全 文 ：冬凌草中冬凌草甲素的超临界 CO2 萃取工艺研究
陈 　莹 ,吕惠生 ,张敏华 3
(天津大学石油化工技术开发中心 绿色化学合成与转化教育部重点实验室 ,天津 　300072)
摘　要 :目的 　采用超临界萃取技术从冬凌草中萃取冬凌草甲素。方法 　以冬凌草甲素的提取率为指标 ,通过正交
试验考察萃取工艺条件 ,得到冬凌草甲素的超临界 CO2 适宜的萃取工艺条件 ,采用 HPLC法对萃取物进行定量分析。
结果　冬凌草甲素的超临界 CO2 适宜的萃取工艺条件为 :压力 35 MPa ,温度 328115 K,夹带剂流量 4 mL/ min ,CO2 流
量 25 g/ min ,各影响因素对萃取收率的影响程度 :夹带剂流量 > 压力 > 温度 > CO2 流量。冬凌草甲素的提取率为
01402 % ,优于文献中报道的 0139 %的提取率。结论　采用超临界萃取技术从冬凌草中萃取冬凌草甲素实用可行。
关键词 :冬凌草 ;冬凌草甲素 ;超临界 CO2 萃取
中图分类号 :R286102 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :0253 2670 (2010) 02 0232 03
　　冬凌草甲素是冬凌草中二萜类成分的主要有效
成分 ,具有清热解毒、消炎止痛、健胃活血及抗肿瘤
等药理作用[1 ,2 ] 。冬凌草甲素的传统制备工艺是以
冬凌草为原料 ,采用有机溶剂进行提取 ,然后采用色
谱分离、重结晶等方法进行分离和精制。该法需要
大量使用乙醚、丙酮、氯仿等有机溶剂 ,产品生产成
本较高 ,对环境影响较大 ,且流程冗长 ,操作费时麻
烦。超临界流体萃取技术是兴起于 20 世纪 60 年代
的一种新型的提取分离技术。超临界流体密度接近
于液体 ,而黏度和扩散系数接近于气体 ,因此利用这
一特性 ,通过调节系统的操作压力和温度 ,选择性的
萃取出所需要的物质。CO2 以其独有的优势成为
首选的超临界萃取剂 ,该溶剂安全、无毒 ,萃取产品
中不存在溶剂残留问题 ,超临界 CO2 萃取过程中易
挥发组分或生理活性物质极少损失或破坏 ,特别适
于天然活性物质成分的萃取分离[3 ,4 ] 。因此本实验
采用超临界萃取技术从冬凌草中萃取冬凌草甲素。
1 　仪器与材料
SFE —2000 型超临界流体萃取装置 (美国 Thar
公司) ;Agilent 1100 型高效液相色谱仪 (美国 Agi2
lent 公司) 。
干燥冬凌草全草 ,产地河南省济源市 ,冬凌草甲
素质量分数为 01465 % ;冬凌草甲素对照品 ,自制 ,
质量分数 ≥98 % ;二氧化碳 ,质量分数为 9919 % ,天
津市六方气体厂 ;测定用甲醇为色谱纯 ,其他试剂均
为分析纯。
2 　方法与结果
211 　超临界萃取流程 :将干燥的冬凌草粉碎过筛 ,
筛分为 40 目以下、40～80 目以及 80 目以上粒度的
样品 ,存放待用 ;将粉碎过筛后的冬凌草放入萃取器
中 ,开启实验装置控制系统 ,输入萃取压力、萃取温
度、CO2 流量和夹带剂流量等实验操作值 ; CO2 冷
却水浴温度达到设定值后 ,启动自动背压阀 ,开启
CO2 钢瓶 ,启动 CO2 进料泵 ,夹带剂进料泵 ,开始反
应 ;反应完成后 ,依次关闭各泵 ,系统降温泄压 ;而后
从旋风分离器中放出萃取物至取样瓶中 ,称量 ,采用
HPL C 法分析检测其中冬凌草甲素的质量分数。
212 　冬凌草甲素的 HPL C 法测定
21211 　色谱分析条件 : ZorBax SB2C18 色谱柱 (250
mm ×416 mm ,5μm) ;以水2甲醇 (45 ∶55) 为流动
相 ;体积流量为 1 mL/ min ;柱箱温度 303115 K;进
样量 1μL ;检测波长 238 nm。
21212 　标准曲线的制备 :用甲醇溶解冬凌草甲素对
照品 ,配制成不同质量浓度的冬凌草甲素甲醇溶液 ,
用 HPL C 分析检测。以冬凌草甲素的质量为横坐
