以自動(dòng)化分離技術(shù)進(jìn)行篩選，攻克天然藥物成分提取難題
隨著 21 世紀(jì) “回歸自然” 浪潮的興起以及世界各地對藥物毒副作用和耐藥性的認(rèn)知，在天然產(chǎn)物中尋找安全有效的藥物這一課題已經(jīng)引起國內(nèi)外學(xué)者的高度重視，但如何在研發(fā)過程中實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)? 今天就讓我們一起探討，并分享一下最新的解決方法。
天然產(chǎn)物因其成分的多樣性及其作用機(jī)制的復(fù)雜性，致使天然活性成分的篩選一直是藥物研究的瓶頸。再加上傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室仍主要依靠人力操作，分離純化過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力、容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤，且生產(chǎn)成本高、效率低，因此各大制藥企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)日益重視實(shí)驗(yàn)設(shè)備的自動(dòng)化與智能化，以攻克天然藥物成分提取的難題。
全自動(dòng)分離制備及薄層色譜系統(tǒng)
助力中藥粗提物快速分離
隨著天然產(chǎn)物與中藥開發(fā)的快速發(fā)展，市場上對批量樣品處理的需求日益提高，而傳統(tǒng)的活性成分提取純化方法除了費(fèi)時(shí)費(fèi)力，更會(huì)常常破壞活性成分的結(jié)構(gòu)，影響實(shí)驗(yàn)效果，所以一些現(xiàn)代化、智能化的提取分離技術(shù)越來越顯現(xiàn)出特有的優(yōu)勢，憑借這些技術(shù)進(jìn)行高通量的活性成份篩選，有助加速研發(fā)。
以糙蘇為例，塊根糙蘇 (Phlomis tuberosa L．） 作為中草藥，在亞洲國家被廣泛應(yīng)用于糖尿病、胃潰瘍等病癥的治療，其作用機(jī)制與酶活性抑制相關(guān)，篩選確定其活性成分是深入研究的重中之重。
早在 2015 年，上海中醫(yī)藥大學(xué)中藥研究所的楊博士就以自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對天然活性產(chǎn)物的快速分離，對 α-葡萄糖苷酶抑制活性實(shí)現(xiàn)快速篩查，并在 PLoS ONE 期刊發(fā)表了其研究成果[1][2]。研究當(dāng)中通過 Sepiatec Sepbox 2D-2000 全自動(dòng)分離制備系統(tǒng)對中草藥粗提物進(jìn)行快速分離，系統(tǒng)僅利用 20 小時(shí)的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，便能快速得到150個(gè)餾分，大大加快了藥效物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)進(jìn)程，證明了自動(dòng)化技術(shù)助力天然產(chǎn)物的快速分離及制備的成效。
為了進(jìn)一步尋找活性成分，更利用薄層色譜生物自顯影活性篩查模型，實(shí)現(xiàn)了對這 150 個(gè)餾分的超快速篩查，其中 15 個(gè)餾分對比陽性對照具有明顯的抑制活性。再經(jīng)過細(xì)分純化工作，最終得到 20 個(gè)活性化合物。從粗提物到得到活性單體，工作周期不超過 5 個(gè)工作日!
部分餾分 a-葡萄糖苷酶抑制活性篩查結(jié)果
出眾的分離成效
歸功于兩大重要自動(dòng)化技術(shù)
天然藥物相對于其他藥物，成份更復(fù)雜，而且研發(fā)過程中涉及較多提取、分離、純化等前處理操作。以上案例當(dāng)中用到的技術(shù) – Sepiatec Sepbox 2D-2000 全自動(dòng)分離制備系統(tǒng)，由力揚(yáng)企業(yè)從德國引入的，能夠?qū)崿F(xiàn)高通量的活性成份篩選，快速獲得可重復(fù)且可靠的分離效果，加速純化過程，而且單次粗提物樣品處理量多達(dá) 2g，單樣品制備時(shí)間不超過 24 小時(shí)，還能在實(shí)驗(yàn)過程中減少有機(jī)溶劑的消耗，免去了人手和研發(fā)設(shè)備的大量投資，極大地節(jié)省了時(shí)間和金錢，降低了生產(chǎn)成本。
全自動(dòng)分離制備系統(tǒng)
薄層色譜分析方面，力揚(yáng)全新引進(jìn)的全自動(dòng)數(shù)字薄層色譜系統(tǒng) CAMAG HPTLC PRO 也有助完成快速的活性篩選，系統(tǒng)能夠在無人干預(yù)的情況下完成在線全流程 (“點(diǎn)樣 – 展開 – 衍生 – 檢測 – 分析 – 報(bào)告” 等) 的自動(dòng)化薄層樣品分析及評價(jià)，尤其適用于復(fù)雜成分樣品的分離及檢測，更攻克了薄層色譜的重現(xiàn)性難題，大幅度降低研發(fā)和檢測實(shí)驗(yàn)室的人力和時(shí)間成本消耗。
通過全面的自動(dòng)化能夠高效地生產(chǎn)大量可靠數(shù)據(jù)，構(gòu)建薄層色譜信息數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)信息化和數(shù)字化管理，并建立實(shí)驗(yàn)室智能化的基礎(chǔ)。在穩(wěn)健而高效的實(shí)驗(yàn)設(shè)備輔助下，天然產(chǎn)物研究相信將迎來更進(jìn)一步的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1] Baatar D, et al., Ethanol Extract of Phlomis Tuberosa L. Promotes Glucose Uptake in 3T3-L1 Preadipocytes via Insulin Signaling Pathway, The FASEB Journal, April 2017 31(9). doi: 10.1096/fj.1530-6860.
[2] Yingbo Y, et al., Identification of α-Glucosidase Inhibitors from Phlomis tuberosa, PLoS ONE 10(2), February 6, 2015. doi: 10.1371/journal.pone.0116922.