天然產(chǎn)物是生物在自然界長期進(jìn)化和生長過程中不斷被選擇和優(yōu)化的結(jié)果。天然產(chǎn)物具有獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和良好的生物活性，是新藥設(shè)計(jì)和研發(fā)的重要源泉。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，天然產(chǎn)物化學(xué)的研究手段取得了較大的進(jìn)展。對(duì)天然產(chǎn)物的提取分離技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，以期為天然產(chǎn)物的化學(xué)研究提供參考和思路。 在人類歷史長河中，天然藥物一直是人類用于 治療疾病和保健強(qiáng)身的一種重要資源。天然產(chǎn)物是 生物在進(jìn)化過程中為適應(yīng)環(huán)境而產(chǎn)生的一類次生代 謝產(chǎn)物，具有豐富多樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及獨(dú)特的生物學(xué)功能，在新藥研究中扮演著舉足輕重的角色。19世紀(jì)以來，人類已經(jīng)從各類生物中獲得了一系列化 學(xué)結(jié)構(gòu)和生理活性令人矚目的天然產(chǎn)物，如嗎啡、紫杉醇、青蒿素等，類似重要的發(fā)現(xiàn)至今仍層出不窮。目前，天然產(chǎn)物的提取分離技術(shù)依然是天然產(chǎn)物化學(xué)研究領(lǐng)域中最活躍的研究方向之一。本文對(duì)天然產(chǎn)物的提取分離技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，以期為天然產(chǎn)物化學(xué)研究提供參考和思路。

天然產(chǎn)物的提取的目的是從天然原料里獲得含有目標(biāo)天然產(chǎn)物的粗提物，是分離純化天然產(chǎn)物的第一步。其中溶劑萃取法是最常用的傳統(tǒng)提取方法。在天然產(chǎn)物提取過程中，溶質(zhì)在溶劑中的擴(kuò)散度和溶解度是影響提取率的關(guān)鍵因素，即任何能夠促進(jìn)溶質(zhì)在溶劑中擴(kuò)散或溶解的條件都能提高其提取率。傳統(tǒng)的提取方法包括浸漬、滲漉、煎煮、回流等。特點(diǎn)通常是在常壓下，用大量的水或有機(jī)溶劑作為溶劑進(jìn)行提取，提取時(shí)間一般較長且提取率較低。現(xiàn)代或更加環(huán)保的提取方法一般是通過加壓等輔助手段提高目標(biāo)產(chǎn)物的提取率，如超臨界流體萃取、加壓液體萃取和微波輔助萃取，上述方法具有節(jié)省溶劑、縮短提取時(shí)間、高選擇性等優(yōu)點(diǎn)。 

傳統(tǒng)提取法 

1、滲漉法（percolation）與浸漬法（maceration）是兩種最簡(jiǎn)單的溶劑提取法。由于提取過程往往不需要加熱，所以特別適用于熱不穩(wěn)定性物質(zhì)的提取。滲漉法比浸漬法更高效，因?yàn)樗且粋€(gè)持續(xù)的動(dòng)態(tài)過程，新鮮的溶劑會(huì)不斷置換出飽和的浸出液，從而可更充分地提取出天然原料中的化學(xué)成分。通過滲漉法所得到的提取物相對(duì)比較干凈，但提取較耗時(shí)。Li等[6]研究了藥材粒徑和堆積厚度對(duì)滲漉效果的影響，發(fā)現(xiàn)所有高度的滲漉過程都會(huì)產(chǎn)生較大的滲漉壓降，且壓降大小與藥材的堆積厚度呈正相關(guān)，堆積越厚消耗能量越多。為解決傳統(tǒng)單筒滲漉法的上述缺點(diǎn)，作者采用了多層滲漉法，在藥材總量相同的情況下提高了藥材的孔隙性和滲透性[7]。Yang等[8]采用90%甲醇對(duì)中藥黃蜀葵花進(jìn)行滲漉提取，最終分離得到1個(gè)新化合物quercetin-8-(2''-pyrrolidinon-5''-yl)-3'-O-β-D-glucopyranoside和11個(gè)已知化合物。 

