雷公藤多指標活性成分的提取條件優化方法及提取方法

2023-12-05 15:24:31

雷公藤多指標活性成分的提取條件優化方法及提取方法
【專利摘要】本發明涉及一種雷公藤多指標活性成分的提取條件優化方法及提取方法，其特徵在於：針對雷公藤多指標活性成分的最優化提取，綜合現有技術中的雷公藤活性成分的超聲提取工藝，經過單因素實驗考查，選取液料比、溶劑濃度和超聲功率三個對雷公藤多指標活性成分的提取總評值（OD值）影響較大的因數，利用design expert軟體，運用星點設計-響應面優化法進行優化，得到最佳提取工藝參數。本發明方法簡易，實驗精度高，能通過模型擬合求得最佳值，節約了資源和能耗，能為工業化提取生產提供指導。
【專利說明】雷公藤多指標活性成分的提取條件優化方法及提取方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種雷公藤多指標活性成分的提取條件優化方法及雷公藤活性成分 的提取方法。

【背景技術】
[0002] 雷公藤在中醫臨床上具有悠久的使用歷史，主要用於治療各種免疫和炎症性疾 病，包括類風溼性關節炎、系統性紅斑狼瘡等。雷公藤活性成分具有很好的抗腫瘤、免疫抑 制、抗炎、抗生育、殺蟲等活性。雷公藤內酯醇（即雷公藤甲素)是雷公藤中研究最多、活性最 好的成分，具有很好的抗腫瘤、免疫抑制、抗炎、抗生育、殺蟲等活性。雷公藤內酯酮與雷公 藤內酯醇結構相似，活性也相當。雷公藤紅素具有很強的抗腫瘤及較好的免疫抑制等活性。 去甲澤拉木醛具有較強的免疫抑制作用。因此這四個指標活性成分已經能夠反映雷公藤的 整體活性。目前國內外對這些活性成分的研究已成熱點，主要集中在通過結構改造等進行 創新藥物的研發，因此提取分離這些雷公藤活性成分具有重要意義。
[0003] 雷公藤傳統的提取方法有煎煮法、回流法、浸漬法、滲漉法。近年來一些新的提取 法，如超聲波提取法、超臨界萃取法和破碎提取法等，也越來越受到關注。但是在現有雷公 藤提取工藝中，一般只選用單個指標成分，不能衡量提取物的整體組成；也有一些對一類成 分如總內酯、總生物鹼的提取報導，但提取目標缺乏針對性、提取藥液雜質多；一般很少採 用實驗優化設計，從而無法判定提取工藝是否為最優、是否科學合理。
[0004] 星點設計是在析因設計的基礎上，由析因點及中心點形成的可進行線性或非線性 擬合的實驗設計方法，具有實驗次數少、精度高等特點。響應面法是根據幾個變量與一個或 多個應變量之間的回歸關係，通過回歸分析得到提取條件和結果的回歸關係，從而求得最 佳提取工藝的一種數學優化方法，具有科學直觀、方便有效等特點。
[0005] 超聲波提取技術是利用超聲波的空化作用及超聲波次級效應使植物有效成分快 速溶出，具有提取簡易、效率高、能耗低、不破壞有效成分等特點。


【發明內容】

[0006] 為了解決上述問題本發明提供一種運用星點設計-響應面法優化雷公藤多指標 活性成分的超聲提取工藝，選取液料比、溶劑濃度和超聲功率三個對雷公藤多指標活性成 分的OD值影響較大的因數進行優化，得到最佳提取工藝參數。
[0007] 本發明涉及一種雷公藤多指標活性成分的提取條件優化方法，其特徵在於：
[0008] 1.針對雷公藤多指標活性成分的最優化提取，所提取優化的雷公藤多指標活性成 分可以為雷公藤內酯醇、雷公藤內酯酮、雷公藤紅素和去甲澤拉木醛中的兩種或三種以上 成分。
[0009] 2.運用星點設計-響應面優化法優化雷公藤多指標活性成分的超聲提取工藝，按 以下步驟進行：