标 ,峰面积为纵坐标进行线性回归 ,得到回归方程
Y = 7 126155 X - 81310 6 , r = 01999 04。
213 　提取率的计算 : 得出样品中冬凌草甲素的质
量 ,并测定萃取物中冬凌草甲素的质量 ,计算得出提
取率 (提取率 = 样品中冬凌草甲素的质量分数 ×提
取液的总质量/ 加入的原料冬凌草的质量 ×100 %) 。
214 　单因素试验考察
21411 　夹带剂的筛选 :在超临界萃取过程中通常采
用 CO2 作为萃取剂 ,由于超临界 CO2 的相对分子质
量较大 ,以及极性较强的溶质分子溶解能力较差 ,在
一定程度上限制了其应用。为了有效提取那些有极
·232· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
3 收稿日期 :2009205205　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
作者简介 :陈　莹 (1983 —) ,女 ,黑龙江齐齐哈尔人 ,硕士研究生 ,从事超临界流体萃取技术方面的研究。E2mail :skidayou @1631com3 通讯作者　张敏华　Tel : (022) 27406119 　E2mail :mhzhang @tju1edu1cn
性的成分 ,常常需要在超临界 CO2 中加入一定量的
夹带剂 ,以调节其极性 ,提高待萃物在其中的溶解
度。常见的具有较强极性的夹带剂有水、甲醇、乙
醇、丙酮、乙酸和醋酸乙酸乙酯等[5 ] 。冬凌草甲素有
一定的极性 ,需要加入一定量夹带剂来提高其提取
率。本实验选择甲醇、乙醇、丙酮、95 %乙醇为夹带
剂 ,其他工艺条件分别为 :原料目数 40～80 目 ,温度
323115 K ,压力 20 MPa ,CO2 流量 20 g/ min ,夹带
剂流量 2 g/ min ,萃取时间 415 h。在萃取实验过程
中 ,从分离器中定时 (015 h) 取样 ,采用 H PL C 法分
析提取液中冬凌草甲素的质量浓度 ,计算提取率结
果见图 1。
图 1 　不同夹带剂对冬凌草甲素提取率的影响
Fig11 　Effect of different cosolvents on oridonin yield
　　可以看出 ,在实验考察的范围内 ,冬凌草甲素的
提取率由高到低的顺序为 : 95 %乙醇 > 甲醇≈乙
醇 > 丙酮。冬凌草甲素分子有一定极性 ,甲醇、乙醇
与冬凌草甲素形成氢键的能力较强 ,且溶解度均较
大 ,因而提取率较高 ;95 %乙醇因其水的存在使极性
更强 ,考虑到萃取物为中药有效成分 ,且 95 %乙醇
价格较低 ,因此应考虑将含水乙醇作为提取冬凌草
甲素夹带剂的首选。
实验进一步考察了乙醇溶剂中含水量的影响。
选择含水量分别为 0 %、5 %、10 %、15 %、20 %乙醇
水溶液为夹带剂进行冬凌草甲素的提取。结果表
明 :采用无水乙醇为夹带剂时 ,冬凌草甲素的提取率
最低 ,为 01205 %。随着夹带剂中水的比例增大 ,冬
凌草甲素的提取率先上升后下降 ,当水的含量为
10 %时提取率最高 ,达到 01381 % ;当水含量高至
20 %时 ,冬凌草甲素的提取率为 013 % ,并在实验结
束后 ,萃取釜底发现有少量液体残余 ,萃取效果下
降。肖观秀[6 ]对 CO22乙醇2水体系的相行为的研究
表明 ,在一定实验条件下 ,水含量过大 ,该体系有可
能已经呈现分相状态 ,造成萃取效果下降。因此 ,超
临界萃取冬凌草甲素实验中采用的夹带剂较适宜的
水含量为 10 %。
21412 　萃取时间的确定 :以 10 %乙醇水溶液作为
夹带剂 ,其他萃取工艺条件为 ,原料目数 40～80 目 ,
温度 323115 K ,压力 20 MPa ,CO2 流量 20 g/ min ,
夹带剂流量 2 g/ min ,考察萃取时间对冬凌草甲素
提取率的影响 ,结果见图 2。
图 2 　萃取时间对冬凌草甲素提取率的影响
