新型绿色溶剂在中药活性成分提取中的应用探讨
邵帅
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邵帅,. 新型绿色溶剂在中药活性成分提取中的应用探讨[J]. 中国中医药,2024.9. DOI:10.12721/ccn.2024.157132.
摘要:
本文探讨了新型绿色溶剂在中药活性成分提取中的应用。新型绿色溶剂如离子液体、低共熔溶剂及天然低共熔溶剂,因环境友好、低毒性、高效提取等特点,成为中药提取领域的热点。这些溶剂不仅提高了提取效率,还减少了传统溶剂的使用,促进了中药现代化。然而,其高成本、回收难度及特定溶解性限制等问题仍需解决。未来,通过优化制备工艺和提取技术,新型绿色溶剂在中药领域的应用前景广阔,有望推动中药产业的绿色可持续发展。
关键词: 新型绿色溶中药活性成分提取技术
DOI: 10.12721/ccn.2024.157132
基金资助:

引言

中药作为中华民族的传统瑰宝,其化学成分复杂且丰富,具有广泛的药理活性和临床应用价值。然而,传统中药提取方法存在提取效率低、提取时间长、大量使用有毒溶剂等缺点,限制了中药现代化和国际化的发展。因此,研究新型绿色溶剂在中药活性成分提取中的应用显得尤为重要。本文旨在探讨新型绿色溶剂的定义、特点及其在中药活性成分提取中的应用,为中药绿色提取技术的发展提供参考。

新型绿色溶剂的定义与特点

定义

新型绿色溶剂是一类具有环境友好、低毒性、易降解等特性的溶剂,其制备和使用过程中对环境的影响较小,且能够高效提取中药中的活性成分。主要包括离子液体(Ionic Liquids, ILs)、低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents, DESs)和天然低共熔溶剂(Natural Deep Eutectic Solvents, NADESs)等。

特点

1. 环境友好:新型绿色溶剂在制备和使用过程中对环境无污染或污染较小,符合绿色化学的理念。

2. 低毒性:与传统有机溶剂相比,新型绿色溶剂的毒性显著降低,对人体和环境的危害较小。

3. 高效提取:新型绿色溶剂具有优异的溶解性能和稳定性,能够高效提取中药中的活性成分。

4. 易制备:部分新型绿色溶剂的制备工艺简单,原料易得,成本较低。

5. 可设计性:DESs等新型绿色溶剂的结构可设计,可根据需要调整其物理化学性质,以适应不同中药活性成分的提取需求。

新型绿色溶剂在中药活性成分提取中的应用

离子液体(ILs)

离子液体是一种完全由离子组成的液体,具有熔点低、热稳定性好、不挥发、溶解能力强等特点。近年来,离子液体在中药活性成分提取中的应用逐渐增多。例如,利用离子液体提取黄酮类、生物碱等活性成分,不仅提高了提取效率,还减少了有机溶剂的使用量。然而,离子液体的制备成本较高,且部分离子液体具有一定的毒性,限制了其在大规模工业生产中的应用。

低共熔溶剂(DESs)

低共熔溶剂是由氢键受体(HBA)和氢键供体(HBD)通过氢键结合形成的一种低共熔混合物,具有制备简单、价格低廉、环境友好、挥发性低、溶解能力强等特点。近年来,DESs在中药活性成分提取中的应用引起了广泛关注。

DESs的制备

DESs的制备方法主要有加热法、冷冻干燥法和减压蒸发法等,其中加热法最为常用。典型的DESs是由特定物质的量比的氯化胆碱(HBA)和脲、羧酸或甘油(HBD)组成的混合物,在约80℃条件下加热、搅拌形成的均一、透明的液体。

DESs在中药活性成分提取中的应用

1. 黄酮类成分的提取

黄酮类化合物是中药中一类重要的活性成分,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种药理活性。研究表明,DESs对黄酮类成分具有较高的提取效率。例如,使用氯化胆碱/乙二醇DESs提取银杏叶中的黄酮类成分,提取率显著高于传统溶剂。

2. 皂苷类成分的提取

皂苷类化合物是中药中另一类重要的活性成分,具有增强免疫力、抗肿瘤等药理活性。DESs在皂苷类成分的提取中也表现出优异的性能。例如,使用氯化胆碱/甘油DESs提取人参中的皂苷类成分,提取率和纯度均较高。

3. 生物碱类成分的提取

生物碱类化合物是中药中具有显著药理活性的成分之一,具有镇痛、抗菌等作用。DESs在生物碱类成分的提取中同样具有优势。例如,使用氯化胆碱/尿素DESs提取黄连中的生物碱类成分,提取效率显著提高。