[0010] 1)綜合現有技術中的雷公藤活性成分的超聲提取工藝為：取雷公藤藥材根的粉 末，採用甲醇、乙酸乙酯、乙腈中的一種或兩種以上成分混合溶液提取，按照提取溶液與粉 末為1:1?80:1的液料比，於50?400W功率下超聲提取5?60分鐘；固液分離，得含有 雷公藤活性成分的提取液；
[0011] 2)提取工藝中單因數實驗考查：
[0012] 當其它因數在較優水平範圍時，改變某一因素，例如：
[0013] 當提取溶劑為乙酸乙酯甲醇混合溶液，液料比在16:1?48:1，超聲功率在100? 400W，提取時間在15?45分鐘的較優水平範圍時，乙酸乙酯甲醇混合溶液中乙酸乙酯體積 濃度在〇?100%範圍內分散選取5個或6個以上點值作為實驗水平，進行單因素實驗；
[0014] 當提取溶劑為乙酸乙酯甲醇混合溶液，乙酸乙酯體積濃度在50?100%，超聲功率 在100?400W，提取時間在15?45分鐘的較優水平範圍時，液料比在1:1?80:1範圍內 分散選取8個或9個以上實驗水平，進行單因素實驗；
[0015] 當提取溶劑為乙酸乙酯甲醇混合溶液，乙酸乙酯體積濃度在50?100%，液料比在 16:1?48:1，提取時間在15?45分鐘的較優水平範圍時，超聲功率在50?400W範圍內 分散選取5個或6個以上實驗水平，進行單因素實驗；
[0016] 當提取溶劑為乙酸乙酯甲醇混合溶液，乙酸乙酯體積濃度在50?100%，液料比在 16:1?48:1，超聲功率在100?400W的較優水平範圍時，提取時間在5?60分鐘範圍內 分散選取6個或7個以上實驗水平，進行單因素實驗；
[0017] 按實驗超聲提取後固液分離，得含有雷公藤活性成分的提取液；提取液過濾膜後 即用於液相色譜串聯質譜檢測；計算OD值，OD值越高，表明提取率越高，對應的提取工藝參 數越優；進行數據分析處理(如圖2);
[0018] 每次處理重複三次或四次以上；根據單因素實驗考查結果得知，雷公藤多指標活 性成分的超聲提取工藝優化較佳參數為：採用乙酸乙酯體積濃度為50?100%的乙酸乙酯 或乙酸乙酯甲醇混合溶液提取，按照提取溶液與粉末為24:1?40:1的液料比，於100? 400W功率下超聲提取30分鐘；
[0019] 3)經過單因素實驗考查結果，選取液料比、溶劑濃度和超聲功率三個對雷公藤多 指標活性成分的OD值影響較大的因數，利用design expert軟體，運用星點設計-響應面 法(李東東，放茂良，高雲濤，等.星點設計-響應面法優化超聲提取青竹標多酚[J].中藥 材，2011，34(1) : 129-133.)進行優化，得到最佳提取工藝參數：液料比為34. 60,乙酸乙酯 體積濃度為74. 36%，超聲功率為299. 5W，超聲提取30分鐘。
[0020] 本發明還涉及一種雷公藤活性成分的提取方法，其特徵在於：取雷公藤藥材根的 粉末，採用乙酸乙酯體積濃度為50?100%的乙酸乙酯或乙酸乙酯甲醇混合溶液提取，按照 提取溶液與粉末為24:1?40:1的液料比，於100?400W功率下超聲提取30分鐘；固液分 離，得含有雷公藤多指標活性成分的提取液。
[0021] 雷公藤藥材根的粉末是指乾燥至含水率< 8% (重量含量）雷公藤藥材根部，粉碎 後通過60目篩的篩下組分。
[0022] 本發明總結：
[0023] 1.本發明選用多指標成分進行提取優化，既有低含量的活性成分雷公藤內酯醇和 雷公藤內酯酮，又有高含量的活性成分雷公藤紅素和去甲澤拉木醛，兼顧高低含量主要活 性成分的同時提取優化，使提取物能更全面地反映雷公藤的整體活性組成。