Fig12 　Effect of time on oridonin yield
　　可以看出 ,在萃取初期 ,即萃取时间到 3 h 之前 ,
随着萃取时间的延长 ,冬凌草甲素的提取率增长很
快 ;随着萃取时间的延长 ,提取率增长逐渐缓慢。随
着萃取时间延长至 6 h ,提取率增长已十分缓慢 ,在萃
取时间为 3 h 时 ,提取率增长存在一个明显的转折
点。在实际操作过程中 ,选择合适的操作时间 ,既要
达到提高萃取收率的目的 ,又要减少系统的操作时间
和溶剂的用量 ,因此确定适宜的萃取时间为 3 h。
215 　萃取过程的正交试验分析 :通过单因素试验确
定了夹带剂 (90 %乙醇) 和萃取时间 (3 h) 的实验条
件后 ,采用正交试验考察萃取压力 ( A) 、萃取温度
(B) 、夹带剂用量 (C) 、CO2 流量 (D)对冬凌草甲素提
取率的影响 ,确定超临界 CO2 萃取冬凌草甲素的最
优条件 ,结果见表 1。
　　通过分析可以确定超临界 CO2 萃取冬凌草甲
素的压力、温度、夹带剂流量和 CO2 流量最佳参数
水平为 A3B4 C4 D3 ,即压力 35 MPa ,温度 328115 K ,
夹带剂流量 4 mL/ min ,CO2 流量 25 g/ min。
216 　验证试验 :为验证结果的可靠性 ,多次重复实验
条件 A3B4 C4 D3 ,即压力 35 MPa ,温度 328115 K,夹带
剂流量 4 mL/ min ,CO2 流量 25 g/ min ,结果冬凌草甲
素提取率为 01402 % ,高于正交表中所列的各组试验
结果 ,也优于文献中报道的 0139 %的提取率[7 ] 。
3 　讨论
冬凌草甲素传统的分离提纯方法步骤多、周期
长、能耗高 ,越来越不适应日趋严格的环保要求 ,采
用超临界萃取技术从冬凌草中萃取冬凌草甲素的工
艺研究 ,解决了传统的冬凌草甲素提取制备工艺存
在的问题 ,获取了高质量的制药原料。
通过实验萃取工艺条件考察 ,选择 90 %乙醇水
溶液作为夹带剂 ,适宜的萃取工艺条件 :压力3 5
·332·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
表 1 　正交试验设计和结果
Table 1 　Design and results of orthogonal test
试验号 A/ MPa B/ K C/ (mL ·min - 1 )D/ (g ·min - 1 ) 提取率/ %
1 20 3081 15 1 15 01 091
2 20 3181 15 2 20 01 201
3 20 3231 15 3 25 01 295
4 20 3281 15 4 30 01 371
5 30 3081 15 2 25 01 293
6 30 3181 15 1 30 01 129
7 30 3231 15 4 15 01 375
8 30 3281 15 3 20 01 347
9 35 3081 15 3 30 01 349
10 35 3181 15 4 25 01 391
11 35 3231 15 1 20 01 201
12 35 3281 15 2 15 01 345
13 40 3081 15 4 20 01 368
14 40 3181 15 3 15 01 349
15 40 3231 15 2 30 01 308
16 40 3281 15 1 25 01 213
K1 01 2395 01 2753 01 1585 01 2900
K2 01 2860 01 2675 01 2868 01 2793
K3 01 3215 01 2948 01 3350 01 2980
K4 01 3095 01 3190 01 3763 01 2893
R 01 0700 01 0515 01 2178 01 0188
MPa ,温度 328115 K ,夹带剂流量 4 mL/ min , CO2
流量 25 g/ min ,各影响因素对提取率的影响程度 :