2、水煎法（decoction）以水作為提取溶劑，對(duì)小極性天然產(chǎn)物提取不完全，提取物通常混有大量水溶性雜質(zhì)，同時(shí)由于其需要較高溫度的加熱，可引起熱不穩(wěn)定化合物的分解以及揮發(fā)性物質(zhì)的流失，故水煎法在以分離為目的的天然產(chǎn)物研究中并不常用。但由于水煎法是傳統(tǒng)中藥的常用制備方法，所以水煎煮過程中成分的變化也一直是研究的關(guān)注點(diǎn)。近年來，人們除了對(duì)藥材中的小分子天然化合物進(jìn)行研究外，也越來越關(guān)注多糖等生物大分子，水煎法已被廣泛用于藥材中多糖類成分的提取。Zhao等[9]通過水提醇沉的方法對(duì)干燥金銀花和4種干燥山銀花（灰氈毛忍冬、菰腺忍冬、黃褐毛忍冬和華南忍冬）中的多糖類成分進(jìn)行提取，提取率分別為6.9%、6.3%、5.7%、7.2%和5.5%。通過分析發(fā)現(xiàn)，與蛋白質(zhì)結(jié)合的多糖部分均具有相似的 化合物組成，并都有顯著的降糖效果，提示這4種山銀花可以作為金銀花的替代品種，用于治療2型糖尿病。Zhang等[10]利用水提醇沉法從山藥中提取多糖，得率為4.39%，并從中分離得到1個(gè)新的平均相對(duì)分子質(zhì)量為10000（約為1200~12000）的1，4-β-半乳聚糖。 水煎法因?yàn)殚L時(shí)間在水沸騰溫度提取，常引起藥材中化學(xué)成分發(fā)生變化。Li等[11]在研究獨(dú)參湯時(shí)發(fā)現(xiàn)，白參在水煎煮過程中人參皂苷類成分會(huì)發(fā)生水解、脫水、脫羧、加成等反應(yīng)。Chen等[12]發(fā)現(xiàn)許多菊科植物含有的毒性成分蒼術(shù)苷在水煎煮過程中會(huì)被分解、水解和皂化破壞。中藥復(fù)方中含有多種藥材，其在煎煮過程中的成分變化更為復(fù)雜，除各單味藥材自身可發(fā)生成分變化外，一種藥材的成分還可能會(huì)對(duì)另一種藥材的成分產(chǎn)生助溶、沉淀和降解作用。霍志鵬等[13]對(duì)黃連-大黃不同配伍比例進(jìn)行合煎時(shí)發(fā)現(xiàn)，配伍黃連對(duì)大黃中主要蒽醌類成分蘆薈大黃素、大黃素、大黃酚和大黃素甲醚有助溶作用。Kim等[14-15]分別利用11種和16種標(biāo)記物探究芍藥、甘草復(fù)方以及肉桂、芍藥、甘草復(fù)方在不同比例水煎液中提取成分的變化。研究發(fā)現(xiàn)在其他藥材存在的情況下，煎煮可能會(huì)引起單一藥材標(biāo)記物含量的減少，隨著單一藥材比例的增加，其總提取物中相應(yīng)標(biāo)記物的提取率會(huì)增加，但隨著總藥材量的增加，其標(biāo)記物的含量卻會(huì)相應(yīng)減少，這可能是中藥復(fù)方中某些成分影響了其他藥材中標(biāo)記物的溶出。

3、回流法（reflux extraction）與浸漬法和滲漉法相比，能夠縮短提取時(shí)間、節(jié)省提取溶劑，是天然產(chǎn)物化學(xué)研究中最常用的提取方法。但由于該方法需采用加熱的方式，故也不適合熱不穩(wěn)定性物質(zhì)的提取。Hu等[16]以乙醇為溶劑，采用回流法從蒸三七中提取皂苷，并且根據(jù)Box-Behnken設(shè)計(jì)響應(yīng)面法對(duì)提取時(shí)間、乙醇濃度、固液比和提取次數(shù)進(jìn)行考察，最終確定用60%乙醇提取1.51h，以10倍藥材體積的溶劑提取3次，可獲得最大得率的皂苷。另一方面，Sun等[17]在提取花青苷的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)回流提取溫度高于41.2℃時(shí)，花青苷開始降解，在70℃條件下回流2min后，花青苷的提取率會(huì)隨著提取時(shí)間延長而不斷下降。

