प्राकृतिक उत्पाद निष्कर्षण और पृथक्करण

प्राकृतिक उत्पाद निष्कर्षण और पृथक्करण फार्माकोग्नॉसी का वह क्षेत्र है जो जैविक सामग्री (पौधे, कवक, समुद्री जीव और सूक्ष्मजीव) से रासायनिक घटकों को एक उपयोगी रूप में निकालने और फिर जटिल मिश्रणों को व्यक्तिगत, विशिष्ट यौगिकों में विभाजित करने से संबंधित है। इसमें मैसेरेशन (maceration), परकोलेशन (percolation) और आसवन (distillation) के शास्त्रीय फार्माकोपियल संचालन से लेकर क्रोमैटोग्राफिक पृथक्करण (chromatographic separation) और आधुनिक सुपरक्रिटिकल-फ्लुइड तकनीकों तक सब कुछ शामिल है, और यह औषधि खोज, हर्बल दवाओं के गुणवत्ता नियंत्रण और मानकीकृत अर्क निर्माण का आधार है।

Definition

निष्कर्षण एक द्रव्यमान-स्थानांतरण प्रक्रिया है जिसमें एक जैविक मैट्रिक्स से लक्ष्य घटकों को एक विलायक या वाष्प चरण में घोला जाता है; पृथक्करण परिणामी मिश्रण को अलग-अलग अंशों या शुद्ध यौगिकों में विभाजित करना है, जो अक्सर क्रोमैटोग्राफी या आसवन द्वारा होता है।

Scope

यह क्षेत्र मैट्रिक्स से लक्ष्य अणुओं को निकालने के अपस्ट्रीम चरण (ठोस-तरल और भाप-आधारित निष्कर्षण) और उन्हें अलग करने और शुद्ध करने के डाउनस्ट्रीम चरण (क्रोमैटोग्राफी और संबंधित प्रभाजन) को शामिल करता है। यह इन्हें कार्यप्रणाली और विश्लेषणात्मक विषयों के रूप में मानता है; यह कोई विनिर्माण प्रोटोकॉल, फार्माकोपियल मोनोग्राफ या खुराक या चिकित्सीय निर्देश का स्रोत नहीं है।

Sub-topics

• क्रोमैटोग्राफिक पृथक्करण
• आसवन और वाष्पशील तेल निष्कर्षण
• मैसरेशन और इन्फ्यूजन
• परकोलेशन (Percolation)
• सुपरक्रिटिकल द्रव निष्कर्षण

Core questions

• किसी विशेष मैट्रिक्स से घटकों के एक दिए गए वर्ग को सबसे अच्छी तरह से कौन सा विलायक, तापमान और संपर्क व्यवस्था जारी करती है?
• निष्कर्षण दक्षता कण आकार, प्रसार और मैट्रिक्स और विलायक के बीच संतुलन से कैसे संबंधित है?
• थर्मोलेबाइल (thermolabile) या वाष्पशील घटकों को खराब किए बिना एक कच्चे अर्क को व्यक्तिगत यौगिकों में कैसे हल किया जा सकता है?
• उपज, चयनात्मकता और विलायक के उपयोग में शास्त्रीय विधियाँ (मैसेरेशन, परकोलेशन, आसवन) क्रोमैटोग्राफिक और सुपरक्रिटिकल-फ्लुइड दृष्टिकोणों से कैसे तुलना करती हैं?

Key concepts

• ठोस-तरल निष्कर्षण और द्रव्यमान स्थानांतरण
• विलायक ध्रुवीयता और चयनात्मकता
• निष्कर्षण कैनेटीक्स और संतुलन
• मैसेरेशन, परकोलेशन और आसवन
• क्रोमैटोग्राफिक पृथक्करण
• सुपरक्रिटिकल-फ्लुइड निष्कर्षण
• हरित और विलायक-न्यूनतम तकनीकें
• बायोएसे-निर्देशित अलगाव