4. 多糖类成分的提取

多糖类化合物是中药中一类重要的免疫调节剂,具有增强免疫力、抗肿瘤等药理活性。DESs在多糖类成分的提取中也表现出良好的性能。例如,使用氯化胆碱/甘油DESs提取灵芝中的多糖类成分,提取率和纯度均较高。

天然低共熔溶剂(NADESs)

天然低共熔溶剂是由天然存在的氢键受体和氢键供体通过氢键结合形成的一种低共熔混合物,具有环境友好、无毒或低毒等特点。近年来,NADESs在中药活性成分提取中的应用逐渐增多。

NADESs的制备

NADESs的制备方法相对简单,通常是将天然存在的氢键受体(如天然羧酸、糖类等)和氢键供体(如酰胺、多元醇等)按一定比例混合,通过加热、搅拌等物理方法形成均一、透明的液体。由于NADESs的原料均来源于自然界,因此其制备过程更加环保,且成本相对较低。

NADESs在中药活性成分提取中的应用

1. 绿色高效提取

NADESs因其独特的物理化学性质,能够更有效地溶解和提取中药中的活性成分。例如,利用柠檬酸/蔗糖NADESs提取中药材中的多酚类化合物,相比传统溶剂,不仅提取效率更高,而且提取过程更加绿色环保。此外,NADESs还能有效保护中药活性成分的结构,减少在提取过程中的降解和破坏。

2. 选择性提取

NADESs的组成可以通过调整氢键受体和氢键供体的种类及比例来优化,从而实现对中药中特定活性成分的选择性提取。这种选择性提取能力有助于减少提取过程中的杂质干扰,提高提取物的纯度和质量。例如,通过调整NADESs的配方,可以选择性地提取中药中的黄酮类、生物碱类或多糖类成分。

3. 优化提取工艺

NADESs在中药活性成分提取中的应用还促进了提取工艺的优化。传统的中药提取方法往往存在提取时间长、能耗高、溶剂残留等问题。而NADESs由于其低挥发性、高热稳定性和良好的溶解性能,可以在较温和的条件下进行提取,从而减少能耗和溶剂残留。此外,NADESs还可以与其他提取技术(如超声波辅助提取、微波辅助提取等)相结合,进一步提高提取效率和效果。

4. 扩大应用范围

随着对NADESs研究的深入,其在中药活性成分提取中的应用范围也在不断扩大。除了传统的中药材外,NADESs还被应用于中药复方制剂的提取中。通过优化NADESs的配方和提取工艺,可以实现中药复方制剂中多种活性成分的同时提取和纯化,为中药复方制剂的现代化和标准化生产提供有力支持。

面临的挑战与解决方案

尽管新型绿色溶剂在中药活性成分提取中展现出巨大的潜力,但其在实际应用中仍面临一些挑战。例如,部分新型绿色溶剂的制备成本较高、回收再利用难度大、对特定活性成分的溶解性有限等。针对这些挑战,可以从以下几个方面寻求解决方案:

1. 降低成本:通过优化新型绿色溶剂的制备工艺和原料选择,降低生产成本。同时,加强新型绿色溶剂的回收再利用研究,提高资源利用效率。

2. 增强溶解性:通过调整新型绿色溶剂的配方和组成比例,改善其对特定活性成分的溶解性。此外,还可以将新型绿色溶剂与其他提取技术相结合,提高提取效率和质量。

3. 扩大应用范围:加强新型绿色溶剂在中药领域的应用研究,探索其在中药新药研发、中药质量控制等方面的应用潜力。同时,推动新型绿色溶剂在医药、食品、化妆品等相关领域的广泛应用。

结论与展望

新型绿色溶剂在中药活性成分提取中的应用为中药现代化和国际化提供了新的思路和方法。通过不断优化新型绿色溶剂的制备工艺和提取技术,可以进一步提高中药活性成分的提取效率和质量,促进中药产业的可持续发展。未来,随着对新型绿色溶剂研究的深入和技术的不断进步,其在中药领域的应用前景将更加广阔。同时,我们也需要关注新型绿色溶剂的环境影响和安全性问题,确保其在应用过程中的绿色环保和安全性。

参考文献:

1、梁佳. 中药有效成分提取分离新技术探讨.临床医学,2016-07.

2、杨志刚. 中药有效成分提取分离新技术分析.临床医学,2022-05.

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