随着天然药物研究的迅速发展,将传统的中药复方以现代科技阐明药效作用,完善内在质量,强化可控、稳定,提高制剂工艺,研制成高效、速效、低毒的现代中药复方制剂成为中国中药现代化的重要目标。高纯度中药有效成分的提取或有效成分中单体组分的分离是现代中药复方制剂研究的前提与关键技术。大孔吸附树脂分离技术广泛应用于现代中药的工业生产中,起到了去粗取精、富集有效成分的作用,相较于其他传统的提取技术,它具有操作工艺简单、环境友好、提取效率高、生产成本低等明显的技术优势,在天然植物提取中应用越来越广泛,甚至替代了传统提取技术,例如在银杏黄酮提取物的生产中,吸附树脂分离工艺已完全替代了国外开发的溶剂萃取工艺,并得到更好的提取效果。但是,吸附分离技术也存在着亟待解决的问题,主要体现在目前工业生产中使用的树脂多为聚苯乙烯型骨架,因此吸附机理比较单一,主要以疏水性作用力与吸附质分子发生相互作用,在水溶液中的吸附过程,疏水性作用力是非特异性的吸附结合力,这就势必造成对树脂有效成分的吸附选择性较差。在复方中药中,每一味药材的有效成分、甚至杂质组成都不相同,为了得到每一种有效成分的高纯度提取物,就需要高选择性的吸附树脂,这就给我们设计和调控树脂结构提出了更高的要求,即如何根据有效成分的分子结构和要达到的分离结果,综合考虑有效成分所处的环境、杂质成分对分离的干扰、甚至所合成的树脂能否真正用于大规模的工业化生产等等因素,调控树脂的骨架结构和功能基,将多种弱相互作用的协同效应引入树脂结构的设计和调控过程中,合成一类针对特定有效成分具有高选择性的吸附树脂。本论文选择了抗肿瘤中药复方白半汤为研究对象,针对方剂中两味药材中抗肿瘤的有效成分,即半枝莲中的黄酮成分和白花蛇舌草中的三萜酸成分的结构和性质,分别设计合成不同结构、功能的大孔吸附树脂,大大提高对两味药材中有效成分的选择性,从而较大程度地提高产品纯度。另一方面,通过对大孔吸附树脂极性的精细调节实现了半枝莲中四种单体黄酮的完全分离。最后,在各提取物的体外抗肿瘤活性筛选的基础上,将两位药材中药效最佳的成分进行配伍,进一步研究其在体外对肿瘤细胞的抑制作用。首先,为了避免树脂骨架中聚苯乙烯部分对疏水性的贡献,我们改变了合成吸附树脂常用的交联剂二乙烯苯(DVB),合成了一系列以双甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂、丙烯酸酯(MA)为共聚单体的弱疏水性聚丙烯酸酯骨架的吸附树脂,并在树脂骨架上引入能与黄酮分子的酚羟基发生氢键作用的特殊功能基团,研究了不同疏水性、不同功能基对树脂吸附性能和吸附选择性的影响,发现EGDMA含量为15%的酰胺树脂ME-3B可充分发挥疏水作用力和氢键之间的协同效应,对黄酮的选择性最佳。红外光谱和吸附热力学的研究证实了氢键作用的存在,并且在弱疏水性的酰胺树脂中氢键作用在吸附黄酮过程中起了很重要的作用。为了验证ME-3B树脂对黄酮分子的选择性,我们将其用于多种植物体系中,如葛根、银杏和贯叶连翘,纯化效果均显著优于商品化的大孔吸附树脂,证明了这种弱疏水性骨架的酰胺树脂在天然植物中黄酮类有效成分的提取具有普适性,可开发一类黄酮提取的专用树脂。通过吸附、解吸条件的优化,确定了ME-3B树脂纯化半枝莲总黄酮的最佳工艺流程,且检验了工艺的可重复性和稳定性。最终产品中,总黄酮含量可达56%左右,大大优于商品化树脂的纯化效果。