[0024] 2.本發明應用星點設計-響應面法優化雷公藤多指標活性成分提取工藝，星點設 計比正交設計更簡化，比均勻設計法更全面，而且其實驗次數少（正交設計5 3組實驗），實 驗精度1?。
[0025] 3.在某些實施例中，提取溶劑可以不為甲醇、乙酸乙酯、乙腈或其混合溶液；提取 次數可以多次。
[0026] 4.正交設計和均勻設計是基於線性模型的設計，某些設計表如正交設計L9 (34) 不適合用於二次及以上多項式模型，由於受所選模型的限制，只能指出某一因素的取值方 向，但無法求得最佳值。星點設計-響應面法優化就能通過多項式模型擬合求得最佳值， 科學有效地得到最佳提取工藝、最佳OD值和最佳提取率。
[0027] 5.本發明採用超聲波提取技術，具有提取簡易、效率高、能耗低、不破壞有效成分 等優點。
[0028] 6.本發明提高了提取效率和雷公藤資源的利用率，節約了資源和能耗，能夠為雷 公藤的工業化提取生產提供指導。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做進一步詳細說明。
[0030] 圖1雷公藤對照品溶液和提取物中四個指標活性成分的提取離子流色譜圖：雷公 藤內酯醇（1)、雷公藤內酯酮（1)、去甲澤拉木醛（3)、雷公藤紅素（4);
[0031] 圖2是單因素實驗中不同提取因數對雷公藤多指標活性成分OD值的影響圖：
[0032] (1)為液料比對雷公藤多指標活性成分OD值的影響圖
[0033] (2)為溶劑濃度對雷公藤多指標活性成分OD值的影響圖
[0034] (3)為超聲功率對雷公藤多指標活性成分OD值的影響圖
[0035] (4)為提取時間對雷公藤多指標活性成分OD值的影響圖；
[0036] 圖3是提取因素對雷公藤多指標活性成分OD值影響的響應面三維、二維圖：
[0037] (a)上圖為液料比與濃度對OD值影響的響應面三維圖
[0038] (a)下圖為液料比與濃度對OD值影響的響應面二維圖
[0039] (b)上圖為液料比與超聲功率對OD值影響的響應面三維圖
[0040] (b)下圖為液料比與超聲功率對OD值影響的響應面二維圖
[0041] (c)上圖為濃度與超聲功率對OD值影響的響應面三維圖
[0042] (c)下圖為濃度比與超聲功率對OD值影響的響應面二維圖。

【具體實施方式】
[0043] 現結合實施例和附圖對本發明做進一步詳細說明，實施例僅限於說明本發明，而 非對本發明的限定。
[0044] 實施例1
[0045] 一種雷公藤多指標活性成分的提取條件優化方法
[0046] L提取實驗
[0047] 用天平稱取雷公藤藥材根的粉末，採用甲醇、乙酸乙酯、乙腈中的一種或兩種以 上成分混合溶液提取，按照提取溶液與粉末為1:1?80:1的液料比，於50?400W功率 下超聲提取5?60分鐘；固液分離，得含有雷公藤多指標活性成分的提取液。提取液過 濾膜後即用於液相色譜串聯質譜檢測（R.J. Zhuo, H.B. Xiao et al. Rapid simultaneous quantitative determination of terpenoids in Tripterygium wilfordii Hook F by ultrahigh-performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-〇f-flight mass spectrometry. Analytical Methods, 2013, 5, 2046 - 2052)。利用色 譜的強大分離能力和質譜的高分辨高靈敏，得到基線分離的四個指標活性成分的提取離子 流色譜圖(見圖1 )，利用四個化合物的積分峰面積計算提取總評值（0D值)。
