孫振華，王國(guó)勝

開發(fā)與應(yīng)用

鹽酸黃連素的制備與應(yīng)用研究進(jìn)展

孫振華1，王國(guó)勝2*

（1. 中國(guó)中藥控股有限公司, 廣東 佛山 528300； 2. 沈陽化工大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110142）

介紹了鹽酸黃連素的制取技術(shù)，包括天然產(chǎn)物提取技術(shù)和化學(xué)合成技術(shù)；介紹了鹽酸黃連素的藥理作用、染色性能、熒光探針、傳感器與電極、衍生物以及納米給藥技術(shù)等方面的研究進(jìn)展；對(duì)化學(xué)合成方法的改進(jìn)、鹽酸黃連素中有關(guān)物質(zhì)的確證以及結(jié)構(gòu)特征與應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)提出了有益的建議。

鹽酸黃連素；制取技術(shù)；有關(guān)物質(zhì)；應(yīng)用領(lǐng)域

鹽酸黃連素( berberine) ，又名鹽酸小檗堿，是黃色的針狀結(jié)晶，分子式（不含結(jié)晶水）為 C20H18ClNO4，分子量371.8，熔點(diǎn)145 ℃，工業(yè)品含有 2～5個(gè)分子結(jié)晶水，可溶于熱水、乙醇，難溶于乙醚、苯。常態(tài)下為淡黃色粉末，加熱失水后為土黃色。鹽酸鹽難溶于水，但易溶于熱水，而硫酸鹽則易溶于水。黃連素是一種季銨型異喹啉類生物堿，且其具有氮三角的化學(xué)結(jié)構(gòu)。黃連素是小檗屬植物中提取的一種黃色提取物，最早是在1830 年由 Buchner與 Herberger發(fā)現(xiàn)的[1]。在 19 世紀(jì) 20 年代黃連素也被命名為牙買加菜樹苦素和花椒樹脂。而黃連入藥在我國(guó)有著悠久的歷史，早在《神農(nóng)本草經(jīng)》一書中便有收錄，長(zhǎng)期以來，中國(guó)將其用來抗菌、消炎、止瀉等。目前，發(fā)現(xiàn)其它中藥材如黃柏、關(guān)黃柏、古山龍、三顆針、功勞木、白屈菜、伏牛花、南天竹、金印草、俄勒岡山葡萄、黃藤和樹姜黃等數(shù)十種植物中也含有黃連素。這些植物藥材尤以黃連和黃柏中的含量為高。藥理研究表明，黃連素具有抗菌、降壓、抗心律失常、降血糖等作用。此外，因其具有氮三角的化學(xué)結(jié)構(gòu),所以在抗腫瘤方面也顯示了很好的活性。近年來，在糖尿病、心臟病、癌癥、精神疾病、消化道疾病甚至是艾滋病等領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的療效。

1 制取技術(shù)

1.1 天然產(chǎn)物提取技術(shù)

1.1.1 水溶液浸取溶媒增強(qiáng)技術(shù)

工業(yè)提取黃連素技術(shù)，在繼承傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用了水溶液浸取的增強(qiáng)技術(shù)，輔以精制技術(shù)，得到了相對(duì)純度的黃連素。水溶液浸取增強(qiáng)技術(shù)包括酸、堿、醇或者酸堿、醇酸或者醇?jí)A耦合等技術(shù)[2-3]，具體以酸溶液浸取技術(shù)為例，將黃連等藥材粉碎，加入含有少量酸的水溶液浸泡，浸出液加生石灰調(diào)節(jié)pH值至11～12，靜置，過濾；濾液中加入10%量的固體氯化鈉，放置，過濾，得到鹽酸小檗堿粗品；將其溶解于熱水，趁熱過濾，濾液加鹽酸，調(diào)節(jié)pH值至1～2，放置，過濾，得到鹽酸小檗堿；再用蒸餾水洗至中性，干燥，得到鹽酸小檗堿。水溶液浸取增強(qiáng)技術(shù)是根據(jù)黃連等中藥材中所含有的有效成分特點(diǎn)考慮的，即多種生物堿的堿性、多種有機(jī)酸性物質(zhì)的酸性、成分的有機(jī)物性質(zhì)、熱水溶解性等特點(diǎn)。據(jù)此可知，單一的酸、堿增強(qiáng)浸取方法，一定程度上較之水浸取技術(shù)，在提取率上有所提高，但是成分復(fù)雜。而醇增強(qiáng)浸取技術(shù)可以將黃連中的酸性、堿性等有機(jī)物均被溶出，比較而言有較高的提取率，但是，同樣浸出物成分復(fù)雜。

