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文檔簡介
1、<p> 青蒿素的提取與檢測工藝</p><p><b> 摘 要</b></p><p> 青蒿是常用的功能性植物,青蒿素是從青蒿中提取的一種抗瘧有效成分,為無色針狀結(jié)晶,易溶于有機(jī)溶劑;具有抗白血病和免疫調(diào)節(jié)功能它具有低毒、高效、速效的特點(diǎn) ,在國際市場上供不應(yīng)求 , 應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)前景十分看好。本論文結(jié)合超臨界CO2提取技術(shù)和常規(guī)結(jié)晶法研究了從青篙中
2、提取、分離純化青篙素的工藝。通過比較的方法,對(duì)青蒿中青蒿素的提取工藝進(jìn)行了綜述,討論了青蒿素提取工藝的研究方向。青蒿素提取方法主要有傳統(tǒng)有機(jī)溶劑提取法、超聲波提取法、微波萃取法和超臨界流體萃取法; 青蒿素檢測技術(shù)主要有紫外分光光度法、高效液相色譜法、高效液相色譜 - 蒸發(fā)光檢測法等。</p><p> 關(guān)鍵詞:黃花蒿; 青蒿素; 提取; 含量檢測;微波預(yù)處理;</p><p> Res
3、earch Progresses on Extraction and Detection Techniques of Artemisinin</p><p> Abstract [Objective]The aim was to make a summary on research progresses on extraction and detection techniques of artemisinin.
4、 [Meth- od]In the research,the concerning progress was made based on physicochemical property,source,extraction methods and detection technolo- gy of artemisinin. [Result]Artemisinin is colorless acicular crystal and eas
5、ier to be dissolved in organic solvent. The extraction methods of ar- temisinin include organic solvent extraction,ultrasonic extraction,microwave extrac</p><p> KEY WORDS: Artemisinin; Extraction; Content
6、detection;Microwave - assisted Extraction;High performance liquid chromatog- raphy。</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 前 言1</b></p><p> 第1章 青蒿素的提取方法2</p&g
7、t;<p> 1.1 傳統(tǒng)有機(jī)溶劑提取2</p><p> 1.1.1 冷浸提取2</p><p> 1.1.2 回流提取2</p><p> 1.2 超臨界CO2萃取4</p><p> 1.3 微波萃取技術(shù) </p><p> 1.4 超聲波強(qiáng)化石油醚提取 </p>
8、;<p> 第2章 青蒿素的檢測6</p><p> 2.1 紫外分光光度法6</p><p> 2.2 高效液相色譜法</p><p> 2.3 高效液相色譜-蒸發(fā)光檢測法</p><p><b> 結(jié) 論9</b></p><p><b> 參考文
9、獻(xiàn)11</b></p><p><b> 前 言</b></p><p> 青蒿是菊科植物黃花蒿干燥的地上部分,為我國傳統(tǒng)中藥。藥理研究表明,黃花蒿具有抗瘧、抑制光敏反應(yīng)、抗腫瘤、抗菌殺蟲、抑制免疫功能亢進(jìn)、抗心律失常、抗孕、抑制疤痕成纖維細(xì)胞、抗單純皰疹病毒等作用,在現(xiàn)代臨床上用于對(duì)惡性瘧疾、發(fā)熱、血吸蟲病、口腔黏膜扁平苔蘚、紅斑狼瘡、心律失常的治