[0048] OD=(LOGI0(AI*V)*L0GI0(A2*V)*L0GI0(A3*V)*L0GI0(A4*V)Γ(1/4)
[0049] A1、A2、A3、A4分別表示四個指標活性成分雷公藤內酯醇、雷公藤內酯酮、雷公藤紅 素、去甲澤拉木醛的提取離子流色譜圖（EIC)積分峰面積，V為液料比。
[0050] 提取率=0D/0D 總 *100%
[0051] 在最優提取條件下，分級超聲提取雷公藤藥材根的粉末，直至提取液無色且檢測 不到四個活性成分中的任意一個，按實際檢測到的化合物來計算，得到分級各次提取的OD 值，其加和為0D&
[0052] 2.實驗設計與統計分析
[0053] 1)提取工藝中單因數實驗考查：
[0054] 當固定提取溶劑為乙酸乙酯甲醇混合溶液，液料比為32:1，超聲功率為250W，提 取時間為30分鐘時，取乙酸乙酯甲醇混合溶液中乙酸乙酯體積濃度分別為0、25、50、75、 100%，進行單因素實驗，考察溶劑濃度對OD值的影響；
[0055] 當固定提取溶劑為乙酸乙酯甲醇混合溶液，乙酸乙酯體積濃度為75%，超聲功率為 250W，提取時間為30分鐘時，取液料比分別為1 :1、2:1、4:1、8:1、16:1、32 :1、48:1、80:1，進 行單因素實驗，考察液料比對OD值的影響；
[0056] 當固定提取溶劑為乙酸乙酯甲醇混合溶液，乙酸乙酯體積濃度為75%，液料比為 32:1，提取時間為30分鐘時，取超聲功率分別為50、150、250、350、4001，進行單因素實驗， 考察超聲功率對OD值的影響；
[0057] 當固定提取溶劑為乙酸乙酯甲醇混合溶液，乙酸乙酯體積濃度為75%，液料比為 32:1，超聲功率為2501時，取提取時間分別為5、10、15、30、45、60分鐘，進行單因素實驗，考 察提取時間對OD值的影響；
[0058] 按實驗超聲提取後固液分離，得含有雷公藤活性成分的提取液；提取液過濾膜後 即用於液相色譜串聯質譜檢測；計算OD值，OD值越高，表明提取率越高，對應的提取工藝參 數越優；進行數據分析處理(如圖2);
[0059] 每次處理重複三次或四次以上；根據單因素實驗考查結果得知，雷公藤多指標活 性成分的超聲提取工藝優化較佳參數為：採用乙酸乙酯體積濃度為50?100%的乙酸乙酯 或乙酸乙酯甲醇混合溶液提取，按照提取溶液與粉末為24:1?40:1的液料比，於100? 400W功率下超聲提取30分鐘。
[0060] 2)響應面法設計優化
[0061] 根據單因素實驗考查結果，選取對OD值影響較顯著的液料比、溶劑濃度和超聲功 率這三個因素，利用design expert軟體根據星點設計原則設計實驗，進行實驗因素與水平 的設定，設定結果見表1。
[0062] 表1實驗因素與水平設定
[0063]

【權利要求】
1. 一種雷公藤多指標活性成分的提取條件優化方法，其特徵在於：針對雷公藤多指標 活性成分的最優化提取，所提取優化的雷公藤多指標活性成分可以為雷公藤內酯醇、雷公 藤內酯酮、雷公藤紅素和去甲澤拉木醛中的兩種或三種以上成分； 按以下步驟進行： 1) 綜合現有技術中的雷公藤活性成分的超聲提取工藝； 2) 提取工藝中單因數實驗考查； 3) 運用星點設計-響應面優化法優化雷公藤多指標活性成分的超聲提取工藝。
