《Microchemical Journal》：Tailored biphasic deep eutectic solvents for one-step high-efficient extraction and separation of
Hedyotis diffusa bioactive ingredients
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双相深熔盐溶剂超声辅助提取希蒂米达草中高极性环烯醚萜和低极性三萜类化合物，通过极性调控和响应面法优化，在41.65℃、30.71分钟等温和条件下实现15.65±0.19 mg/g提取率，较传统方法提高2-3倍，氢键网络破坏细胞壁，超声微界面扩大传质面积。
曾芬芬|罗福慧|欧阳婷|梁婉婷|任旭|张凤翔|庞汉清|史伟
药用资源化学与分子工程重点实验室（中国教育部），广西药用资源化学与分子工程重点实验室，广西师范大学化学与药学院，桂林541004，中国
摘要
从植物基质中同时提取具有不同极性的生物活性化合物仍然是一个重大挑战。本研究旨在克服传统提取方法在处理珍贵药用草本植物Hedyotis diffusa（HD）时的缺点，如提取效率低、无法充分利用HD成分以及活性成分的不稳定性。为此，开发了一种基于双相萃取（DES）并辅以超声技术的提取方法，用于同时提取HD中的高价值环烯醚萜类和三萜类化合物。经过包括56种双相组合在内的全面筛选过程，最终确定了氯化胆碱-乙酸（ChCl-Aa）/L-薄荷醇-正辛酸（Men-Oa）体系为最佳配方。通过极性调节和响应面方法学的应用，在温和条件下（41.65°C，30.71分钟，液固比15.73 mL/g，亲水相与疏水相体积比0.77），该双相DES系统对五种目标化合物的提取产率为15.65 ± 0.19 mg/g，比传统提取方法提高了2-3倍。表征结果表明，DES通过形成氢键网络促进了目标化合物的释放，这不仅增强了溶解度，还破坏了细胞壁结构。超声处理产生的双相界面进一步增强了这一效果，从而显著提高了提取效率。这一策略为植物资源的增值利用提供了一种绿色且高效的方法。
引言
Hedyotis diffusa（HD）是一种具有药用和食用价值的植物，具有“清热解毒、消肿散结、利尿祛湿”的功效（2025版《中国药典》）。国家中药典也指出其具有治疗恶性肿瘤的作用。传统上，HD被制成草药茶日常饮用，具有抗菌、抗炎、调节血糖和预防肿瘤的功效[1]。现代加工方法包括蒸馏和提取，用于生产碳酸饮料“崂山Hedyotis diffusa Water”。现代药理学研究表明，HD含有多种活性成分，如环烯醚萜类（如asperuloside，E-6-O-(p-香豆酰) scandoside甲基酯）和三萜类（如橄榄酸和熊果酸）。这些成分具有抗菌、抗炎、增强免疫和抗肿瘤作用，临床用于治疗多种炎症、癌症和泌尿系统疾病[2]。在肿瘤治疗中，HD注射液可退烧、止痛并抑制癌细胞转移[3]，同时还能减轻放疗和化疗的副作用，提高患者耐受性[4]。HD注射液已被纳入肿瘤放疗和化疗的辅助治疗方案中。此外，由于含有环烯醚萜类等活性成分，HD提取物还具有抗炎作用，有助于促进痤疮、红斑、发热和疼痛以及癌症患者皮肤溃疡等病症的愈合[5]、[6]、[7]。这些提取物可作为化妆品成分，在化妆品领域有多种应用。
随着中医在全球范围内的认可度不断提高，国际市场对草药提取物的需求也在增长[8]。目前，传统溶剂提取技术仍主要用于传统中药的工业规模提取[9]。尽管HD具有巨大潜力，但传统提取方法难以直接获得稳定、高含量且易于应用的HD提取物，同时存在有机溶剂残留和环境污染等重大问题。传统方法产生的活性成分浓度较低且容易降解。例如，环烯醚萜类（如asperuloside）含有半缩醛羟基，使其在高温下易发生氧化降解[10]。此外，某些复杂草药中的活性成分难以提取，导致资源浪费。三萜类（如橄榄酸和熊果酸）的提取率较低，因为它们无法完全洗脱[11]。超临界二氧化碳流体的亲脂特性限制了其对高极性化合物（包括环烯醚萜类）的溶解度，尽管新兴技术如超临界二氧化碳提取可以有效提取熊果酸和橄榄酸，但仍需使用甲醇或异丙醇等改性剂[12]。此外，超临界二氧化碳提取的高成本限制了其在中医现代化中的应用。因此，开发出更温和、高效、环保且经济可行的提取方法对于HD的高价值利用至关重要。