10、療[1],并且對(duì)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的免疫有顯著療效[2]。黃花蒿的有效成分———青蒿素在抗瘧方面與傳統(tǒng)的奎寧類抗瘧藥物具有不同的作用機(jī)理。青蒿素是一種倍半萜內(nèi)脂類化合物[3],分子式為 C15H22O5。在青蒿素的基礎(chǔ)上開發(fā)出了多種衍生物,如雙氫青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚、蒿乙醚等,均有抗瘧、抗孕、抗纖維化、抗血吸蟲、抗弓形蟲、抗心律失常和抑制腫瘤細(xì)胞毒性等作用[4 -5]。目前,青蒿素用于瘧疾防治的價(jià)值已被人類認(rèn)識(shí)和接受,世界衛(wèi)生組織已把青
11、蒿素的復(fù)方制劑列為國際上防治瘧疾的首選藥物。青蒿素因其在丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸中易溶,在乙醇和甲醇、乙醚及石油醚中可溶解,傳統(tǒng)提取方法一般采用有機(jī)溶劑法,后來又出現(xiàn)了超臨界 CO2 萃取技術(shù)、超聲波強(qiáng)化石油醉提取、微波輔助萃取技術(shù)。本文對(duì)青蒿素的提取方法進(jìn)行綜述,討論了青蒿</p><p> 第1章 青蒿素的提取方法</p><p> 1.1傳統(tǒng)有機(jī)溶劑提取</p>
12、;<p><b> 1.1.1冷浸提取</b></p><p> 李自勇等[6]采用工業(yè)酒精冷浸法提取青蒿中的青蒿素,以浸漬時(shí)固液比、萃取時(shí)母液與萃取劑體積比、萃取次數(shù)為考察對(duì)象,最終確定酒精體積 ( mL) 與青蒿質(zhì)量( g) 比為 10∶ 1,分 3 次提取,母液體積( mL) 為青蒿質(zhì)量( g) 的 2.5 倍,萃取劑乙酸乙酯與母液體積比為 1∶ 1,分 4 次萃取,
13、后用活性炭脫色、結(jié)晶及重結(jié)晶,干燥得到的青蒿素產(chǎn)品產(chǎn)率可達(dá) 2.73‰,純度可達(dá)99%。黃榮崗[7]建立了低溫提取青蒿素的基本流程: 青蒿葉—加甲醇攪拌提取—提取液低溫冷凍—離心—萃取—精制— 青蒿素結(jié)晶—檢測。通過單因素考察冷凍液體積、冷凍液甲醇濃度、冷凍時(shí)間、溫度 4 個(gè)關(guān)鍵因素。結(jié)果表明: 隨著冷凍液體積與甲醇比例的增 大,青蒿素的轉(zhuǎn)移率逐步提升。之后又采用正交實(shí)驗(yàn),進(jìn)行上述 4 因素考察。結(jié)果表明: 當(dāng)甲醇濃度為70%、濃縮倍數(shù)
14、為1 倍、冷凍溫度為5℃、冷凍時(shí)間為3 h 時(shí),所得青蒿素提取率最高,為82. 5%,含量為99. 3%。后又與柱層析工藝進(jìn)行比較,表明低溫工藝優(yōu)勢明顯。</p><p><b> 1.1.2回流提取</b></p><p> 韋國峰等[8]探討了青蒿最佳提取工藝,分別比較了冷浸法、回流法、索氏法、超聲法這4種方法。以青蒿素標(biāo)準(zhǔn)品為對(duì)照,用紫外分光光度法 測定青蒿
15、中青蒿素含量。結(jié)果表明: 回流提取法的提取率和青蒿素含量較高。杜曉英等[9]對(duì)用不同提取溶劑( 70%乙醇、石油醚、120#汽油) 以及不同提取工藝( 回流提取法、滲漏提取法和冷循環(huán)提取法) 所得到的青蒿素用紫外分光光度法進(jìn)行檢測。結(jié)果表明:以120# 汽油回流提取法所得的收率和含量最高,并指出以 120# 汽油作提取溶劑的冷循環(huán)提取法適合現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)。鄧素蘭等[10]研究了不同溶劑分離提取青蒿中青蒿素的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明: 在50℃恒
16、溫回流提取 2 次、固液比為 1∶10/1∶8、時(shí)間為 2h/1h 的條件下,石油醚( 30 ~60℃) 為最佳溶媒介質(zhì),1%活性炭脫色的效果最佳,80% 甲醇洗提取液的濃縮浸膏得到進(jìn)一 步分離純化。此工藝提取分離所得的青蒿素的結(jié)晶經(jīng) HPLC 法測定其含量最高70.761%。</p><p> 1.2超臨界CO2萃取技術(shù)</p><p> 超臨界CO2 萃取是基于CO2 流體在超臨界