1.1.2 物理法輔助增強(qiáng)技術(shù)

在水溶液溶媒增強(qiáng)技術(shù)的條件下，利用超聲震蕩技術(shù)的空化作用[4]，可加速物質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)頻率和速度，有利于有效成分的溶出；利用微波技術(shù)的微波照射[5]，使植物細(xì)胞破裂，同時(shí)電磁波的震蕩，都有利于有效成分溶出；利用纖維素酶[6]等具有破壞植物細(xì)胞壁的作用，從而使得有效成分的溶出；其它，利用超高壓水射流技術(shù)，超臨界萃取技術(shù),膜萃取技術(shù)等與水溶液浸取技術(shù)的耦合[7-8]，都增強(qiáng)了黃連素提取的效率。利用物理增強(qiáng)技術(shù)對(duì)水溶液浸取技術(shù)加以改進(jìn)，均能提高黃連素產(chǎn)品的提取率，縮短提取時(shí)間，但是，同樣存在成分復(fù)雜的問題。

用熱水浸取或者煎煮使其中有效成分溶解于水中的技術(shù)是中醫(yī)常用的方法之一，但是，由于成分復(fù)雜，這種方法很難得到純的黃連素，也一定程度上影響了療效，這也是中藥飽受詬病的原因之一。

1.2 化學(xué)合成技術(shù)

國(guó)外最早于20世紀(jì)60年代年報(bào)道了黃連素化學(xué)合成技術(shù)[9]，隨即我國(guó)組織有關(guān)制藥廠開展黃連素化學(xué)合成技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)了黃連素的化學(xué)合成[10-12]。鹽酸黃連素的化學(xué)合成均采用胡椒乙胺的合成，繼而與2,3-二甲氧基苯甲醛反應(yīng)，繼續(xù)與乙二醛催化環(huán)合制得鹽酸黃連素。

1.2.1 胡椒乙胺

1）黃樟油素

廣西南寧制藥廠[11]，利用廣西的土特產(chǎn)-黃樟油素為原料，經(jīng)過異構(gòu)化、氧化、硝化、還原得到胡椒乙胺，與2,3-二甲氧基苯甲醛經(jīng)過縮合加氫后得到N-2’,3’-二甲氧芐基胡椒乙胺鹽酸鹽（簡(jiǎn)稱縮合物鹽酸鹽），繼續(xù)與乙二醛催化環(huán)合生成鹽酸黃連素。

2）胡椒醛

東北制藥總廠[10]，以胡椒醛為原料，經(jīng)過還原、氯化、氰化、加氫還原得到胡椒乙胺，與鄰位香蘭醛甲基化后得到的甲基鄰位香蘭醛經(jīng)過縮合加氫得到縮合物鹽酸鹽，繼續(xù)與乙二醛催化環(huán)合與成鹽反應(yīng)生成鹽酸黃連素。

3）鄰二氯苯

杭州第一制藥廠試驗(yàn)室[12]，以氯苯生產(chǎn)的副產(chǎn)物鄰二氯苯為原料，經(jīng)過水解、亞甲基化、氯甲基化、氰化、氨化得到胡椒乙胺，與2,3-二甲氧基苯甲醛經(jīng)過縮合加氫后得到縮合物鹽酸鹽，繼續(xù)與乙二醛催化環(huán)合生成鹽酸黃連素。

4）苯酚

東北制藥總廠[13]，以苯酚為原料，經(jīng)過氯化、催化氧化、次甲基化、氯甲基化、環(huán)氧和水解、脫羧，再經(jīng)氨化、催化加氫得到胡椒乙胺，與2,3-二甲氧基苯甲醛經(jīng)過縮合加氫后得到縮合物鹽酸鹽，繼續(xù)與乙二醛催化環(huán)合生成鹽酸黃連素。

