況 剛 ,楊 林 ,鄭小平 ,何 丹
(1.重慶市食品藥品檢驗(yàn)所,重慶 410021; 2.重慶醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,重慶 400016)
青蒿Artemisia annuaL.是菊科1年生草本植物,是唯一含青蒿素的蒿屬植物,又名黃花蒿,為重慶道地藥材,主要藥效成分青蒿素(artemisinin)是非常有效的瘧疾治療藥物[1]。青蒿素的傳統(tǒng)提取生產(chǎn)工藝主要有有機(jī)溶劑萃取、超亞臨界流體萃取、微波萃取等方法[2],但都存在提取率有限、雜質(zhì)多、能耗高、試劑回收率低、資源嚴(yán)重浪費(fèi)等不足。因此,尋找一種高效、低毒、穩(wěn)定、適合工業(yè)化的青蒿素提取工藝對(duì)于重慶道地藥材的利用開發(fā)尤為重要。本研究中采用濁點(diǎn)萃取技術(shù)提取青蒿中的青蒿素,以正交試驗(yàn)優(yōu)化提取工藝,為青蒿素的高效、環(huán)保提取提供新方法。
UV 240型紫外分光光度計(jì)(日本島津公司);Model 800型超速離心機(jī)(上海優(yōu)浦科學(xué)儀器有限公司);KQ2200B型超聲波清洗器(昆山市超聲洗器有限公司);電子恒溫水浴鍋(上海亞榮生化儀器廠)。青蒿素對(duì)照品(批號(hào)為100202-201004,中國(guó)食品藥品檢定研究院);青蒿藥材采集于重慶各青蒿種植區(qū)縣,由重慶市食品藥品檢驗(yàn)所中藥室鄭小平主管中藥師鑒定為菊科植物黃花蒿Artemisia annuaL.干燥地上部分;其他試劑均為分析純。
將青蒿粉末干燥,過60目,取約10.0 g,精密稱定。向其中加入20 mL Genapol-X 80(10%),磁力攪拌混合均勻,300 W超聲處理40 min后,4 000 r/min離心15 min,取上清液,加入適量鹽溶液,再次混合均勻,60℃恒溫水浴30 min,再4 000 r/min離心15 min,至溶液清晰地分為兩層,上層為表面活性劑富集相,下層為水相。分液漏斗中分離去水相,上層表面活性層中加入2 mL甲醇,以降低黏度,用超濾膜過濾,回收表面活性劑,濾液旋干,得青蒿提取物。
2.2.1 溶液制備
精密稱取濁點(diǎn)萃取得到的青蒿提取物0.88 g,溶解至25 mL容量瓶中,加入 0.2%NaOH溶液7 mL,于(50±1)℃水浴加熱 30 min,進(jìn)行衍生,取出,冷水快速冷卻,0.22 μm 纖維素濾膜濾過,得供試品溶液。精密稱取青蒿素對(duì)照品50.0 mg,無(wú)水乙醇溶解,50 mL容量瓶定容,得質(zhì)量濃度為1 g/L的對(duì)照品溶液。
2.2.2 方法學(xué)考察
標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制:精密吸取對(duì)照品溶液 1,2,3,4,5 mL,置 25 mL容量瓶中,按供試品溶液同法處理,以無(wú)水乙醇為空白,在292 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度值,以吸光度(A)為縱坐標(biāo)、質(zhì)量濃度(C)為橫坐標(biāo)繪制回歸曲線,回歸方程為A=0.015 30C+0.001 6,r=0.999 6(n=5)。結(jié)果表明,青蒿素質(zhì)量濃度在 0.04 ~0.2 g/L 范圍內(nèi)與吸光度線性關(guān)系良好。
精密度試驗(yàn):取同一對(duì)照品溶液,依法在292 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。結(jié)果平均吸光度為 0.168,RSD為 0.56%(n=5),表明儀器精密度良好。
穩(wěn)定性試驗(yàn):取同一供試品溶液,于12 h內(nèi)隔1 h測(cè)定1次吸光度。結(jié)果平均吸光度為 0.165,RSD為 1.1%(n=5),表明供試品溶液在12 h內(nèi)基本穩(wěn)定。
重復(fù)性試驗(yàn):取青蒿提取物,依法制備供試品溶液并測(cè)定吸光度。結(jié)果青蒿素平均含量為15.34 mg/g,RSD為0.72%(n=5),表明方法重復(fù)性好。
回收率試驗(yàn):取已知含量的青蒿提取物,加入適量青蒿素對(duì)照品,按供試品溶液制備方法制備待測(cè)溶液,依法測(cè)定吸光度,計(jì)算回收率。結(jié)果平均回收率為100.3%,RSD為1.45%(n=5),表明方法回收率較好。
2.2.3 樣品含量測(cè)定
以無(wú)水乙醇作為空白參比,取青蒿提取物,依法制備供試品溶液,在292 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,計(jì)算含量。
采用正交試驗(yàn),以液固比(因素A)、平衡時(shí)間(因素B)、鹽溶液離子強(qiáng)度(因素C)、聚氧乙烯脂肪醇醚(Genapol-X 80濃度,因素D)為考察因素,每因素取3水平,選用L9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn)。因素水平見表1,結(jié)果見表2??梢?,在影響濁點(diǎn)萃取法提取青蒿素的4個(gè)因素中,影響的大小次序?yàn)橐汗瘫取enapol-X 80濃度、離子強(qiáng)度、平衡時(shí)間。各因素的優(yōu)化工藝參數(shù)為A2B3C1D2,即液固比為 100∶1,平衡時(shí)間為 40 min,離子強(qiáng)度為 2.0 mol/L,Genapol-X 80濃度為 15.0%。此時(shí)青蒿素提取率最高,為15.33%。
按優(yōu)選的最佳工藝進(jìn)行3次平行試驗(yàn),結(jié)果青蒿素平均提取率為15.32 mg/g,RSD為1.1%(n=3),表明該工藝合理可行。
濁點(diǎn)萃取技術(shù)(cloud point extraction,CPE)以水代替有機(jī)溶劑作為萃取劑,通過加入少量表面活性劑產(chǎn)生濁點(diǎn)現(xiàn)象,從而實(shí)現(xiàn)高效提取[4]。其原理是,表面活性劑結(jié)構(gòu)上的親水基團(tuán)與疏水基團(tuán)分別與水和待提取的有效成分結(jié)合,形成疏水基團(tuán)在內(nèi)、親水基團(tuán)在外的膠束,從而顯著提高水溶性不佳的有機(jī)物水提時(shí)的溶解度[5];同時(shí),表面活性劑水溶液加熱到一定溫度(濁點(diǎn)溫度)后,溶液變渾濁并出現(xiàn)分相,通過改變?cè)囼?yàn)參數(shù)(如溶液的離子強(qiáng)度、溫度等)引發(fā)相分離,最終實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)的高效富集和分離[6-7]。
表1 濁點(diǎn)萃取的因素水平表
表2 濁點(diǎn)萃取條件的正交試驗(yàn)結(jié)果
用濁點(diǎn)萃取法提取青蒿中青蒿素,具有操作簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、避免高溫破壞和提取率高等優(yōu)點(diǎn),試驗(yàn)中優(yōu)化了液固比、平衡時(shí)間、鹽溶液離子強(qiáng)度、表面活性劑濃度等影響萃取效率的各種因素,得到最佳工藝,為青蒿素的提取提供了一種新的方法。
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