17、狀態(tài)下對(duì)某些物質(zhì)具有特殊的增強(qiáng)其溶解度的效應(yīng)而建立起來的一種新型分離技術(shù)。用超臨界CO2可以代替某些常規(guī)提取溶劑進(jìn)行有效成分的提取,采用最佳工藝條件實(shí)現(xiàn)從植物中提取分離得到高純度的化合物的目標(biāo)。超臨界CO2 萃取具有反應(yīng)時(shí)間短、選擇性高和無溶劑殘留等優(yōu)點(diǎn),而且其操作溫度較低,可似避免低熔點(diǎn)物質(zhì)分解特別適合于熱敏性天然物質(zhì)的分離, 廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、日用香料等工業(yè)領(lǐng)域〔11〕。最近,超臨界CO2萃取設(shè)備中對(duì)壓力系統(tǒng)和溫度系統(tǒng)的控制方法
18、也有一定的研究開發(fā)〔12〕。錢國平〔13〕等研究了用超臨界CO2 從黃花篙中萃取青篙素的影響因素。在 15 . 2 ~ 2 9 . 7 M Pa和 40 ~ 60 ℃ 范圍內(nèi),隨著壓力和溫度升高,萃取率增大, 萃取選擇性下降。以萃取率和萃取選擇性為目標(biāo),優(yōu)化了超臨界萃取工藝條件, 得到較佳的操作條件。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,用超臨界CO2 從黃花離中萃取青篙素, 得到純度10 % 以上的萃取物,其質(zhì)量傳遞受植物細(xì)胞內(nèi)部擴(kuò)散控制 , 因此對(duì)黃花篙植
19、株必須進(jìn)行粉碎,粒徑以60 ~ 80 目為宜。操作條件對(duì)萃取率和萃取選擇性有</p><p><b> 1.3微波萃取技術(shù)</b></p><p> 微波萃取又稱為微波輔助萃取( Microwave - assisted Extraction, MAE),是指用合適的溶劑在微波反應(yīng)器中從天然藥用植物、礦物、動(dòng)物組織中提取各種化學(xué)成分的技術(shù)和方法。微波指頻率在300
20、M和300 kM Hz 之間的電磁波[16-17]。經(jīng)研究表明:微波萃取法具有萃取時(shí)間短、溶劑用量少、提取率高、溶劑回收率高、所得產(chǎn)品品質(zhì)好、成本低、投資少等優(yōu)點(diǎn)。韓偉等[18]采用微波輔助提取法提取青蒿中的青蒿素,發(fā)現(xiàn)青蒿素提取率隨物料粉碎度的增加而提高,其中以120目青蒿粉末為原料時(shí),青蒿素的提取率最高; 隨著微波輻射時(shí)間的增加,青蒿素的提取率也隨之增大,但最終趨向于恒定,在前10 min 內(nèi)增加趨勢明顯,10 min 后增大趨勢緩
21、慢, 并在12 min 后有微弱的下降,因此微波輻射時(shí)間以12 min 為 宜; 隨著溶劑比的增大,青蒿素的提取率有明顯的提高。郝金玉等采用微波輔助提取法提取青蒿中的青蒿素,并對(duì)提取溶劑乙醇、三氯甲烷、環(huán)己烷、正己烷、石油醚( 30~60℃ 和60~90℃ 2 種) 、120號(hào)溶劑油和 6 號(hào)抽提溶劑油進(jìn)行了比較,考察了溶劑的介電常數(shù)對(duì)青蒿素</p><p> 1.4超聲波強(qiáng)化石油醚提取 </p>
22、<p> 超聲波應(yīng)用于生物技術(shù)是一個(gè)較新的研究領(lǐng)域。近年來超聲波在高分 子化合物降解、有機(jī)合成、提取分離等方面得到了廣泛的研究及應(yīng)用,如多糖的降解及提取〔20]。中草藥原料所含成份相當(dāng)復(fù)雜,不僅含有效成份, 還含有許多無效成份及雜質(zhì),有效成份的提取率將直接關(guān)系到成品藥的治療 效果。應(yīng)用超聲波提取法具有操作方便、提取時(shí)間短、提取率高等優(yōu)點(diǎn)[21]。目前對(duì)超聲波用于從植物中提取藥用有效成份進(jìn)行了較多研究[22-25] , 都
