电穿孔用于中药有效成分提取关键技术研究

This project proposes the research ideas of electroporation for the extraction of effective chemical constituents of traditional Chinese medicines by analyzing the existing problems and limitations of traditional Chinese medicine extraction methods. Multi-parameter adjustable pulse power source can generate transient high-voltage pulse, acting on the cell tissue of medicinal plants and achieve the electric field effect of electroporation to extract the specific medicinal components of traditional Chinese medicine cells.The project plans to take medicinal plant Salvia miltiorrhiza as a sample, extract intracellular tanshinone as the target extractive. Based on the establishment of the electrical model of Salvia miltiorrhiza plant tissue structure, and advanecd analysis techniques with biology aand chemistry, we will study the physical mechanism of irreversible electroporation, determine the influence of the key parameters such as electrical pulse on the extraction, grasp the law of electroporation extraction of active ingredients and obtain the innovative research results. These will lay a theoretical and technical foundation for the application of electroporation technology in the traditional Chinese medicine and natural plant health food extraction field, and promote the inheritance and development of traditional Chinese medicine.

通过分析传统中药提取方法存在的问题，以及现有提取方法存在的局限性，提出电穿孔提取中药有效化学成分研究思路。采用多参数可调脉冲功率源产生瞬态高压脉冲，作用于药用植物细胞组织，实现电穿孔电磁生物效应，以提取中药细胞内特定药用成分。本项目计划以药用植物丹参为样品，提取细胞内丹参酮和丹酚酸作为目标提取物。采用细胞荧光显微镜、液相色谱、阻抗分析仪等检测分析仪器，从微观和微观不同层面研究电穿孔物理机制；建立植物细胞组织结构电学模型，确定电脉冲等关键参数对提取效果的影响，掌握电穿孔提取有效成分的规律，获得创新性研究成果，为电穿孔技术在传统中药、天然植物健康食品提取领域中的应用奠定理论和技术基础，促进传统中医药事业继承和发展。

通过分析传统中药提取方法存在的问题，以及现有提取方法存在的局限性，提出电穿孔提取中药有效化学成分研究思路。采用多参数可调脉冲功率源产生瞬态高压脉冲，作用于药用植物细胞组织，实现电穿孔电磁生物效应，以提取中药细胞内特定药用成分。本项目以药用植物丹参为样品，提取细胞内丹参酮和丹酚酸作为目标提取物。采用细胞荧光显微镜、液相色谱、阻抗分析仪等检测分析仪器，从微观和微观不同层面研究电穿孔物理机制；建立植物细胞组织结构电学模型，确定电脉冲等关键参数对提取效果的影响，掌握电穿孔提取有效成分的规律，获得创新性研究成果，为电穿孔技术在传统中药、天然植物健康食品提取领域中的应用奠定理论和技术基础，促进传统中医药事业继承和发展。. 考虑植物生物学细胞组织结构和电学特性，建立中药植物颗粒生物电场模型，研究电脉冲作用于植物细胞组织，形成不可逆电穿孔击穿的物理机制，确定跨膜电压、穿孔能量临界参数与细胞组织大小、结构参数的关系；理论和实验研究多个电参数对提取物的影响，从理论上进行分析和解释；为进一步提高电穿孔药物成分提取效率，本项目还研究了颗粒大小、溶剂，以及温度的协同效应，从电介质特性出发，根据“相似相溶”原理解析了电脉冲作用下的溶质扩散过程。以中药植物丹参为研究样本，研究了电穿孔提取丹参切片或颗粒中主要药效成分丹参酮、丹酚酸等化学成分提取效果、效率及能耗。采用高效液相色谱法（HPLC）和质谱仪(MS) 等指纹图谱法，对提取物的药效化学成分进行检测分析和标定，与常规中药成分提取方法进行比较，证明本项目提出的电穿孔方法具有明显优势。