超临界流体萃取技术在中药分离分析中的应用进展解析.docx

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超临界流体萃取技术在中药分离分析中的应用进展解析

超临界流体萃取（supercriticalfluidextraction,SFE是利用超临界状态下的流体作为萃取溶剂,

从液体或固体物料中萃取出某种或某些组分的一种新型分离技术。

由于它能同时完成萃取和蒸馏两步操作,因此与传统的分离方法相比,具有分离效率高、操作周期短、传质速率快、渗透能力强、蒸发潜热低、选择性易于调节等优点。

超临界流体是处于临界温度和临界压力以上的流体,兼有气体和液体的双重特点,既具有和气体相当的高扩散系数和低粘度,又具有和液体相近的密度,对物质具有良好的溶解力。

可作为超临界萃取的溶剂种类很多,例如CO2、

丙烷、乙烷、乙烯、甲醇、水等,但目前研究最多的是CO2。

由于CO2具有无色无毒、无腐蚀、化学惰性、使用安全、价廉等优点,且临界压力（7.37MPa较低、临界温度（31.7℃接近于常温,因此实用价值最大,是目前首选的清洁型工业萃取剂。

SFE在中药有效成分的提取分离工艺中获得较广泛的应用,笔者根据文献,对近5

a来SFE技术在中药活性成分的分离与提取中的

应用作一综述。

1在中药化学成分提取分离中的应用

1.1

生物碱的提取分离:

生物碱的传统提取方式

主要有水蒸气蒸馏、溶剂法、酸水提取法等,但这些方法存在着必须使用和处理大量的有机溶剂、易燃易爆、安全性低、提取过程繁琐、提取率低、提取时间长、有效成分损失较多且易受破坏等缺点。

近年来,SFE技术由于可以克服这些缺点,在提取分离生物碱中得到广泛的应用。

例如从苦参中萃提总生物碱[1]

;从苦豆子中萃提总生物碱[2]

等。

中药中存在的生物碱除了极少数碱性较弱的成分以游离形式存在外,多以盐的形式存在,对于以盐形

式存在的生物碱,可以通过碱化试剂的预处理,使结合的生物碱游离出来,增加其在超临界流体中的溶解度,提高萃取效率,同时也可以使用改性剂等方法增加萃取能力。

李新社等[3]通过研究发现,百合经氨水碱化后,用超临界二氧化碳流体萃取技术在最佳条件下萃提秋水仙碱时,粗提物中秋水仙碱含量可达到6.38%。

蔡建国等[4]应用SFE技术以甲醇为改性剂和碳酸钠为碱化试剂,萃提博落回中的总生物碱,通过实验测出在最佳实验条件下生物碱的提取率为0.2019%。

程建明等[5]采用SFE技术提取延胡索中的延胡索乙素,并与索氏提取法、回流提取法和微波提取法进行比较,通过实验证明超临界流体萃取法的提取率最高,延胡索乙素的含量可达0.081%。

1.2黄酮的提取分离:

黄酮类化合物分布广泛,

在大多数中药中都存在,具有降血压降血脂等作用。

何扩等[6]采用超临界CO2萃取的方法,对银杏叶中的药用活性成分黄酮类化合物进了提取研究,并与乙醇浸提方法进行比较,实验表明在最佳提取条件下,黄酮类化合物的提取率达到2.61%,纯度达到27.7%,其纯度是直接用乙醇提取的

2.43倍,且银杏叶中的有毒物质银杏酚类的含量得到了较好的控制。

邓丹雯等[7]应用超临界CO2

萃取技术成功地从藜蒿中萃取出黄酮类物质,并考察了萃取温度、压力、夹带剂用量等因素在不同水平下对藜蒿黄酮提取率的影响,最终确定了最佳的提取条件。

廖周坤等[8]应用超临界CO2萃取技术从去除油脂后的沙棘果渣中提取出总黄酮（以异鼠李素计,并确定了最佳的工艺路线。

实验结果表明,用超临界CO2萃取所得的总黄酮的提取率为传统溶剂工艺提取率的1.245倍。

梁晓原等[9]以85%的乙醇为夹带剂利用SFE萃取方法在

刘永静1,刘

巧2,于丽丽1,陈

丹

1

超临界流体萃取技术在中药分离分析中的应用进展

（1.福建中医学院药学系,福建福州350108;2.福州市疾病预防控制中心,福建福州350001关键词:

