪费。

紫杉醇生物合成途径的关键缺失酶紫杉醇是一种在抗癌药物中应用广泛的有效成分，广泛应用于治疗卵巢、乳腺和前列腺等多种癌症。

其药效显著，但由于紫杉醇在天然来源中含量较低，而化学合成成本高昂，因此人们开始关注紫杉醇的生物合成途径。

紫杉醇的生物合成途径中有一些关键的酶缺失，这限制了其高效生物合成的实现。

本文将从紫杉醇的生物合成途径、关键缺失酶以及可能的解决方案等方面进行探讨。

一、紫杉醇的生物合成途径紫杉醇的生物合成途径主要包括二萜醇、喹啉和紫杉醇三个关键中间体的合成。

其中二萜醇主要通过异戊二烯二醇合成酶（GGPPS）和色胺酸脱羧酶（TDC）催化合成，喹啉则通过二萜醇氧化酶（T5OH）和喹啉合酶（DBAT）合成，最后通过紫杉醇合酶（TS）合成紫杉醇。

这一生物合成途径中的关键缺失酶主要是喹啉合酶（DBAT），其功能是将二萜醇氧化酶（T5OH）合成的喹啉与GPP（异戊二烯二磷酸）反应形成紫杉醇的前体酮氧化环辛烯烷酮。

二、关键缺失酶DBATDBAT是紫杉醇生物合成途径中的关键酶，其缺失导致了紫杉醇生物合成的受阻。

DBAT的缺失主要表现在以下两个方面：1.缺乏高效的DBAT酶目前已知的DBAT酶在催化喹啉合成环辛烯酮的过程中效率较低，而且受底物抑制的影响较为显著。

由于DBAT酶的低效率和受抑制作用，导致紫杉醇的生物合成效率较低，制约了其在医药领域中的广泛应用。

2.缺乏功能稳定的DBAT酶基因在紫杉醇的生物合成途径中，对DBAT酶基因的缺失限制了人们通过基因工程技术来提高DBAT酶的活性和稳定性。

缺少功能稳定的DBAT 酶基因限制了对紫杉醇生物合成途径的深入研究和应用。

三、解决方案针对DBAT酶的关键缺失，可以从以下几个方面来解决：1.发现高效的DBAT酶目前，科研人员可以通过对微生物和植物中进行广泛筛选，以寻找具有较高活性和稳定性的DBAT酶。

通过对这些酶的深入研究和改良，可以为紫杉醇的生物合成途径提供更多的选择。

摘要目的：探索红豆杉中紫杉醇的提取纯化工艺。

方法：将新鲜的红豆杉树皮干燥后用甲醇浸泡，陶瓷膜进行固液分离，纳滤膜浓缩，再用大孔树脂HZ818层析，洗脱液浓缩结晶，再活性炭脱色后甲醇重结晶，再硅胶正向层析，洗脱液浓缩后正已烷结晶，再真空干燥得成品。

结论：按本方法从红豆杉中提取的紫杉醇纯度为97.5%，收率为十万分之八。

关键词红豆杉，紫杉醇，提取纯化，树脂，硅胶目录一、紫杉醇目前的一些分离纯化方法。

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（一）液相萃取。

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（二）固相萃取法。

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（三）树脂层析法。

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（四）活性炭脱色。

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（五）硅胶正向层析。

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（六）结晶纯化。

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紫杉醇最新提取工艺
摘要：紫杉醇为著名的抗肿瘤天然产物，来源有限，化学合成是制备紫杉醇的可能途径之一。

本文主要综述了紫杉醇新的提炼方法主要是在天然提取分离、细胞培养、有机合成、紫杉醇的全合成基础上取得重要成就，从而改进得出的最新提取工艺路线。

其最大的改进是少用了很多有机溶剂，为分离与纯化提供便捷。

关键词：紫杉醇；天然提取分离；细胞培养；合成
1 简介
1.1 发展史
从植物中寻找有效抗癌成分的历史至少可以追溯到公元前1500年关于纸莎草（papryrus）的研究，但真正对天然产物进行系统的科学研究却是从本世纪 50年代才开始的。