2. 按照權利要求1所述的的提取條件優化方法，其特徵在於：運用星點設計_響應面 優化法優化雷公藤多指標活性成分的超聲提取工藝，按以下步驟進行： 1) 綜合現有技術中的雷公藤活性成分的超聲提取工藝為：取雷公藤藥材根的粉末，採 用甲醇、乙酸乙酯、乙腈中的一種或兩種以上成分混合溶液提取，按照提取溶液與粉末為 1:1?80:1的液料比，於50?400W功率下超聲提取5?60分鐘；固液分離，得含有雷公 藤活性成分的提取液； 2) 提取工藝中單因數實驗考查： 當其它因數在較優水平範圍時，改變某一因素，例如： 當提取溶劑為乙酸乙酯甲醇混合溶液，液料比在16:1?48:1，超聲功率在100? 400W，提取時間在15?45分鐘的較優水平範圍時，乙酸乙酯甲醇混合溶液中乙酸乙酯體積 濃度在〇?100%範圍內分散選取5個或6個以上點值作為實驗水平，進行單因素實驗； 當提取溶劑為乙酸乙酯甲醇混合溶液，乙酸乙酯體積濃度在50?100%，超聲功率在 100?400W，提取時間在15?45分鐘的較優水平範圍時，液料比在1:1?80:1範圍內分 散選取8個或9個以上實驗水平，進行單因素實驗； 當提取溶劑為乙酸乙酯甲醇混合溶液，乙酸乙酯體積濃度在50?100%，液料比在 16:1?48:1，提取時間在15?45分鐘的較優水平範圍時，超聲功率在50?400W範圍內 分散選取5個或6個以上實驗水平，進行單因素實驗； 當提取溶劑為乙酸乙酯甲醇混合溶液，乙酸乙酯體積濃度在50?100%，液料比在 16:1?48:1，超聲功率在100?400W的較優水平範圍時，提取時間在5?60分鐘範圍內 分散選取6個或7個以上實驗水平，進行單因素實驗； 按實驗超聲提取後固液分離，得含有雷公藤活性成分的提取液；提取液過濾膜後即用 於液相色譜串聯質譜檢測；計算雷公藤多指標活性成分的提取總評值（OD值)，OD值越高， 表明提取率越高，對應的提取工藝參數越優； 每次處理重複三次或四次以上；根據單因素實驗考查結果得知，雷公藤多指標活性成 分的超聲提取工藝優化較佳參數為：採用乙酸乙酯體積濃度為50?100%的乙酸乙酯或乙 酸乙酯甲醇混合溶液提取，按照提取溶液與粉末為24:1?40:1的液料比，於100?400W 功率下超聲提取30分鐘； 3) 經過單因素實驗考查結果，選取液料比、溶劑濃度和超聲功率三個對雷公藤多指標 活性成分的OD值影響較大的因數，利用design expert軟體，運用星點設計-響應面法 (李東東，放茂良，高雲濤，等.星點設計-響應面法優化超聲提取青竹標多酚[J].中藥 材，2011，34(1) : 129-133.)進行優化，得到最佳提取工藝參數：液料比為34. 60,乙酸乙酯 體積濃度為74. 36%，超聲功率為299. 5W，超聲提取30分鐘。
3. -種雷公藤活性成分的提取方法，其特徵在於：取雷公藤藥材根的粉末，採用乙酸 乙酯體積濃度為50?100%的乙酸乙酯或乙酸乙酯甲醇混合溶液提取，按照提取溶液與粉 末為24:1?40:1的液料比，於100?400W功率下超聲提取30分鐘；固液分離，得含有雷 公藤多指標活性成分的提取液。
4. 按照權利要求3所述的方法，其特徵在於： 液料比為34. 60,乙酸乙酯體積濃度為74. 36%，超聲功率為299. 5W，超聲提取30分鐘。
5. 按照權利要求3所述的方法，其特徵在於： 雷公藤藥材根的粉末是指乾燥至含水率< 8% (重量含量）雷公藤藥材根部，粉碎後通 過60目篩的篩下組分。
【文檔編號】C07J73/00GK104418931SQ201310379726
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】肖紅斌, 卓榮傑, 張曉哲, 王莉, 高明哲 申請人:中國科學院大連化學物理研究所