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科普小视频——天然产物类标准样品制备 时间:2022-05-26部门:农业食品标准化研究所

  天然产物是从自然界存在的生物体内分离、提取得到的有机化合物的统称。它们是在动、植物体内,通过生化作用和光合作用形成的。其中主要包括蛋白质、多肽、氨基酸、核酸、各种酶类、单糖、寡糖、多糖、糖蛋白、树脂、胶体物、木质素、维生素、脂肪、油脂、蜡、生物碱、挥发油、黄酮、糖苷类、萜类、苯丙素类、有机酸、酚类、醌类、内酯、甾体化合物、鞣酸类、抗生素类等天然存在的化学成分。其因多样的开发价值和较高的生物活性日益受到人们的关注,不但可以被开发为具有治疗和保健作用的药物,也可作为食品添加剂、日化原料和其它精细化工产品等而发挥经济价值。

  标准样品是文字技术标准的一部分,可溯源性的标准物质,也是标准制定、质量检测的基础参照物,是标准技术发展到一定阶段的产物,与文字技术标准密不可分。我国天然产物资源丰富,拥有大批从事天然产物、植物提取物生产及对外贸易的企业,但由于标准样品发展的滞后,直接制约了相关企业进军国际市场。因此加快制定天然产物纯度定量类国家标准样品有助于推进我国中药现代化和农产品的深层开发,有助于建立合理的产业技术壁垒,有助于自主知识产权的保护,具有重要的经济社会意义。

  中国标准化研究院农业食品标准化研究所农产品标准样品实验室长期从事天然产物类标准样品制备研究,在2017年国家重点研发计划项目“进出口药食同源产品质量安全检测技术研究”中子课题“进出口药食同源产品相关质控样品的高效制备研究”、2013年科技部科研院所技术开发研究专项资金项目《重要食品添加剂与非法添加物标准物质研究》、国家质量监督检验检疫总局科技计划项目《茶叶与人参中几类农药基体标准样品制备与应用研究》,国家市场监督管理总局技术保障专项项目《斑蝥黄等重要食品添加剂标准样品研制和相关检测方法研究》,中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金《几种农产品化学成分单体有证国家标准样品商品化试制》、《道地人参与石斛指纹图谱鉴定技术研究》、《枸杞多糖提取与质量控制技术研究》等国家、省部级项目以及实验室仪器设备的支撑下,本课题组取得了丰硕的成果,完成了大麻二酚、辅酶Q10、松果菊苷、甲基莲心碱、荷叶碱等10余项定量类天然产物国家标准样品的制备,并获得了2,4-二氯苯氧乙酸、丙烯基乙基愈创木酚、乙萘酚、特丁基对苯二酚、阿力甜、香兰素、3-乙氧基-4-羟基苯甲醛、乙基麦芽酚、对羟基苯丁酮、4-己基苯二酚等10种食品添加剂以及碱性紫1、王金黄、碱性嫩黄、碱性品红、氯吡苯脲等5种非法添加物标准物质的研制,其中1项已申报国家一级标准物质,14项已申报国家二级标准物质。

  天然产物纯度定量类标准样品制备工艺较为复杂,涉及样品检测、分离纯化、定性分析、均匀性检验、稳定性检验、定值分析等步骤。其中在天然产物分离纯化领域中,索氏提取法、水蒸气蒸馏、液液萃取等常用的分离纯化方法多在天然产物有效成分的粗提过程中使用;柱色谱、膜分离技术、超临界流体萃取等分离手段常应用于高纯度天然产物活性成分的精制中。本科普小视频将简单介绍天然产物纯度定量类标准样品通用的制备过程,具体制备过程为:

  1.称取适量天然产物粗提物于50毫升离心管中;

  2.加入流动相将粗提物充分溶解。

  3.取适量粗提物溶液过有机滤膜过滤,置于进样小瓶中,待HPLC分析检测。

  4.将空白溶液和粗提物溶液放入样品架,经高效液相色谱仪分析,通过优化色谱条件,确定合适的色谱条件,使样品得到最好的分离效果;

  5. 在优化后的实验条件下得到样品的色谱图,确定样品分析方法和保留时间;

  6.以样品的色谱分离条件,经放大优化后,将粗提物溶液经制备液相色谱仪分离纯化;

  7.收集得到目标物的馏分液;

  8.将馏分液经旋转蒸发浓缩,再经冷冻干燥机冻干处理,得到天然产物纯品粉末;

  9.将冻干后的天然产物纯品粉末称量分装,以十毫克每瓶的规格装入样品小瓶中;

  10.最终收集得到100瓶以上标准样品,装入样品盒;

  11.从分装好的标准品中随机取出十瓶,用高效液相色谱法对其纯度的均匀性进行检验。

  12.考察并优化样品保存条件,对样品的短期稳定性和长期稳定性进行考察,确定稳定性的不确定度;

  13.以多家实验室单一方法或者单一实验室多种方法的方式对样品进行定值分析;

  14.最后对标准样品进行定值后申请验收,最终获得标准样品证书标准。

  本天然产物纯度定量类标准样品通用的制备过程的科普小视频可以为拟开展天然产物类标准样品研制的单位提供一些指导。目前通过国家审批的有证天然产物标准样品还较少。所以,研究和开发具有自主知识产权源于天然产物的分离提纯方法和技术,研制出更多的具有能够溯源到国际SI单位制并赋予不确定度范围的天然产物有证标准样品,建立国家标准样品库,并使中国研制的天然产物标准样品的数据结果和分析方法与国际标准样品具有一致性和可比性,对于提升我国天然产物产业整体技术水平,提高核心竞争力,促进天然产物进入国际医药、保健品主流市场具有十分重要的战略意义。

  文章作者:兰韬、云振宇 农业食品标准化研究所

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