上述四種方法以不同原料化學(xué)合成黃連素，標(biāo)志著我國(guó)化學(xué)合成鹽酸黃連素的成功，但是，由于黃樟油素和胡椒醛原料不易得，且兩個(gè)工藝使用了氰化鈉劇毒物質(zhì)，沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，而鄰二氯苯雖然易得，但是由于是副產(chǎn)物，且仍然使用氰化鈉劇毒物質(zhì)，也沒有工業(yè)化。東北制藥總廠以苯酚為原料，雖然原料易得，同時(shí)改進(jìn)了工藝，避開了氰化鈉劇毒物質(zhì)，但是由于工藝復(fù)雜，工業(yè)化過程沒被采用。

5）兒茶酚

2001年，東北制藥總廠在以苯酚為原料制備鹽酸黃連素的研究基礎(chǔ)上，以兒茶酚為起始原料，經(jīng)過成環(huán)反應(yīng)得到胡椒環(huán)、氯氰化反應(yīng)得胡椒乙腈，經(jīng)縮合、催化、氫化得縮合物鹽酸鹽，經(jīng)環(huán)合反應(yīng)得黃連素初品，經(jīng)堿化、成鹽等步驟可制得黃連素鹽酸鹽，2004年獲得發(fā)明專利授權(quán)[14]。目前，東北制藥集團(tuán)股份有限公司是我國(guó)鹽酸黃連素生產(chǎn)主流企業(yè)，產(chǎn)品產(chǎn)能每年300 t，少量出口。

西南民族大學(xué)[15]，以兒茶酚為原料，與二氯甲烷在堿性條件下進(jìn)行親核取代，再進(jìn)行氯甲基化反應(yīng)、親核取代、水解、脫羧、酰胺化得到3-（3,4-亞甲二氧基苯基）丙酰胺，后經(jīng)霍夫曼重排得黃連素合成中間體3,4-亞甲二氧基苯乙胺（胡椒乙胺），最后縮合、環(huán)合得到鹽酸黃連素。該技術(shù)主要具有避免使用劇毒試劑氰化鈉，且沒有催化加氫等優(yōu)點(diǎn)。

6）胡椒環(huán)

西南民族大學(xué)[16]，以1,2-亞甲二氧基苯（胡椒環(huán)）和乙基亞胺為原料，胡椒環(huán)經(jīng)過溴化后的產(chǎn)物與乙基亞胺經(jīng)二碳酸叔丁酯保護(hù)得到的產(chǎn)物，在格式試劑作用下，親核開環(huán)，再脫叔丁氧羰基得到胡椒乙胺，最后經(jīng)過縮合、環(huán)合制備得到鹽酸黃連素。該技術(shù)具有合成路線短、收率高等優(yōu)勢(shì)，但是，乙基亞胺仍屬于高毒類化合物。

上述研究，重點(diǎn)關(guān)注胡椒乙胺的合成中避免使用有毒氰化鈉，對(duì)短流程技術(shù)也進(jìn)行了設(shè)計(jì)，但是同樣流程復(fù)雜，使用另一種高毒物質(zhì)。

1.2.2 2,3-二甲氧基苯甲醛

作為合成鹽酸黃連素的另一個(gè)原料，2,3-二甲氧基苯甲醛，是以鄰位香蘭醛為原料，硫酸二甲酯為甲基化試劑，在堿性條件下，以四丁基溴化銨為相轉(zhuǎn)移催化劑[17]，甲基化合成得到，收率在83%～86%左右。由于硫酸二甲酯的毒性較強(qiáng)，近期以碳酸二甲酯為甲基化試劑的研究有所報(bào)道，但是，反應(yīng)條件苛刻，不易工業(yè)化。