23、取得了較滿意的效果,回收率大大提高。我國工業(yè)化超聲波提取設(shè)備的研究也已經(jīng)有了一定的發(fā)展。第一套生產(chǎn)型連續(xù)化管道式多功能超聲波提取機(jī)組于2002 年底在成都得到實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用, 每小時(shí)可提取150 kg 的植物藥材, 提取時(shí)間縮短至50 min 以內(nèi),得率提高20% 左右; 第一套生產(chǎn)型連續(xù)化釜雛式多功能超聲波提取機(jī)組2003年在哈爾濱得到實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用[26]。趙兵[27]等人采用超聲波強(qiáng)化石油醚提取青篙素,為改進(jìn)現(xiàn)有青篙素提取工藝、縮短提
24、取時(shí)間、降低提取成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量提供了一些依據(jù)。他們將超聲波強(qiáng)化石油醚提取青篙素的工藝過程與常規(guī)石油醚提取比較,發(fā)現(xiàn)用超聲波不僅可以大大縮短提取</p><p> 第2章 青蒿素的檢測</p><p> 2.1紫外分光光度法</p><p> 青蒿素最大吸收峰波長為205 nm,吸收系數(shù)小,干擾嚴(yán)重,不能直接用此峰進(jìn)行定量分析。青蒿素遇稀堿后結(jié)構(gòu)發(fā)生定量轉(zhuǎn)化
25、,其產(chǎn)物292 nm 處有一強(qiáng)吸收峰,故可用紫外分光光度法進(jìn)行檢測。周濃等[28]采用紫外分光光度法研究了云陽縣不同產(chǎn)地青蒿所含青蒿素的差異。其檢測波長為292 nm,結(jié)果顯示對(duì)照品在0.02 ~ 0.14 mg/L范圍內(nèi)具良好的線性關(guān)系,r = 0.999 8平均回收率為98.81% ( n = 7) ,方法精密度試驗(yàn)RSD =0.38%。李春莉等[29]用紫外分光光度計(jì)對(duì)青蒿素標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行波長掃描,確定最適吸收波長,并在最適吸收波長
26、下建立青蒿素標(biāo)準(zhǔn)品的吸光度-濃度曲線,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線測定青蒿樣品中青蒿素的含量,結(jié)果顯示,青蒿素的最適吸收波長為290.5 nm,吸光度-濃度回歸方程為: Y =0.043X + 0.006,不同青蒿樣品中青蒿素含量有差異。陳迪釗等[30]采用紫外分光光度法對(duì)提取溶劑的選擇、青蒿提取物與NaOH 反應(yīng)情況及最佳青蒿素堿轉(zhuǎn)化條件進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)以正己烷或石油醚等非極性類溶劑作提取劑,對(duì)青蒿素的提取率較高,提取物中雜質(zhì)含量較低; 提取物中非青
27、蒿素</p><p> 2.2高效液相色譜法</p><p> 高效液相色譜法是20世紀(jì)70年代迅速發(fā)展起來的一種高效、快速、高選擇性、高靈敏度的新型分離分析技術(shù)。高效液相色譜法在藥物分析中的應(yīng)用主要是鑒別相關(guān)物質(zhì)、檢查藥物中有關(guān)物質(zhì)的含量限度及測定有效成分或主要成分含量。高效液相色譜法具分析速度快、分離效率高、檢測靈敏度高、檢測自動(dòng)化、適用范圍廣、組分易回收、樣品處理較簡單等優(yōu)點(diǎn),還
28、可在檢查雜質(zhì)的同時(shí)進(jìn)行含量測定,為分析工作節(jié)約了很多時(shí)間,同時(shí)也降低了分析成本,因此在各類藥物的鑒別、檢查和含量測定中能充分發(fā)揮其他分析方法無法比擬的優(yōu)勢。黃玉蘭等[31]采用高效液相色譜法,以甲醇-磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液(分別取 0.1 mol/L 磷酸氫二鈉和0.1 mol/L 磷酸二氫鈉溶液各100 ml 置1 000 ml 量瓶中,加水定 容至1 000 ml) ( 55∶45) 為流動(dòng)相,流速1ml/min,柱溫35 ℃
