SepaBean™ 機器純化紅豆杉萃取物

錢美媛、譚躍峰、徐波
應用研發中心

介紹
紅豆杉（Taxus chinensis或中國紅豆杉）是國家重點保護的野生植物。它是第四紀冰河遺留下來的珍稀瀕危植物。它也是世界上唯一的天然藥用植物。紅豆杉屬分佈於北半球溫帶至中亞熱帶地區，全球約有11種。我國有4種1變種，分別是東北紅豆杉、雲南紅豆杉、紅豆杉、西藏紅豆杉、南方紅豆杉。這5種分佈於西南部、華南地區、華中地區、華東地區、西北地區、東北地區及台灣地區。紅豆杉屬植物含有多種化學成分，包括紫杉烷類、黃酮類、木脂素、類固醇、酚酸、倍半萜類和苷類等。著名的抗腫瘤藥物紫杉醇（或紫杉醇）是紫杉烷類藥物的一種。紫杉醇具有獨特的抗癌機制。紫杉醇可以透過與微管結合來「凍結」微管，阻止微管在細胞分裂時分離染色體，導致分裂細胞，特別是快速增殖的癌細胞死亡[1]。此外，紫杉醇會透過活化巨噬細胞，導致TNF-α（腫瘤壞死因子）受體減少並釋放TNF-α，從而殺死或抑制腫瘤細胞[2]。此外，紫杉醇還可以透過作用於Fas/FasL介導的凋亡受體途徑或活化半胱氨酸蛋白酶系統來誘導細胞凋亡[3]。由於其多靶點抗癌作用，紫杉醇廣泛用於治療卵巢癌、乳腺癌、非小細胞肺癌（NSCLC）、胃癌、食道癌、膀胱癌、前列腺癌、惡性黑色素瘤、頭頸癌等。癌症等[ 4]。特別是晚期乳癌和晚期卵巢癌，紫杉醇療效突出，被譽為「癌症治療的最後一道防線」。

紫杉醇是近年來國際市場上最熱門的抗癌藥物，被認為是未來20年對人類最有效的抗癌藥物之一。近年來，隨著人口和癌症發生率的爆發式增長，對紫杉醇的需求也大幅增加。目前臨床或科學研究所需的紫杉醇主要是直接從紅豆杉中提取的。不幸的是，植物中紫杉醇的含量相當低。例如，短葉紅豆杉樹皮中紫杉醇含量僅為0.069%，通常被認為含量最高。萃取1克紫杉醇，大約需要13.6公斤紅豆杉樹皮。據此估計，治療一名卵巢癌患者需要3至12棵樹齡超過100年的紅豆杉樹。結果，大量紅豆杉樹被砍伐，導致這珍貴物種瀕臨滅絕。另外，紅豆杉資源十分貧乏，生長緩慢，為紫杉醇的進一步開發利用帶來了困難。

目前，紫杉醇的全合成已順利完成。但其合成路線十分複雜，成本較高，不具工業重要性。紫杉醇的半合成方法目前已較成熟，被認為是人工種植以外擴大紫杉醇來源的有效途徑。簡而言之，在紫杉醇的半合成中，提取紅豆杉屬植物中含量相對豐富的紫杉醇前體化合物，然後透過化學合成將其轉化為紫杉醇。紅豆杉針葉中10-去乙醯漿果赤黴素Ⅲ的含量可達0.1%。而且針葉比樹皮更容易再生。因此，基於10-去乙醯基漿果赤黴素Ⅲ的半合成紫杉醇越來越受到研究者的關注[5]（如圖1）。

圖1 以10-去乙醯漿果赤黴素Ⅲ為基礎的紫杉醇半合成路線。

在這篇文章中，紅豆杉植物萃取物透過快速製備液相層析系統 SepaBean™ 機器與 Santai Technologies 生產的 SepaFlash C18 反相 (RP) 快速柱進行純化。獲得了滿足純度要求的目標產物，可用於後續科學研究，為該類天然產物的快速純化提供了一種經濟有效的解決方案。