鄰位香蘭素是香蘭素生產(chǎn)的副產(chǎn)物之一，產(chǎn)量很少，目前，香蘭素世界總產(chǎn)量在16 000～20 000 t之間[18-19]，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能在10 000 t左右，2016年，產(chǎn)量7 000余t，而且分布由14家企業(yè)生產(chǎn)，只有3～5家企業(yè)香蘭素的生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到2 000～3 000 t/a，作為香蘭素生產(chǎn)的幾種副產(chǎn)物之一的鄰位香蘭素，只有少量幾家企業(yè)能夠提供100～200 t/a的供應(yīng)，這就給鹽酸黃連素的擴(kuò)大生產(chǎn)形成了限制，目前，東北制藥集團(tuán)股份有限公司鹽酸黃連素的產(chǎn)能限制在300 t以內(nèi)，也是不得已而為之。

概括起來，化學(xué)合成鹽酸黃連素取決于兩個(gè)中間體原料，一個(gè)是胡椒乙胺的合成，另一個(gè)是2,3-二甲氧基苯甲醛的合成，胡椒乙胺的合成，應(yīng)該繼續(xù)研究工藝路線簡(jiǎn)捷，避開使用有毒氰化鈉等；2,3-二甲氧基苯甲醛的合成，一方面，考慮使用碳酸二甲酯代替有毒的硫酸二甲酯做甲基化試劑，另一方面，以批量工業(yè)產(chǎn)品為原料化學(xué)合成2,3-二甲氧基苯甲醛，克服香蘭素生產(chǎn)產(chǎn)能的約束，不失為鹽酸黃連素藥物長(zhǎng)期發(fā)展的戰(zhàn)略思考。

1.2.3 縮合與環(huán)合反應(yīng)

1）縮合加氫

以胡椒乙胺和2,3-二甲氧基苯甲醛經(jīng)過縮合反應(yīng)得到席夫堿，采用雷尼鎳做催化劑，催化加氫，與鹽酸成鹽得到縮合物鹽酸鹽。雷尼鎳的保存、生產(chǎn)以及儲(chǔ)運(yùn)都有一定的限制，且易燃，所以，在開展縮合加氫反應(yīng)機(jī)理研究的前提下，合成金屬鎳基催化劑代替雷尼鎳將會(huì)對(duì)縮合加氫過程的改進(jìn)有所幫助。

2）催化環(huán)合

以縮合物鹽酸鹽為原料，在催化劑條件下，與乙二醛環(huán)合反應(yīng)得到黃連素，精制成鹽得到鹽酸黃連素。對(duì)于催化環(huán)合反應(yīng)過程，目前還沒有催化環(huán)合反應(yīng)機(jī)理的研究報(bào)道[20]，而且，催化劑不可回收，造成黃連素污水重金屬污染，加大對(duì)催化環(huán)合反應(yīng)機(jī)理的研究，制備金屬基催化劑，實(shí)現(xiàn)可回收使用將會(huì)是未來研究的重點(diǎn)。

2 有關(guān)物質(zhì)

2.1 天然產(chǎn)物提取

黃連的根莖含有的化學(xué)成分有12種[1,21]，包括小檗堿（berberine）5.56%～7.25%，黃連堿（coptisine），表小檗堿（epiberberine），小檗紅堿（berberrubine），掌葉防已堿（palmatine），非洲防己堿（columbamine），藥根堿（jatrorrhizine），甲基黃連堿（worenine），木蘭花減（magnoflorine），阿魏酸（ferulic acid），黃柏酮（obakunone），黃柏內(nèi)酯（obakulactone）。上述成分，有的已經(jīng)單獨(dú)被化學(xué)合成，并作為治療藥物得到使用。

2.2 化學(xué)合成

中國(guó)藥典2015年版對(duì)于化學(xué)合成的鹽酸黃連素的有關(guān)物質(zhì)的要求僅僅是含量小于2%，有關(guān)物質(zhì)的種類與成分等沒有規(guī)定，有關(guān)物質(zhì)的研究未見報(bào)道，結(jié)合2018年我國(guó)藥物一致性評(píng)價(jià)等要求，開展針對(duì)鹽酸黃連素藥物有關(guān)物質(zhì)的研究是非常必要的。