29、,檢測波長260 nm 為條件,測定青蒿素的含量,研究表明該方法對(duì)青蒿藥材中青蘺素檢測重現(xiàn)性較好,青蒿素在 5.163 ~ 82.608 μg/ml 之間有良好的線性關(guān)系,加樣回收率為97.5%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 RSD =1.2%( n </p><p> 2.3高效液相色譜-蒸發(fā)光檢測法</p><p> 惠玉虎等[35]采用 HPLC - ELSD 法測定青蒿提取物中青蒿素的含量,所
30、用色譜柱 InertsilODS23 ( 150 mm × 416 mm,5μm) ,流動(dòng)相為乙腈∶水( 69∶31,用三氟醋酸調(diào)pH 至 3) ,檢測器漂移管溫度45 ℃,柱溫25 ℃,結(jié)果發(fā)現(xiàn)青蒿素峰面積的常用對(duì)數(shù)值與其質(zhì)量濃度的常用對(duì)數(shù)值線性關(guān)系良好( r =0198 9) ; 樣品平均回收率98.171%( RSD 為0.142%, n =6) ,說明該方法靈敏、準(zhǔn)確可靠,可作為青蒿提取物中青蒿素的定量方法。 周翱翱等
31、[36]首次建立高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測器測定青蒿素含量的方法,并對(duì)大量的青蒿樣品進(jìn)行含量測定,所用色譜柱迪馬公司 Diamon2sil C18( 250 mm ×416 mm,5μm) ,流動(dòng)相甲醇∶水( 75∶25) ,流速1 mL/min,蒸發(fā)光散射檢測器漂移管溫度40 ℃,載氣壓力315 bar,放大系數(shù)( gain) 為9,進(jìn)樣體積20μL,結(jié)果發(fā)現(xiàn)青蒿素在1 ~5 μg 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,回收率為99.133
32、%,說明該方法具有良好的精密度和重現(xiàn)性,結(jié)果準(zhǔn)確可靠,可作為</p><p><b> 結(jié) 論</b></p><p> 青蒿素在青蒿中含量很低,不同品種的青蒿青蒿素含量差異較大,提取率低,無法滿足市場上的需求,因此一方面應(yīng)加強(qiáng)青蒿的遺傳育種工作,探索影響青蒿素含量的因素,提 高青蒿中青蒿素含量,培育青蒿良種用于栽培;另一方面應(yīng)加強(qiáng)青蒿素提取方法及檢測技術(shù)的改進(jìn),
33、采用先進(jìn)的提取方 法提取青蒿素。傳統(tǒng)有機(jī)溶劑提取法、超聲波提取法、微波 萃取法、超臨界CO2萃取技術(shù)等幾種方法在提取青蒿素方面都有利有弊。工業(yè)上大規(guī)模提取青蒿素目前仍采用有機(jī)溶劑法,檢測技術(shù)主要是用紫外分光光度法或高效液相色譜法。隨著各項(xiàng)提取新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑提取,從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化,不斷提高青蒿素的得率,進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b&g
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52、lt;b> 天</b></p><p><b> 然</b></p><p><b> 產(chǎn)</b></p><p><b> 物</b></p><p><b> 化</b></p><p><b&
53、gt; 學(xué)</b></p><p><b> 論</b></p><p><b> 文</b></p><p><b> 學(xué)號(hào):B</b></p><p><b> 姓名:宋 永 強(qiáng)</b></p><p>&
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