微波辅助提取青蒿素的研究

韩伟，郝金玉，薛伯勇，叶飞，邓修

（华东理工大学化学工程研究所，上海 200237）

微波辅助提取青蒿素的研究

韩伟，郝金玉，薛伯勇，叶飞，邓修

（华东理工大学化学工程研究所，上海 200237）

微波辅助提取，又称微波萃取，Microw ave Extraction（ME）或Microwave Assisted Ex traction（MAE），它是微波和传统的溶剂萃取法相结合后形成的一种新的萃取方法。Ganzler[1]首先在分析化学制样技术中应用微波萃取法，此后这方面的研究不断增加[2～4]。经研究表明：微波萃取法具有萃取时间短、溶剂用量少、提取率高、溶剂回收率高、所得产品品质好、成本低、投资少等优点[5]。索氏提取法处理物料一般要消耗数小时甚至十几、二十几小时，微波萃取法仅需几分钟、十几分钟即可[6]。后者消耗的有机溶剂亦不到前者的50%。与超临界萃取相比，微波萃取仪器设备比较简单、廉价，而且适应面较广，较少受被萃取物极性的限制[7]。

青蒿素是我国唯一得到国际承认的抗疟新药，也是我国第一个以一类新药制剂出口的化学药品,它含有过氧基团的倍半萜内酯，对脑型及抗氯喹恶性疟疾有特殊疗效[8]。目前，青蒿素的研究已引起国际上的高度重视，而青蒿素提取率低是造成黄花蒿资源浪费的重要原因[9]。所以把这种新型萃取方法——微波辅助提取法应用于青蒿素是很有研究意义的。

1 原料、设备及分析方法

1.1 实验原料

桂林集琦香料有限公司提供的干黄花蒿叶。将干黄花蒿叶用粉碎机粉碎后，过筛，制成黄花蒿叶粉，储于干燥器中备用。

1.2 设备

微波萃取器一台，是国营七七二厂产品经改造而成，具有冷凝回流装置，可以进行时间和温度调节，有空气鼓泡搅拌装置。粉碎机一台。恒温水浴、旋转蒸发器、真空泵。

1.3 主要试剂

青蒿素标准品由湖南吉首制药厂提供，纯度99.9996%。乙醇、三氯甲烷、乙醚、60～90℃石油醚，30～60℃石油醚、正己烷、环己烷等都是分析纯。120 #溶剂油购于上海化轻长桥油漆商店（中国石油化工总公司产品），该产品不含四乙基铅，不加任何添加剂，不含水溶性酸或碱，硫含量低，溶解力强，是一种用途广泛的有机溶剂，主要用于橡胶工业、油漆工业中，沸点80～120℃，密度653 kg/m3，产品质量执行标准：SH 0004—90。6 #抽提溶剂油购于上海炼油厂，该产品为无色透明液体，易燃，易挥发，不含四乙基铅，硫含量少，芳烃含量低，是一种用途广泛的有机溶剂，常用于提取植物油，也可用于抽提动物骨骼中脂肪，沸点60～90℃，密度660 kg/m3，产品质量执行标准：SH 0003—90。

1.4 分析方法和仪器

分析方法采用高效液相色谱法（HPLC）[10]。色谱柱：Spherisorb C18 10μ4 .6 mm ×390 mm；流动相：0.01mol/L Na2HPO4-NaH2PO4缓冲液（水∶甲醇=40∶40）；检测波长：260 nm；灵敏度：0 .05 AUFS；流速：1 mL/min；进样10μL。

2 标准曲线测定

2.1 微波辅助提取

准确称取黄花蒿样品大约10 g置于三角烧瓶中，加入6 #抽提溶剂油150 mL，放入微波萃取器中进行常压提取，在空气鼓泡搅拌状态下，接受微波辐射1 min，待挥发出的溶剂被冷凝回流后，取出用冷水冷却至室温，重新放置于微波萃取器中，接受微波辐射，重复以上步骤直至总辐射时间累计到达设计值。

2.2 样液的处理

提取结束后，将提取液冷却至室温后，抽滤，滤液置于分液漏斗中，加入2%NaOH水溶液洗去碱溶性部分，弃去下层碱液后，以蒸馏水洗涤至中性。经水洗后的提取液置于茄形烧瓶中在45℃下减压旋转蒸发，得到含青蒿素的浸膏。称量后，将所有浸膏用95%乙醇溶解，过滤转移至250 mL量瓶中，取10 mL 于100 mL量瓶中，加入0.2%NaOH溶液40 mL，在50℃恒温水浴中反应30 min后取出，以流水冷却至室温后再加入0.08 mol/L醋酸溶液至满刻度，摇匀。送去做HPLC分析。