Mechanisms

निष्कर्षण द्रव्यमान स्थानांतरण द्वारा नियंत्रित होता है: विलायक मैट्रिक्स में प्रवेश करता है, घुलनशील घटकों को घोलता है, और घुली हुई प्रजातियाँ सांद्रता प्रवणता के नीचे फैलती हैं जब तक कि संतुलन प्राप्त नहीं हो जाता है, इसलिए उपज विलायक के चुनाव, तापमान, कण आकार और संपर्क समय पर निर्भर करती है (Azmir et al., 2013; Simeonov et al., 2018, जैसा कि विषय प्रविष्टियों में चर्चा की गई है)। पृथक्करण तब विभेदक भौतिक गुणों का उपयोग करता है: क्रोमैटोग्राफी में दो चरणों के बीच विभेदक विभाजन, आसवन में विभेदक वाष्पशीलता, और सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थों में विभेदक घुलनशीलता। कच्चे मैट्रिक्स से एक एकल विशिष्ट यौगिक तक जाने के लिए इन परिचालनों का चयन और अनुक्रमण प्राकृतिक उत्पाद अलगाव का केंद्रीय शिल्प है (Sticher, 2008)।

Clinical relevance

इस क्षेत्र में विधियाँ मानकीकृत अर्क, पृथक संदर्भ यौगिक और आवश्यक तेल उत्पन्न करती हैं जो हर्बल औषधीय उत्पादों और कई दवा-खोज के पीछे हैं, और उन्हें समझना फाइटोफार्मास्युटिकल गुणवत्ता के महत्वपूर्ण मूल्यांकन का समर्थन करता है। यह इस बात के लिए वर्णनात्मक कार्यप्रणाली संदर्भ है कि प्राकृतिक-उत्पाद की तैयारी कैसे की जाती है और उसकी विशेषता कैसे बताई जाती है; यह नैदानिक मार्गदर्शन नहीं है और इसमें कोई व्यक्तिगत नैदानिक या उपचार सिफारिश निहित नहीं है।

Evidence & guidelines

फार्माकोपियल ग्रंथ (जैसे यूरोपीय और संयुक्त राज्य फार्माकोपिया) आधिकारिक तैयारियों के लिए मैसेरेशन, परकोलेशन और आसवन संचालन को परिभाषित करते हैं, जबकि व्यापक कार्यप्रणाली साक्ष्य आधार शास्त्रीय और आधुनिक तकनीकों की तुलना करने वाला समीक्षा और प्राथमिक-अध्ययन साहित्य है (Sticher, 2008; Azmir et al., 2013; Lefebvre et al., 2021)। इस क्षेत्र को यहां एक संदर्भ स्तर पर माना गया है और यह एक नियामक या नैदानिक दिशानिर्देश का गठन नहीं करता है।

History

भिगोने, परकोलेशन और आसवन द्वारा पौधों के घटकों का निष्कर्षण प्राचीन है और उन्नीसवीं सदी की फार्मेसी और प्रारंभिक फार्माकोपिया में इसे व्यवस्थित किया गया था। बीसवीं सदी में क्रोमैटोग्राफी को जोड़ा गया, जिसने जटिल मिश्रणों के समाधान को बदल दिया, और बीसवीं सदी के अंत और इक्कीसवीं सदी की शुरुआत में सुपरक्रिटिकल-फ्लुइड और अन्य हरित, विलायक-न्यूनतम तकनीकों को लाया गया, जिससे आधुनिक अलगाव समीक्षाओं में संक्षेपित टूलकिट का विस्तार हुआ (Sticher, 2008; Azmir et al., 2013)।

Seminal works

• sticher-2008
• azmir-2013

Frequently asked questions

निष्कर्षण और पृथक्करण में क्या अंतर है?

निष्कर्षण एक जैविक मैट्रिक्स से लक्ष्य घटकों को एक विलायक या वाष्प चरण में जारी करता है, जबकि पृथक्करण परिणामी मिश्रण को व्यक्तिगत अंशों या शुद्ध यौगिकों में हल करता है, आमतौर पर क्रोमैटोग्राफी या आसवन द्वारा।

कई अलग-अलग तरीकों की आवश्यकता क्यों है?

घटक ध्रुवीयता, वाष्पशीलता और तापीय स्थिरता में भिन्न होते हैं, इसलिए उनमें से सभी के लिए कोई एक तकनीक इष्टतम नहीं है; शास्त्रीय, क्रोमैटोग्राफिक और सुपरक्रिटिकल-फ्लुइड विधियाँ प्रत्येक यौगिकों के विशेष वर्गों और उपज, चयनात्मकता या विलायक में कमी जैसे लक्ष्यों के लिए उपयुक्त हैं।