3 應(yīng)用領(lǐng)域

黃連素是一種季銨型異喹啉類生物堿，且其具有氮三角的化學(xué)結(jié)構(gòu)，黃連素具有多重生物學(xué)功能[22-28]。從屬性來看首先是生物堿，從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來看主要從季銨型、異喹啉類以及氮三角結(jié)構(gòu)等，這些特征是黃連素多重功能的出發(fā)點(diǎn)。

3.1 藥理作用

1）抗炎作用，研究表明[29]，其抗炎機(jī)制主要是通過抑制炎癥因子的生成和炎癥因子的活性來達(dá)到抗炎目的。黃連素可以通過抑制白細(xì)胞趨化性運(yùn)動(dòng)、中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā)、羥自由基的形成、過氧化氫的釋放、中性粒細(xì)胞磷脂酶活性以及降低炎癥組織中前列腺素E2的含量來阻止和減緩炎癥反應(yīng)。

2）抗菌作用，黃連素的抗菌機(jī)制迄今為止尚不十分確定，可能是通過抑制細(xì)菌生長(zhǎng)、細(xì)菌蛋白酶的活性、細(xì)菌的粘附作用等達(dá)到抑菌作用[23]。通過抑制宿主細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子與應(yīng)急活化蛋白激酶信號(hào)通路的激活來發(fā)揮抗病毒作用。黃連素對(duì)革蘭氏菌、革蘭氏陰性菌、大腸埃希菌、幽門螺桿菌等有抑制作用，對(duì)鉤端螺旋體有殺滅作用，能夠阻止霍亂、腸傷寒、痢疾桿菌的繁殖。

3）抗氧化作用，研究表明[30]，自由基參與了許多重要的生命過程，如細(xì)胞繁殖、分化、凋亡、肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)、細(xì)胞吸收、基因表達(dá)等，機(jī)體的氧化與抗氧化是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過程，過量的自由基將導(dǎo)致氧化脅迫，可造成DNA 鏈斷裂、蛋白-蛋白交聯(lián)、蛋白-DNA交聯(lián)和脂質(zhì)過氧化而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生損害作用。黃連素的抗氧化作用主要是通過減少活性氧的生成、增強(qiáng)抗氧化酶活性、清除氧自由基、減輕脂質(zhì)過氧化反應(yīng)等途徑來實(shí)現(xiàn)的。

4）抗癌作用，黃連素可通過對(duì)花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物（前列腺素和白三烯）的作用，來實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)腸腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖的抑制、肝腫瘤的復(fù)發(fā)抑制、肝癌治療以及抑制肝癌轉(zhuǎn)移[31-35]。黃連素可以通過下調(diào)CD147表達(dá)誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞發(fā)生自噬性細(xì)胞死亡，還可以誘導(dǎo)活性氧大量產(chǎn)生，破壞腫瘤細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用。而通過對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶的調(diào)控，可以抑制骨癌細(xì)胞、急性早幼粒白血病細(xì)胞中的基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)和活性，通過降低基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)可影響骨肉瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲。

5）心血管系統(tǒng)，腺苷-磷酸（AMP）依賴的蛋白激酶（AMPK）是生物能量代謝調(diào)節(jié)的關(guān)鍵分子，黃連素通過上調(diào)缺血心肌的蛋白激酶的濃度來實(shí)現(xiàn)對(duì)心肌的保護(hù)作用[36,37]。還可以通過減少心肌膜上的α-腎上腺素受體的數(shù)量，從而抑制鈣離子內(nèi)流，阻斷細(xì)胞凋亡，而發(fā)揮保護(hù)心肌細(xì)胞的作用。黃連素通過對(duì)血小板誘導(dǎo)劑導(dǎo)致血小板的聚集的抑制、血小板血凝塊的收縮作用的抑制以及加速血小板聚集團(tuán)的解聚，從而減少血液粘稠度，抑制血栓形成。黃連素還可以通過上調(diào)一氧化氮合酶mRNA的表達(dá)，使一氧化氮生成增加，從而達(dá)到舒張血管降壓的目的。