2.3 标准曲线的测定

称取标准品100 mg于100 mL量瓶中，以95%乙醇溶解，并稀释至刻度。分别吸取2 mL、5 mL和10 mL置于100 mL量瓶中，以95%乙醇补充至10 mL，加入0.2%NaOH溶液40 mL，在50℃恒温水浴中反应30 min后取出。流水冷却至室温后再加入0.08 mol/L醋酸溶液至刻度，摇匀。配成浓度为0.02 mg/mL，0.05 mg/mL，0.1 mg/mL 的标准溶液。与样品同时进行HPLC分析。并绘制标准曲线。

3 结果及讨论

3.1 溶剂的选择

提取黄花蒿中的青蒿素传统溶剂大多使用有机溶剂如醇类（甲醇、乙醇）；醚类（石油醚）；烷类（正己烷、环己烷、二氯甲烷、氯仿等）。以上溶剂对青蒿素有良好的溶解性。因此选用乙醇、三氯甲烷、正己烷、环己烷、60～90℃石油醚，30～60℃石油醚，120#溶剂油，6#抽提溶剂油8种溶剂进行实验（表1）。实验结果表明，无水乙醇和三氯甲烷明显不是合适溶剂，因为它们提取出大量浸膏，其中绝大部分是杂质，加重后续分离的难度。6#抽提溶剂油得到最大的青蒿素提取率。本文在研究的过程中采用索氏提取法进行了对比实验，以6 #抽提溶剂油为溶剂微波辐射8 min 的提取率（84.01%）较采用相同溶剂的索氏提取法提取6 h的提取率（60.35%）还高出20%以上，同时，由于6号抽提溶剂油的价格便宜，所以选用6 #抽提溶剂油作为微波辅助提取青蒿素的溶剂。

3.2 物料粉碎度的影响

一般情况下，提取平衡是受分子内扩散控制。实验以40目，60目，80目，100目，120目的黄花蒿粉为原料，溶剂比是150 mL 120#溶剂油/30 g黄花蒿粉，微波辐射时间是8 min（每次60 s，共8次），微波功率为650 W。实验结果见表2。由表结果可以看出，青蒿素提取率随物料粉碎度的增加而提高。120目黄花蒿粉末为原料，青蒿素提取率最高。比120目更细的黄花蒿粉末，会加大过滤的难度，并不适用。

3.3 微波辐射时间的影响

微波辐射时间对青蒿素的提取率有很大影响。选用黄花蒿全草粉末10 g，加入6 #抽提溶剂油150 mL，在微波萃取器中进行处理。采用空气鼓泡搅拌，每次1 min，处理8组样品，其总提取时间分为2，4，6，8，10，12，14，18 min（表3）。结果表明：随着微波辐射时间的增加，青蒿素的提取率也随之增大，但最终趋向于恒定。在前10 min 内增加趋势明显，10 min以后增大趋势缓慢，并在12 min 以后有微弱的下降。可能是青蒿素在高温下有分解，引起提取率微弱下降。所以微波辐射时间以12 min为宜。

3.4 溶剂比的影响

溶剂比是提取过程中的一个重要因素，从传质速率的角度讲，主要表现在影响固相主体和液相主体之间的浓度差，即传质推动力。溶剂比小，两相间的浓度差小，从而传质推动力小。其次，溶剂比的大小会影响两相的混合情况。尤其在搅拌不充分的情况下，会改变表观传质系数，从而影响传质速率。溶剂比的提高必然会在较大的程度上提高传质推动力，但也提高了生产成本及后续处理的难度，所以溶剂比不宜太高。

准确称量30 g 黄花蒿粉，分别用120#溶剂油100，150，180，220，240，250，300，350 mL提取其有效成份，微波辐射时间为8 min，实验结果见表4。随着溶剂比的增大，青蒿素的提取率有明显的提高。溶剂比大于11.3，结果较好。实验中也观察到，当溶剂比较大时，空气鼓泡搅拌的状态明显好于溶剂比较小时。通过空气鼓泡搅拌，可以改善提取的产物从固相表面扩散进入液相主体过程的两相传质，即可以减小外扩散阻力的影响，提高提取率。

4 结论

微波辅助提取法适合于提取黄花蒿中的青蒿素。6#抽提溶剂油是微波辅助提取青蒿素的合适溶剂。青蒿素提取率随物料粉碎度的增加而提高，120目黄花蒿粉末为原料，青蒿素提取最高。随着微波辐射时间的增加，青蒿素的提取率也随之增大,但最终趋向于恒定，在前10 min内增加趋势明显，10 min以后增大趋势缓慢，并在12 min以后有微弱的下降，微波辐射时间以12 min为宜。随着溶剂比的增大，青蒿素的提取率有明显的提高。溶剂比大于11.3，结果较好。

摘编自《中成药》2002年第2期：83～86页，图、表、参考文献已省略。