50年代，Hartuell及其同事着重研究了抗癌制剂鬼臼毒素（PgdoPhyllotoxin）及其衍生物的应用。

同时一系列寻找天然抗肿瘤成分的研究导致了象长春花碱（Vinblastlnc）、长春新碱（Vincristine）及秋水仙碱（Colchicine）等一系列具有代表性的抗癌药物的产生。

1971年，Wanj及其同要从欧洲短叶红豆杉中分离得到一种具有细胞毒性的新化合物，命名为紫杉醇(Paclltaxel，现已商品化，其注册名为Taxol)，药理实验证明，它具有广谱抗癌作用，但由于其天然含量极低，故而在当时并未引起人们的注意，直到1977年，HorwitZ博士发现其抗癌机理在于能够与微管蛋白结合，促进微管蛋白聚合装配成微管二聚体，从而抑制细胞中微管的正常生理解聚，使细胞有丝分裂停止在G2期及M期，阻止了癌细胞的快速繁殖，这一机理与上述纺锤体毒性的抗癌药物（如长春新碱与秋水仙碱）的作用机制恰好相反，从而引起随后20多年关于该属植物的广泛研究。

1.2 自然资源。

紫杉醇提取工艺研究1．紫杉醇简介紫杉醇（C47H51NO14）是红豆杉属植物中的一种复杂的次生代谢产物,是目前所了解的惟一一种可以促进微管聚合和稳定已聚合微管的药物。

同位素示踪表明, 紫杉醇只结合到聚合的微管上, 不与未聚合的微管蛋白二聚体反应。

细胞接触紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这些微管的积累干扰了细胞的各种功能,特别是使细胞分裂停止于有丝分裂期，阻断了细胞的正常分裂。

通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、淋巴瘤、脑瘤等也都有一定疗效[1]。

紫杉醇是一种无臭，无味的白色结晶体粉末，熔点为213-216℃，不溶于水，易溶于氯仿、丙酮等有机溶剂，主要由红豆杉的树皮中提取。

由于紫杉醇的质量分数极低(仅为干质量的0.01％左右)，杂质多，为后续的分离纯化带来困难，因此，紫杉醇初分离除杂过程是分离纯化工艺的关键步骤。

国内外提取紫杉醇的方法主要有溶剂浸提法、索氏提取、固相提取法等。

这些方法能耗少、紫杉醇回收率高、易于操作，但工艺周期长、溶剂用量大、提取选择性差，且紫杉醇在长时间的受热过程中易引起结构变化[2]。

因此，近年来国内外科研人员纷纷研究开发快速高效的紫杉醇提取方法，研发的重点集中在沉淀法、超声波、柱层析、超临界流体萃取等新型方法。

2．紫杉醇提取的工艺流程红豆杉枝叶、树皮、树枝——干燥与粉碎——有机溶剂提取——浸膏——固液萃取——液液萃取——己烷沉淀——硅胶柱层析——结晶——TLC 检测——高效液相色谱检测3．常见提取操作介绍3.1有机溶剂提取紫杉醇的粗提阶段常用有机溶剂进行提取。

李春斌等人[3]研究发现，在氯仿、甲醇、乙醇、V（甲醇）：V（乙醇）=1：1、V（氯仿）：V（丙酮）=1：1和V(乙酸乙酯)：V(丙酮)=1；1溶剂中，以V(乙酸乙酯)：V(丙酮)=1：1的提取效果最好，基本无毒且可回收再利用，因此有望用于紫杉醇的工业化生产中。

通过综合对比普通浸提、冷浸法、渗漉法和索氏回流法，发现采用索氏提取方法提取其浸膏得率达20.7%。

紫杉醇工业提取工艺流程
序
工艺流程具体步骤
号
1 原料采集收集含紫杉醇的红豆杉树皮、枝叶等原料
2 粉碎将原料粉碎成适当大小
3 溶剂提取使用有机溶剂（如甲醇、乙醇等）进行多次浸泡提取
4 过滤去除提取液中的固体杂质
5 浓缩通过减压蒸馏等方式浓缩提取液
6 萃取利用液液萃取技术，如使用二氯甲烷、乙酸乙酯等溶剂进行萃
取
7 反萃取使用水或其他适当的溶液进行反萃取
8 色谱分离采用硅胶柱色谱、凝胶色谱等方法进一步分离纯化
9 结晶通过控制条件使紫杉醇结晶析出
10 干燥对结晶进行干燥处理，得到紫杉醇成品。