6）神經(jīng)系統(tǒng)，黃連素可以增加α分泌酶的活性，從而影響Aβ淀粉樣蛋白的生成；還可以通過控制胰島素降解酶蛋白的基因表達(dá)來控制Aβ淀粉樣蛋白的降解，從而對(duì)阿爾茲海默癥起到治療作用[38-39]。乙酰膽堿是調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的重要遞質(zhì)，參與機(jī)體眾多的生理功能，與許多疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，乙酰膽堿酯酶能使乙酰膽堿水解為膽堿和乙酸，而黃連素能通過抑制乙酰膽堿酯酶來增加乙酰膽堿濃度，從而對(duì)乙酰膽堿起促進(jìn)作用。通過降低血清中去甲腎上腺素的濃度，起到改善交感性頸椎病癥狀的作用。黃連素的抗炎與抗氧化作用，具有較好的血腦屏障通透性，對(duì)中樞神經(jīng)組織有一定的保護(hù)作用。同時(shí)，黃連素還能夠降低膽固醇和甘油三酯而具有治療腦梗死的功效。

7）高血糖和糖尿病，通過促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的活力，增加胰島素敏感性、促進(jìn)胰島素分泌、影響葡萄糖的吸收，從而達(dá)到降血糖的作用[40]。通過抑制SIP2-MAPK通路介導(dǎo)的纖維連接蛋白FN的表達(dá)增加可能是黃連素抗糖尿病腎纖維化的作用機(jī)制之一。黃連素在調(diào)節(jié)血糖的同時(shí)，能通過提高機(jī)體的抗氧化能力、減少腎組織醛糖還原酶活性與基因表達(dá)以抑制多元醇通路的激活發(fā)揮其腎功能保護(hù)作用。黃連素還能夠降低黃嘌呤氧化酶的活性，從而降低黃嘌呤生成尿酸，起到對(duì)腎組織的保護(hù)作用。

8）作用靶點(diǎn)，目前，小檗堿的物質(zhì)基礎(chǔ)（有效成分）及體內(nèi)過程已較清楚，有效成分的藥效和作用機(jī)制研究也廣泛開展，然而對(duì)小檗堿藥物的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制以及作用靶點(diǎn)的研究較少。小檗堿雙向跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)果顯示[41]，小檗堿是一些外排蛋白的底物，它在小腸吸收方向的滲透性極低，這為小檗堿利用度低提供了理論依據(jù)。小檗堿與DNA、脫氧胸腺嘧啶、脫氧腺嘌呤、RNA以及尿嘧啶等的作用直接表明小檗堿對(duì)基因轉(zhuǎn)錄與表達(dá)的作用，而小檗堿與DNA 和RNA作用的時(shí)空差異性，是小檗堿表現(xiàn)出多種多樣的生物活性的根本原因，也為小檗堿作用蛋白靶點(diǎn)的多樣性提供了依據(jù)[42-45]。

黃連素的藥理作用以及作用機(jī)制研究已經(jīng)成為熱點(diǎn)，尤其是黃連素在抗癌作用、阿爾茨海默癥、心血管系統(tǒng)以及高血糖和糖尿病等的治療研究與臨床應(yīng)用研究，具有非常重要的開發(fā)價(jià)值。

3.2 染色性能

黃連素的分子結(jié)構(gòu)具有季銨型陽離子特征，具有自然色澤和天然香味；同時(shí)，它又具有抗炎、抗菌作用；黃連素來源于黃連等植物，可生物降解，與生態(tài)環(huán)境相容性好，而且可再生等。研究表明黃連素是天然的陽離子染料，帶正電荷的黃連素分子可以和帶負(fù)電荷的纖維形成離子鍵，使染料吸附在纖維上。黃連素對(duì)蛋白質(zhì)纖維、錦綸以及腈綸纖維的上染率較高，對(duì)天絲以及棉織物則必須先進(jìn)行棉織物改性方可染色[46-51]。黃連素作為核酸染料染色直接為生物機(jī)制研究提供了技術(shù)支撐[52]。

