前面的话
海洋里生长的生物，它们身体里含有各种不同的化学物质，有用的成分很多。把这些有用的成分提取出来，然后好好研究它们的纯净度、性质和作用，这种工作非常重要。
海洋生物里的化学物质挺多挺复杂的。有的是跟普通动植物都有的，比如无机盐、蛋白质、糖类这些；还有一些是某些特定动植物才有的，像是黄酮类、挥发油、木质素、蒽酮这些。
每种海洋生物都有好多种成分，但并不是所有成分都有治疗或者生理上的作用。所以，我们要把那些有作用的单一成分给单独提取出来。这个提取过程超级关键。不同的生物成分不一样，提取方法也就各不相同了。
从海洋生物里头提取有用的化学物质，常用的传统方法有几种，比如用水泡、用蒸汽煮、用有机溶剂洗、用离心机分离，还有超临界萃取法。
水泡法
这水泡法啊，就是用自来水当溶剂来泡东西，成本低，又安全，材料也好找。不过呢，它因为是强力吸水的东西，所以只能把那些喜欢水、本身也水水的物质给泡出来，像无机盐啦、氨基酸啦、各种糖啊、小酸酸啦、蛋白质这些。
水蒸气蒸馏法啊，它也是用水来当溶剂的，主要就是利用一些东西会挥发这个特点来提取它们，比如说挥发油啦。
不过呢，用这个方法分离东西，对要分离的东西有挺多要求的，得是那种几乎不能跟水混在一起，或者完全不搭边的，还得是加热了也不会跟水反应或者自己分解的。
有机溶剂提取方法主要有两种：浸泡提取和抽提。这个方法的关键在于“相似相溶”的原理，就是指要提取的东西和溶剂越像，它们就能更好地混合在一起，也就更容易被提取出来。
我们平时用的有机溶剂大致可以分成三类：强极性的、半极性的和非极性的。强极性的溶剂比如甲酸、二甲基亚砜，它们通常用来提取有机酸、糖、蒽酮这些东西；半极性的溶剂像甲醇、乙醇，它们适合提取糖类和有机酸；非极性的溶剂比如石油醚、乙酸乙酯，它们一般用来提取那些喜欢油脂的成分，比如挥发油和脂肪。
提取海洋里的天然生物化学成分时，有时候会遇到液体混浊的问题，这挺让人头疼的。这时候，用离心法就挺管用的。离心法啊，其实就是有三种方法：一个是离心过滤，就是利用强力的旋转力把不干净的物质给滤掉；还有一个是离心沉降，这是根据固体和液体的密度不同来把它们分开；最后一个是离心和超离心分离，这俩方法更高级，能分离更细小的颗粒。
超临界萃取技术，顾名思义，就是用一种特殊的流体来提取物质。这种流体有点像液体，又有点像气体，它的密度和溶解度跟液体差不多，但流动起来却比液体顺畅得多。这种方法的优点是，它既不需要加热，又能节能，也不需要回收溶剂，这样就能节省成本，而且提取出来的产品也不会受到污染。
这种技术现在还比较新，最常用的流体是二氧化碳。它能够提取很多种东西，比如生物碱、醇类、酮类、低极性的酰胺类化合物，还有挥发油等。
提取出来的东西往往是混合的，得再处理一下，把不需要的杂质给分开，只留下有用的纯净物质。这得根据里面各种成分的不同特点来挑选合适的办法。实验室里常用的分离和纯化方法大概有这么几大类。
溶剂法
这叫溶剂分离法，就是利用不同东西在不同液体里溶解程度不一样的特性来分开它们。常用的液体有水、能溶解在水里的有机液体（比如甲醇、乙醇）和不能溶解在水里的有机液体（比如乙醚、乙酸乙酯、氯仿）。
最常见的是用有机溶剂的方法，这有几个好处：有机溶剂一般都容易蒸发，用完之后不会留在样品上。不过，也有几个不太好的地方：成本比较高，有些溶剂有毒，还可能让蛋白质变坏。
沉淀法，就是用特定的化学品让某些物质变成小颗粒，这样就能把它们从其他东西里分离出来。这方法简单，也不需要特别复杂的设备，所以用得挺多的。
不过，这方法也有点不完美。它对想要分离的物质和它们的浓度有讲究，浓度越高，分离起来就越容易。而且，并不是所有想要分离的物质都能用这个方法，所以它也有点限制。现在，我们经常用铅盐和乙醇来处理抗生素、核酸、多肽、蛋白质、酶和有机酸，让它们沉淀下来，然后再把它们纯化。