在分离得到总黄酮的基础上,基于疏水和偶极的协同作用,设计合成了一系列MA和DVB共聚的树脂,通过MA含量变化调节树脂的极性,将其用于半枝莲总黄酮中结构极为相近的四种单体黄酮,即野黄芩苷、野黄芩素、木犀草素和芹菜素。考察了树脂骨架中DVB和MA的比例对吸附选择性的影响,发现只有在适宜的疏水作用力范围内,疏水和偶极作用才能发挥协同效应,使得树脂对不同极性的吸附质吸附结合力的差别得以体现,过高的疏水性将大大掩盖了偶极作用对吸附的贡献,而过低的疏水性又无法帮助偶极作用发挥出来,这与水溶液中吸附时强极性的水分子对吸附剂和吸附质之间的偶极作用产生了强烈的干扰有关。通过疏水部分和弱极性部分比例的调控,考察了不同MA含量变化的吸附树脂对四种黄酮吸附解吸性能的影响,设计了半枝莲黄酮的分离过程。首先MA含量为45%的MD-4树脂可将半枝莲四种黄酮分为三个部分,即野黄芩苷、野黄芩素、木犀草素和芹菜素的混合物。然后再将木犀草素和芹菜素的混合物通过MA含量为25%的MD-2树脂,只需简单的吸附-解吸即可实现木犀草素和芹菜素的分离。根据这样的设计,通过优化影响两种树脂吸附解吸性能的条件,建立了半枝莲单体黄酮的制备分离工艺,实现了四种黄酮的完全分离。针对白花蛇舌草中三萜酸类有效成分的结构特点,合成了一系列聚苯乙烯骨架、带有胺基的大孔吸附树脂,研究了树脂的交联度、胺基含量和胺基结构变化对三萜酸的吸附性能的影响。结果表明交联度为10%、引入二甲胺的R-3树脂对三萜酸的吸附选择性最佳。红外光谱的研究证明了静电力作用的存在。通过选择性解吸实验,我们发现高浓度乙醇水溶液能够解吸大量杂质,而无论是高浓度乙醇水溶液还是含有10%醋酸的水溶液都无法将三萜酸解吸,只有含10%醋酸的80%乙醇水溶液才能将三萜酸完全解吸,这不仅间接证明了树脂对三萜酸和杂质成分的吸附机理完全不同,即树脂对大部分杂质的吸附是疏水性吸附,而对三萜酸的吸附是疏水和酸碱作用的共同结果,单纯破坏疏水作用或酸碱作用都不能将三萜酸从树脂柱上有效解吸,同时也给我们利用分步解吸制备高纯度三萜酸提取物创造了条件。为此,我们进一步研究了不同浓度乙醇洗脱液对杂质的洗脱性能,进而提高产品中三萜酸的纯度。通过对吸附流速、洗脱流速等条件的考察,确定了R-3树脂纯化白花蛇舌草总三萜酸的最佳工艺流程,且检验了工艺的重复性和稳定性。最终产品中,总三萜酸含量可达90%以上,大大优于商品化树脂的纯化效果。最后,我们通过MTT法和SRB法研究了半枝莲总黄酮、野黄芩苷提取物、野黄芩素提取物、木犀草素提取物、芹菜素提取物和白花蛇舌草总三萜酸提取物的体外抗肿瘤活性,发现在一定范围内它们对人肝癌A549和人结肠癌LOVO细胞株均有一定的抑制作用,且存在一定的量效关系。通过6种提取物对肿瘤细胞株的IC50值考察,发现半枝莲的芹菜素提取物和白花蛇舌草的总三萜酸提取物对肿瘤细胞株的抑制效果最佳。我们又进一步考察了半枝莲的总黄酮提取物和芹菜提取物分别与白花蛇舌草的总三萜酸提取物配伍,对肿瘤细胞株的体外抑制作用。研究发现,芹菜素提取物与总三萜酸提取物配伍后的药物对肿瘤细胞株的抑制作用明显优于这两种有效成分单独使用时的效果,其对A549和LOVO细胞株的IC5o值49.54μg/mL和34.48μg/mL,抑制作用最佳,证明了二者之间具有良好的协同作用,并有进一步开发成新型抗肿瘤制剂的潜力与价值。