3.3 熒光探針

黃連素的分子結(jié)構(gòu)中，含有異喹啉環(huán)，具有熒光特性。脫氧核糖核酸DNA是生物體內(nèi)重要的遺傳物質(zhì)，由于其天然熒光較弱，使得直接利用熒光進(jìn)行生物特性研究受到很大限制。鹽酸黃連素本身熒光也較弱，但是與DNA相互作用后熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)[53-56]，這為DNA及RNA的生物特性研究提供了較大便利。葫蘆脲是第四代超分子化合物，具有較強(qiáng)的主客體鍵合能力[57-65]，與黃連素形成的包合物具有極強(qiáng)的熒光發(fā)射能力，能夠形成穩(wěn)定黃連素-葫蘆脲熒光探針體系，研究發(fā)現(xiàn)堿金屬離子等能與黃連素-葫蘆脲熒光探針體系發(fā)生包合競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，而發(fā)生熒光強(qiáng)度有規(guī)律地猝滅，從而提供了一種測(cè)定堿金屬離子-葫蘆脲配合物平衡常數(shù)的方法。 利用包合競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)機(jī)理，同樣可以建立低毒農(nóng)藥菌核凈的含量測(cè)定方法。

3.4 傳感器與電極

黃連素的測(cè)定方法很多，包括苦味酸沉淀的重量法、硅鎢酸滴定法、薄層分離洗脫比色法、安培滴定法等，這些方法必須將黃連素與其他生物堿分離后再進(jìn)行測(cè)定，方法繁瑣，且準(zhǔn)確度不高。利用黃連素與四苯硼酸鈉反應(yīng)制備得到活性物質(zhì)（黃連素-TPB）[66-69]，加入增塑劑，以PVC或者石墨進(jìn)行涂膜制成電極，可以準(zhǔn)確測(cè)定黃連素的含量，而且免除了分離過程。

3.5 衍生物

構(gòu)效關(guān)系研究表明[70-74]，在9號(hào)、13號(hào)位上引入適當(dāng)長(zhǎng)度的烷基或者酯基會(huì)增加其抗菌和抗腫瘤活性；在2號(hào)、3號(hào)位上的亞甲二氧基環(huán)是保持降糖、降血脂等活性的必要基團(tuán)；在9號(hào)位上接入胺類化合物，抗腫瘤和抗氧化能力會(huì)增強(qiáng)；在7-N位上引入烷基，可有效治療心血管疾病；在8號(hào)位上接入烷基鏈會(huì)提高抗氧化、抗菌、抗腫瘤和降血脂活性。咪唑基取代的去甲黃連素表現(xiàn)出優(yōu)良的抗細(xì)菌活性和較寬的抗菌譜，特別是對(duì)枯草桿菌的抑制能力是臨床藥物氯霉素的四倍。在9號(hào)位上引入肉桂酸等基團(tuán)，可提高黃連素藥理活性、生物利用度及毒性等。黃連素與氧化石墨烯通過化學(xué)鍵合作用形成液晶復(fù)合材料[75]，不僅證明了黃連素藥物的生物相容性，而且為其緩釋作用研究提供了新的途徑。黃連素與棕櫚酸可形成網(wǎng)絡(luò)狀的熒光納米纖維[76]，為新型有機(jī)離子對(duì)研究提供了新的思路。

3.6 納米給藥技術(shù)

納米給藥技術(shù)的目的是增強(qiáng)小檗堿的緩控釋放性能、靶向定位作用以及生物利用度[77]。將黃連素?fù)?dān)載在磁性介孔二氧化硅納米粒子上[78]，具有可控釋藥、磁靶向性優(yōu)點(diǎn)，體外抗腫瘤作用研究表明，納米載藥系統(tǒng)對(duì)腫瘤細(xì)胞殺傷具有計(jì)量依賴性，載體系統(tǒng)細(xì)胞殺傷作用強(qiáng)于等濃度量的黃連素。選擇適宜的油相、表面活性劑和助表面活性劑，制備出黃連素納米乳給藥系統(tǒng)[79]，藥效學(xué)結(jié)果表明，黃連素納米乳藥效比黃連素片劑和黃連素膠囊顯著提高。

