胆碱生物离子液体介导的超声辅助提取及双水相分离杜仲叶活性成分的研究

Bio-ionic liquids have good biodegradability and suitability, and its mediated ultrasound-assisted extraction is particularly suitable for the extraction of natural products due to its higher efficiency, shorter extraction time and lower extraction temperature. Based on the previous studies on the application of ionic liquids, we explored the dissolution kinetics and thermodynamic parameters of natural active ingredients according to the dissolution rules of the relevant standards in choline bio-ionic liquids; and selected the best ionic liquid-mediated ultrasound-assisted extraction of the active ingredients from Eucommia ulmoides leaves, such as polysaccharides, chlorogenic acid, flavonoids. The effects of temperature, liquid-solid ratio, pH, ultrasonic time, and other related factors on the extraction efficiency were studied; the Response Surface Methodology was used to optimize the extraction conditions. The kinetics and thermodynamics of the extraction process were explored by means of fluorescence spectroscopy and electron microscopy. According to the characteristic parameters of the phase equilibria of choline bio-ionic liquid-salt aqueous biphasic systems, an appropriate system was applied to separate the above extracts. After the extraction was completed, the ionic liquids and salts were recovered and reused. The characterization results of the product in vitro antioxidation and high performance liquid chromatography confirmed the bioavailability and effectiveness of choline bio-ion liquid-mediated ultrasound-assisted extraction and corresponding aqueous biphasic systems in the separation of natural products, consistent with the request of green ecology.

生物离子液体具有较好的生物降解性和适宜性，其介导的超声辅助提取由于具有较高的效率、较短的提取时间与较低的提取温度特别适合天然产物的提取。在前期离子液体应用研究的基础上，我们根据相关标准物在胆碱生物离子液体中的溶解度规律，探索相应的溶解动力学和热力学参数，筛选出最佳的离子液体介导超声辅助提取杜仲叶中的活性成分，如多糖，绿原酸，黄酮等。研究温度、液固比、pH、超声时间等相关因素对提取效率的影响；采用响应面对提取条件进行优化。通过荧光光谱、电镜等手段探索提取过程的动力学和热力学机理。根据所构建的胆碱生物离子液体-盐双水相相平衡的特征参数，将合适的体系应用于分离上述提取液，萃取完成后，对离子液体、盐进行回收和重复利用。通过产物体外抗氧化性、高效液相色谱等表征结果的分析，证实了胆碱生物离子液体介导超声辅助提取及其双水相在分离天然产物中的生物兼容性和有效性，符合绿色生态的要求。

胆碱类生物溶剂具有较好的生物降解性和适宜性，作为一种绿色溶剂具有优良的溶解性、不挥发及不可燃等特点，因此在萃取和分离应用领域具有替代传统挥发性有机溶剂的潜力。本项目制备了一系列的胆碱类绿色溶剂即胆碱生物离子液体和胆碱类深共晶溶剂并进行相关表征。通过构建双水相体系对杜仲叶活性成分和苏氨酸进行萃取分离，同时探索超声辅助提取的动力学方程，实现离子液体等组分的回收利用；最后对产物进行体外抗氧化性测试并与抗菌聚合物进行对比。.主要结果如下：（1）将胆碱类深共晶溶剂用于苏氨酸和葡萄籽多糖的两相／三相分离中，其中氯化胆碱-尿素/薄荷醇-乳酸的两相体系被筛选为苏氨酸最佳的手性分离体系，在优化条件下得到的最大对映体过剩值为31.6%。 (2) 研究了基于胆碱离子液体-盐双水相相行为，从其相图和相关系线数据可以得出体系的分相能力相对较弱、下相即盐富集相中离子液体的含量非常低，说明胆碱离子液体在盐相的损失很小，有优异的回收潜力（>95%）。（3）成功开发出一种基于杜仲叶活性物提取与分离一体的胆碱色氨酸离子液体-磷酸钾的三相分配技术，离子液体富集相中主要有黄酮，盐富集相中主要有多糖 ，在两相之间的界面主要富集环烯醚萜可以直接回收；采用RSM对总黄酮提取产率进行优化，最大产率为2.91%，在双水相K3PO4含量为26%时，富离子液体相总黄酮的分布系数K和萃取率E分别达到最大值129和98.5%。（4）利用超声辅助胆碱水杨酸离子液体提取杜仲叶绿原酸和多糖，并探索出提取的动力学方程。绿原酸提取物从乙酸乙酯稀释后的离子液体富集相中析出，随后用大孔树脂进行纯化；盐富集相用透析袋透析，得到的多糖产品纯度为68.82%，对DPPH和羟基自由基有较好的清除能力。.本项目将各种胆碱类离子液体和深共晶溶剂应用于萃取各种天然产物活性成分，利用双水相等技术对目标成分实施进一步的分离纯化。涉及的工艺简单易操作，目标物质萃取效率高、具有较好的生物兼容性等优点，为胆碱类生物溶剂极其双水相在“绿色萃取分离”中的产业化应用提供理论与实践支持。