中药香豆素类化合物的超临界CO_2萃取工艺及产物的非破坏质量监控的实验研究

【摘要】： 中药现代化的范围十分广泛,它包括中药材种植的规范化、中药饮片的现代化生产、制备工艺的自动化与先进化、质量控制与检测手段的现代化以及剂型的现代化等等。但首要最关键的问题就是提取分离工艺的现代化和质量监控的标准化和规范化。实现中药提取、质量监控的现代化,是我们药学工作者努力的方向和所要达到的目标之一。为此,本论文采用先进的超临界CO2萃取技术和人工神经网络-近红外光谱分析技术,分别从中药的提取和非破坏无损质量监控两方面进行了探讨研究,开发得到安全、有效、质量可控的中药提取物。 本论文以中药补骨脂、白芷、蛇床子为代表,系统地研究了超临界CO2 (简称SFE-CO2)萃取含香豆素类化合物的中药的工艺条件。探讨了萃取压力、萃取温度、解析压力、提取时间等工艺参数对药材的SFE-CO2萃取产物的收率以及有效成分的影响。采用人工神经网络-近红外光谱法对蛇床子SFE-CO2萃取产物进行了质量监控,建立了用于分析中药提取物中双组分含量的神经网络数学校正模型,取得了较好的成果,实现了药物的无损非破坏快速定量分析。 采用正交实验法,以萃取物中有效成分的收率和含量为指标,确定了三种药材的最佳提取工艺。并通过实验证明,SFE-CO2萃取产物,能保留药材的有效成分,并可以防止常规工艺提取时间过长,引起的产物的氧化变质。有效成分的收率成倍地提高。不仅工艺上优越,而且还能保持药材本身的药理活性。对于有效成分含量较低的药材,萃取时可考虑加入适量的乙醇作为夹带剂。 采用薄层色谱法、紫外分光光度法和高效液相色谱法对三种药材的SFE-CO2萃取产物进行了分析测定。并利用气相—质谱联机技术,对萃取产物中的其他挥发性成分进行了鉴定分析。通过对药材SFE- CO2萃取产物的分离,纯化,获得了纯度较高的总香豆素有效部位,为下一步研究开发新药奠定了实验基础。 从补骨脂和蛇床子的SFE- CO2萃取产物中分离结晶得到补骨脂素和蛇床子素单体,是萃取工艺的一大突破。并对其进行了紫外、红外、质谱鉴定,确定了其化学结构。目前此技术已申报国家发明专利二项。此项目在2005年获得吉林省科技进步三等奖。 用近红外光谱结合人工神经网络误差反向传播算法(BP网络)对蛇床子SFE-CO2萃取产物的双组分有效活性成分进行定量预测,并分别建立了人工神经网络、近红外光谱法和短波近红外光谱法快速非破坏监控蛇床子SFE-CO2萃取物中双组分含量的数学校正模型,其快速的预报结果和传统的HPLC法测得的基本一致。说明人工神经网络具有处理复杂非线性信息的强大能力。人工神经网络-近红外光谱法在天然药物在线质量监控,具有较大的指导意义。 通过本文的研究,充分证明了超临界CO2萃取技术以及人工神经网络-近红外光谱分析技术在中药现代化的提取与质量监控方面,具有较大的潜力和广阔的前景。