4、索氏提取法（Soxhlet extraction）在熱回流的基礎(chǔ)上，增加了虹吸裝置，該裝置能保證藥材不斷被新鮮溶劑提取，因此索氏提取法同時(shí)具有熱回流法和滲漉法的優(yōu)點(diǎn)，可縮短提取時(shí)間并減少溶劑消耗，但同樣不適合熱不穩(wěn)定性物質(zhì)的提取。為了探究不同提取條件對(duì)提取物含量的影響，Yue等[18]依照2015版《中華人民共和國藥典》，以人參為對(duì)象，氯仿為溶劑，考察了水浴位置、虹吸次數(shù)和回流次數(shù)對(duì)提取物中3個(gè)特征化合物人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1和人參皂苷Re含量的影響， 發(fā)現(xiàn)水浴位置可影響虹吸次數(shù)和回流次數(shù)，并對(duì)提取物中人參皂苷Rb1的含量影響最大。索氏提取法還被廣泛用于種子油的提取。Zhao等[19]發(fā)現(xiàn)以石油醚為溶劑，通過索氏提取法能提高辣木籽的出油率，達(dá)到39.2%，并且提取的辣木籽油質(zhì)量高，主要含油酸、多種三酰甘油、β-谷甾醇和豆甾醇。 

5、水蒸氣蒸餾提取法 水蒸氣蒸餾提取法（steam distillation）是提取揮發(fā)油類成分的常用方法，但一些成分會(huì)由于熱不穩(wěn)定而被破壞。為了發(fā)掘天然環(huán)保的抗菌劑，Gao等[20]通過水蒸氣蒸餾提取法提取佛手精油，并利用GC-MS對(duì)其成分進(jìn)行含量測(cè)定。結(jié)果顯示，佛手精油的提取率為1.45%，并從中鑒定出113個(gè)化合物，占精油總含量的93.4%。其中，以D-檸檬烯為主的烯萜類成分為佛手精油的主成分。另外，為了優(yōu)化水蒸氣蒸餾提取法的提取性能，Xing等[21]將超聲技術(shù)結(jié)合水蒸氣蒸餾法對(duì)佛手精油進(jìn)行提取，提取率比使用傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾法提高了118%（0.48% vs 0.22%）。

現(xiàn)代提取法 

6、超臨界流體提取法（supercritical fluid extraction）是使用超臨界流體為溶劑的提取方法。當(dāng)接近臨界點(diǎn)時(shí)，壓力和溫度的微小變化即能引起超臨界流體密度的巨大變化，且黏度較液體溶劑小，因此對(duì)天然產(chǎn)物的溶解范圍廣，并能增加天然產(chǎn)物在溶劑中的擴(kuò)散度，提高提取效 率。由于二氧化碳具有較低的臨界溫度（31℃）和 壓力（7.3 MPa），以及化學(xué)惰性、低成本、無毒等特點(diǎn)，因此超臨界二氧化碳是最常使用的超臨界流體，其對(duì)非極性化合物（如脂質(zhì)和揮發(fā)油成分）有很好的提取效果。而對(duì)于極性物質(zhì)的提取，可以通過向超臨界二氧化碳中添加改性劑來改善提取效率。為了更快、更全面地探究陳皮的親脂性成分，Zheng等[22]通過超臨界流體提取法和UHPLC-Q Exactive Orbitrap/MS技術(shù)分別對(duì)18批陳皮進(jìn)行了提取和成分鑒別。結(jié)果共檢測(cè)到57個(gè)化合物，其中2個(gè)黃酮、6個(gè)有機(jī)酸、9個(gè)香豆素、3個(gè)醛類、7個(gè)酯類、3個(gè)萜類、1個(gè)檸檬苦素以及5個(gè)其他類型化合物為首次從陳皮中檢測(cè)出，說明超臨界二氧化碳提取法更有利于對(duì)陳皮中化學(xué)成分的全面深入研究。為了更充分利用盒子草的果仁資源，Zheng等[23]采用超臨界二氧化碳提取法對(duì)其進(jìn)行提取，與索氏提取法和冷榨法相比，超臨界流體提取法能獲得更高的產(chǎn)油量和油回收率，其富含油酸、亞油酸、角鯊烯、維生素E和植物甾醇。 

