青蒿素提取工艺研究

青蒿素提取工艺研究

摘要：采用单因素和均匀试验设计，应用高效液相色谱仪测定不同提取条件下青蒿素的提取量。结果表明，对青蒿素转移率的影响相对程度由大到小依次为：提取次数>提取时间>溶剂用量>提取温度，确定了较佳的工艺操作条件为温度55℃时，取药材提取3次，第1次加药材投料量6倍量的溶剂油提取2h，第2次加5倍量提取1.5h，第3次加4倍量提取1.5h。

关键词：青蒿素；提取工艺；溶剂油

青蒿为菊科植物黄花蒿（Artemisia annua L.）的干燥地上部分［1］，青蒿素（Artemisinin，C15H22O5）是从青蒿中提取分离得到的一种无色结晶。青蒿素为无色针状结晶，易溶于丙酮、乙酸乙酯，在乙醇、乙醚中溶解，微溶于冷石油醚，几乎不溶于水［2］。对热不稳定，易受潮、热和还原性质的影响而分解［3］。青蒿素是继氯喹、乙氨嘧啶、伯喹和磺胺后最热门的抗疟特效药，尤其对脑型疟疾和抗氯喹疟疾具有速效和低毒的特点，已成为世界卫生组织推荐的药品。青蒿素在原植物青蒿中含量很低，一般只有7‰左右，因此，研究青蒿素的提取率，缩短提取时间，降低生产成本具有重要的意义。本试验采用单因素和多因素试验研究了提取次数、提取时间、提取温度和提取溶剂量对提取的影响，确定了最佳提取条件，提取所得滤液经减压浓缩，除去杂质，重结晶，干燥精制后得青蒿素试验成品。

1 材料和方法

1.1 材料

6号溶剂油（上海炼油厂，产品质量执行标准：GB16629-1999）；120号溶剂油(中国石油化工总公司，产品质量执行标准：SH0004-90)；青蒿叶末（产地重庆酉阳，40℃时烘3h后打碎）；HPLC（HP公司）；青蒿素对照品（中国药品生物制品检定所）。

1.2 色谱条件［4］

HP1100液相色谱仪，示差检测器，色谱柱KromasilKR100－C18 E17580（250×4.6mm），甲醇-水（72:28）为流动相；流速为1.0mL/min，柱温为30℃。分别精密吸取青蒿素对照品溶液与供试品溶液各20μL，注入液相色谱仪，测定。

1.3 提取溶剂

称取青蒿叶粗粉4份，每份100g，分别置1000mL圆底烧瓶中，其中2份每次加5倍量的6号溶剂油，另2份每次加5倍量的120号溶剂油，50℃提取3次，每次2h，分别合并3次提取液。

1.4 提取方法［5］

提取方法主要有冷浸提取、回流提取、索氏提取、超声波提取和温浸提取等方法，按照下述试验操作进行提取方法考察：

（1）冷浸提取：称取青蒿叶粗粉100g，置1000mL分液漏斗中，每次用5倍量的6号溶剂油冷浸提取3次，每次24h，合并提取液。

（2）回流提取：称取青蒿叶粗粉100g，置1000mL圆底瓶中，每次用5倍量的6号溶剂油回流提取3次，每次2h，合并提取液。

（3）索氏提取：称取青蒿叶粗粉100g，置索氏提取器中，用10倍量的6号溶剂油进行提取至虹吸下的溶剂近无色，收集提取液。

（4）超声波提取：称取青蒿素叶粗粉100g，每次加入5倍量的6号溶剂油用超声波（200w）提取3次，每次30min，合并提取液。

（5）温浸提取：称取青蒿素叶粗粉100g，加入5倍量的6号溶剂油，温浸提取3次，温度为55℃，第一次保温2h，第二、三次保温1.5h，合并提取液。

1.5 均匀设计试验

为了取得更佳的提取效果，在初步选定溶剂种类和提取方法之后，对影响提取效果的诸因素：提取次数、溶剂用量、提取时间以及提取温度等进行了均匀设计考察。取药材粗粉9份，每份100g，按表3所示，在相应的实验条件下进行提取并进行测试。

1.6 考核指标

以有效成分青蒿素的转移率为指标对提取工艺的优劣进行考核。

转移率=提取液中青蒿素的含量×提取液总体积药材中青蒿素的总量

2 结果与讨论

（1）文献资料中［3，6，7］提取青蒿素的溶剂为溶剂油；青蒿素在溶剂油中有较高的溶解度，而青蒿中的杂质较少被同时提出；故提取溶剂选择为溶剂油。

（2）由表1可知，以6号溶剂油的转移率略高，并且在价格上6号油比120号便宜，因此选用6号溶剂油作为提取青蒿素的溶剂。

（3）由表2可知，五种提取方法所得的青蒿素的转移率以第3种和第5种较高；但第3种索氏提取耗时较长，故暂不选用此法；第5种温浸提取法操作简

单，因此选用第5种方法进行提取。有报道用超临界提取，但经预算其成本较高，未采用。

（4）均匀设计试验得回归方程为y=62.114+6.105A+9.68*10-2B+0.999C-8.5*10-2D （R=0.946，F=8.55），本方程第一自由度df1=3，第二自由度df2=3，查表得F0.05（4，4）=6.39（α＝0.05），F

＞F 0.05（4，4），即回归方程很显著，说明实验设计正确。

由表3可知，提取次数对青蒿素转移率的影响相对最大，其次是提取时间；溶剂用量和提取温度在设计的水平之间对转移率的影响相对较小。最佳工艺条件为：提取4次，加6倍量溶剂，提取3h，温度为40℃。

（5）从节约时间、降低生产成本方面考虑，重新设计青蒿素提取工艺为A，与均匀设计试验得到的最佳工艺条件B进行对比试验。这是基于提取次数增加对提高转移率的影响减少，而溶剂用量大则增加了成本，故采用溶剂递减法来减少溶剂用量；同理，提取时间调整为第1次2h，第2、3次1.5h。经过实验，提取温度为55℃时所得提取液颜色较浅，所含杂质少，有利于精制，并且经测定提取液中青蒿素含量较高。得出“A”工艺的成本明显低于“B”工艺，而且含量相关不大。见表4。

3 结论

经过以上研究，优化得到温浸法提取青篙素的最佳工艺条件为：温度为55℃时，取药材提取3次，第1次加药材投料量6倍量的溶剂油提取2h，第2次加5倍量提取1.5h，第3次加4倍量提取1.5h。本研究采用均匀设计方法，对青蒿中青蒿素提取工艺条件进行优化，所得回归方程具有显著性意义，该方法所得结论具有可信性。此项研究为青蒿素的提取分离提供了重要的参考。

参考文献：

［1］中华人民共和国药典委员会.中国药典（一部）［M］.北京：化学工业出版社，2005：137-138.

［2］中华人民共和国药典委员会.中国药典（二部）［M］.北京：化学工业出版社，2005：309-310.

［3］王宗德，孙芳华.青蒿素理化性质及其测定方法的研究进展［J］.江西农业大学学报，1999，021(004)：606-611.