多糖是构成生物有机体的基本物质之一。与核酸、蛋白质、脂质等构成生命基本物质的生物大分子相比，多糖结构的复杂多样性使其分离纯化更加困难，严重制约了多糖研究与应用，成为生命分析化学领域亟待突破的难题。
枸杞多糖(LBPs)是枸杞中主要有效成分之一。近年来，中国科学院西北特色植物资源化学重点实验室药物工艺标准课题组致力于LBPs分离制备新技术、物质基础和作用机制研究，取得了系列进展。
针对LBPs结构异常复杂和多样而难以精准分离制备的难题，研究人员提出“精准分子切割”策略，构建了一种串联混合膜过滤移动床系统分离制备不同分子量LBPs的新方法。研究人员利用该方法从枸杞子中获得了4种不同分子量分布和生物活性的多糖组分。该工作不仅为规模化精准制备植物多糖提供了新途径，也为基于不同分子量所致不同活性LBPs的产品开发奠定了基础（Ind Crops Prod. 2021, 168, 113547；ZL 202011461586.3, ZL 202020350137.0)。
图1. 串联混合膜过滤移动床系统示意图及不同分子量LBPs抗氧化活性
针对植物多糖提取分离时掺杂的色素、蛋白和脂肪等杂质会严重干扰植物多糖的结构表征，使得除杂技术非常繁琐的难题，研究人员发展了一种利用高速剪切技术辅助双水相体系同步提取LBPs和除杂的新技术，显著地提高了LBPs的分离效率和纯度。研究人员将醇/盐双水相体系的高传质效率和优异的相分离能力与高速剪切技术相结合，在常温条件下加快了目标物质和共存杂质分别向上相和下相的选择性转移，从而实现了LBPs同步高效提取和除杂（Ind Crops Prod. 2022, 184, 115036）。
图2. 高速剪切技术辅助双水相体系同步提取LBPs和除杂方法
利用上述方法，研究人员采用活性追踪策略，发现了枸杞防治老年黄斑变性、调控肥胖、抑制肺癌、调节血糖的LBPs功能组分（J. Biol. Macromol. 2022，201, 111–120；Ind Crops Prod. 2022, 188, 115725; 2023, 197, 116548; Food Biosci. 2022, 47, 101664; 2023, 53, 102502； ZL 201810522804.6；ZL 201711220791.9；ZL 202110057829.5；ZL 202011553082.4；ZL 202010800636.X；ZL 202210045805.2；ZL 202011454113.0；ZL 202111659361.3；ZL 201910496925.2；ZL 202210060365.8）。
图3. 枸杞多糖LBP-1及LICP009-3F-2a防治肺癌及老年黄斑变性疾病的作用机制
为进一步提高多糖的分离纯化效率，研究人员发展了一种基于双水相体系（ATPS）的高速逆流色谱（HSCCC）同步纯化分离LBPs的新方法，采用PEG1000-K2HPO4-KH2PO4-H2O (12:10:10:68, w/w)组成的ATPS作为HSCCC溶剂系统，从枸杞粗多糖中分离出LBPs-IL-1、LBPs-IL-2和LBPs-IL-3三个组分，且色素去除率达到95%以上。与传统的H2O2脱色法相比，逆流色谱可通过极性分离绿色高效去除色素，具有显著脱色能力。该方法可为其他植物多糖的分离纯化提供新策略（J. Biol. Macromol. 2024, 256, 128282）。
图4. 双水相体系结合高速逆流色谱技术分离纯化LBPs流程图
以上工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、甘肃省重点研发计划和宁夏回族自治区重点研发计划等项目的支持。
