青蒿素分离纯化新技术综述

(整期优先)网络出版时间:2021-07-06
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青蒿素分离纯化新技术综述

吴浩

武昌首义学院 城市建设学院;湖北武汉; 430070

摘要:本文以青蒿素分离纯化为研究对象,在对青蒿素功能作用介绍的基础上,分析了当前分离纯化的新技术方法,最后进行了总结,分析了以后的发展方向。

关键词:青蒿素;分离纯化;新技术


青蒿素是黄花蒿的主要成分,是当前世界上公认的治疗疟疾最有效药物之一。由于其具有高效、低毒、速效、安全与氯喹林无交叉抗性等优点,所以很多治疗疟疾的复方药物采用其作为配方,应用非常广泛[1]

关于青蒿素分离纯化主要分传统技术和技术,传统技术主要有室温提取、冷浸提取、索氏提取、回流提取四种,这些分离纯化提取技术工艺路线成熟、成本低,但获得产品杂质多。基于此,本文立足于青蒿素分离纯化新技术,对其进行分析、归纳,主要存在超临界流体萃取技术、超声波提取技术、微波萃取技术、快速溶剂萃取技术、大孔吸附树脂提取技术以及联用技术几种技术,具体如下:

为初步发展阶段,虽可以提高效率、纯度,且具有低能耗、环保等优点

1青蒿素分离纯化-超临界流体萃取技术

超临界流体萃取技术是一种物理分离提纯的方法,主要是利用流体的温度和压力高于临界值进行的分离纯化。超临界流体具有萃取溶解目的溶质能力和使在其中的物质溶解度对压力、温度变化非常敏感的特性。将超临界流体与待分离的物质接触,超临界流体萃取或分离溶质极性、分子量、沸点等因素的不同的成分,控制条件使萃取物质处于最佳的混合比例,然后通过升温、减压的方法使超临界流体从超临界状态变为普通状态,此时被萃取物质便自动析出,从而达到分离提纯的目的。超临界流体萃取工艺具有萃取能力强、萃取速度快、操作温度低(适合青蒿素等热敏性物质的萃取)、选择性高、操作方便,且所用溶剂CO2 无毒、无污染、无残留等优点,该技术避免了传统溶剂提取的很多缺陷,非常适合对热敏感的天然物质的分离,在医药、食品、日用等领域都有着应用。但由于该过程需要很大压力,对设备要求高,且运行成本大,限制了这项技术的推广,有待进一步开发与完善以利广泛应用。

2.青蒿素分离纯化-超声波提取技术

超声波提取技术也称超声波萃取法,该技术利用超声波产生强烈的空化效应、机械效应和热效应,以及击碎、乳化、扩散等次级效应(主要动力为空化效应),增大分子运动速度和频率,增加溶剂穿透力,使细胞壁破坏,加速植物细胞中有效成分进入溶剂,从而促进提取,并充分混合。利用超声波萃取技术提取黄花蒿中的青蒿素具有操作简便、效率高、无需加热、耗能少、产品质量好等优点,但该工艺所需设备要求较高且噪声大,产热多。目前只适用于小型实验室,需进一步优化才能广泛应用。

3.青蒿素分离纯化-微波萃取技术

微波萃取又称为微波辅助萃取,该技术利用微波反应器中的电磁波(频率在300M~300kMHz)有效分离植物、动物等材料中各种有效成分。由于在微波场中,不同物质本身介电常数不同,其吸收微波的能力不同,产生并传递给周围环境的热能就不同,导致体系中基体物质受热不均匀,从而萃取物在相应的溶剂中从基体分离。微波萃取技术作为提取是食品和中药中有效成分的一项新技术具有无污染、选择性好、萃取试剂少、回收率高、成本低等优点,但仅针对特定种类的物质有效具有一定的局限性。

4.青蒿素分离纯化-快速溶剂萃取技术

快速溶剂萃取是利用溶质在不同溶剂中溶解度的不同,在较高温度温度(50 ~200℃)和压力(10.3 ~ 20.6 MPa)下选择合适的溶剂,实现高效、快速萃取固体或半固体样品的预处理方法,该处理有效提高了提取效率并且降低了萃取溶剂的消耗。快速溶剂萃取技术用于青蒿素等食品及药品的分离纯化具有高效率、节省溶剂 、节省时间、操作简便等优点。

5青蒿素分离纯化-大孔吸附树脂提取技术

大孔吸附树脂是以苯乙烯和丙烯酸酯为单体,加入二乙烯苯为交联剂,甲苯、二甲苯为致孔剂,这些物质相互交联聚合形成多孔骨架结构。大孔吸附树脂利用范德华力吸附解吸物质,不同物质有不同的吸附效果,再经洗脱从达到分离纯化、的目的。应用大孔吸附树脂提取黄花蒿中的青蒿素具有选择性好、作用条件温和、操作简便、稳定性好且环保等优点,但大孔吸附树脂工艺流程还未发展成熟其作用规律和使用材料还需进一步完善,开发。

6 青蒿素分离纯化-联用技术

联用技术为集萃取、分离、精制于一体的青蒿素提取技术。该联合方法很大程度的提高了青蒿素的收率和纯度,并减少了污染,为青蒿素的工业化清洁生产提供了参考依据。

总结

新型提取工艺为初步发展阶段,虽可以提高效率、纯度,且具有低能耗、环保等优点,但由于设备未完全优化且操作条件需继续摸索改善,使得现阶段工业上大规模提取生产青蒿素仍采用有机溶剂法。随着技术革新,青蒿素的分离纯化工艺应向提取、分离、纯化一体化方向发展,在有效除去杂质的同时,使提取率及纯度最大化,并缩短生产周期,降低生产成本,优化各种新型提取分离技术使各工艺流程从实验室走向工业化,从而最大程度实现青蒿素的价值。


参考文献

[1]梅兆雄.黄花蒿青蒿素提取工艺及其抑菌活性研究[J/OL].饲料研究,2021(06):101-104[2021-06-05].https://doi.org/10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.06.024.

[2]周源凯,万凌云,韦树根,潘丽梅,付金娥.从青蒿素重结晶废料中回收青蒿素的方法[J].化工技术与开发,2020,49(11):1-3.

[3]于德鑫,刘乃仲,何帅,石敏,张艳芬.青蒿素的合成与应用研究综述[J].山东化工,2019,48(20):86-87+89.

[4]刘佳.青蒿素的药理学作用及提取工艺的研究状况[J].化学工程与装备,2019(02):219-220+229.

[5] 梁晓媛,李隆云,白志川,等.青蒿中青蒿素提取工艺研究进展[J].重庆理工大学学报,2013(2).