基于红外辅助提取技术的中药活性成分分析应用基础研究

Sample preparation techniques are essential in the quality control of Traditional Chinese Medicines (TCMs). The traditional extraction methods can not meet the need for the analysis of active ingredients in TCMs, and it is urgent for the research workers to develop new extraction methods. Following a preliminary study, we have discovered that infrared-assisted extraction could achieve similar or better extraction efficiency in a shorter extraction time than the current extraction methods. Furthermore, the infrared-assisted extraction is safe, environmental-friendly and highly efficient. On the basis of the preliminary study, the scope, influence factors, selectivety, reliability of the infrared-assisted extraction in the analysis of active components in TCMs, and the improvement of the infrared-assisted extraction apparatus are to be thoroughly explored. The thermodynamics, kinetics and cell microstructure variation of the extracts during the extraction process are to be studied to reveal the mechanism of the infrared-assisted extraction. The ultimate goal of this research project is to provide theoretical foundation and technical guidance for the safe, environmentally-friendly, fast and highly-efficient extraction method-infrared assisted extraction.

样品前处理技术对中药质量评价至关重要，发展快速、高效、灵敏、环境友好的样品前处理方法是分析工作者一直追求的目标。而传统的提取技术无法满足当前中药活性成分分析的需要，研究开发新的提取技术仍是研究工作者亟待解决的课题。申请人在进行了初步研究后发现红外辅助提取技术能在较短的提取时间内达到与现行方法相当或更好的提取效果，而且具有安全环保、节能高效等优点。本研究拟在前期的研究基础上对红外辅助提取技术对中药活性成分的适用范围、影响因素、方法选择性、可靠性及对红外辅助提取装置进行改进以提高热辐射转换率，减少转换过程中的能量损失等方面作深入探索，并通过研究提取过程中被提物的热力学、动力学以及中药材细胞微观结构的变化规律，初步揭示红外辅助提取中药有效成分的机理，为创建一种安全环保、高效快捷的新提取技术提供理论基础与技术指导。

本课题在前期的研究基础上对红外辅助提取技术（infrared-assisted extraction，IRAE）对中药活性成分的适用范围、影响因素、方法选择性、可靠性及对红外辅助提取装置进行改进以提高热辐射转换率，减少转换过程中的能量损失等方面作深入探索。. 把IRAE应用于中药中的有机酸类、黄酮类、生物碱类等活性成分的提取，结合前期基础明确了该技术的适用范围。提取了丹参中的丹酚酸B、地榆中的没食子酸、卷柏中的穗花杉双黄酮和黄芩中的黄芩总黄酮苷元，与其他提取技术相比，证明该技术具有快速、高效、节能、环保的优点。以传统红外辅助提取技术为基础，发展了离子液-红外辅助提取（ionic-liquid-based infrared-assisted extraction，IL-IRAE），并将其应用于秦皮中的香豆素和石蒜中的生物碱的提取，进一步强化了红外辅助提取技术的优势和应用范围。设计制备了可控温的红外辅助提取系统（temperature-controlled infrared-assisted extraction，TC-IRAE），提高了热辐射转换率、减少了转换过程中的能量损失，拓宽了IRAE的应用范围，尤其适用于热不稳定及挥发性中药成分的提取。借助扫描电镜（scanning electron microscopy，SEM）观察了红外辅助自身酶解法（infrared-assisted self enzymolysis extraction，IRASEE）提取前后药材表面的破坏程度，通过傅里叶红外光谱仪研究了样品主要构成的变化，并首次探索了IRASEE提取过程的热力学、动力学规律，初步阐释了IRASEE的提取机理。. 本项目的研究结果为创建一种安全环保、高效快捷的新提取技术提供理论依据，为解决IRAE在中药活性成分分析中的应用及中药提取工艺的改进提供技术基础。项目共发表期刊论文5篇，其中SCI论文2篇、中文核心期刊3篇，申请专利4项，其中授权1项。协助培养博士研究生2名、硕士研究生1名。