一种用于纯化α-山竹素的两阶段方法：顺序溶剂萃取与制备液相色谱法

《ACS Omega》：A Two-Stage Method for Purifying Alpha-Mangostin: Sequential Solvent Extraction and Preparative Liquid Chromatography

本研究采用两阶段法优化山竹果皮中α- mangostin的纯化工艺。首先通过水洗去除极性杂质，己烷提取去除非极性杂质，随后用乙腈提取得到富集的xanthone粉末。接着通过制备液相色谱系统优化流动相组成（80%乙腈）、流速（4 mL/min）、柱温（35℃）及进样浓度（3 mg/mL）等参数，最终获得纯度为83.33%的α- mangostin。该方法显著降低溶剂消耗并提高生产效率，为工业化生产提供新策略。

　　### 一种从酸角果皮中高效提取α-莽草素的方法研究

#### 引言

酸角（Garcinia mangostana Linn）是一种广泛分布于东南亚国家的热带水果，尤其是泰国、马来西亚和印度尼西亚等地。由于其丰富的营养价值和独特的药用价值，酸角近年来在食品和医药领域备受关注。酸角果皮是其重要的药用部位，富含多种生物活性化合物，包括α-莽草素、β-莽草素和γ-莽草素等。这些化合物属于黄酮类衍生物，具有显著的抗菌、抗病毒、抗真菌以及抗炎等生物活性。研究表明，α-莽草素在抑制炎症反应方面表现出特别突出的效果，例如在小鼠模型中能够有效减少 carrageenan 诱导的足肿，其抑制作用远超 γ-莽草素。此外，α-莽草素在癌症治疗中也显示出潜在价值，能够抑制癌细胞增殖、减少肿瘤转移，并通过调控细胞信号通路促进癌细胞凋亡。

然而，α-莽草素的提取和纯化仍然面临诸多挑战。首先，由于其分子结构的特性，α-莽草素在水中的溶解度较低，导致传统的水提取方法效率有限。其次，单一溶剂提取往往难以彻底去除其他杂质，从而影响最终产物的纯度。因此，开发一种高效、可扩展的两阶段纯化方法，对于提高α-莽草素的提取效率和产品价值具有重要意义。本研究旨在通过溶剂提取和液相色谱相结合的方式，优化α-莽草素的纯化条件，以实现更高的纯度和产量，为后续研究和工业应用提供可靠的技术支持。

#### 材料与方法

本研究使用的酸角果皮来自泰国的 Simummuang 市场，这是一种重要的农业集散地。提取过程中使用了多种有机溶剂，包括乙腈、甲醇和异丙醇，这些溶剂均为分析级和高效液相色谱（HPLC）专用等级。实验中还使用了去离子水作为 HPLC 分析和预处理液相色谱的流动相成分。为了评估 α-莽草素的纯度，采用了定量核磁共振（qNMR）技术，其中使用了 1,2,4,5-四氯-3-硝基苯作为内标物，氯仿-d 作为核磁共振溶剂。

在提取过程中，首先对酸角果皮进行干燥处理，将其置于 60 °C 的热风干燥箱中干燥 48 小时，以确保其稳定性。随后，果皮被研磨成粉末，过筛后得到粒径小于 60 目的样品。通过一系列实验验证了干燥过程对 α-莽草素稳定性的影响，结果显示干燥条件并未显著降低其含量，为后续提取提供了良好的基础。

在预处理阶段，采用了分步溶剂提取法。首先使用去离子水对果皮粉末进行洗涤，以去除高极性杂质。随后，使用己烷进行二次提取，以去除低极性成分。最后，使用乙腈进行第三次提取，以获得富含黄酮类化合物的提取物。整个过程通过旋转蒸发仪进行溶剂回收，以减少溶剂浪费并提高提取效率。提取后的浓缩物再通过加入去离子水进行沉淀，最后通过真空过滤和干燥得到最终的粗提物。

为了进一步纯化 α-莽草素，采用了预处理高效液相色谱（Preparative HPLC）。实验中调整了多个关键参数，包括流动相组成、输入浓度、柱温以及流动相流速。通过 HPLC 分析和 qNMR 测定，评估了不同条件下 α-莽草素的纯度和回收率。最终，通过综合分析各项性能指标，确定了最佳的纯化条件。

#### 结果与讨论

在分步溶剂提取过程中，去离子水的使用显著提高了提取物的纯度。通过多次洗涤，观察到上清液颜色由深红逐渐变为浅橙，表明水溶性杂质被有效去除。随后，己烷提取进一步降低了非极性杂质的含量，使提取物更加接近目标化合物。提取后的样品通过旋转蒸发仪进行溶剂回收，并加入去离子水诱导沉淀，最终通过真空过滤和干燥得到富含黄酮的粗提物。

在预处理 HPLC 纯化过程中，研究了不同流动相组成对分离效率的影响。结果显示，随着乙腈比例的增加，分离时间显著缩短，同时溶剂消耗量减少。80% 乙腈和 20% 去离子水的流动相组合在分离时间和溶剂消耗之间取得了良好的平衡，实现了较高的分离效率。此外，实验还探讨了输入浓度对纯化效果的影响。尽管输入浓度的增加并未显著影响分离时间和溶剂消耗，但对高纯度 α-莽草素的回收率产生了影响。当输入浓度从 2 mg/mL 提高到 3 mg/mL 时，回收率有所下降，但平均生产率提高了，这表明更高的输入浓度在一定程度上提升了整体的生产效率。

在柱温对纯化效果的影响方面，实验发现降低柱温（从 35 °C 到 20 °C）虽然略微提高了高纯度 α-莽草素的回收率，但显著增加了实验时间和溶剂消耗。因此，在综合考虑纯度、回收率和生产效率的前提下，35 °C 被认为是更优的柱温选择。同时，研究还评估了不同流动相流速对纯化效果的影响。尽管较高的流速缩短了分离时间，但降低了 α-莽草素的回收率。相比之下，较低的流速（2 mL/min）虽然延长了实验时间，但提供了更高的回收率，这表明在追求高纯度的同时，也需要平衡生产效率。

最终，通过上述优化条件，获得了纯度为 83.33% 的 α-莽草素。实验中采用的预处理 HPLC 方法不仅提高了纯度，还确保了较高的回收率，这为大规模生产和进一步研究提供了可靠的技术支持。此外，溶剂的回收利用也显著降低了生产成本，提高了环境友好性。

#### 结论

本研究通过分步溶剂提取和预处理高效液相色谱的方法，成功实现了从酸角果皮中高效提取高纯度 α-莽草素。实验结果显示，使用去离子水和己烷进行预处理，能够有效去除杂质，提高提取物的纯度。随后，通过调整流动相组成、输入浓度、柱温和流速等参数，优化了纯化过程，使得最终产品的纯度达到 83.33%。研究还发现，尽管较高的乙腈比例能够显著缩短分离时间，但对回收率的影响较小，而较低的流速虽然延长了实验时间，却能提高纯度。综合考虑各项因素，最终确定了最佳的纯化条件，为酸角果皮中 α-莽草素的工业化生产提供了可行的方案。

此外，本研究强调了溶剂回收在降低生产成本和减少环境影响方面的重要性。通过旋转蒸发仪回收乙腈和己烷，不仅提高了溶剂的利用率，还减少了废物排放，符合绿色化学的发展趋势。同时，实验还验证了干燥过程对 α-莽草素稳定性的影响，确保了提取过程的可行性。这些研究成果为未来在药物开发、食品加工以及生物活性物质研究等领域提供了重要的理论和技术支持，同时也为推动酸角产业的可持续发展奠定了基础。