深共晶溶剂（DES）因其低毒性、经济性和可调极性而在天然产物提取中具有巨大潜力[13]。然而，传统DES为均相体系，极性范围相对固定，难以应对传统中药活性成分的复杂极性。为解决这一问题，研究人员开发了由亲水相和疏水相组成的双相体系[14]。这些双相DES系统通过氢键供体（HBDs）和氢键受体（HBAs）之间的相互作用提供双重酸碱催化作用，形成强氢键网络，有效突破细胞壁屏障[15]。同时，双相界面处的分布效应持续推动目标化合物从植物组织中释放，直至达到更高的提取平衡点[16]。与传统有机溶剂提取相比，DES提取所需加热时间更短，操作温度更低，条件更温和[17]，更适合易分解的成分（如环烯醚萜类）的提取。
DES通常具有较高粘度，而超声处理可通过物理作用有效降低其粘度[18]。此外，超声振动增强了DES溶剂对HD根茎的渗透性，提高了环烯醚萜类等目标化合物的提取效率。在超声辅助下，双相界面分散成无数微界面，显著扩大了传质面积，提高了提取效率[19]。超声处理还能使酶失活，防止原料中的酶分解环烯醚萜类，从而保护活性成分[20]。超声与双相DES的结合使用，高效利用了HD资源，可靠地提取了热不稳定的活性成分（包括环烯醚萜类）。这种方法为传统中药的现代利用提供了一种温和、高效且环保的提取策略。
本研究系统地研究了在温和条件下使用56种不同的双相DES体系从HD中同时提取高极性环烯醚萜类和低极性三萜类化合物的情况。ChCl-Aa/Men-Oa体系的提取效率优于单相DES和传统有机溶剂。通过调节DES的极性，使其亲水相和疏水相更接近HD中环烯醚萜类和三萜类的极性，从而优化了提取系统。采用响应面方法系统优化了超声辅助双相DES提取策略，确定了从HD中提取五种目标生物活性成分的最佳条件。此外，还通过光谱分析和扫描电子显微镜研究了超声辅助双相DES提取和富集的潜在机制。本研究开发并评估了一种从HD中高效共富集环烯醚萜类和三萜类的绿色工艺，该策略可推广应用于其他草药中生物活性化合物的可持续提取。
材料与试剂
HD由中国桂林汇曼堂药业有限公司提供。Salvia miltiorrhiza和Zanthoxylum nitidum由中国桂林碧生药业有限公司提供。样品使用前经过干燥，用粉碎机研磨至均匀粒度，过100目筛后储存于干燥器中。五种主要生物活性化合物的参考标准品包括asperuloside（Asp，≥98%）、熊果酸（UA，≥98%）和橄榄酸（OA，≥98%）
DES的制备、双相DES体系的构建及分析方法的验证
通过特定摩尔比混合HBA（ChCl、Bet、Pro、Men）和HBD（酰胺、羧酸、醇和酚）合成了15种亲水DES和4种疏水DES。这些DES在室温下为清澈稳定的液体，无固体沉淀。随后，将亲水DES和疏水DES配对组合成56组双相体系，两相互不相溶。亲水DES沉淀在底部相中
结论
本研究采用双相DES结合超声辅助提取技术，实现了HD中高价值环烯醚萜类和三萜类的绿色高效提取与分离。经过筛选，Men-Oa/ChCl-Aa被确定为最佳双相DES体系。结果表明，Men-Oa/ChCl-Aa体系的提取总目标化合物含量为15.65 ± 0.19 mg/g，是传统方法的2-3倍
CRediT作者贡献声明
曾芬芬：撰写初稿、验证、方法学设计、数据管理。罗福慧：数据可视化、数据管理。欧阳婷：数据可视化、数据管理。梁婉婷：数据可视化、数据管理。任旭：数据可视化、数据管理。张凤翔：数据可视化、资金筹集。庞汉清：撰写、审稿与编辑、监督、资金筹集。史伟：撰写、审稿与编辑、监督、资金筹集、概念构思。
未引用参考文献
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利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文工作的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了广西自然科学基金（2023GXNSFAA026238、2024GXNSFAA010197）、国家自然科学基金（82360757、822044593）、江苏省高等教育机构自然科学基金（25KJA360010）以及药用资源化学与分子工程国家重点实验室基金（CMEMR2022-A02）的支持。