盐析法就是往液体里加一些无机盐，这样有些活性物质在中性盐的液体里溶解度就下降了，就会形成沉淀，从而实现分离和提纯。这种方法很早就被用来分离蛋白质了，从19世纪开始就有人在用了。现在，这种方法还常被用来分离纯化生物大分子，比如蛋白质和酶这些。
透析法，就是用一种特殊的膜（比如超滤膜或者透析膜）来帮忙把小东西（比如盐、双糖）放过去，而把大东西（比如蛋白质）拦在门外，这样就能把东西分开，而且效率高、不费电。
这个方法通常在室温下操作，不会破坏原料，也不会对环境造成污染。现在，透析法被广泛用在提取多肽、蛋白质这类活性物质，还有制作浸膏、去除果汁里的颜色和杂质，以及从发酵液中分离出有用的产品这些地方。
结晶和重结晶的学问
结晶法，简单来说，就是让那些原本不结成晶体的东西变成晶体。这种技术在分离和净化化合物时很常见。但刚开始结出的晶体往往含有杂质，所以得反复结晶，直到得到纯净的单一化合物，这就叫重结晶。这个过程很讲究，能精确地分离出想要的物质。在制药行业，这种结晶技术几乎无处不在，有超过85%的制药过程都用到它。
在开始重结晶之前，有几个要点要记牢：首先，想要的东西在混合物中占比越大，就越容易单独析出，所以通常先得把杂质给除掉，再进行结晶。其次，选对溶剂至关重要，它直接关系到实验能不能成功。好的溶剂是那种热水里能溶解，冷水里却能析出晶体的。
色谱法是一种通过物质在两种不同相之间分配比例的不同来实现分离的技术。简单来说，就是利用物质在流动的液体和静止的固体之间不同的停留时间来分开它们。这种方法的分离效果受流动的液体和固体的种类以及待分离物质的影响，其中固体的选择非常关键。常见的色谱方法有薄层色谱、柱上色谱、纸上色谱和高效液相色谱等。目前，高效液相色谱和气相色谱是两种在分离和纯化过程中非常关键的技术。
a、薄层色谱小技巧
薄层色谱，简称为TLC，就像在玻璃板上撒一层细沙，然后滴上我们的样品，再放个容器装满特殊液体让它慢慢爬上去。等液体爬到一定高度后，我们把板取出来，吹干，颜色一变，就能看到样品的位置了。这种方法简单快捷，只需一点样品，所以很多人都在用。
b、柱色谱大揭秘
柱色谱，顾名思义，就是用柱子来分离纯净物质。在实验室里，分离海洋里的天然化合物，这个方法最常见。根据柱子里填充的料不同，通常有几种方法。
c、纸色谱
纸色谱是一种用滤纸当底板的分离技术，通过不同的液体溶剂来把样品分开。因为能承载的样品量比较小，所以它适合做小量样品的分析，使用得不算太频繁。
d、干柱分离
干柱分离是一种技术，先把干燥的吸附材料放在柱子里，然后把溶解好的样品液倒进去，再用特定的液体来冲洗，这样就能把不同的成分分离开来，达到净化目的。
搞清楚一个单一有效成分后，就得着手研究它的结构，这可是研究海洋里那些天然生物化学成分的关键一步。后续的工作，比如检测它的活性，或者开发相关的药物产品，都是建立在这个基础上的。
科技这玩意儿发展得可快了，现在不少高科技手段都派上了用场，用来鉴定化合物的结构。比如说，三十年代诞生的紫外光谱和四十年代出现的红外光谱，它们能从极少的样品中揭示出结构信息，帮助我们识别有机化合物里的官能团。到了五十年代，质谱技术的出现，又让化合物结构鉴定更上一层楼，它不仅能告诉我们分子式，还能提供结构方面的详细信息。
核磁共振谱在有机化学领域起到了翻天覆地的变化。波谱技术现在已经变成了探索分子秘密最强大和最可信的工具。这些先进技术的结合使用，给化合物结构的鉴定提供了丰富的信息，而且它们之间的互相补充，也让结构鉴定有了坚实的基础。
紫外吸收光谱，简称UV，是分子吸收紫外线后导致分子内部的价电子跳跃而产生的光谱，它的原理是朗伯比尔定律。不过，由于化合物的结构很复杂，单靠紫外光谱是没法完全确定其结构的，所以通常需要和其他方法一起用。
核磁共振谱，简称NMR，它通过让那些带磁性的原子核（比如氢、碳等）在磁场里跳跃能量级，然后捕捉到它们发出的信号，最后把信号变成我们看得懂的图谱。对于有机化合物来说，我们通常关注的是氢原子和碳原子的核磁共振图谱。
