微波辅助—多相溶剂体系萃取分离农吉利中有效成分的研究

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农吉利(Crotalaria sessiliflora L.)是猪屎豆属植物野百合的干燥全草,具有利湿、清热、解毒的功能。在我国广泛应用在多种疾病如耳聋,耳鸣,头目晕眩及各种癌症如食管癌、宫颈癌、皮肤癌等的治疗。农吉利中主要含有生物碱和黄酮等有效成分。传统的提取分离方法如热回流提取,冷浸提取等,不仅大量的使用有机溶剂,破坏环境,并且耗费时间,效率低下。本文采用多相溶剂萃取技术对农吉利中的有效成分进行萃取,考察了多相溶剂萃取体系的性质并对影响萃取的因素进行了探讨,此外利用多相溶剂萃取技术与微波辅助萃取技术相结合,系统的研究了在微波作用下各种因素的影响,最后优化了农吉利中生物碱和黄酮化合物萃取的条件,利用多相溶剂萃取体系相似相容的性质,初步使生物碱类成分和黄酮类成分得到了分离,主要研究内容与研究结果如下:1、采用反相液相色谱法,分别建立了农吉利中黄酮类成分牡荆素、异牡荆素以及生物碱类成分野百合碱的HPLC色谱分析方法。以乙腈–0.5%磷酸(14:86)为流动相,在波长340nm处进行检测,牡荆素和异牡荆素色谱峰的理论板数均在10000以上。牡荆素和异牡荆素的保留时间分别为30.66min和34.77min,在0.2080~20.08mg L1范围内呈良好的线性关系,加标回收率在98%~105.5%之间。以甲醇–0.1%氨水(30:70)为流动相,在波长220nm处进行检测,野百合碱的保留时间为11.13min,在1.092~109.2mg L1范围内呈良好的线性关系,加标回收率在97.55~101.54%之间。将此方法用于微波提取农吉利中的牡荆素、异牡荆素和野百合碱的测定,方法可靠。2、采用乙醇/(NH4)2SO4双水相体系作为萃取溶剂,结合密闭微波辅助萃取(PMAE)技术,研究了微波辅助双水相萃取农吉利中的牡荆素和异牡荆素萃取分离性能,在单因素实验的基础上应用响应面分析方法优化了实验条件。获得最佳萃取条件为:乙醇质量分数32%,(NH4)2SO4质量分数22%,液料比50:1,萃取时间8min,萃取温度80℃;在此条件下牡荆素和异牡荆素的收率为243.39μg/g和162.09μg/g,与预测值242.08μg/g和164.5μg/g相接近。表明响应面分析方法的模型选择合适,可以用来确定最佳萃取试验条件。3、选择不同的非离子表面活性剂来构建浊点体系,研究了各体系的浊点温度、性质和萃取性能。结果表明:Triton X-100和Tween-80都能形成稳定的浊点体系,其中Triton X-100的浊点温度低于Tween-80,并且萃取率较Tween-80大,其萃取最佳条件:牡荆素和异牡荆素的最佳萃取条件为Triton X-100浓度2%,平衡温度63℃,平衡时间30min,盐酸浓度0.05mol/L;而野百合碱的最佳萃取条件为Triton X-100浓度为2%,平衡温度68℃,平衡时间30min,盐酸浓度0.1mol/L。牡荆素、异牡荆素和野百合碱的萃取率可达77.61%、75.36%和79.6%。将微波萃取技术与浊点萃取技术结合,采用Triton X-100水溶液为萃取溶剂,在密闭微波辅助下直接从农吉利药材中提取有效成分。在单因素试验的基础上,采用正交试验对影响较大的因素进行了进一步的优化,结果表明:牡荆素和异牡荆素的萃取方案以Triton X-100浓度5%,萃取温度90℃,液料比100:1,萃取时间10min为最佳。野百合碱的萃取方案以Triton X-100浓度3%,萃取温度80℃,液料比100:1,萃取时间10min为最佳。分别按最优萃取条件进行试验,牡荆素的收率可达601.37μg/g,异牡荆素可达386.7μg/g,野百合碱的收率可达105.48μg/g。并且在此过程中,黄酮类化合物和生物碱类化合物可以被分配到不同的相面中。4、在双水相体系的基础上,选用合适的有机溶剂来构建三相溶剂体系,考察了乙醇/(NH4)2SO4/氯仿、石油醚、乙酸乙酯和PEG/(NH4)2SO4/氯仿、乙酸乙酯的成相性质,并对不同分子量PEG形成三相溶剂体系的性质和萃取率进行了考察,最终选用PEG2000/(NH4)2SO4/乙酸乙酯的三相溶剂体系来对农吉利中的有效成分进行提取。实验考察了不同因素对农吉利有效成分萃取的影响,利用单因素实验和正交试验对该萃取过程进行优化。最后结果为:牡荆素和异牡荆素的萃取方案以PEG质量分数为14%,(NH4)2SO4质量分数为14%,萃取温度90℃,液料比90:1,萃取时间15min;野百合碱的萃取方案以PEG质量分数14%,(NH4)2SO4质量分数16%,萃取温度80℃,液料比90:1,萃取时间20min为佳。采用不同方法对农吉利中牡荆素、异牡荆素和野百合碱进行了萃取,并以该三种有效成分的收率为目标进行对比,结果发现微波辅助三相萃取具有最高的萃取率;微波辅助萃取三相可以初步的分离农吉利中的黄酮类和生物碱类有效成分,并且操作简单。5、对双水相萃取、浊点萃取和三相溶剂体系萃取农吉利中有效成分的热力学过程进行了讨论,并且对热力学方程进行了线性拟合。结果表明,在双水相萃取、浊点萃取和三相萃取过程中,牡荆素、异牡荆素和野百合碱的焓变ΔH0、熵变ΔS0均大于零,ΔG0均小于0,说明这三种多相溶剂萃取过程都是吸热熵增的过程,并且在一定温度下,可以自发进行。基于微波辅助萃取的特点、以及双水相体系、浊点萃取体系和三相萃取体系的性质和萃取性能,比较分析了微波辅助双水相萃取、微波辅助浊点萃取、微波辅助三相溶剂体系萃取农吉利中有效成分的方法,为进一步有针对性地利用现代萃取分离技术应用于中药有效成分提供依据。
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