7、加壓溶劑提取法 根據(jù)溶劑沸點(diǎn)隨壓力增加而升高的特性，在加壓溶劑提取法（pressurized liquid extraction）中，可通過增加體系壓力，使溶劑溫度升至其常溫下的沸點(diǎn)以上仍保持液體狀態(tài)。該方法具有更好的滲透性，并能保證溶質(zhì)在溶劑中的高溶解度和高擴(kuò)散速度，有效地縮短提取時(shí)間，從而提高提取效率。與其他提取方法相比，加壓溶劑提取法是一種能夠減少提取時(shí)間、降低溶劑消耗，并提高重復(fù)性的一種現(xiàn)代提取手段。與超聲輔助提取法的效果比較，加壓溶劑提取法能提高對(duì)酚類物質(zhì)的提取效率，并減少溶劑消耗，提示加壓溶劑提取法可成為提取桑葚中天然產(chǎn)物的新方法[24]。 一些天然產(chǎn)物在高溫條件下會(huì)發(fā)生降解，其降解率與反應(yīng)速度和時(shí)間成正比。加壓溶劑提取法雖在高溫下提取，但提取時(shí)間短，因此學(xué)者們對(duì)加壓溶劑提取法是否可用于熱敏天然產(chǎn)物的提取這一問題產(chǎn)生了分歧。Vergara-Salinas等[25]對(duì)葡萄皮渣中抗氧化物質(zhì)進(jìn)行加壓溶劑提取時(shí)發(fā)現(xiàn)，200℃時(shí)有美德拉反應(yīng)產(chǎn)生。當(dāng)溫度從150℃上升至200℃時(shí)，西番蓮副產(chǎn)物的總提取率降低，這可能和一些熱不穩(wěn)定性物質(zhì)的分解有關(guān)[26]。不過也有研究表明，加壓流體萃取法是對(duì)薄荷中的酚類物質(zhì)和精油進(jìn)行同時(shí)提取的最合適方法[27]。 

8、超聲波輔助提取法（ultrasound assisted extraction）又被稱為超聲波提取法，是一種利用超聲波技術(shù)來輔助溶劑提取的一種方法。由于超聲波在溶劑中產(chǎn)生的空化效應(yīng)能促進(jìn)溶質(zhì)在溶劑中的擴(kuò)散和溶解，同時(shí)還能有效傳遞熱量，因而能縮短提取時(shí)間、提高提取效率。另外， 超聲輔助提取法操作簡(jiǎn)便，并能節(jié)約溶劑和減少能源消耗。Drouet等[28]采用超聲波輔助提取法對(duì)水飛薊素進(jìn)行提取研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，獲得的水飛薊素得率約為傳統(tǒng)浸漬法提取效果的6倍，且水飛薊素中的6個(gè)主要化合物的含量也明顯提高。同時(shí)，該方法獲得的水飛薊素仍具有顯著的抗氧化和抗衰老作用，提示超聲波輔助提取法或許可以成為一種更環(huán)保的水飛薊素提取方法。 值得注意的是，近年來有研究者指出超聲波輔助提取的頻率和功率可能會(huì)對(duì)一些活性化合物產(chǎn)生影響[29]，這可能與低頻率提取過程中產(chǎn)生的自由基有關(guān)[30]，但當(dāng)以甲醇為溶劑時(shí)可以削弱自由基的產(chǎn)生[31]。Liao等[32]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)超聲頻率從20kHz提高到45kHz時(shí)，提取得到的黃酮含量最多，但當(dāng)超聲頻率太高（超過60kHz）時(shí)其提取率會(huì)明顯降低， 這可能與減弱的空化效應(yīng)有關(guān)。當(dāng)超聲能量過高時(shí)也可產(chǎn)生類似的影響，使藥材局部產(chǎn)生溫度和壓力， 從而不利于有效成分的提取[31]。 

9、微波輔助提取法 基于離子傳導(dǎo)和偶極子旋轉(zhuǎn)機(jī)制，微波通過與極性分子（水分子或藥材中化合物分子）相互作用而產(chǎn)熱。在微波輔助提取法（microwave assisted extraction）中，熱量傳遞和質(zhì)量傳遞的方向是一致的，這兩種作用同時(shí)加速了提取過程，從而提高提取效率。微波輔助提取法具有可縮短提取時(shí)間、減少有機(jī)溶劑使用量、避免對(duì)提取成分產(chǎn)生熱降解和對(duì)藥材選擇性加熱的特點(diǎn)，也被認(rèn)為是一種環(huán)保的提取方法。一般分為無溶劑提取法（一般適用于不穩(wěn)定化合物）和有溶劑提取法（一般適用于穩(wěn)定化合物）。與索氏提取法相比， Alara等[33]采用60%乙醇水作為溶劑，通過微波輔助提取法獲得的扁桃斑鳩菊葉提取物中總酚和總黃 酮的含量更高，分別為 (114.03±1.25)mg·g-1（沒食子酸當(dāng)量）和 (96.29±1.70) mg·g-1（槲皮素當(dāng)量），相應(yīng)地也具有更好的抗氧化活性。 