超临界流体萃取;中药分离;中药分析;应用前景中图分类号:

R284.2

文献标识码:

A

文章编号:

1004-5627（200802-0060-03

收稿日期:

2007-10-25

基金项目:

福建省教育厅资助课题（JA05283,福建省科技厅资助课题（2007F5062

作者简介:

刘永静（1983—,女,2006级中药专业硕士研究生,主要从事中药制剂分析的研究。

・综

述・

JournalofFujianUniversityofTCMApr.2008,18（2

福建中医学院学报2008年4月第18卷第2期

60

40℃下萃取灯盏花中总黄酮成分,萃取时间3h,并与水提醇沉法进行了比较,结果表明SFE法具有速度快、收率高的优点。

付玉杰等[10]采用超临界CO2萃取技术提取甘草地上部分的总黄酮,实验结果表明在最佳实验条件下超临界CO2萃取甘草总黄酮的提取率为2.09%,含量为5.42%。

1.3挥发油的提取分离:

目前运用SFE提取挥发油比较多,所得的产品无论是收率还是质量都比传统的方法高。

颜继忠等[11]采用超临界萃取温郁金挥发油,并用GC/MS确定了挥发油中的10种主要成分。

结果表明水蒸汽蒸馏过程中所得挥发油提取率为0.1%,而在最佳萃取条件下,超临界CO2萃取的挥发油收率为0.39%,是水蒸汽蒸馏法的近4倍,且大大缩短了操作时间,简化了工艺。

吴琳华等[12]应用SFE提取莪术挥发油中β-榄香烯,通过实验得到在最佳的萃取条件下,β-榄香烯的得率为0.0271%,而用水蒸气蒸馏法的得率仅为0.0129%。

吴素香等[13]应用超临界CO2萃取技术提取白术中的挥发油成分,通过试验确定了最佳的萃取工艺条件,并分析了萃取物中的挥发性成分。

结果表明,白术超临界CO2提取物的挥发性成分在化合物的组成及其含量上,明显高于文献报道的水蒸气蒸馏提取物,并且表明超临界萃取法具有耗时少、效率高、提取完全、没有有机溶剂残留等优点。

近年来,超临界流体萃取技术已用于几十种挥发油的提取,比如当归、木香、柴胡、薄荷、荆芥、川芎[14~19]。

1.4香豆素与木脂素类的提取分离:

超临界CO2流体萃取可以用来提取游离的香豆素和木脂素,极性强的可以通过加入改性剂增加溶解度。

刘红梅等[20]应用超临界流体萃取法萃取出白芷中的香豆素类成分,并用GC-MS进行了分析,结果表明萃取出15种香豆素类成分,主要成分为氧化前胡素、欧前胡素、异欧前胡素,其相对含量分别达到4

2.40%、22.14%和12.12%。

李晓光等[21]应用超临界CO2萃取法提取海风藤中的木脂素成分,并对其工艺进行了优化。

此外,SFE也应用于五味子中木脂素的提取[22]。

1.5醌类的提取分离:

醌类及其衍生物的极性较大,因而在对其进行超临界流体萃取时常要加入改性剂并提高压力,才可达到较好的分离效果。

童胜强等[23]以大黄素为指标对虎杖中的有效成分进行超临界流体CO2萃取,结果表明在最佳的实验条件下,大黄素的萃取率为0.36%。

未作君等[24]应用SFE对大黄中的游离蒽醌类物进行了提取,通过实验确定了最佳的萃提条件,并用高效液相色谱法对萃取物进行了分析,结果表明在最佳的萃取条件下,大黄中游离蒽醌的萃取可达1.15%。