4 結(jié) 語

1）鹽酸黃連素天然產(chǎn)物提取技術(shù)不僅保持了我國(guó)的中藥特色，也是中藥材等經(jīng)濟(jì)作物發(fā)展的必然，尤其是黃連中藥物成分的確證，給生物堿類藥物開發(fā)以及黃連素衍生物的合成提供了堅(jiān)實(shí)的依據(jù)。作為天然產(chǎn)物具有的天然黃色與熒光特征，也是天然染料開發(fā)利用的優(yōu)勢(shì)之一。

2）鹽酸黃連素化學(xué)合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化量產(chǎn)，但是，工藝過程中仍然存在使用有毒物質(zhì)氰化物、反應(yīng)步驟多、收率低、有關(guān)物質(zhì)不清楚等缺點(diǎn)，繼續(xù)開展工藝技術(shù)革新，強(qiáng)化現(xiàn)有工藝技術(shù)的反應(yīng)機(jī)理與關(guān)鍵技術(shù)研究，確保產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)降成本增效益是當(dāng)務(wù)之急。

3）以鄰位香蘭素為原料，使得鹽酸黃連素生產(chǎn)的產(chǎn)能受到香蘭素產(chǎn)能的約束，一方面，作為香蘭素的副產(chǎn)物，僅有少量的工業(yè)供給，不能夠產(chǎn)能放大，另一方面作為香蘭素的副產(chǎn)物，其雜質(zhì)成分及含量無有效控制，尋求鄰位香蘭素的替代原料，將會(huì)創(chuàng)新黃連素工藝技術(shù)路線。

4）化學(xué)合成的黃連素中有關(guān)物質(zhì)的研究未見報(bào)道，按照中國(guó)藥典要求，隨著一致性評(píng)價(jià)的進(jìn)行，特別是今年以來美國(guó)和歐盟對(duì)我國(guó)天然產(chǎn)物藥的禁令，對(duì)化學(xué)合成鹽酸黃連素中有關(guān)物質(zhì)的確證已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。

5）鹽酸黃連素?zé)晒馓结樇夹g(shù)已經(jīng)成為生物藥效以及代謝研究的重要手段之一，繼續(xù)深入研究和開發(fā)新的黃連素探針技術(shù)，拓展應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)賦予黃連素新的使命。

6）鹽酸黃連素產(chǎn)品為黃色針狀晶體，藥物晶體的晶型結(jié)構(gòu)與構(gòu)效關(guān)系、手性拆分或者手性藥物研究至今未見報(bào)道。

7）繼續(xù)深入對(duì)黃連素在心血管系統(tǒng)、高血糖與糖尿病、阿爾茲海默癥、以及抗腫瘤治療等方面的藥理作用與作用機(jī)制研究，甚至與其它藥物的協(xié)同作用研究，以及作用靶點(diǎn)的研究，都是黃連素藥效研究的熱點(diǎn)。

8）根據(jù)黃連素的分子結(jié)構(gòu)特征，開發(fā)黃連素的陽離子、異喹啉環(huán)以及氮三角特征及性能，是黃連素產(chǎn)業(yè)鏈延伸、新藥開發(fā)、新材料與新技術(shù)開發(fā)的重要依據(jù)。

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Research Progress in Preparation and Application of Berberine Chloride

1,2

（1. China Traditional Chinese Medicine Holding Co., Ltd., Foshan Guangdong 528300, China;2. Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang Liaoning 110142, China）

The preparation technology of berberine chloride was introduced, including the purification of natural product and chemical synthesis. The research progress in pharmacological action, dyeing property, fluorescent probe, sensor and electrode, derivative and nano-drug delivery technology of berberine chloride wasdiscussed. The improvement of chemical synthesis methods, the confirmation of related substances in berberine chloride and the development of structural features and application fields were suggested.

Berberine chloride; Preparation technology; Related substances; Application fields

TQ463

A

1004-0935（2023）09-1337-07

遼寧省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃（項(xiàng)目編號(hào)：2022JH2/101300113）。

2023-02-20

孫振華（1975-），男，博士，工程師，主要從事化工與制藥生產(chǎn)、銷售及管理等。

王國(guó)勝（1965-），男，博士，教授，主要從事化工與制藥，納米材料與催化技術(shù)等研究。E-mail: wgsh-lyc@163.com。