10、脈沖電場(chǎng)輔助提取法（pulsed electric field extraction）通過破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)來促進(jìn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移，能有效縮短提取時(shí)間、提升提取效率。該方法是一個(gè)非加熱的提取方法，因而適用于熱不穩(wěn)定物質(zhì)的提取。該方法主要受電場(chǎng)強(qiáng)度、輸入比能量和脈沖數(shù)等因素的影響。為了比較脈沖電場(chǎng)輔助提取法與傳統(tǒng)提取法的效果，Lakka 等[34]利用脈沖電場(chǎng)輔助提取法對(duì)藥用植物番紅花、釀酒葡萄和一種毒馬草屬植物進(jìn)行提取，并分別對(duì)提取條件進(jìn)行優(yōu)化，分別獲得最大的總酚提取率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)脈沖電壓為12kV·cm-1時(shí)，番紅花和毒馬草屬植物的提取物中總酚含量比用傳統(tǒng)提取法時(shí)分別提高了35.25%和44.36%，其中番紅花提取物中紫云英苷的含量提高了64%，毒馬草植物提取物中芹苷元-7-葡萄糖苷含量提高了56%。當(dāng)脈沖電壓為14kV·cm-1時(shí)，釀酒葡萄提取物中總酚含量比用傳統(tǒng)提取法時(shí)提高了49.15%，其中蘆丁的含量提高了85%。 

 11、酶輔助提取法 細(xì)胞膜和細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)、多糖和蛋白質(zhì)等大分子所形成的膠束以及蛋白質(zhì)在高溫下的凝聚和變性是天然產(chǎn)物提取的主要障礙。由于酶對(duì)細(xì)胞壁和細(xì)胞膜成分以及細(xì)胞內(nèi)大分子的水解作用可促進(jìn)天然產(chǎn)物的釋放，因此利用酶可輔助提高提取效率。纖維素酶、α-淀粉酶和果膠酶是酶輔助提取法（enzyme assisted extraction）中比較常用的幾種酶。中藥內(nèi)生菌被證實(shí)可能與宿主產(chǎn)生相同的次級(jí)代謝產(chǎn)物。Ma等[35]從中藥黃芩中分離得到一株能產(chǎn)生黃芩苷的短小芽孢桿菌，向黃芩內(nèi)生菌發(fā)酵液中加入該內(nèi)生菌的特定纖維素酶輔助提取。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用該方法提取的黃芩苷含量比通過索氏提取法獲得的黃芩苷含量增加了79.31%，提示酶輔助提取法可能對(duì)中藥活性成分的提取富集具有高選擇性。Nguyen等[36]發(fā)現(xiàn)纖維素酶A能促進(jìn)迷迭香葉中迷迭香酸的溶出，提高提取效率。 

 其他新型提取方法 由于天然產(chǎn)物的復(fù)雜性，一些新型的提取方法也不斷地被開發(fā)出來，如閃式提取法，以期獲得更高效、更環(huán)保的效果。閃式提取法又被稱為組織破碎提取法，是通過高速機(jī)械剪刀和超分子滲濾技術(shù)，瞬間將藥材破碎成細(xì)微顆粒，以促進(jìn)組織內(nèi)部成分的溶出。Xu等[37]結(jié)合閃式提取法，最終從山參中分離鑒定出23個(gè)人參皂苷類化合物，其中三七皂苷R1為第一次從山參中分離得到。 此外，越來越多的研究表明將多種提取方法結(jié) 合使用可能會(huì)提高天然產(chǎn)物的提取效率，并且可克 服采用單一方法時(shí)的局限性。另外，將一些特殊的材料用來輔助提取時(shí)還可使提取過程更加環(huán)保。如選擇含有30%水，以丙二醇為氫鍵供體、氯化膽堿為氫鍵受體（摩爾比為1∶1）的深共晶溶劑，通過超聲輔助提取能最大程度地獲得鷹嘴豆中的異黃酮成分。