基于COSMO-RS模型与天然低共熔溶剂的枳实精油绿色高效提取：理论筛选、工艺优化及生物活性机制

本文创新性地将天然低共熔溶剂（NADES）与COSMO-RS模型结合，开发出枳实精油的高效绿色提取方法。通过理论计算筛选出最佳溶剂Gly-Laa（1:3摩尔比），经Box-Behnken设计优化后提取率达2.82%，较传统方法提升4.7倍。分子动力学模拟揭示其通过氢键（0.14–0.22 nm）和范德华力增强与柠檬烯的相互作用，所提精油展现优异抗氧化（DPPH/ABTS清除率>80%）、抗菌（金黄色葡萄球菌抑菌圈>10 mm）及抗肿瘤活性，为中药资源开发提供新策略。

　　

亮点

本研究通过整合天然低共熔溶剂（NADES）与COSMO-RS工具，建立了一种高效环保的枳实精油提取方法。理论筛选结合实验验证，发现Gly-Laa（1:3摩尔比）对柠檬烯具有最高亲和力，其优化提取条件使精油得率达2.82%，显著超越传统方法。分子机制研究表明，NADES通过氢键（平均键长0.14–0.22 nm）和范德华力增强与目标成分的相互作用。

材料与化学试剂

枳实样品采自江西樟树种植基地。实验所用甘油（Gly）、乳酸（Laa）等试剂纯度≥98%，购自阿拉丁生化科技公司。

NADES设计与理论筛选

基于COSMO-RS模型计算无限稀释活度系数（γ^∞），定量评估溶剂-溶质亲和力。Gly-Laa体系因最低γ^∞值（表明最强相互作用）被选为最佳提取溶剂，红外光谱（FTIR）和氢核磁共振（¹H NMR）证实其结构特征。

结论

Gly-Laa作为绿色溶剂成功实现枳实精油高效提取（得率2.82%），其生物活性显著优于传统方法：DPPH和ABTS自由基清除率>80%，对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径>10 mm，并展现突出抗肿瘤潜力。分子动力学（MD）模拟与约化密度梯度（RDG）分析揭示了氢键主导的提取机制。

作者贡献声明

杜华：实验设计、数据分析和论文撰写；王耀登：理论计算与验证；吴怡：分子模拟；吴文辉：生物活性测试；其他作者参与工艺优化与表征。

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。

致谢

感谢重庆市卫健委（2025ZYQN013）、中国博士后基金（2023M74043）等项目资助。

（注：翻译部分严格保留专业术语如COSMO-RS、NADES等英文缩写，使用^{/_{标注上下标，并去除文献引用标识）}}