夹带剂流量 > 压力 > 温度 > CO2 流量 ;冬凌草甲素
的提取率可达到 01402 % , 优于文献中报道的
0139 %的提取率。
参考文献 :
[ 1 ] 　吴孔明 ,张覃沐 ,王庆端 ,等1 冬凌草甲素对肿瘤细胞钠泵活性
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用制备冬凌草甲素新工艺的研究[J ]1 中国药学杂志 ,2005 ,40
(23) :1804218071
高效液相色谱2二极管阵列检测法测定冠心宁注射液中丹参素、
原儿茶酸 、原儿茶醛 、阿魏酸 、迷迭香酸和丹酚酸 B
张 　雪 ,褚文静 ,刘伟娜 ,侯海妮 ,黄喜茹 3
(河北医科大学药学院 分析化学教研室 ,河北 石家庄 　050017)
摘 　要 :目的 　建立高效液相色谱2二极管阵列检测法同时测定冠心宁注射液中丹参素、原儿茶酸、原儿茶醛、阿魏
酸、迷迭香酸和丹酚酸 B 6 种水溶性成分。方法 　采用 Diamonsil TM C18色谱柱 (250 mm ×416 mm ,5μm) ;流动相
为甲醇25 %冰醋酸 ,进行梯度洗脱 ;体积流量 110 mL/ min ;进样体积 20μL ;柱温 30 ℃;检测波长 286 nm。结果 　
在此色谱条件下 6 种水溶性成分可完全分离。丹参素、原儿茶酸、原儿茶醛、阿魏酸、迷迭香酸和丹酚酸 B 的线性
范围分别为 87168～438140 ng ( r = 01999 3) ,29168～148140 ng ( r = 01999 7) ,14103～70116 ng ( r = 11000 0) ,
30140～152100 ng ( r = 01999 9) ,103170～518140 ng ( r = 01999 6) ,193120～966100 ng ( r = 01999 6) 。平均回收率
丹参素为 9812 %(RSD 为 0127 %) ,原儿茶酸为 9814 % ( RSD 为 112 %) ,原儿茶醛为 9912 % ( RSD 为 113 %) ,阿魏
酸为 9819 %( RSD 为 0196 %) ,迷迭香酸为 9811 % ( RSD 为 0182 %) ,丹酚酸 B 为 9913 % ( RSD 为 0131 %) 。结论
该方法简单、准确、重现性好 ,可用于冠心宁注射液的质量控制。
关键词 :冠心宁注射液 ;丹参素 ;原儿茶酸 ;原儿茶醛 ;阿魏酸 ;迷迭香酸 ;丹酚酸 B ;高效液相色谱 ;二极管阵列检测
中图分类号 :R286102 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :0253 2670 (2010) 02 0234 03
　　冠心宁注射液具有活血化瘀、通脉养心、扩张冠
脉增加冠脉血量、加速缺血心肌修复、促进梗死区心
肌再生、解除微血管痉挛 ,改善微循环 ,抑制血小板
聚集、抗血栓形成、抗氧化及保护心脏微血管内皮细
胞等作用 ,临床用于冠心病、心绞痛、脑栓塞等心脑
血管疾病、肺脏、肝脏、肾脏等疾病的治疗。处方中
含丹参和川芎 ,丹参为该制剂的君药。制剂中有效
成分主要为丹参的水溶性成分丹参素、原儿茶酸、原
·432· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
3 收稿日期 :2009204226　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
基金项目 :河北省中医药局资助项目 (05057) ;河北省科技厅科技项目 (062761372)
作者简介 :张　雪 (1984 —) ,女 ,河北邯郸人 ,在读硕士研究生 ,从事药物分析研究。E2mail :zhangxuedd @sina. com3 通讯作者　黄喜茹　Tel : (0311) 86265623 　E2mail :hxiru @1631com