中医药是中华民族的瑰宝,中医药学是中国古代科学的瑰宝。TCM是传统中药的简称 (Traditional Chinese Medicine) ,包括植物、动物、矿物质。重要的化学成分极其复杂,有效成分种类很多,诸如多糖、多肽、生物碱、黄酮、萜、有机酸、甚至蛋白等。其中具体有效成分是如何被分离出来的呢?
红参多糖
人参相信大家都很熟悉,红参是以新鲜人参为原料,经过浸润、清洗、蒸制、烘干等步骤制得。红参再中国、韩国、日本等东亚国家作为中药或膳食补充剂被广泛使用已有千年之久。在此研究之前已有多项研究表明红参可降低氧化应激反应,改善心肌缺血,具有保护心脏的作用。
多数研究关注在人参皂苷组分上,除此之外,还有一个不能忽视的活性组分,那就是多糖。人参在加工成红参过程中,原有的糖类发生了不同程度水解产生新的糖类,有趣的是,红参中多糖抗氧化活性显著高于人参多糖,且同样具有抗肿瘤、免疫调节、抗氧化、清除自由基等功能。
中国药科大学贾晓斌教授/封亮副教授课题组在Chinese Medicine
杂志上发表了题为《Characterization of a novel polysaccharide from red ginseng and its ameliorative effect on oxidative stress injury in myocardial ischemia
》的文章,文章中提取纯化了红参多糖组分RGP1-1,对其结构进行分析,并通过实验,猜测其通过抗氧化能力保护氧化损伤以及调节Nrf2/HO-1通路,预防及治疗心肌缺血。
实验结果表明RGP1-1对心肌缺血损伤具有明显保护作用,为开发红参多糖作为功能性食品和代替药物提供了科学依据。
在此项研究中,作者首先使用沸水对红参水提2h,提取液在65℃旋转蒸发浓缩,浓缩液再加入95%乙醇进行沉淀,4℃孵育过夜。离心后的样品用Sewage法去除蛋白组分,冻干得到粗多糖RGP。蒸馏水溶解粗多糖RGP,使用
DEAE-52弱阴离子交换层析柱进行梯度洗脱,洗脱组分测定多糖含量,收集多糖含量最高的组分,浓缩、透析、冻干。上述冻干组分蒸馏水溶解后,进一步使用
Sephadex G-100分子筛层析柱进行精纯,得到RGP1-1,收集的组分干燥后做进一步结构分析及功能研究,纯化步骤参见图3。
结果分析发现,高剂量 (400 mg/kg) RGP1-1红参多糖处理后的心肌细胞与阳性对照组结果相似,心脏组织得到部分修复,细胞浸润和坏死较少,心肌细胞未见明显纤维化、增殖、炎症、退变现象,说明RGP1-1具有明显的心脏保护作用。后续机制研究发现,RGP1-1处理的组织,Nfr2蛋白明显升高,进而调节解毒酶核抗氧化酶基因NQO1、HO-1和keap-1蛋白的表达,以降低氧化应激引起的心肌细胞损伤。RGP1-1通过调节Nrf2/HO-1通路实现预防及治疗心肌缺血作用。

中药有效成分在层析法纯化中,多使用
离子交换层析,包括Capto Q, Capto DEAE, Capto SP系列等,配合
分子筛Sephadex LH-20,Superdex系列,Sephacryl系列以及换液脱盐的Sephadex系列。此外,中高压的
反相层析SOURCE 15RPC/ 30RPC也经常使用。
Cytiva(思拓凡)——用于有机溶剂的 Sephadex LH-20 填料
Cytiva Sephadex LH-20填料专门用于天然产物(如类固醇、萜类化合物、脂质和低分子量肽)的制备级纯化,同样也是TCM分离纯化的一柄利器。
Sephadex LH-20填料的主要特点与性质
填料同时具有凝胶过滤层析和吸附型层析的
复合层析模式。
填料由交联Sephadex G-25葡聚糖凝胶经过
羟丙基化制成。
干粉填料的平均颗粒粒径是70 μm,在甲醇中溶胀后的填料平均颗粒粒径是103 μm。
填料的工作pH耐受范围以及清洗pH耐受范围都是2-13,这意味着填料可以耐受绝大多数水相缓冲液和有机溶剂,除了pH低于2的强酸溶液以及浓度超过0.1 M NaOH的强碱溶液。
Sephadex LH-20填料可以耐受
湿热灭菌,即121摄氏度20分钟的高温高压灭菌。
排阻信息:4000–5000 Da(取决于所使用的溶剂种类),大于排阻极限的生物分子走外水出峰,其他小分子进入凝胶层。
使用时推荐的线性流速:
60 cm/h。
成功用于已发表研究
Sephadex LH-20填料可用于研究用途的脂质分离和纯化复杂有机物如中药,成功的研究案例包括:
多肽及非多肽抗生素;
脂质及去垢剂;
毒素及污染物;
类固醇、鞣酸以及植物提取物,如台湾相思树茎皮抗氧化剂活性、玉米花粉和蜜蜂蜂巢花粉的自由基清除活性、赤松松针的抗氧化剂活性等。

探寻中药蛋白更高效的分步纯化策略,离不开对优质分离材料的精准选择与技术方案的科学适配。从红参多糖RGP1-1的纯化历程中不难看出,DEAE-52离子交换层析与Sephadex G-100分子筛层析的组合应用,为中药活性成分的精准分离提供了成功范式。而Cytiva(思拓凡)的Sephadex LH-20填料凭借复合层析模式、宽pH耐受范围、稳定的物化性质以及在植物提取物等天然产物纯化中的丰富成功案例,更展现出其在中药复杂成分分离中的强大潜力——其不仅能适配有机溶剂体系,还可与离子交换层析、反相层析等技术形成互补,为中药蛋白的分步纯化提供灵活且高效的支撑。
未来,随着中药现代化研究的深入,对蛋白等活性成分的纯化需求将更趋精准化、高效化。Cytiva等专注于分离纯化技术的企业所提供的优质填料与配套方案,将成为破解中药蛋白纯化难题的重要助力。