超声波辅助可切换天然低共熔溶剂绿色提取穿山龙中薯蓣皂苷的策略研究

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:Microchemical Journal 4.9

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  本研究针对传统薯蓣皂苷提取方法有机溶剂消耗大、耗时长的问题,开发了基于中链脂肪酸的可切换天然低共熔溶剂(SNADES)结合超声辅助液液微萃取(UALLME)的绿色提取技术。通过优化获得最佳提取条件:摩尔比1:1、液固比50 mL·g?1 、超声50分钟,磷酸800 μL触发极性切换,实现20.76 mg/g的高提取率。该技术为中药活性成分绿色提取提供了新范式。

  

穿山龙(Chuan Shan Long)作为传统中药材,其核心活性成分薯蓣皂苷(Dioscin)具有抗肿瘤、抗炎等多种药理活性,但现有提取技术面临两大瓶颈:疏水性成分难溶于水体系,以及植物细胞壁阻碍溶剂渗透。传统方法依赖有毒有机溶剂和长时间加热,不仅效率低下,还会破坏热不稳定成分并造成环境污染。

沈阳药科大学研究团队在《Microchemical Journal》发表研究,创新性地将可切换天然低共熔溶剂(Switchable Natural Deep Eutectic Solvents, SNADES)与超声辅助液液微萃取(Ultrasound-Assisted Liquid-Liquid Microextraction, UALLME)技术结合。通过设计基于中链脂肪酸的pH响应型SNADES,利用超声空化效应破坏细胞壁,建立了一套高效环保的薯蓣皂苷提取体系。

关键技术包括:1)构建脂肪酸基SNADES库进行溶剂筛选;2)超声参数优化实现细胞壁高效破碎;3)磷酸触发极性切换实现溶剂回收。研究选用辽宁产穿山龙粉末为样本,通过响应面法优化提取工艺。

【Elucidation of SNADES extraction mechanism】
揭示SNADES通过pH调控实现极性可逆转换:碱性条件下形成均相体系促进渗透,酸性条件下分离回收溶剂。傅里叶变换红外光谱证实溶剂与目标物的氢键相互作用,扫描电镜显示超声处理使植物组织产生明显裂隙。

【Conclusions】
最优方案采用己酸:庚酸(1:1)SNADES体系,液固比50 mL·g?1
,超声50分钟,磷酸800 μL触发分离,提取率达20.76 mg/g。与传统方法相比,有机试剂用量减少82%,时间缩短75%。

该研究突破性地解决了疏水性中药成分提取的环保难题:SNADES的可回收性降低溶剂成本,UALLME的机械效应避免热降解。ComplexGAPI评估显示该方法在能源效率、废物产生等指标上显著优于传统工艺,为中药现代化提供技术支撑。研究首次证实中链脂肪酸基SNADES在甾体皂苷提取中的优势,其"触发-分离"机制可推广至其他高价值植物成分的绿色提取领域。

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