摘 要:利用超临界CO2梯度结晶技术分离纯化穿心莲内酯。采用单因素法主要考察了压力、温度对梯度结晶穿心莲内酯晶体的形貌、纯度的影响,依扫描电镜、HPLC分析结果表明,超临界CO2结晶穿心莲内酯的纯度在结晶板上呈梯度分布;在25MPa以下,压力升高,结晶板上部晶体纯度升高;温度在一定范围内能提高晶体纯度。超临界C02:梯度结晶为开发高质量穿心莲内酯等天然活性成分提供了一条新途径。
关键词:超临界C02;梯度结晶;穿心莲内酯
穿心莲(Andrographis paniculata(Burro.F)Nees)是爵床科一年生草本植物。穿心莲主要有效成分为二萜内酯和黄酮类化合物,其中穿心莲内酯(Andrographolide)类化合物临床上用于治疗急性胃肠炎、扁桃体炎、肝炎和抗癌症等。穿心莲内酯的高效分离纯化是提高穿心莲药草附加值的重要渠道。
因穿心莲内酯与CO2,的分子量、极性等相差较大,为此作者拟采用超临界CO2,梯度结晶技术精制纯化具有晶体结构的穿心莲内酯。
l 实验部分
1.1 实验原理
超临界流体(supercritical fluid,SCF)梯度结晶技术是以SCF为萃取剂和展开剂,在一定压力和温度下,SCF与多组分溶液混合,在萃取的同时进行结晶分离,由于萃取、层析、吸附、重力沉降等作用使各溶质结晶析出,并在结晶器上呈梯度分布。其效果类似于以SCF为展开剂的薄层层析效果,在结晶器的上部或下部可得到较高纯度的组分;同时缩短了分离纯化时间。
1.2 材料说明
穿心莲浸膏(穿心莲内酯含量为30%)由合肥拓峰生物工程有限责任公司生产;穿心莲内酯标准品购于中国生物制品检定所;二氧化碳(99.8%,食品级)。
1.3 实验过程
实验分3步进行。
第1步,原材料前处理,即先用夹带剂在温水浴条件下溶解原材料,再沉淀、过滤。
第2步,用超临界二氧化碳萃取结晶滤液。
第3步,取样检测、分析。
1.4 含量测定
(1)标准曲线的制备
精密称取穿心莲内酯对照品1.82mg,置于5mL容量瓶中,用甲醇溶解并定容、摇匀,即得对照品贮备液。吸取该溶液1.0mL,转移至5mL容量瓶中,定容、摇匀。进样针吸取稀释液.按照选择的色谱条件,依次进样2、6、10、14和18μL,进样量范围为0.14~1.31μg,测定进样量与峰面积之间的关系,得到穿心莲内酯的线性回归方程及相关系数:Y=3472+673X r=0.9976
(2)结晶产物中穿心莲内酯的测定
精密称取结晶产物2.00mg,置25mL容量瓶中,用甲醇溶解并定容、摇匀,即得样品溶液。进量5μL,以外标法计算穿心莲内酯的含量。
2 结果与分析
2.1 压力对梯度结晶穿心莲内酯的影响
为了研究超临界二氧化碳梯度结晶穿心莲内酯晶体分布情况,实验原料采用30%穿心莲内酯浸膏。在控制结晶釜温度55℃ 、时间为90 min、CO2流量为20L/min条件下,选择压力为15MPa。将结晶板自底至顶部平均分为5段,由下至上取样,结晶板位置对晶体纯度的影响变化曲线如图2所示。选择压力为8MPa、12MPa、16MPa、20MPa和24MPa时,将结晶板自底至顶部平均分为3段,在上部取样,结晶压力对晶体纯度的影响变化曲线。通过SEM观察得到的晶体。
从图变化规律可以证实,超临界状态下穿心莲内酯在结晶板上呈梯度分布。由图3可知,在其它工艺参数不变的情况下,随着压力的升高,结晶板上部纯度越来越高。因压力升高,SC-CO2溶解能力增强,携带晶体析出量增加,出现纯度及结晶量的增加,压力超过20MPa,产品纯度达到80%以上。由图SEM图片直观考察,在其它工艺参数相同的条件下,超临界CO2梯度结晶穿心莲内酯晶体的形貌随着压力的升高晶体越来越细小、无规则,呈散乱
分布。
2.2 温度对梯度结晶穿心莲内酯的影响
梯度结晶压力为20MPa,时间90min,CO2流量20L/min,原料采用纯度为30%的穿心莲内酯浸膏。
实验温度分别为35℃、45℃、55℃和65℃。结晶板自底至顶部平均分为3部分,在上部取样,结晶温度对晶体纯度的影响变化曲线。
可知,适当升高温度有利于穿心莲内酯梯度结晶,某种程度上也有利于缩短工作时间,提高时效;当温度超过55℃后,穿心莲内酯晶体纯度下降,可能是温度升高,分子活性增强,当超过结晶板表面吸附力、重力、分子间作用力等的束缚温度,萃取分离占优势,而结晶析出转为劣势。所以较佳的结晶温度为55℃ 。
3 结论
(1)超临界CO2能梯度结晶穿心莲内酯,且晶体的纯度在结晶板上按位置呈梯度分布。
(2)随着梯度结晶压力的升高,结晶板上部穿心莲内酯纯度逐渐升高,且变化趋势由急变缓;随着梯度结晶压力的升高,穿心莲内酯晶体变得越来越细小,无规则。
(3)随着梯度结晶温度的升高,穿心莲内酯的纯度先升后降。
参考文献
[1]Kapil A,Koul I B,Banerjee S.K,Gupta B.D.Biochemical Pharmacology.1993,46(1):182~185
[2]Matsuda T,Kuroyanagi M.Cell differentiation—inducing diterpene from andrographis paniculata Nees. Chemical Pharmacology Bulletin.1994,42(6):1216
[3]潘见,等.物质成分的超临界流体结晶分离方法.中国专利.1220906A:l9994)6—30