基于温敏性磁流体的双水相体系高效分离纯化芦荟多糖及其绿色生产工艺研究

针对传统芦荟多糖提取方法有机溶剂用量大、操作复杂等问题，四川科研团队创新性开发了温敏性磁流体(MF)双水相体系(ABS)。该体系通过简单混合制备，兼具磁响应与温度敏感性，实现了芦荟多糖的高效选择性萃取（盐相回收率近100%）与杂质蛋白分离（富集于MF相），磁辅助分离后MF经加热即可循环使用7次以上。该技术全程无需有机溶剂，为天然产物绿色工业化提纯提供了新范式。

　　

芦荟多糖作为芦荟凝胶的核心活性成分，在化妆品和医药领域具有广泛的应用价值。然而，传统提取方法面临诸多挑战：醇沉淀法需消耗大量有机溶剂，离子交换色谱耗时费力，凝胶渗透色谱成本高昂，而膜分离技术又易受芦荟凝胶高粘度的困扰。与此同时，新兴的磁性分离技术虽展现出潜力，但纳米颗粒合成复杂且仍需有机溶剂脱附，环境友好性不足。这种背景下，开发高效、绿色、可规模化的分离技术成为行业迫切需求。

四川大学华西医院研究人员在《Journal of Molecular Liquids》发表研究，首次将温敏性磁流体(MF)与双水相系统(ABS)相结合，创建了新型提取体系。该技术通过简单混合制备含4-OH-Tempo/PPG₄₀₀的MF，与K₂HPO₄/K₂CO₃形成ABS，利用磁响应实现快速相分离，并通过温度调控回收MF。研究采用相平衡实验优化体系参数，通过FT-IR和HPLC分析产物纯度，最终建立全程无有机溶剂的工业化生产路径。

主要技术方法
研究团队通过混合4-OH-Tempo与PPG₄₀₀制备温敏MF，结合无机盐构建ABS体系；采用Merchuk方程拟合双液相声速数据；利用磁分离技术实现相分离；通过加热至临界温度(LCST)回收MF；采用苯酚-硫酸法测定多糖含量，BCA法检测蛋白残留；通过HPLC分析单糖组成验证纯度。

研究结果
Phase behaviors of ABS
相平衡研究表明，MF1与K₂HPO₄/K₂CO₃形成的ABS具有显著温度依赖性。当温度从298K升至318K时，两相区扩大35%，这为温度调控分离提供了理论基础。

Extraction optimization
优化实验显示，当MF1占比18wt%、4-OH-Tempo/PPG₄₀₀摩尔比1:3、K₂HPO₄浓度25wt%、pH6.5时，多糖提取率达98.7%，而蛋白残留仅2.3%。单糖分析证实产物无杂质污染。

MF recycling
回收实验表明，MF经7次循环使用后，其相形成能力和分离效率仍保持初始水平的95%以上，临界溶解温度(LCST)波动不超过1K。

结论与意义
该研究突破性地将温敏性与磁响应特性集成于ABS体系：①制备工艺简化至直接混合，避免传统MILs的多步合成；②磁辅助分离较离心效率提升5倍；③温度诱导回收替代有机溶剂洗脱；④全程实现"零有机溶剂"生产。这种"混合即用"的MF-ABS系统，不仅解决了芦荟多糖工业化生产的环保瓶颈，其模块化设计更可拓展至其他天然产物的提纯，为绿色制药工艺提供了普适性解决方案。Tian Yao团队的工作标志着刺激响应型分离技术向实际应用迈出了关键一步。