1.6皂苷的提取分离:

皂苷的极性较大,因而在SFE过程中应使用改性剂,必要时需考虑梯度SFE法。

陈钧等[25]运用SFE技术萃取穿山龙水解物中的薯蓣皂苷元,与有机溶剂提取方法进行了比较,结果表明SFE法提取薯蓣皂苷元的收率及纯度均较高。

华小黎等[26]应用SFE技术对菝葜中的薯蓣皂苷元进行萃取研究,菝葜的超临界CO2萃取物中,薯蓣皂苷元的含量最高可达1.96%,收率较药典常规酸水解法（0.02%和传统氯仿萃取法（1.16%有显著提高,具有生产周期短、收率高、溶剂无毒、不污染环境、可循环使用、成本低、操作方便等优点。

2在中药材中农药残留物检测及去除重金属中的应用

控制中药材中的农药残留量是控制中药材质量的关键因素之一。

全灿等[27]用SFE和固相吸附技术对人参中的有机氯农药残留进行了分析。

李欢欣等[28]用SFE法净化了黄芪中的有机氯农药,并用毛细管气相色谱法测定了除毒前后黄芪中的农药残留量,结果发现超临界CO2流体萃取法去除黄芪中残留有机氯农药效果好,除毒率达87.6%。

中药材的重金属超标是客观存在的问题,许多国家以检测重金属的限量作为衡量中药材的质量标准之一。

张晖芬等[29]用超临界CO2净化技术,以二乙基二硫代氨基甲酸钠（DDC-Na为金属络合剂,用SFE技术净化熟地黄中的重金属。

结果表明,在最佳萃取条件下,重金属净化率达到85%以上,中药材有效成分的损失低于5%。

此外,张晖芬等还将此法应用于黄芪、淫羊藿中重金属的净化[30,31]。

3存在问题

3.1从设备上讲,SFE装置需要高压设备,从安装到投入使用,再到使用过程中的维护,整个过程对工程技术的要求较高,且价格较昂贵。

3.2从研究范围来讲,SFE技术已经应用到生物碱、挥发油、醌类、香豆素、木脂素、黄酮类等有效成分提取上。

但是由于CO2的非极性和低分子量的特点,使得该技术对许多强极性和分子量较大的成分,很难进行有效的提取。

尽管可以使用改性剂在高压下进行萃取,但这时与传统的提取方法

第2期刘永静等:

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相比的优势可能就不再明显,而且给工业化带来麻烦,在工业化的过程中难以实现。

3.3尽管目前实验室进行了大量的研究,积累了一些经验和数据,但是有关SFE技术的工业化研究还比较薄弱。

要想应用到工业化大生产中,还有大量的基础研究和化学工程方面的问题需要解决。

4小结

SFE技术在中药领域的应用正日益受到重视,从理论和应用上都已经证明了SFE技术在中药领域有着越来越广泛的应用前景。

近些年来出现了一些SFE技术与其它技术的在线耦合方法,如超临界CO2流体萃取-气相色谱联用技术、超临界CO2流体萃取-液相色谱联用,这些联用技术使得萃取物萃取后不用转移即可进行直接分析,将气相色谱或液相色谱用作检测手段,可以充分发挥这些现代分析技术的优点,对萃取效率、萃取物组分、有效成分含量以及萃取物纯度等进行深入研究,进而进行准确的定量分析,并以直观的色谱图反映出来。

除此之外,还出现了超临界CO2流体萃取-红外联用、超临界CO2流体萃取-质谱联用等技术。

SFE法还可以与各种分离手段的联用,出现了超声强化SFE技术。

这些联用技术可以解决单独采用SFE法萃取中药时,由于中药成分复杂、近似化合物多、萃取物纯度不高等问题。

这些新技术对于促进超临界CO2萃取技术应用的发展具有重要意义,也是今后研究中草药分析的发展方向之一。

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